3.原子核外电子排布规律
(1)能量最低原理:原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态,简称能量最低原理。
构造原理:原子的核外电子在填充原子轨道时,随着原子核电荷数的递增,原子核每增加一个质子,原子核外便增加一个电子,这个电子大多是按着能级的能量由低到高的顺序依次填充的,填满一个能级再填一个新能级,这种规律称为构造原理。其填充能级顺序为
1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p……,总之:填充顺序为ns→(n-2)f→(n-1)d→np。
(2)泡利原理:在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,且它们的自旋状态相反。如2s的2个电子可表示为,不可表示为。
(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,而且自旋状态相同。如2p3的电子排布图为,不能表示为或。
特例:当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,体系的能量最低。如24Cr的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,而不是1s22s22p63s23p63d44s2。
注意:①一个原子轨道若有2个电子且自旋状态相反,这2个电子称为成对电子,即电子对。
②一个原子轨道若有1个电子,这个电子称为未成对电子,即单电子。如N的电子排布图为,原子中有2对电子对,3个单电子或未成对电子。
4.电子的跃迁与原子光谱
(1)电子的跃迁
①基态―→激发态:
当基态原子的电子吸收能量后,电子会从低能级跃迁到较高能级,变成激发态原子。
②激发态―→基态:
激发态原子的电子从较高能级跃迁到较低能级时会释放出能量。
(2)原子光谱:不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,用光谱仪记录下来便得到原子光谱。包括吸收光谱和发射光谱。用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素,称为光谱分析。
注意:①“七基色”与波长的关系为:按“红、橙、黄、绿、青、蓝、紫”的顺序,波长逐渐变小。
②基态、激发态及光谱示意图。
命题点1 核外电子排布及表达方式
1.下列各组表述中,两个原子不属于同种元素原子的是( )
A.3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子的排布式为1s22s22p63s23p2的原子
B.2p能级无空轨道,且有一个未成对电子的基态原子和原子的最外层电子排布式为2s22p5的原子
C.M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子
D.最外层电子数是核外电子总数的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子
C [A项,3p能级有一个空轨道的基态原子,按洪特规则可得其3p轨道上只能有两个电子,所以两个原子是同种元素的原子;B项,2p能级无空轨道,且有一个未成对电子的基态原子,它的2p能级上只能是5个电子,所以两原子是同种元素的原子;C项,M层全充满而N层为4s2的原子,其M层应为18个电子,而后者的M层上只有8个电子,所以两原子不是同种元素的原子;D项,最外层电子数是核外电子总数的
的原子中,最外层电子数要小于或等于8个电子,且电子总数为5的倍数,所以可得该原子可能是原子序数为5、10、15、20