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選修3 物質結構與性質 第1講 原子結構,考點突破,基礎梳理,課堂演練,基礎梳理 抓主干 固雙基,知識梳理,一、原子軌道與原子核外電子排布 1.電子層與能級 (1)電子層 根據(jù)多電子原子的核外電子的 不同,將核外電子分成不同的電子層,用n表示,n=1,2,3,4,…,n越大,該電子層中的電子能量 。原子核外電子的每一電子層最多可容納的電子數(shù)為 。 (2)能級 多電子原子中,同一電子層的電子,能量也不同,還可以把它們分成 ;同一電子層里,能級的能量按s、 、d、 的順序升高。,能量,越高,2n2,能級,p,f,2.原子軌道,,,各電子層包含的能級類型、軌道數(shù)目及最多容納的電子數(shù):,3.核外電子排布,(1)排布規(guī)律 ①能量最低原理 原子的核外電子排布遵循能量最低原理,使整個原子的能量處于 ?；鶓B(tài)原子的核外電子排布的順序為:1s2s2p3s3p4s 4p 4d…… ②泡利不相容原理 1個原子軌道里最多容納 個電子,且它們的自旋方向 。 ③洪特規(guī)則 電子排布在同一能級的不同軌道時,基態(tài)原子中的電子將盡可能 , ,且自旋方向 。,最低狀態(tài),3d,5s,2,分占不同的,軌道,相同,相反,(2)表示方法 ①電子排布式 用核外電子排布的 及各 上的電子數(shù)來表示電子排布的式子。如O:1s22s22p4、Al:1s22s22p63s23p1、Ca:1s22s22p63s23p64s2、Fe:1s22s22p63s23p63d64s2。 注:內層電子排布可用相應的稀有氣體元素符號加括號來表示,如Al:[Ne]3s23p1、Ca:[Ar]4s2。 ②軌道表示式 軌道表示式用小圓圈(或方框、短線)表示一個原子軌道,用箭頭“↑”或“↓”來區(qū)別自旋狀態(tài)不同的電子。如Na、Cl的軌道表示式為:,能級,能級,,,4.原子狀態(tài)與原子光譜 (1)基態(tài)原子:處于 能量的原子叫基態(tài)原子。 (2)激發(fā)態(tài)原子:當基態(tài)原子的電子吸收能量后,電子會躍遷到較高能級,變成激發(fā)態(tài)原子。 (3)原子光譜:不同元素原子的電子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光,可以用光譜儀攝取各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜,總稱原子光譜。利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素,稱為光譜分析。,最低,【斷一斷】 (1)n=3的電子層中可能有的最多軌道數(shù)是8。( ) (2)p能級能量一定比s能級能量高。( ) (3)3p3軌道中的電子自旋方向全部相同。( ) (4)Fe原子的基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s23d6。( ) (5)原子光譜是因為電子的躍遷引起的。( ),答案:(1) (2) (3)√ (4) (5)√,二、核外電子排布與元素周期表 (1)鮑林近似能級圖,,(2)原子核外電子排布與元素周期表中周期劃分的本質聯(lián)系:一個能級組最多所能容納的電子數(shù)等于對應周期所包含的元素種數(shù),周期表中7個周期分別對應7個 。 (3)最外層電子所在軌道的主量子數(shù)為n,該元素位于第n周期,即元素的電子層數(shù)等于該元素所處的周期數(shù)。,能級組,2.核外電子排布與族的劃分 (1)主族 ①一般來說,同主族元素原子的 相同。 ②主族元素原子的價電子全部排布在最外層的 軌道上。 ③主族元素所在族的序數(shù)等于該元素原子的 。 (2)副族 ①ⅢB～ⅦB族元素原子的價電子的數(shù)目與 相同。 ②ⅠB族和ⅡB族則是根據(jù) 軌道上是有1個還是2個電子來劃分的。 (3)稀有氣體 除氦元素外,稀有氣體元素原子的最外層電子排布均為 。 (4)對于過渡元素的原子,價電子排布為 。,價電子排布,ns或nsnp,價電子數(shù),族序數(shù),ns2np6,(n-1)d1～10ns1～2,ns,【練一練1】 X、Y、Z是3種短周期元素,其中X、Y位于同一族,Y、Z處于同一周期。X原子的外圍電子排布式為nsnnpn+2。Z原子的核電荷數(shù)是最外層電子數(shù)的三倍。下列說法正確的是( ) A.原子序數(shù)由大到小的順序為XYZ B.Y元素最高價氧化物對應水化物的化學式可表示為H3YO4 C.3種元素的氣態(tài)氫化物中Z的氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定 D.原子半徑由大到小的順序為ZYX,D,三、電離能 電負性 1.電離能及其變化規(guī)律 (1)電離能:氣態(tài)原子或氣態(tài)離子失去一個電子所需要的 叫做電離能。常用符號I表示,單位:kJmol-1。 (2)第一電離能:處于基態(tài)的氣態(tài)原子失去一個電子,生成+1價氣態(tài)陽離子所需要的能量稱為第一電離能,常用符號I1表示。 (3)電離能的意義 電離能數(shù)值的大小表示了原子在氣態(tài)時失去電子的難易程度,電離能越小,表示在氣態(tài)時該原子越 失去電子;電離能越大,表示在氣態(tài)時該原子越 失去電子。 (4)電離能的變化規(guī)律 ①同一元素:I1I2I3…。 ②同一主族元素:隨原子序數(shù)的增大,電子層數(shù)也相應增多,核電荷數(shù)和原子半徑都在增加,原子半徑增大起主要作用,所以同一主族內,第一電離能隨核電荷數(shù)增大而 。 ③同一周期元素:從左到右第一電離能變化的總趨勢是 的,但受核外電子層結構的影響有曲折起伏。,最小能量,容易,難,增大,減小,2.元素的電負性及變化規(guī)律 (1)電負性 ①元素的原子在化合物中 能力的標度。 ②電負性越大:表示其原子在化合物中吸引電子的能力 ;電負性越小,相應原子在化合物中吸引電子的能力 。 (2)電負性的作用 ①可用來判斷一種元素是金屬元素還是非金屬元素。通常,電負性 ， 的元素多為金屬元素;電負性大于2的元素多為非金屬元素。 ②非金屬元素的電負性越大,非金屬元素越 ;金屬元素的電負性越小,金屬元素越 。 ③判斷化學鍵類型,兩種元素電負性差值越大的越易形成離子鍵,差值越小越易形成共價鍵。 (3)電負性的變化規(guī)律 ①同一周期:從左到右,元素的電負性 。 ②同一主族:從上到下,元素的電負性 。,吸引電子,越強,越弱,小,于2,活潑,活潑,遞增,遞減,【練一練2】 下列有關元素性質的說法不正確的是( ) A.具有下列電子排布式的原子中,①1s22s22p63s23p2②1s22s22p3③1s22s22p2 ④1s22s22p63s23p4,原子半徑最大的是① B.下列原子的外圍電子排布中,①3s23p1②3s23p2③3s23p3④3s23p4,對應的第一電離能最大的是③ C.①Na、K、Rb ②N、P、As ③O、S、Se ④Na、P、Cl,元素的電負性隨原子序數(shù)的增加而遞增的是④ D.某元素的逐級電離能(kJmol-1)分別為738、1 451、7 733、10 540、 13 630、17 995、21 703,當它與氯氣反應時最可能生成的陽離子是③ ①X+ ②X2+ ③X3+ ④X4+,D,自主整理,1.電子排布的一個順序 1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d…… 2.元素二性質 (1)電離能;(2)電負性。 3.原子核外電子排布三原理 (1)能量最低原理;(2)泡利不相容原理;(3)洪特規(guī)則。 4.核外電子排布兩圖式 (1)電子排布式;(2)軌道表示式。,考點突破 解疑難 提知能,核外電子排布,考點一,典例引領,(1)(2014年新課標全國理綜Ⅰ)基態(tài)Fe原子有 個未成對電子。Fe3+的電子排布式為 。 (2)(2014年江蘇化學)Cu+基態(tài)核外電子排布式為 。 (3)(2012年浙江自選模塊)①可正確表示原子軌道的是 。 A.2s B.2d C.3px D.3f ②寫出基態(tài)鎵(Ga)原子的電子排布式: 。,(4)(2013年四川理綜)S基態(tài)原子的核外電子排布式是 。 (5)(2012年福建理綜)基態(tài)Mn2+的核外電子排布式為 。 (6)(2013年福建理綜)基態(tài)銅原子的核外電子排布式為 。 (7)(2011年福建理綜)基態(tài)氮原子的價電子排布式是 。 (8)(2013年新課標全國理綜Ⅱ)Ni2+的價層電子排布圖為 。,答案: (1)4 1s22s22p63s23p63d5 (2)[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10 (3)①AC ②1s22s22p63s23p63d104s24p1 (4)1s22s22p63s23p4 (5)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5 (6)1s22s22p63s23p63d104s1 (7)2s22p3 (8),,,歸納總結,1.基態(tài)原子核外電子排布的表示方法,2.洪特規(guī)則特例 當能量相同的原子軌道在全滿(p6、d10、f14)、半滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時,體系的能量最低。如24Cr的基態(tài)原子電子排布式為:1s22s22p63s23p63d54s1,而不是:1s22s22p63s23p63d44s2。 【特別提示】 電子的填充順序與排布式的書寫順序不完全一致,如21號以后的元素雖然電子先排在能量較低的4s,后填入3d,但書寫電子排布式時仍把3d寫在前面。,(2015沈陽模擬)下列說法中正確的是( ) A.原子核外電子排布式為1s2的原子與原子核外電子排布式為1s22s2的原子化學性質相似 B.Fe3+的最外層電子排布式為:3s23p63d5 C.基態(tài)銅原子的軌道表示式 D.基態(tài)碳原子的軌道表示式,跟蹤訓練,B,1.元素原子結構、周期表位置及元素性質之間的關系,考點剖析,元素性質的遞變規(guī)律,考點二,2.原子結構與元素性質的遞變規(guī)律,,,(2015山東青島模擬)現(xiàn)有三種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下:①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p5。則下列有關比較中正確的是( ) A.第一電離能:③②① B.原子半徑:③②① C.電負性:③②① D.最高正化合價:③②①,典型例題,【誤區(qū)警示】 第一電離能大小比較的易錯點 同周期主族元素,第ⅡA族(np0)和第ⅤA族(np3),因p軌道處于全空或半滿狀態(tài),比較穩(wěn)定,所以其第一電離能大于同周期右側相鄰的第ⅢA族或第ⅥA族元素,如第一電離能MgAl,PS。,A,(2015陜西高三下學期第一次聯(lián)考)四種短周期元素A、B、C、D的原子序數(shù)依次遞增。其中A、B、C三種元素基態(tài)原子的2p能級上都有未成對電子。且未成對電子個數(shù)分別是2、3、2;D與C 可以形成D2C和D2C2兩種化合物?；卮鹣铝袉栴}: (1)已知A元素與氫元素形成的某種氣態(tài)化合物在標準狀況下的密度為1.161 g/L,則在該化合物的分子中A原子的雜化方式為 。 (2)A、B、C三種元素的第一電離能由小到大的順序為 (填元素符號)。 (3)+1價氣態(tài)基態(tài)陽離子再失去一個電子形成+2價氣態(tài)基態(tài)陽離子所需要的能量稱為第二電離能I2,依次還有I3、I4、I5……,推測D元素的電離能第一次突增應出現(xiàn)在第 電離能。,變式訓練,答案:(1)sp1 (2)CON (3)二,課堂演練 試身手 強素能,基礎題組,1.(2015湖南長沙模擬)某原子核外共有6個電子,分布在K與L電子層上,其基態(tài)原子在L層分布中正確的是( ),D,2.(2014山西大同高三模擬)下列有關說法錯誤的是( ) A.H2O、NH3、CH4分子的中心原子均為sp3雜化軌道類型 B.P、S、Cl元素的最高化合價依次升高 C.N、O、F電負性依次增大 D.Na、K、Rb第一電離能逐漸增大,D,3.(2015吉林長春質檢)蘆筍中的天冬酰胺(結構如圖)和微量元素硒、鉬、鉻、錳等,具有提高身體免疫力的功效。,(1)天冬酰胺所含元素中, (填元素名稱)元素基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)最多。 (2)H2S和H2Se的參數(shù)對比見表。,,,①H2Se的晶體類型為 ,含有的共價鍵類型為 。 ②H2S的鍵角大于H2Se的原因可能為 。,(3)已知鉬(Mo)位于第五周期ⅥB族,鉬、鉻、錳的部分電離能如表所示:,,A是 (填元素符號),B的價電子排布式為 。,答案:(1)氮(2)①分子晶體 極性鍵(或σ鍵) ②由于H—S鍵鍵長較短,兩氫原子距離更近,斥力更強,因而H2S的鍵角更大(或由于S的電負性比Se大,使共用電子對間的排斥力變大,因而H2S的鍵角更大) (3)Mn 3d54s1,高考題組,1.(2013年四川理綜)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,W、X原子的最外層電子數(shù)之比為4∶3,Z原子比X原子的核外電子數(shù)多4。下列說法正確的是( ) A.W、Y、Z的電負性大小順序一定是ZYW B.W、X、Y、Z的原子半徑大小順序可能是WXYZ C.Y、Z形成的分子的空間構型可能是正四面體 D.WY2分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比是2∶1,C,2.(2013年上?；瘜W)X、Y、Z、W是短周期元素,X元素原子的最外層未達到8電子穩(wěn)定結構,工業(yè)上通過分離液態(tài)空氣獲得其單質;Y元素原子最外電子層上s、p電子數(shù)相等;Z元素+2價陽離子的核外電子排布與氖原子相同;W元素原子的M層有1個未成對的p電子。下列有關這些元素性質的說法一定正確的是( ) A.X元素的氫化物的水溶液顯堿性 B.Z元素的離子半徑大于W元素的離子半徑 C.Z元素的單質在一定條件下能與X元素的單質反應 D.Y元素最高價氧化物的晶體具有很高的熔點和沸點,C,3.(2014年安徽理綜節(jié)選)Na、Cu、O、Si、S、Cl是常見的六種元素。 (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:,答案:(1)三 ⅠA 2 1s22s22p63s23p2(2) ,