物質結構與性質元素周期律第五章第一節原子結構、核外電子排布2017版課程標準素養目標1.了解元素、核素和同位素的含義2.了解原子的構成。了解原子序數、核電荷數、質子數、中子數、核外電子數以及它們之間的相互關系3.了解原子核外電子的運動狀態、能級分布和排布原理，能正確書寫1～36號元素原子核外電子、價電子的電子排布式和軌道表示式4.了解電子在原子軌道之間的躍遷及其簡單應用1.宏觀辨識與微觀探析：能從能層、能級等不同層次認識原子的結構，以及核外電子的排布規律，能從宏觀和微觀相結合的視角分析原子結構與元素性質的關系2.證據推理與模型認知：能運用構造原理和能量最低原理，揭示元素原子核外電子排布的規律3.變化觀念與平衡思想：能多角度、動態地分析核外電子的運動狀態及原子結構的變化規律，認識元素性質的變化規律欄目導航01必備知識關鍵能力02真題體驗領悟高考03配套訓練必備知識關鍵能力1原子結構核素【基礎整合】元素原子化學(2)微粒的基本關系式。①原子：質量數(A)＝________(Z)＋________(N)；②質子數(Z)＝核電荷數＝____________；③陽離子：核外電子數＝質子數－_______________________；④陰離子：核外電子數＝質子數＋_________________________。質子數中子數核外電子數陽離子所帶的電荷數陰離子所帶的電荷數(3)微粒符號周圍數字的含義。【答案】①質子數②質量數③化合價④電荷數⑤原子數2.元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的關系。【答案】(1)核電荷數質子中子質子數中子數(2)同位素的性質。同位素的________不同，________相同，化學性質______________，物理性質____________。(3)幾種重要的核素。中子數質子數幾乎完全相同差異較大3．由核外電子排布認識元素的性質(1)核外電子排布規律。①核外電子的分層排布及能量變化【答案】低高a．2n2

b．8

c．18

②原子結構示意圖(以Na為例)【答案】核電荷數電子數(2)核外電子排布與元素性質的關系。①金屬元素原子的最外層電子數一般小于4，較易______電子，形成陽離子，表現出______性，在化合物中顯正化合價。②非金屬元素原子的最外層電子數一般大于或等于4，較易______電子，活潑非金屬原子易形成陰離子。在化合物中主要顯負化合價。③稀有氣體元素的原子最外層為8電子(氦為2電子)穩定結構，不易失去或得到電子，通常表現為0價。失去

還原

得到

【答案】(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×

(6)×

(7)√

(8)×

(9)×

(10)√【重難突破】【答案】B

【解析】金剛石與石墨是由碳元素組成的不同的單質，它們互為同素異形體，B錯誤。3．某元素的一種同位素X原子的質量數為A，含N個中子，它與1H原子構成HmX分子，在agHmX中所含原子的物質的量為____________，所含中子的物質的量為____________，所含質子數為____________，所含電子數為____________。抓住描述的對象，突破“四同”的辨別同位素同素異形體同分異構體同系物對象原子單質化合物有機物辨析同一元素的不同核素同一元素形成的不同單質分子式相同，結構不同結構相似，組成上相差n個CH2原子團性質物理性質不同，化學性質相同物理性質不同，化學性質相似物理性質不同，化學性質可能相同物理性質不同，化學性質相似4．下列有關短周期元素原子的說法正確的是(

)A．當原子形成簡單離子后，其最外層上的電子數可超過8個B．原子最外層上的電子數少于4個時，電子數越多，還原性越強C．在原子核外電子中，最外層上的電子能量最高D．當最外層上的電子數變為4個時即達穩定結構【答案】C

【解析】原子形成簡單離子，最外層應滿足穩定的結構，可為2或8等，A錯誤；Al比Na的電子數多，但Al還原性弱，B錯誤；原子核外電子離核越遠，能量越高，C正確；最外層上的電子軌道全充滿時達到穩定結構，可為2或8，D錯誤。原子核外電子排布原理【基礎整合】1．能層、能級與原子軌道(1)能層(n)：在多電子原子中，核外電子的______是不同的，按照電子的______差異將其分成不同能層。通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。(2)能級：同一能層里電子的________也可能不同，又將其分成不同的能級，通常用___________等表示，同一能層里，各能級的能量按____________的順序依次升高，即_______________________。能量能量能量s、p、d、f

s、p、d、f

E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)

(3)原子軌道：電子云輪廓圖給出了電子在______________的區域。這種電子云輪廓圖稱為原子軌道。原子軌道軌道形狀軌道個數s____________p__________________________d復雜________f復雜________核外經常出現球形1

啞鈴形(或紡錘形)

3

5

7

第一能層(K)，只有s能級；第二能層(L)，有s、p兩種能級，p能級上有三個原子軌道px、py、pz，它們具有相同的能量；第三能層(M)，有s、p、d三種能級。(4)完成下表，理解電子層、能級及其最多容納電子數的關系。電子層一二三四五…符號KLMNO…能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s……最多容納電子數22626102610142……281832…2n2①任一電子層的能級總是從s能級開始，而且能級數等于該電子層序數。②以s、p、d、f……排序的各能級可容納的最多電子數依次為1、3、5、7……的二倍。2．基態原子的核外電子排布(1)能量最低原理：即電子盡可能地先占有能量低的軌道，然后進入能量高的軌道，使整個原子的能量處于______狀態。如圖為構造原理示意圖，即基態原子核外電子在原子軌道上的排布順序圖：最低所有電子排布規則都需要滿足能量最低原理。2

相反單獨占據一個軌道相同全滿半滿全空(4)基態原子核外電子排布的表示方法。表示方法以硫原子為例電子排布式____________簡化電子排布式____________軌道表示式價電子排布式____________1s22s22p63s23p4

[Ne]3s23p4

3s23p4(1)原子核外電子排布應熟記前四個能級組的順序圖，1s→(2s→2p)→(3s→3p)→(4s→3d→4p)。(2)與4s、3d有關的問題。①填充時一定是先填充4s后填充3d，但書寫順序則相反，將3d寫在3p后4s前。②反應中失去電子時，由于4s軌道位于3d外，故在化學反應中，第4周期過渡元素首先失去4s上的電子，當4s上電子全部失去后才會失去3d上的電子。(3)Fe3＋比Fe2＋更穩定的原因。26Fe價層電子的電子排布式為3d64s2，Fe3＋價層電子的電子排布式為3d5，Fe2＋價層電子的電子排布式為3d6。根據“能量相同的軌道處于全空、全滿和半滿時能量最低”的原則，3d5處于半滿狀態，結構更為穩定，所以Fe3＋較Fe2＋更為穩定。3．原子狀態及原子光譜(1)基態原子：處于____________的原子。(2)激發態原子：基態原子的電子吸收能量后，從_______躍遷到________狀態的原子。(3)原子光譜：不同元素的原子發生電子躍遷時會______或______不同的光，用光譜儀記錄下來便得到原子光譜。利用原子光譜的特征譜線可以鑒定元素，稱為光譜分析。最低能量低能級高能級吸收放出①電子的躍遷是物理變化，是在原子內部進行的，原子組成沒有變化。②電子躍遷一般發生在能量相近的能級間。(4)基態、激發態及光譜示意圖。寫出下列原子或離子的①電子排布式、②價電子軌道表示式、③電子占的原子軌道數、④未成對電子數。(1)N：①_______________________________________。②_____________________________________________。③________。④________。(2)Cl：①___________________________________。②____________________________________________。③________。④________。(3)Fe2＋：①_________________________________________。②___________________________________________。③________。④________。(4)Cu：①__________________________________________。②_______________________________________________。③________。④________。(5)Se：①__________________________________________。②______________________________________________。③________。④________。(6)Br－：①______________________________________。②_____________________________________________。③________。④________。【重難突破】1．(1)(2020·湖北武漢質檢)Ti基態原子核外電子排布式為__________________，基態鋁原子核外電子云形狀有________(填形狀名稱)。(2)(2018·重慶一中模擬)基態硅原子的電子排布圖為__________________；硫的基態原子能量最高的電子云在空間有____個伸展方向，原子軌道呈____形。(3)(2019·四川成都七中一診)航母甲板鎳鉻鋼表面涂有一層耐高溫的材料聚硅氧烷。基態鉻原子的價電子排布式為____________，基態硅原子占據最高能級的電子云輪廓圖為______形，元素C、O、F的電負性由大到小的順序為______________。(4)(2019·山東濟南質檢)①在現代化學中，常利用________上的特征譜線來鑒定元素，稱為光譜分析。②基態N原子的價電子占據的能量最高的能級是________，價電子在該能級上的排布遵循的原則是________。3．第三代半導體材料的優異性能和對新興產業的巨大推動作用，使得發達國家都把發展第三代半導體材料及其相關器件等列為半導體重要新興技術領域，投入巨資支持發展。第三代半導體材料有氮化鎵、碳化硅等。請回答下列問題：(1)硅原子占據電子的能級符號有______________，其中占據電子的能量最高的能級符號為________，該能級已經容納了______個電子。(2)N原子中，有電子占據的最高能層符號為______，該能層已經容納的電子數為______個。(3)鎵為元素周期表中第31號元素，位于元素周期表第4周期。鎵原子具有______個能層，每個能層已經容納的電子數之比為______________。【答案】(1)1s、2s、2p、3s、3p

3p

2

(2)L

5

(3)4

2∶8∶18∶36．(1)(2019·廣東汕頭模擬)Z