化学选修三第一章归纳总结和练习题.doc

选修3 第一章 原子结构与性质
知识梳理
一.核外电子排布：
1、 能层：原子核外电子按______大小______排布，从内到外分为____、____、____、____、____、____、____七层，能量依次_____。各能层所能容纳的电子个数为______。
2、 能级：各能层电子的能量_______（填“相同”或“不相同”），不同能量的电子分别排布在____、____、____、____能级上，各能层的能级个数与__________相等，各能级上所能容纳的电子数分别为_____、____、____、____。
3、 原子轨道：表示电子在原子核外的一个空间运动状态。电子云轮廓图给出了电子在
的区域，这种电子云轮廓图也就是原子轨道的形象化描述。
原子轨道
轨道形状
轨道个数
s

p

d

f

4.能层、能级、原子轨道及其最多容纳电子数的关系
能层n
一
二
三
四
五
…
n
符号
K

…
…
能级
1s

…
…
…
原子轨道
1

…
…
…
最多容纳电子数
2

2

• 能级数=能层序数
• S、p、d、f能级分别有1、3、5、7个原子轨道，最多容纳电子数分别是2、6、10、14
• 各能层(n)原子轨道数目=
• 各能层(n)最多容纳的电子数=
5、原子轨道能量高低规律
l 同能层：ns np nd nf
l 形状相同的原子轨道：
1s 2s 3s 4s, 2p 3p 4p 5p
l 同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道：2px=2py=2pz
练习.比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。
(1)2s______3s (2) 2s______3d (3)3p______3s
(4) 4f______6f (5) 3d______4s
二．核外电子排布的规律：
1核外电子排布遵守 原理， 原理和 原理。
（1）.能量最低原理：
内容：原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态。
构造原理
电子的排布先后顺序为：
1s_______________________________________________________________。
（2）.泡利不相容原理：在一个原子轨道里，最多容纳_____个电子，且自旋______。表示为：
（3）.洪特规则：基态原子中的电子优先____占据一个轨道，且自旋_____。如np3应表示为：
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。而不是1s22s22p63s23p63d44s2
2.原子光谱：
（1） 基态：处于____________的原子叫做基态原子，基态原子的排布符合______________。
（2） 激发态：基态原子的电子______能量跃迁到高能层或者高能级，成为激发态原子。
（3） 基态原子的电子跃迁到高能层或者高能级时，_____能量，得到______光谱；当电子跃迁回基态时_____能量，得到______光谱。
（4）
3.基态原子核外电子排布的表示方法
(1)电子排布式：用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式
A．电子排布遵循构造原理。
B．能层低的能级要写在左边，不能按填充顺序写。
如钪(Sc)的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，而不能写成1s22s22p63s23p64s23d1。
练习。写出下列元素的原子核外电子排布式：
Al
Cu
Cr
（2）简化电子排布式
如Na的简化电子排布式为[Ne]3s1
练习。书写下列元素原子的简化电子排布式
Fe Br
（3）电子排布图：在电子排布图中，用方框表示原子轨道，用箭头表示电子。箭头方向表示电子的自旋状态。
练习.画出下列元素的电子排布图

P O
（4）外围电子排布(价电子排布式)
价电子：即能够影响元素化合价的电子。
主族元素：价电子即为最外层电子。 如Cl的外围电子排布：3S23P5
过渡元素：价电子包括最外层电子和次外层d能级电子. 如Fe的外围电子排布：3d64S2
【练习】
1.下列基态原子核外各电子排布中，违反了哪些原子或规则？正确的排布如何？
A. 硼：1s22s3
B. 氮：1s22s22px22py1
C. 铍：1s22p2
D. 铜：【Ar】3d94s2
2、几个重要的电子排布式以及电子排布图：
元 素
O
F－
Cr
Fe3＋
电子排布式

简化电子排布式

外围电子排布式

外围电子排布图

原子或离子结构示意图

二、 核外电子排布与周期、族的关系：
1、 与周期的关系：
周期数＝________________。外围电子排布为3d104s2的原子位于周期表的_______周期。
每周期元素核外电子排布，以_______开始，_______结束，依次为_____、_____、______、______、______；（以第三周期为例）
2、 与族的关系：
主族元素：族序数=原子的最外层电子数 =价电子数
副族元素：大多数族序数=（n-1)d+ns的电子数 =价电子数
4.元素周期表的分区：
除_____区外，元素最后一个电子填入哪个能级，元素便位于周期表的哪个区，按此原则共分为 ____个区。请将各自区的对应的族的位置填入下列空格内：
s区：____________________________p区：____________________________
d区：____________________________f区：____________________________
ds区：____________________________
以上5个区中，全部为金属元素的区是_________________________________
【练习】
1、 不查表，迅速写出下列元素的价电子排布式，以及在周期表中的位置。
28号元素：__________________________________________________
47号元素：__________________________________________________
35号元素：__________________________________________________
三.元素周期律
1. 同周期元素的主要化合价：
最高正价：+1递增到+7。（氟、氧例外）
负价：-4递增到-1，呈现周期性的变化。
最高正价+|负价|=8
2..原子半径：
A 原子半径的大小取决于两个因素： ____ ____和_____________。
B.同周期原子半径从左到右依次_____________；
同主族原子半径从上到下依次____________。
C．微粒半径的比较方法
（1）能层数不同时,电子层数越多, 半径越大。
（2）能层相同时,核电荷数越大，半径越小。
（3）能层、核电荷数都相同时,电子数越多，半径越大；反之，越小。
练习.比较下列微粒的半径的大小
（1）Ca Al
(2) Na+ Na F
(3) Cl- Cl
(4) K+ Ca2+ S2- Cl-
3..电离能：
（1）第一电离能概念：_______________原子失去一个电子转化为___________正离子所需要的________能量叫做___________。
（2）第一电离能的变化规律：
（1） 同一周期的电离能从左到右呈 趋势，
在___________________出现反常；如第IIA族元素 第IIIA族元素，第VA族元素 第VIA族元素。
（2） 同一主族的电离能从上到下________________；
（3） 同一原子的逐级电离能依次___________；
（4） 同一原子的电离能出现剧烈变化时说明出现_____________。
练习、将下列元素按第一电离能由大到小的顺序排列
①K Na Li ②B C Be N
③He Ne Ar ④ Na Al S P
4..电负性：
①概念：电负性是用来描述不同元素的原子对___________的_____力的大小，电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越______。
②变化规律：
A．同一周期的电负性从左到右________________；
B．同一主族的电负性从上到下________________；
．应用：电负性的大小可以用作判断
a.________________________________________________
b.________________________________________________
c.________________________________________________
5..对角线规则：
周期表中第二和第三周期处于______和______位置的三组元素
（_____和_____、_____和_____、_____和_____、），由于__________相似，单质以及化合物的性质是相似的
总结：
同周期、同主族元素性质的递变规律

性质
以第3周期为例同周期(左→右)
以IA和VIIA族为例同主族
(上→下)
原子结构
核电荷数
逐渐
逐渐
电子层数

逐渐
最外层电子数
逐渐

原子半径
逐渐
逐渐
元素性质
第一电离能
呈 趋势
逐渐
电负性
逐渐
逐渐
化合物
①最高正价由+1→+7; ②最高正化合价+│最低负化合价│=8
①最高正价和最低负价数相同; ②主族序数=最外层电子数=元 素最高正化合价
元素的金属性和非金属性
金属性逐渐
非金属性逐渐
金属性逐渐
非金属性逐渐
单质的氧化性和还原性
氧化性逐渐
还原性逐渐
氧化性逐渐,
还原性逐渐
最高价氧化物的水化物的酸碱性
酸性逐渐
碱性逐渐
酸性逐渐
碱性逐渐
气态氢化物的稳定性、还原性，
稳定性逐渐
还原性逐渐 ，
稳定性逐渐
还原性逐渐

己画一幅图来描述上述规律：

练习.1. 判断下列物质金属性和非金属性的强弱
金属性： K Ca； K Cs
非金属性： S Cl； Cl F
2.判断下列物质氧化性和还原性的强弱
氧化性： O2 S; P S
还原性： Na Mg； Ca Ba
3.判断下列物质酸碱性的强弱
酸性： HClO4 H2SO4; HBrO4 HIO4
碱性： NaOH Mg(OH)2; Ca（OH）2 Ba( OH)2
4. 判断下列物质氢化物的稳定性
稳定性：H2S H2O; H2S HF
同周期、同主族元素性质的递变规律

性质
以第3周期为例同周期(左→右)
以IA和VIIA族为例同主族
(上→下)
原子结构
核电荷数
逐渐增大
逐渐增大
电子层数
相同
逐渐增多
最外层电子数

原子半径
逐渐减小
逐渐增大
元素性质
第一电离能
呈增大趋势
逐渐减小
电负性
逐渐增大
逐渐减小
化合物
①最高正价由+1→+7; ②最高正化合价+│最低负化合价│=8
①最高正价和最低负价数相同; ②主族序数=最外层电子数=元素最高正化合价
元素的金属性和非金属性
金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强
金属性逐渐增强,非金属性逐渐弱
单质的氧化性和还原性
氧化性逐渐增强,还原性逐渐减弱
氧化性逐渐减弱,还原性逐渐增强
最高价氧化物的水化物的酸碱性
酸性逐渐增强,碱性逐渐减弱
酸性逐渐减弱,碱性逐渐增强
气态氢化物的稳定性、还原性，
稳定性逐渐增强，还原性逐渐减弱，
稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强，
当堂检测
1． X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体；X与氢元素可形成XH3；Z基态原子的M层与K层电子数相等；R2＋的3d轨道中有9个电子。请回答下列问题：
(1)Y基态原子的电子排布式是______；Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是________。
2． 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：
第一电离能
离子半径
熔点
酸性
Si____S
O2－____Na＋
NaCl____Si
H2SO4____HClO4
3． 早期发现的一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题：
(2)基态Fe原子有____个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为________________________
4． 已知：A、B、C、D、E、F六种元素的核电荷数依次增大，属于周期表中前四周期的元素。其中A原子的核外有3个未成对电子；化合物B2E的晶体为离子晶体，E原子核外的M层中只有2对成对电子；C元素是地壳中含量最高的金属元素；D单质的熔点在同周期元素形成的单质中最高；F能形成红色(或砖红色)的F2O和黑色的FO两种氧化物。回答下列问题：
(1)F原子的M层电子排布式为________________。
(2)B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为_____________________(用元素符号表示)。
5. 锗（Ge）是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：
（1）基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]____________，有__________个未成对电子。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是______________。
6. 东晋《华阳国志•南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜（铜镍合金）闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：
（1）镍元素基态原子的电子排布式为_________，3d能级上的未成对的电子数为______。
7. 砷化镓（GaAs）是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：
（1）写出基态As原子的核外电子排布式________________________。
（2）根据元素周期律，原子半径Ga_________As，第一电离能Ga________As。（填“大于”或“小于”）
8. A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元索，A2-和B+具有相同的电子构型；C、 D为同周期元索，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：
（1)四种元素中电负性最大的是 (填元素符号），其中C原子的核外电子排布式为__________。
9．前四周期元素a、b、c、d、e的原子序数依次增大，c和d位于同主族且原子序数相差8；基态a原子核外有3个能级上容纳电子且每个能级上电子数相等，且a与b和c可分别形成ab-离子和ac分子，基态e原子的M层上有2个未成对电子且无空轨道。回答下列问题：
(1)在a、b、c中，第一电离能由大到小排序为______；基态e原子的价层电子排布式为________。
10．溴化铜甲基咪唑配合物是一种制备有机玻璃的催化剂：
（1）铜元素位于 周期表中第_____族，写出基态Cu2+的电子排布式_______。
11．铁、铜及其化合物在日常生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题：
（1）铁元素在周期表中的位置是_______，基态Cu2+的核外电子排布式是__________。元素铁与铜的第二电离能分别为：ICu=1958 kJ·mol-1、IFe=1561 kJ·mol-1，ICu＞IFe的原因是_________________。
12．磷、硫、氯、砷等是农药中的重要组成元素。回答下列问题：
（1）基态砷原子的核外价电子排布式为___________。
（2）生产农药的原料PSCl3中P、S、Cl的第一电离能由大到小的顺序为_______，电负性由大到小的顺序为______
课后检测
1．A、B、C、D、E是前四周期的核电荷数依次增大元素，A原子核外s轨道电子数是p轨道电子数的2倍，C、D同一主族，D元素原子M层有一对成对的p电子，元素E位于周期表ⅠB族。请回答下列相关问题(涉及元素的请用对应的元素符号冋答）
(1)①B、C、D第一电离能由大到小的顺序为______________。
②基态E原子外围电子排布式是_______________。
2．铝及其化合物在生产、生中用途广泛。回答下列问题：
（1）在一定条件下，金属Al和Cu可以形成金属互化物Cu9Al4，基态Al原子核外电子有_____种不同的运动状态。基态Cu原子的核外电子排布式为______________。
（2）Na、Mg、Al三种元素中，第一电离能最大的是_______，原因是_____________。
3．前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A的质子数等于周期数，B与C的 P轨道均有三个成单电子，D的最高正价与最低负价代数和为4，E的最外层只有一个电子， 内层轨道处于全充满状态。试回答下列问题。
（1）基态E原子的电子排布式为_________；C和D的第一电离能较大的________(填元素符号）。
4．铜是人类最早使用的金属之一。
（1）铜元素基态原子的价电子排布式为_______，其核外能级能量的高低3d______4s（填“>”、“<”或“=”）
5．铁碳合金在现代建筑中占有十分重要的地位。
(1)基态Fe3+的M能层上电子排布式为_______，铁元素可形成多种配合物，如K3[Fe(CN)6]和Fe(CO)5，则6．磷存在于人体所有细胞中，是维持骨骼和牙齿的必要物质，几乎参与所有生理上的化学反应。回答下列问题：
（1）基态P原子的核外电子排布式为__________，有______个未成对电子。写出磷及其同周期相邻元素第一电离能的大小顺序_________。
这两种配合物所涉及的元素中，第一电离能由大到小的顺序为________，电负性最大的是_______
7．铬同铁、钴、镍、铜等金属形成的合金，用于航空、宇航、电器、仪表及高端科技领域。
（1）铬的基态原子的价电子层排布式是__________________；
8．近些年，半导体材料在电子领域发展迅速，科学家一般在分界线出寻找半导体材料，如硅、锗、砷及GaAs等化合物。回答下列问题：
（1）基态As原子的外围电子排布式为________，原子核外有______个未成对电子。
9．现有A、B、C、D、E、F原子序数依次增大的六种元素，它们位于元素周期表的前四周期。B元素含有3个能级，且毎个能级所含的电子数相间；D的原子核外有8个运动状态不同的电子；E元素与F元素处于同一周期相邻的族，它们的原子序数相差3，且E元素的基态原子有4个未成对电子。请回答下列问题：
（1）请写出：D基态原子的价层电子排布图__________；F基态原子的外围电子排布式：_________。
10．I．铬单质硬度大，耐腐蚀，是重要的合金材料。
（1）基态铬原子的价电子轨道表示式为________________；
11．由Mg、P、S、Cl、Ni等元素组成的新型材料有着广泛的用途，请回答下列问题。
（1） 基态Mg原子L层电子排布式为_____，P、S、Cl的第一电离能由大到小顺序为_______。
12．碳、硅两元素广泛存在于自然界中．请回答下列问题：
（1）基态14C原子的核外存在________对自旋方向相反的电子，硅原子的电子排布式为__________。
13．磷是人体含量较多的元素之一，磷的化合物在药物生产和农药制造等方面用途非常广泛。回答问題：
（1）基态磷原子的核外电子排布式为____________。
（2）P4S3可用于制造火柴，①第一电离能：磷_______硫；电负性；磷_________硫(填“ > ”成“<”)。
14．CuSO4和Cu(NO3)2是自然界中重要的铜盐。回答下列问题：
（1）CuSO4和Cu(NO3)2中阳离子基态核外电子排布式为_________， S、O、N三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_________。
15．研究发现，在低压合成甲醇反应中，氧化物负载的氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：
（1）基态原子核外电子排布式为________。元素与O中，第一电离能较大的是________，基态原子核外未成对电子数较多的是________。
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