原子結構與性質
No.1
原子核外電子排布原理
1.能層與能級
①能層(n)：在多電子原子中，核外電子的能量是不同的，按照電子的能量差異將其分成不同能層。通常用K、L、M、N、O、P、Q……表示相應的第一、二、三、四、五、六、七……能層,能量依次升高。
②能級：同一能層的電子的能量也可能不同，又將其分成不同的能級，通常用s、p、d、f等表示，同一能層裡，各能級的能量依次升高，且所含軌道數按1、3、5、7依次增加 。
2. 原子軌道
表示電子在原子核外的一個空間運動狀態。電子云輪廓圖給出了電子在原子核外經常出現的區域。
註： ☆相同能層上原子軌道能量的高低:ns
☆形狀相同的原子軌道能量的高低:1s<2s<3s<4s
☆同一能層內形狀相同而伸展方向不同的原子軌道的能量相等
例：npx、npy、npz軌道的能量相等
3.原子核外電子的排布規律（三大原理）
①能量最低原理（構造原理）
原子的核外電子排布遵循構造原理，使整個原子的能量處於最低狀態，即電子優先佔有能量低的軌道，然後依次進入能量較高的軌道。
②泡利原理
1個原子軌道裡最多只能容納2個電子，而且自旋方向相反。
③洪特規則
電子排布在同一能級的不同軌道時，基態原子中的電子總是優先單獨佔據一個軌道，而且自旋方向相同。
洪特規則特例：當能量相同的原子軌道在全滿（p6、d10、f14）、半滿（p3、d5、f7）和全空（p0、d0、f0）狀態時，體系的能量最低。
例：24Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1。
4.核外電子排布表示方法
①電子排布式
按電子排入各電子層中各能級的先後順序，用能級符號依次寫出各能級中的電子數，同時注意特例。
例：Cu: 1s22s22p63s23p63d104s1
②簡化電子排布式
用「[稀有氣體]+價層電子」的形式表示。
例：Cu: [Ar]3d104s1
③價電子排布式
價電子排布式能反映基態原子的能層數和參與成鍵的電子數以及最外層電子數。
a. 主族元素的價電子排布式為最外層核外電子排布式
b. 過度元素的價電子排布式為除去離該元素最近且元素敘述比該元素小的稀有氣體元素所剩下的核外電子排布式。
例：Fe原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，價電子排布式為3d64s2。
④電子排布圖（軌道表示式）
用方框表示原子軌道，用「↑」或「↓」表示自旋方向不同的電子，按排入各電子層中各能級的先後順序和在軌道中的排布情況書寫。
例：
⑤原子結構示意圖
例：S的原子結構示意圖為
例：以硫原子為例，基態原子核外子排布的表示方法
5.電子躍遷與原子光譜
註：☆光譜儀——利用原子光譜線（吸收/發射光譜）上的特徵譜線來鑑定元素的儀器。
☆質譜儀——通過高速電子轟擊氣態分子，得到譜線，用來測分子或者離子還有一些中間體的相對分子量。
No.2
原子結構與元素性質
1.原子結構與元素周期表的關係
①各周期原子核外電子排布
②各周期原子核外電子排布
a.主族
b. O族：He為1s2；其他為ns2np6。
c.過渡元素（副族和第Ⅷ族）:（n-1）d1~10ns1~2（鈀為4d10）。
2.元素周期表的分區與價電子排布特點
3.元素周期律
①電離能
第一電離能：氣態電中性基態原子失去一個電子轉化為氣態基態正離子所需要的最低能量，符號:I1；單位：kJ·mol-1。
註：☆總趨勢：越靠右越靠上總體呈現逐漸增大的趨勢。
☆二三、五六異常：第二、三、四周期的同周期主族元素，第ⅡA族（ns2np0）和第ⅤA族（ns2np3），因p軌道處於全空或半充滿狀態，比較穩定，所以其第一電離能大於同周期相鄰的第ⅢA族和第ⅥA族元素，如第一電離能Mg > Al , P > S
☆同種原子第一二三電離能關係：隨著電子的逐個失去，陽離子所帶的正電荷數越來越多，再失去電子需克服的電性引力越來越大，消耗的能量越來越大，逐級電離能越來越大（即I1
②電負性
元素的原子在化合物中吸引鍵合電子能力的標度。元素的電負性越大，表示其原子在化合物中吸引鍵合電子的能力越強。 以最活潑的非金屬氟的電負性為4.0作為相對標準，計算得出其他元素的電負性（稀有氣體不討論電負性）。
註：☆金屬元素的電負性一般小於1.8，非金屬元素的電負性一般大於1.8，而位於非金屬三角區邊界的「類金屬」（如鍺、銻等）的電負性則在1.8左右。
☆在元素周期表中，同周期從左至右，元素的電負性逐漸增大，同主族從上至下，元素的電負性逐漸減小。
☆電負性越大，非金屬性越強，金屬性越弱。 可用於判斷元素金屬性、非金屬性強弱。
☆兩種成鍵原子間的電負性差值大於1.7，通常形成離子鍵；若差值小於1.7，通常形成共價鍵，可用於判斷化學鍵的類型。
考點題型
[全國卷Ⅰ 2017·選做節選]
鉀和碘的相關化合物在化工、醫藥、材料等領域有著廣泛的應用。回答下列問題：
①元素K的焰色反應呈紫紅色,其中紫色對應的輻射波長為__________（填標號）nm。
A.404.4B.553.5 C.589.2 D.670.8E.766.5
②基態K原子中，核外電子佔據最高能層的符號是__________，佔據該能層電子的電子云輪廓圖形狀為__________。K和Cr屬於同一周期，且核外最外層電子構型相同，但金屬K的熔點、沸點等都比金屬Cr低，原因是__________。
[全國卷Ⅱ 2017·選做節選]
我國科學家最近成功合成了世界上首個五氮陰離子鹽（N5）6（H3O）3（NH4）4Cl（用R代表）。回答下列問題：
①氮原子價層電子的軌道表達式（電子排布圖）為__________。
②元素的基態氣態原子得到一個電子形成氣態負一價離子時所放出的能量稱作第一電子親和能（E1）。第二周期部分元素的E1變化趨勢如圖所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是__________；氮元素的E1呈現異常的原因是__________。
[全國卷Ⅲ 2017·選做節選]
Co基態原子核外電子排布式為__________。元素Mn與O中，第一電離能較大的是__________，基態原子核外未成對電子數較多的是__________。
[江蘇 2017·選做節選]
鐵氮化合物（FexNy）在磁記錄材料領域有著廣泛的應用前景。某FexNy的製備需鐵、氮氣、丙酮和乙醇參與。
①Fe3+基態核外電子排布式為__________。
②C、H、O三種元素的電負性由小到大的順序為__________。
[全國卷Ⅰ 2016·選做節選]
鍺（Ge）是典型的半導體元素，在電子、材料等領域應用廣泛。基態Ge原子的核外電子排布式為[Ar]__________，有__________個未成對電子。
[全國卷Ⅱ 2016·選做節選]
東晉《華陽國志·南中志》卷四中已有關於白銅的記載，雲南鎳白銅（銅鎳合金）聞名中外，曾主要用於造幣，亦可用於製作仿銀飾品。鎳元素基態原子的電子排布式為__________，3d能級上的未成對電子數為__________。
[全國卷Ⅲ 2016·選做節選]
砷化鎵（GaAs）是優良的半導體材料，可用於製作微型雷射器或太陽能電池的材料等。①寫出基態As原子的核外電子排布式：__________。 ②根據元素周期律，原子半徑Ga__________（填「大於」或「小於」，下同）As，第一電離能Ga__________As。
[四川 2016·選做節選]
M、R、X、Y為原子序數依次增大的短周期主族元素，Z是一種過渡元素。M基態原子L層中p軌道電子數是s軌道電子數的2倍，R是同周期元素中最活潑的金屬元素，X和M形成的一種化合物是引起酸雨的主要大氣汙染物，Z的基態原子4s和3d軌道半充滿。R基態原子的電子排布式是__________，X和Y中電負性較大的是__________（填元素符號）。
[全國卷Ⅰ 2015·選做節選]
處於一定空間運動狀態的電子在原子核外出現的概率密度分布可用__________形象化描述。在基態14C原子中，核外存在__________對自旋相反的電子。
[全國卷Ⅱ 2015·選做節選]
A、B、C、D為原子序數依次增大的四種元素，A2-和B+具有相同的電子構型；C、D為同周期元素，C核外電子總數是最外層電子數的3倍；D元素最外層有一個未成對電子。四種元素中電負性最大的是__________（填元素符號），其中C原子的核外電子排布式為__________。
[全國卷Ⅰ 2014·選做節選]
基態Fe原子有__________個未成對電子，Fe3+的電子排布式為__________，可用硫氰化鉀檢驗Fe3+，形成的配合物的顏色為__________。
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