《【题型分类归纳】2023学年高二化学同步讲与练(人教2019选择性必修2)》1.1 原子结构（解析版）

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第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
『知识梳理』
一、能层与能级
〖能层〗
◆含义：根据核外电子的能量不同，将核外电子分为不同的能层(电子层)。
◆能层序号及符号
能层序号：一、二、三、四、五、六、七……分别用 K、L、M、N、O、P、Q……表示。
总结：每层所容纳的电子数最多为 2n2个。
◆能层之间的能量关系
能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为 E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。
〖能级〗
◆含义：根据多电子原子的同一能层的电子的能量也可能不同，将它们分为不同能级。
◆表示方法：分别用相应能层的序数和字母 s、p、d、f……等表示，如 n能层的能级按能量由低到高的排
列顺序为 ns、np、nd、nf……等。
◆能层、能级与最多容纳的电子数
能层(n)一 二 三 四 五 六 七 ……
符号 K L M N O P Q ……
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s …… …… …… ……
最多电
子数
2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 …… …… …… ……
2 8 18 32 …… …… …… 2n2
由上表可知：
1.能层序数等于该能层所包含的能级数，如第三能层有 3个能级。
2.s、p、d、f 各能级可容纳的最多电子数分别为 1、3、5、7的2倍。
3.原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数是 2n2(n为能层的序数)。
二、基态与激发态　原子光谱
◆基态原子与激发态原子
(1)基态原子：处于最低能量状态的原子。
(2)激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。激发态原子跃迁到较
低能级，释放能量，甚至变为基态原子。
◆光谱
(1)光谱的成因及分类
(2)光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。
三、构造原理
◆含义：以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理。
◆示意图
四、电子排布式
将能级上所容纳的电子数标在该能级符号右上角，并按照能层从左到右的顺序排列的式子。
如氮原子的电子排布式为
◆能级交错
从构造原理图可以看出，从第三能层开始，不同能层的能级出现“能级交错”现象。
即：随核电荷数的递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。电子是按 3p→4s→3d 的
顺序而不是按 3p→3d→4s 的顺序填充的，这种现象称为能级交错。一般规律为 ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜
np，在书写基态原子的电子排布式时，仍按能层顺序写。
五、电子云与原子轨道
◆概率密度
1913 年，玻尔提出氢原子模型，电子在线性轨道上绕核运行。
量子力学指出，一定空间运动状态的电子在核外空间各处都可能出现，但出现的概率不同，可用概率密度
(ρ)表示，即 ρ＝(P表示电子在某处出现的概率；V表示该处的体积)。
◆电子云
(1)定义：处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。
(2)含义：用单位体积内小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率大小，小黑点越密，表示概率密度
越大。
(3)形状
◆原子轨道
(1)概念：量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。
(2)形状
s① 电子的原子轨道呈球形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
p② 电子的原子轨道呈哑铃形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。
(3)各能级所含有原子轨道数目
能级符号 nsnpndnf
轨道数目 1 3 5 7
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