主题二：原子结构和元素周期表

本部分翻译自 Pearson IAL Chemistry Specification

学生将根据以下能力进行评估：

2.1 理解原子的结构，包括电子、质子和中子。

2.2 了解质子、中子和电子的相对质量和电荷。

2.3 理解原子（质子）序数和质量数的含义。

2.4 能够使用原子序数和质量数确定原子或离子中每种亚原子粒子的数量。

2.5 理解同位素的概念。

2.6 理解质谱仪的基本原理，并能够分析和解释质谱，以：

• 推断元素样品的同位素组成；

• 根据同位素的相对丰度计算元素的相对原子质量，反之亦然；

• 确定分子的相对分子质量，并因此识别样品中的分子；

• 理解质谱仪中的离子可能具有$^{2+}$电荷。

2.7 能够根据同位素丰度，预测二原子分子（包括氯）的质谱，包括相对峰值高度。

2.8 能够定义第一、第二和第三电离能，并理解所有电离能均为吸热反应。

2.9 知道轨道是原子内部能够容纳最多两个自旋相反电子的区域。

2.10 理解电离能如何受核中质子数量、电子屏蔽以及移除电子的亚壳层的影响。

2.11 知道电子结构的理念是从以下方面发展起来的：

• 通过理解连续的电离能提供了量子壳层和元素所属的族的存在的证据；
• 通过理解连续元素的第一电离能提供了电子亚壳层存在的证据。

2.12 能够描述 s 和 p 轨道的形状。

2.13 知道亚层中的轨道：[1]

• 在配对之前每个轨道先容纳一个电子；
• 与相反自旋的两个电子成对。

2.14 能够使用 s、p、d 符号和电子填充盒符号，预测氢到氪元素的原子以及它们的离子的电子构型。

2.15 理解电子构型决定元素的化学性质。

2.16 知道周期表被划分为 s、p 和 d 区，并知道在前四个量子层中能容纳 s、p 和 d 亚层的电子数量。

2.17 能够以图象表示 1 至 36 号元素的数据（包括在图象上使用第一电离能的对数座位坐标轴），并解释术语“周期性”的含义。

2.18 能够解释：

• 周期表第二、三周期元素的熔点和沸点趋势，以元素的结构和原子（或分子）之间的键合为基础；
• 周期表第二、三周期元素的电离能普遍增加和特定趋势；
• 周期表同一族中，由上到下第一电离能的降低。

[1] 即：泡利不相容原理和洪特规则 ——译者注