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2024届高中化学一轮复习课件：原子结构 原子核外电子排布
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这是一份2024届高中化学一轮复习课件：原子结构 原子核外电子排布，共3页。PPT课件主要包含了中子数，质子数，质子数核电荷数，几乎完全相同，差异较大，同位素，pdf，哑铃形，构造原理，最低能量等内容，欢迎下载使用。
1. 原子的构成(1)构成原子的微粒及作用
(2)原子中的等量关系(3)微粒符号周围数字的含义
2.元素、核素和同位素(1)元素、核素、同位素的概念辨析
(4)几种重要核素的用途
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1) 1 ml重水分子和1 ml普通水分子中,中子数之比为2∶1( )
(2)中子数不同而质子数相同的微粒一定互为同位素( )
[解析]中子数不同而质子数相同的微粒不一定都是原子,如14C16O和 14N2,则它们不可能互为同位素。
题组一 “三素”“两同”概念辨析
题组二 微粒中粒子数的确定
[规律小结 ] 微粒中粒子数之间的定量关系(1)对于原子或离子:质量数=质子数+中子数。(2)对于原子:核电荷数=质子数=核外电子数。(3)对于离子:核电荷数=质子数≠核外电子数。
1. A+、B+、C-、D、E五种粒子(分子或离子)中,每个粒子均有10个电子。已知:①A++C- =D+E↑;②B++C- =2D。请回答:(1)C-的电子式是 。 (2)分别写出A+和D反应、B+和E反应的离子方程式: 。 (3)除D、E外,请再写出两种含10个电子的分子的分子式: 。 (4)除A+、B+外,请再写出两种含10个电子的阳离子: 。
题组三 常见电子数相同的微粒
Na+、Mg2+(答案合理即可)
2.已知A、B、C、D是中学化学常见的四种不同粒子,它们之间存在如图所示的转化关系(反应条件已经略去):(1)如果A、B、C、D均是10电子的粒子,请写出A、D的电子式:A , D 。 (2)如果A和C是18电子的粒子,B和D是10电子的粒子。①A与B在溶液中反应的离子方程式为 。 ②根据上述离子方程式,可以判断C与B结合质子的能力大小是 (用化学式或离子符号表示)。
HS-+OH- =S2-+H2O(答案合理即可)
OH->S2-(答案合理即可)
[方法技巧] 寻找“等电子”微粒的思维方法寻找2、10、18电子微粒的方法(1)2电子微粒: (2)10电子微粒:以Ne为核心,推断同周期的非金属元素形成的微粒和下一周期的金属元素形成的微粒。
(3)18电子微粒:以Ar为核心,推断同周期的非金属元素形成的微粒和下一周期的金属元素形成的微粒。
1. 能层与能级(1)能层(n)(即电子层)原子核外电子是 排布的,根据电子的 差异,可将核外电子分成不同的能层。每个能层最多能容纳的电子数为 。 (2)能级同一能层的电子, 也可能不同,不同能量的电子分成不同的能级,通常用能级符号 等表示,同一能层里,各能级的能量按s、p、d、f的顺序升高。不同能层的能级表示方法是在能级符号前面加能层序号,如第3层的各能级表示为3s、3p、3d。则第n能层各能级的能量顺序为 。
ns
2. 电子云与原子轨道(1)电子云电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。(2)原子轨道原子轨道表示电子在原子核外的一个空间运动状态。同一能层中各能级的电子分别占据各自的原子轨道,它们有不同的形状、个数和伸展方向。
[特别提醒] ①第一能层(K),只有s能级;第二能层(L),有s、p两种能级,p能级上有三个原子轨道px、py、pz,它们具有相同的能量;第三能层(M),有s、p、d三种能级。②一个原子核外电子的空间运动状态种类数=该原子核外电子占据的原子轨道数。
3. 原子核外电子的排布(1)排布规律(书写原则)[微点拨1] 洪特规则特例:当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)或全空(p0、d0、f0)状态时,体系较稳定,能量最低。例如,基态24Cr原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
(2)构造原理(填充顺序)从氢开始,随着核电荷数的递增,新增电子填入能级的顺序称为 ,如图为构造原理示意图:
(3)核外电子排布表示方法(以硫原子为例)
4. 基态与激发态原子光谱(1)基态与激发态(2)原子光谱不同元素原子的电子发生跃迁时会 或 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。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素,称为光谱分析。
(3)基态、激发态及光谱示意图(电子的跃迁)[微点拨2] ①电子的跃迁是物理变化,是在原子内部进行的,原子组成没有变化。②电子跃迁一般发生在能量相近的能级间,激发态原子释放能量不一定变成基态原子。
(2)氮原子的价层电子的轨道表示式(电子排布图)为 ( )
[解析]根据构造原理可知氮原子的价层电子排布为2s22p3,根据洪特规则和泡利原理可知其价层电子的轨道表示式为 。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)基态K原子中,核外电子占据最高能层的符号是N,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为球形( )
[解析]基态K原子核外有4个能层:K、L、M、N,能量依次增高,处于N层上的1个电子位于s轨道,s电子云轮廓图形状为球形。
(3)1s、2s和3s能级轨道的形状均为球形,其能量随能层序数增大而升高 ( )(4)镍元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,3d能级上的未成对电子数为3( )
[解析] Ni是28号元素,根据核外电子的排布规律可知,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2。根据洪特规则可知,Ni原子3d能级上8个电子尽可能分占5个不同的轨道,其未成对电子数为2。
(5)基态Zn2+核外电子排布式为[Ar]3d10 ( )
[解析] Zn为30号元素,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,失去最外层的2个电子即可得到Zn2+,基态Zn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。
(6)基态氧原子核外电子的空间运动状态有5种,核外电子的运动状态有8种( )
1.下列说法中正确的是( )A.1s电子云呈球形,表示电子绕原子核做圆周运动B.电子排布式能全面反映核外电子排布情况C.ns能级的原子轨道可用 表示D.3d3表示3d能级有3个轨道
题组一 核外电子运动状态的描述
[解析] 1s电子云呈球形,表示电子运动空间主要是以原子核为中心的球体范围,A项错误;电子排布式无法反映电子在同一能级上的排布情况,B项错误;s能级的电子云是以原子核为中心的球体,所以ns能级的原子轨道可用题图表示,C项正确;3d3表示第三能层的d能级有3个电子,D项错误。
2.人们通常将在同一原子轨道上运动、自旋相反的2个电子,称为“电子对”,将在某一原子轨道上运动的单个电子,称为“未成对电子”。以下有关第四周期元素原子的“未成对电子”的说法,错误的是 ( )A.4s电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中一定含有“未成对电子”B.4p电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中一定不含“未成对电子”C.3d电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中可能含有“未成对电子”D.3d电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中一定含有“未成对电子”
[解析] 4s电子数为奇数的基态原子,最外层电子排布式为4s1,则原子轨道中至少含有1个“未成对电子”,A正确;4p电子数为偶数的基态原子,价层电子排布可能为4s24p2、4s24p4或4s24p6,其中4s24p2、4s24p4都含有2个“未成对电子”,4s24p6不含“未成对电子”,B错误;3d电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中可能含有“未成对电子”,如3d104s1含有1个“未成对电子”,C正确;3d轨道全部排满时应为3d10,若3d电子数为奇数的基态原子,其原子轨道的3d轨道一定含有“未成对电子”,D正确。
[易错警示 ] 判断原子核外电子的空间运动状态
题组二 核外电子排布原则及表示方法
1.氮是空气中含量最多的元素,下列有关基态氮原子的符号表征错误的是( )A.核外电子排布式:1s22s22p3B.价层电子排布:2s22p3C.轨道表示式: D.原子结构示意图:
[解析]基态氮原子核外有7个电子,其核外电子排布式为1s22s22p3,价层电子排布为2s22p3,根据洪特规则可知,2p轨道的3个电子分占3个不同的2p轨道,且自旋平行,故其轨道表示式为 ,C错误。
2.下列说法中正确的是( )A.原子核外电子排布式为1s1的基态原子与原子核外电子排布式为1s22s1的基态原子化学性质相似B.基态Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5C.基态铜原子的价层电子轨道表示式:D.基态碳原子的价层电子轨道表示式:
[解析]原子核外电子排布式为1s1、1s22s1的基态原子分别是H、Li,二者的化学性质不同,A错误;基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2,失去4s轨道的2个电子和3d轨道的1个电子形成Fe3+,故基态Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5,B正确;基态铜原子的价层电子排布为3d104s1,则价层电子的轨道表示式为 ,C错误;基态碳原子的价层电子排布为2s22p2,其价层电子轨道表示为 ,D错误。
1. 原子的构成(1)构成原子的微粒及作用
(2)原子中的等量关系(3)微粒符号周围数字的含义
2.元素、核素和同位素(1)元素、核素、同位素的概念辨析
(4)几种重要核素的用途
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1) 1 ml重水分子和1 ml普通水分子中,中子数之比为2∶1( )
(2)中子数不同而质子数相同的微粒一定互为同位素( )
[解析]中子数不同而质子数相同的微粒不一定都是原子,如14C16O和 14N2,则它们不可能互为同位素。
题组一 “三素”“两同”概念辨析
题组二 微粒中粒子数的确定
[规律小结 ] 微粒中粒子数之间的定量关系(1)对于原子或离子:质量数=质子数+中子数。(2)对于原子:核电荷数=质子数=核外电子数。(3)对于离子:核电荷数=质子数≠核外电子数。
1. A+、B+、C-、D、E五种粒子(分子或离子)中,每个粒子均有10个电子。已知:①A++C- =D+E↑;②B++C- =2D。请回答:(1)C-的电子式是 。 (2)分别写出A+和D反应、B+和E反应的离子方程式: 。 (3)除D、E外,请再写出两种含10个电子的分子的分子式: 。 (4)除A+、B+外,请再写出两种含10个电子的阳离子: 。
题组三 常见电子数相同的微粒
Na+、Mg2+(答案合理即可)
2.已知A、B、C、D是中学化学常见的四种不同粒子,它们之间存在如图所示的转化关系(反应条件已经略去):(1)如果A、B、C、D均是10电子的粒子,请写出A、D的电子式:A , D 。 (2)如果A和C是18电子的粒子,B和D是10电子的粒子。①A与B在溶液中反应的离子方程式为 。 ②根据上述离子方程式,可以判断C与B结合质子的能力大小是 (用化学式或离子符号表示)。
HS-+OH- =S2-+H2O(答案合理即可)
OH->S2-(答案合理即可)
[方法技巧] 寻找“等电子”微粒的思维方法寻找2、10、18电子微粒的方法(1)2电子微粒: (2)10电子微粒:以Ne为核心,推断同周期的非金属元素形成的微粒和下一周期的金属元素形成的微粒。
(3)18电子微粒:以Ar为核心,推断同周期的非金属元素形成的微粒和下一周期的金属元素形成的微粒。
1. 能层与能级(1)能层(n)(即电子层)原子核外电子是 排布的,根据电子的 差异,可将核外电子分成不同的能层。每个能层最多能容纳的电子数为 。 (2)能级同一能层的电子, 也可能不同,不同能量的电子分成不同的能级,通常用能级符号 等表示,同一能层里,各能级的能量按s、p、d、f的顺序升高。不同能层的能级表示方法是在能级符号前面加能层序号,如第3层的各能级表示为3s、3p、3d。则第n能层各能级的能量顺序为 。
ns
2. 电子云与原子轨道(1)电子云电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。(2)原子轨道原子轨道表示电子在原子核外的一个空间运动状态。同一能层中各能级的电子分别占据各自的原子轨道,它们有不同的形状、个数和伸展方向。
[特别提醒] ①第一能层(K),只有s能级;第二能层(L),有s、p两种能级,p能级上有三个原子轨道px、py、pz,它们具有相同的能量;第三能层(M),有s、p、d三种能级。②一个原子核外电子的空间运动状态种类数=该原子核外电子占据的原子轨道数。
3. 原子核外电子的排布(1)排布规律(书写原则)[微点拨1] 洪特规则特例:当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)或全空(p0、d0、f0)状态时,体系较稳定,能量最低。例如,基态24Cr原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
(2)构造原理(填充顺序)从氢开始,随着核电荷数的递增,新增电子填入能级的顺序称为 ,如图为构造原理示意图:
(3)核外电子排布表示方法(以硫原子为例)
4. 基态与激发态原子光谱(1)基态与激发态(2)原子光谱不同元素原子的电子发生跃迁时会 或 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。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素,称为光谱分析。
(3)基态、激发态及光谱示意图(电子的跃迁)[微点拨2] ①电子的跃迁是物理变化,是在原子内部进行的,原子组成没有变化。②电子跃迁一般发生在能量相近的能级间,激发态原子释放能量不一定变成基态原子。
(2)氮原子的价层电子的轨道表示式(电子排布图)为 ( )
[解析]根据构造原理可知氮原子的价层电子排布为2s22p3,根据洪特规则和泡利原理可知其价层电子的轨道表示式为 。
判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)基态K原子中,核外电子占据最高能层的符号是N,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为球形( )
[解析]基态K原子核外有4个能层:K、L、M、N,能量依次增高,处于N层上的1个电子位于s轨道,s电子云轮廓图形状为球形。
(3)1s、2s和3s能级轨道的形状均为球形,其能量随能层序数增大而升高 ( )(4)镍元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,3d能级上的未成对电子数为3( )
[解析] Ni是28号元素,根据核外电子的排布规律可知,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2。根据洪特规则可知,Ni原子3d能级上8个电子尽可能分占5个不同的轨道,其未成对电子数为2。
(5)基态Zn2+核外电子排布式为[Ar]3d10 ( )
[解析] Zn为30号元素,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,失去最外层的2个电子即可得到Zn2+,基态Zn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。
(6)基态氧原子核外电子的空间运动状态有5种,核外电子的运动状态有8种( )
1.下列说法中正确的是( )A.1s电子云呈球形,表示电子绕原子核做圆周运动B.电子排布式能全面反映核外电子排布情况C.ns能级的原子轨道可用 表示D.3d3表示3d能级有3个轨道
题组一 核外电子运动状态的描述
[解析] 1s电子云呈球形,表示电子运动空间主要是以原子核为中心的球体范围,A项错误;电子排布式无法反映电子在同一能级上的排布情况,B项错误;s能级的电子云是以原子核为中心的球体,所以ns能级的原子轨道可用题图表示,C项正确;3d3表示第三能层的d能级有3个电子,D项错误。
2.人们通常将在同一原子轨道上运动、自旋相反的2个电子,称为“电子对”,将在某一原子轨道上运动的单个电子,称为“未成对电子”。以下有关第四周期元素原子的“未成对电子”的说法,错误的是 ( )A.4s电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中一定含有“未成对电子”B.4p电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中一定不含“未成对电子”C.3d电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中可能含有“未成对电子”D.3d电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中一定含有“未成对电子”
[解析] 4s电子数为奇数的基态原子,最外层电子排布式为4s1,则原子轨道中至少含有1个“未成对电子”,A正确;4p电子数为偶数的基态原子,价层电子排布可能为4s24p2、4s24p4或4s24p6,其中4s24p2、4s24p4都含有2个“未成对电子”,4s24p6不含“未成对电子”,B错误;3d电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中可能含有“未成对电子”,如3d104s1含有1个“未成对电子”,C正确;3d轨道全部排满时应为3d10,若3d电子数为奇数的基态原子,其原子轨道的3d轨道一定含有“未成对电子”,D正确。
[易错警示 ] 判断原子核外电子的空间运动状态
题组二 核外电子排布原则及表示方法
1.氮是空气中含量最多的元素,下列有关基态氮原子的符号表征错误的是( )A.核外电子排布式:1s22s22p3B.价层电子排布:2s22p3C.轨道表示式: D.原子结构示意图:
[解析]基态氮原子核外有7个电子,其核外电子排布式为1s22s22p3,价层电子排布为2s22p3,根据洪特规则可知,2p轨道的3个电子分占3个不同的2p轨道,且自旋平行,故其轨道表示式为 ,C错误。
2.下列说法中正确的是( )A.原子核外电子排布式为1s1的基态原子与原子核外电子排布式为1s22s1的基态原子化学性质相似B.基态Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5C.基态铜原子的价层电子轨道表示式:D.基态碳原子的价层电子轨道表示式:
[解析]原子核外电子排布式为1s1、1s22s1的基态原子分别是H、Li,二者的化学性质不同,A错误;基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2,失去4s轨道的2个电子和3d轨道的1个电子形成Fe3+,故基态Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5,B正确;基态铜原子的价层电子排布为3d104s1,则价层电子的轨道表示式为 ,C错误;基态碳原子的价层电子排布为2s22p2,其价层电子轨道表示为 ,D错误。
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