高考化學總復習 第十二章 37 原子結構與性質(zhì)課件

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1、第十二章物質(zhì)結構與性質(zhì)(選修3) 第37講原子結構與性質(zhì)微考點大突破 微考點大突破 探微提能點點結合 1能層與能級多電子原子的核外電子的能量是不同的，按電子的能量差異將其分成不同的能層(n)；各能層最多容納的電子數(shù)為 _。對于同一能層里能量不同的電子，將其分成不同的能級(l)；同一能層里，能級的能量按 _的順序升高，即E(s)E(p)E(d)E(f)。微考點1原子結構與核外電子排布 基礎微回扣s、p、d、f 2n2 各能層所包含的能級類型及各能層、能級最多容納的電子數(shù)見下表：能層(n)一二三四五符號K L M N O能級(l) 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s最

2、多電子數(shù)2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 22 8 18 322n 2 2.構造原理絕大多數(shù)元素的原子核外電子的排布遵循如下圖所示的排布順序，人們把它稱為 _。構造原理 說明：(1)從圖中可以看出，不同能層的能級有交錯現(xiàn)象，如E(3d)E(4s)、E(4d)E(5s)、E(5d)E(6s)、E(6d)E(7s)、E(4f)E(5p)、E(4f)E(6s)等。(2)構造原理是書寫基態(tài)原子電子排布式的依據(jù)，也是繪制基態(tài)原子電子排布圖(即軌道表示式)的主要依據(jù)之一。 3基態(tài)原子核外電子排布式書寫應遵循的規(guī)律基態(tài)原子核外電子排布式的書寫要考慮 _、_、 _等多方面因素?！澳芰肯嗤脑榆壍?/p>

3、在全滿(如p6，d10)、半滿(如p3，d5)和全空(p0，d0)狀態(tài)時，體系的能量最低”，這一點違反了洪特規(guī)則，可看成是洪特規(guī)則的特例。如：24Cr的電子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1(3d5、4s1均為半充滿狀態(tài))；29Cu的電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1(3d10為全充滿狀態(tài)，4s 1為半充滿狀態(tài))。洪特規(guī)則 能量最低原理 泡利不相容原理 注意(1)電子在躍遷時，從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時，將釋放能量，相反則吸收能量。(2)電子躍遷的應用：因為每種原子的原子光譜是特定的，所以用電子的躍遷可以判斷元素的存在，如應用焰色反

4、應來判斷元素的種類就是電子躍遷的應用。 4電子云和原子軌道原子核外電子運動的特點是運動空間極小、極高速運動。所以要用電子云來描述核外電子運動特征。1s、2s、3s、4s相比較，原子軌道半徑大小順序是1s2s3s4s。2px、3px、4px相比較，原子軌道半徑大小順序是2px3px4px。下面是部分原子軌道圖：特別提醒確定某個原子軌道需能層、能級、伸展方向三個方面， 而確定某個電子運動狀態(tài)需能層、能級、伸展方向、自旋狀態(tài)四個方面。 三個要點原子結構“三、二、一”要點三個原理：核外電子排布三個原理能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則兩個圖式：核外電子排布兩個表示方法電子排布式、電子排布圖一個順序：核外

5、電子排布順序構造原理 我的警示在寫基態(tài)原子的電子排布圖時，常出現(xiàn)以下錯誤： 判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫“”。1p能級能量一定比s能級的能量高( )警示：決定電子能量高低的首先是能層，2p能級的能量比3s能級能量低。2鉀元素的基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d1( )警示：基態(tài)原子的電子排布要遵守能量最低原理，3d能級的能量高于4s能級，所以鉀元素的基態(tài)原子的電子排布式為1s 22s22p63s23p64s1。 3鐵元素基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s23d6( )警示：基態(tài)原子的核外電子填充原子軌道時，是按構造原理的順序，但書寫電子排布式

6、時，應按能層順序，而不按填充順序。4磷元素基態(tài)原子的電子排布圖為警示：由洪特規(guī)則可知，磷元素基態(tài)原子的電子排布圖為 ( ) 1原子結構示意圖(1)含義：表示原子核外電子分層排布和核電荷數(shù)。(2)舉例：硫的原子結構示意圖： 。3電子排布式(1)含義：用數(shù)字在能級符號右上角標明該能級上排布的電子數(shù)。(2)舉例：氯原子的電子排布式：1s 22s22p63s23p5或Ne3s23p5。 方法微總結 4電子排布圖(1)含義：每個方框代表一個原子軌道，每個箭頭代表一個電子。(2)舉例：氟原子的電子排布圖： 【微典通關1】A、B、C、D、E代表5種元素。請?zhí)羁眨?1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子，

7、次外層有2個電子，其元素符號為_；(2)B元素的負一價離子和C元素的正一價離子的電子層結構都與氬相同，B的元素符號為_，C的元素符號為_；(3)D元素的正三價離子的3d亞層為半充滿，D的元素符號為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _，其基態(tài)原子的電子排布式為_；(4)E元素的基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，只有一個未成對電子，E的元素符號為_，其基態(tài)原子的電子排布式為_。Cu N Cl K 1s 22s22p63s23p63d64s2(或Ar3d64s2) Fe 1s22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d104s1) 解析：(1)A元素基態(tài)原子的電子排布圖由題意可寫成：

8、 ，可見該元素原子核外有7個電子，為氮元素，其元素符號為N。 (2)B、C的電子層結構都與Ar相同，即核外都有18個電子，則B為17號元素Cl，C為19號元素K。(3)D元素原子失去2個4s電子和1個3d電子后變成3價離子，其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，即26號元素鐵。(4)根據(jù)題意要求，首先寫出電子排布式：1s 22s22p63s23p63d104s1，該元素為29號元素Cu。 (1)任一能層的能級總是從s能級開始，而且能級數(shù)等于該能層序數(shù)；(2)以s、p、d、f排序的各能級可容納的最多電子數(shù)依次為其原子軌道數(shù)1、3、5、7的二倍；(3)構造原理中，存在

9、著能級交錯現(xiàn)象；(4)我們一定要記住前四能層的能級排布順序(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)。當出現(xiàn)d軌道時，雖然電子按ns，(n1)d，np順序填充，但在書寫電子排布式時，仍把(n1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正確；Fe：1s22s22p63s23p64s23d6錯誤。 對點微練原子核外電子的排布1(2015廈門模擬)現(xiàn)有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下：1s22s22p63s23p41s22s22p63s23p31s22s22p3 1s22s22p5則下列有關比較中正確的是()A第一電離能：B原子半徑：C電負性：D最高正化合價：應用微

10、提升 解析：為S，為P，為N，為F，由于P的p軌道處于半充滿狀態(tài)，所以其第一電離能大于S的第一電離能。答案：A 2(2015昆明模擬)下列各組表述中，兩個原子不屬于同種元素原子的是()A3p能級有一個空軌道的基態(tài)原子和核外電子的排布式為1s22s22p63s23p2的原子B2p能級無空軌道，且有一個未成對電子的基態(tài)原子和原子的最外層電子排布式為2s22p5的原子CM層全充滿而N層為4s 2的原子和核外電子排布式為1s 22s22p63s23p64s2的原子D最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)1/5的原子和最外層電子排布式為4s24p5的原子 解析：A項，3p能級有一個空軌道的基態(tài)原子，按洪特規(guī)則可得其

11、3p軌道上只能有兩個電子，所以兩個原子是同種元素的原子；B項，2p能級無空軌道，且有一個未成對電子的基態(tài)原子，它的2p能級上只能是5個電子，所以兩原子是同種元素的原子；C項，M層全充滿而N層為4s2的原子，其M層應為18個電子，而后者的M層上只有8個電子，所以兩原子不是同種元素的原子；D項，最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的1/5的原子中，最外層電子數(shù)要小于或等于8個電子，且電子總數(shù)為5的倍數(shù)，所以可得該原子可能是原子序數(shù)為5、10、15、20、25、30、35、40，其中滿足最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的1/5且符合核外電子排布規(guī)則的只能是35號元素，該元素原子的外圍電子排布式為4s 24p5，所以

12、兩原子是同種元素的原子。答案：C 對點微練元素的推斷3元素X的原子最外層電子排布式為nsnnpn1。試解答下列各題：(1)元素X的原子最外層電子排布式中的n_；原子中能量最高的是_電子，其電子云在空間有_方向，原子軌道呈_形。(2)元素X的名稱是_；它的氫化物的電子式是_；該氫化物分子結構呈_形。2 2p(寫成np也可以) 紡錘 氮 三角錐 三種互相垂直的伸展 真題微探(1)(2014浙江高考)基態(tài)鎵(Ga)原子的電子排布式：_。(2)(2014新課標全國卷)Fe3的電子排布式為_。(3)(2012福建高考)基態(tài)Mn2的核外電子排布式為_。(4)(2011福建高考)基態(tài)氮原子的價電子排布式是_

13、。(5)(2013新課標全國卷)Ni 2的價電子排布圖為_。 1s22s22p63s23p63d104s24p1 1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5 1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5 2s22p3 解析：(1)鎵(Ga)的原子序數(shù)為31，電子分布的能級為1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p。(2)Fe的原子序數(shù)為26，F(xiàn)e3的電子分布的能級為1s、2s、2p、3s、3p、3d。(3)Mn是25號元素，其電子排布式為Ar3d54s2，失去最外層2個電子，即得Mn2的電子排布式為Ar3d5。(4)氮原子的最外層有5個電子，其價電子排布式為2s22p3。(5)

14、Ni 2的價電子排布圖為 1原子結構與元素周期表(1)核外電子排布與周期的劃分：一個能級組最多容納的電子數(shù)等于一個周期所包含的元素種數(shù)，因此元素周期表中7個周期分別對應著7個能級組，前6個周期對應的元素種數(shù)分別為 _。周期的劃分與主量子數(shù)n有關：最外層電子的主量子數(shù)為n時，該元素屬第n周期。微考點2原子結構與元素周期律 基礎微回扣2、8、8、18、18、32 (2)核外電子排布與族的劃分：族的劃分與原子的價電子數(shù)和價電子排布有關。族主族0族副族族價電子(或最外層電子)排布價電子都排在最外層的ns和np軌道上ns2np6(最外層電子排布) (n1)d15ns12或(n1)d10ns12 (n1)

15、d610ns02族與價電子數(shù)關系族序數(shù)等于價電子數(shù)目BB族序數(shù)等于價電子數(shù)目，B、B族序數(shù)與s軌道電子數(shù)相等 (3)元素周期表區(qū)的劃分。s區(qū)元素： _；p區(qū)元素： _；d區(qū)元素： _；ds區(qū)元素：包括 _；f區(qū)元素：包括 _。鑭系元素和錒系元素 A族和A族 AA和0族 B族 B和B族 2原子半徑、電離能、電負性等元素性質(zhì)的周期性變化(1)原子半徑：影響原子半徑大小的因素有電子的能層數(shù)、核電荷數(shù)。同周期元素(稀有氣體元素除外)從左到右原子半徑逐漸 _，同主族元素從上到下原子半徑逐漸 _。(2)電離能：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能(用I1表示)，

16、一價氣態(tài)基態(tài)正離子再失去一個電子所需消耗的最低能量叫做第二電離能(用I2表示)，依此類推，可得到I3、I4同一種元素的逐級電離能的大小關系為I1I2I3I4即一個原子的逐級電離能是逐漸增大的。這是因為隨著電子的逐個失去，陽離子所帶的正電荷數(shù)越來越大，再要失去一個電子需克服的電性引力也越來越大，消耗的能量也越來越多。每個周期的第一個元素第一電離能 _，最后一個元素的第 一電離能 _；同族元素從上到下第一電離能 _。增大 減小 最小 變小 最大 (3)電負性：原子的電負性用以量度原子對成鍵電子吸引能力的相對大小，所以電負性表示的是原子吸引成鍵電子能力的相對強弱。同周期元素從左向右隨著原子序數(shù)的遞增

17、，原子的電負性逐漸增大；同一主族元素從上到下，電負性逐漸減小。電負性的大小也可以作為判斷元素金屬性和非金屬性強弱的尺度。金屬的電負性一般小于1.8，非金屬的電負性一般大于1.8。電負性的應用：判斷金屬元素和非金屬元素：電負性小于2的多為金屬元素，而大于2的元素多為非金屬元素。判斷化合物中元素化合價的正負：化合物中電負性小的元素顯正化合價，而電負性大的顯負化合價，如HF中，電負性FH，F(xiàn)元素和H元素的化合價分別為1價和1價。判斷化學鍵的類型：電負性差值大的元素原子間形成的化學鍵主要 是 _，而電負性差值小的元素原子間形成的化學鍵主要是 _。共價鍵 離子鍵 兩個應用1電離能的作用(1)判斷金屬性和

18、非金屬性強弱。(2)分析原子核外電子層結構，如某元素的In1 In，則該元素的最外層電子數(shù)為n。(3)判斷化學鍵類型。2電負性的應用(1)判斷一種元素是金屬元素還是非金屬元素，以及金屬性與非金屬性的強弱。(2)判斷元素在化合物中的價態(tài)。 (3)判斷化學鍵類型。 判斷正誤，正確的畫“”，錯誤的畫“”。1原子的電子層數(shù)越多，原子半徑越大( )警示：同主族元素原子的電子層數(shù)越多，原子半徑越大，不同主族的就不一定。原子半徑取決于兩個因素：電子層數(shù)和最外層電子數(shù)，前者有使原子半徑變大的趨勢，后者有使原子半徑變小的趨勢。例如，鋰原子半徑比氯原子半徑大。2根據(jù)元素周期律，氮與氧、鎂與鋁相比，都是后者的第一電

19、離能大( )警示：氮原子的2p軌道電子是半充滿、鎂原子的軌道都是全充滿，二者穩(wěn)定，第一電離能較同周期緊鄰的右邊原子的大。3過渡元素中含有非金屬元素( )警示：過渡元素是由7個副族和1個第族元素組成，全都是金屬。 元素周期律方法微總結 同周期(從左右)同主族(從上下)原子核外電子排布電子層數(shù)相同，最外層電子數(shù)逐漸增多，17(第一周期12)最外層電子數(shù)相同，電子層數(shù)遞增原子半徑逐漸減小(0族除外)逐漸增大元素主要化合價最高正價由17，最低負價由41最高正價主族序數(shù)，非金屬最低負價主族序數(shù)8原子得、失電子能力得電子能力逐漸增強，失電子能力逐漸減弱得電子能力逐漸減弱，失電子能力逐漸增強元素的第一電離能

20、第一電離能呈增大的趨勢第一電離能逐漸減小元素的電負性電負性逐漸增大電負性逐漸減小 同周期(從左右)同主族(從上下)元素金屬性、非金屬性金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱最高價氧化物對應水化物的酸堿性堿性逐漸減弱，酸性逐漸增強堿性逐漸增強，酸性逐漸減弱非金屬氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性生成由難到易，穩(wěn)定性逐漸增強生成由易到難，穩(wěn)定性逐漸減弱 【微典通關2】根據(jù)信息回答下列問題：A第一電離能I1是指氣態(tài)原子X(g)處于基態(tài)時，失去一個電子成為氣態(tài)陽離子X(g)所需的能量。如圖是部分元素原子的第一電離能I1隨原子序數(shù)變化的曲線圖(其中12號至17號元素的有關數(shù)據(jù)缺失)。 B不同元

21、素的原子在分子內(nèi)吸引電子的能力大小可用數(shù)值表示，該數(shù)值稱為電負性。一般認為：如果兩個成鍵原子間的電負性差值大于1.7，原子之間通常形成離子鍵；如果兩個成鍵原子間的電負性差值小于1.7，通常形成共價鍵。下表是某些元素的電負性值：(1)認真分析A圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律，推斷NaAr元素中，Al的第一電離能的大小范圍為_Al_(填元素符號)；元素符號Li Be B C O F Na Al Si P S Cl電負性值0.98 1.57 2.04 2.55 3.44 3.98 0.93 1.61 1.90 2.19 2.58 3.16Na Mg (2)從A圖分析可知，同一主族元素原子的第一電

22、離能I1變化規(guī)律是_(3)A圖中第一電離能最小的元素在周期表中的位置是第_周期_族；(4)根據(jù)對角線規(guī)則，Be、Al元素最高價氧化物對應水化物的性質(zhì)相似，它們都具有_性，其中Be(OH)2顯示這種性質(zhì)的離子方程式是_，(5)通過分析電負性值變化規(guī)律，確定Mg元素電負性值的最小范圍_；從上到下依次減小 五 A 兩 0.931.57 (6)請歸納元素的電負性和金屬性、非金屬性的關系是_；(7)從電負性角度，判斷AlCl3是離子化合物還是共價化合物？_請說出理由_(即寫出判斷的方法和結論)，請設計一個實驗方案證明上述所得到的結論。_。非金屬性越強，電負性越大；金屬性越強，電負性越小 共價化合物 Al

23、元素和Cl元素的電負性差值為1.551.7，所以形成共價鍵，為共價化合物 將氯化鋁加熱到熔融態(tài)，進行導電性實驗，如果不導電，說明是共價化合物 解析：(1)由信息所給的圖可以看出，同周期的A族元素的第一電離能最小，而A族元素中第一電離能小于A族元素中第一電離能，故NaAlMg。(2)從圖中可看出同主族元素第一電離能從上到下逐漸減小。(3)根據(jù)第一電離能的遞變規(guī)律可以看出，圖中所給元素中Rb的第一電離能最小，其位置為第五周期第A族。(4)根據(jù)對角線規(guī)則，Al(OH)3與Be(OH)2性質(zhì)相似，Be(OH)2應為兩性，根據(jù)Al(OH) 3NaOH=NaAlO22H2O，Al(OH)33HCl=AlC

24、l33H2O可以類似的寫出Be(OH)2與酸或堿反應的離子方程式。(5)根據(jù)電負性的遞變規(guī)律：同周期從左到右電負性逐漸增大，同主族從上到下電負性逐漸減小，可知，在同周期中電負性NaMgMgCa，最小范圍應為0.931.57。 (6)因電負性可以用來衡量原子吸引電子能力大小，所以，電負性越大，原子吸引電子能力越強，非金屬性越強，反之金屬性越強。(7)AlCl3中Al與Cl的電負性差值為1.55，根據(jù)信息，電負性差值若小于1.7，則形成共價鍵，所以AlCl3為共價化合物。共價化合物和離子化合物最大的區(qū)別在于熔融狀態(tài)下是否導電，離子化合物在熔融狀態(tài)下以離子形式存在，可以導電，但共價化合物卻不能。 對

25、點微練元素周期律4(1)下表中的實線是元素周期表部分邊界，請在表中用實線補全元素周期表邊界。答案：應用微提升 (2)元素甲是第三周期第A族元素，請在方框中按氦元素的式樣，寫出元素甲的原子序數(shù)、元素符號、元素名稱、相對原子質(zhì)量和最外層電子排布。答案： (3)元素乙的3p亞層中只有1個電子，則乙原子半徑與甲原子半徑比較_。甲、乙的最高價氧化物水化物的酸性強弱為_(用化學式表示)。解析：(1)應注意短周期元素中A族與A族間因無副族元素而空行。(3)元素乙的最外層電子排布為3s23p1，為13Al，與硫為同一周期元素，原子半徑AlS，即乙甲，Al(OH)3顯兩性，故酸性Al(OH)3H 2SO4。乙

26、甲 H2SO4Al(OH)3 5下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表一種化學元素。試回答下列問題：(1)元素p為26號元素，請寫出其基態(tài)原子電子排布_。(2)h的單質(zhì)在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光，請用原子結構的知識解釋發(fā)光的原因_ _。電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時，以光(子)的形式釋放能量 1s22s22p63s23p63d64s2 (3)o、p兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表：比較兩元素的I2、I3可知，氣態(tài)o2再失去一個電子比氣態(tài)p2再失去一個電子難。對此，你的解釋是_。 元素o p電離能/kJmol1 I1 717 759I2 1 509 1 561I3 3 248

27、 2 957Mn 2的3d軌道電子排布為半滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定 (4)第3周期8種元素按單質(zhì)熔點高低的順序如圖()所示，其中電負性最大的是_(填下圖中的序號)。(5)表中所列的某主族元素的電離能情況如圖()所示，則該元素是_(填元素符號)。() ()2 Al 解析：(1)根據(jù)能量最低原理、泡利原理和洪特規(guī)則可知26號元素基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2。(2)h為鎂元素，Mg單質(zhì)在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光，電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時，以光(子)的形式釋放能量。(3)o元素為Mn，其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2，Mn2的

28、電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，其3d能級為半充滿結構，相對比較穩(wěn)定，當其失去第三個電子時比較困難，而Fe2的電子排布式為1s 22s22p63s23p63d6，其3d能級再失去一個電子即為半充滿結構，形成相對比較穩(wěn)定的結構，故其失去第三個電子比較容易。 (4)第3周期8種元素分別為鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯、氬，應是氯的電負性最大，其單質(zhì)中鈉、鎂、鋁形成金屬晶體，熔點依次升高；硅形成原子晶體，熔點最高；磷、硫、氯、氬形成分子晶體，且常溫下磷、硫為固體，氯氣、氬氣為氣體，故8種元素中單質(zhì)熔點最低的為氬，其次是氯，應是圖中的2。(5)由圖()可知，該元素的電離能I4遠大于I3，

29、故為第A族元素，周期表中所列的第A族元素i屬于第3周期，應為Al。 真題微探(2014安徽)(1)Na位于元素周期表第_周期第_族；S的基態(tài)原子核外有_個未成對電子；Si的基態(tài)原子核外電子排布式為_。(2)用“”或“”填空：第一電離能離子半徑熔點酸性Si_S O2_ NaNaCl_ Si H 2SO4_HClO4三 A 2 1s22s22p63s23p2 解析：(1)由S的基態(tài)原子核外3p能級上4個電子占據(jù)3個軌道，可知有2個電子未成對。(2)同一周期從左到右元素原子的第一電離能呈增大趨勢(但第A族的大于第A族，第A族的大于第A族的)，所以SiS；核外電子總數(shù)相同的簡單粒子，核電荷數(shù)越大，半徑越小，所以r(11Na)r(8O2)；原子晶體的熔點一般高于離子晶體的熔點，所以熔點：NaClSi；同一周期，從左到右最高價氧化物對應水化物的酸性依次增強，所以酸性：HClO 4H2SO4。