优化探究高考化学总复习 第一章 原子结构与性质课件（选修3）

选修3物质结构与性质第一章原子结构与性质第一章原子结构与性质 考纲要求1.能规范书写常见元素(136号)原子核外电子的电子排布式和电子排布图。2.能运用原子核外电子跃迁等解释某些实际问题。3.能用电离能、电负性等解释元素的某些性质。4.掌握周期表各区、周期、族的原子核外电子排布规律及元素性质的递变规律。 1能层与能级考点一原子核外电子排布考点一原子核外电子排布 2.原子轨道 3基态原子核外电子排布依据 (1)能量最低原理：原子的核外电子排布遵循构造原理，使整个原子的能量处于 状态。 构造原理示意图：最低最低 (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 。 (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 ，且自旋状态。 洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在 (p6、d10、f14)、 (p3、d5、f7)和 (p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为： 。相反相反单独占据一个轨道单独占据一个轨道相同相同全充满全充满半充满半充满全空全空1s22s22p63s23p63d54s1 4基态原子核外电子排布的表示方法 5.基态、激发态与光谱 (1)基态原子：处于 能量的原子叫基态原子。 (2)激发态原子：当基态原子的电子 后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。 (3)原子光谱：不同元素原子的电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。最低最低吸收能量吸收能量 1写出下列原子的电子排布式与简化电子排布式： N、Cl、Ca、Fe、Cu、As。 2基态铜原子的电子排布式为Ar4s23d9对吗？若不对请纠正。 3请用核外电子排布的相关规则解释Fe3较Fe2更稳定的原因。 4以下是表示铁原子和铁离子的三种不同化学用语。 (1)铁原子最外层电子数为_，铁在发生化学反应时，参加反应的电子可能是 _。 (2)请你通过比较、归纳，分别说出3种不同化学用语所能反映的粒子结构信息。 提示： 1. 2.不对，应为Ar3d104s1。 326Fe价层电子的电子排布式为3d64s2，Fe3价层电子的电子排布式为3d5，Fe2价层电子的电子排布式为3d6。根据“能量相同的轨道处于全空、全满和半满时能量最低”的原则，3d5处于半满状态，结构更为稳定，所以Fe3较Fe2更为稳定。 4(1)24s上的2个电子和3d上的1个电子 (2)结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各能层上的电子数。电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。轨道表示式：能反映各轨道的能量的高低，各轨道上的电子分布情况及自旋方向。 1下列有关认识正确的是() A各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7 B各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束 C各能层含有的能级数为n1 D各能层含有的电子数为2n2 解析：各能层的能级之间存在着交错现象，B错；各能层含有的能级数为n，C错；各能层最多含有的电子数为2n2，价电子层含有的电子数不一定为2n2，D错。 答案：A正确理解基态原子核外电子排布的依据及表示方法正确理解基态原子核外电子排布的依据及表示方法 解析：Na的简化电子排布式为Ne3s1。 答案：D 3气态电中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是() A1s22s22p63s23p21s22s22p63s23p1 B1s22s22p63s23p31s22s22p63s23p2 C1s22s22p63s23p41s22s22p63s23p3 D1s22s22p63s23p63d104s24p21s22s22p63s23p63d104s24p1 解析：np3处于半充满结构，稳定，失去一个电子吸收能量多。 答案：B 4(1)可正确表示原子轨道的是_。 A2sB2d C3px D3f 写出基态镓(Ga)原子的电子排布式：_。 (2)基态Mn2的核外电子排布式为_。 (3)铜原子基态电子排布式为_。 (4)基态氮原子的价电子排布式是_。 解析：(1)电子层数为2的能级包括s、p；电子层数为3的能级包括s、p、d； 镓(Ga)的原子序数为31，电子分布的能级为1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p。 (2)Mn是25号元素，其电子排布式为Ar3d54s2，失去最外层的2个电子，即得Mn2：Ar3d5。 (3)Cu是29号元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1。 (4)氮原子的最外层有5个电子，其价电子排布式为2s22p3。 答案：(1)AC1s22s22p63s23p63d104s24p1 (2)1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5 (3)1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1 (4)2s22p3 5已知X、Y、Z、W、Q、R、E七种元素中，原子序数XYZWQRE，其结构或性质信息见下表：根据基态原子核外电子排布推断元素根据基态原子核外电子排布推断元素 请根据信息回答有关问题： (1)元素X的原子核外共有_种不同运动状态的电子，有_种不同能级的电子。 (2)元素Y原子中能量最高的是_电子，其原子轨道呈_状。 (3)Q的基态电子排布式为_，R的元素符号为_，E元素原子的价电子排布式为_。 (4)含有元素W的盐的焰色反应为_色，许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是_。 解析：(1)X原子的L层上s电子数等于p电子数，即其电子排布式为1s22s22p2，故X为碳元素，其原子核外共有6种不同运动状态的电子，有3种不同能级的电子； (2)因Y元素s轨道最多容纳2个电子，所以n2，其原子最外层电子排布式为2s22p3，其能量最高的电子是2p电子，原子轨道呈哑铃(纺锤)状； (3)Z原子的M层上有1个未成对的p电子，可能为Al或Cl，单质常温、常压下是气体的只有Cl元素，故Z为氯元素，Q为铬元素，基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1； R元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2即26号元素Fe； 根据题意要求，E元素的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号元素Cu，价电子排布式为3d104s1； (4)钾元素的焰色为紫色，激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量，形成不同的颜色。 答案：(1)63 (2)2p哑铃(纺锤) (3)1s22s22p63s23p63d54s1Fe3d104s1 (4)紫激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量，形成不同的颜色 1元素周期表中每周期所含元素种数考点二原子结构与元素周期表考点二原子结构与元素周期表 2.每族元素的价电子排布特点 (1)主族：(2)0族：族：He：1s2；其他：；其他：ns2np6。(3)过渡元素过渡元素(副族和第副族和第族族)：(n1)d110ns12。 3元素周期表的分区与价电子排布的关系 (1)周期表的分区： (2)各区外围电子排布特点： 1请在下表中画出元素周期表的轮廓，并在表中按要求完成下列问题： (1)标出族序数。 (2)画出金属与非金属的分界线；画出过渡元素。 (3)标出镧系、锕系的位置。 (4)写出各周期元素的种类。 (5)写出稀有气体元素的原子序数。 (6)标出113118号元素的位置。 1某元素3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，则该元素在周期表中的位置为() AB族BB族 C族 DA族 解析：由离子的电子排布式可推出原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布为3d64s2，因为共有8个价电子，所以为族。 答案：C原子结构与元素周期表原子结构与元素周期表 2元素周期表可以划分为5个区，下表有关说法正确的是() As区全部是金属元素 Bp区全部是非金属元素 Cd区内元素原子的价电子排布必为(n1)d110ns2 D除ds区外，以最后填入电子的轨道能级符号作为区的符号 解析：A项，H为非金属；B项，p区左下角元素为金属；C项，d区内Cr为3d54s1。 答案：D 3某元素的原子序数为29，试问： (1)写出该元素的名称及元素符号。 (2)画出该元素基态原子的电子排布式。 (3)它有多少个电子层？有多少个能级？ (4)它的价电子构型是什么？ (5)它属于第几周期？第几族？主族还是副族？属于哪一个分区？ (6)它有多少个未成对电子？ 答案：(1)铜Cu (2)1s22s22p63s23p63d104s1 (3)4个电子层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 1电离能、电负性 (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的 。 (2)电负性： 用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。考点三原子结构与元素的性质考点三原子结构与元素的性质最低能量最低能量 2原子结构与元素性质的递变规律右下方右下方 1为什么一个原子的逐级电离能是逐渐增大的？ 2为什么镁的第一电离能比铝的大，磷的第一电离能比硫的大？ 3为什么Na容易形成1价离子，而Mg、Al易形成2价、3价离子？ 4判断正误，正确的画“”，错误的画“” (1)电负性大于1.8的一定为非金属，小于1.8的一定为金属() (2)电负性差值大于1.7时，一般形成离子键，小于1.7时，一般形成共价键() (3)电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大() 提示：1随着电子的逐个失去，阳离子所带的正电荷数越来越大，再要失去一个电子需克服的电性吸引力也越来越大，消耗的能量越来越多。 2Mg：1s22s22p63s2P：1s22s22p63s23p3。 镁原子、磷原子最外层能级中，电子处于全充满或半充满状态，相对比较稳定，失电子较难。如此相同观点可以解释N的第一电离能大于O，Zn的第一电离能大于Ga。 3Na的I1比I2小很多，电离能差值很大，说明失去第一个电子比失去第二个电子容易得多，所以Na容易失去一个电子形成1价离子；Mg的I1和I2相差不多，而I2比I3小很多，所以Mg容易失去两个电子形成2价离子；Al的I1、I2、I3相差不多，而I3比I4小很多，所以Al容易失去三个电子形成3价离子。而电离能的突跃变化，说明核外电子是分能层排布的。 4(1)(2)(3) 1下列说法中正确的是() A第三周期所含元素中钠的第一电离能最小 B铝的第一电离能比镁的第一电离能大 C在所有元素中，氟的第一电离能最大 D钾的第一电离能比镁的第一电离能大 解析：同周期中碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的最大，故A正确，C不正确；由于Mg的外围电子排布式为3s2，而Al的外围电子排布式为3s23p1，故铝的第一电离能小于镁的；D中钾比镁更易失电子，钾的第一电离能小于镁的。 答案：A元素的电离能元素的电离能 2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kJmol1)。下列关于元素下列关于元素R的判断中一定正确的是的判断中一定正确的是()AR的最高正价为的最高正价为3价价BR元素位于元素周期表中第元素位于元素周期表中第A族族CR元素的原子最外层共有元素的原子最外层共有4个电子个电子DR元素基态原子的电子排布式为元素基态原子的电子排布式为1s22s2解析：解析：由表中数据由表中数据I3I2知其最高正价为知其最高正价为2价，价，R元素位于元素位于A族，族，最外层有最外层有2个电子，个电子，R不一定是不一定是Be元素。元素。答案：答案：B 3(2013年高考新课标全国卷节选)前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A和B的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。 回答下列问题： (1)D2的价层电子排布图为_。 (2)四种元素中第一电离能最小的是_，电负性最大的是_。(填元素符号) 解析：(1)短周期主族元素中未成对电子数最多为3，所以B、C、D均为第四周期的元素，B的价电子层中未成对电子数为1，结合B可知B为K，A为F；未成对电子数为4的只能为Ar3d64s2排布，C为Fe，D为Ni；(2)从左到右第一电离能(除A、A族特殊外)、电负性逐渐增大，K的第一电离能最小、F的电负性最大。 4(2013年高考福建卷节选)依据第二周期元素第一电离能的变化规律，参照下图中B、F元素的位置，用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。 解析：依据第二周期元素第一电离能的变化规律，C、N、O三种元素第一电离能的大小关系为CO”或“SSe343s23p63d10 (3)1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5 (4)反映元素原子的核外电子排布特点：同周期元素从左向右，元素的第一电离能并不是逐渐增大的，当元素的核外电子排布是全空、半充满和全充满状态时，第一电离能就会反常的大。 7电负性的大小也可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度。下列关于电负性的变化规律正确的是() A同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐变大 B周期表从上到下，元素的电负性逐渐变大 C电负性越大，金属性越强 D电负性越小，非金属性越强 解析：利用同周期从左至右元素电负性逐渐增大，同主族从上至下元素电负性逐渐减小的规律来判断。 答案：A电负性电负性 8已知元素的电负性和元素的化合价一样，也是元素的一种基本性质。下面给出14种元素的电负性：已知：两成键元素间电负性差值大于已知：两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键，两成键时，形成离子键，两成键元素间电负性差值小于元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。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)通过分析电负性值变化规律，确定通过分析电负性值变化规律，确定Mg元素电负性值的最小范元素电负性值的最小范围围_。 (3)判断下列物质是离子化合物还是共价化合物： ALi3NBBeCl2 CAlCl3 DSiC .属于离子化合物的是_； .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 _。 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，最小范围应为0.91.5。 (3)根据已知条件及表中数值：Li3N电负性差值为2.0，大于1.7形成离子键，为离子化合物；BeCl2、AlCl3、SiC电负性差值分别为1.5、1.5、0.7，均小于1.7，形成共价键，为共价化合物。共价化合物和离子化合物最大的区别在于熔融状态下能否导电。离子化合物在熔融状态下以离子形式存在，可以导电，但共价化合物却不能。 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.B、C、D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 9X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素，其相关信息见下表：(1)W位于元素周期表第位于元素周期表第_周期第周期第_族，其基态原子族，其基态原子最外层有最外层有_个电子。个电子。(2)X的电负性比的电负性比Y的的_(填填“大大”或或“小小”)；X和和Y的气态的气态氢化物中，较稳定的是氢化物中，较稳定的是_(写化学式写化学式)。 (3)写出Z2Y2与XY2反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：_。 解析：根据题给信息可知X为C元素；Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn2，因为s能级最多可容纳2个电子，所以Y为O元素；Z为Na元素；因为W的白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色，最后变为红褐色，故W为Fe元素。 (1)Fe元素位于元素周期表第四周期第族，其基态原子最外层电子数为2。 (2)O元素的非金属性强于C元素，所以C的电负性比O的小。气态氢化物中H2O更稳定。 (1)结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各层上的电子数。 (2)核组成式：如O，侧重于表示原子核的结构，它能告诉我们该原子核内的质子数和核外电子数以及质量数，但不能反映核外电子的排布情况。 (3)电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数，但不能表示原子核的情况，也不能表示各个电子的运动状态。 (4)电子排布图：能反映各轨道的能量的高低，各轨道上的电子分布情况及自旋方向。 (5)价电子排布式：如Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为3d64s2。价电子排布式能反映基态原子的能层数和参与成键的电子数以及最外层电子数。 即时训练A、B、C、D、E、F代表6种元素。请填空： (1)A元素基态原子的最外层有2个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为_。 (2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为_，C的元素符号为_。 (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)F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn1，则 n_；原子中能量最高的是_电子。 答案：(1)C或O(2)ClK (3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2 (4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1 (5)22p