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选修3 物质结构与性质 第1讲 原子结构,考点突破,基础梳理,课堂演练,基础梳理 抓主干 固双基,知识梳理,一、原子轨道与原子核外电子排布 1.电子层与能级 (1)电子层 根据多电子原子的核外电子的 不同,将核外电子分成不同的电子层,用n表示,n=1,2,3,4,n越大,该电子层中的电子能量 。原子核外电子的每一电子层最多可容纳的电子数为 。 (2)能级 多电子原子中,同一电子层的电子,能量也不同,还可以把它们分成 ;同一电子层里,能级的能量按s、 、d、 的顺序升高。,能量,越高,2n2,能级,p,f,2.原子轨道,各电子层包含的能级类型、轨道数目及最多容纳的电子数:,3.核外电子排布,(1)排布规律 能量最低原理 原子的核外电子排布遵循能量最低原理,使整个原子的能量处于 。基态原子的核外电子排布的顺序为:1s2s2p3s3p4s 4p 4d 泡利不相容原理 1个原子轨道里最多容纳 个电子,且它们的自旋方向 。 洪特规则 电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子将尽可能 , ,且自旋方向 。,最低状态,3d,5s,2,分占不同的,轨道,相同,相反,(2)表示方法 电子排布式 用核外电子排布的 及各 上的电子数来表示电子排布的式子。如O:1s22s22p4、Al:1s22s22p63s23p1、Ca:1s22s22p63s23p64s2、Fe:1s22s22p63s23p63d64s2。 注:内层电子排布可用相应的稀有气体元素符号加括号来表示,如Al:Ne3s23p1、Ca:Ar4s2。 轨道表示式 轨道表示式用小圆圈(或方框、短线)表示一个原子轨道,用箭头“”或“”来区别自旋状态不同的电子。如Na、Cl的轨道表示式为:,能级,能级,4.原子状态与原子光谱 (1)基态原子:处于 能量的原子叫基态原子。 (2)激发态原子:当基态原子的电子吸收能量后,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,【断一断】 (1)n=3的电子层中可能有的最多轨道数是8。( ) (2)p能级能量一定比s能级能量高。( ) (3)3p3轨道中的电子自旋方向全部相同。( ) (4)Fe原子的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6。( ) (5)原子光谱是因为电子的跃迁引起的。( ),答案:(1) (2) (3) (4) (5),二、核外电子排布与元素周期表 (1)鲍林近似能级图,(2)原子核外电子排布与元素周期表中周期划分的本质联系:一个能级组最多所能容纳的电子数等于对应周期所包含的元素种数,周期表中7个周期分别对应7个 。 (3)最外层电子所在轨道的主量子数为n,该元素位于第n周期,即元素的电子层数等于该元素所处的周期数。,能级组,2.核外电子排布与族的划分 (1)主族 一般来说,同主族元素原子的 相同。 主族元素原子的价电子全部排布在最外层的 轨道上。 主族元素所在族的序数等于该元素原子的 。 (2)副族 BB族元素原子的价电子的数目与 相同。 B族和B族则是根据 轨道上是有1个还是2个电子来划分的。 (3)稀有气体 除氦元素外,稀有气体元素原子的最外层电子排布均为 。 (4)对于过渡元素的原子,价电子排布为 。,价电子排布,ns或nsnp,价电子数,族序数,ns2np6,(n-1)d110ns12,ns,【练一练1】 X、Y、Z是3种短周期元素,其中X、Y位于同一族,Y、Z处于同一周期。X原子的外围电子排布式为nsnnpn+2。Z原子的核电荷数是最外层电子数的三倍。下列说法正确的是( ) A.原子序数由大到小的顺序为XYZ B.Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H3YO4 C.3种元素的气态氢化物中Z的气态氢化物最稳定 D.原子半径由大到小的顺序为ZYX,D,三、电离能 电负性 1.电离能及其变化规律 (1)电离能:气态原子或气态离子失去一个电子所需要的 叫做电离能。常用符号I表示,单位:kJmol-1。 (2)第一电离能:处于基态的气态原子失去一个电子,生成+1价气态阳离子所需要的能量称为第一电离能,常用符号I1表示。 (3)电离能的意义 电离能数值的大小表示了原子在气态时失去电子的难易程度,电离能越小,表示在气态时该原子越 失去电子;电离能越大,表示在气态时该原子越 失去电子。 (4)电离能的变化规律 同一元素:I1I2I3。 同一主族元素:随原子序数的增大,电子层数也相应增多,核电荷数和原子半径都在增加,原子半径增大起主要作用,所以同一主族内,第一电离能随核电荷数增大而 。 同一周期元素:从左到右第一电离能变化的总趋势是 的,但受核外电子层结构的影响有曲折起伏。,最小能量,容易,难,增大,减小,2.元素的电负性及变化规律 (1)电负性 元素的原子在化合物中 能力的标度。 电负性越大:表示其原子在化合物中吸引电子的能力 ;电负性越小,相应原子在化合物中吸引电子的能力 。 (2)电负性的作用 可用来判断一种元素是金属元素还是非金属元素。通常,电负性 ， 的元素多为金属元素;电负性大于2的元素多为非金属元素。 非金属元素的电负性越大,非金属元素越 ;金属元素的电负性越小,金属元素越 。 判断化学键类型,两种元素电负性差值越大的越易形成离子键,差值越小越易形成共价键。 (3)电负性的变化规律 同一周期:从左到右,元素的电负性 。 同一主族:从上到下,元素的电负性 。,吸引电子,越强,越弱,小,于2,活泼,活泼,递增,递减,【练一练2】 下列有关元素性质的说法不正确的是( ) A.具有下列电子排布式的原子中,1s22s22p63s23p21s22s22p31s22s22p2 1s22s22p63s23p4,原子半径最大的是 B.下列原子的外围电子排布中,3s23p13s23p23s23p33s23p4,对应的第一电离能最大的是 C.Na、K、Rb N、P、As O、S、Se Na、P、Cl,元素的电负性随原子序数的增加而递增的是 D.某元素的逐级电离能(kJmol-1)分别为738、1 451、7 733、10 540、 13 630、17 995、21 703,当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是 X+ X2+ X3+ X4+,D,自主整理,1.电子排布的一个顺序 1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d 2.元素二性质 (1)电离能;(2)电负性。 3.原子核外电子排布三原理 (1)能量最低原理;(2)泡利不相容原理;(3)洪特规则。 4.核外电子排布两图式 (1)电子排布式;(2)轨道表示式。,考点突破 解疑难 提知能,核外电子排布,考点一,典例引领,(1)(2014年新课标全国理综)基态Fe原子有 个未成对电子。Fe3+的电子排布式为 。 (2)(2014年江苏化学)Cu+基态核外电子排布式为 。 (3)(2012年浙江自选模块)可正确表示原子轨道的是 。 A.2s B.2d C.3px D.3f 写出基态镓(Ga)原子的电子排布式: 。,(4)(2013年四川理综)S基态原子的核外电子排布式是 。 (5)(2012年福建理综)基态Mn2+的核外电子排布式为 。 (6)(2013年福建理综)基态铜原子的核外电子排布式为 。 (7)(2011年福建理综)基态氮原子的价电子排布式是 。 (8)(2013年新课标全国理综)Ni2+的价层电子排布图为 。,答案: (1)4 1s22s22p63s23p63d5 (2)Ar3d10或1s22s22p63s23p63d10 (3)AC 1s22s22p63s23p63d104s24p1 (4)1s22s22p63s23p4 (5)1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5 (6)1s22s22p63s23p63d104s1 (7)2s22p3 (8),归纳总结,1.基态原子核外电子排布的表示方法,2.洪特规则特例 当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,体系的能量最低。如24Cr的基态原子电子排布式为:1s22s22p63s23p63d54s1,而不是:1s22s22p63s23p63d44s2。 【特别提示】 电子的填充顺序与排布式的书写顺序不完全一致,如21号以后的元素虽然电子先排在能量较低的4s,后填入3d,但书写电子排布式时仍把3d写在前面。,(2015沈阳模拟)下列说法中正确的是( ) A.原子核外电子排布式为1s2的原子与原子核外电子排布式为1s22s2的原子化学性质相似 B.Fe3+的最外层电子排布式为:3s23p63d5 C.基态铜原子的轨道表示式 D.基态碳原子的轨道表示式,跟踪训练,B,1.元素原子结构、周期表位置及元素性质之间的关系,考点剖析,元素性质的递变规律,考点二,2.原子结构与元素性质的递变规律,(2015山东青岛模拟)现有三种元素的基态原子的电子排布式如下:1s22s22p63s23p4;1s22s22p63s23p3;1s22s22p5。则下列有关比较中正确的是( ) A.第一电离能: B.原子半径: C.电负性: D.最高正化合价:,典型例题,【误区警示】 第一电离能大小比较的易错点 同周期主族元素,第A族(np0)和第A族(np3),因p轨道处于全空或半满状态,比较稳定,所以其第一电离能大于同周期右侧相邻的第A族或第A族元素,如第一电离能MgAl,PS。,A,(2015陕西高三下学期第一次联考)四种短周期元素A、B、C、D的原子序数依次递增。其中A、B、C三种元素基态原子的2p能级上都有未成对电子。且未成对电子个数分别是2、3、2;D与C 可以形成D2C和D2C2两种化合物。回答下列问题: (1)已知A元素与氢元素形成的某种气态化合物在标准状况下的密度为1.161 g/L,则在该化合物的分子中A原子的杂化方式为 。 (2)A、B、C三种元素的第一电离能由小到大的顺序为 (填元素符号)。 (3)+1价气态基态阳离子再失去一个电子形成+2价气态基态阳离子所需要的能量称为第二电离能I2,依次还有I3、I4、I5,推测D元素的电离能第一次突增应出现在第 电离能。,变式训练,答案:(1)sp1 (2)CON (3)二,课堂演练 试身手 强素能,基础题组,1.(2015湖南长沙模拟)某原子核外共有6个电子,分布在K与L电子层上,其基态原子在L层分布中正确的是( ),D,2.(2014山西大同高三模拟)下列有关说法错误的是( ) A.H2O、NH3、CH4分子的中心原子均为sp3杂化轨道类型 B.P、S、Cl元素的最高化合价依次升高 C.N、O、F电负性依次增大 D.Na、K、Rb第一电离能逐渐增大,D,3.(2015吉林长春质检)芦笋中的天冬酰胺(结构如图)和微量元素硒、钼、铬、锰等,具有提高身体免疫力的功效。,(1)天冬酰胺所含元素中, (填元素名称)元素基态原子核外未成对电子数最多。 (2)H2S和H2Se的参数对比见表。,H2Se的晶体类型为 ,含有的共价键类型为 。 H2S的键角大于H2Se的原因可能为 。,(3)已知钼(Mo)位于第五周期B族,钼、铬、锰的部分电离能如表所示:,A是 (填元素符号),B的价电子排布式为 。,答案:(1)氮(2)分子晶体 极性键(或键) 由于HS键键长较短,两氢原子距离更近,斥力更强,因而H2S的键角更大(或由于S的电负性比Se大,使共用电子对间的排斥力变大,因而H2S的键角更大) (3)Mn 3d54s1,高考题组,1.(2013年四川理综)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X原子的最外层电子数之比为43,Z原子比X原子的核外电子数多4。下列说法正确的是( ) A.W、Y、Z的电负性大小顺序一定是ZYW B.W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是WXYZ C.Y、Z形成的分子的空间构型可能是正四面体 D.WY2分子中键与键的数目之比是21,C,2.(2013年上海化学)X、Y、Z、W是短周期元素,X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构,工业上通过分离液态空气获得其单质;Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等;Z元素+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同;W元素原子的M层有1个未成对的p电子。下列有关这些元素性质的说法一定正确的是( ) A.X元素的氢化物的水溶液显碱性 B.Z元素的离子半径大于W元素的离子半径 C.Z元素的单质在一定条件下能与X元素的单质反应 D.Y元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点,C,3.(2014年安徽理综节选)Na、Cu、O、Si、S、Cl是常见的六种元素。 (1)Na位于元素周期表第 周期第 族;S的基态原子核外有 个未成对电子;Si的基态原子核外电子排布式为 。 (2)用“”或“”填空:,答案:(1)三 A 2 1s22s22p63s23p2(2) ,
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