高考化學一輪復習 考點26 原子結構與性質（第41課時）原子結構與性質課件

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1、第41課時原子結構與性質課標版課標版 化學化學考試要點考試要點命題規(guī)律命題規(guī)律備考策略備考策略1.了解原子核外電子的排布原理及能級分布,能用電子排布式表示常見元素(136號)原子核外電子、價電子的排布。了解原子核外電子的運動狀態(tài)。2.了解元素電離能的含義,并能用以說明元素的某些性質。3.了解原子核外電子在一定條件下會發(fā)生躍遷,了解其簡單應用。4.了解電負性的概念,知道元素的性質與電負性的關系。1.高考對本課時知識的考查主要有三方面:(1)前四周期元素中基態(tài)原子核外電子排布式的書寫以及根據(jù)電子排布式的特點進行元素推斷;(2)運用電離能、電負性解釋、推測某些元素的性質;(3)原子結構與性質的應用。

2、2.題型為非選擇題。如2014年江蘇單科,21AT等。對原子結構與性質的有關內容主要復習以下幾點:(1)能級與能層;(2)構造原理與核外電子排布;(3)能量最低原理、基態(tài)、激發(fā)態(tài)、光譜;(4)電離能;(5)電負性;(6)元素周期表的分區(qū)?？季V導學考綱導學一、原子結構一、原子結構1.能層與能級教材研讀教材研讀能層一二三四五六七符號KLMNOPQ能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s原子軌道數(shù)11313513571最多容納的電子數(shù)226261014226102818322n2離核遠近遠能量高低高近近低低2.原子軌道的能量關系3.基態(tài)原子核外電子排布所遵循的原則(1)能量最低原理:原子核外

3、電子排布遵循構造原理(見下圖),能使整個原子的能量處于最低狀態(tài),簡稱能量最低原理。spa.:spdfb.:1s2s3s4sc.,2p 2p 2pxyznnnn電子的原子軌道呈球形對稱軌道形狀電子的原子軌道呈啞鈴形相同能層上原子軌道能量的高低形狀相同的原子軌道能量的高低能量關系 同一能層內形狀相同而伸展方向不同的原子軌道的能量相等 如、 、軌道的能量相等(2)泡利原理:一個原子軌道里,最多只能容納個電子且自旋狀態(tài)。(3)洪特規(guī)則:當電子排布在同一能級的不同軌道時,基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道且自旋狀態(tài)。2相反相反相同相同洪特規(guī)則特例:能量相同的原子軌道填充的電子數(shù)為全空、半充滿或全充

4、滿時,原子處于較穩(wěn)定的狀態(tài)。4.原子狀態(tài)與原子光譜(1)基態(tài)原子:處于能量的原子。(2)激發(fā)態(tài)原子:基態(tài)原子的電子能量后,電子會躍遷到較高能級,此時原子的能量較基態(tài)高,變成激發(fā)態(tài)原子。(3)原子光譜:不同元素的原子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光,可以用光譜儀攝取各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜,總稱原子光譜。利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素,稱為光譜分析。最低最低吸收吸收自測自測1下列說法正確的是()A.原子核外電子排布式為1s2的原子與原子核外電子排布式為1s22s2的原子化學性質相似B.Fe3+的最外層電子排布式為3s23p63d5C.基態(tài)銅原子價電子的軌道表示式D.基態(tài)碳原子價電子的

5、軌道表示式答案B原子核外電子排布式為1s2的原子是He,原子核外電子排布式4s 3d 2s 2p 為1s22s2的原子為Be,He是稀有氣體元素,Be是金屬元素,顯然化學性質不相似,A錯;Fe的價電子排布式為3d64s2,失去3個電子變成Fe3+時,最外層電子排布式為3s23p63d5,B正確;基態(tài)銅原子價電子的軌道表示式為,C錯;基態(tài)碳原子價電子的軌道表示式為,D錯。3d 4s 2s 2p 自測自測2A、B、C、D、E、F代表6種元素。請?zhí)羁?(1)A元素基態(tài)原子的最外層有2個未成對電子,次外層有2個電子,其元素符號為;(2)B元素的負一價離子和C元素的正一價離子的電子層結構都與Ar相同,B

6、的元素符號為,C的元素符號為;(3)D元素的正三價離子的3d能級為半充滿,D的元素符號為,其基態(tài)原子的電子排布式為;(4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿,N層沒有成對電子,只有一個未成對電子,E的元素符號為,其基態(tài)原子的電子排布式為;(5)F元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn+1,則n=;原子中能量最高的是電子。答案(1)C或O(2)ClK(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(5)22p解析(1)A元素基態(tài)原子次外層有2個電子,故次外層為K層,A元素有2個電子層。由題意可寫出其軌道表示

7、式為,則該元素核外有6個電子,為碳元素,其元素符號為C;另外氧元素同樣也符合要求,其軌道表示式為。(2)B-、C+的電子層結構都與Ar相同,即核外都有18個電子,則B為17號元素Cl,C為19號元素K。(3)D元素原子的+3價離子的3d能級為半充滿,則其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2,即為26號元素鐵。1s 2s 2p 1s 2s 2p (4)根據(jù)題意要求,寫出E元素基態(tài)原子的核外電子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1,則該元素為29號元素Cu。(5)s能級只有1個原子軌道,故最多只能容納2個電子,即

8、n=2,所以F元素的原子最外層電子排布式為2s22p3,由此可知F元素是N。二、原子結構與元素周期表的關系二、原子結構與元素周期表的關系1.原子結構與元素在周期表中的位置關系周期能層數(shù)每周期第一種元素每周期最后一種元素原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式二2He2s110三3Ne3s118四419361s22s22p63s23p63d104s24p6五537Kr5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六655Xe6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p631s22s22

9、p6111s22s22p63s23p6Ar4s12.元素周期表的分區(qū)(1)分區(qū)鑭系f區(qū)錒系(2)各區(qū)元素化學性質及原子最外層電子排布特點分區(qū)元素分布原子最外層電子排布元素性質特點s區(qū)族ns12除氫外都是活潑金屬元素;通常是最外層電子參與反應p區(qū)AA族、0族(除氦外)通常是最外層電子參與反應d區(qū)BB族(除鑭系、錒系外)、族(n-1)d19ns12d軌道可以不同程度地參與化學鍵的形成ds區(qū)B、B族(n-1)d10ns12金屬元素f區(qū)鑭系、錒系(n-2)f014(n-1)d02ns2鑭系元素化學性質相近,錒系元素化學性質相近A、Ans2np16自測自測3某元素+3價離子的電子排布式為1s22s22p

10、63s23p63d5,則該元素在周期表中的位置為()A.B族B.B族C.族D.A族答案C由+3價離子的電子排布式可推出原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,位于第族。自測自測4元素周期表可以劃分為5個區(qū),下列有關說法正確的是()A.s區(qū)全部是金屬元素B.p區(qū)全部是非金屬元素C.d區(qū)內元素原子的價電子排布式必為(n-1)d110ns2D.ds區(qū)全部是金屬元素答案DA項,H為非金屬元素;B項,p區(qū)左下角元素為金屬元素;C項,d區(qū)內Cr的價電子排布式為3d54s1。三、原子結構與元素的性質三、原子結構與元素的性質1.原子半徑a.影響因素:能層數(shù)、核電荷數(shù)b.變化規(guī)律元素周期表

11、中的同周期主族元素從左到右,原子半徑逐漸;同主族元素從上到下,原子半徑逐漸。2.電離能a.第一電離能氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去轉化為正離子所需要的最低能量。第一電離能越,越易失去電子,金屬的活潑性越強。b.規(guī)律同周期:第一種元素的第一電離能,最后一種元素的第一電離能。同主族:從上到下第一電離能變。減小減小增大增大一個電子一個電子氣態(tài)基態(tài)氣態(tài)基態(tài)小小最小最小最大最大小小同種原子:隨著電子的逐個失去,陽離子所帶的正電荷數(shù)越來越,再失去電子需克服的電性引力越來越,消耗的能量越來越,逐級電離能越來越。3.電負性a.含義用來描述不同元素的原子對吸引力的大小。電負性越大的原子,對鍵合電子的吸引力。b.標準以氟

12、的電負性為作為相對標準,得出了各元素的電負性(稀有氣體元素未計)。c.應用多多大大多多大大鍵合電子鍵合電子越大越大4.0電負性的大小可以作為判斷元素金屬性、非金屬性強弱的尺度。金屬的電負性一般1.8,非金屬的電負性一般1.8,位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”的電負性則在1.8左右,它們既有性,又有性。自測自測5判斷下列說法是否正確。(1)電負性大的元素非金屬性強。()(2)主族元素的電負性越大,元素原子的第一電離能一定越大。()(3)在元素周期表中,元素電負性從左到右越來越大。()(4)金屬元素電負性一定小于非金屬元素電負性。()(5)在形成化合物時,電負性越小的元素越容易顯示正價。()(6)

13、第一電離能ON。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)小于小于大于大于金屬金屬非金屬非金屬自測自測6下表列出了某短周期元素R的各級電離能數(shù)據(jù)(用I1、I2表示,單位為kJmol-1)。元素代號I1I2I3I4R7401500770010500下列關于元素R的判斷中一定正確的是()A.R的最高正價為+3價B.R元素位于元素周期表中第A族C.R元素的原子最外層共有4個電子D.R元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s2答案B由I3I2知其最高正價為+2價,R元素位于第A族,最外層有2個電子,R不一定是Be元素。考點一原子核外電子排布規(guī)律及表示方法考點一原子核外電子排布規(guī)律及表示方法1.核外電子排

14、布規(guī)律(1)遵守能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則。(2)能級交錯現(xiàn)象:核外電子的能量并不是完全按能層序數(shù)的增加而升高,不同能層的能級之間的能量高低有交錯現(xiàn)象,如E(4d)E(5s)、E(5d)E(6s)、E(6d)E(7s)、E(4f)E(5p)、E(4f)E(6s)等。(3)能量相同的原子軌道在全滿(p6、d10、f14)、半滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時,體系的能量最低。如24Cr的基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1,而不是1s22s22p63s23p63d44s2?？键c突破考點突破(1)電子排布式按電子排入各能級的順序,依次寫出各能級中

15、的電子數(shù),同時注意特例。如Cu:1s22s22p63s23p63d104s1。(2)簡化電子排布式用“稀有氣體價層電子”的形式表示電子排布式。如Cu:Ar3d104s1。(3)軌道表示式每個方框代表一個原子軌道,每個箭頭代表一個電子。如第二周期元素基態(tài)原子的核外電子排布情況如下:2.表示方法易錯提醒當出現(xiàn)d軌道時,雖然電子按ns、(n-1)d、np的順序填充,但在書寫電子排布式時,仍把(n-1)d放在ns前,如Fe:1s22s22p63s23p63d64正確,Fe:1s22s22p63s23p64s23d6錯誤。2s典例典例1具有下列電子層結構的原子,其對應元素一定屬于同一周期的是()A.兩種

16、原子的電子層上全部都是s電子B.3p能級上只有一個空軌道的原子和3p能級上只有一個未成對電子的原子C.最外層電子排布式為2s22p6的原子和最外層電子排布式為2s22p6的離子D.原子核外M層上的s能級和p能級都填滿了電子,而d軌道上尚未有電子的兩種原子答案BA項中電子層上全部為s電子的原子有H(1s1)、He(1s2)、Li(1s22s1)、Be(1s22s2),不一定在同一周期;B項中3p能級上只有一個空軌道的原子為Si,只有一個未成對電子的原子為Al或Cl,一定在同一周期;C項中最外層電子排布式為2s22p6的原子為Ne,離子可能為陽離子,也可能為陰離子,若為陽離子,則不在同一周期,若為

17、陰離子,則在同一周期;D項中原子核外電子排布式可能為1s22s22p63s23p6或1s22s22p63s23p64s1或1s22s22p63s23p64s2,不一定在同一周期。1-1下列說法錯誤的是()A.ns電子的能量不一定高于(n-1)p電子的能量B.6C的電子排布式1s22s22違反了洪特規(guī)則C.電子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3違反了能量最低原理D.電子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10違反了泡利不相容原理2px答案AA項,各原子軌道的能量由高到低的順序為1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s,ns電子的能量一定高于(n-1)p電

18、子的能量;B項,對于C原子來說,2p能級有3個能量相同的原子軌道,最后2個電子應該以自旋狀態(tài)相同的方式分布在兩個不同的2p軌道上,故B項違反了洪特規(guī)則;C項,根據(jù)軌道能量高低順序可知E4sAl,PS。典例典例2根據(jù)信息回答下列問題:(1)下圖是部分元素的第一電離能I1隨原子序數(shù)變化的曲線圖(其中12號至17號元素的有關數(shù)據(jù)缺失)。認真分析圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律,推斷NaAr元素中,Al的第一電離能的大小范圍為Al(填元素符號);圖中第一電離能最小的元素在周期表中的位置是第周期第族。(2)已知元素的電負性和元素的化合價一樣,也是元素的一種基本性質。下面給出部分元素的電負性:元素AlB

19、BeCClFLi電負性1.52.01.52.53.04.01.0元素MgNNaOPSSi電負性3.00.93.52.12.51.8已知:兩成鍵元素間電負性差值大于1.7時,形成離子鍵;兩成鍵元素間電負性差值小于1.7時,形成共價鍵。根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù),可推知元素的電負性具有的變化規(guī)律是;通過分析電負性值變化規(guī)律,確定Mg元素電負性值的最小范圍:;判斷下列物質是離子化合物還是共價化合物:A.Li3NB.BeCl2C.AlCl3D.SiC.屬于離子化合物的是;.屬于共價化合物的是;請設計一個實驗方案證明上述所得到的結論:。答案(1)NaMg五A(2)隨著原子序數(shù)的遞增,元素的電負性與原子半徑一樣呈

20、周期性變化0.91.5.A.BCD測定各物質在熔融狀態(tài)下能否導電,若導電則為離子化合物,反之則為共價化合物解析(1)由圖中信息可以看出,同周期的第A族元素的第一電離能最小,而第A族元素的第一電離能小于第A族元素的第一電離能,故NaAlMg。圖中第一電離能最小的是堿金屬元素Rb,在元素周期表中位于第五周期第A族。(2)元素的電負性是元素的基本性質,且隨著原子序數(shù)的遞增呈周期性變化。根據(jù)電負性的遞變規(guī)律:同周期從左到右電負性逐漸增大,同主族從上到下電負性逐漸減小可知,在同周期中電負性NaMgMgCa,最小范圍應為0.91.5。根據(jù)已知條件及表中數(shù)值可知,Li3N為離子化合物;BeCl2、AlCl3、SiC為共價化合物。共價化合物和離子化合物最大的區(qū)別在于離子化合物在熔融狀態(tài)下以離子形式存在,可以導電,但共價化合物卻不能。2-1(2015浙江紹興月考,12)美國“海狼”號潛艇上的核反應堆內使用了液體鋁鈉合金作載熱介質,下列關于Al、Na原子的結構分析中正確的是()A.原子半徑:AlNaB.第一電離能:AlNaC.電負性:NaAlD.基態(tài)原子未成對電子數(shù):NaAl答案B根據(jù)元素周期律可知,原子半徑:NaAl,電負性:NaNa;Al的基態(tài)原子電子排布式為Ne3s23p1,Na的基態(tài)原子電子排布式為Ne3s1,則Al、Na未成對電子數(shù)相等。