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本 章 总 结
v
原子结构与元素性质型
四个量子数
原子结构
原子结构模型
玻尔的原子结构模型
主量子数n
角量子数l
磁量子数m
自旋磁量子数ms
原子轨道示意图
原子结构与
元素周期表
氢原子光谱—线状光谱
原子轨道
电子云
基态原子的核外电子排布
能量最低原理
泡利不相容原理
洪特规则
基态原子中电子在原子轨道上的排布顺序
鲍林近似能级图
1~36号元素的基态原子的核外电子排布
核外电子排布与周期的划分
核外电子排布与族的划分
原子半径的周期性变化
电离能及其变化规律
元素的电负性及其变化规律
元素周期律的实质
气态原子或离子 叫电离能，常用符号 表示，单位为 。
递变规律: 同一周期从左到右，元素的第一电离能总体上具有 的趋势，同一主族从上到下，第一电离能 。
定义： 。
变化规律：同周期元素从左往右，电负性逐渐 ，表明金属性逐渐 ，非金属性逐渐 ；同主族元素从上往下，电负性逐渐 ，表明元素的金属性逐渐 ，非金属性逐渐 。
主量子数（n）： 、 、 、 、 、 、 等
电子层符号： 、 、 、 、 、 、 等
主量子数n 决定 的高低，n 值与电子层相对应，取值为正整数，n＝1时，能量最低，离核最近，n越大，能量越高，离核越远。
角量子数l决定原子轨道或电子云的形状，与电子运动的轨道角动量有关。
l : 0 1 2 3 4 n ……
能级符号: ……
轨道符号: 球形 哑铃形 花瓣形
主量子数n和角量子数l对应着n电子层中的能级。
磁量子数m 可取值 ， 如：l＝1 则 m ＝ ，
表示p 亚层轨道在空间有 个伸展方向，即有 条不同方向的轨道，所以磁量子数
m 决定电子运动轨道在 。
一旦确定了n、l 和m ，就确定了原子核外电子的空间运动状态，
自旋磁量子数ms。ms决定电子运动的自旋方向。电子自旋只有顺时针和逆时针两个方向。
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第3节 原子结构与元素性质
第1课时
一、电离能（KJ·mol-1）
1、定义： 气态原子或离子 叫电离能，常用符号 表示，单位为 。
第一电离能I1： 态原子失去 个电子，生成 叫做第一电离能。第一电离能越大，金属活动性越 。
同一元素的第二电离能 第一电离能。
2、递变规律:根据电离能的定义可知，电离能越小，表示在气态时该原子 ，反之，电离能越大，表明 ，同一周期从左到右，元素的第一电离能总体上具有
的趋势，同一主族从上到下，第一电离能 。
思考：碱金属元素的第一电离能有什么变化规律呢？
答：
3、实例应用：（1）Be有价电子排布为2s2，是全充满结构，比较稳定，而B的价电子排布为2s22p1，、比Be不稳定，因此失去第一个电子B比Be ，第一电离能 。镁的第一电离能比铝的 ，磷的第一电离能比硫的 ，原理相同。
（2） 碱金属的电离能与金属活泼性有什么关系？
第一电离能越小，越易 电子，金属的活泼性就越 。因此碱金属元素的第一电离能越小，金属的活泼性就越 。
（3）阅读分析表格数据：
Na Mg Al
各级电离能(KJ/mol) 496 738 578
4562 1415 1817
6912 7733 2745
9543 10540 11575
13353 13630 14830
16610 17995 18376
20114 21703 23293
①、同一种元素的逐级电离能的大小关系：I1Na的I1，比I2小很多，电离能差值很大，说明失去第一个电子比失去第二电子容易得多，所以Na容易失去一个电子形成 价离子；Mg的I1和I2相差不多，而I2比I3小很多，所以Mg容易失去两个电子形成 价离子；Al的I1、I2、I3相差不多，而I3比I4小很多，所以A1容易失去三个电子形成 价离子。
②、电离能的突跃变化，说明核外电子是分能层排布的。
【当堂达标训练】
1、除去气态原子中的一个电子使之成为气态+1价阳离子时所需外界提供的能量叫做该元素的第一电离能。右图是周期表中短周期的一部分，其中第一电离能最小的元素是 ( )
2、在下面的电子结构中,第一电离能最小的原子可能是 ( )
A ns2np3 B ns2np5
C ns2np4 D ns2np6
3、从元素原子的第一电离能数据的大小可以判断出（ ）
A、元素原子得电子的难易
B、元素的主要化合价
C、元素原子失电子的难易
D、核外电子是分层排布的
4、下列元素中，第一电离能最小的是（ ）
A、K B、 Na C、P D、Cl
5、原子的第一电离能为I1，第二电离能为I2，它们大小关系通常为 （ ）
A. I1＝I2 B. I1＜I2 C. I1＞I2 D. 不能确定
第2课时
二、电负性：
1、定义： 。
（1）元素电负性的值是个相对的量，没有单位。电负性大的元素吸引电子能力 ，反之就 。
（2）元素电负性的概念最先是由 于1932年在研究化学键性质时提出来的。
氟分电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准，然后根据化学键的键能推算其
元素的相对电负性的数值。后人做了更精确的计算，数值有所修改。
（3）电负性小于2的元素，大部分是 ，大于2的元素，大部分是 ，电负性越 ，非金属性越活泼；越小 越活泼。
（4）利用电负性可以判断化合物中元素化合价的正负，电负性大的易呈现 价，小的易呈现 价。
（5）利用元素的电负性可以判断化学键的性质。电负性差值大的元素原子间形成的主要是 键，电负性差值小或相同的非金属原子之间形成的主要是 键；当电负性差值为零时，通常形成 键，不为零时易形成 键。
2、变化规律：同周期元素、同主族元素电负性如何变化规律？如何理解这些规律？
同周期元素从左往右，电负性逐渐 ，表明金属性逐渐 ，非金属性逐渐 ；同主族元素从上往下，电负性逐渐 ，表明元素的金属性逐渐 ，非金属性逐渐 。
3、实例应用：
根据电负性大小，判断氧元素的非金属性与氯元素的非金属性哪个强？
三、对角线规则：
某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质相似，被称为对角线规则。如：锂的电负性：1.0 镁的电负性：1.2 。锂和镁在过量的氧气中燃烧，不形成过氧化物，只生成正常氧化物；
铍的电负性：1.5 铝的电负性 ：1.5 ，两者的氢氧化物都是两性氢氧化物；
硼的电负性：2.0 硅的电负性： 1.8 ，两者的含氧酸酸性的强度很接近。
这些元素在性质上相似，可以粗略认为是它们的电负性相近的缘故。
【当堂达标训练】
1、电负性的大小也可以作为判断金属性和非金属性强弱的尺度下列关于电负性的变化规律正确的是 （ ）
A．周期表从左到右，元素的电负性逐渐变大
B．周期表从上到下，元素的电负性逐渐变大
C．电负性越大，金属性越强
D．电负性越小，非金属性越强
2、已知X、Y元素同周期，且电负性X＞Y，下列说法错误的是( )
A、X与Y形成化合物是，X可以显负价，Y显正价
B、第一电离能可能Y小于X
C、最高价含氧酸的酸性：X对应的酸性弱于于Y对应的
D、气态氢化物的稳定性：HmY小于HmX
3、元素电负性随原子序数的递增而增强的是 （ ）
A．Na > K > Rb B．N > P > As
C．O > S > Cl D．Si > P > Cl
4、不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用一定数值X来表示，若X越大，起原子吸引电子的能力越强，在所形成的分子中成为负电荷一方。下面是某些短周期元素的X值：
元素 Li Be B C O F
X 值 0.98 1.57 2.04 2.53 3.44 3.98
元素 Na Al Si P S Cl
X 值 0.93 1.61 1.90 2.19 2.58 3.16
⑴ 通过分析X值变化规律，确定N、Mg 的X值范围：
＜X(Mg)＜ ， ＜X(N)＜ 。
⑵ 推测同周期元素X值与原子半径的关系是 ；根据短周期元素的X值变化特点，体现了元素性质的 变化规律。
⑶经验规律告诉我们当成键的两原子相应元素的差值△X＞ 1.7时，一般为离子键，当△X＜1.7时，一般为共价键，试推断AlBr3中化学键类型是 。
⑷预测元素周期表中，X值最小的元素位置： （放射性元素除外）。
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第一节 原子结构模型
【学习目标】1、了解“玻尔原子结构模型”，知道其合理因素和存在的不足。初步认识原子结构的量子力学模型
2、能利用“玻尔原子结构模型”解释氢原子的线状光谱。
3、能用n、ι、m、ms四个量子数描述核外电子的运动状态。
4、知道n、ι、m、ms的相互关系及有关量子限制
5、了解原子轨道和电子云的概念及形状，能正确书写能级符号及原子轨道符号
【学习重点】1、基态、激发态及能量量子化的概念。
2、利用跃迁规则，解释氢原子光谱是线状光谱及其他光谱现象。
3、用四个量子数描述核外电子的运动状态。
【学习难点】1、n、ι、m、mS的相互关系。2、原子轨道和电子云的概念
【学习过程】
一、原子结构理论发展史：
1803年提出原子是一个“实心球体”的是英国化学家 ，
1903年汤姆逊提出原子结构的“ ”模型，
1911年卢瑟福提出了原子结构的 模型，
1913年玻尔提出 的原子结构模型，
建立于20世纪20年代中期的 模型已成为现代化学的理论基础。
二、氢原子光谱和玻尔的原子结构模型
1、光谱：_______________________________________________________
连续光谱：______________________________________________________
线状光谱：___________________________________________________________
氢原子光谱为 。
为了解释原子的稳定性和 的实验事实，丹麦科学家玻尔在 原子模型的基础上提出了 的原子结构模型。
2、玻尔原子结构模型的基本观点
（1）原子中的电子在具有____ ____的圆周轨道上绕原子核运动，并且____ ___能量。
（2）在不同轨道上运动的电子具有不同的能量(E)，而且能量是__ _______的，即能量是“一份一份”的。轨道能量依n值（1，2，3，……）的增大而___________。n称为 。
①基态：最低能量状态。处于最低能量状态的原子称为基态原子 。
②激发态：能量高于基态的状态。处于激发态的原子称为激发态原子。
（3）只有当电子从一个轨道(能量为Ei)跃迁到另一个轨道时，才会_______或______能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并记录下来，就形成了______________。
解释：氢原子光谱是线状光谱的原因：氢原子上的电子由n=2的激发态跃迁到n=1的基态，与从n=3的激发态跃迁到n=2的激发态，释放出的能量不同，因此产生光的波长不同。
该理论重大贡献在于指出了原子光谱源自____________在能量不同的________之间的跃迁，而电子所的处轨道的能量是_________的 。
三、量子力学对原子核外电子运动状态的描述
⒈原子轨道与四个量子数
原子轨道：________________________________________________________。
⑴主量子数n
n取值 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7 ……电子层
符号表示 、 _ 、 、 、 、 、 ……
轨道所具能量 由低到高
离原子核的距离 由_______到__________
⑵角量子数ｌ
对多电子原子来讲，对于确定的n值，ｌ共有______个值。
ｌ取值 0、 1、 2、 3、 4、… （ｎ－１）
对应能级 ｓ、　ｐ、　ｄ、　ｆ、　ｇ
例题1:n=1 ｌ=0 对应能级为________;
n=2 ｌ=0对应能级为________;n=2 ｌ=1对应能级为________;
n=3 ｌ=0对应能级为_______;
n=3 ｌ=1对应能级为_______; n=3 ｌ=2对应能级为_______;
例题2:若对应能级为3d 则n=____ｌ=___；若对应能极为4f则n=____ｌ=___
主量子数ｎ和角量子数ｌ共同决定原子轨道的___ ______。
[练习]1、写出下列能级符号
（1）n=5，l=0 （2）n=3，l =1
（3）n=4，l=2 （4）n=5，l=3
2、写出下列能级的n、l值
（1）3p （2）4s （3）6f （4）5d
3、下列能级可能存在的是（ ）
(A) 1p (B)2d (C)3f (D)5d
⑶磁量子数ｍ
科学实验发现，在没有外磁场时量子数n、 ｌ相同的状态能量是相同的，有外磁场时这些状态的能量是______的。因此我们用磁量子数ｍ来标记这些状态。
ｍ取值为 0 ， ±1 ， ±2 …… ±ｌ 共 _______个值，即对同一个能级ｌ而言，电子的空间运动状态共有________ 个，即原子轨道共有_______个 。
ｎｌｍ共同确定核外电子的空间运动状态，即ｎｌｍ共同确定原子轨道。
例题3.
ｌ取值 对应能级符号 ｍ取值 原子轨道数
0
1 ｐ ０　±1 3
2
3
⑷自旋磁量子数ｍS
处于同一原子轨道上的电子自旋运动状态只能有_____种,分别用符号“↑”和“↓”标记。对应ｍS值 为_____和________。
氢原子的电子由2ｐ跃迁到１ｓ得到______条谱线和钠原子的黄色光表现出的_____线结构是由电子的自旋运动有两种状态造成的。
总结
主量子数ｎ 1 2 3 4 ｎ
电子层符号 K M
角量子数ｌ 0 1 0 1 2 3
能级符号 4s 4p 4d 4f
磁量子数ｍ 0±1
能级轨道数 1 3
电子层轨道数 4 ｎ2
各电子层最多容纳电子数
2.原子轨道的图形描述和电子云
1 原子轨道的图形描述
S原子轨道在三维空间分布的图形为球形，
P的原子轨道是纺锤形，每个P能级有3个轨道，它们互相垂直，分别以Px、Py、Pz为符号。
⑵电子云
电子云图：_________________________________________________________。
电子云图中点密集的地方，表示在那里电子在单位体积内出现的概率_____ ____,
点稀疏的地方，表示在那里电子在单位体积内出现的概率_________。
【达标训练】1.下列各电子层中不包含d亚层的是 （ ）
A．N电子层 B．M电子层 C．L电子层 D．K电子层
2．下列电子层中，原子轨道的数目为4的是 （ ）
A．K层 B．L层 C．M层 D．N层
3．原子中电子的描述不可能的量子数组合是 （ ）
A. 1，0，0， B. 3，1，1， C. 2，2，0， D. 4，3，－3，
4. n. l.m确定后,仍不能确定该量子数组合所描述的原子轨道的( )
A. 数目 B. 形状 C. 能量 D. 所填充的电子数目
5． 2p轨道的磁量子数可能有（ ）
A. 1，2 B. 0，1，2 C. 1，2，3 D. 0，＋1，－1
6.关于下列对四个量子数的说法正确的是( )
A. 电子的自旋量子数是 ,在某一个轨道中有两个电子,所以总自旋量子数是1或是0
B. 磁量子数m=0的轨道都是球形的轨道
C. 角量子数l的可能取值是从0到n的正整数
D. 多电子原子中,电子的能量决定于主量子数n和角量子数l
7．在1s、2px、2py、2pz轨道中，具有球对称性的是（ ）
A、1s B、2px C、2py D、2pz
8.写出具有下列指定量子数的原子轨道符号：
⑴ n＝2，l＝1 ； ⑵ n＝3，l＝0 ；
⑶ n＝5，l＝2 ； ⑷ n＝4，l＝3
9.下列说法是否正确？如不正确，应如何改正？
(1) s电子绕核旋转，其轨道为一圆圈，而p电子是走∞字形。
(2) 主量子数为1时，有自旋相反的两条轨道。
(3) 主量子数为3时，有3s、3p、3d、3f四条轨道。
10.当n＝4时，l的可能值是多少 轨道的总数是多少？最多容纳的电子数是多少？
参考答案
【达标训练】
1.CD 2．B 3．C 4. D 5．D 6.D
7.⑴ 2p；⑵ 3s；⑶5d；⑷ 4f
8. (1) 不对，s电子绕核旋转，其轨道为一球形区域，而p电子在一纺锤形区域出现。
(2) 不对，主量子数为1时，只有一条轨道。
(3) 主量子数为3时，有3s、3p、3d、三个能级九条轨道。
9.4个，16，32个
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