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第19讲 原子结构与元素性质化学 2018年高考一轮复习考试说明考试说明1.了解元素、核素和同位素的含义。了解元素、核素和同位素的含义。2.了解原子的构成了解原子的构成，了解，了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数外电子数以及它们以及它们之间的相互关系。之间的相互关系。3.了解原子核外电子排布规律，掌握原子结构示意图的表示方法。了解原子核外电子排布规律，掌握原子结构示意图的表示方法。4.了解相对原子质量、相对分子质量的定义，并能进行有关计算了解相对原子质量、相对分子质量的定义，并能进行有关计算。5.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理，能，能正确书写正确书写136号元素原子核外电子、价电子的排布号元素原子核外电子、价电子的排布式和式和轨道表达式。轨道表达式。6.了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。考点一原子构成考点二寻找“等电子”微粒的思维方法及应用考点三原子核外电子排布原理考点一原子构成1.原子构成(1)构成原子的微粒及作用知识梳理原子核核外电子( (Z个) )最外层电子数决定元素的 性质质子( (Z个) )决定 的种类中子( (AZ) )个 同位素元素原子化学(2)微粒之间的关系原子中：质子数(Z)核电荷数 ；质量数(A) (Z) (N)；阳离子的核外电子数质子数 ；阴离子的核外电子数质子数 。(3)微粒符号周围数字的含义核外电子数质子数中子数阳离子所带的电荷数阴离子所带的电荷数(4)两种相对原子质量原子(即核素)的相对原子质量： 一个原子(即核素)的质量与12C质量的_的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如：Ar(Cl)Ar(35Cl)a%Ar(37Cl)b%。2.元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的关系核电荷数质子中子质子数中子数(2)同位素的特征同一元素的各种核素的 不同， 相同，化学性质_ ，物理性质 。同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。(3)几种重要的核素中子数质子数几乎完全相同差异较大3.核外电子排布(1)核外电子排布规律低高2n2818(2)原子结构示意图电子层质子数例1.正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子( )(2)不同的核素可能具有相同的质子数，也可能质子数、中子数、质量数均不相同( )(3)核聚变如 因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化( )(4)核外电子排布相同的微粒，其质子数一定相同( )(5)H与质子的相对质量相同( )2.按要求填空(均为短周期元素)。(1)最外层电子数为1的元素有_(填元素符号，下同)。(2)最外层电子数为2的元素有_。(3)最外层电子数与次外层电子数相等的元素有_。(4)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素是_。(5)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素是_。(6)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素有_。(7)内层电子总数是最外层电子数2倍的元素有_。(8)电子层数与最外层电子数相等的元素有_。(9)最外层电子数是电子层数2倍的元素有_。(10)最外层电子数是电子层数3倍的元素有_。H、Li、NaHe、Be、MgBe、ArCOLi、SiLi、PH、Be、AlHe、C、SO规避同位素、同素异形体概念理解的易错点同位素研究的对象是原子，同位素的“同位”是指一种元素的几种核素在元素周期表中占同一个位置，即质子数相同，中子数不同；同素异形体研究的对象是单质，同素异形体的“同素”是指元素的种类相同。思维模型求一定质量的某物质中微粒数的答题模板考点二寻找“等电子”微粒的思维方法及应用1.寻找“10电子”微粒和“18电子”微粒的方法(1)“10电子”微粒(2)“18电子”微粒CH3CH3、H2NNH2、HOOH、FF、FCH3、CH3OH2.记忆其他等电子微粒(1)“14电子”微粒：Si、N2、CO、C2H2、 。(2)“16电子”微粒：S、O2、C2H4、HCHO。3.质子数和核外电子数分别相等的两种微粒关系(1)可以是两种原子，如同位素原子(2)可以是两种分子，如CH4、NH3等(3)可以是两种带电荷数相同的阳离子，如 、H3O(4)可以是两种带电荷数相同的阴离子，如OH、F考点三原子核外电子排布原理1.能层、能级与原子轨道(1)能层(n)：在多电子原子中，核外电子的 是不同的，按照电子的 差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N表示，能量依次升高。(2)能级：同一能层里电子的 也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用 等表示，同一能层里，各能级的能量按 的顺序依次升高，即： 。能量能量能量s、p、d、fs、p、d、fE(s)E(p)E(d)E(f)(3)原子轨道：电子云轮廓图给出了电子在 的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。原子轨道轨道形状轨道个数s_ _ p_ _ 特别提醒第一能层(K)，只有s能级；第二能层(L)，有s、p两种能级，p能级上有三个原子轨道px、py、pz，它们具有相同的能量；第三能层(M)，有s、p、d三种能级。核外经常出现球形哑铃形132.基态原子的核外电子排布(1)能量最低原理：即电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：注意：所有电子排布规则都需要满足能量最低原理。(2)泡利原理每个原子轨道里最多只能容纳 个电子，且自旋状态 。如2s轨道上的电子排布为，不能表示为 。(3)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_ 占据一个轨道，且自旋状态相同。如2p3的电子排布为，不能表示为或 。2相反优先单独洪特规则特例：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1s22s22p63s23p63d54s1。3.基态、激发态及光谱示意图全满半满全空例1.正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)p能级能量一定比s能级的能量高()(2)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多()(3)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等()(4)2px,2py,2pz的能量相等()(5)2s轨道的电子排布图为 ()(6)2p3的电子排布图为 ()例2.完成下表，理解能层、能级及其最多容纳电子数的关系能层一二三四五符号KLMNO能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s最多容纳电子数_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 226261026101422818322n2特别提醒(1)任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数；(2)以s、p、d、f排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7的二倍；(3)构造原理中存在着能级交错现象；(4)我们一定要记住前四周期的能级排布(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)。例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。26Fe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。特别提醒由于能级交错，3d轨道的能量比4s轨道的能量高，排电子时先排4s轨道再排3d轨道，而失电子时，却先失4s轨道上的电子。反思归纳“两原理，一规则”的正确理解(1)原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规则、泡利原理，若违背其一，则电子能量不处于最低状态。易误警示在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误： (违反能量最低原理) (违反泡利原理) (违反洪特规则) (违反洪特规则)(2)半充满、全充满状态的原子结构稳定如ns2、np3、np6+Cr：3d54s1Mn：3d54s2Cu：3d104s1 Zn：3d104s2(3)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n1)d、np的顺序填充，但在书写时，仍把(n1)d放在ns前。注意在书写简化的电子排布式时，并不是所有的都是X价电子排布式(注：X代表上一周期稀有气体元素符号)。例.按要求填空：(1)质量数为37的氯原子符号为_。(2)S2的结构示意图_。(3)氮原子的电子式_，N2的电子式_， 的电子式_。化学用语的规范使用(4)磷原子的核外电子排布式_，价电子排布式_，价电子排布图_。3s23p3 1s22s22p63s23p3(5)按要求用三种化学用语表示基态铁原子和三价铁离子。 FeFe3原子(或离子)结构示意图电子排布式电子排布图Ar3d64s2Ar3d5Ar Ar为了书写和学术交流的方便，采用国际统一的符号来表示各个元素。元素符号原子(核素)符号 代表一个质量数为A、,质子数为Z的X原子原子结构示意图电子式在元素符号周围用“”或“”表示原子的最外层电子(价电子)电子排布式根据构造原理表示：能级符号(右上角)数字。电子排布图用方框表示原子轨道，用箭头表示电子，用“数字能级符号”表示轨道名称。解题指导它们有各自不同的侧重点：(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 ，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。(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。
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