人教高中化学第1讲　原子结构　原子核外电子排布.doc

物质结构与性质　元素周期律
第1讲　原子结构　原子核外电子排布
课 程 标 准
知 识 建 构
1.知道原子核外电子的能级高低顺序，了解原子核外电子排布的构造原理。
2．能说明微观粒子的运动状态与宏观物体运动特点的差异。
3．能结合能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则书写1～36号元素基态原子的核外电子排布和轨道表示式，并说明含义。
一、原子结构与核素、同位素
1．原子的构成
(1)构成原子的微粒
(2)微粒之间的等式关系
质量关系：质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)；
电性关系：
①原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数；
②阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数；
③阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。
(3)微粒符号周围数字的含义
2．元素、核素、同位素
(1)元素、核素、同位素的概念及相互关系
(2)同位素的特征
①同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质不同；
②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。
(3)氢元素的三种核素
H：名称为氕，不含中子；
H：用字母D表示，名称为氘或重氢；
H：用字母T表示，名称为氚或超重氢。
(4)几种重要核素的用途
核素
U
C
H
H
O
用途
核燃料
用于考古断代
制氢弹
示踪原子
3.相对原子质量
(1)原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与一个12C质量的的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。
(2)元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如：Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。
(3)核素的近似相对原子质量＝该核素的质量数。
【诊断1】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)任何原子的原子核均有质子和中子，任何离子均有电子(　　)
(2)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子(　　)
(3)核聚变如H＋H―→He＋n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化(　　)
(4)Cl与Cl得电子能力几乎相同(　　)
(5)一种核素只有一种质量数(　　)
(6)H2、D2、HD均为氢元素的不同单质，三者属于同素异形体(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√　(6)×
二、基态原子核外电子排布及表示方法
1．能层、能级与原子轨道
(1)能层(n)
①在多电子原子中，核外电子的能量不同。
②按电子的能量差异从内到外分成不同能层，通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。
(2)能级
①同一能层电子的能量也可能不同，分成不同的能级，通常用s、p、d、f等表示。
②同一能层里，各能级的能量按s、p、d、f的顺序依次升高。
(3)原子轨道
电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域，称为原子轨道。
(4)能层、能级与原子轨道的关系
①能级与原子轨道
能级
原子轨道
轨道形状
轨道个数
s
s
球形
1
p
px、py、pz
哑铃形
3
②能层、能级与原子轨道的数量关系
第n层，有n个能级，n2条原子轨道，最多容纳2n2个电子。
2．基态原子的核外电子排布
(1)能量最低原理：电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。
(2)泡利原理
每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋状态相反。
如2s轨道上的电子排布为 ，不能表示为 。
(3)洪特规则
当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。如2p3的电子排布为 ，不能表示为 或 。
特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。
3．基态原子核外电子排布的表示方法
表示方法
以硫原子为例
电子排布式
1s22s22p63s23p4
简化电子排布式
[Ne]3s23p4
轨道表示式
(或电子排布图)
价层电子排布式
3s23p4
4.原子状态与原子光谱
(1)原子状态
①基态原子：处于最低能量的原子。
②激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，从低能级跃迁到高能级状态的原子。
(2)原子光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪记录下