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第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
一、能层与能级
1、能层
(1)含义：根据核外电子的___________不同，将核外电子分为不同的能层(电子层)。
(2)序号及符号：能层序号一、二、三、四、五、六、七……分别用K、L、M、N、O、P、Q……表示，其
中每层所容纳的电子数最多为___________个。
(3)能量关系：能层越高，电子的能量越高，能量的高低顺序为___________＜E(L)＜___________＜E(N)＜
E(O)＜E(P) ___________。
2、能级
(1)含义：根据多电子原子的同一能层的电子的___________也可能不同，将它们分为不同___________。
(2)表示方法：分别用相应能层的___________和字母 s、p、d、f 等表示，如 n 能层的能级按能量由
___________到___________的排列顺序为ns、 n p 、 n d 、nf等。
3、能层、能级与最多容纳的电子数
能层(n) 一 二 三 四 五 六 七 ……
符号 K L M N O P Q ……
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s …… …… …… ……
最多电 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 …… …… …… ……
子数 2 8 18 32 …… …… …… 2n2
由上表可知：
(1)能层序数___________该能层所包含的能级数，如第三能层有___________个能级。
(2)s、p、d、f 各能级可容纳的最多电子数分别为________、_________、________、________的2倍。
(3)原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数是___________ (n为能层的序数)。
二、基态与激发态 原子光谱
1、基态原子与激发态原子
(1)基态原子：处于___________状态的原子。
(2)激发态原子：基态原子___________能量，它的电子会跃迁到___________能级，变成___________态原
子。
2、光谱
(1)光谱的成因及分类
学科网（北京）股份有限公司(2)光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的___________来鉴定元素，称为光谱分析。
三、构造原理与电子排布式
1、构造原理
(1)含义
以___________事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入___________的顺序称为构造原理。
(2)示意图
2、电子排布式
将___________上所容纳的电子数标在该能级符号___________，并按照能层从左到右的顺序排列的式子。
如氮原子的电子排布式为：
例：根据构造原理，写出下列基态原子的核外电子排布式
① He：___________；
2
② O：___________；
8
③ Ne：___________；
10
④ Si：___________；
14
⑤ Ar：___________；
18
⑥ K：___________；
19
⑦ Sc：___________；
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⑧ Fe：___________。
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四、电子云与原子轨道
1、概率密度
1913年，___________提出氢原子模型，电子在___________上绕核运行。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___________不同，可用概率密度(ρ)表示，即ρ＝(P表示
电子在某处出现的___________；V表示该处的体积)。
2、电子云
学科网（北京）股份有限公司(1)定义：处于一定空间___________的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。
(2)含义：用单位体积内小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率大小，小黑点越___________，表
示概率密度越___________。
(3)形状
3、原子轨道
(1)概念：量子力学把电子在原子核外的一个___________称为一个原子轨道。
(2)形状
①s电子的原子轨道呈___________形，能层序数越___________，原子轨道的半径越___________。
②p电子的原子轨道呈___________形，能层序数越___________，原子轨道的半径越___________。
(3)各能级所含有原子轨道数目
能级符号 ns np nd nf
轨道数目 1 3 5 7
4、原子轨道与能层序数的关系
(1)不同能层的同种能级的原子轨道形状___________，只是半径___________。能层序数n越___________，
原子轨道的半径越___________。如：
(2)s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p、p、p 表示。在同一能层
x y z
中p、p、p 的能量___________。
x y z
(3)原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目＝___________。
五、泡利原理、洪特规则、能量最低原理
（一）原子核外电子的排布规则
1、泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳___________个电子，它们的自旋___________，常用上
学科网（北京）股份有限公司下箭头(↑和↓)表示自旋相反的___________。
2、电子排布的轨道表示式(电子排布图)
O的轨道表示式如下：
8
例：根据上面回答下列问题：
(1)简并轨道：___________相同的原子轨道。
(2)电子对：同一个原子轨道中，自旋方向___________的一对电子。
(3)单电子：___________轨道中若只有一个电子，则该电子称为单电子。
(4)自旋平行：___________的单电子称为自旋平行。
(5)在氧原子中，有___________对电子对，有___________个单电子。
(6)在氧原子中，有___________种空间运动状态，有___________种运动状态不同的电子。
3、洪特规则
(1)内容：基态原子中，填入___________的电子总是先单独分占，且自旋平行。
(2)特例：在简并轨道上的电子排布处于全充满、半充满和全空状态时，具有___________的能量和
___________的稳定性。
相对稳定的状态
如： Cr的电子排布式为___________ ，为半充满状态，易错写为1s22s22p63s23p63d44s2。
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4、能量最低原理
(1)内容：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据___________的原子轨道，使整个原子的能量最
___________。
(2)因素：整个原子的能量由___________、___________和___________三个因素共同决定。
注意：书写轨道表示式时，常出现的错误及正确书写
（二）核外电子的表示方法
电子排布式与轨道表示式的比较
用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的___________，这就是电子排布
含义
式
电子排布式
意义 能直观反映出核外的电子层、能级及各能级上的电子数
实例 K：____________________
为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体原子结构的部分
简化电子排 含义
以相应稀有气体元素符号外加___________表示
布式
意义 避免书写电子排布式过于繁琐
学科网（北京）股份有限公司实例 K：___________
含义 每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个___________
意义 能直观反映出电子的排布情况及电子的___________状态
轨道表示式
实例
Al：
熟记第四周期未成对电子数规律
未成对电子数及其占据的原子轨道 元素符号及价电子排布
4s K：4s1,Cu：___________
1 3d Sc：3d14s2
4p Ga：4s24p1，Br：___________
3d Ti：3d24s2，Ni： ___________
2
4p Ge：4s24p2，Se：4s24p4
3d V：3d34s2，Co：___________
3
4p As：4s24p3
4 3d Fe：___________
5 3d Mn：3d54s2
6 3d和4s Cr：3d54s1
第二节 原子结构与元素的性质
一、原子结构与元素周期表
（一）元素周期律、元素周期系和元素周期表
1、元素周期律：元素的性质随元素原子的___________递增发生___________递变。
2、元素周期系：元素按其原子___________递增排列的序列。
3、元素周期表：___________的表格，元素周期系只有一个，元素周期表多种多样。
4、三张有重要历史意义的周期表
(1)门捷列夫周期表：门捷列夫周期表又称___________周期表，重要特征是从第___________周期开始每个
周期截成___________截，第___________族分___________族，第___________族称为过渡元素。
(2)维尔纳周期表
维尔纳周期表是___________，每个周期一行，各族元素、过渡金属、稀有气体、镧系和锕系，各有各的
位置，同族元素___________，它确定了前___________个周期的元素种类。
(3)玻尔元素周期表
玻尔元素周期表特别重要之处是把21～28、39～46等元素用___________框起，这说明他已经认识到，这
些框内元素的原子新增加的___________是填入___________的，他已经用原子结构解释元素周期系了，玻
学科网（北京）股份有限公司尔元素周期表确定了第___________周期为___________种元素。
（二）构造原理与元素周期表
1、元素周期表的基本结构
(1)周期元素种数的确定
第一周期从___________开始，以___________结束，只有两种元素。其余各周期总是从___________能级
开始，以___________结束，从ns能级开始以np结束递增的___________ (或电子数)就等于每个周期里的
元素数目。
周期 ns～np 电子数 元素数目
一 1s1～2 _______ _______
二 2s1～22p1～6 _______ _______
三 3s1～23p1～6 _______ _______
四 4s1～23d1～104p1～6 _______ _______
五 5s1～24d1～105p1～6 _______ _______
六 6s1～24f1～145d1～106p1～6 _______ _______
七 7s1～25f1～146d1～107p1～6 _______ _______
(2)元素周期表的形成
若以一个方格代表一种元素，每个_______排一个横排，并按s、p、d、f分段，左侧对齐，可得到如下元
素周期表：
若将p段与p段对齐，d段与d段对齐、f段单独列出，将_______与p段末端对齐，则得到书末的元素周期
表：
2、元素周期表探究
(1)元素周期表的结构
元素周期表
(2)元素周期表的分区
学科网（北京）股份有限公司①根据核外电子的排布分区
按电子排布式中最后填入电子的_______符号可将元素周期表分为s、p、d、f 4个区，而ⅠB、ⅡB族这2
个纵行的元素的核外电子因先填满了_______能级而后再填充 n s 能级而得名_______区。5个区的位置关系
如下图所示。
②根据元素的金属性和非金属性分区
3、元素的对角线规则
(1)在元素周期表中，某些_______族元素与其右下方的_______族元素(如图)的有些性质是相似的(如锂和镁
在过量的氧气中燃烧均生成正常氧化物，而不是过氧化物)，这种相似性被称为“_______”。
(2)处于“对角线”位置的元素，它们的_______具有相似性。
实例分析：
①锂和镁的相似性
A、锂与镁的沸点较为接近：
元素 Li Na Be Mg
沸点/℃ 1 341 881.4 2 467 1 100
B、锂和镁在氧气中_______时只生成对应的氧化物，并且LiO和MgO与水反应都十分缓慢。
2
4Li＋O=====2LiO、2Mg＋O=====2MgO。
2 2 2
C、锂和镁与水的反应都十分缓慢，并且生成的氢氧化物_______溶于水，附着于金属表面阻碍反应的进行。
D、锂和镁都能直接与氮气反应生成相应的氮化物LiN和MgN。
3 3 2
E、锂和镁的氢氧化物在加热时，可分解为LiO、HO和MgO、HO。
2 2 2
学科网（北京）股份有限公司F、在碱金属的氟化物、碳酸盐和磷酸盐中，只有锂盐是_______溶于水的，相应的镁盐也_______溶于水。
②铍和铝的相似性
A、铍与铝都可与酸、碱反应放出_______，并且铍在浓硝酸中也发生_______化。
B、二者的氧化物和氢氧化物都既能溶于强酸又能溶于强碱溶液：
Al(OH) ＋3HCl===______________，Al(OH) ＋NaOH===______________；
3 3
Be(OH) ＋2HCl===______________，Be(OH) ＋2NaOH===______________。
2 2
C、二者的氧化物Al O 和BeO的熔点和硬度都很高。
2 3
D、BeCl 和AlCl 都是共价化合物，易_______。
2 3
③硼和硅的相似性
A、自然界中B与Si均以化合物的形式存在。
B、B与Si的单质都易与强碱反应，且不与稀酸反应：
2B＋2KOH＋2HO===______________，Si＋2KOH＋HO===______________。
2 2
C、硼烷和硅烷的稳定性都比较差，且都易______________。
D、硼和硅的卤化物的熔、沸点比较低，易挥发，易水解。
解题技巧：根据原子结构特征判断元素在元素周期表中的位置
电子排布式――→价电子排布式――→
二、元素周期律
（一）原子半径
1、影响原子半径大小的因素
(1)电子的能层数：电子的能层越多，电子之间的_______作用使原子半径_______。
(2)核电荷数：核电荷数越_______，核对电子的吸引作用就越_______，使原子半径_______。
2、原子半径的递变规律
(1)同周期：从左至右，核电荷数越_______，半径越_______。
(2)同主族：从上到下，核电荷数越_______，半径越_______。
3、原子或离子半径的比较方法
(1)同种元素的离子半径：阴离子_______于原子，原子_______于阳离子，低价阳离子_______于高价阳离
子。例如：r(Cl－)＞r(Cl)，r(Fe)＞r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)。
学科网（北京）股份有限公司(2)能层结构相同的离子：核电荷数越______________，半径越______________。例如：r(O2－)＞r(F－)＞
r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)。
(3)带相同电荷的离子：能层数越______________，半径越______________。例如：r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)
_______r(Rb＋)＜r(Cs＋)，
r(O2－)＜r(S2－) _______ (Se2－)＜r(Te2－)。
(4)核电荷数、能层数均不同的离子：可选一种离子参照比较。例如：比较r(K＋)与r(Mg2＋)，可选r(Na＋)为
参照，r(K＋) _______r(Na＋) _______r(Mg2＋)。
解题技巧：粒子半径比较的一般思路
(1)“一层”：先看能层数，能层数越_______，一般微粒半径越_______。
(2)“二核”：若能层数相同，则看核电荷数，核电荷数越_______，微粒半径越_______。
(3)“三电子”：若能层数、核电荷数均相同，则看核外电子数，电子数_______的半径_______。
（二）元素的电离能
1、元素第一电离能的概念与意义
(1)概念
①第一电离能：_______电中性_______原子失去一个电子转化为______________正离子所需要的
______________叫做第一电离能，符号：_______。
②逐级电离能：气态基态_______价正离子再_______一个电子成为气态基态_______价正离子所需的最低
能量叫做第二电离能，第三电离能和第四、第五电离能依此类推。由于原子失去电子形成离子后，若再失
去电子会更加_______，因此同一原子的各级电离能之间存在如下关系：I
