高考化学原子结构与原子核外电子能级分布考点例析及高分冲刺训练

高考化学《原子结构与原子核外电子能级分布》考点例析及高分冲刺训练

I、考点自查及例析

考点聚焦

1．了解原子核外电子的分层排布，掌握能层、能级及其表示。

2．掌握构造原理及核外电子排布规律，掌握1-36号元素的核外电子排布式

3．了解电子云与原子轨道概念，掌握原子轨道数目的判断方法

4．了解能量最低原子、基态、激发态、光谱

知识梳理

一、能层与能级

对多电子原子的核外电子，按将其分成不同的能层(n)；对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的；能级类型的种类数与能层数相对应；同一能层里，能级的能量按的顺序升高，即E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)。

由表中可知：①各能层最多容纳的电子数为。

②能级类型的种类数与数相对应

③s p d f 能级所含轨道数分别为，与能级所在能层无关。

二、电子云与原子轨道

1．电子云：电子在原子核外出现的概率密度分布。电子云是核外电子运动状态的形象化描述，小黑点的疏密表示。

2．原子轨道：不同能级上的电子出现概率约为%的电子云空间轮廓图。s电子的

原子轨道呈对称，ns能级各有个原子轨道；p电子的原子轨道呈，

、、p表示）；n d能级各有个原子轨道，相互垂直（用pp 个原子轨n p能级各有zyx道；n f能级各有个原子轨道。各轨道的的形状与所处的能层无关。

三、核外电子排布规律

1．构造原理：绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循下列顺序：

1s、2s、2p、3s、3p、、、4p、5s、4d、5p、6s、4f……

构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。从中可以看出，不同能层的能级有交错现．

象，如E(3d)＞E(4s)、E(4d)＞E(5s)、E(5d)＞E(6s)、E(6d)＞E(7s)、E(4f)＞E(5p)、E(4f)＞E(6s)等。构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子电子排布图（即轨道表示式）的主要依据之一。

思考：如何快速判断不同能级的能量高低？

2．能量最低原理：能量最低原理：原子核外电子遵循构造原理排布时，原子的能量处于最低状态。即在基态原子里，电子优先排布在的能级里，然后排布在能量逐渐

升高的能级里。当某能级中的原子轨道处于全充满或半充满状态时能量较低。

3．泡利原理：每个原子轨道里最多只能容纳个自旋方向的电子。

4．洪特规则：电子排布在同一能级的各个轨道时，优先占据轨道，且自旋方

向。

思考：为什么在同一原子中不可能出现运动状态完全相同的两个电子？

四、基态、激发态、光谱

1．基态：最低能量状态。如处于最低能量状态的原子称为基态原子。

2．激发态：较高能量状态（相对基态而言）。如基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至较高能级成为激发态原子。

3．光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收（基态→激发态）和放出（基态→激发态）能量，产生不同的光谱——原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。利用光谱分析可以发现新元素或利

用特征谱线鉴定元素。

试题枚举

【例1】下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是（）

A．原子核外的电子象云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云

B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动

C．p能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，p能级原子轨道也在增多

D．与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径随能层的增大而增大

解析：电子云是对电子运动的形象化描述，它仅表示电子在某一区域内出现的概率，并非原子核真被电子云雾所包裹，故选项A错误。原子轨道是电子出现的概率约为90%的空间轮廓，它表明电子在这一区域内出现的机会大，在此区域外出现的机会少，故选项B错C个原子轨道且相互垂直，故选项3能级都是p怎样变化，每个n错误。无论能层序数．

误。由于按1p、2p、3p……的顺序，电子的能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展，原子轨道的平均半径逐渐增大。

答案： D

【例2】下列有关认识正确的是（）

A．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7

B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束

C．各能层含有的能级数为n—1

2n．各能层含有的电子数为2D、两2s2p能级结束，如L能层只有解析：各能层的能级都是从s 能级开始，但不是至f不对；各能层最多容纳电子数为错误；各能层含有的能级数与能层一致，以C个能级，B2

2n2n2，而不是必须含有的电子数A

答案：）3】以下电子排布式表示基态原子电子排布的是（【例11 261023 262261 4p3d B．1s 2s A．1s4s2s2p2p3s3s3p 3p

1102 21 2266226262

4s2p3s 3p4p3d3p3dD4s ．1sC ．1s2s 2p3s2s 均不符合能量最低原理，选

D 解析：A B CD

答案：；将电子对”2个电子，称为“【例4】人们常将在同一原子轨道上运动的，自旋方向相反的未成“”。以下有关主族元素原子的“在同一原子轨道上运动的单个电子，称为未成对电子 ） 对电子”的说法，错误的是（ ” “未成对电子．核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中一定含有A ” “未成对电子B ．核外电子数为偶数的基态原子，其原子轨道中一定不含 ”“未成对电子C ．核外电子数为偶数的基态原子，其原子轨道中可能含有 未成对电子”D ．核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中可能不含“，均为奇数，而电子电子排布在同一、73、5s p d f 解析：能级所含轨道数分别为1、轨道分别占据两个轨道，形成2p 能级的各个轨道时，优先占据不同的轨道，如两电子占据 两个未成对电子B D 答案：

2262662

⑴铁原子最外层电子数为 ，铁在发生化学反应时，参加反应的电子可能

是

。

⑵请你通过比较、归纳，分别说出3种不同化学用语所能反映的粒子结构信息。 答案：⑴2 4s 上的2个电子或4s 上的2个电子和3d 上的1个电子

⑵结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各能层上的电子数。 电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。

轨道表示式：能反映各轨道的能量的高低及各轨道上的电子分布情况，自旋方向。

【例6】下图是锂、氦、汞的吸收光谱和发射光谱。其中图_____________是原子由基态转化为激发态时的光谱，图____________是原子由激发态转化为基态时的光谱。不同元素的原子光谱上的特征谱线不同，请在下图中用线段将同种元素的吸收光谱和发射光谱连接。