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第1課原子結構與元素的性質,一、核外電子排布,K、L、M、N,1,紡錘,5,7,最低,2,不同,1,相同,二、元素性質的遞變,最外層電子數(shù),核外電子層數(shù),由大到小,由小到大,增大趨勢,逐漸減小,由小到大,由大到小,一、原子核外電子排布及表示方法1.(2015徐州高二檢測)下列各組表述中,兩個微粒不屬于同種元素原子的是()A.3p有一個空軌道的基態(tài)原子和核外電子的排布式為1s22s22p63s23p2的原子B.2p無空軌道,且有一個未成對電子的基態(tài)原子和原子的最外層電子排布式為2s22p5的原子,C.M層全充滿而N層為4s2的原子和核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s2的原子D.最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的1/5的原子和最外層電子排布式為4s24p5的原子,【解析】選C。A中3p有一個空軌道,根據(jù)洪特規(guī)則只能為,又根據(jù)能量最低原理,能量低于3p的軌道均已充滿,即其與電子排布式為1s22s22p63s23p2的原子為同種元素;B中2p有一個未成對電子但無空軌道,即為,其排布式為1s22s22p5,也為同種元素;C中M層有s、p、d三個不同類型的軌道,全充滿應為3s23p63d10與3s23p64s2非同種元素;D中最外層電子排布式為4s24p5,其電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p5,最外層電子數(shù)為7,核外電子總數(shù)為35,故也為同種元素。,2.(雙選)(2015洛陽高二檢測)下列敘述不正確的是()A.甲烷的電子式B.氟化鈉的電子式C.硫離子的核外電子排布式1s22s22p63s23p4D.碳-12原子,【解析】選B、C。B項氟化鈉的電子式應為;C項中,1s22s22p63s23p4應是硫原子的核外電子排布式,硫離子比硫原子多兩個電子,所以硫離子的核外電子排布式應是1s22s22p63s23p6。,3.有A、B、C、D四種短周期主族元素,它們的原子序數(shù)依次增大,其中A元素原子核外電子僅有一種原子軌道,也是宇宙中最豐富的元素,B元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1,C為金屬元素且原子核外p電子數(shù)和s電子數(shù)相等;D元素的原子核外所有p軌道全滿或半滿。,(1)寫出四種元素的元素符號:A;B;C;D。(2)寫出C、D兩種元素基態(tài)原子的軌道表示式:C;D。(3)寫出B、C兩種元素單質在一定條件下反應的化學方程式:。(4)寫出B元素單質和氫化物的電子式,單質,氫化物。,【解析】A元素原子核外電子僅有一種原子軌道,氫、氦都符合,在宇宙中很豐富說明是氫元素,B元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)小1應為1s22s22p3,為氮元素,C為金屬元素,且原子核外p電子數(shù)和s電子數(shù)相等,應為1s22s22p63s2,是鎂元素。D元素的原子核外所有p軌道全滿或半滿,說明為1s22s22p63s23p3,應為磷元素。,答案:(1)HNMgP,【名師點撥】核外電子排布的原則及表示方法1.原子核外電子排布原理:(1)能量最低原理:電子先占據(jù)能量低的軌道,再依次進入能量高的軌道。(2)泡利不相容原理:每個軌道最多只能容納兩個自旋狀態(tài)不同的電子。,(3)洪特規(guī)則:在能量相同的軌道上排布時,電子盡可能分占不同的軌道,且自旋狀態(tài)相同。洪特規(guī)則的特例:在等價軌道的全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)、全空時(p0、d0、f0)的狀態(tài),具有較低的能量和較大的穩(wěn)定性。如24Cr:[Ar]3d54s1、29Cu:[Ar]3d104s1。,2.核外電子排布的表示方法:(1)原子結構示意圖:可表示核外電子的分層排布和核內(nèi)質子數(shù),如。(2)電子式:可表示原子最外層電子數(shù)目,如(3)原子符號:側重表示原子核的組成,它告訴人們該原子核內(nèi)的質子數(shù)和質量數(shù),并推及中子數(shù)和核外電子數(shù),如,(4)電子排布式。①用數(shù)字在原子軌道符號右上角標明該原子軌道上排布的電子數(shù),這就是電子排布式。例如:K:1s22s22p63s23p64s1。,②簡化電子排布式:為了避免電子排布式書寫過于繁瑣,把內(nèi)層電子達到稀有氣體元素原子結構的部分以相應稀有氣體的元素符號外加方括號表示。例如:K:[Ar]4s1。③外圍電子排布式:僅將外圍電子排布表示出來的式子,如29Cu:3d104s1。,(5)軌道表示式:用方框表示一個原子軌道,每個箭頭代表一個電子,如氮原子的軌道表示式為。說明:到目前為止,我們學過的表示原子結構的化學用語有多種,它們各有不同的側重。①原子結構示意圖只能表示核外電子的分層排布和原子核內(nèi)的質子數(shù),如。,②原子符號:如側重于表示原子核的結構,它能告訴我們該原子核內(nèi)的質子數(shù)和核外電子數(shù)以及質量數(shù),并不能反映核外電子的排布情況。③電子排布式:如氧原子的電子排布式為1s22s22p4,它能告訴我們氧原子核外的電子分為2個電子層,3種不同的原子軌道,并不能告訴我們原子核的情況,也不能告訴我們它的各個電子的運動狀態(tài)。④軌道表示式,如。這個式子,對氮原子核外電子排布的情況表達得就更加詳細。,二、元素電離能和元素電負性1.(2015蘇州高二檢測)下列各元素,最易形成離子化合物的是()①第3周期第一電離能最小的元素②外圍電子構型為2s22p6的原子③2p軌道為半滿的元素④電負性最大的元素A.①②B.③④C.②③D.①④,【解析】選D。本題考查最易形成離子化合物的元素的判斷?；顫娊饘倥c活潑的非金屬易形成離子化合物。第3周期第一電離能最小的元素是鈉,易失去電子;外圍電子構型為2s22p6的原子是氖,化學性質不活潑;2p軌道為半滿的元素是氮,為非金屬;電負性最大的元素是氟,非金屬性最強,故最易形成離子化合物的是鈉和氟。,2.(2015長沙高二模擬)下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分別代表一種化學元素。試回答下列問題:,(1)元素p為26號元素,請寫出其基態(tài)原子電子排布式。(2)h的單質在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光,請用原子結構的知識解釋發(fā)光的原因:。,(3)o、p兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表:,比較兩元素的I2、I3可知,氣態(tài)o2+再失去一個電子比氣態(tài)p2+再失去一個電子難。對此,你的解釋是。(4)第3周期8種元素按單質熔點高低的順序情況如圖(Ⅰ)所示,其主族元素中電負性最大的是(填下圖中的序號)。,(5)表中所列的某主族元素的電離能情況如圖(Ⅱ)所示,則該元素是(填元素符號)。,【解析】(1)根據(jù)能量最低原理、泡利不相容原理和洪特規(guī)則可知26號元素基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2。(2)h為鎂元素,Mg單質在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光,電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時,以光(子)的形式釋放能量。,(3)o元素為Mn,其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2,Mn2+的基態(tài)離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5,其3d能級為半充滿結構,相對比較穩(wěn)定,當其失去第三個電子時比較困難,而p2+的基態(tài)離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d6,其3d能級再失去一個電子即為半充滿結構,形成相對比較穩(wěn)定的結構,故其失去第三個電子比較容易。,(4)第3周期8種元素分別為鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯、氬,其單質中鈉、鎂、鋁形成金屬晶體,熔點依次升高;硅形成原子晶體;磷、硫、氯、氬形成分子晶體,且常溫下磷、硫為固體,氯氣、氬為氣體,故8種元素按單質熔點由高到低的順序為硅、鋁、鎂、硫、磷、鈉、氯、氬,其主族元素中電負性最大的為氯。(5)由題圖可知,該元素的電離能I4遠大于I3,故為第ⅢA族元素,周期表中所列的第ⅢA族元素i屬于第3周期,應為Al。,答案:(1)1s22s22p63s23p63d64s2(2)電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時,以光(子)的形式釋放能量(3)Mn2+的3d軌道電子排布式為半滿狀態(tài),比較穩(wěn)定(4)2(5)Al,【名師點撥】1.元素的第一電離能遞變規(guī)律及其應用:(1)變化規(guī)律:同周期從左到右,第一電離能有逐漸增大的趨勢,稀有氣體的第一電離能最大,堿金屬的第一電離能最小;同周期元素中,當元素原子的原子軌道為全滿、半滿、全空時較相鄰元素要大,即第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一電離能分別大于同周期相鄰元素。如Be、N、Mg、P等。同主族從上到下,第一電離能逐漸減小。,(2)應用。①電離能是原子核外電子分層排布的實驗佐證。②用來比較元素的金屬性的強弱。I1越小,金屬性越強,表示原子失電子能力越強。,2.元素的電負性遞變規(guī)律及其應用:(1)遞變規(guī)律:隨著原子序數(shù)的遞增,元素的電負性呈周期性變化:同周期從左到右,主族元素電負性逐漸增大;同一主族從上到下,元素電負性呈現(xiàn)減小的趨勢。,(2)應用。①判斷元素類別一般大于1.8時為非金屬元素,小于1.8時為金屬元素。②確定化學鍵類型兩元素電負性差值大于1.7時一般形成離子鍵,小于1.7時一般形成共價鍵。③判斷元素價態(tài)正負在形成的化合物中電負性大的為負價,小的為正價。,三、元素“位置—結構—性質”關系1.(2015揚州高二檢測)A、B、C、D四種元素,已知A元素是地殼中含量最多的元素;B元素為金屬元素,它的原子核外K、L層上電子數(shù)之和等于M、N層電子數(shù)之和;C元素是第3周期第一電離能最小的元素;D元素在第3周期中第一電離能最大。下列有關敘述錯誤的是(),A.四種元素A、B、C、D分別為O、Ca、Na、ArB.元素A、B、C兩兩組成的化合物可為CaO、CaO2、Na2O、Na2O2等C.元素A、C簡單離子的半徑大小關系為AC,【解析】選C。地殼中含量最多的元素為氧;由題意知B元素K層和L層電子數(shù)之和為10,則M層為8個,N層為2個,故B元素為鈣;C元素是第3周期第一電離能最小的元素,為鈉;第3周期中第一電離能最大的元素為氬,故D為氬。選項C中,A的簡單離子O2-和C的簡單離子Na+具有相同的電子層結構,根據(jù)“序大徑小”的規(guī)律知r(O2-)>r(Na+)。,2.(2015大連高二檢測)X、Y、Z為短周期元素,X原子最外層只有一個電子,Y原子的最外層電子數(shù)比內(nèi)層電子總數(shù)少4,Z的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)的3倍。下列有關敘述正確的是()A.Y的外圍電子排布式為3s23p5B.穩(wěn)定性:Y的氫化物>Z的氫化物C.第一電離能:YS;X可能是H,也可能是Li或Na,H2S是共價化合物。,3.(2015銀川高二檢測)X、Y、Z、W為四種短周期主族元素,其中X、Z同族,Y、Z同周期,W是短周期主族元素中原子半徑最大的,X原子最外層電子數(shù)是核外電子層數(shù)的3倍,Y的最高正價與最低負價代數(shù)和為6。下列說法正確的是()A.Y元素最高價氧化物對應的水化物化學式為H2YO4B.原子半徑由小到大的順序為Xr(Ca)>r(S)>r(Cl)(2)1s22s22p63s23p41s22s22p63s23p6r(S2-)>r(Cl-)>r(K+)>r(Ca2+)(3)H2SO4、HClO4、KOH、Ca(OH)2酸性:HClO4>H2SO4;堿性:KOH>Ca(OH)2(4)HCl、H2SHCl>H2S因氯的原子半徑小于硫,氯的非金屬性強,【名師點撥】,