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栏 目 索 引第 38讲 原 子 结 构 与 性 质 栏 目 索 引总 纲 目 录考 点 一 原 子 核 外 电 子 排 布考 点 二 原 子 结 构 、 元 素 周 期 表 、 元 素 周 期 律 三 者 关 系 栏 目 索 引考 纲 导 学考试要点考题统计1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理,能正确书写136号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表达式。2.了解电离能的含义,并能用以说明元素的某些性质。3.了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单 应用。4.了解电负性的概念,并能用以说明元素的某些性质。2019新课标卷,T352019新课标卷,T352019新课标卷,T352019新课标卷,T372019新课标卷,T372019新课标卷,T372019新课标卷,T372019新课标卷,T37 栏 目 索 引考 点 一基础梳理1.能层与能级考 点 一 原 子 核 外 电 子 排 布 栏 目 索 引考 点 一2.原子轨道的形状和能量高低(1)轨道形状a.s电子的原子轨道呈球形。b.p电子的原子轨道呈纺锤形。(2)能量高低a.相同能层上原子轨道能量的高低:nsnpndnf。b.形状相同的原子轨道能量的高低:1s2s3s4s c.同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等,如np x、npy、npz轨道的能量相等。 栏 目 索 引考 点 一3.基态原子核外电子的排布规律(1)三个原理a.能量最低原理:原子核外电子排布遵循构造原理,使整个原子的能量处于最低状态。构造原理示意图: 栏 目 索 引考 点 一b.泡利原理:一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子且自旋状态相反。c.洪特规则:当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,而且自旋方向相同。洪特规则特例:能量相同的原子轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时,原子处于较稳定的状态。(2)基态原子核外电子排布的表示方法 表示方法以硫原子为例电子排布式1s22s22p63s23p4简化电子排布式Ne3s23p4价电子排布图(轨道表示式) 价电子排布式3s 23p43s 3p 栏 目 索 引考 点 一4.原子状态与原子光谱(1)基态原子:处于最低能量的原子。(2)激发态原子:基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,此时原子的能量较基态高,变成激发态原子。(3)原子光谱:不同元素的原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的电子的吸收光谱或发射光谱,总称原子光谱。利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析。 栏 目 索 引考 点 一自主测评1.判断正误(正确的画“”,错误的画“”)。(1)2s能级和2p能级所具有的原子轨道数目之比为1 3()(2)能量关系:1s2s3p3d”“3s 3p 解析由A、E最外层电子排布为ns1可知A、E为A族元素,因A为非金属元素,故A为氢元素;B、D同族,最外层电子排布为ns 2np4,则分别为氧元素和硫元素;结合题给其他信息可推知C为铝元素,E为钾元素。 栏 目 索 引考 点 二考 点 二 原 子 结 构 、 元 素 周 期 表 、 元 素 周 期 律 三 者 的 关 系基础梳理1.原子结构与元素周期表(1)原子结构与元素在周期表中的位置关系 栏 目 索 引考 点 二(2)元素周期表的分区a.分区 栏 目 索 引考 点 二b.各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点 栏 目 索 引考 点 二2.原子结构与元素的性质(1)原子半径a.影响因素:能层数、核电荷数b.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。(2)电离能a.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。第一电离能越小,越易失去电子,金属的活泼性越强。 栏 目 索 引考 点 二b.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。同主族:从上到下第一电离能变小。同种原子:随着电子的逐个失去,阳离子所带的正电荷数越来越多,再失去电子需克服的电性引力越来越大,消耗的能量越来越多,逐级电离能越来越大。(3)电负性a.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。 栏 目 索 引考 点 二b.标准以氟的电负性为4.0作为相对标准,得出了各元素的电负性(稀有气体元素未计)。c.应用电负性的大小可以作为判断元素金属性、非金属性强弱的尺度。金属的电负性一般小于1.8,非金属的电负性一般大于1.8,位于非金属三角区边界的“类金属”的电负性则在1.8左右,它们既有金属性,又有 非金属性。 栏 目 索 引考 点 二3.元素周期律 栏 目 索 引考 点 二自主测评1.判断正误(正确的画“”,错误的画“”)。(1)价电子排布为4s24p3的元素位于第四周期第A族,是p区元素()(2)价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第A族,是s区元素()(3)金属元素的电负性均小于1.8()(4)主族元素的电负性越大,元素原子的第一电离能一定越大()(5)在元素周期表中,同周期主族元素电负性从左到右越来越大 ()(6)金属元素电负性一定小于非金属元素电负性()(7)在形成化合物时,电负性越小的元素越容易显示正价()(8)第一电离能:ON() 栏 目 索 引考 点 二2.某元素的原子序数为29,试问:(1)该元素的元素名称及元素符号是什么?(2)该元素原子的核外电子排布式是什么?(3)其电子占有多少个能层?多少个能级?(4)它的价电子排布式是什么?(5)它位于元素周期表中第几周期?第几族?属于主族元素还是副族元素?属于哪一个区?(6)它有多少个未成对电子? 栏 目 索 引考 点 二答案(1)铜Cu(2)1s22s22p63s23p63d104s1(3)4个能层7个能级(4)3d104s1(5)第四周期B族副族ds区(6)有1个未成对电子 栏 目 索 引考 点 二题 组 一 电 离 能 及 其 应 用1.下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2 表示,单位为kJmol-1)。元素代号I 1 I2 I3 I4R 740 1500 7700 10500(1)元素R基态原子的价电子排布式可表示为,该元素位于第族;(2)R原子最外层有个电子,其最高正价为;(3)R元素的第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能。 栏 目 索 引考 点 二答案(1)ns2A(2)2+2(3)大解析由I3 I2知R原子最外层有2个电子,其价电子排布式为ns2;因ns轨道为全充满状态,属于能量低的较稳定状态,故比同周期相邻元素的第一电离能大。 栏 目 索 引考 点 二2.下图是部分元素的第一电离能(I1)随原子序数变化的曲线图(其中12号至17号元素的有关数据缺失)。(1)认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律,推断NaAr元素中,Al的第一电离能的大小范围为Al(填元素符号)。 (2)图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是第周期第族。 栏 目 索 引考 点 二解析(1)由图中信息可知,同周期元素中第A族元素的第一电离能最小,而第A族元素的第一电离能小于第A族元素的第一电离能,故电离能NaAlI1(O),I1(Mg)I1(Al)。 栏 目 索 引考 点 二题 组 二 电 负 性 及 其 应 用3.(1)用“”或“”填空。负电性:NaMgAl,CNOF,ZnGeO。(2)现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:1s 22s22p63s23p4;1s22s22p63s23p3;1s22s22p3;1s22s22p5。则第一电离能:(用元素符号表示,下同),原子半径:,电负性:,最高正化合价:。 栏 目 索 引考 点 二答案(1)NPSPSNFFNSPSN=P解析(1)同周期从左到右,元素电负性逐渐增大;同主族从上到下,元素电负性逐渐减小。(2)据电子排布式可知号元素分别为S、P、N、F。 栏 目 索 引考 点 二4.下表中给出了部分元素的电负性:已知:一般情况下,两成键原子对应元素间电负性差值大于1.7时,形成离子键;两成键原子对应元素间电负性差值小于1.7时,形成共价键。(1)根据表中给出的数据,可推知元素的电负性具有的变化规律是。 (2)通过分析电负性的变化规律,确定Mg元素电负性的最小范围:。(3)现有下列物质:元素Al B Be C Cl F Li电负性1.5 2.0 1.5 2.5 3.0 4.0 1.0元素Mg N Na O P S Si电负性 3.0 0.9 3.5 2.1 2.5 1.8 栏 目 索 引考 点 二A.Li3NB.BeCl2C.AlCl3D.SiCa.属于离子化合物的是(填字母,下同);b.属于共价化合物的是;请设计一个实验方案证明上述所得到的结论: 。答案(1)随着原子序数的递增,元素的电负性与原子半径一样呈周期性变化(2)0.91.5(3)a.Ab.BCD测定各物质在熔融状态下能否导电,若能导电则为离子化合物,反之则为共价化合物 栏 目 索 引考 点 二解析(1)元素的电负性是元素的基本性质,且随着原子序数的递增呈周期性变化。(2)根据电负性的递变规律:同周期从左到右电负性逐渐增大,同主族从上到下电负性逐渐减小,可知在同周期中电负性NaMgMgCa,由题表中数据可确定的Mg的电负性最小范围应为0.91.5。(3)根据已知条件及题表中数据可知,Li 3N为离子化合物;BeCl2、AlCl3、SiC为共价化合物。共价化合物和离子化合物最大的区别在于离子化合物在熔融状态下以离子形式存在,可以导电,但共价化合物不能。 栏 目 索 引考 点 二反思归纳电负性的应用 栏 目 索 引考 点 二题 组 三 元 素 “ 位 、 构 、 性 ” 之 间 的 综 合 判 断5.(2019贵州适应性考试)元素周期表前四周期元素R、X、Y、Z原子序数依次增大,RO2是红棕色气体;X位于元素周期表第B族;同周期元素的基态原子中,Y的未成对电子最多;基态Z+最外层有18个电子。请回答下列问题:(1)基态Y原子的价层电子轨道表示式为。(2)R的立体构型是,写出两个与R具有相同立体构型和键合形式的分子或离子:。 (3)R及与R相邻的同周期元素中,第一电离能最大的是(填元素符号),原因是。(4)若过渡金属离子具有未成对d电子,则容易吸收可见光而发生d-d跃3O 3O 栏 目 索 引考 点 二迁,因而它们的水合离子常常具有颜色;若过渡金属离子无未成对d电子,则其水合离子是无色的。下列离子的水合离子为无色的是()A.Ti2+B.Ti4+C.Cr3+D.Cu2+答案(1) (2)平面三角形C、SO 3(或SeO3等)(3)NN原子的3p轨道为半充满状态,相对稳定(4)B 3d 4s 23O B 栏 目 索 引考 点 二解析根据题给信息,可以推断R为N,X为Ti,Y为Cr,Z为Cu。(1)Cr的价层电子排布式为3d54s1,故价层电子轨道表示式为 。(2)N中N无孤电子对,立体构型为平面三角形。与N互为等电子体的微粒有C、SO 3等,它们与N具有相同的立体构型和键合形式。(3)与N同周期且相邻的元素有C、O,同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但由于N的2p轨道为半充满状态,较稳定,其第一电离能比O大,故第一电离能最大的为N。(4)A项,Ti2+的电子排布式为Ar3d2,有2个未成对d电子,其水合离子有颜色,错误;B项,Ti4+的电子排布式为1s22s22p63s23p6,无未成对d电子,其水合离子无色,正确;C项,Cr3+的电子排布式为Ar3d 3,有3个未成对d电子,其水合离子有颜色,错误;D项,Cu2+的电子排布式为Ar3d9,有1个未成对d电子,其水合离子有颜色,错误。 3d 4s 3O 3O23O 3O 栏 目 索 引考 点 二6.有四种短周期元素,它们的结构、性质等信息如下表所述:请根据表中信息填写:(1)A原子的核外电子排布式为 。(2)B元素在元素周期表中的位置是;离子半径:B (填“大于”或“小于”)A。(3)C元素基态原子核外电子排布图为,其原子核外元素结构、性质等信息A短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素,该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂B B与A同周期,其最高价氧化物的水化物呈两性C在空气中含量第二,在地壳中含量第一D海水中除氢、氧元素外含量最多的元素,其单质或化合物是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂 栏 目 索 引考 点 二有个未成对电子,能量最高的电子为轨道上的电子,其轨道呈形。(4)D原子的电子排布式为,D-的结构示意图是。(5)B的最高价氧化物对应的水化物与A的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为,与D的氢化物的水溶液反应的化学方程式为。 栏 目 索 引考 点 二答案(1)Ne3s1或1s22s22p63s1(2)第三周期第A族小于(3) 22p哑铃(或纺锤)(4)Ne3s 23p5或1s22s22p63s23p5(5)NaOH+Al(OH)3 NaAlO2+2H2OAl(OH)3+3HCl AlCl3+3H2O1s 2s 2p
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