高二化學(xué)選擇性必修第二冊(cè)第一章講義

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)第1課時(shí)能層與能級(jí)基態(tài)與激發(fā)態(tài)[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.通過(guò)認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)與核外電子排布理解能層與能級(jí)的關(guān)系。2.通過(guò)核外電子能量不同分析，理解激態(tài)與激發(fā)態(tài)的含義與關(guān)系。3.能辨識(shí)光譜與電子躍遷之間的關(guān)系。一、能層與能級(jí)1920年，丹麥科學(xué)家玻爾在氫原子模型基礎(chǔ)上，提出構(gòu)造原理，開(kāi)啟了用原子結(jié)構(gòu)解釋元素周期律的篇章。1925年以后，玻爾的“殼層”落實(shí)為“能層”與“能級(jí)”，厘清了核外電子的可能狀態(tài)，復(fù)雜的原子光譜得以詮釋。1936年，德國(guó)科學(xué)家馬德隆發(fā)表了以原子光譜事實(shí)為依據(jù)的完整的構(gòu)造原理。1．能層(1)含義：根據(jù)核外電子的能量不同，將核外電子分為不同的能層(電子層)。(2)序號(hào)及符號(hào)能層序號(hào)一、二、三、四、五、六、七……分別用K、L、M、N、O、P、Q……表示，其中每層所容納的電子數(shù)最多為2n2個(gè)。(3)能量關(guān)系能層越高，電子的能量越高，能量的高低順序?yàn)镋(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。2．能級(jí)(1)含義：根據(jù)多電子原子的同一能層的電子的能量也可能不同，將它們分為不同能級(jí)。(2)表示方法：分別用相應(yīng)能層的序數(shù)和字母s、p、d、f等表示，如n能層的能級(jí)按能量由低到高的排列順序?yàn)閚s、np、nd、nf等。3．能層、能級(jí)與最多容納的電子數(shù)能層(n)一二三四五六七……符號(hào)KLMNOPQ……能級(jí)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s……最多電子數(shù)22626102610142……281832………………2n2由上表可知：(1)能層序數(shù)等于該能層所包含的能級(jí)數(shù)，如第三能層有3個(gè)能級(jí)。(2)s、p、d、f各能級(jí)可容納的最多電子數(shù)分別為1、3、5、7的2倍。(3)原子核外電子的每一能層最多可容納的電子數(shù)是2n2(n為能層的序數(shù))。(1)2d表示L層上的d能級(jí)()(2)同一原子中，1s、2s、3s電子的能量逐漸減小()(3)各能層的能級(jí)都是從s能級(jí)開(kāi)始至f能級(jí)結(jié)束()(4)4s、4p、4d、4f能量的高低順序?yàn)镋(4s)＜E(4p)＜E(4d)＜E(4f)()(5)3d、4d、5d能級(jí)所能容納的最多電子數(shù)不相同()答案(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×1．根據(jù)Be、N、Ne、Na、Mg五種元素的原子結(jié)構(gòu)，回答下列問(wèn)題：(1)只有K層與L層的原子有________。答案Be、N、Ne(2)含有M層的原子有________。答案Na、Mg(3)最外層電子數(shù)相同的原子有________。答案Be、Mg(4)每一層電子數(shù)都符合2n2的有________。答案Ne2．若n＝3，以下能級(jí)符號(hào)錯(cuò)誤的是()A．npB．nfC．ndD．ns答案B3．下列能級(jí)符號(hào)表示正確且最多容納的電子數(shù)按照從少到多的順序排列的是()A．1s、2p、3d B．1s、2s、3sC．2s、2p、2d D．3p、3d、3f答案A二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜1．基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子(1)基態(tài)原子：處于最低能量狀態(tài)的原子。(2)激發(fā)態(tài)原子：基態(tài)原子吸收能量，它的電子會(huì)躍遷到較高能級(jí)，變成激發(fā)態(tài)原子。(3)基態(tài)、激發(fā)態(tài)相互間轉(zhuǎn)化的能量變化基態(tài)原子eq\o(,\s\up7(吸收能量),\s\do5(釋放能量，主要形式為光))激發(fā)態(tài)原子2.光譜(1)光譜的成因及分類(lèi)(2)光譜分析：在現(xiàn)代化學(xué)中，常利用原子光譜上的特征譜線來(lái)鑒定元素，稱(chēng)為光譜分析。(1)光(輻射)是電子躍遷釋放能量的重要形式之一()(2)霓虹燈光、激光、螢光都與原子核外電子躍遷吸收能量有關(guān)()(3)產(chǎn)生激光的前提是原子要處于激發(fā)態(tài)()(4)電子躍遷時(shí)只吸收能量()(5)同一原子處于激發(fā)態(tài)時(shí)的能量一定高于基態(tài)時(shí)的能量()(6)激發(fā)態(tài)原子的能量較高，極易失去電子，表現(xiàn)出較強(qiáng)的還原性()答案(1)√(2)×(3)√(4)×(5)√(6)×1．回答下列問(wèn)題：吸收光譜是________的電子躍遷為_(kāi)_______的電子產(chǎn)生的，此過(guò)程中電子________能量；發(fā)射光譜是________的電子躍遷為_(kāi)_______的電子產(chǎn)生的，此過(guò)程中電子________能量。答案基態(tài)激發(fā)態(tài)吸收激發(fā)態(tài)基態(tài)釋放2．如圖是鋰、氦、汞原子的吸收光譜和發(fā)射光譜。其中圖________是原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)時(shí)的光譜，圖________是原子由激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)化為基態(tài)時(shí)的光譜。不同元素的原子光譜上的特征譜線不同，請(qǐng)?jiān)趫D中將同種元素原子的吸收光譜和發(fā)射光譜連接起來(lái)。答案①③⑤②④⑥如圖所示1．下列敘述正確的是()A．能級(jí)就是電子層B．每個(gè)能層最多可容納的電子數(shù)是2n2C．同一能層中的不同能級(jí)的能量高低相同D．不同能層中的s能級(jí)的能量高低相同答案B解析能層是電子層，對(duì)于同一能層里能量不同的電子，又將其分為不同的能級(jí)，故A錯(cuò)誤；每個(gè)能層最多可容納的電子數(shù)是2n2，故B正確；同一能層里不同能級(jí)，能量按照s、p、d、f的順序升高，故C錯(cuò)誤；不同能層中的s能級(jí)的能量不同，能層越大，s能級(jí)的能量越高，例如：E(1s)<E(2s)<E(3s)……，故D錯(cuò)誤。2．以下能級(jí)符號(hào)正確的是()A．3f B．2dC．4s D．2f答案C解析第三能層有3個(gè)能級(jí)(3s、3p、3d)，沒(méi)有3f能級(jí)，故A錯(cuò)誤；第二能層有2個(gè)能級(jí)(2s和2p)，沒(méi)有2d能級(jí)，故B錯(cuò)誤；第四能層有4個(gè)能級(jí)(4s、4p、4d,4f)，故C正確；第二能層有2個(gè)能級(jí)(2s和2p)，沒(méi)有2f能級(jí)，故D錯(cuò)誤。3．第N能層所含能級(jí)數(shù)、最多容納電子數(shù)分別為()A．3、18 B．4、24C．5、32 D．4、32答案D解析第N能層為第4層，含有的能級(jí)分別為s、p、d、f，最多可以容納32個(gè)電子，D正確。4．下列現(xiàn)象和應(yīng)用與電子躍遷無(wú)關(guān)的是()A．激光 B．焰色試驗(yàn)C．燃燒放熱 D．霓虹燈答案C5．K層有________個(gè)能級(jí)，用符號(hào)表示為_(kāi)_______；L層有________個(gè)能級(jí)，用符號(hào)分別表示為_(kāi)_________；M層有________個(gè)能級(jí)，用符號(hào)分別表示為_(kāi)_______。由此可推知n能層最多可能有________個(gè)能級(jí)，能量最低的兩個(gè)能級(jí)其符號(hào)分別表示為_(kāi)_______。答案11s22s、2p33s、3p、3dnns、np6．(1)已知短周期元素A、B，A元素原子的最外層電子數(shù)為m，次外層電子數(shù)為n；B元素原子的M層(有電子)電子數(shù)為m－n－1，L層電子數(shù)為m＋n＋2，則A為_(kāi)_______(填元素符號(hào)，下同)，B為_(kāi)_______。(2)已知X元素原子的L層比Y元素原子的L層少3個(gè)電子，Y元素原子的核外電子總數(shù)比X元素原子的多5，則X、Y分別為_(kāi)_______、________。答案(1)CNa(2)NMg解析(1)短周期元素的原子最多有三個(gè)能層(K、L、M)，則A元素原子的次外層只可能為K層或L層，n只可能是2或8，又因?yàn)锽元素原子的L層電子數(shù)為m＋n＋2，而L層最多容納8個(gè)電子，所以n只可能等于2。由m＋n＋2＝8，得m＝4。故A元素原子的核外電子排布情況為K層2個(gè)電子，L層4個(gè)電子，則A為C；B元素原子的核外電子排布情況為K層2個(gè)電子，L層8個(gè)電子，M層1個(gè)電子，則B為Na。(2)根據(jù)題意，Y元素原子的核外電子總數(shù)比X元素原子的多5，而Y元素原子的L層電子只比X元素原子的多3個(gè)，故Y元素原子的最外層不是L層，而是M層，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知，其L層為次外層時(shí)只能排8個(gè)電子，則X元素原子的L層有5個(gè)電子，其原子核外電子數(shù)為2＋5＝7，故X為N；Y元素原子核外電子數(shù)為7＋5＝12，故Y為Mg。一、選擇題：每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。1．在基態(tài)多電子原子中，關(guān)于核外電子能量的敘述錯(cuò)誤的是()A．最易失去的電子能量最高B．離核最遠(yuǎn)的電子能量最高C．p能級(jí)電子能量一定高于s能級(jí)電子能量D．在離核最近的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子能量最低答案C解析最易失去的電子，性質(zhì)活潑，所以能量最高，A正確；離核最近的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子能量最低，離核越遠(yuǎn)區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子能量越高，B、D正確；處于同一能層時(shí)，p能級(jí)電子能量一定高于s能級(jí)電子能量，C錯(cuò)誤。2．某元素原子的核外有三個(gè)能層，最外能層有4個(gè)電子，該原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)為()A．14B．15C．16D．17答案A解析原子核外共有三個(gè)能層，最內(nèi)層只有1s能級(jí)，可容納2個(gè)電子，第二層有2s、2p兩個(gè)能級(jí)，可容納1×2＋3×2＝8個(gè)電子，最外層有4個(gè)電子，所以該原子核外有14個(gè)電子，又因在原子中核外電子數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)，故選A。3．在同一個(gè)原子中，M能層上的電子與Q能層上的電子的能量()A．前者大于后者 B．后者大于前者C．前者等于后者 D．無(wú)法確定答案B4．下列說(shuō)法中有錯(cuò)誤的是()A．某原子K層上只有一個(gè)電子B．某離子M層和L層上的電子數(shù)均為K層的4倍C．某原子M層上的電子數(shù)為L(zhǎng)層電子數(shù)的4倍D．存在核電荷數(shù)與最外層電子數(shù)相等的離子答案C解析氫原子K層上只有一個(gè)電子，A正確；Cl－、K＋等離子M層和L層上的電子數(shù)均為K層的4倍，B正確；原子核外已有M層，則L層為全排滿，即8個(gè)電子，這樣M層就有32個(gè)電子，而M層為第三層，最多容納的電子數(shù)為18個(gè)，故不可能，C錯(cuò)誤；O2－核電荷數(shù)為8，核外最外層電子數(shù)也為8，D正確。5．元素Na的焰色試驗(yàn)呈黃色，從能量變化的角度其光譜類(lèi)型屬于()A．發(fā)射光譜 B．吸收光譜C．連續(xù)光譜 D．線狀光譜答案A解析焰色反應(yīng)是待測(cè)物的金屬元素吸收能量后，原子中的電子發(fā)生躍遷變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，而激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定，釋放能量變?yōu)檩^低能量的激發(fā)態(tài)或基態(tài)，產(chǎn)生發(fā)射光譜。6．某一能層上nd能級(jí)最多所能容納的電子數(shù)為()A．6B．10C．14D．15答案B解析d能級(jí)有5個(gè)軌道，每個(gè)軌道最多能容納2個(gè)電子，所以nd能級(jí)最多能容納10個(gè)電子。7．下列各能層不包含d能級(jí)的是()A．O能層B．P能層C．M能層D．K能層答案D解析多電子原子中，同一能層的電子可分為不同的能級(jí)，K層只有s能級(jí)，L層有s、p能級(jí)，從M層開(kāi)始有d能級(jí)。8．下列多電子原子不同能級(jí)能量高低的比較錯(cuò)誤的是()A．1s＜2s＜3s B．2p＜3p＜4pC．3s＜3p＜3d D．4s＞3d＞3p答案D解析在多電子原子中，從3d能級(jí)開(kāi)始有“能級(jí)交錯(cuò)”現(xiàn)象，實(shí)際4s能級(jí)的能量小于3d，所以D錯(cuò)誤。9．下列關(guān)于同一種原子中的基態(tài)和激發(fā)態(tài)說(shuō)法中，正確的是()A．基態(tài)時(shí)的能量比激發(fā)態(tài)時(shí)高B．激發(fā)態(tài)時(shí)比較穩(wěn)定C．由基態(tài)轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)過(guò)程中吸收能量D．電子僅在激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生原子光譜答案C解析同一原子處于激發(fā)態(tài)時(shí)能量較高，較不穩(wěn)定，A、B不正確；電子從能量較低的基態(tài)躍遷到能量較高的激發(fā)態(tài)時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生原子光譜，D不正確。二、選擇題：每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意。10．以下現(xiàn)象與核外電子的躍遷有關(guān)的是()①霓虹燈發(fā)出有色光②棱鏡分光③激光器產(chǎn)生激光④石油蒸餾⑤凸透鏡聚光⑥燃放的焰火，在夜空中呈現(xiàn)五彩繽紛的禮花⑦日光燈通電發(fā)光⑧冷卻結(jié)晶A．①③⑥⑦ B．②④⑤⑧C．①③⑤⑥⑦ D．①②③⑤⑥⑦答案A解析①霓虹燈發(fā)出有色光，因?yàn)闊艄苤械南∮袣怏w原子吸收能量，電子發(fā)生躍遷，發(fā)射出不同顏色的光，正確；②棱鏡分光是由于不同色彩的光在玻璃中的折射率不同引起的，與電子躍遷無(wú)關(guān)，錯(cuò)誤；③激光的產(chǎn)生就是在外部刺激的情況下，很多高能的電子同時(shí)釋放相位和能級(jí)相同能量，這些能量成為顏色一樣的光子，有的在激光器內(nèi)反射，繼續(xù)與電子碰撞，釋放更多的與它相同的光子，有的離開(kāi)激光器，形成激光，與電子躍遷有關(guān)，正確；④石油蒸餾是利用石油中各成分的沸點(diǎn)不同加以分離，與電子躍遷無(wú)關(guān)，錯(cuò)誤；⑤凸透鏡聚光是由光的折射形成的，與電子躍遷無(wú)關(guān)，錯(cuò)誤；⑥燃放的焰火，是因?yàn)椴煌饘匐x子吸收能量，電子發(fā)生躍遷，形成不同的顏色的光，正確；⑦日光燈通電發(fā)光，是因?yàn)殡娮邮艿郊ぐl(fā)的時(shí)候原子就會(huì)釋放出可見(jiàn)光子形成的，與電子躍遷有關(guān)，正確；⑧冷卻結(jié)晶，是由于溫度降低，物質(zhì)的溶解度減小，析出溶質(zhì)，與電子躍遷無(wú)關(guān)。11．下列有關(guān)能層和能級(jí)的敘述中正確的是()A．M能層有s、p共2個(gè)能級(jí)，最多能容納8個(gè)電子B．3d能級(jí)最多容納10個(gè)電子，4f能級(jí)最多容納14個(gè)電子C．無(wú)論哪一能層的s能級(jí)最多容納的電子數(shù)均為2D．任一能層都有s、p能級(jí)，但不一定有d能級(jí)答案BC解析A項(xiàng)，M能層有s、p、d共3個(gè)能級(jí)，最多容納18個(gè)電子；B項(xiàng)，3d能級(jí)最多容納10個(gè)電子，從N能層開(kāi)始有f能級(jí)，最多容納14個(gè)電子；C項(xiàng)，每個(gè)能層都從s能級(jí)開(kāi)始，且s能級(jí)最多容納2個(gè)電子；D項(xiàng)，K能層只有s能級(jí)，不含有p能級(jí)。12．對(duì)焰色試驗(yàn)的描述正確的是()A．焰色試驗(yàn)只是金屬單質(zhì)特有的性質(zhì)B．焰色試驗(yàn)是物理變化C．焰色試驗(yàn)是金屬原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)時(shí)，將能量以光的形式表現(xiàn)出來(lái)D．焰色試驗(yàn)是金屬原子或離子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)或基態(tài)時(shí)，將能量以光的形式表現(xiàn)出來(lái)的現(xiàn)象答案BD解析焰色試驗(yàn)是大多數(shù)金屬元素的性質(zhì)，是物理變化，從基態(tài)→激發(fā)態(tài)要吸收能量，從激發(fā)態(tài)→基態(tài)會(huì)釋放能量。13．圖中所發(fā)生的現(xiàn)象與電子的躍遷無(wú)關(guān)的是()答案D解析燃放煙火、霓虹燈、燃燒蠟燭等獲得的光能都是電子躍遷時(shí)能量以光的形式釋放出來(lái)導(dǎo)致的，而平面鏡成像則是光線反射的結(jié)果。14．對(duì)充有氖氣的霓虹燈管通電，燈管發(fā)出紅色光。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的主要原因是()A．電子由激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時(shí)以光的形式釋放能量B．電子由基態(tài)向激發(fā)態(tài)躍遷時(shí)吸收除紅光以外的光線C．氖原子獲得電子后轉(zhuǎn)變成發(fā)出紅光的物質(zhì)D．在電流的作用下，氖原子與構(gòu)成燈管的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)答案A解析霓虹燈之所以能發(fā)光，是因?yàn)殡娮游漳芰亢筌S遷到能量較高的能級(jí)，能量較高能級(jí)上的電子會(huì)很快以光的形式釋放能量而躍遷回能量較低的能級(jí)。三、非選擇題15．填空。(1)用符號(hào)填寫(xiě)能層所含能級(jí)種類(lèi)：K層：________；L層：________；M層：________；N層：________。(2)用數(shù)字填寫(xiě)能級(jí)所能容納最多電子數(shù)目：s：________；p：________；d：________；f：________。(3)比較下列能級(jí)的能量高低(填“<”“＝”或“>”)。①4s________3s________2s________1s；②4f________4d________4p________4s；③1s________2p________3d________4f。答案(1)1s2s、2p3s、3p、3d4s、4p、4d、4f(2)261014(3)①>>>②>>>③<<<16．(1)1861年德國(guó)人基爾霍夫(G.R.Kirchhoff)和本生(R.W.Bunsen)研究鋰云母的某譜時(shí)，發(fā)現(xiàn)在深紅區(qū)有一新線，從而發(fā)現(xiàn)了銣元素，他們研究的是________________________________________________________________________。(2)含有鉀元素的鹽的焰色試驗(yàn)為_(kāi)_______色。許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色試驗(yàn)，其原因是________________________________________________________________________。答案(1)原子光譜(2)紫電子從能量較高的激發(fā)態(tài)躍遷到能量較低的基態(tài)時(shí)，以一定波長(zhǎng)(可見(jiàn)光區(qū)域)光的形式釋放能量17．(1)Cl原子核外電子能量最高的電子所在的能級(jí)是________。(2)基態(tài)Si原子中，核外電子占據(jù)最高能層的符號(hào)為_(kāi)_______，該能層上有________個(gè)能級(jí)，電子數(shù)為_(kāi)_______。答案(1)3p(2)M34解析(1)Cl原子核外有17個(gè)電子，排布在1s、2s、2p、3s、3p5個(gè)能級(jí)上，能量最高的是3p能級(jí)。(2)Si原子核外有14個(gè)電子，K、L、M能層上分別有2、8、4個(gè)電子，所以電子占據(jù)的最高能層為M能層，該能層有3s、3p、3d三個(gè)能級(jí)，排有4個(gè)電子。18．下表給出了五種元素的相關(guān)信息，其中A、B、C、D為短周期元素。元素相關(guān)信息A在常溫、常壓下，其單質(zhì)是氣體，隨著人類(lèi)對(duì)環(huán)境的認(rèn)識(shí)和要求的提高，它將成為備受青睞的清潔燃料B工業(yè)上通過(guò)分離液態(tài)空氣獲得其單質(zhì)，其某種同素異形體是保護(hù)地球地表環(huán)境的重要屏障C植物生長(zhǎng)三要素之一，它能形成多種氧化物，其中一種是早期醫(yī)療中使用的麻醉劑D室溫下其單質(zhì)呈粉末狀固體，加熱易熔化。該單質(zhì)在氧氣中燃燒，發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰E它是人體不可缺少的微量元素，其單質(zhì)也是日常生產(chǎn)和生活中不可缺少的金屬原材料，常用于制造橋梁、樓房等根據(jù)上述信息填空：(1)B元素的基態(tài)原子含有________個(gè)能層，其中第二能層中有哪幾個(gè)能級(jí)：________；畫(huà)出D的原子結(jié)構(gòu)示意圖________________。(2)C與A形成的某一化合物能和C與B形成的另一無(wú)色化合物(這兩種化合物分子中原子個(gè)數(shù)比皆為1∶2)一起用作火箭助推劑，寫(xiě)出兩者發(fā)生反應(yīng)生成無(wú)毒物質(zhì)的化學(xué)方程式：________________________________________________________________________。(3)某礦藏主要含D、E兩種元素組成的化合物，它在空氣中高溫條件下生成一種刺激性氣體和一種紅色氧化物。試寫(xiě)出化學(xué)方程式：______________________________________。答案(1)22s和2p(2)2N2H4＋N2O4eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))3N2＋4H2O(3)4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe2O3＋8SO2解析(1)氫氣是一種清潔燃料，所以A為氫元素；臭氧對(duì)紫外線有吸收作用，是保護(hù)地球地表環(huán)境的重要屏障，所以B為氧元素，其基態(tài)原子含有K層與L層2個(gè)能層，L層為第二能層，有s、p兩個(gè)能級(jí)(即2s和2p)；氮、磷、鉀是植物生長(zhǎng)三要素，N2O俗名“笑氣”，是早期醫(yī)療中使用的麻醉劑，所以C為氮元素；單質(zhì)硫在氧氣中燃燒，發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰，所以D為硫元素；日常生產(chǎn)和生活中最常用的金屬是鐵、銅和鋁，其中只有鐵是人體不可缺少的微量元素，所以E為鐵元素。(2)氮和氫形成的原子個(gè)數(shù)比為1∶2的化合物為N2H4，氮和氧形成的原子個(gè)數(shù)比為1∶2的化合物有NO2和N2O4，其中N2O4是無(wú)色氣體，NO2是紅棕色氣體，N2H4和N2O4反應(yīng)生成無(wú)毒的N2和H2O。(3)我國(guó)主要以黃鐵礦(其主要成分是FeS2)為原料制備硫酸，其第一階段的主要反應(yīng)是煅燒黃鐵礦，反應(yīng)為4FeS2＋11O2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe2O3＋8SO2。

第2課時(shí)構(gòu)造原理與電子排布式電子云與原子軌道[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.結(jié)合構(gòu)造原理形成核外電子排布式書(shū)寫(xiě)的思維模型，并根據(jù)思維模型熟練書(shū)寫(xiě)1～36號(hào)元素的電子排布式。2.通過(guò)原子軌道和電子云模型的學(xué)習(xí)，全面了解核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述方法。一、構(gòu)造原理與電子排布式1．構(gòu)造原理(1)含義以光譜學(xué)事實(shí)為基礎(chǔ)，從氫開(kāi)始，隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入能級(jí)的順序稱(chēng)為構(gòu)造原理。(2)示意圖2．電子排布式將能級(jí)上所容納的電子數(shù)標(biāo)在該能級(jí)符號(hào)右上角，并按照能層從左到右的順序排列的式子。如氮原子的電子排布式為[應(yīng)用體驗(yàn)](1)根據(jù)構(gòu)造原理，試比較下列能級(jí)的能量高低(填“＞”或“＜”)。①4s________3d；②6s________4f________5d。答案①＜②＜＜(2)根據(jù)構(gòu)造原理，寫(xiě)出下列基態(tài)原子的核外電子排布式①2He：________________________________________________________________________；②8O：________________________________________________________________________；③10Ne：________________________________________________________________________；④14Si：________________________________________________________________________；⑤18Ar：________________________________________________________________________；⑥19K：________________________________________________________________________；⑦21Sc：________________________________________________________________________；⑧26Fe：________________________________________________________________________。答案①1s2②1s22s22p4③1s22s22p6④1s22s22p63s23p2⑤1s22s22p63s23p6⑥1s22s22p63s23p64s1⑦1s22s22p63s23p63d14s2⑧1s22s22p63s23p63d64s2從構(gòu)造原理圖可以看出，從第三能層開(kāi)始，不同能層的能級(jí)出現(xiàn)“能級(jí)交錯(cuò)”現(xiàn)象。即：隨核電荷數(shù)的遞增，電子并不總是填滿一個(gè)能層后再開(kāi)始填入下一個(gè)能層的。電子是按3p→4s→3d的順序而不是按3p→3d→4s的順序填充的，這種現(xiàn)象稱(chēng)為能級(jí)交錯(cuò)。一般規(guī)律為ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜np，在書(shū)寫(xiě)基態(tài)原子的電子排布式時(shí)，仍按能層順序?qū)憽?．簡(jiǎn)化電子排布式電子排布式可以簡(jiǎn)化，如Na的電子排布式可簡(jiǎn)化為[Ne]3s1，其中[Ne]表示______________________________________________________________________________________。試寫(xiě)出上題1中②④⑥⑦⑧的簡(jiǎn)化電子排布式②____________；④____________；⑥____________；⑦_(dá)___________；⑧____________。答案Na的內(nèi)層電子排布與稀有氣體元素Ne的核外電子排布相同[He]2s22p4[Ne]3s23p2[Ar]4s1[Ar]3d14s2[Ar]3d64s2[應(yīng)用體驗(yàn)]根據(jù)構(gòu)造原理試寫(xiě)出下列基態(tài)原子的電子排布式和簡(jiǎn)化電子排布式①24Cr：________________________，__________________________________。②29Cu：________________________，__________________________________。③33As：________________________，__________________________________。④35Br：________________________，__________________________________。答案①1s22s22p63s23p63d54s1[Ar]3d54s1②1s22s22p63s23p63d104s1[Ar]3d104s1③1s22s22p63s23p63d104s24p3[Ar]3d104s24p3④1s22s22p63s23p63d104s24p5[Ar]3d104s24p54．價(jià)層電子排布式為突出化合價(jià)與電子排布的關(guān)系，將在化學(xué)反應(yīng)中可能發(fā)生電子變動(dòng)的能級(jí)稱(chēng)為價(jià)電子層(簡(jiǎn)稱(chēng)價(jià)層)。如：Ni的簡(jiǎn)化電子排布式為_(kāi)_______，價(jià)層電子排布為_(kāi)_____，試寫(xiě)出下列原子的價(jià)層電子排布式①13Al：________；②32Ge：________；③34Se：________。答案[Ar]3d84s23d84s2①3s23p1②4s24p2③4s24p45．稀有氣體的基態(tài)原子的最外層電子排布均達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，除氦外最外層電子的排布通式為_(kāi)_____________。答案ns2np6二、電子云與原子軌道1．概率密度1913年，玻爾提出氫原子模型，電子在線性軌道上繞核運(yùn)行。量子力學(xué)指出，一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在核外空間各處都可能出現(xiàn)，但出現(xiàn)的概率不同，可用概率密度(ρ)表示，即ρ＝eq\f(P,V)(P表示電子在某處出現(xiàn)的概率；V表示該處的體積)。2．電子云(1)定義：處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述。(2)含義：用單位體積內(nèi)小黑點(diǎn)的疏密程度表示電子在原子核外出現(xiàn)概率大小，小黑點(diǎn)越密，表示概率密度越大。(3)形狀3．原子軌道(1)概念：量子力學(xué)把電子在原子核外的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱(chēng)為一個(gè)原子軌道。(2)形狀①s電子的原子軌道呈球形，能層序數(shù)越大，原子軌道的半徑越大。②p電子的原子軌道呈啞鈴形，能層序數(shù)越大，原子軌道的半徑越大。(3)各能級(jí)所含有原子軌道數(shù)目能級(jí)符號(hào)nsnpndnf軌道數(shù)目1357原子軌道與能層序數(shù)的關(guān)系(1)不同能層的同種能級(jí)的原子軌道形狀相同，只是半徑不同。能層序數(shù)n越大，原子軌道的半徑越大。如：(2)s能級(jí)只有1個(gè)原子軌道。p能級(jí)有3個(gè)原子軌道，它們互相垂直，分別以px、py、pz表示。在同一能層中px、py、pz的能量相同。(3)原子軌道數(shù)與能層序數(shù)(n)的關(guān)系：原子軌道數(shù)目＝n2。(1)電子的運(yùn)動(dòng)與行星相似，圍繞原子核在固定軌道上高速旋轉(zhuǎn)()(2)1s電子云示意圖，一個(gè)小黑點(diǎn)表示一個(gè)自由運(yùn)動(dòng)的電子()(3)1s電子云中點(diǎn)的疏密表示電子在某一位置出現(xiàn)機(jī)會(huì)的多少()(4)能層序數(shù)越大，s電子云的半徑越大()答案(1)×(2)×(3)√(4)√1．(1)可正確表示原子軌道的是________(填字母)。A．2sB．2dC．3pD．3f(2)如圖是s能級(jí)、p能級(jí)的原子軌道圖，試回答問(wèn)題：①s能級(jí)的原子軌道呈________形，每個(gè)s能級(jí)有______個(gè)原子軌道；p能級(jí)的原子軌道分別相對(duì)于x、y、z軸________，每個(gè)p能級(jí)有________個(gè)原子軌道。②s能級(jí)原子軌道、p能級(jí)原子軌道的半徑與________有關(guān)，________越大，原子軌道半徑越大。答案(1)AC(2)①球1對(duì)稱(chēng)3②能層序數(shù)能層序數(shù)解析(1)L能層只有2s、2p能級(jí)，M能層只有3s、3p、3d能級(jí)，故選A、C。(2)s軌道在三維空間分布的圖形為球形，p軌道空間分布的圖形分別相對(duì)于x、y、z軸對(duì)稱(chēng)，原子軌道的半徑與能層數(shù)有關(guān)，并隨能層數(shù)的增大而增大。2．元素X的原子最外層電子排布式為nsnnpn＋1。試回答下列各題：(1)電子排布式中的n＝________；原子中能量最高的是________電子，其電子云在空間有__________________________方向，原子軌道呈現(xiàn)________形。(2)元素X的名稱(chēng)是________。答案(1)22p(寫(xiě)出np也可以)三種互相垂直的伸展啞鈴(2)氮解析元素X的原子最外層電子排布式為nsnnpn＋1，所以根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知n＝2，因此是N元素。1．(2019·邢臺(tái)市月考)圖1和圖2分別是1s電子的概率密度分布圖和原子軌道圖。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．圖1中的每個(gè)小黑點(diǎn)表示1個(gè)電子B．圖2表示1s電子只能在球體內(nèi)出現(xiàn)C．圖2表明1s軌道呈球形，有無(wú)數(shù)對(duì)稱(chēng)軸D．圖1中的小黑點(diǎn)表示電子在核外所處的位置答案C解析電子云就是用小黑點(diǎn)的疏密來(lái)表示空間各電子出現(xiàn)概率大小的一種圖形，小黑點(diǎn)表示空間各電子出現(xiàn)的幾率，A、D錯(cuò)誤；在界面內(nèi)出現(xiàn)該電子的幾率大于90%，界面外出現(xiàn)該電子的幾率不足10%,B錯(cuò)誤。2．下列說(shuō)法正確的是()A．不同的原子軌道形狀一定不相同B．p軌道呈啞鈴形，因此p軌道上的電子運(yùn)動(dòng)軌跡呈啞鈴形C．2p能級(jí)有3個(gè)p軌道D．氫原子的電子運(yùn)動(dòng)軌跡呈球形答案C解析不同能級(jí)的原子軌道形狀可以相同，如1s、2s能級(jí)的原子軌道都是球形，只是半徑不同，A錯(cuò)誤；現(xiàn)在的技術(shù)無(wú)法測(cè)定電子在原子核外的運(yùn)動(dòng)軌跡，原子軌道只是體現(xiàn)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，B、D錯(cuò)誤；任何能層的p能級(jí)都有3個(gè)p軌道，C正確。3．下列說(shuō)法中正確的是()A．1s電子云呈球形，表示電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)B．ns能級(jí)的原子軌道圖可表示為C．3d3表示3d能級(jí)有3個(gè)軌道D．電子云圖中的小黑點(diǎn)密度大，說(shuō)明該原子核外空間電子數(shù)目多答案B解析電子云表示電子在核外空間某處出現(xiàn)的機(jī)會(huì)，不代表電子的運(yùn)動(dòng)軌跡，故A錯(cuò)誤；ns能級(jí)的電子云呈球形，所以可以用該圖表示該能級(jí)的原子軌道，故B正確；3d3表示3d能級(jí)有3個(gè)電子，故C錯(cuò)誤；電子云圖中的小黑點(diǎn)的疏密表示電子出現(xiàn)機(jī)會(huì)的多少，密則機(jī)會(huì)大，疏則機(jī)會(huì)小，故D錯(cuò)誤。4．下列說(shuō)法中正確的是()A．1s22s12p1表示的是激發(fā)態(tài)原子的核外電子排布B．3p2表示3p能級(jí)有兩個(gè)原子軌道C．同一原子中，1s、2s、3s電子的能量逐漸減小D．同一原子中，2p、3p、4p能級(jí)中的軌道數(shù)依次增多答案A解析A項(xiàng)，1個(gè)2s電子被激發(fā)到2p能級(jí)上，表示的是激發(fā)態(tài)原子，正確；B項(xiàng)，3p2表示3p能級(jí)上填充了2個(gè)電子，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，同一原子中能層序數(shù)越大，能量也就越高，離核越遠(yuǎn)，故1s、2s、3s電子的能量逐漸升高，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，在同一能級(jí)中，其軌道數(shù)是一定的，而不論它在哪一能層中，即同一原子中2p、3p、4p能級(jí)中的軌道數(shù)都是相同的，錯(cuò)誤。5．寫(xiě)出下列原子的電子排布式：(1)11Na：________________；(2)16S：____________________________________________；(3)34Se：________________；(4)20Ca：___________________________________________；(5)26Fe：________________；(6)30Zn：____________________________________________。答案(1)1s22s22p63s1(2)1s22s22p63s23p4(3)1s22s22p63s23p63d104s24p4(4)1s22s22p63s23p64s2(5)1s22s22p63s23p63d64s2(6)1s22s22p63s23p63d104s26．A、B、C、D是四種短周期元素，E是過(guò)渡元素。A、B、C同周期，C、D同主族，A的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，B是同周期除稀有氣體外半徑最大的元素，C的最外層有三個(gè)成單電子，E的外圍電子排布式為3d64s2?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)A為_(kāi)_______(寫(xiě)出元素符號(hào)，下同)；(2)B為_(kāi)_______，簡(jiǎn)化電子排布式是________；(3)C為_(kāi)_______，核外電子排布式是________；(4)D為_(kāi)_______，價(jià)層電子排布式是________；(5)E原子結(jié)構(gòu)示意圖是________。答案(1)Si(2)Na[Ne]3s1(3)P1s22s22p63s23p3(4)N2s22p3(5)解析A、B、C、D是四種短周期元素，由A的原子結(jié)構(gòu)示意圖可知，x＝2，A的原子序數(shù)為14，故A為Si元素；A、B、C同周期，B是同周期除稀有氣體外半徑最大的元素，故B為Na元素，C的最外層有三個(gè)成單電子，C原子的3p能級(jí)有3個(gè)電子，故C為P元素；C、D同主族，故D為N元素；E是過(guò)渡元素，E的外圍電子排布式為3d64s2，則E為Fe元素，據(jù)此答題。一、選擇題：每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。1．構(gòu)造原理揭示的電子排布能級(jí)順序，實(shí)質(zhì)是各能級(jí)能量高低。若以E(nl)表示某能級(jí)的能量，以下各式中正確的是()A．E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d)B．E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)C．E(4s)<E(3s)<E(2s)<E(1s)D．E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d)答案B解析根據(jù)構(gòu)造原理，各能級(jí)能量由高到低的順序?yàn)?s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s……，A項(xiàng)和D項(xiàng)正確順序?yàn)镋(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s)；對(duì)于不同能層的相同能級(jí)，能層序數(shù)越大，能量越高，所以C項(xiàng)錯(cuò)誤。2．以下電子排布式是基態(tài)原子的電子排布的是()①1s12s1②1s22s12p1③1s22s22p63s2④1s22s22p63s23p1A．①② B．①③C．②③ D．③④答案D解析①基態(tài)原子的電子排布式應(yīng)為1s2，發(fā)生電子躍遷為1s12s1，故①錯(cuò)誤；②基態(tài)原子的電子排布式應(yīng)為1s22s2，發(fā)生電子躍遷為1s22s12p1，故②錯(cuò)誤；③、④符合基態(tài)原子電子排布規(guī)律，故③、④正確。3．表示一個(gè)原子在M能層上有10個(gè)電子，可以寫(xiě)成()A．3p6B．3d10C．3s23p63d24s2D．3s23p64s2答案C解析M層為第3電子層，每一電子層中的電子按照從低到高的順序進(jìn)行排列。所以應(yīng)該先排3s，然后3p，然后是4s，最后3d2，C項(xiàng)正確。4．下列各項(xiàng)中，前面的能級(jí)先填入電子的為()①3d和4s②4p和5s③5s和4d④5p和4dA．①②B．②③C．②④D．③④答案B解析原子核外電子優(yōu)先占有能量低的軌道，軌道能量的高低由能層和能級(jí)決定。①中的3d>4s，②中的4p<5s，③中的5s<4d，④中的5p>4d。所以前面能級(jí)先填入電子的是②③。5．39號(hào)元素釔的電子排布式應(yīng)是下列排布中的哪一組()A．1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2B．1s22s22p63s23p63d104s24p65s25p1C．1s22s22p63s23p63d104s24p64f15s2D．1s22s22p63s23p63d104s24p65s25d1答案A解析根據(jù)構(gòu)造原理，電子填入能級(jí)的先后順序?yàn)?s、3d、4p、5s、4d，因此釔元素的最后3個(gè)電子分別填入5s、4d能級(jí)，價(jià)電子排布式為4d15s2，故A項(xiàng)正確。6．主族元素的原子失去最外層電子形成陽(yáng)離子，主族元素的原子得到電子填充在最外層形成陰離子。下列各原子或離子的電子排布式錯(cuò)誤的是()A．Al1s22s22p63s23p1 B．O2－1s22s22p6C．Na＋1s22s22p6 D．Si1s22s22p2答案D解析Al為13號(hào)元素，其原子電子排布式為1s22s22p63s23p1，選項(xiàng)A正確；氧為8號(hào)元素，O2－的電子排布式為1s22s22p6，選項(xiàng)B正確；鈉為11號(hào)元素，Na＋的電子排布式為1s22s22p6，選項(xiàng)C正確；硅為14號(hào)元素，原子的電子排布式為1s22s22p63s23p2，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7．已知元素X的基態(tài)原子最外層電子排布為nsn－1npn＋2，則X元素的原子序數(shù)為()A．9B．10C．17D．18答案C解析X的基態(tài)原子最外層電子排布為3s3－13p3＋2，為氯元素。8．在下列所示的微粒中，氧化性最強(qiáng)的是()A．1s22s22p2 B．1s22s22p5C．1s22s22p63s1 D．1s22s22p6答案B解析根據(jù)原子核外電子排布可知，A是C，B是F，C是Na，D是Ne，所以氧化性最強(qiáng)的是F。二、選擇題：每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意。9．下列元素相關(guān)粒子的簡(jiǎn)化電子排布式中，前者一定是金屬元素，后者一定是非金屬元素的是()A．[Ne]3s23p2[Ne]3s2B．[Ar]4s1[Ne]3s23p4C．[Ne]3s23p1[Ar]4s2D．[He]2s22p4[Ne]3s23p5答案B解析A項(xiàng)，兩種元素分別為Si、Mg，Si為非金屬元素，Mg為金屬元素；B項(xiàng)，兩種元素分別為K、S，符合題意；C項(xiàng)，兩種元素分別為Al、Ca，均為金屬元素；D項(xiàng)，兩種元素分別為O、Cl，均為非金屬元素。10．符號(hào)3px所代表的含義是()A．px軌道上有3個(gè)電子B．第三能層px軌道有3個(gè)伸展方向C．px電子云有3個(gè)伸展方向D．第三能層沿x軸方向伸展的p軌道答案D解析p能級(jí)有3個(gè)軌道，沿x、y、z三個(gè)不同的方向延伸，3px所代表的含義是第三能層沿x軸方向伸展的p軌道，最多只容納2個(gè)電子。11．下列說(shuō)法中正確的是()A．s電子云是在空間各個(gè)方向上伸展程度相同的對(duì)稱(chēng)形狀B．p電子云的形狀是對(duì)頂雙球C．L能層沒(méi)有d軌道D．2d能級(jí)包含5個(gè)原子軌道，最多容納10個(gè)電子答案AC解析s電子云是球形對(duì)稱(chēng)的，因此s電子云是在空間各個(gè)方向上伸展程度相同的對(duì)稱(chēng)形狀，A正確；p電子云是啞鈴形，B錯(cuò)誤；L電子層只有2s、2p兩個(gè)能級(jí)，無(wú)d軌道，C正確；從第三電子層開(kāi)始出現(xiàn)d能級(jí)，即沒(méi)有2d能級(jí)，D錯(cuò)誤。12．下列說(shuō)法正確的是()A．因?yàn)閜軌道是“8”字形的，所以p電子是“8”字形B．能層數(shù)為3時(shí)，有3s、3p、3d、3f四個(gè)軌道C．氫原子中只有一個(gè)電子，故氫原子只有一個(gè)軌道D．原子軌道與電子云都是用來(lái)形象描述電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的答案D解析A項(xiàng)，p軌道是啞鈴形，是說(shuō)的電子出現(xiàn)概率高的“區(qū)域”的形狀；B項(xiàng)，能層數(shù)為3時(shí)，共有9個(gè)軌道；C項(xiàng)，氫原子中有一個(gè)電子，但軌道是人們規(guī)定的，可以是空軌道。13．觀察1s軌道電子云示意圖，判斷下列說(shuō)法正確的是()A．一個(gè)小黑點(diǎn)表示1個(gè)自由運(yùn)動(dòng)的電子B．1s軌道的電子云形狀為圓形的面C．電子在1s軌道上運(yùn)動(dòng)像地球圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)D．1s軌道電子云的點(diǎn)的疏密表示電子在某一位置出現(xiàn)機(jī)會(huì)的多少答案D解析盡管人們不能確定某一時(shí)刻原子中電子的精確位置，但能夠統(tǒng)計(jì)出電子在什么地方出現(xiàn)的概率大，在什么地方出現(xiàn)的概率小。為了形象地表示電子在原子核外空間的分布狀況，人們常用小黑點(diǎn)的疏密程度來(lái)表示電子在核外出現(xiàn)概率的大小，點(diǎn)密表示電子出現(xiàn)的概率大，反之則小。由圖可知，處于1s軌道上的電子在空間出現(xiàn)的概率分布呈球形對(duì)稱(chēng)，且電子在原子核附近出現(xiàn)的概率最大，離核越遠(yuǎn)出現(xiàn)的概率越小。圖中的小黑點(diǎn)不表示電子，而表示電子曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)的位置。三、非選擇題14．(1)處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用________形象化描述。(2)N的基態(tài)原子核外電子排布式為_(kāi)_______；Cu的基態(tài)原子最外層有________個(gè)電子。(3)Cu＋基態(tài)核外電子排布式為_(kāi)_______________。(4)31Ga基態(tài)原子的核外電子排布式是______________________________。(5)基態(tài)Mn2＋的核外電子排布式為_(kāi)________________________________。(6)Se原子序數(shù)為_(kāi)_______，其核外M層電子的排布式為_(kāi)_______。(7)可正確表示原子軌道的是________(填字母)。A．2sB．2dC．3pzD．3f答案(1)電子云(2)1s22s22p31(3)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)(4)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)(5)1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)(6)343s23p63d10(7)AC15．推導(dǎo)下列元素，回答有關(guān)問(wèn)題：(1)具有1個(gè)4p電子的元素為_(kāi)_______(寫(xiě)元素名稱(chēng)，下同)，簡(jiǎn)化電子排布式為_(kāi)_______。(2)N層只有1個(gè)電子的主族元素是________，其氯化物的焰色反應(yīng)呈________色。(3)3d能級(jí)全充滿，4s能級(jí)只有1個(gè)電子的元素為_(kāi)___，原子序數(shù)為_(kāi)_______。(4)原子序數(shù)小于36的元素X和Y，在周期表中既處于同一周期又位于同一族，且Y的原子序數(shù)比X大2，則Y的基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式是________，X在參與化學(xué)反應(yīng)時(shí)，1個(gè)原子失去的電子數(shù)為_(kāi)_______。答案(1)鎵[Ar]3d104s24p1(2)鉀紫(3)銅29(4)3d84s22個(gè)或3個(gè)解析(4)原子序數(shù)小于36的元素X和Y，在周期表中既處于同一周期又位于同一族，且Y的原子序數(shù)比X大2，則X為Fe、Y為Ni；Ni基態(tài)原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2，Ni基態(tài)原子的價(jià)電子排布式是3d84s2；Fe基態(tài)原子的電子排布式1s22s22p63s23p63d64s2，F(xiàn)e基態(tài)原子的價(jià)電子排布式是3d64s2，參與化學(xué)反應(yīng)時(shí)，失去2個(gè)電子或3個(gè)電子，表現(xiàn)為＋2價(jià)或＋3價(jià)。16．有幾種元素的粒子核外電子排布式為1s22s22p63s23p6，其中：(1)某粒子一般不與其他元素的原子反應(yīng)，這種粒子的符號(hào)是_________。(2)某粒子的鹽溶液能使溴水褪色，并出現(xiàn)渾濁，這種粒子的符號(hào)是__________。(3)某粒子氧化性很弱，但得到電子后還原性很強(qiáng)，且對(duì)應(yīng)原子只有一個(gè)單電子，這種粒子的符號(hào)是__________。(4)某粒子還原性雖弱，但失去電子后氧化性很強(qiáng)，且這種元素的原子得到一個(gè)電子即達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，這種粒子的符號(hào)是_____________。答案(1)Ar(2)S2－(3)K＋(4)Cl－解析符合題述核外電子排布式的粒子中，很難發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的應(yīng)為稀有氣體Ar；能使溴水褪色，應(yīng)為還原性較強(qiáng)的S2－，發(fā)生反應(yīng)S2－＋Br2=S↓＋2Br－；氧化性很弱，得電子后還原性很強(qiáng)，應(yīng)為K＋；原子得一個(gè)電子即達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，該粒子應(yīng)為Cl－。

第3課時(shí)泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.能從原子微觀層面理解原子的組成、結(jié)構(gòu)等。能根據(jù)核外電子的三條規(guī)則熟知核外電子排布的表示方法。2.能根據(jù)核外電子的表示方法，推導(dǎo)出對(duì)應(yīng)的原子或離子。一、原子核外電子的排布規(guī)則1．泡利原理在一個(gè)原子軌道里，最多只能容納2個(gè)電子，它們的自旋相反，常用上下箭頭(↑和↓)表示自旋相反的電子。2．電子排布的軌道表示式(電子排布圖)8O的軌道表示式如下：根據(jù)上面回答下列問(wèn)題：(1)簡(jiǎn)并軌道：能量相同的原子軌道。(2)電子對(duì)：同一個(gè)原子軌道中，自旋方向相反的一對(duì)電子。(3)單電子：一個(gè)原子軌道中若只有一個(gè)電子，則該電子稱(chēng)為單電子。(4)自旋平行：箭頭同向的單電子稱(chēng)為自旋平行。(5)在氧原子中，有3對(duì)電子對(duì)，有2個(gè)單電子。(6)在氧原子中，有5種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，有8種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子。3．洪特規(guī)則(1)內(nèi)容：基態(tài)原子中，填入簡(jiǎn)并軌道的電子總是先單獨(dú)分占，且自旋平行。(2)特例在簡(jiǎn)并軌道上的電子排布處于全充滿、半充滿和全空狀態(tài)時(shí)，具有較低的能量和較大的穩(wěn)定性。相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(全充滿：p6、d10、f14,全空：p0、d0、f0,半充滿：p3、d5、f7))如24Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，為半充滿狀態(tài)，易錯(cuò)寫(xiě)為1s22s22p63s23p63d44s2。4．能量最低原理(1)內(nèi)容：在構(gòu)建基態(tài)原子時(shí)，電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道，使整個(gè)原子的能量最低。(2)因素：整個(gè)原子的能量由核電荷數(shù)、電子數(shù)和電子狀態(tài)三個(gè)因素共同決定。1．為什么基態(tài)K和Ca的價(jià)電子是4s1和4s2，而不是3d1和3d2。提示根據(jù)構(gòu)造原理，3d能量大于4s能量，所以依據(jù)能量最低原理，電子填入能量低的能級(jí)可使整個(gè)原子的能量最低。2．下列有關(guān)碳原子的軌道表示式中，能量最低的是()A.B.C.D.答案D解析根據(jù)洪特規(guī)則，原子的核外電子在能量相同的軌道上排布時(shí)，電子盡可能分占不同的軌道且自旋狀態(tài)相同，這樣整個(gè)原子的能量最低。A中2p軌道上兩個(gè)電子擠在同一個(gè)軌道上，B、C中兩個(gè)軌道上電子的自旋狀態(tài)相反，均與洪特規(guī)則相違背，只有D中的排布符合洪特規(guī)則，能量最低。3．寫(xiě)出15P、25Mn的軌道表示式，并按要求填空。15P：，有6對(duì)電子對(duì)，有3個(gè)單電子。25Mn：，有15種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，有5個(gè)單電子，屬于半充滿。4．下列原子或離子的電子排布式或軌道表示式正確的是________(填序號(hào)，下同)，違反能量最低原理的是__________，違反洪特規(guī)則的是__________，違反泡利原理的是________________。①Ca2＋：1s22s22p63s23p6②F－：1s22s23p6③P：④Fe：1s22s22p63s23p63d64s2⑤Mg2＋：1s22s22p6⑥C：答案①④⑤②③⑥解析根據(jù)核外電子排布規(guī)律知②中錯(cuò)誤在于電子排滿2s軌道后應(yīng)排2p軌道，而不是3p軌道，正確的應(yīng)為1s22s22p6；③中沒(méi)有遵循洪特規(guī)則——電子在同一能級(jí)的不同軌道上排布時(shí)，應(yīng)盡可能分占不同的軌道并且自旋狀態(tài)相同，正確的應(yīng)為；⑥違反泡利原理，正確的應(yīng)為。注意：書(shū)寫(xiě)軌道表示式時(shí)，常出現(xiàn)的錯(cuò)誤及正確書(shū)寫(xiě)二、核外電子的表示方法電子排布式與軌道表示式的比較電子排布式含義用數(shù)字在能級(jí)符號(hào)右上角標(biāo)明該能級(jí)上排布的電子數(shù)，這就是電子排布式意義能直觀反映出核外的電子層、能級(jí)及各能級(jí)上的電子數(shù)實(shí)例K：1s22s22p63s23p64s1簡(jiǎn)化電子排布式含義為了避免電子排布式書(shū)寫(xiě)過(guò)于繁瑣，把內(nèi)層電子達(dá)到稀有氣體原子結(jié)構(gòu)的部分以相應(yīng)稀有氣體元素符號(hào)外加方括號(hào)表示意義避免書(shū)寫(xiě)電子排布式過(guò)于繁瑣實(shí)例K：[Ar]4s1軌道表示式含義每個(gè)方框代表一個(gè)原子軌道，每個(gè)箭頭代表一個(gè)電子意義能直觀反映出電子的排布情況及電子的自旋狀態(tài)實(shí)例Al：1．以下表示氦原子結(jié)構(gòu)的化學(xué)用語(yǔ)中，對(duì)電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)描述最詳盡的是()A.eq\o\al(·,·)He B.C．1s2 D.答案D2．按要求填空。(1)17Cl的電子排布式：___________________________________。(2)17Cl的價(jià)電子排布式：_________________________________。(3)17Cl－的電子式：_______________________________________。(4)17Cl的價(jià)電子軌道表示式：__________________________________________。(5)17Cl的原子結(jié)構(gòu)示意圖：____________________________________________。(6)第四周期中最外層只有1個(gè)電子的所有基態(tài)原子的簡(jiǎn)化電子排布式：________________________________________________________________________。答案(1)1s22s22p63s23p5(2)3s23p5(3)(4)(5)(6)[Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1解析(6)第四周期最外層只有1個(gè)電子的基態(tài)原子的最外層電子排布式為4s1，此時(shí)3s、3p軌道應(yīng)已填滿，3d軌道可能全空、半充滿或全充滿，即其簡(jiǎn)化電子排布式為[Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1。3．(1)氧元素基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)為_(kāi)_______個(gè)，第三周期中有兩個(gè)成單電子的元素符號(hào)________(填一種即可)，M層上有2對(duì)成對(duì)電子的原子最外層共有______種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子。(2)1～36號(hào)元素原子中未成對(duì)電子數(shù)為2的元素符號(hào)及價(jià)電子排布式：___________________________________________________________________________________________。(3)某元素的原子序數(shù)為33，該元素原子的價(jià)電子排布式為_(kāi)_______________，該元素原子核外有________個(gè)能層，________個(gè)能級(jí)，________個(gè)原子軌道，有________個(gè)單電子。答案(1)2Si(或S)6(2)C：2s22p2，Si：3s23p2，Ge：4s24p2，O：2s22p4，S：3s23p4，Se：4s24p4，Ti：3d24s2，Ni：3d84s2(3)4s24p348183解析(1)O原子核外有8個(gè)電子，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p4，故未成對(duì)電子數(shù)是2。第三周期中有兩個(gè)未成對(duì)電子(單電子)的元素的價(jià)電子排布式為3s23p2或3s23p4，核外電子數(shù)為14或16，元素符號(hào)為Si或S。M層上有2對(duì)成對(duì)電子的原子的電子排布式為1s22s22p63s23p4，最外層有6個(gè)電子，每個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不相同，所以共有6種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子。(2)具有最外層為p2、p4、3d2、3d8結(jié)構(gòu)的原子有2個(gè)未成對(duì)電子。符合條件的元素價(jià)電子排布式為2s22p2、3s23p2、4s24p2、2s22p4、3s23p4、4s24p4、3d24s2、3d84s2，分別為C、Si、Ge、O、S、Se、Ti、Ni元素。(3)先利用能級(jí)順序和排布規(guī)律排出其電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p3，價(jià)電子排布式為4s24p3，得出該元素原子核外有8個(gè)能級(jí)，共1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＋3＝18個(gè)原子軌道(s：1個(gè)軌道；p：3個(gè)軌道；d：5個(gè)軌道)，3個(gè)單電子。熟記第四周期未成對(duì)電子數(shù)規(guī)律未成對(duì)電子數(shù)及其占據(jù)的原子軌道元素符號(hào)及價(jià)電子排布14sK：4s1,Cu：3d104s13dSc：3d14s24pGa：4s24p1，Br：4s24p523dTi：3d24s2，Ni：3d84s24pGe：4s24p2，Se：4s24p433dV：3d34s2，Co：3d74s24pAs：4s24p343dFe：3d64s253dMn：3d54s263d和4sCr：3d54s11．下列原子的軌道表示式中，符合洪特規(guī)則的是()A.B.C.D.答案C2．下列有關(guān)化學(xué)用語(yǔ)中不能體現(xiàn)氮原子核外電子能量有差異的是()A.B.C.D．1s22s22p3答案A3．24Cr原子處于基態(tài)時(shí)，價(jià)電子排布可用軌道表示式表示成，而不是。下列說(shuō)法中正確的是()A．這兩種排布方式都符合能量最低原理B．這兩種排布方式都符合泡利原理C．這兩種排布方式都符合洪特規(guī)則D．這個(gè)實(shí)例說(shuō)明洪特規(guī)則有時(shí)候和能量最低原理是矛盾的答案B解析洪特規(guī)則實(shí)際上是能量最低原理的一個(gè)特例，電子排布滿足洪特規(guī)則，實(shí)際上是為了更好地遵循能量最低原理，同一能級(jí)的不同原子軌道在全滿(s2、p6和d10)、半充滿(s1、p3和d5)和全空(s0、p0和d0)狀態(tài)時(shí)，體系能量較低，原子較穩(wěn)定。4．下列關(guān)于硅原子的核外電子排布表示方法中，錯(cuò)誤的是()A．1s22s22p63s23p2B．[Ne]3s23p2C.D.答案C解析A、B兩項(xiàng)是電子排布式，C、D兩項(xiàng)是軌道表示式，其中C項(xiàng)違背了洪特規(guī)則，故錯(cuò)誤。5．在短周期元素中，元素的基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)等于能層數(shù)的元素有a種，元素的基態(tài)原子最外層電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)2倍的元素有b種，則a∶b的值為()A．1B．2C．3D．4答案B解析在短周期元素中，符合基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)等于能層數(shù)的元素有第一周期的H元素；在第二周期，原子核外未成對(duì)電子數(shù)為2的元素，其核外電子軌道表示式為(C元素)或(O元素)；在第三周期，原子核外未成對(duì)電子數(shù)為3的元素，其最外層電子軌道表示式是(P元素)，符合條件的元素共4種，即a＝4。符合基態(tài)原子最外層電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)2倍的元素，其基態(tài)原子的最外層電子數(shù)是2、4、6或8，若最外層電子數(shù)為2，則是氦或第ⅡA族元素，這些元素原子的最外層電子排布式為ns2，無(wú)未成對(duì)電子，不符合題意；若最外層電子數(shù)為4，則是第ⅣA族元素，這些元素原子的最外層電子排布式為ns2np2，其p能級(jí)上的2個(gè)電子為未成對(duì)電子，符合題意，因題目要求是短周期元素，故有2種；若最外層電子數(shù)為6，則是第ⅥA族元素，這些元素原子的最外層電子排布式為ns2np4，其p能級(jí)上有2個(gè)未成對(duì)電子，最外層電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的3倍，不符合題意；若最外層電子數(shù)為8，則是0族元素，這些元素原子的最外層電子排布式為ns2np6，其p能級(jí)為全充滿狀態(tài)，無(wú)未成對(duì)電子，因此不符合題意，總之，符合條件的元素共2種，即b＝2。綜上可知a∶b的值為2。6．下列各組原子中，彼此化學(xué)性質(zhì)一定相似的是()A．原子核外L能層的未成對(duì)電子數(shù)與M能層的未成對(duì)電子數(shù)相等的原子B．原子核外M層上僅有兩個(gè)電子的X原子與原子核外N層上僅有兩個(gè)電子的Y原子C．2p能級(jí)只有1個(gè)空軌道的X原子和3p能級(jí)只有1個(gè)空軌道的Y原子D．最外層都只有一個(gè)電子的X、Y原子答案C解析L層(M層)只有1個(gè)未成對(duì)電子的可能是Li或F(Na或Cl)，L層(M層)有2個(gè)未成對(duì)電子的可能是C或O(Si或S)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；B項(xiàng)中X為Mg，Y可能為Ca、Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn；C項(xiàng)為C()和Si()；D項(xiàng)中最外層只有1個(gè)電子的原子有氫及堿金屬，氫原子與堿金屬原子化學(xué)性質(zhì)不相似。一、選擇題：每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。1．下列敘述正確的是()A．可能存在基態(tài)核外電子排布為1s22s22p63s23p64s24p1的原子B．在氫原子的電子云圖中，小黑點(diǎn)的疏密程度表示電子在該區(qū)域出現(xiàn)的概率密度C．當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，而且自旋方向相反D．1個(gè)原子軌道里最多只能容納2個(gè)電子，而且自旋方向相同答案B解析A中原子的核外電子排布應(yīng)該為1s22s22p63s23p63d14s2；當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，而且自旋方向相同；一個(gè)原子軌道里最多只能容納2個(gè)電子，且自旋方向相反，所以A、C、D錯(cuò)誤。2．下列各基態(tài)原子的核外電子排布式表示正確的是()A．鈉原子：1s22s22p7 B．銅原子：1s22s22p63s23p63d94s2C．鐵原子：1s22s22p63s23p63d8 D．氪原子：1s22s22p63s23p63d104s24p6答案D解析違背了泡利原理，應(yīng)該是1s22s22p63s1，A錯(cuò)誤；等價(jià)軌道在全空、半滿、全滿時(shí)是穩(wěn)定狀態(tài)，應(yīng)該是1s22s22p63s23p63d104s1，B錯(cuò)誤；違背了能量最低原理，應(yīng)該是1s22s22p63s23p63d64s2，C錯(cuò)誤。3．基態(tài)原子的4s能級(jí)中只有1個(gè)電子的元素共有()A．1種B．2種C．3種D．8種答案C解析基態(tài)原子4s能級(jí)中只有1個(gè)電子的元素有：K、Cr、Cu。4．已知鉻的核電荷數(shù)為24，以下是一些同學(xué)繪制的基態(tài)鉻原子核外電子的軌道表示式，其中最能準(zhǔn)確表示基態(tài)鉻原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的是()答案D5．在核電荷數(shù)為26的元素Fe的原子核外3d、4s軌道內(nèi)，下列軌道表示式正確的是()A.B.C.D.答案C6．下列微粒中，最外層未成對(duì)電子數(shù)最多的是()A．SB．AsC．MnD．Fe3＋答案D解析各微粒的未成對(duì)電子數(shù)分別為：S：2個(gè)，As：3個(gè)，Mn：5個(gè)，F(xiàn)e3＋：5個(gè)，但Mn的最外層電子排布式為4s2。二、選擇題：每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意。7．下列表達(dá)式錯(cuò)誤的是()A．甲烷的電子式：B．氮原子的L層電子的軌道表示式：C．碳-12原子：eq\o\al(12,6)CD．S2－的核外電子排布式：1s22s22p63s23p4答案BD8．下列電子排布式或軌道表示式正確的是()A．C的軌道表示式：B．Ca的電子排布式：1s22s22p63s23p63d2C．N的軌道表示式：D．Br－的電子排布式：[Ar]3d104s24p6答案CD9．A原子的結(jié)構(gòu)示意圖為，則X、Y及該原子3d能級(jí)上的電子數(shù)不可能的組合是()A．18、8、0 B．20、8、0C．25、13、5 D．30、18、10答案A10．具有如下電子層結(jié)構(gòu)的原子，其相應(yīng)元素一定屬于同一主族的是()A．3p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子的原子和4p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子的原子B．3p軌道上只有1個(gè)空軌道的原子和4p軌道上只有1個(gè)空軌道的原子C．最外層電子排布式為1s2的原子和最外層電子排布式為2s22p6的原子D．最外層電子排布式為1s2的原子和最外層電子排布式為2s2的原子答案B解析p軌道有3個(gè)原子軌道，最多可以容納6個(gè)電子，根據(jù)電子排布的泡利不相容原理和洪特規(guī)則，當(dāng)p軌道上有2個(gè)電子或4個(gè)電子時(shí)，p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子，所以可能是第ⅣA族元素，也可能是第ⅥA族元素，故A不符合題意；p軌道上有1個(gè)空軌道，說(shuō)明另外兩個(gè)軌道各容納了1個(gè)電子，加上s軌道上的2個(gè)電子，最外層是4個(gè)電子，屬于第ⅣA族元素，故B符合題意；最外層電子排布式為1s2和2s22p6的原子，二者都是稀有氣體元素，但不屬于主族元素，故C錯(cuò)誤；最外層電子排布式為1s2的原子為He，位于0族，而最外層電子排布為2s2的原子是Be，屬于第ⅡA族元素，故D錯(cuò)誤。三、非選擇題11．下表列出了核電荷數(shù)為21～25的元素的最高正化合價(jià)，回答下列問(wèn)題：元素名稱(chēng)鈧鈦釩鉻錳元素符號(hào)ScTiVCrMn核電荷數(shù)2122232425最高正化合價(jià)＋3＋4＋5＋6＋7(1)寫(xiě)出下列元素基態(tài)原子的核外電子排布式：Sc________________；Ti________________；V________________；Cr________________；Mn________________。(2)對(duì)比上述五種元素原子的核外電子排布式與元素的最高正化合價(jià)，你發(fā)現(xiàn)的規(guī)律是________________，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是________________。答案(1)1s22s22p63s23p63d14s2(或[Ar]3d14s2)1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)1s22s22p63s23p63d34s2(或[Ar]3d34s2)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)1s22s22p63s23p63d54s2(或[Ar]3d54s2)(2)五種元素的最高正化合價(jià)等于各元素基態(tài)原子的最高能層s電子和次高能層d電子數(shù)目之和能級(jí)交錯(cuò)使得d電子也參與了化學(xué)反應(yīng)12．A、B、C、D、E代表5種元素。請(qǐng)?zhí)羁眨?1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個(gè)未成對(duì)電子，次外層有2個(gè)電子，該原子的軌道表示式為_(kāi)_______。(2)B元素的負(fù)一價(jià)離子與C元素的正一價(jià)離子的電子排布式都與氬原子相同，B元素的符號(hào)為_(kāi)_______，C的離子結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)_______。(3)D元素的正三價(jià)離子的3d能級(jí)為半充滿，D的元素符號(hào)為_(kāi)_______，其基態(tài)原子的電子排布式為_(kāi)_______。(4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒(méi)有成對(duì)電子，只有一個(gè)未成對(duì)電子，E的元素符號(hào)為_(kāi)_______，其價(jià)電子軌道表示式為_(kāi)_______。答案(1)(2)Cl(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)(4)Cu解析(1)根據(jù)A元素基態(tài)原子的最外層有3個(gè)未成對(duì)電子，次外層有2個(gè)電子，可知該元素的基態(tài)原子有2個(gè)能層，共有7個(gè)電子，是N元素，其原子軌道表示式為。(2)B元素的負(fù)一價(jià)離子與C元素的正一價(jià)離子的電子排布式與氬原子相同，即都有18個(gè)電子，則B元素為Cl，C元素為K，K＋的結(jié)構(gòu)示意圖為。(3)D元素的正三價(jià)離子的3d能級(jí)為半充滿，則原子的價(jià)電子排布式為3d64s2，即為26號(hào)Fe元素，其基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2。(4)由E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒(méi)有成對(duì)電子，只有1個(gè)未成對(duì)電子，可知其價(jià)電子排布式為3d104s1，所以E為Cu元素，其價(jià)電子軌道表示式為。13．有A、B、C、D四種短周期主族元素，它們的原子序數(shù)依次增大，其中A元素原子核外僅有一個(gè)非空原子軌道，也是宇宙中最豐富的元素；B元素原子核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1；C為金屬元素且原子核外p電子數(shù)和s電子數(shù)相等；D元素的原子核外所有p軌道為全充滿或半充滿狀態(tài)。(1)寫(xiě)出四種元素的元素符號(hào)：A________，B________，C________，D________。(2)寫(xiě)出C、D兩種元素基態(tài)原子的軌道表示式：C：________________________________________________________________________。D：________________________________________________________________________。(3)B元素的單質(zhì)的電子式為_(kāi)_______，其簡(jiǎn)單氫化物的電子式為_(kāi)_______。答案(1)HNMgP(2)(3)解析A是宇宙中最豐富的元素，且原子核外僅有一個(gè)非空原子軌道，則A為氫；B元素原子的核外電子排布式為1s22s22p3，則B為氮；C元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s2，則C為鎂；D元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p3，則D為磷。14．已知A原子中只含1個(gè)電子；B原子的3p軌道上得到1個(gè)電子后不容納外來(lái)電子；C原子的2p軌道上有1個(gè)電子的自旋方向與其他電子的自旋方向相反；D原子的第三電子層上有8個(gè)電子，第四電子層上只有1個(gè)電子；E原子的價(jià)電子排布式為3s23p6。(1)按要求書(shū)寫(xiě)下列圖式。①B原子的結(jié)構(gòu)示意圖：__________________________________________。②C原子的軌道表示式：__________________________________________。③D原子的核外電子排布式：______________________________________。④B離子的電子式：______________________________________________。(2)寫(xiě)出由A、B、C、D中的三種元素組成的化合物的化學(xué)式：______________________________________________________________________________(至少寫(xiě)出5種)。(3)寫(xiě)出由上述元素組成的物質(zhì)制得A的單質(zhì)的化學(xué)方程式：________________、________________(至少寫(xiě)出2個(gè))。(4)寫(xiě)出E的元素符號(hào)：________，要證明太陽(yáng)中含有E元素，可采用的方法是_______________________________________________________________________________。答案(1)①②③1s22s22p63s23p64s1(或[Ar]4s1)④(2)KOH、KClO、KClO3、HClO、HClO3(其他合理答案也可)(3)2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2H2↑＋O2↑2K＋2H2O=2KOH＋H2↑(其他合理答案也可)(4)Ar對(duì)太陽(yáng)光進(jìn)行光譜分析解析由題意可知，A為H，B為Cl，C為O，D為K，E為Ar。(2)由H、Cl、O、K中的三種元素組成的化合物可以是酸，如HClO、HClO2、HClO3、HClO4；也可以是堿，如KOH；還可以是鹽，如KClO、KClO2、KClO3、KClO4等。(3)A的單質(zhì)為H2，可以通過(guò)電解水、電解KOH溶液或K和水反應(yīng)等方法來(lái)制取。(4)對(duì)太陽(yáng)光進(jìn)行光譜分析，便可確定太陽(yáng)中所含元素的種類(lèi)。

第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)第1課時(shí)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.了解元素周期律、元素周期系和元素周期表的關(guān)系。2.能從核外電子排布角度，解釋元素周期系的基本結(jié)構(gòu)。3.通過(guò)原子結(jié)構(gòu)和元素在周期表中的位置分析推理其他元素的位置及性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的模型認(rèn)知能力。一、元素周期律、元素周期系和元素周期表1．元素周期律：元素的性質(zhì)隨元素原子的核電荷數(shù)遞增發(fā)生周期性遞變。2．元素周期系：元素按其原子核電荷數(shù)遞增排列的序列。3．元素周期表：呈現(xiàn)周期系的表格，元素周期系只有一個(gè)，元素周期表多種多樣。4．三張有重要?dú)v史意義的周期表(1)門(mén)捷列夫周期表門(mén)捷列夫周期表又稱(chēng)短式周期表，重要特征是從第四周期開(kāi)始每個(gè)周期截成兩截，第1～7族分主副族，第八族稱(chēng)為過(guò)渡元素。(2)維爾納周期表維爾納周期表是特長(zhǎng)式周期表，每個(gè)周期一行，各族元素、過(guò)渡金屬、稀有氣體、鑭系和錒系，各有各的位置，同族元素上下對(duì)齊，它確定了前五個(gè)周期的元素種類(lèi)。(3)玻爾元素周期表玻爾元素周期表特別重要之處是把21～28、39～46等元素用方框框起，這說(shuō)明他已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，這些框內(nèi)元素的原子新增加的電子是填入內(nèi)層軌道的，他已經(jīng)用原子結(jié)構(gòu)解釋元素周期系了，玻爾元素周期表確定了第六周期為32種元素。為紀(jì)念門(mén)捷列夫發(fā)表第一張?jiān)刂芷诒?部分如