欄 目 索 引第 38講 原 子 結(jié) 構(gòu) 與 性 質(zhì) 欄 目 索 引總 綱 目 錄考 點 一 原 子 核 外 電 子 排 布考 點 二 原 子 結(jié) 構(gòu) 、 元 素 周 期 表 、 元 素 周 期 律 三 者 關(guān) 系 欄 目 索 引考 綱 導(dǎo) 學(xué)考試要點考題統(tǒng)計1.了解原子核外電子的運動狀態(tài)、能級分布和排布原理,能正確書寫136號元素原子核外電子、價電子的電子排布式和軌道表達式。2.了解電離能的含義,并能用以說明元素的某些性質(zhì)。3.了解電子在原子軌道之間的躍遷及其簡單 應(yīng)用。4.了解電負(fù)性的概念,并能用以說明元素的某些性質(zhì)。2019新課標(biāo)卷,T352019新課標(biāo)卷,T352019新課標(biāo)卷,T352019新課標(biāo)卷,T372019新課標(biāo)卷,T372019新課標(biāo)卷,T372019新課標(biāo)卷,T372019新課標(biāo)卷,T37 欄 目 索 引考 點 一基礎(chǔ)梳理1.能層與能級考 點 一 原 子 核 外 電 子 排 布 欄 目 索 引考 點 一2.原子軌道的形狀和能量高低(1)軌道形狀a.s電子的原子軌道呈球形。b.p電子的原子軌道呈紡錘形。(2)能量高低a.相同能層上原子軌道能量的高低:nsnpndnf。b.形狀相同的原子軌道能量的高低:1s2s3s4s c.同一能層內(nèi)形狀相同而伸展方向不同的原子軌道的能量相等,如np x、npy、npz軌道的能量相等。 欄 目 索 引考 點 一3.基態(tài)原子核外電子的排布規(guī)律(1)三個原理a.能量最低原理:原子核外電子排布遵循構(gòu)造原理,使整個原子的能量處于最低狀態(tài)。構(gòu)造原理示意圖: 欄 目 索 引考 點 一b.泡利原理:一個原子軌道里,最多只能容納2個電子且自旋狀態(tài)相反。c.洪特規(guī)則:當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時,基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道,而且自旋方向相同。洪特規(guī)則特例:能量相同的原子軌道填充的電子數(shù)為全空、半充滿或全充滿時,原子處于較穩(wěn)定的狀態(tài)。(2)基態(tài)原子核外電子排布的表示方法 表示方法以硫原子為例電子排布式1s22s22p63s23p4簡化電子排布式Ne3s23p4價電子排布圖(軌道表示式) 價電子排布式3s 23p43s 3p 欄 目 索 引考 點 一4.原子狀態(tài)與原子光譜(1)基態(tài)原子:處于最低能量的原子。(2)激發(fā)態(tài)原子:基態(tài)原子的電子吸收能量后,電子會躍遷到較高能級,此時原子的能量較基態(tài)高,變成激發(fā)態(tài)原子。(3)原子光譜:不同元素的原子發(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。 欄 目 索 引考 點 一自主測評1.判斷正誤(正確的畫“”,錯誤的畫“”)。(1)2s能級和2p能級所具有的原子軌道數(shù)目之比為1 3()(2)能量關(guān)系:1s2s3p3d”“3s 3p 解析由A、E最外層電子排布為ns1可知A、E為A族元素,因A為非金屬元素,故A為氫元素;B、D同族,最外層電子排布為ns 2np4,則分別為氧元素和硫元素;結(jié)合題給其他信息可推知C為鋁元素,E為鉀元素。 欄 目 索 引考 點 二考 點 二 原 子 結(jié) 構(gòu) 、 元 素 周 期 表 、 元 素 周 期 律 三 者 的 關(guān) 系基礎(chǔ)梳理1.原子結(jié)構(gòu)與元素周期表(1)原子結(jié)構(gòu)與元素在周期表中的位置關(guān)系 欄 目 索 引考 點 二(2)元素周期表的分區(qū)a.分區(qū) 欄 目 索 引考 點 二b.各區(qū)元素化學(xué)性質(zhì)及原子最外層電子排布特點 欄 目 索 引考 點 二2.原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)(1)原子半徑a.影響因素:能層數(shù)、核電荷數(shù)b.變化規(guī)律元素周期表中的同周期主族元素從左到右,原子半徑逐漸減小;同主族元素從上到下,原子半徑逐漸增大。(2)電離能a.第一電離能 氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量。第一電離能越小,越易失去電子,金屬的活潑性越強。 欄 目 索 引考 點 二b.規(guī)律同周期:第一種元素的第一電離能最小,最后一種元素的第一電離能最大。同主族:從上到下第一電離能變小。同種原子:隨著電子的逐個失去,陽離子所帶的正電荷數(shù)越來越多,再失去電子需克服的電性引力越來越大,消耗的能量越來越多,逐級電離能越來越大。(3)電負(fù)性a.含義 用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小。電負(fù)性越大的原子,對鍵合電子的吸引力越大。 欄 目 索 引考 點 二b.標(biāo)準(zhǔn)以氟的電負(fù)性為4.0作為相對標(biāo)準(zhǔn),得出了各元素的電負(fù)性(稀有氣體元素未計)。c.應(yīng)用電負(fù)性的大小可以作為判斷元素金屬性、非金屬性強弱的尺度。金屬的電負(fù)性一般小于1.8,非金屬的電負(fù)性一般大于1.8,位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”的電負(fù)性則在1.8左右,它們既有金屬性,又有 非金屬性。 欄 目 索 引考 點 二3.元素周期律 欄 目 索 引考 點 二自主測評1.判斷正誤(正確的畫“”,錯誤的畫“”)。(1)價電子排布為4s24p3的元素位于第四周期第A族,是p區(qū)元素()(2)價電子排布為5s25p1的元素位于第五周期第A族,是s區(qū)元素()(3)金屬元素的電負(fù)性均小于1.8()(4)主族元素的電負(fù)性越大,元素原子的第一電離能一定越大()(5)在元素周期表中,同周期主族元素電負(fù)性從左到右越來越大 ()(6)金屬元素電負(fù)性一定小于非金屬元素電負(fù)性()(7)在形成化合物時,電負(fù)性越小的元素越容易顯示正價()(8)第一電離能:ON() 欄 目 索 引考 點 二2.某元素的原子序數(shù)為29,試問:(1)該元素的元素名稱及元素符號是什么?(2)該元素原子的核外電子排布式是什么?(3)其電子占有多少個能層?多少個能級?(4)它的價電子排布式是什么?(5)它位于元素周期表中第幾周期?第幾族?屬于主族元素還是副族元素?屬于哪一個區(qū)?(6)它有多少個未成對電子? 欄 目 索 引考 點 二答案(1)銅Cu(2)1s22s22p63s23p63d104s1(3)4個能層7個能級(4)3d104s1(5)第四周期B族副族ds區(qū)(6)有1個未成對電子 欄 目 索 引考 點 二題 組 一 電 離 能 及 其 應(yīng) 用1.下表列出了某短周期元素R的各級電離能數(shù)據(jù)(用I1、I2 表示,單位為kJmol-1)。元素代號I 1 I2 I3 I4R 740 1500 7700 10500(1)元素R基態(tài)原子的價電子排布式可表示為,該元素位于第族;(2)R原子最外層有個電子,其最高正價為;(3)R元素的第一電離能比同周期相鄰元素的第一電離能。 欄 目 索 引考 點 二答案(1)ns2A(2)2+2(3)大解析由I3 I2知R原子最外層有2個電子,其價電子排布式為ns2;因ns軌道為全充滿狀態(tài),屬于能量低的較穩(wěn)定狀態(tài),故比同周期相鄰元素的第一電離能大。 欄 目 索 引考 點 二2.下圖是部分元素的第一電離能(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(guān)數(shù)據(jù)缺失)。(1)認(rèn)真分析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)。 (2)圖中第一電離能最小的元素在周期表中的位置是第周期第族。 欄 目 索 引考 點 二解析(1)由圖中信息可知,同周期元素中第A族元素的第一電離能最小,而第A族元素的第一電離能小于第A族元素的第一電離能,故電離能NaAlI1(O),I1(Mg)I1(Al)。 欄 目 索 引考 點 二題 組 二 電 負(fù) 性 及 其 應(yīng) 用3.(1)用“”或“”填空。負(fù)電性:NaMgAl,CNOF,ZnGeO。(2)現(xiàn)有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下:1s 22s22p63s23p4;1s22s22p63s23p3;1s22s22p3;1s22s22p5。則第一電離能:(用元素符號表示,下同),原子半徑:,電負(fù)性:,最高正化合價:。 欄 目 索 引考 點 二答案(1)NPSPSNFFNSPSN=P解析(1)同周期從左到右,元素電負(fù)性逐漸增大;同主族從上到下,元素電負(fù)性逐漸減小。(2)據(jù)電子排布式可知號元素分別為S、P、N、F。 欄 目 索 引考 點 二4.下表中給出了部分元素的電負(fù)性:已知:一般情況下,兩成鍵原子對應(yīng)元素間電負(fù)性差值大于1.7時,形成離子鍵;兩成鍵原子對應(yīng)元素間電負(fù)性差值小于1.7時,形成共價鍵。(1)根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù),可推知元素的電負(fù)性具有的變化規(guī)律是。 (2)通過分析電負(fù)性的變化規(guī)律,確定Mg元素電負(fù)性的最小范圍:。(3)現(xiàn)有下列物質(zhì):元素Al B Be C Cl F Li電負(fù)性1.5 2.0 1.5 2.5 3.0 4.0 1.0元素Mg N Na O P S Si電負(fù)性 3.0 0.9 3.5 2.1 2.5 1.8 欄 目 索 引考 點 二A.Li3NB.BeCl2C.AlCl3D.SiCa.屬于離子化合物的是(填字母,下同);b.屬于共價化合物的是;請設(shè)計一個實驗方案證明上述所得到的結(jié)論: 。答案(1)隨著原子序數(shù)的遞增,元素的電負(fù)性與原子半徑一樣呈周期性變化(2)0.91.5(3)a.Ab.BCD測定各物質(zhì)在熔融狀態(tài)下能否導(dǎo)電,若能導(dǎo)電則為離子化合物,反之則為共價化合物 欄 目 索 引考 點 二解析(1)元素的電負(fù)性是元素的基本性質(zhì),且隨著原子序數(shù)的遞增呈周期性變化。(2)根據(jù)電負(fù)性的遞變規(guī)律:同周期從左到右電負(fù)性逐漸增大,同主族從上到下電負(fù)性逐漸減小,可知在同周期中電負(fù)性NaMgMgCa,由題表中數(shù)據(jù)可確定的Mg的電負(fù)性最小范圍應(yīng)為0.91.5。(3)根據(jù)已知條件及題表中數(shù)據(jù)可知,Li 3N為離子化合物;BeCl2、AlCl3、SiC為共價化合物。共價化合物和離子化合物最大的區(qū)別在于離子化合物在熔融狀態(tài)下以離子形式存在,可以導(dǎo)電,但共價化合物不能。 欄 目 索 引考 點 二反思?xì)w納電負(fù)性的應(yīng)用 欄 目 索 引考 點 二題 組 三 元 素 “ 位 、 構(gòu) 、 性 ” 之 間 的 綜 合 判 斷5.(2019貴州適應(yīng)性考試)元素周期表前四周期元素R、X、Y、Z原子序數(shù)依次增大,RO2是紅棕色氣體;X位于元素周期表第B族;同周期元素的基態(tài)原子中,Y的未成對電子最多;基態(tài)Z+最外層有18個電子。請回答下列問題:(1)基態(tài)Y原子的價層電子軌道表示式為。(2)R的立體構(gòu)型是,寫出兩個與R具有相同立體構(gòu)型和鍵合形式的分子或離子:。 (3)R及與R相鄰的同周期元素中,第一電離能最大的是(填元素符號),原因是。(4)若過渡金屬離子具有未成對d電子,則容易吸收可見光而發(fā)生d-d躍3O 3O 欄 目 索 引考 點 二遷,因而它們的水合離子常常具有顏色;若過渡金屬離子無未成對d電子,則其水合離子是無色的。下列離子的水合離子為無色的是()A.Ti2+B.Ti4+C.Cr3+D.Cu2+答案(1) (2)平面三角形C、SO 3(或SeO3等)(3)NN原子的3p軌道為半充滿狀態(tài),相對穩(wěn)定(4)B 3d 4s 23O B 欄 目 索 引考 點 二解析根據(jù)題給信息,可以推斷R為N,X為Ti,Y為Cr,Z為Cu。(1)Cr的價層電子排布式為3d54s1,故價層電子軌道表示式為 。(2)N中N無孤電子對,立體構(gòu)型為平面三角形。與N互為等電子體的微粒有C、SO 3等,它們與N具有相同的立體構(gòu)型和鍵合形式。(3)與N同周期且相鄰的元素有C、O,同周期元素從左到右第一電離能呈增大趨勢,但由于N的2p軌道為半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,其第一電離能比O大,故第一電離能最大的為N。(4)A項,Ti2+的電子排布式為Ar3d2,有2個未成對d電子,其水合離子有顏色,錯誤;B項,Ti4+的電子排布式為1s22s22p63s23p6,無未成對d電子,其水合離子無色,正確;C項,Cr3+的電子排布式為Ar3d 3,有3個未成對d電子,其水合離子有顏色,錯誤;D項,Cu2+的電子排布式為Ar3d9,有1個未成對d電子,其水合離子有顏色,錯誤。 3d 4s 3O 3O23O 3O 欄 目 索 引考 點 二6.有四種短周期元素,它們的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等信息如下表所述:請根據(jù)表中信息填寫:(1)A原子的核外電子排布式為 。(2)B元素在元素周期表中的位置是;離子半徑:B (填“大于”或“小于”)A。(3)C元素基態(tài)原子核外電子排布圖為,其原子核外元素結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等信息A短周期中(除稀有氣體外)原子半徑最大的元素,該元素的某種合金是原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑B B與A同周期,其最高價氧化物的水化物呈兩性C在空氣中含量第二,在地殼中含量第一D海水中除氫、氧元素外含量最多的元素,其單質(zhì)或化合物是自來水生產(chǎn)過程中常用的消毒殺菌劑 欄 目 索 引考 點 二有個未成對電子,能量最高的電子為軌道上的電子,其軌道呈形。(4)D原子的電子排布式為,D-的結(jié)構(gòu)示意圖是。(5)B的最高價氧化物對應(yīng)的水化物與A的最高價氧化物對應(yīng)的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式為,與D的氫化物的水溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 欄 目 索 引考 點 二答案(1)Ne3s1或1s22s22p63s1(2)第三周期第A族小于(3) 22p啞鈴(或紡錘)(4)Ne3s 23p5或1s22s22p63s23p5(5)NaOH+Al(OH)3 NaAlO2+2H2OAl(OH)3+3HCl AlCl3+3H2O1s 2s 2p