高中化学一轮复习 第七单元 第32讲 原子结构与性质课件.ppt

第七单元 物质结构与性质 选考 第32讲原子结构与性质 考纲导视 考纲定位 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 1 36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 基础反馈 正误判断 正确的画 错误的画 1 1s电子云界面图是一个球面 表示在这个球面以外 电 子出现的概率为零 2 氢光谱是元素的所有光谱中最简单的光谱之一 3 元素的性质呈现周期性变化的根本原因是原子核外电 子排布呈现周期性变化 4 3s2和3s23p5能形成AB2型化合物 5 当碳原子的核外电子排布图由时 碳原子要向外界环境释放能量 转变为 6 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 7 Fe3 的最外层电子排布式为3s23p63d5 8 基态铜原子的最外层的电子排布图 9 P元素的第一电离能小于S元素的第一电离能 10 根据主族元素最高正化合价与族序数的关系 推出卤 族元素最高正价都是 7 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 考点一 原子结构 知识梳理 1 能层 能级和最多容纳电子数之间的关系 1 2 1 2 2 3 6 8 1 2 5 6 3 32 10 续表 2 3 6 5 10 7 14 1 32 2n2 2 原子轨道的形状和能量关系 球形 纺锤形 1 轨道形状 s电子的原子轨道呈 p电子的原子轨道呈 2 能量关系 相同能层上原子轨道能量的高低 ns np nd nf 形状相同的原子轨道能量的高低 1s 2s 3s 4s 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npx npy npz轨道的能量相等 3 原子核外电子的排布规律 1 三个原理 最低状态 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 构造原理示意图如下图 泡利原理 在一个原子轨道里最多只能容纳 个电子 而且自旋状态 2 相反 单独占据一个轨道 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 而且自旋状态 2 基态原子核外电子排布的表示方法 相同 1s22s22p63s23p4 Ne 3s23p4 3s23p4 4 电子的跃迁与原子光谱 低能级 较高能级 1 电子的跃迁 较高能级 低能级 基态 激发态 当基态原子的电子吸收能量后 会从 跃迁到 变成激发态原子 激发态 基态 激发态原子的电子从 跃迁到 时会释放出能量 吸收 释放 2 原子光谱 不同元素的原子发生跃迁时会 或 不同的光 可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱 总称原子光谱 考点集训 例1 下列表示钠原子的式子中能反映能级差别和电子自 旋状态的是 A C 1s22s22p63s1 D 解析 只有轨道排布式 电子排布图 才能反映出电子的自旋状态 答案 D 例2 1 2014年新课标卷 基态Fe原子有 个未成 对电子 Fe3 的电子排布式为 2 2014年江苏卷 Cu 基态核外电子排布式为 3 2014年新课标卷 改编 铜的价电子排布图 4 2013年新课标卷 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 2013年四川卷 S的基态原子的核外电子排布式为 6 2013年福建卷 基态铜原子的核外电子排布式为 7 2013年浙江卷 基态锗 Ge 原子的电子排布式是 8 2013年新课标卷 Ni2 的价电子排布图为 答案 1 41s22s22p63s23p63d5 2 Ar 3d10或1s22s22p63s23p63d10 3 4 M94 5 1s22s22p63s23p4 6 1s22s22p63s23p63d104s1或 Ar 3d104s1 7 1s22s22p63s23p63d104s24p2 8 方法技巧 核外电子排布的表示方法 1 电子排布式 按电子排入各电子层中各能级的先后顺序 用能级符号依次写出各能级中的电子数 同时注意特例 如Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 2 简化电子排布式 用 稀有气体 价层电子 的形式表 示 如Cu Ar 3d104s1 3 电子排布图 轨道表示式 用方框 或圆圈 表示原子轨 道 用 或 表示自旋状态不同的电子 按排入各电子层 中各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写 如 4 原子结构示意图 如S的原子结构示意图为 Mg2 1s22s22p6 C 例3 下列原子或离子的电子排布式或电子排布图正确的是 违反能量最低原则的是 违反洪特规则的是 违反泡利原理的是 P Ca2 1s22s22p63s23p6 F 1s22s23p6 Cr 1s22s22p63s23p63d44s2 Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 解析 根据核外电子排布规律 中错误在于电子排完2s能级后应排2p能级而不是3p能级 正确的应为1s22s22p6 中没有遵循洪特规则 电子在能量相同的轨道上排布时 应尽可能分占不同的轨道并且自旋状态相同 正确的应为 中忽略了能量相同的原子轨道在半充满状态时 体系的能量较低 原子较稳定 正确的应为1s22s22p63s23p63d54s1 和 正确 违反泡利原理和洪特规 则 正确的电子排布图应为 答案 方法技巧 1 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 当出现d轨道时 虽然电子按ns n 1 d np的顺序填充 但在书写电子排布式时 仍把 n 1 d放在ns前 如Fe 1s22s22p63s23p63d64s2 3 注意对比元素电子排布式 价电子排布式 即外围电子排布式 的区别与联系 如Fe的电子排布式 1s22s22p63s23p63d64s2或 Ar 3d64s2 价电子排布式 3d64s2 考点二 电离能与电负性的规律及其应用 知识梳理 1 电离能 态原子或气态离子 1 定义 失去一个电子所需要的最 M2 g M3 g 小能量叫做电离能 2 分类 3 影响因素 电离能数值的大小取决于原子的 有效核电荷数 电子层结构 及原子的半径 4 电离能的变化规律 碱金属 稀有气体 由小到大 减小 增大 2 电负性 吸引电子能力 越强 1 概念 元素的原子在化合物中 的标度 2 意义 电负性越大 其原子在化合物中吸引电子的能力 3 电负性的变化规律 逐渐增大 逐渐减小 同周期 左 右 同主族 上 下 3 原子结构与元素性质 1 元素周期表的结构与性质特点 A族 A族 ns1 2 A族 A族 0族 ns2np1 6 He除外 B族 族 B族 B族 2 元素周期律 减小 增大 增大 大 减小 增大 减小 3 对角线规则 在元素周期表中 某些主族元素与右下方 的主族元素的有些性质是相似的 如 考点集训 例4 已知X Y是主族元素 I为电离能 单位是 A 元素X的常见化合价是 1B 元素Y是第 A族元素C 元素X与氯形成化合物时 化学式可能是XClD 若元素Y处于第三周期 它可与冷水剧烈反应 解析 由数据分析X中I2 I1 X易呈 1价 为第 A族 A C均正确 Y中I4 I3 易呈 3价 应在第 A族 B正确 若Y处于第三周期 则Y为铝元素 铝单质不与冷水反应 D错误 答案 D 方法技巧 电离能的应用 1 判断元素金属性的强弱 电离能越小 金属越容易失去 电子 金属性越强 反之越弱 2 判断元素的化合价 I1 I2 表示各级电离能 如果某元素的In 1 In 则该元素的常见化合价为 n 如钠元素I2 I1 所以钠元素的化合价为 1 3 判断核外电子的分层排布情况 多电子原子中 元素的各级电离能逐级增大 有一定的规律性 当电离能的变化出现突变时 电子层数就可能发生变化 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 有1个 并且A 和B 的电子数相差为8 与B位于同一周期 例5 1 2013年新课标卷 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 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 D2 的价层电子排布图为 四种元素中第一电离能最小的是 填元素符号 后同 电负性最大的是 2 2013福建卷 依据第二周期元素第一电离能的变化规律 参照图中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 3 2013安徽卷 X Y Z W是元素周期表中原子序数依 次增大的四种短周期元素 其相关信息如下表 W位于元素周期表第 周期第 族 W的原子半径比X的 填 大 或 小 下同 Z的第一电离能比W的 4 2013年山东卷 第一电离能介于B N之间的第二周期 元素有 种 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 Ar 3d64s2排布 C为Fe D为Ni 同一周期从左到右元素的第一电离能 除 A A族特殊外 电负性逐渐增大 四种元素中K的第一电离能最小 F的电负性最大 3 由题目信息推知 X为碳 Y为氧 Z为铝 W为硅 硅位于第三周期 A族 其原子半径大于碳 Al的第一电离能小于Si 4 同一周期中元素的第一电离能随原子序数递增 呈现逐渐增大的趋势 但在 A族与 A族 A族与 A族间存在特殊性 所以第一电离能介于B和N之间的有Be C O三种 答案 1 KF 2 3 三 A大 小 4 3 方法技巧 例6 2015年河北秦皇岛模拟 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kJ mol 1 下列 关于元素R的判断中一定正确的是 R的最高正价为 3 R元素位于元素周期表中第 A族 R元素第一电离能大于同周期相邻元素 R元素基态原子的电子排布式为1s22s2 A B C D 解析 由表中数据可知 R元素的第三电离能与第二电离能的差距最大 故最外层有2个电子 最高正价为 2 位于第 A族 可能为Be或者Mg 因此 不正确 正确 不确定 短周期第 A族 ns2np0 的元素 因p轨道处于全空状态 比较稳定 所以其第一电离能大于同周期相邻主族元素 正确 答案 B 例7 A B C D E F六种短周期元素 原子序数依次增大 A B的阴离子与C D的阳离子的电子排布式均为1s22s22p6 A原子核外有2个未成对电子 C单质可与热水反应但不能与冷水反应 E F原子在基态时填充电子的轨道数有9个 且E原子核外有3个未成对电子 F能与A形成相同价态的阴离子 且离子半径A小于F 用元素符号回答 1 上述六种元素中 元素的第一电离能最大 理由是 2 C D元素的第一电离能较大的是 原因是 3 六种元素按电负性从小到大排列顺序是 4 C D E F元素形成的最高价氧化物是离子化合物的是 是共价化合物的是 解析 A B的阴离子与C D的阳离子的电子排布式均为1s22s22p6 A B在第二周期 A原子核外有2个未成对电子 是氧元素 B只能为氟元素 C D在第三周期 C单质可与热水反应但不能与冷水反应 为镁元素 D只能是铝元素 F能与A形成相同价态的阴离子 且离子半径A小于F F为硫元素 E原子在基态时填充电子的轨道数有9个 且E原子核外有3个未成对电子 是磷元素 答案 1 F 其最外层有7个电子且原子半径小 容易得 电子 不容易失电子 2 MgMg最外层3s轨道全满 3p全空 是较稳定状态 3 Mg Al P S O F 4 MgO Al2O3P2O5 SO3 例8 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 2 B元素在元素周期表中的位置 离 子半径 B 填 大于 或 小于 A 3 C原子的电子排布图是 其原子核外有 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 答案 1 1s22s22p63s1 2 第三周期第 A族 小于 3 3 2p 哑铃 4 1s22s22p63s23p5或 Ne 3s23p5 5 NaOH Al OH 3 NaAlO2 2H2O3HCl Al OH 3 AlCl3 3H2O 方法技巧 原子结构与元素性质的递变规律 续表