資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
知識清單14 原子結構與性質
知識點01 能層、能級與原子軌道 知識點02 原子核外電子排布
知識點03 原子光譜 知識點04 電離能大小的比較及應用
知識點05 電負性
知識點01 能層、能級與原子軌道
能層、能級與原子軌道的含義
1．能層（n）：（又稱： ）
（1）分層依據：按照電子的 差異
（2）表示符號：K、L、M、N、O、P、Q
2．能級：在多電子原子中，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_ _。
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。
（1）原子軌道形狀和個數
符號 s p d
電子云形狀 或
軌道個數
（2）能量關系
①相同能層上原子軌道能量的高低：
②形狀相同的原子軌道能量的高低：
③同一能層內形狀相同而伸展方向不同的原子軌道的能量相等，如2px、2py、2pz軌道的能量
④不同能級具有交錯現象：ns<(n-2)f<(n-1)d4．1~36號元素的能層和能級
（1）K層：有 一個能級
（2）L層：有 、 兩個能級
（3）M層：有 、 、 三個能級
（4）N層：有 、 、 、 四個能級
5．原子核外電子排布的原理
（1）能量最低原理：電子盡先排布在能量最低的軌道中。
（2）泡利不相容原理：每個原子軌道上最多只能容納2個自旋方向 的電子。如：
（3）洪特規則：電子在能量相同原子軌道上排布時，應盡可能分占 的軌道而且自旋方向 。
錯誤 正確
N原子的2p軌道
（4）洪特規則特例：能量相同的原子軌道在下列情況時，體系能量最低
① ；即s2、p6、d10
② ；即s1、p3、d5
③ ；即s0、p0、d0
6．基態原子核外電子排布的表示方法
表示方法 舉例(以硫原子為例)
電子排布式 S：
簡化電子排布式 [Ne]3s23p4
電子排布圖(軌道表達式)注意空軌道不能省略
外圍(價層)電子排布式 3s23p4
1．能層、能級與原子軌道易錯點
(1)能層數＝電子層數。
(2) 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。
(3)要注意比較原子核外電子排布式、簡化電子排布式、原子外圍電子排布式的區別與聯系。如Cu的電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1；簡化電子排布式：[Ar]3d104s1；外圍價層電子排布式：3d104s1。
(4)核外電子排布常見錯誤
①在寫基態原子的電子排布圖時，常出現以下錯誤：
②當出現d軌道時，雖然電子按ns、(n－1)d、np的順序填充，但在書寫電子排布式時，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，而失電子時，卻先失4s軌道上的電子，如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。
2．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。
(1)原子核外的電子像云霧一樣籠罩在原子核周圍，故稱為電子云。(　 　)
(2)p能級能量一定比s能級的能量高。(　 　)
(3)基態磷原子的電子排布圖為(　 　)
。
(4)同一原子中，2p、3p、4p能級的軌道數依次增多。(　 　)
(5)Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d44s2。(　 　)
(6)2p和3p軌道形狀均為啞鈴狀，能量也相等。(　 　)
(7)2s能級和2p能級所具有的原子軌道數目之比為1∶3。(　 　)
(8)能量關系：1s<2s<3p<3d<4s。(　 　)
(9)基態氮原子最外層有2個未成對電子。(　 　)
(10)1～36號元素中，基態原子未成對電子數最多的是Cr元素。(　 　)
(11)基態Zn原子的電子排布式為[Ar]4s23d10。(　 　)
(12)電子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10違反了能量最低原理。(　 　)
(13)Cr原子有6個未成對的電子。(　 　)
(14)某元素原子核外電子總數是最外層電子數的5倍，則其最高正價為＋7。(　 　)
(15)第4周期元素中，錳元素價電子層中未成對電子數最多。(　 　)
(16)ns電子的能量不一定高于(n－1)p電子的能量。(　 　)
(17)6C的電子排布式1s22s22p違反了洪特規則。(　 　)
1．下列關于鈉元素的幾種表達式錯誤的是(　C　)
A．Na＋的電子排布圖：
B．Na＋的結構示意圖：
C．基態Na原子的電子排布式：1s22s22p53s2
D．基態Na原子的簡化電子排布式：[Ne]3s1
2．按要求填空：
①根據構造原理寫出下列基態原子或離子的核外電子排布式。
ⅰ.A元素原子核外M層電子數是L層電子數的一半：_1s22s22p63s23p2__。
ⅱ.B元素原子的最外層電子數是次外層電子數的1.5倍：_1s22s22p1__。
ⅲ.基態Ni2＋、Fe3＋、S2－的電子排布式分別為_[Ar]3d8__、_[Ar]3d5__、_1s22s22p63s23p6__。
②某元素的最外層電子排布式是4s24p5，則其元素符號為_Br__。
③基態Ti2＋中，電子占據的最高的能層符號是_M__，該能層有_3__個能級。
④寫出基態砷原子的電子排布式_[Ar]3d104s24p3__，砷位于元素周期表中第_四__周期_ⅤA__族。
知識點02 原子核外電子排布
一、基態原子核外電子排布
（1）21~30號：［Ar］3dx4s2 （2）31~36號：［Ar］3d104s24px
① 一般最后1位數是幾，x就等于幾 ① 最后1位數是幾，x就等于幾
② 24Cr：［Ar］3d44s2→ ② 32Ge：
③ 29Cu：［Ar］3d94s2→ ③ 34Se：
二、價電子（外圍電子、特征電子）
1．
（1） 21~30號： 3d和4s上的電子數之和
（2） 主族元素： 最外層電子數
（3） 過渡金屬原子： 除Cu和Cr原子最外層有 個電子外，其余的元素的原子最外層都有 個電子
（4） 過渡金屬離子的價電子構型： 優先失去 電子數 原子FeCoCu價電子構型 離子Fe2+Fe3+Co2+Co3+Cu+Cu2+價電子構型
（5） 元素的最高價： 等于價電子數 元素CrFeMnAs價電子構型 最高價
2．過渡金屬原子或離子的結構示意圖
微粒 V Cr3+ Cu+
結構 示意圖
3．第四周期主族元素原子或離子的結構示意圖：次外層都有 個電子
微粒 Ga As Br－
結構 示意圖
三、元素在周期表中的位置
（1）主族：主族序數＝原子的 ，周期序數＝原子的
（2）21~30號：根據3d和4s上的電子數之和確定
Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 3d104s2
（3）元素的分區
四、各種特征的電子（以Mn為例，1s22s22p63s23p63d54s2）
（1）不同運動狀態的電子數：
（2）不同空間運動狀態的電子數：
（3）形狀不同的電子云種類：
（4）不同能級（能量）的電子種類：
（5）最高能級的電子數：
（6）最高能層的電子數：
五、1~36號元素原子的空軌道數目
空軌道數 價電子構型 元素種類
1 ns2np2（3）
2 ns2np1（3）、3d34s2（1）
3 3d24s2（1）
4 3d14s2（1）
六、1~36號元素原子的未成對電子數（n）
（1）n＝1：ns1（4）、ns2np1（3）、ns2np5（3）、3d14s2（1）、3d104s1（1），共 種
（2）n＝2：ns2np2（3）、ns2np4（3）、3d24s2（1）、3d84s2（1），共 種
（3）n＝3：ns2np3（3）、3d34s2（1）、3d74s2（1），共 種
（4）n＝4：3d64s2（1），共 種
（5）n＝5：3d54s2（1），共 種
（6）n＝6：3d54s1（1），共 種
七、基態原子核外電子排布的表示方法（以鐵原子為例）
（1）各類要求的電子排布式
①電子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2
②簡化電子排布式：
③價電子（外圍電子、特征電子）排布式：
④最外層電子排布式：
⑤M層電子排布式：
⑥最高能級電子排布式：
（2）各類要求的電子排布圖
①電子排布圖：
②軌道表示式：
③價電子排布圖：
④原子結構示意圖：
1．基態原子價電子排布式為（ ）
2．基態O原子的價電子排布圖為（ ）
3．基態的價電子軌道表示式：（ ）
4．基態Cu原子的價層電子軌道表示式為（ ）
5．基態鉻原子的簡化電子排布式：[Ar]3d44s2（ ）
6．基態硼原子的核外電子有5種空間運動狀態（ ）
7．的離子結構示意圖：（ ）
8．某種激發態N原子的價層電子軌道表達式：（ ）
9．Fe3+得一個電子Fe2+電子排布式由[Ar]3d5變為[Ar]3d54s1（ ）
10．基態N原子的軌道表示式為違背了泡利不相容原理（ ）
1．下列敘述正確的是(　 　)
A．可能存在核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s24p1的原子
B．當電子排布在同一能級的不同軌道時，總是優先單獨占據一個軌道，而且自旋方向相反
C．1個原子軌道里最多容納2個電子，且自旋方向相同
D．基態原子的電子獲得一定能量變為激發態原子，而激發態原子變為基態原子，則要放出能量
2．按要求填空：
(1)Fe成為陽離子時首先失去_ __軌道電子，Sm的價層電子排布式為4f66s2，Sm3＋的價層電子排布式為 _。
(2)Cu2＋基態核外電子排布式為 。
(3)Li是最輕的固體金屬，采用Li作為負極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優良性能，得到廣泛應用。回答下列問題：
①下列Li原子電子排布圖表示的狀態中，能量最低和最高的分別為_ _(填標號)。
②Li＋與H－具有相同的電子構型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是 __。
(4)基態Fe原子價層電子的電子排布圖(軌道表達式)為_ _，基態S原子電子占據最高能級的電子云輪廓圖為_ __形。
(5)氮原子價層電子的軌道表達式(電子排布圖)為_ __。
知識點03 原子光譜
1．電子的躍遷
（1）基態電子：處于 能量的電子
（2）激發態電子：能量比基態電子 的電子
（3）電子躍遷
（4）對于同一元素來說，能量：基態原子 激發態原子；穩定性：基態原子 激發態原子。
2．原子光譜：電子躍遷時會吸收或釋放不同的光形成的譜線
（1）測量光譜儀器：
（2）光譜圖上數據：
（3）光譜類型： 光譜
① 光譜：1s22s22p63s23p34s1→1s22s22p63s23p4
② 光譜：1s22s22p3→1s22s22p13s2
（4）解釋原子發光現象
①在××條件，基態電子吸收能量躍遷到激發態
②由激發態躍遷回基態過程中，釋放能量
③釋放的能量以××可見光的形式呈現
（5）可見光的波長（λ）和能量（E）
①公式：E＝hv，c（光速）＝λv
②顏色和波長的關系
1．電子僅在激發態躍遷到基態時才會產生原子光譜（ ）
2．硼原子由時，由基態轉化為激發態，形成發射光譜（ ）
3．霓虹燈的發光原理是電子由基態向激發態躍遷時，以光的形式釋放能量（ ）
4．“火樹銀花合，星橋鐵鎖開”涉及到發光過程是電子由基態到激發態的躍遷過程（ ）
5．LED燈光與原子核外電子躍遷釋放能量有關（ ）
6．螢石夜晚發光與電子躍遷有關（ ）
7．基態原子變為激發態原子時要釋放能量（ ）
1．下列說法正確的是
A．基態原子吸收能量只能變成一種激發態
B．某原子的電子排布式為，其表示的是基態原子的電子排布
C．日常生活中我們看到的許多可見光，如霓虹燈光、節日焰火，是因為原子核外電子發生躍遷吸收能量導致的
D．電子僅從激發態躍遷到基態時才會產生原子光譜
2．下列有關說法中正確的是
A．電子易從躍遷到上
B．電子只有獲得能量后才能發生躍遷
C．核外電子排布式為的碳原子能產生發射光譜
D．灼燒含鈉元素物質時，產生黃光過程中相應電子的能量會升高
3．下列有關光譜的說法中不正確的是
A．吸收光譜和發射光譜都屬于原子光譜
B．焰色試驗產生的顏色和五彩霓虹燈都是發射光譜
C．原子中的電子在從基態向激發態躍遷時產生的是吸收光譜
D．基態原子獲得能量被激發的過程中，會產生暗背景亮線的原子光譜
知識點04 電離能大小的比較及應用
1．概念：氣態原子或離子失去 個電子所需要的最小能量
（1）第一電離能（I1）：M（g）－e－＝M+（g）
（2）第二電離能（I2）：M+（g）－e－＝M2+（g）
（3）第n電離能（In）：M（n－1）+（g）－e－＝Mn+（g）
2．同一原子各級電離能
（1）變化規律：I1 I2 I3 …
（2）變化原因
①電子 排布 ②各能層能量
3．第一電離能變化規律
（1）根據遞變規律判斷
①基本規律：周期表 位置的 原子的I1最大
②特殊規律：同一周期中I1，ⅡA ⅢA；ⅤA ⅥA
③不同周期元素的第I1電離能的變化規律：
④第二周期元素第I1電離能的大小排序
元素 Li Be B C N O F Ne
I1大小
（2）根據金屬性判斷
①基本規律：I1越小，金屬性越 ，注意ⅡA和ⅤA族元素的特殊性
②金屬元素和非金屬元素的I1：I1（金屬） I1（非金屬）
（3）根據微粒結構判斷
①穩定結構微粒的I大：全滿、半滿和全空狀態穩定
②I（全滿） I（半滿）
③判斷：I1（Cu） I1（Ni），I2（Cu） I2（Zn）
4．各級電離能數據的應用
（1）判斷元素價態：In+1 In，最高正價為
（2）判斷某一級電離能最大：第n級電離能最大，說明其最高正價為 價
（3）判斷電離能的突增點：形成相應電子層最穩定狀態后再失去1個電子
元素 原子 突增點的電離能級數
第一次 第二次 第三次
P
Ca
1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。
(1)C、N、O、F四種元素第一電離能從大到小的順序是N>O>F>C(　 　)
(2)元素的電負性越大，非金屬性越強，第一電離能也越大(　 　)
(3)主族元素的電負性越大，元素原子的第一電離能一定越大(　 　)
(4)第一電離能O>N。(　 　)
(5)鈉元素的第一、第二電離能分別小于鎂元素的第一、第二電離能。(　 　)
(6)根據元素周期律，原子半徑Ga小于As，第一電離能Ga大于As。(　 　)
(7)最外層電子排布為ns2np6(當只有K層時為1s2)的原子第一電離能較大。(　 　)
1．填空。
(1)N、O、S的第一電離能大小為，原因是 。
(2)Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能如表所示。，原因是 。，原因是 。
520 900 801
Na 496 Mg 738 Al 578
(3)下列狀態的鎂中，電離最外層一個電子所需能量最大的是_______(填標號)。
A． B． C． D．
2．圖a、b、c分別表示C、N、O和F的逐級電離能I變化趨勢(縱坐標的標度不同)。第一電離能的變化圖是 (填標號)，判斷的根據是 ；第三電離能的變化圖是 (填標號)。
a. b. c.
知識點05 電負性
1．意義：衡量元素的原子在化合物中 能力
2．遞變規律
（1）周期表 角 元素的最大
（2）電負性大小
①電負性最大的前三種元素： ＞ ＞
②氫元素的電負：C H B；P H Si
3．其他判斷方法
（1）根據共用電子對的偏向判斷：偏向一方元素的電負性
（2）化合物中化合價的正負判斷：顯負價元素的電負性
（3）根據元素的非金屬性判斷
①最高價氧化物對應水化物的酸性越強，電負性越
②單質與氫氣越容易化合，電負性越
③氣態氫化物越穩定，電負性越
4．判斷化合物的類型
（1）差值：|△X|＞1.7， 化合物
（2）差值：|△X|＜1.7， 化合物
5．根據電負性寫水解方程式
（1）水解原理
①電負性大的原子顯 ，結合水中的
②電負性小的原子顯 ，結合水中的
（2）實例
①BrI
②NCl3：
1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。
(1)B和N相比，電負性較大的是N(　 　)
(2)元素的電負性越大，非金屬性越強，第一電離能也越大(　 　)
(3)電負性大的元素非金屬性強(　 　)
(4)主族元素的電負性越大，元素原子的第一電離能一定越大(　 　)
(5)在元素周期表中，同周期元素電負性從左到右越來越大(　 　)
(6)金屬元素電負性一定小于非金屬元素電負性(　 　)
(7)在形成化合物時，電負性越小的元素越容易顯示正價。(　 　)
1．侯氏制堿法工藝流程中的主反應為，其中W、X、Y、Z、Q、R分別代表相關化學元素。下列說法正確的是
A．原子半徑： B．第一電離能：
C．單質沸點： D．電負性：
2．Ga、As、Se位于元素周期表第四周期。下列說法正確的是
A．原子半徑：
B．第一電離能：
C．元素電負性：
D．可在周期表中Se附近尋找優良的催化劑材料
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知識清單14 原子結構與性質
知識點01 能層、能級與原子軌道 知識點02 原子核外電子排布
知識點03 原子光譜 知識點04 電離能大小的比較及應用
知識點05 電負性
知識點01 能層、能級與原子軌道
能層、能級與原子軌道的含義
1．能層（n）：（又稱：電子層）
（1）分層依據：按照電子的能量差異
（2）表示符號：K、L、M、N、O、P、Q
2．能級：在多電子原子中，同一能層里電子的_能量__也可能不同，又將其分成不同的能級，通常用_s、p、d、f__等表示，同一能層里，各能級的能量按_s、p、d、f__的順序依次升高，即_E(s)3．原子軌道：電子云輪廓圖給出了電子在_核外經常出現__的區域。這種電子云輪廓圖稱為原子軌道。
（1）原子軌道形狀和個數
符號 s p d
電子云形狀 球形 紡錘形或啞鈴形 花瓣形
軌道個數
1 3 5
（2）能量關系
①相同能層上原子軌道能量的高低：ns②形狀相同的原子軌道能量的高低：1s<2s<3s<4s......
③同一能層內形狀相同而伸展方向不同的原子軌道的能量相等，如2px、2py、2pz軌道的能量相等
④不同能級具有交錯現象：ns<(n-2)f<(n-1)d4．1~36號元素的能層和能級
（1）K層：有1s一個能級
（2）L層：有2s、2p兩個能級
（3）M層：有3s、3p、3d三個能級
（4）N層：有4s、4p、4d、4f四個能級
5．原子核外電子排布的原理
（1）能量最低原理：電子盡先排布在能量最低的軌道中。
（2）泡利不相容原理：每個原子軌道上最多只能容納2個自旋方向相反的電子。如：
（3）洪特規則：電子在能量相同原子軌道上排布時，應盡可能分占不同的軌道而且自旋方向相同。
錯誤 正確
N原子的2p軌道
（4）洪特規則特例：能量相同的原子軌道在下列情況時，體系能量最低
①全滿；即s2、p6、d10
②半滿；即s1、p3、d5
③全空；即s0、p0、d0
6．基態原子核外電子排布的表示方法
表示方法 舉例(以硫原子為例)
電子排布式 S：_1s22s22p63s23p4__
簡化電子排布式 [Ne]3s23p4
電子排布圖(軌道表達式)注意空軌道不能省略
外圍(價層)電子排布式 3s23p4
1．能層、能級與原子軌道易錯點
(1)能層數＝電子層數。
(2) 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。
(3)要注意比較原子核外電子排布式、簡化電子排布式、原子外圍電子排布式的區別與聯系。如Cu的電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1；簡化電子排布式：[Ar]3d104s1；外圍價層電子排布式：3d104s1。
(4)核外電子排布常見錯誤
①在寫基態原子的電子排布圖時，常出現以下錯誤：
②當出現d軌道時，雖然電子按ns、(n－1)d、np的順序填充，但在書寫電子排布式時，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，而失電子時，卻先失4s軌道上的電子，如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。
2．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。
(1)原子核外的電子像云霧一樣籠罩在原子核周圍，故稱為電子云。(　 　)
(2)p能級能量一定比s能級的能量高。(　 　)
(3)基態磷原子的電子排布圖為(　 　)
。
(4)同一原子中，2p、3p、4p能級的軌道數依次增多。(　 　)
(5)Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d44s2。(　 　)
(6)2p和3p軌道形狀均為啞鈴狀，能量也相等。(　 　)
(7)2s能級和2p能級所具有的原子軌道數目之比為1∶3。(　 　)
(8)能量關系：1s<2s<3p<3d<4s。(　 　)
(9)基態氮原子最外層有2個未成對電子。(　 　)
(10)1～36號元素中，基態原子未成對電子數最多的是Cr元素。(　 　)
(11)基態Zn原子的電子排布式為[Ar]4s23d10。(　 　)
(12)電子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10違反了能量最低原理。(　 　)
(13)Cr原子有6個未成對的電子。(　 　)
(14)某元素原子核外電子總數是最外層電子數的5倍，則其最高正價為＋7。(　 　)
(15)第4周期元素中，錳元素價電子層中未成對電子數最多。(　 　)
(16)ns電子的能量不一定高于(n－1)p電子的能量。(　 　)
(17)6C的電子排布式1s22s22p違反了洪特規則。(　 　)
【答案】(1)(×)(2) (×)(3) (×)(4) (×)(5) (×)(6) (×)(7) (√)(8) (×)(9) (×)(10) (√)(11) (×)(12) (×)
(13) (√)(14) (√)(15) (×)(16) (×)(17) (√)
1．下列關于鈉元素的幾種表達式錯誤的是(　C　)
A．Na＋的電子排布圖：
B．Na＋的結構示意圖：
C．基態Na原子的電子排布式：1s22s22p53s2
D．基態Na原子的簡化電子排布式：[Ne]3s1
【解析】　鈉離子核外電子數為10，核外電子排布式為1s22s22p6，電子排布圖為，A項正確；Na＋的結構示意圖為，B項正確；基態Na原子的電子排布式為1s22s22p63s1，C項錯誤；Na原子的簡化電子排布式為[Ne]3s1，D項正確。
2．按要求填空：
①根據構造原理寫出下列基態原子或離子的核外電子排布式。
ⅰ.A元素原子核外M層電子數是L層電子數的一半：_1s22s22p63s23p2__。
ⅱ.B元素原子的最外層電子數是次外層電子數的1.5倍：_1s22s22p1__。
ⅲ.基態Ni2＋、Fe3＋、S2－的電子排布式分別為_[Ar]3d8__、_[Ar]3d5__、_1s22s22p63s23p6__。
②某元素的最外層電子排布式是4s24p5，則其元素符號為_Br__。
③基態Ti2＋中，電子占據的最高的能層符號是_M__，該能層有_3__個能級。
④寫出基態砷原子的電子排布式_[Ar]3d104s24p3__，砷位于元素周期表中第_四__周期_ⅤA__族。
【解析】　①ⅰ.L層有8個電子，則M層有4個電子，故A為硅。ⅱ.B元素原子的最外層電子數是次外層電子數的1.5倍，最外層電子數不超過8，故該原子只有2個電子層，最外層電子數為3，核外電子排布式為1s22s22p1為硼元素。
ⅲ.Ni的原子序數為28，根據構造原理，基態Ni原子的電子排布式為：1s22s22p63s23p63d84s2，故Ni2＋的電子排布式為[Ar]3d8；基態Fe原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，故Fe3＋的電子排布式為[Ar]3d5；硫原子序數為16，基態硫原子的電子排布式為1s22s22p63s23p4，故S2－的電子排布式為1s22s22p63s23p6。
②根據價電子排布式可知該元素有4個電子層，最外層有7個電子，位于元素周期表的第四周期ⅦA族，為Br元素。
③Ti的原子序數為22，基態Ti原子的電子排布式為[Ar]3d24s2，故基態Ti2＋的電子排布式為[Ar]3d2，電子占據的最高能層符號為M，該能層有3s、3p、3d 3個能級。
④砷的原子序數為33，基態As原子的電子排布式為[Ar]3d104s24p3，位于第四周期ⅤA族。
知識點02 原子核外電子排布
一、基態原子核外電子排布
（1）21~30號：［Ar］3dx4s2 （2）31~36號：［Ar］3d104s24px
① 一般最后1位數是幾，x就等于幾 ① 最后1位數是幾，x就等于幾
② 24Cr：［Ar］3d44s2→［Ar］3d54s1 ② 32Ge：［Ar］3d104s24p2
③ 29Cu：［Ar］3d94s2→［Ar］3d104s1 ③ 34Se：［Ar］3d104s24p4
二、價電子（外圍電子、特征電子）
1．
（1） 21~30號： 3d和4s上的電子數之和
（2） 主族元素： 最外層電子數
（3） 過渡金屬原子： 除Cu和Cr原子最外層有1個電子外，其余的元素的原子最外層都有2個電子
（4） 過渡金屬離子的價電子構型： 優先失去最外層電子數 原子FeCoCu價電子構型3d64s23d74s23d104s1離子Fe2+Fe3+Co2+Co3+Cu+Cu2+價電子構型3d63d53d73d63d103d9
（5） 元素的最高價： 等于價電子數 元素CrFeMnAs價電子構型3d54s13d44s23d54s24s24p3最高價+6+8+7+5
2．過渡金屬原子或離子的結構示意圖
微粒 V Cr3+ Cu+
結構 示意圖
3．第四周期主族元素原子或離子的結構示意圖：次外層都有18個電子
微粒 Ga As Br－
結構 示意圖
三、元素在周期表中的位置
（1）主族：主族序數＝原子的最外層電子數，周期序數＝原子的電子層數
（2）21~30號：根據3d和4s上的電子數之和確定
Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 3d104s2
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
（3）元素的分區
四、各種特征的電子（以Mn為例，1s22s22p63s23p63d54s2）
（1）不同運動狀態的電子數：25
（2）不同空間運動狀態的電子數：15
（3）形狀不同的電子云種類：3
（4）不同能級（能量）的電子種類：7
（5）最高能級的電子數：5
（6）最高能層的電子數：2
五、1~36號元素原子的空軌道數目
空軌道數 價電子構型 元素種類
1 ns2np2（3） 3
2 ns2np1（3）、3d34s2（1） 4
3 3d24s2（1） 2
4 3d14s2（1） 1
六、1~36號元素原子的未成對電子數（n）
（1）n＝1：ns1（4）、ns2np1（3）、ns2np5（3）、3d14s2（1）、3d104s1（1），共12種
（2）n＝2：ns2np2（3）、ns2np4（3）、3d24s2（1）、3d84s2（1），共8種
（3）n＝3：ns2np3（3）、3d34s2（1）、3d74s2（1），共5種
（4）n＝4：3d64s2（1），共1種
（5）n＝5：3d54s2（1），共1種
（6）n＝6：3d54s1（1），共1種
七、基態原子核外電子排布的表示方法（以鐵原子為例）
（1）各類要求的電子排布式
①電子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2
②簡化電子排布式：［Ar］3d64s2
③價電子（外圍電子、特征電子）排布式：3d64s2
④最外層電子排布式：4s2
⑤M層電子排布式：3s23p63d6
⑥最高能級電子排布式：3d6
（2）各類要求的電子排布圖
①電子排布圖：
②軌道表示式：
③價電子排布圖：
④原子結構示意圖：
1．基態原子價電子排布式為（ 正確 ）
【解析】Ni的原子序數為28，位于第四周期第Ⅷ族，基態Ni原子價電子排布式為3d84s2，正確；
2．基態O原子的價電子排布圖為（ 正確 ）
【解析】O是8號元素，其基態原子核外電子排布式為：1s22s22p4，則基態O原子的價電子排布圖為，正確；
3．基態的價電子軌道表示式：（ 錯誤 ）
【解析】Fe是26號元素，基態的價電子軌道表示式為，錯誤；
4．基態Cu原子的價層電子軌道表示式為（ 錯誤 ）
【解析】銅是29號元素，價電子排布為3d104s1，則其價電子軌道表示式為：，錯誤；
5．基態鉻原子的簡化電子排布式：[Ar]3d44s2（ 錯誤 ）
【解析】基態鉻原子的簡化電子排布式為[Ar]3d54s1，錯誤；
6．基態硼原子的核外電子有5種空間運動狀態（ 錯誤 ）
【解析】基態硼原子的核外電子排布式為1s22s22p1，故有3種空間運動狀態，錯誤；
7．的離子結構示意圖：（ 錯誤 ）
【解析】Fe2+的離子結構示意圖：，錯誤；
8．某種激發態N原子的價層電子軌道表達式：（ 錯誤 ）
【解析】圖示是基態N原子的價層電子軌道表達式而不是激發態，錯誤；
9．Fe3+得一個電子Fe2+電子排布式由[Ar]3d5變為[Ar]3d54s1（ 錯誤 ）
【解析】鐵為26號元素，Fe2+的價電子排布式為：3d6，錯誤；
10．基態N原子的軌道表示式為違背了泡利不相容原理（ 錯誤 ）
【解析】原子核外電子在能量相同的各個軌道上排布時①電子盡可能分占不同的原子軌道，②自旋狀態相同，③全空、全滿或半滿時能量最低，基態N原子的軌道表示式為違背了洪特規則，錯誤；
1．下列敘述正確的是(　 　)
A．可能存在核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s24p1的原子
B．當電子排布在同一能級的不同軌道時，總是優先單獨占據一個軌道，而且自旋方向相反
C．1個原子軌道里最多容納2個電子，且自旋方向相同
D．基態原子的電子獲得一定能量變為激發態原子，而激發態原子變為基態原子，則要放出能量
【解析】　按照各能級能量的大小順序原子中電子排滿4s軌道后應排3d軌道，A項錯誤；根據洪特規則，電子排布在同一能級的不同軌道時，基態原子中的電子總是盡先單獨占據一個軌道，而且自旋方向相同，B項錯誤；根據泡利原理，同一軌道上的2個電子自旋方向相反，C項錯誤，故選D。
2．按要求填空：
(1)Fe成為陽離子時首先失去_4s__軌道電子，Sm的價層電子排布式為4f66s2，Sm3＋的價層電子排布式為_4f5__。
(2)Cu2＋基態核外電子排布式為_[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9__。
(3)Li是最輕的固體金屬，采用Li作為負極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優良性能，得到廣泛應用。回答下列問題：
①下列Li原子電子排布圖表示的狀態中，能量最低和最高的分別為_D__、_C__(填標號)。
②Li＋與H－具有相同的電子構型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是_Li＋核電荷數較大__。
(4)基態Fe原子價層電子的電子排布圖(軌道表達式)為___，基態S原子電子占據最高能級的電子云輪廓圖為_啞鈴(紡錘)__形。
(5)氮原子價層電子的軌道表達式(電子排布圖)為___。
【解析】　(1)Fe為26號元素，Fe原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，Fe原子失去1個電子使4s軌道為半充滿狀態，能量較低，故首先失去4s軌道電子；Sm的價電子排布式為4f66s2，失去3個電子變成Sm3＋成為穩定狀態，要失去最外層6s上的2個電子和4f上的1個電子，所以Sm3＋的價電子排布式為4f5。
(2)Cu位于第四周期ⅠB族，其價電子排布式為3d104s1，因此Cu2＋基態核外電子排布式為[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9。
(3)①根據電子排布圖可知，四種電子排布式分別是1s12s2、2s22p1、2s12p2、1s22s1，根據構造原理可知能級能量大小關系是：1s<2s<2p，則D原子能量最低、C原子能量最高。②由于Li＋的核電荷數較大，原子核對核外電子的吸引力較大，因此Li＋半徑小于H－。
(4)基態Fe原子核外電子排布式為[Ar]3d64s2，則價層電子排布圖為。基態S原子的核外電子排布式為[Ne]3s23p4，電子占據的最高能級為3p能級，電子云輪廓圖為啞鈴(紡錘)形。
(5)根據構造原理可知，氮原子價電子排布式為2s22p3，根據洪特規則和泡利原理可知，其價電子的軌道表達式(電子排布圖)為。
知識點03 原子光譜
1．電子的躍遷
（1）基態電子：處于最低能量的電子
（2）激發態電子：能量比基態電子高的電子
（3）電子躍遷
（4）對于同一元素來說，能量：基態原子<激發態原子；穩定性：基態原子>激發態原子。
2．原子光譜：電子躍遷時會吸收或釋放不同的光形成的譜線
（1）測量光譜儀器：光譜儀
（2）光譜圖上數據：波長
（3）光譜類型：線狀光譜
①發射光譜：1s22s22p63s23p34s1→1s22s22p63s23p4
②吸收光譜：1s22s22p3→1s22s22p13s2
（4）解釋原子發光現象
①在××條件，基態電子吸收能量躍遷到激發態
②由激發態躍遷回基態過程中，釋放能量
③釋放的能量以××可見光的形式呈現
（5）可見光的波長（λ）和能量（E）
①公式：E＝hv，c（光速）＝λv
②顏色和波長的關系
1．電子僅在激發態躍遷到基態時才會產生原子光譜（ ）
【解析】原子光譜有兩種：吸收光譜和發射光譜，電子在激發態躍遷到基態時會產生原子光譜屬于發射光譜，錯誤。
2．硼原子由時，由基態轉化為激發態，形成發射光譜（ ）
【解析】電子從基態到激發態吸收能量，產生的光譜為吸收光譜，錯誤；
3．霓虹燈的發光原理是電子由基態向激發態躍遷時，以光的形式釋放能量（ ）
【解析】霓虹燈發光是由于霓虹燈管通電后電子獲得能量從基態躍遷到激發態，激發態能量高，電子不穩定，從激發態躍遷到較低的能級，以光的形式釋放能量，項錯誤；
4．“火樹銀花合，星橋鐵鎖開”涉及到發光過程是電子由基態到激發態的躍遷過程（ ）
【解析】“火樹銀花合，星橋鐵鎖開”涉及到的發光過程是電子由激發態躍遷至能量較低的激發態或基態的過程，釋放能量，錯誤；
5．LED燈光與原子核外電子躍遷釋放能量有關（ ）
【解析】LED燈通電后，電子吸收能量由基態躍遷到激發態，然后再從激發態躍遷到基態，將能量以光的形式釋放出來，所以LED燈光與原子核外電子躍遷釋放能量有關，正確；
6．螢石夜晚發光與電子躍遷有關（ ）
【解析】熒光與電子躍遷有關，螢石夜晚發光與電子躍遷有關，正確；
7．基態原子變為激發態原子時要釋放能量（ ）
【解析】基態原子的能量低于激發態原子的能量，所以基態原子變為激發態原子時要吸收能量，錯誤；
1．下列說法正確的是
A．基態原子吸收能量只能變成一種激發態
B．某原子的電子排布式為，其表示的是基態原子的電子排布
C．日常生活中我們看到的許多可見光，如霓虹燈光、節日焰火，是因為原子核外電子發生躍遷吸收能量導致的
D．電子僅從激發態躍遷到基態時才會產生原子光譜
【答案】B
【解析】A．基態原子吸收不同的能量能變成不同的激發態，A錯誤；
B．根據構造原理，原子的電子排布式為，其表示的是基態K原子的電子排布，B正確；
C．光是電子躍遷釋放能量的重要形式，不同元素的原子中電子發生躍遷時吸收或放出的能量是不同的，霓虹燈光、節日焰火等都與原子核外電子躍遷釋放能量有關，而不是吸收能量導致的，C錯誤；
D．原子光譜有兩種，電子從基態躍遷到激發態時產生吸收光譜，電子從較高能級躍遷到較低能級時產生發射光譜，D錯誤；
故選B。
2．下列有關說法中正確的是
A．電子易從躍遷到上
B．電子只有獲得能量后才能發生躍遷
C．核外電子排布式為的碳原子能產生發射光譜
D．灼燒含鈉元素物質時，產生黃光過程中相應電子的能量會升高
【答案】C
【解析】A．電子容易在能量相近的不同能級之間產生躍遷，，電子不易從躍遷到上，A錯誤；
B．電子由激發態躍遷到基態釋放能量，B錯誤；
C．該碳原子有處于激發態的電子，轉化為基態原子的電子時，能產生發射光譜，C正確；
D．鈉元素產生黃光時電子會釋放能量，使電子的能量降低，D錯誤；
答案選C。
3．下列有關光譜的說法中不正確的是
A．吸收光譜和發射光譜都屬于原子光譜
B．焰色試驗產生的顏色和五彩霓虹燈都是發射光譜
C．原子中的電子在從基態向激發態躍遷時產生的是吸收光譜
D．基態原子獲得能量被激發的過程中，會產生暗背景亮線的原子光譜
【答案】D
【解析】A．原子光譜分吸收光譜和發射光譜，A正確；
B．焰色反應產生的顏色和五彩霓虹燈都是發射光譜，B正確；
C．原子中的電子在從基態向激發態躍遷時需要吸收能量，產生的是吸收光譜，C正確；
D．基態原子獲得能量被激發，躍遷需要吸收能量，會產生暗背景暗線的原子光譜，即吸收光譜，D錯誤；
本題選D。
知識點04 電離能大小的比較及應用
1．概念：氣態原子或離子失去1個電子所需要的最小能量
（1）第一電離能（I1）：M（g）－e－＝M+（g）
（2）第二電離能（I2）：M+（g）－e－＝M2+（g）
（3）第n電離能（In）：M（n－1）+（g）－e－＝Mn+（g）
2．同一原子各級電離能
（1）變化規律：I1＜I2＜I3＜…
（2）變化原因
①電子分層排布 ②各能層能量不同
3．第一電離能變化規律
（1）根據遞變規律判斷
①基本規律：周期表右上角位置的He原子的I1最大
②特殊規律：同一周期中I1，ⅡA＞ⅢA；ⅤA＞ⅥA
③不同周期元素的第I1電離能的變化規律：
④第二周期元素第I1電離能的大小排序
元素 Li Be B C N O F Ne
I1大小 ⑧ ⑥ ⑦ ⑤ ③ ④ ② ①
（2）根據金屬性判斷
①基本規律：I1越小，金屬性越強，注意ⅡA和ⅤA族元素的特殊性
②金屬元素和非金屬元素的I1：I1（金屬）＜I1（非金屬）
（3）根據微粒結構判斷
①穩定結構微粒的I大：全滿、半滿和全空狀態穩定
②I（全滿）＞I（半滿）
③判斷：I1（Cu）＜I1（Ni），I2（Cu）＞I2（Zn）
4．各級電離能數據的應用
（1）判斷元素價態：In+1 In，最高正價為+n
（2）判斷某一級電離能最大：第n級電離能最大，說明其最高正價為+（n－1）價
（3）判斷電離能的突增點：形成相應電子層最穩定狀態后再失去1個電子
元素 原子 突增點的電離能級數
第一次 第二次 第三次
P I6 I14
Ca I3 I11 I19
1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。
(1)C、N、O、F四種元素第一電離能從大到小的順序是N>O>F>C(　 　)
(2)元素的電負性越大，非金屬性越強，第一電離能也越大(　 　)
(3)主族元素的電負性越大，元素原子的第一電離能一定越大(　 　)
(4)第一電離能O>N。(　 　)
(5)鈉元素的第一、第二電離能分別小于鎂元素的第一、第二電離能。(　 　)
(6)根據元素周期律，原子半徑Ga小于As，第一電離能Ga大于As。(　 　)
(7)最外層電子排布為ns2np6(當只有K層時為1s2)的原子第一電離能較大。(　 　)
【答案】(1) (　×　)(2) (　×　)(3) (　×　)(4) (　×　)(5) (　×　)(6) (　×　)(7) (　√　)
1．填空。
(1)N、O、S的第一電離能大小為，原因是 。
(2)Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能如表所示。，原因是 。，原因是 。
520 900 801
Na 496 Mg 738 Al 578
(3)下列狀態的鎂中，電離最外層一個電子所需能量最大的是_______(填標號)。
A． B． C． D．
【答案】(1)N原子2p軌道半充滿，比相鄰的O原子更穩定，更難失電子；O、S同主族，S原子半徑大于O原子，更易失去電子
(2) Na與Li同族，Na電子層數多，原子半徑大，易失去電子；Li、Be、B均為第二周期元素，隨原子序數遞增，第一電離能呈增大的趨勢，而Be的2s能級處于全充滿狀態，較難失去電子，故Be的第一電離能比B的大； Be為全充滿穩定結構，第一電離能最大。與Li相比，B核電荷數大，原子半徑小，較難失去電子，第一電離能較大
(3)A
【解析】（1）N、O同周期，N原子2p軌道半充滿，為穩定結構，比相鄰的O原子更難失電子，故N的第一電離能比O大；O、S同主族，S原子半徑大于O原子，更易失去電子，故O的第一電離能比S大，所以N、O、S的第一電離能大小為。
（2）Li和Na均為第ⅠA族元素，由于Na電子層數多，原子半徑大，故Na比Li容易失去最外層電子，即；Li、Be、B均為第二周期元素，隨原子序數遞增，第一電離能呈增大的趨勢，而Be的2s能級處于全充滿狀態，較難失去電子，故Be的第一電離能比B的大，所以。
（3）結合各選項可知，B項為基態鎂原子，C項為激發態鎂原子，A項和D項均為Mg失去一個電子得到的；失去電子后，原子核對最外層電子的吸引力更強，所以失去一個電子所需能量比Mg失去一個電子所需能量更大，且由于，3s能級上的電子更穩定，故電離3s能級上的電子所需能量更大，故選A。
2．圖a、b、c分別表示C、N、O和F的逐級電離能I變化趨勢(縱坐標的標度不同)。第一電離能的變化圖是 (填標號)，判斷的根據是 ；第三電離能的變化圖是 (填標號)。
a. b. c.
【答案】 a 同一周期第一電離能的總體趨勢是增大的，但由于N的能級為半充滿狀態，因此N的第一電離能較C、O兩種元素大 b
【解析】C、N、O、F四種元素位于同一周期，同周期元素第一電離能的總體趨勢是增大的，但由于N的能級為半充滿狀態，(第ⅡA族元素的s能級處于全充滿狀態；第ⅤA族的p能極處于半充滿狀態，故同周期第ⅡA族和第ⅤA族元素的第一電離能均北相鄰主族的大。)因此N的第一電離能較C、O兩種元素大，故C、N、O、F的第一電離能從小到大的順序為，滿足這一規律的圖像為圖a；
氣態基態價陽離子失去1個電子生成氣態基態價陽離子所需要的能量為該原子的第三電離能，同周期原子的第三電離能的總體趨勢也是增大的，但由于C原子在失去2個電子之后的能級為全充滿狀態，因此其再失去1個電子需要的能量稍高，N、O、F在失去2個電子后，2p軌道上電子分別為1個、2個、3個，再失去一個電子所需能量隨著核電荷數增加而變大，則滿足這一規律的圖像為圖b；
故答案為：a；同一周期第一電離能的總體趨勢是增大的，但由于N的2p能級為半充滿狀態，因此N的第一電離能較C、O兩種元素大；b。
知識點05 電負性
1．意義：衡量元素的原子在化合物中得電子能力
2．遞變規律
（1）周期表右上角氟元素的最大
（2）電負性大小
①電負性最大的前三種元素：F＞O＞N
②氫元素的電負：C＞H＞B；P＞H＞Si
3．其他判斷方法
（1）根據共用電子對的偏向判斷：偏向一方元素的電負性大
（2）化合物中化合價的正負判斷：顯負價元素的電負性大
（3）根據元素的非金屬性判斷
①最高價氧化物對應水化物的酸性越強，電負性越大
②單質與氫氣越容易化合，電負性越大
③氣態氫化物越穩定，電負性越大
4．判斷化合物的類型
（1）差值：|△X|＞1.7，離子化合物
（2）差值：|△X|＜1.7，共價化合物
5．根據電負性寫水解方程式
（1）水解原理
①電負性大的原子顯負價，結合水中的H+
②電負性小的原子顯正價，結合水中的OH－
（2）實例
①BrI：IBr+H2OHIO+HBr
②NCl3：NCl3+3H2ONH3+3HClO
1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。
(1)B和N相比，電負性較大的是N(　 　)
(2)元素的電負性越大，非金屬性越強，第一電離能也越大(　 　)
(3)電負性大的元素非金屬性強(　 　)
(4)主族元素的電負性越大，元素原子的第一電離能一定越大(　 　)
(5)在元素周期表中，同周期元素電負性從左到右越來越大(　 　)
(6)金屬元素電負性一定小于非金屬元素電負性(　 　)
(7)在形成化合物時，電負性越小的元素越容易顯示正價。(　 　)
【答案】(1)(　√　)(2) (　×　)(3) (　√　)(4) (　×　)(5) (　√　)(6) (　√　)(7) (　√　)
1．侯氏制堿法工藝流程中的主反應為，其中W、X、Y、Z、Q、R分別代表相關化學元素。下列說法正確的是
A．原子半徑： B．第一電離能：
C．單質沸點： D．電負性：
【答案】C
【分析】侯氏制堿法主反應的化學方程式為，則可推出W、X、Y、Z、Q、R分別為H元素、C元素、N元素、O元素、元素、元素。
【解析】A．一般原子的電子層數越多半徑越大，電子層數相同時，核電荷數越大，半徑越小，則原子半徑：，故A錯誤；
B．同周期從左到右元素第一電離能呈增大趨勢，ⅡA族、ⅤA族原子的第一電離能大于同周期相鄰元素，則第一電離能：，故B錯誤；
C．、為分子晶體，相對分子質量越大，沸點越高，二者在常溫下均為氣體，在常溫下為固體，則沸點：，故C正確；
D．同周期元素，從左往右電負性逐漸增大，同族元素，從上到下電負性逐漸減小，電負性：，故D錯誤；
故選C。
2．Ga、As、Se位于元素周期表第四周期。下列說法正確的是
A．原子半徑：
B．第一電離能：
C．元素電負性：
D．可在周期表中Se附近尋找優良的催化劑材料
【答案】B
【解析】A．同周期元素從左到右，原子半徑逐漸減小，則原子半徑：r(Ga)>r(As)>r(Se)，故A項錯誤；
B．同周期元素從左到右，第一電離能呈增大趨勢，但第ⅡA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，則第一電離能：Ι1(Ge)<Ι1(Se)<Ι1(As)，故B項正確；
C．同周期元素從左到右，元素的電負性逐漸增大，則元素電負性：χ(Ge)<χ(As)<χ(Se)，故C項錯誤；
D．在過渡元素區，可尋找優良的催化劑材料，故D項錯誤；
故本題選B。
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