2022-2023版高中化學(xué) 第1章 原子結(jié)構(gòu)章末復(fù)習(xí)章末重難點(diǎn)專題突破學(xué)案 魯科版選修3學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.理清能層、能級(jí)和原子軌道之間的能量和數(shù)量關(guān)系。2.理解原子核外電子排布的規(guī)律、規(guī)則，能用不同的方法表示原子的結(jié)構(gòu)。3.靈活利用“位構(gòu)性”的關(guān)系，掌握元素周期律的綜合題的分析方法。4.能根據(jù)原子核外電子排布的特點(diǎn)、元素及化合物的特殊性質(zhì)進(jìn)行元素的推斷。一、能層、能級(jí)、原子軌道與原子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的考查例1(2018·樂(lè)山沫若中學(xué)月考)下列說(shuō)法中正確的是()A任何一個(gè)能層最多只有s、p、d、f四個(gè)能級(jí)B同一原子中，2p、3p、4p能級(jí)的軌道數(shù)依次增多C在一個(gè)多電子原子中，不可能有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子D在一個(gè)多電子原子中，N層上的電子能量肯定比M層上的電子能量高答案C解析第5能層開(kāi)始含有5個(gè)能級(jí)，A錯(cuò)誤；不同電子層中p軌道均為3個(gè)，則同一原子中，2p、3p、4p能級(jí)的軌道數(shù)相同， B錯(cuò)誤；在多電子的原子中，電子填充在不同的能層，能層又分不同的能級(jí)，同一能級(jí)又有不同的原子軌道，每個(gè)軌道中最多可以填充兩個(gè)電子，自旋相反，在一個(gè)基態(tài)多電子的原子中，不可能有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子，C正確；由構(gòu)造原理得：3d軌道上電子的能量比4s軌道上的要高，D錯(cuò)誤。方法規(guī)律能層、能級(jí)、原子軌道與原子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系(1)同一能層，不同能級(jí)其原子軌道形狀不同，數(shù)目不同；不同能層，同種能級(jí)其原子軌道形狀相同，半徑不同，能量不同。(2)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與能層、能級(jí)、自旋狀態(tài)有關(guān)，同一原子內(nèi)部不存在兩個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子。二、核外電子排布表示方法的考查例2(2017·安陽(yáng)一中高二期中)下列化學(xué)用語(yǔ)的表達(dá)正確的是()A原子核內(nèi)有10個(gè)中子的氧原子：OB氯原子的結(jié)構(gòu)示意圖：CFe3的最外層電子排布式：3s23p63d5D基態(tài)銅原子的外圍電子軌道表示式：答案C解析原子核內(nèi)有10個(gè)中子的氧原子應(yīng)表示為O，A錯(cuò)誤；氯原子的結(jié)構(gòu)示意圖為，B錯(cuò)誤；Fe的原子序數(shù)是26，故Fe3的最外層電子排布式為3s23p63d5，C正確；銅的原子序數(shù)是29，基態(tài)銅原子的外圍電子排布符合洪特規(guī)則的特例，外圍電子軌道表示式為，D項(xiàng)錯(cuò)誤。易誤提醒核外電子的排布表示方法的常見(jiàn)誤區(qū)(1)當(dāng)出現(xiàn)d軌道時(shí)，雖然電子按ns、(n1)d，np的順序填充，但在書(shū)寫(xiě)電子排布式時(shí)，仍把(n1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正確，F(xiàn)e：1s22s22p63s23p64s23d6錯(cuò)誤。(2)在畫(huà)基態(tài)原子的軌道表示式時(shí)，常出現(xiàn)以下錯(cuò)誤：(違反能量最低原則)(違反泡利不相容原理)(違反洪特規(guī)則)(違反洪特規(guī)則)畫(huà)軌道表示式時(shí)，省略空軌道。如C的軌道表示式應(yīng)為，而不是。三、基態(tài)原子核外電子排布規(guī)律的綜合考查例3(2018·邢臺(tái)市月考)下列由電子排布式或軌道表示式所得的結(jié)論錯(cuò)誤的是()選項(xiàng)電子排布式結(jié)論A1s22s22p2p2p違背洪特規(guī)則B1s22s22p63s23p63d3違背能量最低原則CN的軌道表示式：違背泡利不相容原理D1s22s22p63s23p63d54s1違背能量最低原則答案D解析A項(xiàng)2px，2py，2pz就是2p能級(jí)的3個(gè)簡(jiǎn)并軌道，兩個(gè)電子排入2p能級(jí)，它們將分別占據(jù)2個(gè)簡(jiǎn)并軌道且自旋相同，而不是自旋相反地?cái)D入其中一個(gè)軌道，違反洪特規(guī)則；B項(xiàng) 3d軌道能量高于4s軌道，所以電子排布優(yōu)先占據(jù)4s軌道，電子排布式應(yīng)為1s22s22p63s23p63d14s2，違反能量最低原則；C項(xiàng)1s、2s軌道上兩個(gè)電子自旋方向相同，違反泡利不相容原理；D項(xiàng)電子排布式是正確的，此時(shí)3d和4s軌道均為半充滿結(jié)構(gòu)，能量較低，符合三個(gè)原理。易誤提醒關(guān)于核外電子排布規(guī)律理解的常見(jiàn)誤區(qū)(1)只考慮能量最低原則而忽視構(gòu)造原理，例如，要先排4s能級(jí)再排3d能級(jí)。(2)書(shū)寫(xiě)軌道表示式時(shí)，只考慮泡利不相容原理或洪特規(guī)則。四、元素的電離能和電負(fù)性的規(guī)律及應(yīng)用例4下列關(guān)于電離能和電負(fù)性的說(shuō)法中不正確的是()A元素電負(fù)性越大，元素的非金屬性越強(qiáng)B通常元素的第一電離能越小，元素的金屬性越強(qiáng)C根據(jù)元素逐級(jí)電離能的數(shù)值可以確定主族元素的最高化合價(jià)D在形成化合物時(shí)，元素的電負(fù)性大的顯正價(jià)，電負(fù)性小的顯負(fù)價(jià)答案D解析元素的電負(fù)性越大，非金屬性越強(qiáng)，得電子能力越強(qiáng)，在化合物中顯負(fù)價(jià)，A正確，D錯(cuò)誤；電離能和金屬性某種程度上都可以理解為失去電子的能力，而通常這是一致的，B項(xiàng)正確；同一電子層中電子的電離能相差不大，層與層之間電子的電離能數(shù)值上會(huì)發(fā)生突變，相差較大，所以根據(jù)逐級(jí)電離能的數(shù)值可以確定元素的核外電子的分層排布情況，主族元素的最高化合價(jià)等于其最外層電子數(shù)，C正確。方法規(guī)律(1)利用元素的第一電離能和電負(fù)性的大小可以比較元素金屬性、非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱。(2)利用兩種元素電負(fù)性的相對(duì)大小可以判斷化合物的類型、化學(xué)鍵的類型以及元素化合價(jià)的正負(fù)。(3)利用元素的逐級(jí)電離能可以判斷原子核外電子的分層排布情況和可能的化合價(jià)。五、元素周期律的綜合應(yīng)用例5(2017·山西重點(diǎn)中學(xué)協(xié)作體高三期中)有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下：1s22s22p63s23p41s22s22p63s23p31s22s22p31s22s22p5則下列有關(guān)比較中正確的是()A第一電離能：B原子半徑：C電負(fù)性：D最高正化合價(jià)：答案A解析根據(jù)元素的基態(tài)原子的電子排布式可知，分別是S、P、N、F元素。非金屬性越強(qiáng)，第一電離能越大，但由于P元素的3p軌道處于半充滿狀態(tài)，穩(wěn)定性強(qiáng)，第一電離能P大于S，故第一電離能：，A正確；原子半徑應(yīng)該是，B錯(cuò)誤；非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，則電負(fù)性應(yīng)該是，C錯(cuò)誤；F沒(méi)有正價(jià)，D錯(cuò)誤。易錯(cuò)警示(1)同周期從左到右元素的第一電離能呈增大趨勢(shì)，但要注意第A族的反常(如BeB，MgAl)，第A族的反常(如NO，PS)。同主族從上到下元素的第一電離能逐漸減小。(2)一般情況下元素的電離能越小，元素的電負(fù)性越大，但是電離能有特殊情況。六、元素的推斷及應(yīng)用例6已知元素周期表中118號(hào)元素中的四種元素的簡(jiǎn)單離子W3、X、Y2、Z都具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，下列判斷正確的是()A元素的第一電離能：XWB離子的還原性：Y2ZC氫化物的穩(wěn)定性：H2YHZD原子半徑：XW答案B解析118號(hào)元素中的四種元素的簡(jiǎn)單離子W3、X、Y2、Z都具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則W和X是金屬元素，且在周期表中W位于X的右側(cè)，Y和Z是非金屬元素，在周期表中位于W和X的上一周期，其中Z位于Y的右側(cè)。同周期元素從左到右金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)，即金屬性：XW，非金屬性：ZY，所以元素的第一電離能：XW，原子半徑：XW，離子的還原性：Y2Z，氫化物的穩(wěn)定性：H2YHZ，故B項(xiàng)正確。方法規(guī)律當(dāng)離子的電子層結(jié)構(gòu)相同時(shí)，可利用“陰上陽(yáng)下，序大徑小”的原則，確定元素在周期表中相對(duì)位置，再結(jié)合元素周期律分析選項(xiàng)。七、基于元素推斷的綜合考查例7在元素周期表前四周期中，有A、B、C、D四種元素，它們的原子序數(shù)依次增大，A原子有3個(gè)未成對(duì)電子；B元素原子次外層有8個(gè)電子，1 mol B單質(zhì)與足量鹽酸反應(yīng)可生成1 mol H2，B單質(zhì)不易與冷水反應(yīng)；C元素的3價(jià)離子的d軌道是半充滿的；D元素易形成1價(jià)離子。(1)填寫(xiě)下表：元素ABCD名稱、符號(hào)電子排布式軌道表示式屬于哪個(gè)區(qū)(2)A元素位于第_周期_族， B元素位于第_周期_族。(3)C元素位于第_周期_族，C2的電子排布式為_(kāi)，(4)寫(xiě)出B與D兩種元素形成的化合物的電子式：_，此化合物屬于_化合物。(5)四種元素中電負(fù)性最大的元素是_(用元素符號(hào)表示，下同)，第一電離能最小的元素是_。A、B兩種元素的原子半徑大小關(guān)系是_，單核離子的離子半徑大小是_。答案(1)元素AB名稱、符號(hào)氮N鎂Mg電子排布式1s22s22p31s22s22p63s2軌道表示式屬于哪個(gè)區(qū)p區(qū)s區(qū)元素CD名稱、符號(hào)鐵Fe溴Br電子排布式1s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d104s24p5軌道表示式屬于哪個(gè)區(qū)d區(qū)p區(qū)(2)2A3A(3)41s22s22p63s23p63d6(4)離子(5)NMgMgNMg2N3解析A原子有3個(gè)未成對(duì)電子，其價(jià)電子排布為2s22p3或3s23p3；1 mol B與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生1 mol H2，B為A族元素Mg或Ca，又由于B比A的原子序數(shù)大且不易與冷水反應(yīng)，則B為Mg元素，那么A為氮元素。C元素的3價(jià)離子的d軌道是半充滿的即3d5，那么它的原子的價(jià)電子排布式為3d64s2，C為鐵元素；D元素在第4周期(原子序數(shù)比C大)且易形成1價(jià)陰離子，它是溴元素。推出了A、B、C、D四種元素，則(1)(5)小題可依次推理作答。方法規(guī)律解答原子結(jié)構(gòu)、元素在元素周期表中的位置、元素及其化合物的性質(zhì)間的推斷試題的思路一般可用下面的框線關(guān)系表示：