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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,选修三物质结构与性质,第,1,节原子结构与元素的性质,-,3,-,考纲要求,:1.,了解原子核外电子的排布原理及能级分布,能用电子排布式表示常见元素,(136,号,),原子核外电子、价电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。,2.,了解元素电离能的含义,并能用以说明元素的某些性质。,3.,了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁,了解其简单应用。,4.,了解电负性的概念,知道元素的性质与电负性的关系。,-,4,-,基础梳理,考点突破,考点一,原子核外电子排布及表示方法,1,.,能层、能级与原子轨道,(1),能层。,根据多电子原子的核外电子的,能量,不同,将核外电子分成不同的能层,用,n,表示,n,=1,2,3,4,n,越大,该能层中的电子能量越高。原子核外的每一能层,(,序号为,n,),最多可容纳的电子数为,2,n,2,。,(2),能级。,多电子原子中,同一能层的电子,能量也不同,还可以把它们分成,能级,;,同一能层里,能级的能量按,s,、,p,、,d,、,f,的顺序升高。,-,5,-,基础梳理,考点突破,(3),原子轨道的形状和能量高低。,-,6,-,基础梳理,考点突破,2,.,原子核外电子排布规律,(1),能量最低原理,:,原子的电子排布遵循构造原理,能使整个原子的能量处于,最低,状态。,构造原理即基态原子核外电子进入原子轨道的顺序。示意图如下,:,-,7,-,基础梳理,考点突破,(2),泡利原理,:1,个原子轨道里最多容纳,2,个电子,且它们的自旋状态,相反,。,(3),洪特规则,:,电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,且自旋状态,相同,。,洪特规则的特例,:,当能量相同的原子轨道在全满,(p,6,、,d,10,、,f,14,),、半满,(p,3,、,d,5,、,f,7,),和全空,(p,0,、,d,0,、,f,0,),状态时,体系的能量最低。如,24,Cr,的基态原子电子排布式为,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,5,4s,1,而不是,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,4,4s,2,。,(4),原子状态与原子光谱。,原子的状态。,基态原子,:,处于,最低,能量的原子。,激发态原子,:,当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变成激发态原子。,-,8,-,基础梳理,考点突破,电子的跃迁。,基态,激发态,:,当基态原子的电子吸收能量后,会从,基态,跃迁到,激发态,变成激发态原子。,激发态,基态,:,激发态的原子从,激发态,跃迁到,基态,时会释放出能量。,原子光谱。,不同元素的原子发生电子跃迁时会,吸收,或,释放,不同的光,用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素,称为光谱分析。,-,9,-,基础梳理,考点突破,自主巩固,判断正误,正确的画“,”,错误的画“,”,。,(1)p,能级能量一定比,s,能级的能量高,(),(2),铁元素基态原子的电子排布式为,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,4s,2,3d,6,(),(3)Cr,的基态原子的简化电子排布式为,Ar3d,4,4s,2,(),(4),电子排布式,(,22,Ti)1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,10,违反了能量最低原则,(),(5),磷元素基态原子的电子排布图为,(6)2p,和,3p,轨道形状均为哑铃形,能量也相等,(),-,10,-,基础梳理,考点突破,基态原子电子排布式的书写方法,1,.,知道原子序数书写核外电子排布式的方法,(1),常规方法。,常根据构造原理,(1s,、,2s,、,2p,、,3s,、,3p,、,4s,、,3d,、,4p),各能级最多容纳的电子数及能量最低原理,依次由低能级向高能级排列,如,31,号元素镓,首先排满,1s,2,再依次,2s,2,、,2p,6,、,3s,2,、,3p,6,、,4s,2,、,3d,10,最后是,4p,1,。,(2),原子序数大于,18,的方法。,如,31,号元素,我们也可以用,31-18=13,然后在,Ar,的基础上再填充,13,个电子,如,Ar3d,10,4s,2,4p,1,。,-,11,-,基础梳理,考点突破,2,.,知道元素名称书写核外电子排布式的方法,(1),前三周期主族元素可以根据最外层电子数书写,如,S,的最外层电子数为,6,其排布式为,Ne3s,2,3p,4,。,(2),第四周期的元素,要熟记元素名称,然后从,K,开始数,数到几,就可以写成,“Ar+,几个电子,”,。如,Fe,从钾开始数到铁为,8,其排布式为,Ar3d,6,4s,2,;Se,从钾开始数到,Se,为,16,其排布式为,Ar3d,10,4s,2,4p,4,。,-,12,-,基础梳理,考点突破,3,.,注意事项,(1),能量相同的原子轨道在全充满,(p,6,、,d,10,),、半充满,(p,3,、,d,5,),、全空,(p,0,、,d,0,),时的状态,具有较低的能量和较大的稳定性。如,24,Cr:Ar3d,5,4s,1,29,Cu:Ar3d,10,4s,1,。,(2),出现,d,轨道时,虽然电子排布按,n,s,、,(,n,-1)d,、,n,p,的顺序填充,但书写核外电子排布式时,仍把,(,n-,1)d,放在,n,s,前,如,Ti:1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,2,4s,2,正确,Ti:1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,4s,2,3d,2,错误。,(3),基态原子失电子生成金属阳离子时,应先失去最外层上的电子,如,Fe,原子核外电子排布式为,Ar3d,6,4s,2,失电子,变为,Fe,2+,失去的不是能量高的,3d,轨道上的电子,而是能量低的,4s,轨道上的电子。所以,Fe,2+,的基态核外电子排布式正确的为,Ar3d,6,其他,Ar3d,4,4s,2,、,Ar3d,5,4s,1,均错误。,-,13,-,基础梳理,考点突破,例,1,(1),处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用,形象化描述。在基态,14,C,原子中,核外存在,对自旋相反的电子。,(2),基态,Fe,原子有,个未成对电子,Fe,3+,的电子排布式为,。,(3)Cu,+,基态核外电子排布式为,。,(4),基态硅原子中,电子占据的最高能层符号为,该能层具有的原子轨道数为,电子数为,。,(5)S,的基态原子的核外电子排布式为,。,(6),基态铜原子的核外电子排布式为,。,(7),基态锗,(Ge),原子的电子排布式是,。,(8)Ni,2+,的价电子排布图为,。,-,14,-,基础梳理,考点突破,-,15,-,基础梳理,考点突破,-,16,-,基础梳理,考点突破,-,17,-,基础梳理,考点突破,注意事项,:,规律学习是主线,特性、特点往往是考点,我们在复习时要抓住核外电子排布的一些特性,如前四周期中,:,Cr,、,Cu,的基态原子核外电子排布,;,Cr,的基态原子未成对电子数为,6,个,;,当,n,p,能级中未成对电子数,m,小于,3,时,n,p,能级的电子排布可能为,n,p,m,或,n,p,6-,m,。,-,18,-,基础梳理,考点突破,跟踪训练,1,.(2015,全国,37,节选,)A,、,B,、,C,、,D,为原子序数依次增大的四种元素,A,2-,和,B,+,具有相同的电子构型,;C,、,D,为同周期元素,C,核外电子总数是最外层电子数的,3,倍,;D,元素最外层有一个未成对电子。则,A,、,B,、,C,、,D,分别为,、,、,、,(,填元素符号,),。四种元素中电负性最大的是,(,填元素符号,),其中,C,原子的核外电子排布式为,。,答案,解析,解析,关闭,由,“C,核外电子总数是最外层电子数的,3,倍,”,可知,C,为,P,所以,D,只能为,Cl;,依据,“,阴上阳下,”,规律可知,B,在第,3,周期、,A,在第,2,周期,A,、,B,分别为,O,、,Na,。,答案,解析,关闭,O,Na,P,Cl,O,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,3,(,或,Ne3s,2,3p,3,),-,19,-,基础梳理,考点突破,2,.(1)N,的基态原子核外电子排布式为,Cu,的基态原子最外层有,个电子。,(2),原子序数小于,36,的元素,Q,和,T,在周期表中既处于同一周期又位于同一族,且原子序数,T,比,Q,大,2,。,T,的基态原子外围电子,(,价电子,),排布式为,Q,2+,的未成对电子数是,。,(3)D,元素的正三价离子的,3d,能级为半充满,D,的元素符号为,其基态原子的电子排布式为,。,(4)E,元素基态原子的,M,层全充满,N,层没有成对电子,只有一个未成对电子,E,的元素符号为,其基态原子的电子排布式为,。,(5),前四周期元素中,基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有,种。,-,20,-,基础梳理,考点突破,答案,:,(1)1s,2,2s,2,2p,3,1,(2)3d,8,4s,2,4,(3)Fe,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,6,4s,2,或,Ar3d,6,4s,2,(4)Cu,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,1,(5)5,-,21,-,基础梳理,考点突破,解析,:,(1)N,是,7,号元素,基态原子核外电子排布式为,1s,2,2s,2,2p,3,;Cu,是,29,号元素,基态原子核外电子排布式为,Ar3d,10,4s,1,故最外层有,1,个电子,;(2),位于同一族,且原子序数,T,比,Q,多,2,所以,T,、,Q,只能位于第,族,所以,T,为,Ni,、,Q,为,Fe,28,号元素,Ni,的核外电子排布式为,Ar3d,8,4s,2,26,号元素,Fe,的核外电子排布式为,Ar3d,6,4s,2,所以,Fe,2+,的核外电子排布式为,Ar3d,6,有,4,个未成对电子,;(3)D,元素失去,2,个,4s,电子和,1,个,3d,电子后变成,3d,5,所以其基态原子的电子排布式为,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,6,4s,2,即,D,元素是铁,;(4),根据题意要求,首先写出电子排布式,:1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,1,则,E,元素是,Cu;(5),第一周期中,有一个未成对电子的是氢原子,其电子排布式为,1s,1,;,第二周期中,未成对电子是两个的有两种,C:1s,2,2s,2,2p,2,和,O:1s,2,2s,2,2p,4,;,第三周期中,未成对电子是三个的是,P:1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,3,;,第四周期中未成对电子是四个的是,Fe:1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,6,4s,2,。,-,22,-,基础梳理,考点突破,考点二,原子结构与元素性质,1,.,原子结构与元素周期表的关系,(1),能层数,=,电子层数,=,周期数,(2),主族元素价电子数,=,主族序数,=,该族元素最外层电子数,-,23,-,基础梳理,考点突破,2,.,原子半径,(2),变化规律。,元素周期表中的同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐,减小,;,同主族元素从上到下,原子半径逐渐,增大,。,-,24,-,基础梳理,考点突破,3,.,电离能,(1),第一电离能。,气态电中性基态原子,失去一个,电子转化为气态基态,正离子,所需要的最低能量。常用符号,I,1,表示,单位为,kJmol,-1,。,(2),规律。,同周期第一种元素的第一电离能,最小,最后一种元素的第一电离能最大。但有些元素,(,如,Be,、,Mg,、,N,、,P,等,),的第一电离能比其右边相邻元素的第一电离能高些,这是因为它们的外层能级中的电子达到了全充满或半充满的稳定状态。,同主族元素,:,从上到下第一电离能变,小,。但在同一副族中,自上而下第一电离能变化幅度不大且不太规律。,同种原子,:,随着电子逐个失去,阳离子所带的正电荷数越来,越多,再失去电子克服的电性引力越来,越大,消耗的能量越来,越大,逐级电离能越来,越大,。,-,25,-,基础梳理,考点突破,4,.,电负性,(1),含义。,用来描述不同元素的原子对,键合电子,吸引力的大小。电负性越大的原子,对键合电子的吸引力,越大,。,(2),标准。,以氟的电负性为,4.0,作为标准,得出了各元素的电负性。,5,.,对角线规则,在元素周期表中,某些主族元素与,右下方,的主族元素的某些性质相似,如,:,-,26,-,基础梳理,考点突破,自主巩固,判断正误,正确的画,“,”,错误的画,“”,。,(1)Mg,的第一电离能比,Al,的小,(,),(2)Ar,的原子半径比,Cl,的原子半径小,(,),(3),在所有元素中,氟的第一电离能最大,(,),(4),已知在,20,1 mol Na,失去,1 mol,电子需吸收,650 kJ,能量,则其第一电离能为,650 kJmol,-1,(),(5),每一周期元素,都是从碱金属开始,以稀有气体结束,(,),(6),所有的非金属元素都在,p,区,(,),-,27,-,基础梳理,考点突破,1,.,依据元素周期律进行电离能、电负性大小判断的方法,-,28,-,基础梳理,考点突破,2,.,依据化合价及物质类别判断电负性大小的方法,(1),元素电负性越大,原子吸引电子的能力越强,此原子在反应中得电子形成阴离子或电子对偏向它显负价,所以两种元素化合时显负价的元素电负性大。,(2),如果一种元素与另外两种元素结合形成两种化合物,一种为离子化合物,一种为共价化合物,则可判断电负性大小。如,:,由,MCl,是离子化合物、,NCl,是共价化合物,可知,M,的电负性小于,N,的电负性,;,由,Al,2,O,3,是离子化合物、,AlCl,3,是共价化合物,可知,O,的电负性大于,Cl,的电负性。,-,29,-,基础梳理,考点突破,例,2,(1),元素,C,、,N,、,O,、,K,的电负性从大到小依次为,。,(2)CH,4,中共用电子对偏向,C,SiH,4,中共用电子对偏向,H,则,C,、,Si,、,H,三种元素的电负性由大到小的顺序为,。,(3),右图是周期表中短周期的一部分,A,的单质是空气中含量最多的物质,其中第一电离能最小的元素是,(,填,“A”“B”“C”,或,“D”),。,答案,解析,解析,关闭,(1),第二周期从左到右依次为,C,、,N,、,O,电负性逐渐增大,K,位于第四周期最左边,所以电负性最小,;(2),共用电子对偏向电负性大的原子,所以,C,的电负性大于,H,的电负性,Si,的电负性小于,H,的,;(3)A,为,N,A,、,C,为第,A,族元素,其第一电离能大于,A,族的,同一主族从上往下第一电离能逐渐减小,所以,D,的电离能最小。,答案,解析,关闭,(1)ONCK,(2)CHSi,(3)D,-,30,-,基础梳理,考点突破,易错警示,:,同周期主族元素,第,A,族,n,s,2,能级全充满、第,A,族,n,p,3,能级半充满,比较稳定,所以其第一电离能大于同周期相邻的第,A,族和第,A,族元素。,-,31,-,基础梳理,考点突破,跟踪训练,1,.,已知元素,X,、,Y,同周期,且电负性,XY,下列说法错误的是,(,),A.X,的原子序数一定大于,Y,B.,第一电离能,Y,一定小于,X,C.X,和,Y,在形成化合物时,X,显负价、,Y,显正价,D.,气态氢化物的稳定性,:H,m,X,大于,H,n,Y,答案,解析,解析,关闭,由电负性大小可知,X,在,Y,的右边,A,、,C,、,D,均正确,;,如果,Y,、,X,分别是,A,、,A,族,因为第,A,族最外层,p,轨道半充满,所以第一电离能大于,X,的,B,错误。,答案,解析,关闭,B,-,32,-,基础梳理,考点突破,2,.(1)(2015,安徽理综,25,节选,),用,“”,或,“Si;,同一短周期主族元素,原子序数越大,电负性越大,故电负性,NSiSi,键,故熔点金刚石,晶体硅,;CH,4,和,SiH,4,都形成分子晶体,且两者的结构相似,但,SiH,4,的相对分子质量大,故沸点,CH,4,(2)3,(3)C,
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