2022年高考化学总复习智能考点归类总结原子结构 2.docx
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1、精品_精品资料_智能考点原子结构I. 课标要求1. 知道元素、核素的涵义.2. 明白原子结构的构造原理,知道原子核外电子的能级分布,明白原子核外电子的排布,能用电子排布式表示常见元素(1 36 号)原子核外电子的排布.3. 利用相对原子质量、相对分子质量进行物质组成的简洁运算.4. 明白原子核外电子的运动状态,知道原子核外电子在肯定条件下会发生跃迁,明白其简洁应用.5. 明白原子结构与元素性质的关系,熟悉原子结构与元素周期系的关系. . 考纲要求1. 明白元素、核素和同位素的含义.2. 明白原子概念的含义.明白原子团的定义.3. 明白原子构成.明白原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数
2、以及它们之间的相互关系.4. 明白相对原子质量、相对分子质量的定义,并能进行有关计算.5. 明白原子核外电子排布. 明白原子核外电子的能级分布,能用电子排布式表示常见元素 1 36 号 原子核外电子的排布.6. 明白原子核外电子的运动状态.明白原子核外电子在肯定条件下会发生跃迁,明白其简洁应用. . 教材精讲一、原子的构成1. 原子的构成可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_原子 A ZX原子核质子 Z 个中子 A-Z 个打算元素种类打算同位素种类可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_核外电子 Z 个最外层电子数打算元素的化学性质原子核:带正电,几乎集中了原子的全部质量,体
3、积只占原子体积的千亿分之一.质子:带一个单位正电荷,单位质子和中子的质量基本相同,约为单位电子质量的1836 倍.质子数打算了元素的种类.中子:不带电.中子数与质子数一起打算了同位素的种类.电子:带一个单位负电荷.电子的排布打算了元素在周期表中的位置.打算元素原子化学性质的电子又称价电子(主族元素的价电子即是其最外层电子).多数元素原子的化学性质仅由其最外层电子数(价电子数)打算.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2. 微粒间数目关系质子数( Z) = 核电荷数 =原子数序原子序数:按质子数由小大到的次序给元素排序,所得序号为元素的原子序数.质量数( A) = 质子数( Z) +
4、 中子数( N)中性原子:质子数=核外电子数阳 离 子:质子数 =核外电子数 所带电荷数阴 离 子:质子数 =核外电子数 所带电荷数可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3. 原子表达式及其含义A 表示 X 原子的质量数. Z 表示元素 X 的质子数.d表示微粒中 X 原子的个数. c 表示微粒所带的电荷数. b 表示微粒中 X 元素的化合价.二、原子及原子团 1原子:是化学变化中的最小微粒.在化学反应中,核外电子数可变,但原子核不变.bXAcZd可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2原子团:两个或两个以上原子结成的集团,作为一个整体参与化学反应.它可以是+-中性的基(如
5、 CH3),也可以是带正电的阳离子(如NH4 )或带负电的阴离子(如NO3 ).三、“三素”的比较1. 元素:具有相同的核电荷数(即质子数)的同类原子的总称.判定不同微粒是否属于同一元素的要点是:单原子核+质子数相同,而不管微粒是处于何种状态(游离态或化合态)或价态(各种可能的负价、0 价、各种可能的正价).2. 核素: 人们把具有肯定数目的质子和肯定数目的中子的一种原子叫做核素.换言之, 核素是一种详细原子的另一称呼.3. 同位素:具有相同质子数和不同中子数的同种元素的原子,互称同位素.换言之, 同一元素的不同核素,互称同位素.同位素中“同”的含义是指元素符号、质子数、电子数、电子排布、在周
6、期表中位置相同、原子的化学性质等相同,它们的物质性质略有差异.同位素的特点同一元素的不同同位素原子的化学性质基本相同.自然存在的元素里,不论是游离态仍是化合态,各种自然同位素原子所占的百分比一般是不变的.四、相对原子质量、相对分子质量的概念和有关运算1(同位素)原子的相对原子质量(精确值)12C12概念: 某元素一个 同位素 原子的质量与一个C 原子的质量的 1/12 的比值 所以原子的相对原子质量恰好为12 .其单位为 1,或说没有单位,由于是两个质量的比值.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_近似相对原子质量:数值上等于该原子的质量数 质子数和中子数之和 . 近似值 2元素的(
7、平均)相对原子质量(平均值)概念: 某元素各种同位素原子的相对原子质量与其原子百分数(原子个数百分比,丰度)乘积的和.元素周期表中的数值就是元素的(平均)相对原子质量.(加权平均)元素的近似 (平均) 相对原子质量: 某元素的各种同位素原子的质量数与其原子百分数乘积的和.(近似平均值)3. 相对分子质量:组成分子的各原子的相对原子质量的总和.4. 懂得.对于有同位素的元素来说原子的相对原子质量原子的质量数元素的(近似)相对原子质量.只有详细的原子才有质量数,元素没有质量数.元素的相对原子质量不仅与其各同位素原子的相对原子质量有关,仍与其在自然界中所占的原子百分数(丰度)有关.原子百分数( a1
8、%、a2%):在自然界中,某元素的某种同位素原子的数目占该元素全部同位素原子总数的百分比.指各种原子的个数百分比或物质的量百分比,而非质量百分比,但两者可通过原子的相对原子质量来换算.5. 有关运算表达式原子的相对原子质量元素的(平均)相对原子质量可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_Mi =1个原子的质量M=Miai % = M1 a 1% + M2 a2%+可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_611个12 C的质量12用质量数代替 M i原子的近似相对原子质量i 1用原子的近似相对原子质量代替原子的相对原子质量元素的近似(平均)相对原子质量可编辑资料 - - - 欢迎
9、下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_M/i =质量数 =Ai/M=M 1 . a1% + M 2 . a2%+可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_五、核外电子的运动状态1. 原子结构理论的进展.经受了以下五个进展阶段: 1803 年英国化学家道尔顿家建立了原子学说. 1903 年汤姆逊发觉了电子建立了“葡萄干布丁”模型. 1911 年英国物理学家卢瑟福依据粒子散射试验提出原子结构的核式模型. 1913 年丹麦科学家玻尔建立了核外电子分层排布的原子结构模型. 20 世纪 20 岁月建立了现代量子力学模型.2. 核外电子运动特点:在很小的空间内作高速运动
10、,没有确定的轨道.3. 电子运动与宏观物体运动的描述方法的区分描述宏观物质的运动:运算某时刻的位置、画出运动轨迹等. 描述电子的运动:指出它在空间某区域显现的机会的多少.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4. 核外电子运动状态的形象化描述电子云:电子在原子核外高速运动,像带负电的“云雾” 覆盖在原子核的四周,人们形象的把它叫做电子云.电子云实际上是对电子在原子核外空间某处显现的概率多少的形象化描述,图中的小黑点不表示电子的个数,而是表示电子在该空间显现的机会多少.参见上页“氢原子基态电子云图”.5. 核外电子运动状态的详细化描述核外电子的运动状态原子轨道(轨道)电子的自旋状态能层
11、(电子层)主量子数 n能级(电子亚层)角量子数 l空间舒展方向磁量子数 m自旋量子数 ms核外电子的运动状态,由能层、能级、电子云的空间舒展方向、电子的自旋状态四个方面来描述,换言之,用原子轨道(或轨道)和电子的自旋状态来描述.能层(电子层、 用主量子数 n 表示) :按核外电子能量的高低及离核平均距离的远近,把核外电子的运动区域分为不同的能层(电子层).目前n 的取值为 1、2、3、4、5、6、7, 对应的符号是英文字母K、L、 M、N、O、P、Q.一般的说: n 值越大,电子离核的平均距离越远、能量越高,即En=1 En=2 En=3 En=4 .能级(电子亚层、用角量子数l 表示):在多
12、电子原子中,同一能层(电子层)的电子,能量也可能不同, 仍可以把它们分为不同的能级或电子亚层(由于这些不同的能量状态的能量是不连续的, 像楼梯的台阶一样,由于称为能级) .用角量子数 l 来描述这些不同的能量状态.对于确定的n 值,角量子数l 的取值有 n 个: 0、 1、2、3、( n-1 ),分别用 s、p、d、f 表示. Ens Enp End Enf.电子云的空间舒展方向 (用磁量子数 m表示) :对于确定的能层和能级( n、l 已知) , 能级的能量相同, 但电子云在空间的舒展方向不肯定相同,每一个空间舒展方向称为一个轨道,用磁量子数 m来描述.不同能层的相同能级,其空间舒展方向数相
13、同,即轨道数相同.S 能级(亚层)是球形,只有1 个舒展方向. p 能级(亚层)是亚铃形,有3 个舒展方向(三维坐标的三个方向).d、f 能级(亚层)外形比较复杂,分别有5、7 个舒展方向.原子轨道(或轨道):电子在原子核外显现的空间区域,称为原子轨道.在量子力学中,由能层(电子层、主量子数n)、能级(电子亚层、角量子数l )和电子云的空间舒展方向(磁量子数 m)来共同描述.2由于原子轨道由 n、 l 、m打算,由此可以推算出:s、p、d、f 能级(亚层)分别有1、3、5、7 个轨道. n=1、2、3、4、时,其对应电子层包含的轨道数分7s7p7d7f6s6p6d6f5s5p5d5f4s4p4
14、d4f3s3p3d2s2p别为 1、 4、9、16,即对于主量子数为n 的电子层,其轨道数为n .电子的自旋状态: 电子只有顺时针和逆时针两种自旋方向,用自旋量子数 ms 表示.六、原子核外电子排布起点1s可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1. 构造原理构造原理: 随着核电荷数递增, 大多数元素的电中性基态原子的电子按右图次序填入核外电子运动轨道(能级),叫做构造原理.能级交叉:由构造原理可知,电子先进入 4s 轨道,后进入 3d 轨道,这种现象叫能级交叉.说明:构造原理并不是说 4s 能级比 3d 能级能量低(实际上 4s 能级比 3d 能级能量高) , 而是指这样次序填充电子
15、可以使整个原子的能量最低.也就是说, 整个原子的能量不能机械的看做是各电子所处轨道的能量之和.2. 能量最低原理现代物质结构理论证明, 原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态,简称能量最低原理.构造原理和能量最低原理是从整体角度考虑原子的能量高低,而不局限于某个能级.3. 泡利原理和洪特规章泡利 (不相容)原理:基态多电子原子中,不行能同时存在4 个量子数完全相同的电子.换言之,一个轨道里最多只能容纳两个电子,且电旋方向相反(用“”表示),这个原理称为泡利( Pauli )原理.洪特规章:当电子排布在同一能级的不同轨道(能量相同)时, 总是优先单独占据一个轨道,而且自旋方向相
16、同,这个规章叫洪特(Hund)规章.比如,p3 的轨道式为或,而不是.洪特规章特例:当p、d、f 轨道填充的电子数为全空、半布满或全布满时,原子处于较稳固的状态.即p 、d 、f 、p 、d 、f 、p 、d 、f时,是较稳固状态.00035761014前 36 号元素中,全空状态的有4Be 2s 2p 、12Mg 3s 3p 、20Ca 4s 3d .半布满状态的有:2020207N 2s 22p3、 P 3s23p3、 Cr 3d54s1、 Mn3d5 4s2、 As 4s24p3.全布满状态的有1524253310Ne 2s 2p 、 A r26183s 3p 、29Cu 3d4s 、3
17、0Zn 3d4s 、 36Kr 4s 4p .4原子 光谱基态: 电子按构造原理的次序进入原子核外的轨道, 为基态.2610110226此时整个原子的能量最低,称之基态原子 是处于最低能量状态的原子.激发态: 基态原子的电子吸取能量后,电子会跃迁到较高的能级,此时原子的能量较基态高,叫激 发态.基态和激发态间、不同激发态间能量是不连续的,像楼梯的台阶一样.电子的跃迁:电子由较高能量的激发态 可有多个激发态或基态时, 会放出能量, 发光是释放能量的主要形式之一.反之, 跃 迁到较低能量的激发态电子由较低能量的基态或激发态 跃迁 到激发态或能量较高的激发态时,会吸取能量,吸取光是吸取能量的形式之一
18、.原子光谱:不同元素原子的电子发生跃迁时,会吸取或释放不同波长的光,可以用可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_光谱仪来记录、鉴别,称之为原子光谱.在现代化学中,利用不同元素的原子光谱上的特点谱线来鉴定元素,称为光谱分析.5. 核外电子排布的一般规章2每个电子层(主量子数为n)所能容纳的电子数最多为2n 个(泡利原理).原子最外层电子数目不能超过8 个( K 层为最外层时不能超过2 个).能级交叉.原子次外层电子数目不能超过18 个( K 层为次外层时不能超过2 个).能级交叉.6. 核外电子排布的表示方法原子结构简(示意)图:圆圈内数字表示质子数,弧线表示能层(电子层),弧线内数字
19、表示该能层(电子层)中的电子数.如镁原子的原子结构简图为(见右图):电子排布式:在能级符号的右上方用数字表示该能级上排布的电子数目的式子.有原子的电子排布式、原子最外层的电子排布式、离子的电子排布式等不同的用法.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_例 如 , 氯 原 子 的 电 子 排 布 式 为 1s22s22p63s23p5. 氯 离 子 Cl -的 电 子 排 布 式 为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1s2 2s22p63s23p6.氯原子最外层的电子排布式3s23p5.12为防止电子结构过长,通常把内层已达到稀有气体的电子层写成“原子芯”(原子可编辑资料
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