1原子结构与性质

这张知识导图系统梳理了人教版化学选择性必修二第一章的核心内容，从原子结构的基础概念（能层、能级、电子排布）到元素周期律的规律应用，层层拆解、逻辑清晰。它将抽象的电子云、核外电子排布规则与元素性质（电离能、电负性）串联成完整知识网络，既覆盖考点细节，又便于构建知识体系，是高中化学备考、课前预习、课后复习的高效工具，能帮你快速理清重难点，提升学习效率。

原子结构与性质

• 原子结构
  • 能层与能级
    • 能层：根据能量不同，将核外电子分为不同的能层，即：电子层。 表示：第1-7能层分别用K、L、M、N、O、P表示。
    • 能层间的能量关系：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：多电子原子的同一能层的电子的 也可能不同，按能量的不同将它们分为不同能级。 能级符号：s、p、d、f、g、…(后面按英文字符顺序)
    • 能级的表示方法
    • 能层、能级与最多容纳的电子数
  • 基态与激发态
    • 基态原子：处于最低能量状态的原子。
    • 基发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能量的状态，变为激发态原子。
    • 基态、激发态原子相互间转化的能量变化
  • 光谱
    • 含义：按照一定能量次序排列的光带
    • 分类
      • 连续光谱
        • （这种可见的光谱又叫：可见光谱）
      • 不连续光谱，如原子光谱
    • 原子光谱
      • 含义：不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱 ，总称原子光谱。
      • 分类
        • 发射光谱：当电子从较高能量的状态跃迁至较低能量的状态，乃至基态时，会释放能量。 光是电子跃迁释放能量的重要形式之一。 发射光谱是暗背景上的不连续亮线。
        • 吸收光谱：基态原子变为激发态原子发生电子跃迁时吸收能量形成的光谱； 吸收光谱是一系列亮背景下的暗线！
      • 原子光谱的成因
      • 原子光谱的应用 --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
        • 发现新元素：
        • 检验元素：焰色试验中产生的焰色是电子跃迁的结果，焰色的产生与消失是物理变化，该过程中可能伴随化学变化。
        • 烟火
  • 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。
    • 示意图：
    • 能级交错：从K的核外电子排布知，随核电荷数增大，电子并不总是填满一个能层后再填入下一个能层，这种现象称为能级交错。 一般规律为：ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜np
  • 电子排布式
    • (1)含义 按能量由低到高的顺序写出各能级符号及用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数的式子。
    • (2)表示方法 以Al原子的电子排布式为例， 各符号、数字的意义如图所示：
    • (3)基态原子电子排布式的书写方法
      • 第一步：按照构造原理写出电子填入能级的顺序
      • 第二步：根据各能级容纳的电子数填充电子
      • 第三步：去掉空能级，并调整为按照能层顺序由低到高排列
    • 特别强调：与构造原理电子填充顺序不同，在书写电子排布式时，能层低的能级要写在左边
    • 简化电子排布式 将电子排布式中的内层电子排布用相应的稀有气体元素符号加方括号来表示而得到的式子称为简化电子排布式。铁的简化电子排布式如图: 期中[Ar]称为原子实。 原子实表示的电子称为内层电子，通常不参与成键。
    • 价电子排布式：表示元素价电子排布的式子。 将简化的电子排布式去掉电子实，得到价电子排布式。
    • 周期表中元素各部位含义：
    • 化学反应中，金属失电子的顺序：从外层到内层逐渐失去
  • 电子云
    • 原子核外电子的运动特点
      • (1)电子的质量很小(9.109 5×10－31 kg)，带负电荷。
      • (2)相对于原子和电子的体积而言，电子运动的空间很大。
      • (3)电子运动的速度很快，接近光速
      • 与宏观物质的运动相比
    • 概率密度：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/V (P表示电子在某处出现的概率，V表示该处的体积)。
    • 电子云含义：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。
    • 含义：用单位体积内小点的疏密程度表示电子在原子核外出现的概率大小，小点越密，表示概率密度越大。
    • 电子云形状
    • 电子云轮廓图：把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出来，得到“电子云轮廓图”。 不同能级的电子云轮廓图形状一致，能层越高，电子云轮廓图半径越大。
  • 原子轨道
    • 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。也就是上面的“电子云轮廓图”。
    • 原子轨道的形状与大小
      • s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。
      • p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。
    • 各能级所含有的原子轨道数目
    • 原子轨道的概念包含3个要点： ①形状 ②大小 ③方向
  • 电子自旋
    • 电子除了空间运动状态外，还存在一种运动状态叫自旋。 电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向，简称自旋相反，常用上下箭头（ “↑”“↓” ）表示自旋相反的电子。
    • 每个原子最多可以容纳的自旋相反的2个电子
    • 不同能级中最多可容纳电子数
  • 电子排布的轨道表示式
    • 含义：轨道表示式，又称“电子排布图”，是表示电子排布的一种图示。
    • 书写方法：将每一个原子轨道用一个方框表示，并在方框上方或下方标注能级符号，在方框内用箭头表示电子及其自旋状态
    • 示例
    • 注意：在电子排布图中也可以用圆圈表示一个原子轨道，如Na：
    • 可以简写。用原子实表示稀有气体，如钠的电子排布的轨道表示式也可以与为：[Ne]
  • 核外电子在原子轨道中的排布规律
    • 泡利原理
    • 洪特规则
    • 能量最低原理
• 原子结构与元素的性质
  • 原子结构与元素周期表
    • 元素周期律
    • 元素周期系
    • 元素周期表
    • 构造原理与元素周期表
    • 对角线规则
  • 元素周期律
    • 原子半径
    • 电离能
    • 电负性