1.1 原子结构 基础知识讲义-(2019新)人教版高中化学选择性必修二.doc
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1、第一节 原子结构一、能层与能级(一)复习回顾电子层与核外电子排布的一般规律 1、电子层(1)定义:在含有多个电子的原子里,电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层,也称作电子层。(2)表示方法电子层数(n)1234567电子层符号KLMNOPQ离核远近近 远能量高低低 高2、核外电子排布的一般规律“一低四不超”(1)能量规律能量最低原理:核外电子总是先排布在能量较低的电子层里,然后由内向外,依次排布在能量逐渐升高的电子层(2)数量规则:四不超:(1)每层最多容纳电子数为2n2 (2)最外层不超过8个电子(K层为最外层时不超过2个电子) (3)次外层不超过18个电子 (
2、4)倒数第三层不超过32个电子注:以上规律是相互联系,不能孤立地理解(二)能层(相当于必修中的电子层)1、定义:核外电子按能量不同分成能层。2、电子的能层由内向外排序,其序号、符号以及所能容纳的最多电子数及能层的能量与能层离原子核距离的关系:能层一二三四五六七符号KLMNOPQ最多电子数281832507298离核远近近 远能量高低低 高即能层越高,电子的能量越高,离原子核越远注:高中只研究到第七能层(三)能级1、定义:同一能层的电子,还被分成不同能级。2、能级的符号和所能容纳的最多电子数如下表:能层12345能层符号KLMNO能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p最多电子数22
3、62610261014262818322n23、能层与能级的有关规律(1)能级的个数=所在能层的能层序数(2)能级的字母代号总是以s、p、d、f排序,字母前的数字是它们所处的能层序数,它们可容纳的最多电子数依次为自然数中的奇数序列1,3,5,7的2倍。即s级最多容纳2个电子,p级最多容纳6个电子,d级最多容纳10个电子,f级最多容纳14个电子(3)英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数相同。例如,1s、2s、3s、4s能级最多都只能容纳2个电子。(4)每一能层最多容纳电子数为2n2(n为能层序数)(5)f能级的最小能层为4,d能级的最小能层为3(6)能级能量大小的比较:先看能层,一般情况
4、下,能层序数越大,能量越高;再看同一能层各能级的能量顺序为:E(ns) E(np)E(nd) E(nf) (7)不同能层中同一能级,能层序数越大,能量越高。例如:E(1s) E(2s)E(3s)(8)不同原子同一能层,同一能级的能量大小不同。例如:Ar的1s能级的能量S的1s能级的能量二、基态与激发态 原子光谱(一)基态与激发态1、基态原子:处于最低能量状态的原子叫做基态原子。2、激发态原子:基态原子吸收能量,它的电子会跃迁到较高能级,变为激发态原子3、基态原子与激发态原子的关系注:(1)电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移),而原子得失电子发生的是化学变化。(2)电子可以从基态跃迁到激发态,
5、相反也可以从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态,释放能量。光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式。举例:焰火、霓虹灯光、激光、荧光、LED灯光等(二)原子光谱1、定义:不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱,总称原子光谱。2、形成原因:3、分类:吸收光谱:明亮背景的暗色谱线发射光谱:暗色背景的明亮谱线4、光谱分析在现代化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析。三、构造原理与电子排布式(一)构造原理1、内容:以光谱学事实为基础,从氢开始,随核电荷数递增,新增电子填入能级的顺序称为构造原理。2、构造原理示意图
6、:图中用小圆圈表示一个能级,每一行对应一个能层,箭头引导的曲线显示递增电子填入能级的顺序。注:电子填充的常见一般规律: 1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s3、能级交错:构造原理告诉我们,随核电荷数递增,电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。这种现象被称为能级交错。注:(1)构造原理呈现的能级交错源于光谱学事实,是经验的,而不是任何理论推导的结果。构造原理是一个思维模型,是个假想过程。(2)能级交错现象是电子随核电荷数递增而出现的填入电子顺序的交错,并不意味着先填的能级能量一定比后填的能级能量低(二)电子排布式1、定义:电子排布式是用核外电子分布的能级及各能级上的电子数
7、来表示电子排布的式子。2、表示方法:3、书写方法“三步法”(构造原理是书写基态原子电子排布式的主要依据)第一步:按照构造原理写出电子填入能级的顺序,1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s第二步:根据各能级容纳的电子数填充电子。第三步:去掉空能级,并按照能层顺序排列即可得到电子排布式。注:(1)在书写电子排布式时,一般情况下,能层低的能级要写在左边,而不是按构造原理的顺序写。(2)在得出构造原理之前,由原子光谱得知有些过渡金属元素基态原子电子排布不符合构造原理,如Cr和Cu的最后两个能级的电子排布分别为3d54s1和3d104s1。由此可见,构造原理是被理想化了的。4、简化电子排布式(
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