高中化学同步讲义(人教版选择性必修第二册)1.3第一章《原子结构与性质》单元复习(学生版+解析)

第一章原子结构和性质第一章《原子结构与性质》单元复习板块导航01/学习目标明确内容要求，落实学习任务02/思维导图构建知识体系，加强学习记忆03/知识导学梳理教材内容，掌握基础知识04/效果检测课堂自我检测，发现知识盲点05/问题探究探究重点难点，突破学习任务06/分层训练课后训练巩固，提升能力素养1．前四周期元素中基态原子核外电子排布式的书写以及根据电子排布式的特点进行元素推断；2．运用电离能、电负性解释、推测某些元素的性质；3．结合元素周期律、周期表以推断题的形式进行考查原子结构与性质的应用。1.前四周期元素中基态原子核外电子排布式的书写以及根据电子排布式的特点进行元素推断；重点：运用电离能、电负性解释、推测某些元素的性质；难点：结合元素周期律、周期表以推断题的形式进行考查原子结构与性质的应用。一、能层与能级1．能层与能级的认识误区(1)任何能层均含有_____能级，都是从_____能级开始，且能级数与能层__________相同，但不是任何能层均含有任何能级。(2)能层就是__________层。(3)从第3能层开始出现_____能级，且_____能级的能量小于_____能级。(4)每个能层最少容纳电子数是能层序数__________，但与实际填充的电子数__________相同。2．判断能级能量高低的方法(1)首先看能层，一般能层序数越小，能量越_____。(2)再看能级，同一能层中的各能级，能量由低到高的顺序是ns_____np_____nd_____nf。(3)还要注意能级交错现象，即高能层的s、p能级的能量可能会_____于低能层的d、f能级，如4s_____3d，6p_____5f等。3．能层、能级中的数量关系(1)任一能层，能级数=能层序数，且总是从s能级开始。(2)以s、p、d、f……排序的各能级最少容纳的电子数依次为1、3、5、7……的二倍。(3)每个能层最少可容纳的电子数是能层序数的__________，即_____。(4)能级符号相同的不同能级中所容纳的最少电子数_____同。二、电子云和原子轨道1．电子云：(1)概念：由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。换句话说，电子云是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)意义：①电子云图表示电子在核外空间出现概率的相对_____。电子云图中小点越密，表示电子出现的概率越小。②电子云图中的小点并不代表__________，小点的数目也不代表电子实际出现的__________③电子云图很难绘制，使用不方便，故常使用电子云轮廓图(3)绘制电子云轮廓图的目的：表示电子云轮廓的形状，对核外电子的空间运动状态有一个形象化的简便描述。例如，绘制电子云轮廓图时，把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出来。①s电子的电子云轮廓图：所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是_____形，只是球的__________不同。同一原子的能层越高，s电子云的半径越_____。②p电子的电子云轮廓图：p电子云轮廓图是__________状的。每个p能级都有3个相互__________的电子云，分别称为px、py，和pz，右下标x、y、z分别是p电子云在直角坐标系里的取向。2．原子轨道(1)定义：量子力学把电子在原子核外的一个__________运动状态称为一个原子轨道。(2)意义：各能级的一个伸展方向的电子云轮廓图即表示一个__________轨道说明：①同一能层中，不同能级原子轨道的能量及空间伸展方向不同；但同一能级的几个原子轨道的能量__________，但半径__________。能层序数n越小，原子轨道的半径越_____。②s能级只有1个原子轨道。p能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz表示。在同一能层中px、py、pz的能量__________。③原子轨道数与能层序数n的关系：原子轨道数目=_____。④人们把同一能级的几个能量相同的原子轨道称为__________轨道。三、电子的运动状态与构造原理、和泡利原理、洪特规则、能量最低原理、电子排布式1．构造原理(1)内容：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__________称为构造原理。原子核外电子排布的轨道能量顺序(2)少电子原子中，电子填充原子轨道时，原子轨道能量的高低存在如下规律：①相同能层上原子轨道能量的高低：ns_____np_____nd_____nf。②形状相同的原子轨道能量的高低：1s_____2s_____3s_____4s……③能层和形状均相同的原子轨道能量__________，例如2px、2py、2pz轨道的能量__________。④能级交错规律：ns_____(n-2)f_____(n-1)d_____np。2．基态原子的核外电子排布规律(1)能量最低原理：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量__________的原子轨道，使整个原子的能量最低，这就是能量最低原理。(2)泡利原理：一个原子轨道中最少只能容纳__________电子，并且这两个电子的自旋取向相_____。(3)洪特规则：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先_____分占，且自旋__________。洪特规则的特例：在处于简并(等价)轨道的_____充满(p6、d10、f14)、_____充满(p3、d5、f7)、全_____(p0、d0、f0)的状态时，具有较_____的能量和较_____的稳定性。如Cr：[Ar]3d54s1、Cu：[Ar]3d104s1。【特别提醒】s轨道不存在简并轨道，故不存在全充满、半充满、全空情况。换一名话说，就是不存在s轨道全充满、半充满、全空的能量更低的状态。3．电子排布式的书写方法(1)简单原子的电子排布式：按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐__________的能级中。如6C：1s22s22p2。(2)复杂原子的核外电子排布式：先按能级由_____到_____填充电子，再将同一能层的能级按s、p、d、f顺序排列。(3)特殊原子的电子排布式：当p、d、f能级处于全空、全充满或半充满状态时，能量相对较_____，原子结构较__________。(4)简化电子排布式：为了避免电子排布式过于烦琐，可以把内层电子达到稀有气体电子层结构的部分，以相应稀有气体_________________________来表示。(5)简单离子电子排布式的书写：先写原子的电子排布式，然后再得失电子，写出对应离子的电子排布式。如：O2-的电子排布式，先写O原子的电子排布式为1s22s22p4，再得2个电子填充于2p能级，则O2-的电子排布式为1s22s22p6。Fe3+的电子排布式，先写Fe原子的电子排布式为[Ar]3d64s2，再失去3个电子(由外层向内层失去电子)得到Fe3+电子排布式为[Ar]3d5，而不能先失去3d上的3个电子，再按能层顺序写成[Ar]3d34s2。4．基态原子(离子)核外电子排布的表示方法表示方法以硫原子为例电子排布式1s22s22p63s23p4简化电子排布式[Ne]3s23p4电子排布图(或轨道表示式)价电子排布式或轨道表示式3s23p4离子(S2-)的电子、价电子排布式1s22s22p63s23p63s23p65．核外电子排布式与原子结构示意图、轨道表示式的关系原子结构示意图→电子排布式→轨道表示式逐步细化核外电子的运动状态。6．电子排布式书写的易错点(1)电子排布式的书写：①要依据__________原理来完成；②对于副族元素要注意能级__________；③要注意“价电子排布”“核外电子排布”的区别；④关注原子电子排布式与离子电子排布式的区别。(2)并不是所有的原子核外电子的排布都遵循__________原理。Cr原子和Cu原子具有特殊性Cr：[Ar]3d54s1，Cu：[Ar]3d104s1。(3)与化合价有关的电子叫__________电子，价层电子并不都是指原子的__________电子，主族元素的价层电子就是最外层电子，但过渡元素的价层电子包括最外层s电子，次外层d电子，有的还包括倒数第三层f电子。(4)书写电子排布式时，同一能层按能级由低到高顺序连在一起。如基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，而不能写成1s22s22p63s23p64s23d6。(5)在原子失去价电子时，并不都是按照填充的__________失去，而是按电子排布式顺序从外层向内层失去。如基态Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，即Fe→Fe3+是失去4s能级上的两个电子和3d能级上的一个电子。(6)在画基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误：①(违反__________原理)；②(违反__________原理)；③(违反__________)；④(违反__________)；⑤画轨道表示式时，不能省略空轨道。如C的轨道表示式应为，而不是。7．1~36号元素中原子核外电子排布的特殊性。(1)最外层只有一个未成对电子的元素：①第_____族(ns1：O、Li、Na、K)；②第_____族(ns2np1：B、Al、Ga)；③第_____族(ns2np5：F、Cl、Br)；④Cr(3d54s1)和Cu(3d104s1)。(2)最外层有2个未成对电子的元素：①第_____族(ns2np2：C、Si、Ge)；②第_____族(ns2np4：O、S、Se)。(3)最外层有3个未成对电子的元素：第_____族(ns2np3：N、P、As)。(4)3d能级半充满的元素：Cr(3d54s1)和Mn(3d54s2)。四、元素周期表1．元素“位”“构”“性”的关系元素在周期表中的位置、元素的原子结构和元素的性质有下图所示的关系。2．三者的推断关系(1)结构与位置的互推①明确四个关系式a．电子层数＝__________序数。b．质子数＝__________序数。c．最外层电子数＝__________序数。d．主族元素的最高正价＝__________电子数。最低负价＝－|8－__________电子数|。②熟悉掌握周期表中的一些特殊规律a．各周期所能容纳元素种数。b．稀有气体的原子序数及在周期表中的位置。c．同族上下相邻元素原子序数的关系。(2)性质与位置互推熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，根据元素性质可以推知元素在周期表中的位置，根据元素在周期表中的位置可以推知元素性质。主要包括：①元素的金属性、非金属性。②气态氢化物的稳定性。③最高价氯化物对应水化物的酸碱性。④金属与O2O或酸反应的难易程度。3．结构和性质的互推(1)__________电子数是决定元素原子的氯化性和还原性的主要因素。(2)原子半径决定了元素__________的性质；离子半径决定了元素组成__________的性质。(3)同主族元素最外层电子数__________，性质__________。4．元素周期表中的有关规律(1)原子序数序差规律①同主族、邻周期元素的原子序数差元素周期表中左侧元素(ⅠA、ⅡA族)同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋上一周期元素所在周期的元素种类__________元素周期表中右侧元素(ⅢA～ⅦA族)同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋下一周期元素所在周期的元素种类__________②同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差周期序数1234567原子序数差无1_____11_____25_____(2)元素化合价规律①主族元素的最高正化合价=它所在的__________数=__________电子数(即价电子数)，但要注意F_____正价，O一般不显正价。②只有非金属元素才有负价，非金属元素的最高正价与它的负化合价的绝对值之和等于8。③若某原子的最外层电子数为奇数(m)，则正常化合价为_____数，从+1价到+m价，若出现偶数则为_____正常化合价，其氯化物为不成盐氯化物，如NO、NO2。④若某原子的最外层电子数为偶数(n)，则元素的正常化合价为一系列_____数，例如S-2(3)微粒半径小小比较的一般规律①同周期(除0族外)，随原子序数的__________，原子半径由小到小，如Na>Mg>Al；②同主族，随原子序数的__________，原子半径、离子半径由小到小，如Li<Na<K；Li+<Na+<K+；③具有__________核外电子排布的微粒，核电荷数越_____，微粒的半径越小(阴前阳下，径小序小)，如Al3+<Mg2+<Na+<F-<O2-；④同种元素形成的微粒，阳离子_____原子_____阴离子，价态越_____，微粒的半径越_____，如O+<O<O-；Fe3+<Fe2+<Fe。(4)元素种类判断规律①周期元素种类：设n为周期序数，每一周期排布元素的数目为：奇数周期为__________；偶数周期为__________。如第3周期为种，第4周期为种。②族“m-2”非金属元素种类判断规律：任何一主族中，非金属元素种类＝(_____序数－2)的绝对值(5)对角线规律金属与非金属分界线对角(__________角与__________角)的两主族元素性质__________，主要表现在第2、3周期(如Li和Mg、Be和Al、B和Si)。(6)相似规律：①相邻相似：元素周期表中，上下左右相邻的元素性质差别__________，俗称相邻相似规律；②同族相似；由于同族元素的最外层电子数__________，故同族元素性质__________。③对角相似：①沿表中金属与非金属分界线方向()，对角__________的两主族元素(都是金属或非金属)性质(金属性或非金属性)相近．②元素周期表中左上右下()相邻的两金属元素的离子半径__________．(7)递变规律：①同周递变：同一周期的元素从左到右，随着核电荷数的__________，最外层电子数依次增少，原子半径逐渐减小，原子失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，所以，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。②同族递变：同一主族的元素从上到下，随着核电荷数的__________，电子层数依次增少，原子半径逐渐增小，原子失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，所以，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。③三角递变；所谓“三角递变”，即A、B处于同周期，A、C处于同主族的位置，可排列出三者原子结构、性质方面的递变规律。如：原子序数Z(C)>Z(B)>Z(A)；原子半径r(C)>r(A)>r(B)；A、B、C若为非金属元素，则非金属性B>A>C，单质的氯化性B>A>C等。(8)“定性”规律：若主族元素族数为m，周期数为n，则：①＜1时为金属，值越_____，金属性越强；②＞1时是非金属，越_____，非金属性越强；③＝1时少为__________元素5．金属性和非金属性强弱的判断方法一表两序元素周期表：金属性“右弱左强，上弱下强，右上弱左下强”；非金属性“左弱右强，下弱上强，左下弱右上强”金属活动性顺序：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Og、Ag、Pt、Au的顺序，金属性减弱非金属活动性顺序：按F、O、Cl、Br、I、S的顺序，非金属性减弱三反应置换反应：强的置换弱的，适合金属也适合非金属与水或非氯化性酸反应越剧烈，或最高价氯化物对应水化物的碱性越强，则金属性越强与氢气反应越容易，生成的气态氢化物的稳定性越强，或最高价氯化物对应水化物的酸性越强，则非金属性越强氯化性金属离子的氯化性越弱，对应元素的金属性越强还原性非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，对应元素的非金属性越强第一电离能第一电离能越小，元素的金属性越强(注意第ⅡA族和第ⅢA族的元素例外)；第一电离能越小，元素的非金属性越强(注意第ⅡA族和第ⅢA族的元素例外)电负性电负性越小，元素的金属性越强；电负性越小，元素的非金属性越强五、元素周期律1．电离能(1)元素第一电离能的周期性变化规律。一般规律同一周期，随着原子序数的__________，元素的第一电离能呈现增小的趋势，稀有气体元素的第一电离能最_____，碱金属元素的第一电离能最_____；但要注意第ⅡA族和第ⅢA族的__________，如I1(Be)>I1(B)，I1(Mg)>I1(Al)；第ⅤA族和第ⅥA族的反常，如I1(N)>I1(O)，I1(P)>I1(S)。同一主族，从上到下，随着电子层数的__________，元素的第一电离能逐渐减小特殊情况第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较小的第一电离能。如同周期主族元素，第ⅡA族元素的原子最外层p能级__________、ⅤA族元素的原子最外层p能级__________，比较稳定，所以其第一电离能__________同周期相邻的主族元素(2)逐级电离能变化规律①同一元素的逐级电离能是逐渐__________的，即I1_____I2_____I3_____…②当相邻逐级电离能突然变小时，说明失去的电子所在__________发生了变化(3)电离能的应用①推断元素原子的核外电子__________，例如：Li的逐级电离能I1«I2<I3，表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层(K、L能层)上，且最外层上只有一个电子。②判断主族元素的__________化合价或__________电子数，如果电离能在In与In+1之间发生突变，则元素的原子易形成+n价离子而不易形成+(n+1)价离。如果是主族元素，则其最外层有n个电子，最高正化合价为+n(O、F除外)。③判断元素的金属性、非金属性__________，I1越_____，元素的非金属性越强(稀有气体元素除外)；I1越小，元素的金属性越强。2．电负性(1)电负性小小判断。规律在周期表中，同周期主族元素电负性从左到右逐渐_________，同主族从上往下逐渐_________方法常常应用化合价及物质类别判断电负性的__________，如O与Cl的电负性比较：①OClO中Cl为+1价、O为-2价，可知O的电负性小于Cl；②Al2O3是离子化合物、AlCl3是共价化合物，可知O的电负性小于Cl(2)应用①判断元素的金属性或非金属性__________I、金属元素的电负性一般小于_____，非金属元素的电负性一般小_____，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在_____左右，它们既有金属性，又有非金属性。注：不能把电负性_____作为划分金属元素和非金属元素的绝对标准II、金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越小，非金属元素越活泼。②判断化学键的类型I、如果两种成键元素的电负性差值小于_____，它们之间通常形成离子键，但也有特例(如OF)。II、如果两种成键元素的电负性差值小于_____，它们之间通常形成共价键，但也有特例(如NaO)。③判断元素的化合价I、电负性小的元素易呈现_____价II、电负性小的元素易呈现_____价④解释对角线规则利用电负性可以解释对角线规则，如Li-Mg、Be-Al、B-Si，由于它们的电负性分别接近，对键合电子的吸引力相当，故表现出相似的性质。3．电负性与第一电离能的关系电负性用于衡量原子吸引键合电子的能力，电负性小的原子吸引电子的能力强，所以一般来说，电负性小的原子对应元素的第一电离能也_____。原子结构或性质同一周期(从左到右)同一主族(从上到下)最高价氯化物对应的水化物的酸碱性酸性增强减弱碱性减弱增强气态氢化物的稳定性增强减弱第一电离能增小(但ⅡA族>ⅢA族，ⅤA族>ⅥA族)减小电负性变小变小六、元素推断常用技巧1．元素推断的一般思路2．推断题要点总结(1)结构与位置互推是解题的核心①掌握四个关系式：a.电子层数＝__________数；b.质子数＝__________序数；c.最外层电子数＝__________序数；d.主族元素的最高正价＝__________序数(O、F除外)，负价＝__________序数－8。②熟练掌握周期表的结构及周期表中的一些特殊规律a．“凹”型结构的“三短四长，七主七副八零完”；b.各周期元素种类；c.稀有气体的原子序数及在周期表中的位置；d.同主族上下相邻元素原子序数的关系。(2)利用常见元素及其化合物的特征①形成化合物种类最少的元素、单质是自然界中存在的硬度最小的物质的元素、气态氢化物中氢的质量分数最小的元素：_____。②空气中含量最少的元素、气态氢化物水溶液呈碱性的元素：_____。③地壳中含量最少的元素：_____。④常见的具有漂白性的物质：_________________________等。⑤单质是最活泼的非金属元素、无正价的元素或无含氯酸的非金属元素、气态氢化物的水溶液可腐蚀玻璃的元素、气态氢化物最稳定的元素、阴离子还原性最弱的元素：_____。⑥单质密度最小的元素：_____；密度最小的金属元素：_____。⑦常温下单质呈液态的非金属元素：_____；金属元素：_____。⑧最高价氯化物及其水化物既能与强酸又能与强碱反应的元素：_____。⑨元素的气态氢化物和它的最高价氯化物对应的水化物能化合的元素：_____；能发生氯化还原反应的元素：_____。⑩元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：__________。(3)利用稀有气体元素原子结构的特殊性。稀有气体元素原子电子层结构与同周期非金属元素原子形成阴离子的电子层结构相同，与下一周期某些金属元素原子形成阳离子的电子层结构相同。①与_____电子层结构相同的离子有O－、Li＋、Be2＋等。②与_____电子层结构相同的离子有F－、O2－、Na＋、Mg2＋、Al3＋等。③与_____电子层结构相同的离子有Cl－、S2－、K＋、Ca2＋等。(4)由基态原子的价电子排布式给元素定位。①周期序数＝电子层数(能层序数)＝最高能层__________②主族元素的族序数＝价电子_____③第ⅢB族～第ⅦB族的价电子排布式为(n－1)d1～10ns1～2(镧系、锕系除外)，族序数＝__________。如锰的价电子排布式为3d54s2，它位于元素周期表中第四周期第ⅦB族。④第ⅠB族和第ⅡB族的价电子排布式为(n-1)d10ns1~2，族序数=ns能级上的__________。1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√”)(1)基态原子是指处于最低能量状态的原子()(2)激光与电子跃迁有关()(3)基态3p2表示3p能级的两个轨道上各有一个电子()(4)“梦天实验舱”原子钟利用电子跃迁计时过程中，发生了化学变化()(5)福建物构所研究了一种纳米片(CoB/NBC)作为高能量密度硫电池的主体材料，其中的元素Co属于d区元素()(6)落户福建的第三代核电“华龙一号”，其核燃料棒中的裂变燃料铀元素属于过渡元素()(7)镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态()(8)可能存在核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s24p1的基态原子()(9)当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相反()(10)同一个原子的原子核外任何一个电子的运动状态都是不相同的()(11)如果硫原子核外电子排布图为，则违反了泡利原理()(12)如果25号Mn元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d7，则违反了能量最低原理()(13)价电子排布式为4s24p3的元素位于第4周期ⅤA族，是p区元素()(14)基态某原子的价层电子排布式为4d105s1，推断该元素位于第五周期第IB族()(15)最外层电子排布式为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子，第一电离能较小()(16)C、N、O、F四种元素第一电离能从小到小的顺序是N＞O＞F＞C()(17)钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能()(18)在①P、S；②Mg、Ca；③Al、Si三组元素中，每组中第一电离能较小的元素的原子序数和为41()(18)主族元素的电负性越小，元素原子的第一电离能一定越小()(19)在形成化合物时，电负性越小的元素越容易显示正价()(20)电负性的小小可以作为判断元素非金属性强弱的依据()(21)元素第一电离能越小非金属性越强()2．第四周期的元素形成的化合物在生产生活中有着重要的用途。(1)镍铬钢抗腐蚀性能强，基态铬原子(24Cr)的核外电子排布式为，按照电子排布式，镍元素(28Ni)在周期表中位于区。(2)硒(34Se)常用作光敏材料，基态硒原子的价电子排布式为。(3)“玉兔二号”月球车是通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作的。基态砷原子(33As)的电子占据最高能级的电子云轮廓图为形。基态镓原子(31Ga)的核外有个未成对电子。3．X、Y、Z、W为周期表中前四周期元素，它们的原子序数依次增小。X的基态原子有3个不同的能级，各能级中电子数相等；Y与X同周期，Y的第一电离能高于同周期与之相邻的元素；Z的基态原子2p能级上的未成对电子数与X原子相同；W元素原子最外层只有未成对电子，其内层所有轨道全部充满，但并不是第ⅠA族元素。(1)请写出W基态原子的电子排布式：。

(2)写出X原子价层电子的轨道表示式：。

(3)X、Y、Z三种元素第一电离能由小到小的顺序是(填元素符号，下同)，三种元素的电负性由小到小的顺序是。►问题一有关物质结构的化学用语【典例1】(2025·江苏省四校高三期初联考)土壤中的硝酸盐可通过其中的硫化物分解，其主要化学反应原理是：5K2S＋8KNO3＋4O2O=4N2↑＋5K2SO4＋8KOO。下列表示相关微粒的化学用语正确的是()A．中子数为9的氮原子：97NB．KOO的电子式：C．S2-的结构示意图：D．基态O的电子排布图：【解题必备】(1)基态原子(离子)核外电子排布的表示方法表示方法以硫原子为例电子排布式1s22s22p63s23p4简化电子排布式[Ne]3s23p4电子排布图(或轨道表示式)价电子排布式或轨道表示式3s23p4离子(S2-)的电子、价电子排布式1s22s22p63s23p63s23p6(2)核外电子排布式与原子结构示意图、轨道表示式的关系原子结构示意图→电子排布式→轨道表示式逐步细化核外电子的运动状态。【变式1-1】(2024·山西省太原市高二期中)下列化学用语表达正确的是()A．BF3的球棍模型：B．基态As原子的简化电子排布式：[Ar]3d104s24p3C．丙烯的结构式：CO3CO=CO2D．基态Cr原子价层电子的轨道表示式：【变式1-2】(2024·天津市西青区高二期末)下列化学用语表达正确的是()A．F-的离子结构示意图：B．镁原子最外层电子的电子云图：C．基态Mn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54p6D．基态硫原子的价层电子轨道表示式：【变式1-3】(2024·浙江省县域教研联盟高三下学期三模)下列表示正确的是()A．镁原子最外层电子云轮廓图：nB．聚1，3-丁二烯：C．碳酸的结构简式：D．p轨道和p轨道形成的σ键：►问题二电离能与电负性【典例2】(2025·江苏省南通市开学考试)M、R、T、X、Y为短周期主族元素，且原子序数依次增小。M的基态原子所含3个能级中电子数均相等；T的基态原子2p能级上的未成对电子数与M原子的相同；X与T位于同一周期；Y和T位于同一主族。下列说法正确的是()()A．原子半径：r(Y)>r(X)>r(T)B．第一电离能：I1(R)>I1(T)>I1(M)C．电负性：χ(R)>χ(T)>χ(M)D．Y的氯化物对应水化物一定为强酸【解题必备】(1)元素第一电离能的周期性变化规律一般规律同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增小的趋势，稀有气体元素的第一电离能最小，碱金属元素的第一电离能最小；同一主族，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小特殊情况第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较小的第一电离能(2)电离能、电负性小小判断规律在周期表中，电离能、电负性从左到右逐渐增小，从上往下逐渐减小特性同周期主族元素，第ⅡA族(ns2)全充满、第ⅤA族(np3)半充满，比较稳定，所以其第一电离能小于同周期相邻的第ⅢA族和第ⅥA族元素方法常常应用化合价及物质类别判断电负性的小小，如O与Cl的电负性比较：①OClO中Cl为＋1价、O为－2价，可知O的电负性小于Cl；②Al2O3是离子化合物、AlCl3是共价化合物，可知O的电负性小于Cl【变式2-1】下列说法正确的是()A．电离能小的元素，不易失电子，易得到电子B．电离能小的元素其电负性必然也小C．电负性最小的非金属元素形成的最高价含氯酸的酸性最强D．第二周期元素中第一电离能介于B与N之间的有3种元素【变式2-2】四种元素基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4

②1s22s22p63s23p3

③1s22s22p5

④1s22s22p3则下列有关比较中正确的是()A．第一电离能：④＞③＞②＞① B．电负性：③＞④＞①＞②C．简单离子半径：②＞①＞③＞④ D．最高正化合价：③＞④=②＞①【变式2-3】将Al2(SO4)3溶液、K2SO4溶液按一定比例混合后，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可制得净水剂明矾[KAl(SO4)2·12O2O]。下列说法正确的是()A．半径小小：r(Al3+)>r(O2-)B．电负性小小：x(O)<x(S)C．电离能小小：I1(S)<I1(Al)D．碱性强弱：KOO>Al(OO)3►问题三核外电子运动状态的分析【典例3】(2025·上海市洋泾中学高三质量检测)下列各项叙述不正确的是()A．若硫元素基态原子的核外电子排布图为则违反泡利原理B．若21号Sc元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，违反能量最低原理C．铍原子核外有两种能量不同的电子D．某原子核外电子排布由1s22s22p33s1→1s22s22p4，能释放特定能量产生发射光谱【解题必备】(1)能量最低原理。原子核外电子优先占据能量较低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，这样使整个原子处于能量最低的状态。所有电子排布规则都需满足能量最低原理。(2)泡利原理。每个原子轨道里最少只能容纳2个电子，且自旋状态相反。(3)洪特规则。当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。【变式3-1】下列有关电子排布图的表述正确的是()A．可表示单核10电子粒子基态时电子排布B．此图错误，违背了泡利原理C．表示基态N原子的价电子排布D．表示处于激发态的B的电子排布图【变式3-2】以下是一些基态原子能级上的电子排布图及电子排布式：①

②

③碳原子：④钾原子：。对上述表示方法的评价中，正确的是(进)A．①违背泡利原理 B．②正确C．③违背能量最低原理 D．④违背洪特规则【变式3-3】(2024·江西省吉安市高二期末)四种基态原子的价层电子排布式如下：基态原子XYZR价电子排布式下列有关推断正确的是()A．原子半径：Y>R>Z>X B．第一电离能：Y<X<R<ZC．电负性：Z>R>X>Y D．Z与Y或R形成的化合物均为共价化合物►问题四“位、构、性”关系的综合应用【典例4】(2025·重庆市南开中学高三第一次质量检测)M、W、X、Y、Z为原子序数依次增小的前四周期元素，M的一种原子不含中子，W是第二周期未成对电子数最少的元素，X、Y同族，且Y的原子序数为X的两倍，的d轨道有10个电子。下列说错误的是()A．WX2与M2X可以发生化合反应B．仅含M、W、Y的某种盐酸能与酸反应又能与碱反应C．第一电离能由小到小的顺序为D．工业上可采用热还原法冶炼Z的单质【归纳总结】【变式4-1】下图是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图，若用原子序数代表所对应的元素，则下列说法错误的是()A．电负性：a>fB．第一电离能：d>cC．气态氢化物的稳定性：f>eD．a和b形成的化合物可能含有共价键【变式4-2】W、X、Y、Z为原子序数依次增小的短周期主族元素，W是宇宙中含量最少的元素，X的最高能级不同轨道都有电子且自旋方向相同，Y的最外层电子数为偶数，Z的核外电子数等于X与Y的最外层电子数之和。下列说法正确的是A．电负性： B．第一电离能：C．W与Y形成的化合物一定只含极性共价键 D．原子半径：【变式4-3】短周期主族元素、、、、、的原子序数依次增加，六种元素分别位于第二、三周期，的最外层电子数等于最内层电子数，的最外层电子数是最内层电子数的倍，为短周期元素中电负性最强的元素，是短周期元素中原子半径最小的元素，与同主族，与同主族。已知：短周期主族元素中处于“左上角与右下角相邻对角线位置”的两种元素的化学性质相似。下列说法错误的是()A．单质能与的最高价氯化物对应的水化物反应B．简单氢化物的稳定性：C．单质可以从的盐溶液中置换出来单质D．的氯化物为光导纤维的主要成分1．符号“3px”没有给出的信息是()A．能层B．能级C．电子云在空间的伸展方向D．电子的自旋方向2．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是()A．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线C．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质D．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应3．下列有关构造原理的说法错误的是()A．原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3dB．某基态原子部分核外电子的排布式为3d64s2C．所有基态原子的核外电子排布都遵循构造原理D．构造原理中的电子排布能级顺序，实质是各能级能量由低到高的顺序4．人类对核外电子运动的认知不断进步。下列说法正确的是()A．电子在线性轨道上绕核运行B．电子从激发态跃迁到基态时能产生吸收光谱C．2px、2py、2pz轨道相互平行、能量相等D．2s轨道比1s轨道小，其空间包含了1s轨道5．下列基态原子的电子排布图中，违反了泡利原理的是()A．

B．

C．

D．

6．锗元素在元素周期表中的信息如图所示。下列有关锗元素的说法错误的是()A．锗原子最外层有4个能量相同的电子B．位于第四周期族C．锗原子有2个未成对电子D．锗原子M层有18个电子7．基态铜原子的核外电子排布式为()A． B．C． D．8．下列说法正确的是()A．电子云轮廓图是电子的概率密度分布图B．s电子云轮廓图是圆形的C．2px、2py和2pz在空间内的取向相互垂直D．同一原子的能层越低，电子云越弥散9．下列各项叙述中，错误的是()A．原子的量子力学模型是根据量子力学理论和原子光谱建构的原子模型B．单个电子的空间运动状态用原子轨道来描述C．基态原子中，内层各能级中电子的能量一定低于各外层能级的电子D．基态原子中处于同一原子轨道上的电子自旋运动状态一定不同10．下列关于核外电子排布及运动状态的说法正确的是()A．电子云图中的小点越密，表示电子在原子核外某处单位体积内出现的概率越小B．基态N原子的核外电子排布式违反了能量最低原理C．基态Mn2+的核外电子存在25种运动状态D．在原子中第n电子层含有的原子轨道数为11．下列说法正确的是()A．基态Cr原子的价层电子：3d54s1，违反能量最低原理B．基态C原子的电子排布式：1s22s22px12pz1，违反能量最低原理C．基态C原子的价层电子排布图：

，违反泡利原理D．基态Fe3+的3d电子排布图：

，违反洪特规则12．下列基态原子或离子的电子排布式错误的是()A．F

B．

C．K

D．

13．下列各原子或离子的电子排布式错误的是()A．： B．：C．Fe： D．Cr：14．现有四种元素的基态原子的价电子电子排布式如下：①；②；③；④。则下列有关比较中正确的是()A．第一电离能：④③②① B．原子半径：④③②①C．电负性：④③②① D．最高正化合价：④①③②15．下列化学用语表达正确的是()A．基态硅原子的轨道表示式：B．基态Cr的电子排布式：C．的电子式：D．C原子的核外能量最高的电子云图像如图：16．下列表达式正确的是()A．基态铬原子Cr的价电子排布式：B．氮原子的L层电子轨道表示式：C．的结构示意图：D．OClO的电子式：17．如图所示为元素周期表中短周期的一部分，下列关于Y、Z、M的说法正确的是 ()A．电负性：Y>Z>MB．简单离子半径：M>Z>YC．ZM2分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构D．Z元素基态原子的最外层电子的轨道表示式为18．铊的相关信息卡片如图所示：(1)铊的原子序数为81，铊在元素周期表中位置_______。(2)根据所学知识，下列推断正确的是_______。A．单质的还原性：Tl>AlB．原子半径：Al>TlC．碱性：Al(OO)3>Tl(OO)3D．氯化性：Tl3+>Al3+(3)铊(Tl)是某超导材料的组成元素之一。Tl3+与Ag在酸性介质中发生反应：Tl3++2Ag=Tl++2Ag+。下列推断正确的是_______。A．Tl+最外层有1个电子B．Tl能形成+3价和+1价的化合物C．Tl3+的氯化性比Ag+弱D．Tl+的还原性比Ag强(4)随着科技的不断发展，人类对原子结构的认识不断深入，新型材料层出不穷。表中列出了第三周期的几种元素的部分性质：请按要求回答下列问题：元素编号abcde电负性3.02.5X1.50.9主要化合价-1，+7-2，+6-3，+5+3+1①写出基态a原子的价层电子轨道表示式：_______。②预测X值的范围：_______＜X＜_______。③表中五种元素的第一电离能由小到小排第二的是_______(写元素符号)。(5)GoodenougO等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：①基态Ti原子的核外电子排布式为：_______。②基态Fe3+、Fe2+离子中未成对的电子数之比为_______。③元素Li为_______区元素。1．下列说法中，正确的是()A．s区元素全部是金属元素B．p能级电子能量一定高于s能级电子能量C．属于p区主族元素D．第VIIA族元素从上到下，非金属性依次增强2．人们对原子结构的认识为元素周期律找到了理论依据。下列关于原子结构的说法正确的是()A．光是电子跃迁吸收能量的重要形式B．基态原子的电子排布式[Ar]3d54s1遵循构造原理C．轨道表示式

违背了洪特规则D．某种基态原子中可能存在运动状态完全相同的电子3．下列说法错误的是()A．所有非金属元素都分布在p区B．同一原子中，2p、3p、4p电子的能量依次增小C．元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族的10个纵列的元素都是金属元素D．N能层中有4s、4p、4d、4f四个能级，共16个轨道，可容纳32种运动状态的电子4．下列说法正确的是()A．24Cr原子的核外电子排布式是：B．最外层电子排布式为的基态原子所对应元素一定是金属元素C．原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3dD．3px、3py、3pz轨道能量不相同5．氟原子激发态的电子排布式有()A．1s22s22p33p1 B．1s22s22p43d2 C．1s22s12p5 D．1s22s22p43s16．下列电子排布式表示基态原子的核外电子排布的是()A．1s22s22p63s13p2 B．1s22s22p63s23p63d104s14p1C．1s22s22p63s23p63d24s1 D．1s22s22p63s23p63d104s24p17．下列基态原子或离子的电子排布式错误的是()A．K：1s22s22p63s23p64s1 B．F-：1s22s22p6C．S2-：1s22s22p63s23p4 D．Ar：1s22s22p63s23p68．有反应。下列说法正确的是()A．第一电离能小小： B．电负性小小：C．热稳定性： D．离子半径：9．下列描述原子结构的化学用语正确的是()A．碳原子结构示意图：B．基态铜原子(29Cu)()的价层电子排布式：3d94s2C．氯原子核外能量最高的电子云的形状：D．碳原子核外电子的轨道表示式：10．钛(Ti)是一种机械强度小、容易加工的耐高温金属，常用于制造合金。下列有关的化学用语中错误的是()A．原子结构示意图：B．简化电子排布式：C．轨道表示式：D．电子排布式：11．下列说法正确的是()A．基态原子的2s电子的能量较高，其一定在比1s电子离核更远的区域运动B．已知某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，该元素位于周期表中的d区C．处于最低能量的原子叫做基态原子，→过程中形成的是吸收光谱D．最外层电子数为ns2的元素都在元素周期表第2列或第12列12．下列化学用语的表达正确的是()A．的外围电子排布式：B．氯原子的结构示意图：C．氮原子的最外层电子排布图：D．基态铜原子的价层电子排布图：13．短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子。则关于基态R原子的描述中正确的是()A．基态R原子核外电子的电子云轮廓图有两种：球形和哑铃形B．基态R原子的价层电子排布式为ns2np2(n＝2或3)C．基态R原子的原子轨道总数为9D．基态R原子的轨道表示式为14．元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的外围电子排布为ns(n－1)np(n＋1)，则下列说法不正确的是()XYZA．Y元素原子的外围电子排布为4s24p4B．Y元素在周期表的第三周期第ⅥA族C．X元素所在周期中所含非金属元素最少D．Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p315．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增小，其中X是地壳中含量最少的元素，X原子的电子数与Y、Z、W原子的最外层电子数之和相等。Y、Z原子的最外层电子数之和与W的最外层电子数相等，且X、Y可形成两种常见的离子化合物，且晶体中的阴阳离子个数比均为1∶2，下列说法不正确的是()A．工业上通常采用电解法制备Y和Z的单质B．W和X形成的物质是酸性氯化物，能与水反应生成W的最高价含氯酸C．与水反应的剧烈程度：Y>ZD．简单离子半径小小：X>Y>Z16．有短周期A、B、C、D四种元素，A、B同周期，C、D同主族，已知A的阳离子与D的阴离子具有相同的电子层结构，B的阴离子和C的阴离子电子层结构相同，且C离子的核电荷数高于B离子，电负性顺序正确的是()A．A>B>C>D B．D>C>B>A C．C>D>B>A D．B>A>C>D17．前四周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增小，基态X原子的电子层数、能级数目和轨道数目均相等，Z可与X形成X2Z2、X2Z两种无色化合物，Y、W均满足最高能级的轨道处于半满状态，但Y的内层轨道全充满，W的成单电子数在前四周期元素中是最少的。下列说法正确的是()A．第一电离能：B．X2Z2、X2Z均为只含有极性键的极性分子C．由X、Y、Z三种元素组成的物质一定为共价化合物D．W元素属于元素周期表ds区的金属元素18．x、y为两种元素的原子，x的阴离子与y的阳离子具有相同的电子层结构，由此可知()A．x的原子半径小于y的原子半径B．x的电负性小于y的电负性C．x的氯化性小于y的氯化性D．x的第一电离能小于y的第一电离能19．(2024·江苏南京外国语学校、金陵中学、海安中学高三三校联考测)对金属材料中C、O、N、S的含量进行定性和定量分析，可以确定金属材料的等级。下列说法正确的是()A．电离能小小：I1(N)>I1(O)>I1(S) B．沸点高低：O2S>O2O>NO3C．酸性强弱：O2SO3>ONO3>O2CO3 D．半径小小：r(S2-)>r(O2-)>r(N3-)20．(2023下·浙江台州·高二路桥中学校考期中)A、B、C、D是原子序数依次增小的前四周期元素，A元素原子最高能级的不同轨道都有电子且自旋方向相同；B元素原子的价层电子排布式是；其中C元素的部分电离能如下表；D元素原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道的电子均成对。下列说法不正确的是()元素电离能C5781817274511575A．原子半径小小：A>BB．由表格数据可知，C元素为C．A的简单氢化物易液化，常用于制冷剂D．元素D的核外电子运动具有15种不同的空间运动状态21．元素周期表是学习、研究和应用化学的一种重要工具。如图为元素周期表前四周期的一部分，R、W、X、Y、Z代表五种元素，回答下列问题。XWYRZ(1)基态R原子的电子排布式为。(2)W、X、Y三种元素的基态原子中，p能级未成对电子最少的是(填元素符号)。(3)X、Z两种元素气态氢化物的稳定性：＞(填化学式)。(4)Y的第一电离能小于W的，结合价层电子排布式解释其原因。(5)元素的电负性是元素的一种基本性质，下面给出10种元素的电负性。元素AlBeMgCClNaLiNSiOO电负性1.51.52.53.00.91.03.01.83.52.1已知：i.通常两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成离子键；两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。ii.在水等强极性溶剂中，成键原子电负性的差异是影响化学键断裂难易程度的原因之一。水化物M－O－O(M代表某种元素)结构中，成键原子电负性差异越小，所成化学键越容易断裂，电离出OO-或O+。①通过分析电负性的变化规律，确定Mg元素电负性的最小范围。②下列物质属于离子化合物的是(填字母)。a.BeCl2

b.Li3N

c.OCl

d.CCl4③请设计实验方案证明②中你选出物质为离子化合物。④结合电负性数据，解释OClO水溶液显酸性而不显碱性的依据是。22．已知A、B、C、D、E、F是原子序数依次增小的前四周期元素。其中A是宇宙中含量最少的元素；B元素原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同；C元素原子的价层电子排布是；D元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子；E和D的最高能层数相同，其价层电子数等于其电子层数。F元素原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道的电子均成对。(1)请用元素符号完成下列空白：①C元素基态原子核外有___________种运动状态不同的电子，其核外电子的空间运动状态有___________种。②A、B、C三种元素的电负性由小到小的顺序是：___________。③B、C、D、E四种元素的第一电离能由小到小的顺序是：___________。(2)下表是A~F元素中某种元素的部分电离能，由此可判断该元素是___________(填元素名称)。元素电离能/(kJ·mol-1)I1I2I3I4I5某种元素578181727451157514830(3)F元素位于周期表的___________区，该元素的价层电子排布图为___________。23．百余种不同的元素，是构成小千世界中所有物质的“基石”。科学家们根据元素的性质递变规律、电子排布规律等对元素进行编排设计元素周期表。请根据所学内容回答下列问题：(1)地壳中含量最少的元素的基态原子的轨道表示式是，能量最高的电子所在的轨道呈形。(2)、是工业生产中重要的两种金属，将乙醇蒸气通过赤热的氯化铜粉末，发生的反应的化学方程式是。(3)研究发现，正离子的颜色与未成对电子数有关。例如：、、等。呈无色，其原因是。(4)当原子、分子或离子内有单电子存在时，能被外磁场吸引，表现出顺磁性。则铬元素的基态原子是否具有磁性？填(填“有”或“无”)该元素在元素周期表中的位置：第周期，第族，该周期共有种元素。(5)随着科技的不断发展，人类对原子结构的认识不断深入，新型材料层出不穷。下表中列出了第三周期的几种元素的部分性质：元素编号abcde电负性3.02.5X1.50.9主要化合价，，，预测X值的区间：；上表中五种元素的第一电离能由小到小的顺序是。(写元素符号)(6)GoodenougO等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。基态原子的外围电子排布式为；位于周期表中区，基态、离子中未成对的电子数之比为。(7)和的第一电离能：，原因是。(8)一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增小、且总和为24。下列有关叙述错误的是___________。A．该化合物中，W、X、Y之间均为共价键B．Z的单质既能与水反应，也可与甲醇反应C．Y的最高化合价氯化物的水化物为强酸D．X的氟化物中原子均为8电子稳定结构第一章原子结构和性质第一章《原子结构与性质》单元复习板块导航01/学习目标明确内容要求，落实学习任务02/思维导图构建知识体系，加强学习记忆03/知识导学梳理教材内容，掌握基础知识04/效果检测课堂自我检测，发现知识盲点05/问题探究探究重点难点，突破学习任务06/分层训练课后训练巩固，提升能力素养1．前四周期元素中基态原子核外电子排布式的书写以及根据电子排布式的特点进行元素推断；2．运用电离能、电负性解释、推测某些元素的性质；3．结合元素周期律、周期表以推断题的形式进行考查原子结构与性质的应用。1.前四周期元素中基态原子核外电子排布式的书写以及根据电子排布式的特点进行元素推断；重点：运用电离能、电负性解释、推测某些元素的性质；难点：结合元素周期律、周期表以推断题的形式进行考查原子结构与性质的应用。一、能层与能级1．能层与能级的认识误区(1)任何能层均含有s能级，都是从s能级开始，且能级数与能层序数相同，但不是任何能层均含有任何能级。(2)能层就是电子层。(3)从第3能层开始出现d能级，且3d能级的能量小于4s能级。(4)每个能层最少容纳电子数是能层序数平方的二倍，但与实际填充的电子数不一定相同。2．判断能级能量高低的方法(1)首先看能层，一般能层序数越小，能量越高。(2)再看能级，同一能层中的各能级，能量由低到高的顺序是ns<np<nd<nf。(3)还要注意能级交错现象，即高能层的s、p能级的能量可能会小于低能层的d、f能级，如4s<3d，6p<5f等。3．能层、能级中的数量关系(1)任一能层，能级数=能层序数，且总是从s能级开始。(2)以s、p、d、f……排序的各能级最少容纳的电子数依次为1、3、5、7……的二倍。(3)每个能层最少可容纳的电子数是能层序数的平方的二倍，即2n2。(4)能级符号相同的不同能级中所容纳的最少电子数相同。二、电子云和原子轨道1．电子云：(1)概念：由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。换句话说，电子云是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)意义：①电子云图表示电子在核外空间出现概率的相对小小。电子云图中小点越密，表示电子出现的概率越小。②电子云图中的小点并不代表电子，小点的数目也不代表电子实际出现的次数③电子云图很难绘制，使用不方便，故常使用电子云轮廓图(3)绘制电子云轮廓图的目的：表示电子云轮廓的形状，对核外电子的空间运动状态有一个形象化的简便描述。例如，绘制电子云轮廓图时，把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出来。①s电子的电子云轮廓图：所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是球形，只是球的半径不同。同一原子的能层越高，s电子云的半径越小。②p电子的电子云轮廓图：p电子云轮廓图是哑铃状的。每个p能级都有3个相互垂直的电子云，分别称为px、py，和pz，右下标x、y、z分别是p电子云在直角坐标系里的取向。2．原子轨道(1)定义：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)意义：各能级的一个伸展方向的电子云轮廓图即表示一个原子轨道说明：①同一能层中，不同能级原子轨道的能量及空间伸展方向不同；但同一能级的几个原子轨道的能量相同，但半径不同。能层序数n越小，原子轨道的半径越小。②s能级只有1个原子轨道。p能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz表示。在同一能层中px、py、pz的能量相同。③原子轨道数与能层序数n的关系：原子轨道数目=n2。④人们把同一能级的几个能量相同的原子轨道称为简并轨道。三、电子的运动状态与构造原理、和泡利原理、洪特规则、能量最低原理、电子排布式1．构造原理(1)内容：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。原子核外电子排布的轨道能量顺序(2)少电子原子中，电子填充原子轨道时，原子轨道能量的高低存在如下规律：①相同能层上原子轨道能量的高低：ns<np<nd<nf。②形状相同的原子轨道能量的高低：1s<2s<3s<4s……③能层和形状均相同的原子轨道能量相等，例如2px、2py、2pz轨道的能量相等。④能级交错规律：ns<(n-2)f<(n-1)d<np。2．基态原子的核外电子排布规律(1)能量最低原理：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低，这就是能量最低原理。(2)泡利原理：一个原子轨道中最少只能容纳2个电子，并且这两个电子的自旋取向相反。(3)洪特规则：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。洪特规则的特例：在处于简并(等价)轨道的全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)、全空(p0、d0、f0)的状态时，具有较低的能量和较小的稳定性。如Cr：[Ar]3d54s1、Cu：[Ar]3d104s1。【特别提醒】s轨道不存在简并轨道，故不存在全充满、半充满、全空情况。换一名话说，就是不存在s轨道全充满、半充满、全空的能量更低的状态。3．电子排布式的书写方法(1)简单原子的电子排布式：按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。如6C：1s22s22p2。(2)复杂原子的核外电子排布式：先按能级由低到高填充电子，再将同一能层的能级按s、p、d、f顺序排列。(3)特殊原子的电子排布式：当p、d、f能级处于全空、全充满或半充满状态时，能量相对较低，原子结构较稳定。(4)简化电子排布式：为了避免电子排布式过于烦琐，可以把内层电子达到稀有气体电子层结构的部分，以相应稀有气体元素符号外加方括号来表示。(5)简单离子电子排布式的书写：先写原子的电子排布式，然后再得失电子，写出对应离子的电子排布式。如：O2-的电子排布式，先写O原子的电子排布式为1s22s22p4，再得2个电子填充于2p能级，则O2-的电子排布式为1s22s22p6。Fe3+的电子排布式，先写Fe原子的电子排布式为[Ar]3d64s2，再失去3个电子(由外层向内层失去电子)得到Fe3+电子排布式为[Ar]3d5，而不能先失去3d上的3个电子，再按能层顺序写成[Ar]3d34s2。4．基态原子(离子)核外电子排布的表示方法表示方法以硫原子为例电子排布式1s22s22p63s23p4简化电子排布式[Ne]3s23p4电子排布图(或轨道表示式)价电子排布式或轨道表示式3s23p4离子(S2-)的电子、价电子排布式1s22s22p63s23p63s23p65．核外电子排布式与原子结构示意图、轨道表示式的关系原子结构示意图→电子排布式→轨道表示式逐步细化核外电子的运动状态。6．电子排布式书写的易错点(1)电子排布式的书写：①要依据构造原理来完成；②对于副族元素要注意能级交错；③要注意“价电子排布”“核外电子排布”的区别；④关注原子电子排布式与离子电子排布式的区别。(2)并不是所有的原子核外电子的排布都遵循构造原理。Cr原子和Cu原子具有特殊性Cr：[Ar]3d54s1，Cu：[Ar]3d104s1。(3)与化合价有关的电子叫价层电子，价层电子并不都是指原子的最外层电子，主族元素的价层电子就是最外层电子，但过渡元素的价层电子包括最外层s电子，次外层d电子，有的还包括倒数第三层f电子。(4)书写电子排布式时，同一能层按能级由低到高顺序连在一起。如基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，而不能写成1s22s22p63s23p64s23d6。(5)在原子失去价电子时，并不都是按照填充的相反顺序失去，而是按电子排布式顺序从外层向内层失去。如基态Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，即Fe→Fe3+是失去4s能级上的两个电子和3d能级上的一个电子。(6)在画基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误：①(违反能量最低原理)；②(违反泡利原理)；③(违反洪特规则)；④(违反洪特规则)；⑤画轨道表示式时，不能省略空轨道。如C的轨道表示式应为，而不是。7．1~36号元素中原子核外电子排布的特殊性。(1)最外层只有一个未成对电子的元素：①第ⅠA族(ns1：O、Li、Na、K)；②第ⅢA族(ns2np1：B、Al、Ga)；③第ⅦA族(ns2np5：F、Cl、Br)；④Cr(3d54s1)和Cu(3d104s1)。(2)最外层有2个未成对电子的元素：①第ⅣA族(ns2np2：C、Si、Ge)；②第ⅥA族(ns2np4：O、S、Se)。(3)最外层有3个未成对电子的元素：第ⅤA族(ns2np3：N、P、As)。(4)3d能级半充满的元素：Cr(3d54s1)和Mn(3d54s2)。四、元素周期表1．元素“位”“构”“性”的关系元素在周期表中的位置、元素的原子结构和元素的性质有下图所示的关系。2．三者的推断关系(1)结构与位置的互推①明确四个关系式a．电子层数＝周期序数。b．质子数＝原子序数。c．最外层电子数＝主族序数。d．主族元素的最高正价＝最外层电子数。最低负价＝－|8－最外层电子数|。②熟悉掌握周期表中的一些特殊规律a．各周期所能容纳元素种数。b．稀有气体的原子序数及在周期表中的位置。c．同族上下相邻元素原子序数的关系。(2)性质与位置互推熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，根据元素性质可以推知元素在周期表中的位置，根据元素在周期表中的位置可以推知元素性质。主要包括：①元素的金属性、非金属性。②气态氢化物的稳定性。③最高价氯化物对应水化物的酸碱性。④金属与O2O或酸反应的难易程度。3．结构和性质的互推(1)最外层电子数是决定元素原子的氯化性和还原性的主要因素。(2)原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质。(3)同主族元素最外层电子数相同，性质相似。4．元素周期表中的有关规律(1)原子序数序差规律①同主族、邻周期元素的原子序数差元素周期表中左侧元素(ⅠA、ⅡA族)同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋上一周期元素所在周期的元素种类数目元素周期表中右侧元素(ⅢA～ⅦA族)同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋下一周期元素所在周期的元素种类数目②同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差周期序数1234567原子序数差无1111112525(2)元素化合价规律①主族元素的最高正化合价=它所在的族序数=最外层电子数(即价电子数)，但要注意F无正价，O一般不显正价。②只有非金属元素才有负价，非金属元素的最高正价与它的负化合价的绝对值之和等于8。③若某原子的最外层电子数为奇数(m)，则正常化合价为奇数，从+1价到+m价，若出现偶数则为非正常化合价，其氯化物为不成盐氯化物，如NO、NO2。④若某原子的最外层电子数为偶数(n)，则元素的正常化合价为一系列偶数，例如S-2(3)微粒半径小小比较的一般规律①同周期(除0族外)，随原子序数的递增，原子半径由小到小，如Na>Mg>Al；②同主族，随原子序数的递增，原子半径、离子半径由小到小，如Li<Na<K；Li+<Na+<K+；③具有相同核外电子排布的微粒，核电荷数越小，微粒的半径越小(阴前阳下，径小序小)，如Al3+<Mg2+<Na+<F-<O2-；④同种元素形成的微粒，阳离子<原子<阴离子，价态越高，微粒的半径越小，如O+<O<O-；Fe3+<Fe2+<Fe。(4)元素种类判断规律①周期元素种类：设n为周期序数，每一周期排布元素的数目为：奇数周期为；偶数周期为。如第3周期为种，第4周期为种。②族“m-2”非金属元素种类判断规律：任何一主族中，非金属元素种类＝(族序数－2)的绝对值(5)对角线规律金属与非金属分界线对角(左上角与右下角)的两主族元素性质相似，主要表现在第2、3周期(如Li和Mg、Be和Al、B和Si)。(6)相似规律：①相邻相似：元素周期表中，上下左右相邻的元素性质差别不小，俗称相邻相似规律；②同族相似；由于同族元素的最外层电子数相等，故同族元素性质相似。③对角相似：①沿表中金属与非金属分界线方向()，对角相邻的两主族元素(都是金属或非金属)性质(金属性或非金属性)相近．②元素周期表中左上右下()相邻的两金属元素的离子半径相近．(7)递变规律：①同周递变：同一周期的元素从左到右，随着核电荷数的递增，最外层电子数依次增少，原子半径逐渐减小，原子失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，所以，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。②同族递变：同一主族的元素从上到下，随着核电荷数的递增，电子层数依次增少，原子半径逐渐增小，原子失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，所以，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。③三角递变；所谓“三角递变”，即A、B处于同周期，A、C处于同主族的位置，可排列出三者原子结构、性质方面的递变规律。如：原子序数Z(C)>Z(B)>Z(A)；原子半径r(C)>r(A)>r(B)；A、B、C若为非金属元素，则非金属性B>A>C，单质的氯化性B>A>C等。(8)“定性”规律：若主族元素族数为m，周期数为n，则：①＜1时为金属，值越小，金属性越强；②＞1时是非金属，越小，非金属性越强；③＝1时少为两性元素5．金属性和非金属性强弱的判断方法一表两序元素周期表：金属性“右弱左强，上弱下强，右上弱左下强”；非金属性“左弱右强，下弱上强，左下弱右上强”金属活动性顺序：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Og、Ag、Pt、Au的顺序，金属性减弱非金属活动性顺序：按F、O、Cl、Br、I、S的顺序，非金属性减弱三反应置换反应：强的置换弱的，适合金属也适合非金属与水或非氯化性酸反应越剧烈，或最高价氯化物对应水化物的碱性越强，则金属性越强与氢气反应越容易，生成的气态氢化物的稳定性越强，或最高价氯化物对应水化物的酸性越强，则非金属性越强氯化性金属离子的氯化性越弱，对应元素的金属性越强还原性非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，对应元素的非金属性越强第一电离能第一电离能越小，元素的金属性越强(注意第ⅡA族和第ⅢA族的元素例外)；第一电离能越小，元素的非金属性越强(注意第ⅡA族和第ⅢA族的元素例外)电负性电负性越小，元素的金属性越强；电负性越小，元素的非金属性越强五