高考化学大一轮专题复习第六单元物质结构与性质第29讲原子结构与性质(选考).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六单元 物质结构与性质,(,选考,),第,29,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运动状态、能级分布和排布原理。能,正确书写,1,36,号元素原子核外电子、价电子的电子排布式,和轨道表达式。,2.,了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。,3.,了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单,应用。,4.,了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。,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),3s,2,和,3s,2,3p,5,能形成,AB,2,型化合物,(,(5),当碳原子的核外电子排布图由,转变为,时，碳原子要向外界环境释放能量,(,),。,(7),Fe,3,的最外层电子排布式为,3s,2,3p,6,3d,5,(,(6),原子核外电子排布式为,1s,2,的原子与原子核外电子排布,式为,1s,2,2s,2,的原子化学性质相似,(,),。,),。,(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,】,能层,(,n,),能级,最多容纳电子数,序数,符号,符号,原子轨道数,各能级,各能层,一,K,1s,二,L,2s,2p,三,M,3s,3p,3d,1,能层、能级和最多容纳电子数之间的关系。,1,2,1,2,2,3,6,8,1,2,5,6,3,18,10,(,续表,),2,3,6,5,10,7,14,能层,(,n,),能级,最多容纳电子数,序数,符号,符号,原子轨道数,各能级,各能层,四,N,4s,4p,4d,4f,n,1,32,2,n,2,3,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：,表示方法,以硫原子为例,电子排布式,简化电子排布式,电子排布图,(,或轨道表示式,),价电子排布式,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,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,4,Ne3s,2,3p,4,3s,2,3p,4,4.,电子的跃迁与原子光谱。,(1),电子的跃迁：,低能级,较高能级,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。,较高能级,低能级,(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。,吸收,释放,(3),基态、激发态及光谱示意图。,【,考点集训,】,例,1,下列电子排布图所表示的元素原子,中，其能量处于最,),。,低状态的是,(,A.,C.,B.,D.,解析：,电子的排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪特规,则等。,A,项，,2p,能级未排满，违背能量最低原理，错误；,B,项，,2p,能级的,3,个电子应单独占据,3,个轨道，违背洪特规则，错误；,C,项，,2p,能级未排满，违背能量最低原理，错误；,D,项，符合,电子的排布原理，能量处于最低状态，正确。,答案：,D,种元素的原子；,D,项，最外层电子,数是核外电子总数的 的原子,解析：,A,项，,3p,能级有一个空轨道的基态原子，按洪特规,则可得其,3p,轨道上只能有两个电子，所以两个原子是同种元素,的,原子；,B,项，,2p,能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态,原子，它的,2p,能级上只能是,5,个电子，所以两原子是同种元素,的原子；,C,项，,M,层全充满而,N,层为,4s,2,的原子，其,M,层应为,18,个电子，而后者的,M,层上只有,8,个电子，所以两原子不是同,中，最外层电子数要小于或等于,8,个电子，且电子总数为,5,的,30,、,35,、,40,，其中满足最,外层电子数是核外电子总数的 且符合,倍数，所以可得该原子可能是原子序数为,5,、,10,、,15,、,20,、,25,、,核外电子排布规则的只能是,35,号元素，该元素原子的最外层电,子排布式为,4s,2,4p,5,，所以两原子是同种元素的原子。,答案：,C,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,：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,1,。,2.,简化电子排布式：用,“,稀有气体,价层电子”的形式表,示。如,Cu,：,Ar3d,10,4s,1,。,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,。,Mg,2,：,1s,2,2s,2,2p,6,；,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,：,；,Cr,：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,4,4s,2,；,Fe,：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,6,4s,2,；,。,Ca,2,：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,；,F,：,1s,2,2s,2,3p,6,；,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,1s,2,2s,2,2p,6,。,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,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,5,4s,1,。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,n,s,、,(,n,1)d,、,n,p,的顺序,填充，但在书写电子排布式时，仍把,(,n,1)d,放在,n,s,前，如,Fe,：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,6,4s,2,。,(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：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,6,4s,2,或,Ar3d,6,4s,2,，价电子排布式：,3d,6,4s,2,。,考点二,电离能与电负性的规律及其应用,1,电离能。,气态原子或气态离子,(1),定义：,_,失去一个电子所需要的最,M,2,(g),M,3,(g),小能量叫做电离能。,(2),分类：,【,知识梳理,】,同周期,_,元素的第一电离能最小，,_,元素的,第一电离能最大，从左到右，元素,的第一电离能在,总体上呈现,_,的趋势,同主族,从上到下第一电离能逐渐,_,同种元,素的原子,电离能逐级,_(,例如，某种,元素的第二电离,能大于第一电离能,),(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：,分区,元素分布,价电子排布,元素性质特点,s,区,除氢外都是活泼金属元素,p,区,最外层电子参与反应,(0,族元素一般不考虑,),d,区,(,n,1)d,1,10,n,s,0,2,(Pd,除外,),d,轨道也不同程度地参与化学键的形成,ds,区,(,n,1)d,10,n,s,1,2,金属元素,f,区,镧系、锕系,(,n,2)f,0,14,(,n,1),d,0,2,n,s,2,镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近,A,族、,A,族,n,s,1,2,A,族,A,族、,0,族,n,s,2,n,p,1,6,(He,除外,),B,族,族,B,族、,B,族,元素性质,同一周期,(,左右,),同一主族,(,上下,),原子半径,逐渐,_(0,族除外,),逐渐,_,第一电离能,有,_,的趋势，,0,族元素最,_,逐渐,_,电负性,逐渐,_,逐渐,_,(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(201620,17,学年山西重点中学协作体期中,),现有四种,元素的基态原子的电子排布式如下：,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,4,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,3,1s,2,2s,2,2p,3,1s,2,2s,2,2p,5,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：,解析：,由基态原子的电子排布式可知,为,S,元素，,为,P,元素，,为,N,元素，,为,F,元素。同周期自左而右第一电离能,增大，由于,P,为半充满状态，较稳定，所以第一电离能,S,P,，,N,F,，同主族自上而下第一电离能降低，所以第一电离能,N,P,，所以第一电离能,S,P,N,F,，即,，故,A,正,确；同周期自左而右原子半径减小，所以原子半径,P,S,，,N,F,，,同主族自上而下原子半径增大，所以原子半径,P,N,，故原子半,径,P,S,N,F,，即,，故,B,错误；同周期自左,而右电负性增大，所以电负性,PS,，,N,F,，同主族自上而下电,负性降低，所以电负性,P,N,，故电负性,P,S,N,F,，即,，故,C,错误；最高正化合价等于最外层电子数，但,F,元素没有正化合价，所以最高正化合价：,，故,D,错误。,答案：,A,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,(,I,1,、,I,2,表示各级电离能,),：如果某,元素的,I,n,1,I,n,，则该元素的常见化合价为,n,。如钠元素,I,2,I,1,，,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。,元素,符号,Li,Be,B,C,O,F,Na,Al,Si,P,S,Cl,电负性,0.98,1.57,2.04,2.55,3.44,3.98,0.93,1.61,1.90,2.19,2.58,3.16,例,5,如表：,(1),根据对角线规则，,Be,、,Al,元素最高价氧化物对应水化物,的性质相似，它们都具有两性，其中,Be(OH),2,显示这种性质的,离子方程式是,_,_,。,(2),通过分析电负性变化规律，确定,Mg,元素电负性的最小,范围,_,。,(3),请归纳元素的电负性和金属、非金属的关系是,_,_,。,答案：,(1),Be(OH),2,2H,=Be,2,2H,2,O,，,Be(OH),2,2OH,(4),从电负性角度，判断,AlCl,3,是离子化合物还是共价化合,物？请说出理由，并设计一个实验方案证明上述所得结论。,_,_,(2)0.93,1.57,(3),元素的非金属性越强，电负性越大；元素的金属性越强，,电负性越小,(4)Al,元素和,Cl,元素的电负性差值为,1.551.7,，所以形成,共价键，为共价化合物。将氯化铝加热到熔融态，进行导电性,实验，如果不导电，说明是共价化合物。,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,I,1,、,I,2,、,表示，单位为,kJmol,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,1s,2,2s,2,。,A.,B.,C.,D.,电离能,I,1,I,2,I,3,I,4,R,740,1500,7700,10 500,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,(,n,s,2,n,p,0,),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,能为,I,1,738 kJmol,1,，,I,2,1451 kJmol,1,，,I,3,7733 kJmol,1,，,例,7,(2017,届河南信阳高级中学调研,)A,、,B,、,C,、,D,、,E,、,F,为原子序数依次增大的六种元素，其中,A,、,B,、,C,、,D,、,E,为短,周期元素，,F,为第四周期元素，,F,还是前四周期中电负性最小的,元素。,已知：,A,原子的核外电子数与电子层数相等；,B,元素原子,的核外,p,电子数比,s,电子数少,1,个；,C,原子的第一至第四电离,I,4,10 540 kJmol,1,；,D,原子核外所有,p,轨道为全充满或半充满；,E,元素的族序数与周期序数的差为,4,。,(1),写出,E,元素在周期表中位置：,_,；,D,元素,的原子的核外电子排布式：,_,。,(2),某同学根据题目信息和掌握的知识分析,C,的核外电子排,布为,。该同学所画的轨道式违背了,_,。,(3),已知,BA,5,为离子化合物，写出其电子式：,_,。,(4)DE,3,中心原子杂化方式为,_,，其空间构型为,_,。,解析：,(1),由题意分析知,F,为,K,，,A,为,H,，,B,为,N,；由电离,能知,C,的常见化合价为,2,价，为,Mg,，,D,为,P,，,E,为,Cl,。,(2),原子的核外电子分能级排布，按构造原理先排能量低的能级，,再排能量高的能级，遵循能量最低原理时。该同学未排满,3s,能,级就排,3p,能级，违背了能量最低原理。,(3)NH,5,为离子化合物，,子对，故分子构型为三角锥形。,答案：,(1),第三周期,A,族,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,3,(2),能量最低原理,(3),(4)sp,3,三角锥形,例,8,下表是,元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代,表一种化学元素。试回答下列问题：,(1),元素,p,为,26,号元素，请写出其基态,原子的电子排布式,_,。,(2)d,与,a,反应的产物的分,子中，中心原子的杂化方式为,_,。,比较两元素的,I,2,、,I,3,可知，气态,o,2,再失去一个电子比气态,p,2,再失去一个电子难。对此，你的解释是,_,(3)h,的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构,的知识解释发光的原因：,_,_,。,(4)o,、,p,两元素的部,分电离能数据列于下表：,_,。,元素,o,p,电离能,/(kJmol,1,),I,1,717,759,I,2,1509,1561,I,3,3248,2957,(5),第三周期,8,种元素按单质熔点,高低的顺序如图,所示，,其中电负性最大的是,_(,填图中的序号,),。,(6),表中所列的某主族元素的电离能情况如图,所示，则该,元素是,_(,填元素符号,),。,Mn,2,的基态离子的电子排布式为,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,5,，,其,3d,能级,p,2,的基态离子的电子排布式为,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,6,，其,3d,能级,解析：,(1)26,号为铁元素，其基态原子的电子排布式为,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,6,4s,2,。,(2)d,为,N,元素，,a,为,H,元素，二者形成,的,NH,3,中,N,原子的杂化形式为,sp,3,。,(3)h,为,Mg,元素，,Mg,单质,在空气中燃烧发出耀眼的白光，原因是电子从能量较高的轨道,跃迁到能量较低的轨道时,，以光,(,子,),的形式释放能量。,(4)o,元,素为,Mn,，其基态原子的电子排布式为,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,5,4s,2,，,为半充满结构，相对比较稳定，再失去一个电子比较困难，而,再失去一个电子即为半充满结构，形成相对比较稳定的结构，,故再失去一个电子比较容易。,(5),第三周期,8,种元素分别为钠、,镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩，其单质中钠、镁、铝形成金属,晶体，熔点依次升高；硅形成原子晶体；磷、硫、氯、氩形成,分子晶体，且常温下磷、硫为固体，氯气、氩为气体，故,8,种,元素按单质熔点由高到低的顺序为硅、铝、镁、硫、磷、钠、,氯、氩，其中电负性最大的为氯。,(6),由图可知，该元素的电离,能,I,4,远大于,I,3,，故为第,A,族元素，周期表中所列的第,A,族,元素,i,属于第三周期，应为,Al,。,答案：,(1),1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,6,4s,2,(2)sp,3,(3),电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光,(,子,),的形,式释放能量,(4)Mn,2,的,3d,轨道电子排布为半充,满状态，比较稳定,(5)2 (6)Al,项目,同周期,(,从左,右,),同主族,(,从上,下,),原子核外电,子排布,能层数相同，最外层电子数,逐渐增多,最外层电子数相同，能,层数递增,原子半径,逐渐减小,(0,族除外,),逐渐增大,元素主要化,合价,最高正价由,1,7(O,，,F,除外,),，最低负价由,4,1,最高正价主族序数,(O,，,F,除外,),，非金属最,低负价主族序数,8,原子得、失电,子能力,得电子能力逐渐增强；,失电子能力逐渐减弱,得电子能力逐渐减弱；,失电子能力逐渐增强,第一电离能,增大的趋势,逐渐减小,电负性,逐渐增大,逐渐减小,元素金属性、,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；,非金属性逐渐减弱,方法技巧,原子结构与元素性质的递变规律,