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1、第1节 原子结构与元素性质第1页，本讲稿共19页一、表示原子结构和组成的常见化学用语一、表示原子结构和组成的常见化学用语(氧原子为例氧原子为例)2.2.原子（或离子）结构示意图原子（或离子）结构示意图表示电子的分层排布表示电子的分层排布3.3.电子式电子式 表示最外层电子数目表示最外层电子数目1.1.核素符号核素符号 表示原子核表示原子核(质子数和质量数质子数和质量数)的组成的组成O4.4.基态原子电子排布式基态原子电子排布式(或价电子排布式或价电子排布式)表示各能级上排布的电子数表示各能级上排布的电子数1s22s22p45.5.基态原子轨道表示式（或价电子轨道表示式）基态原子轨道表示式（或价
2、电子轨道表示式）表示各轨道上的电子数及自旋方向表示各轨道上的电子数及自旋方向 1s 2s 2pO.第2页，本讲稿共19页二、电子层、原子轨道及其最多容纳电子数的关系二、电子层、原子轨道及其最多容纳电子数的关系1.1.能级及轨道数目能级及轨道数目轨道数：轨道数：1 3 5可容电子数：可容电子数：s2 p6 d10能能 级：级：s p d2.2.各电子层所含轨道种类及容纳的电子数各电子层所含轨道种类及容纳的电子数轨轨 道：道：+ZKL MN1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d10104s4s2 24p4p6 6第3页，本讲稿共19页三、基态原子核外电子的排
3、布：三、基态原子核外电子的排布：(1)(1)能量最低原理：能量最低原理：电电子排布子排布顺顺序：序：1s1s2 2 2s2s2 22p2p6 6 3s3s2 23p3p6 63d3d1010 4s4s2 24p4p6 6 K L M N K L M N焰色反应产生的原因：焰色反应产生的原因：原子原子_能量后，最外层的电子会能量后，最外层的电子会_，再，再_，能量以，能量以_的形式释放出来。的形式释放出来。吸收吸收从能量低的轨道跃迁到能量高的轨道从能量低的轨道跃迁到能量高的轨道光光跃迁回能量低的轨道跃迁回能量低的轨道由能量高的轨道由能量高的轨道(2)(2)泡利不相容原理：泡利不相容原理：一个轨道
4、最多容纳两个电子，且这两个电子的自旋相反。一个轨道最多容纳两个电子，且这两个电子的自旋相反。(3)(3)洪特规则：洪特规则：在能量相同的轨道上，电子尽可能分占不同的轨道，在能量相同的轨道上，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同。且自旋状态相同。当轨道全充满、半充满时，原子更稳定。当轨道全充满、半充满时，原子更稳定。第4页，本讲稿共19页（4 4）核外电子排布式，价电子排布式，轨道表示式）核外电子排布式，价电子排布式，轨道表示式3d104s1CuCu的电子排布式：的电子排布式：_。CuCu的价电子排布式：的价电子排布式：_。CuCu2+2+的电子排布式：的电子排布式：_。1s2 2s22p6
5、 3s23p63d10 4s11s2 2s22p6 3s23p63d9FeFe的电子排布式：的电子排布式：_。FeFe的价电子轨道表示式：的价电子轨道表示式：_。1s2 2s22p6 3s23p63d6 4s21s2 2s22p6 3s23p63d6 3d 4s 3d 4sFeFe的价电子排布式：的价电子排布式：_。FeFe3+3+的电子排布式：的电子排布式：_。3d64s2FeFe2+2+的电子排布式：的电子排布式：_。1s2 2s22p6 3s23p63d5第5页，本讲稿共19页【例【例1 1】请填空：】请填空：(1)A(1)A元素基态原子元素基态原子L L层上有层上有2 2个未成对电子，
6、其元素符号为个未成对电子，其元素符号为 _ _；(2)B(2)B元素的负一价离子和元素的负一价离子和C C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，同，B B的元素符号为的元素符号为_，C C的元素符号为的元素符号为_。(3)D(3)D元素的正三价离子的元素的正三价离子的3d3d能级为半充满，能级为半充满，D D的元素符号为的元素符号为 _ _，其基态原子的电子排布式为，其基态原子的电子排布式为_；(4)E(4)E元素基态原子的元素基态原子的M M层全充满，层全充满，N N层没有成对电子，只有层没有成对电子，只有 一个未成对电子，一个未成对电子，E E的元素符
7、号为的元素符号为_，其基态原子的，其基态原子的 电子排布式为电子排布式为_；(5)F(5)F元素的原子最外层电子排布式为元素的原子最外层电子排布式为nsnsn nnpnpn+1n+1，则，则n=_n=_；原子中能量最高的是原子中能量最高的是_电子，其原子轨道呈电子，其原子轨道呈_状。状。C或或OClKFe1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d6 64s4s2 2Cu1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d10104s4s1 122p哑铃哑铃第6页，本讲稿共19页【例【例2】A A、B B、C C、D D分别代表四种不
8、同的短周期元素。分别代表四种不同的短周期元素。A A元素的原子元素的原子最外层电子排布为最外层电子排布为nsns1 1,B,B元素的原子价电子排布为元素的原子价电子排布为nsns2 2npnp2 2，C C元素的最外层电子数是其电子层数的元素的最外层电子数是其电子层数的3 3倍，倍，D D元素原子的元素原子的M M电子层的电子层的p p亚层亚层中有中有3 3个电子。个电子。(1)C(1)C原子的电子排布式为原子的电子排布式为_，若，若A A元素的原子元素的原子 最外层电子排布为最外层电子排布为1s1s1 1，则按原子轨道的重叠方式，则按原子轨道的重叠方式，A A与与C C 形成的化合物中的共价
9、键属于形成的化合物中的共价键属于_键。键。(2)(2)当当n=2n=2时，时，B B的原子结构示意图为的原子结构示意图为_，B B与与C C形成的形成的 晶体属于晶体属于_晶体。当晶体。当n=3n=3时，时，B B与与C C形成的晶体中微形成的晶体中微 粒间的作用力是粒间的作用力是_。(3)(3)若若A A元素的原子最外层电子排布为元素的原子最外层电子排布为2s2s1 1,B,B元素的原子价电子元素的原子价电子 排布为排布为3s3s2 23p3p2 2，元素，元素A A在周期表中的位置是在周期表中的位置是 ，A A、B B、C C、D D四种元素的第一电离能由大到小的顺序是四种元素的第一电离能
10、由大到小的顺序是 _ _（用元素符号表示）。（用元素符号表示）。1s1s2 22s2s2 22p2p4 4分子分子共价键共价键第二周期第二周期AA族族OPSiLiOPSiLi第7页，本讲稿共19页【例【例3】第8页，本讲稿共19页1s22s22p4正确正确甲烷甲烷非极性非极性第9页，本讲稿共19页(NH(NH4 4)2 2COCO3 3、NHNH4 4HCOHCO3 3、NHNH4 4NONO3 3、CHCH3 3COONHCOONH4 4三角锥形三角锥形第10页，本讲稿共19页 1s 2s 2p1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p2 2_3s3s2 23p3p5
11、5CHCH4 4SiHSiH4 4HClHClSiHSiH4 4HClOHClO4 4C C【例【例4】.第11页，本讲稿共19页四、元素周期表中元素性质递变规律四、元素周期表中元素性质递变规律1.1.价电子价电子 价电子价电子主族元素主族元素 过渡元素过渡元素 最外层电子（最外层电子（nsns或或nsns2 2npnpx x轨道上电子轨道上电子)3d4s3d4s轨道上电子轨道上电子2.2.递变规律递变规律 (1)(1)原子半径：同周期从左到右，原子半径原子半径：同周期从左到右，原子半径_。同主族从上到下，原子半径同主族从上到下，原子半径_。(2)(2)金属性及非金属性：金属性及非金属性：同周
12、期左到右，金属性同周期左到右，金属性_，非金属性，非金属性_。同主族上到下，金属性同主族上到下，金属性_，非金属性，非金属性_。减小减小增大增大减弱减弱增强增强增强增强减弱减弱第12页，本讲稿共19页3.3.电离能电离能(1)(1)意义：气态原子意义：气态原子_1_1个电子所需要的最低能量。个电子所需要的最低能量。用于判断原子的最外层电子数用于判断原子的最外层电子数失去失去 I I1 1 I I2 2 I I3 3 I I4 4X X 496 496 4562 4562 6912 6912 9540 9540Y Y 577 577 1817 1817 2745 27451157811578(2
13、)(2)变化规律：变化规律：金属性越强，第一电离能越金属性越强，第一电离能越_。非金属性越强，第一电离能越非金属性越强，第一电离能越_。小小大大同周期：从左到右，第一电离能呈同周期：从左到右，第一电离能呈_的趋势。的趋势。特殊情况特殊情况A_AA_A；A_AA_A增大增大同主族：从上到下，元素的第一电离能逐渐同主族：从上到下，元素的第一电离能逐渐_。减小减小CC、N N、O O、F KF K、NaNa、MgMg、AlAlF N O CN O CMgAlNa MgAlNa K第13页，本讲稿共19页4.4.电负性电负性(1)(1)意义：表示元素意义：表示元素 的能力的强弱。的能力的强弱。非金属性
14、越强电负性越非金属性越强电负性越_。吸引电子吸引电子大大(2)(2)变化规律变化规律 同周期：从左到右，元素的电负性逐渐同周期：从左到右，元素的电负性逐渐_。同主族：从上到下，元素的电负性逐渐同主族：从上到下，元素的电负性逐渐_。减小减小(3)(3)应用应用 判断化学键的类型：判断化学键的类型：两元素的电负性差值大于两元素的电负性差值大于1.71.7，通常形成，通常形成_；两元素的电负性差值小于两元素的电负性差值小于1.71.7，通常形成，通常形成_。判断化合价的正负：电负性大的显判断化合价的正负：电负性大的显_；增大增大离子键离子键共价键共价键负价负价元素元素C CN NO OF FNaNa
15、MgMgAlAlCl Cl I I电负性电负性2.52.53.03.0 3.53.54.04.0 0.90.91.21.21.51.53.03.02.52.5BrBr的电负性值？的电负性值？AlClAlCl3 3类型？类型？NFNF3 3化合价？化合价？第14页，本讲稿共19页【例【例1 1】现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：】现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：1s 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p4 4;1s 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p3 3;1s 1s2 22s2s2 22p2p3 3;1s 1s2 22s2s2 2
16、2p2p5 5。则下列有关比较中正确的是则下列有关比较中正确的是 （）A.A.第一电离能：第一电离能：B.B.原子半径：原子半径：C.C.电负性：电负性：D.D.最高正化合价：最高正化合价：=A第15页，本讲稿共19页【例【例2】、右图为元素周期表前三周期的一部分。、右图为元素周期表前三周期的一部分。(1)X(1)X与与W W的气态氢化物的沸点比较的气态氢化物的沸点比较(填化学式填化学式)：_,_,原因是原因是_。(2)X(2)X的基态原子的原子轨道表示式为的基态原子的原子轨道表示式为_。另一。另一 原子轨道表示式不正确是因为它不符合原子轨道表示式不正确是因为它不符合_。A.B.A.B.C.C
17、.泡利不相容原理泡利不相容原理 D.D.洪特规则洪特规则(3)Y(3)Y与与Z Z构成的化合物构成的化合物YZYZ2 2中，中，_(_(填元素符号填元素符号)的化合价显负价。的化合价显负价。(4)X(4)X、Y Y、Z Z三种原子的第一电离能由大到小的顺序为三种原子的第一电离能由大到小的顺序为_ (填元素符号填元素符号)(5)X(5)X与与R R可形成可形成XRXR3 3分子，此分子的电子式为分子，此分子的电子式为_，分子的空间构型为分子的空间构型为_，属于，属于_分子分子(选填选填:极性、非极性极性、非极性)。(6)(6)以上五种元素中，以上五种元素中，_(_(填元素符号填元素符号)原子失去
18、核外原子失去核外 第一个电子需要的能量最多。第一个电子需要的能量最多。1S 2S 2P1S 2S 2PNH3PH3NH3分子间能形成氢键分子间能形成氢键BDFRX Y ZWFFNO三角锥形三角锥形极性极性第16页，本讲稿共19页EGJQ R MTX【例【例3】、下图为元素周期表的一部分，字母各代表一种元素。、下图为元素周期表的一部分，字母各代表一种元素。(1)T(1)T3 3离子的核外电子排布式是离子的核外电子排布式是_。(2)Q(2)Q、R R、M M的第一电离能由大到小的顺序是的第一电离能由大到小的顺序是_ (用元素符号表示用元素符号表示)(3)(3)下列有关上述元素的说法正确的是下列有关
19、上述元素的说法正确的是_ G G单质的熔点高于单质的熔点高于J J单质的熔点，是应为单质的熔点，是应为G G单质的金属键较强单质的金属键较强 J J比比X X活泼，所以活泼，所以J J可以在溶液中置换出可以在溶液中置换出X X 将将J J2 2M M2 2溶于水，要破坏离子键和共价键溶于水，要破坏离子键和共价键 RE RE3 3沸点高于沸点高于QEQE4 4，主要是因为前者相对分子质量更大，主要是因为前者相对分子质量更大 一个一个Q Q2 2E E4 4分子中含有分子中含有5 5个个键和键和1 1个个键键(4)RE(4)RE3 3分子的电子式为分子的电子式为_，空间构型为，空间构型为_。1s2
20、2s22p63s23p63d5NOC三角锥形三角锥形第17页，本讲稿共19页【例【例4】、今有短周期中的三种元素、今有短周期中的三种元素X X、Y Y、Z Z，已知：，已知：三者原子序数之和为三者原子序数之和为2525元素元素Y Y的原子价电子排布为的原子价电子排布为nsns2 2npnpn n2 2XX和和Y Y可形成可形成X X2 2Y Y和和X X2 2Y Y2 2两种固态化合物，两种固态化合物，Y Y和和Z Z可形成可形成ZYZY和和ZYZY2 2 两种气态化合物两种气态化合物元素元素Z Z的硫化物与元素的硫化物与元素Z Z的氯化物常温下均为液态，且二者的氯化物常温下均为液态，且二者
21、的相对分子质量之比为的相对分子质量之比为38:7738:77据此填写下列空白：据此填写下列空白：(1)(1)写出元素符号：写出元素符号：X_Y_Z_X_Y_Z_。(2)X(2)X2 2Y Y2 2属于属于_晶体，构成的微粒是晶体，构成的微粒是_(_(填填 微粒符号微粒符号)(3)Z(3)Z的硫化物的分子空间构型是的硫化物的分子空间构型是_，ZYZY2 2形成的晶体形成的晶体 属于属于_晶体，晶体，(4)Z(4)Z的氯化物分子中，的氯化物分子中，Z Z原子的轨道杂化方式为原子的轨道杂化方式为_,_,NaNaO OC C离子离子NaNa+、O O2 22-2-直线形直线形分子分子spsp3 3第1
22、8页，本讲稿共19页【例【例5】、下表为元素周期表的一部分及元素对应位置、下表为元素周期表的一部分及元素对应位置(1)(1)元素元素的原子核外的原子核外p p电子数比电子数比s s电子数多电子数多_个。个。(2)(2)元素元素氢化物的电子式为氢化物的电子式为_。(3)(3)元素元素一般在化合物中显一般在化合物中显_价，但与价，但与_形成化合物形成化合物 时，所显的价态恰好相反。时，所显的价态恰好相反。(4)(4)的电负性由大到小的顺序为的电负性由大到小的顺序为_。电离能由大到小的顺序为电离能由大到小的顺序为_。(5)(5)和和的第一电离能大小顺序为的第一电离能大小顺序为_。(6)(6)在元素在元素的单质、元素的单质、元素的单质、元素的单质、元素形成的合金这形成的合金这 三种物质中，熔点最低的是三种物质中，熔点最低的是_ A.A.元素元素的单质的单质 B.B.元素元素的单质的单质 C.C.形成的合金形成的合金 D.D.无法确定无法确定12FFONFONFNOFNONaKNaKC第19页，本讲稿共19页