第一章《原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》知識(shí)點(diǎn)歸納
課標(biāo)要求
1.了解原子核外電子的能級(jí)分布,能用電子排布式表示常見(jiàn)元素的(1~36號(hào))原子核外電子的排布。了解原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
2.了解元素電離能的含義,并能用以說(shuō)明元素的某種性質(zhì)
3.了解原子核外電子在一定條件下會(huì)發(fā)生躍遷,了解其簡(jiǎn)單應(yīng)用。
4.了解電負(fù)性的概念,知道元素的性質(zhì)與電負(fù)性的關(guān)系。
要點(diǎn)精講
一.原子結(jié)構(gòu)
1.能級(jí)與能層
2.原子軌道
3.原子核外電子排布規(guī)律
(1)構(gòu)造原理:隨著核電荷數(shù)遞增,大多數(shù)元素的電中性基態(tài)原子的電子按右圖順序填入核外電子運(yùn)動(dòng)軌道(能級(jí)),叫做構(gòu)造原理。
能級(jí)交錯(cuò):由構(gòu)造原理可知,電子先進(jìn)入4s軌道,后進(jìn)入3d軌道,這種現(xiàn)象叫能級(jí)交錯(cuò)。
說(shuō)明:構(gòu)造原理并不是說(shuō)4s能級(jí)比3d能級(jí)能量低(實(shí)際上4s能級(jí)比3d能級(jí)能量高),而是指這樣順序填充電子可以使整個(gè)原子的能量最低。也就是說(shuō),整個(gè)原子的能量不能機(jī)械地看做是各電子所處軌道的能量之和。
(2)能量最低原理
現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論證實(shí),原子的電子排布遵循構(gòu)造原理能使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài),簡(jiǎn)稱能量最低原理。
構(gòu)造原理和能量最低原理是從整體角度考慮原子的能量高低,而不局限于某個(gè)能級(jí)。
(3)泡利(不相容)原理:基態(tài)多電子原子中,不可能同時(shí)存在4個(gè)量子數(shù)完全相同的電子。換言之,一個(gè)軌道里最多只能容納兩個(gè)電子,且電旋方向相反(用“↑↓”表示),這個(gè)原理稱為泡利(pauli)原理。
(4)洪特規(guī)則:當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道(能量相同)時(shí),總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道,而且自旋方向相同,這個(gè)規(guī)則叫洪特(hund)規(guī)則。洪特規(guī)則特例:當(dāng)p、d、f軌道填充的電子數(shù)為全空、半充滿或全充滿時(shí),原子處于較穩(wěn)定的狀態(tài)。即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14時(shí),是較穩(wěn)定狀態(tài)。
4.基態(tài)原子核外電子排布的表示方法
(1)電子排布式
①用數(shù)字在能級(jí)符號(hào)的右上角表明該能級(jí)上排布的電子數(shù),這就是電子排布式。
②為了避免電子排布式書寫過(guò)于繁瑣,把內(nèi)層電子達(dá)到稀有氣體元素原子結(jié)構(gòu)的部分以相應(yīng)稀有氣體的元素符號(hào)外加方括號(hào)表示,例如k:[ar]4s1。
(2)電子排布圖(軌道表示式)
每個(gè)方框或圓圈代表一個(gè)原子軌道,每個(gè)箭頭代表一個(gè)電子。
二、原子結(jié)構(gòu)與元素周期表
1.原子的電子構(gòu)型與周期的關(guān)系
(1)每周期第一種元素的最外層電子的排布式為ns1。每周期結(jié)尾元素的最外層電子排布式除he為1s2外,其余為ns2np6。he核外只有2個(gè)電子,只有1個(gè)s軌道,還未出現(xiàn)p軌道,所以第一周期結(jié)尾元素的電子排布跟其他周期不同。
(2)一個(gè)能級(jí)組最多所容納的電子數(shù)等于一個(gè)周期所包含的元素種類。但一個(gè)能級(jí)組不一定全部是能量相同的能級(jí),而是能量相近的能級(jí)。
2、元素周期表的分區(qū)
(1)根據(jù)核外電子排布
①分區(qū)
②各區(qū)元素化學(xué)性質(zhì)及原子最外層電子排布特點(diǎn)
③若已知元素的外圍電子排布,可直接判斷該元素在周期表中的位置。即最大能層為其周期數(shù),最外層電子數(shù)為其族序數(shù),但應(yīng)注意過(guò)渡元素(副族與第ⅷ族)的最大能層為其周期數(shù),外圍電子數(shù)應(yīng)為其縱列數(shù)而不是其族序數(shù)(鑭系、錒系除外)。
三.元素周期律
1.電離能、電負(fù)性
(1)電離能是指氣態(tài)原子或離子失去1個(gè)電子時(shí)所需要的最低能量,第一電離能是指電中性基態(tài)原子失去1個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量。第一電離能數(shù)值越小,原子越容易失去1個(gè)電子。在同一周期的元素中,堿金屬(或第ⅰa族)第一電離能最小,稀有氣體(或0族)第一電離能最大,從左到右總體呈現(xiàn)增大趨勢(shì)。同主族元素,從上到下,第一電離能逐漸減小。同一原子的第二電離能比第一電離能要大