選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 考綱要求1.能規(guī)范書寫常見元素(136號(hào))原子核外電子的電子排布式和電子排布圖。2.能運(yùn)用原子核外電子躍遷等解釋某些實(shí)際問題。3.能用電離能、電負(fù)性等解釋元素的某些性質(zhì)。4.掌握周期表各區(qū)、周期、族的原子核外電子排布規(guī)律及元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。 1能層與能級(jí)考點(diǎn)一原子核外電子排布考點(diǎn)一原子核外電子排布 2.原子軌道 3基態(tài)原子核外電子排布依據(jù) (1)能量最低原理：原子的核外電子排布遵循構(gòu)造原理，使整個(gè)原子的能量處于 狀態(tài)。 構(gòu)造原理示意圖：最低最低 (2)泡利原理：1個(gè)原子軌道里最多容納2個(gè)電子，且它們的自旋狀態(tài) 。 (3)洪特規(guī)則：電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先 ，且自旋狀態(tài)。 洪特規(guī)則特例：當(dāng)能量相同的原子軌道在 (p6、d10、f14)、 (p3、d5、f7)和 (p0、d0、f0)狀態(tài)時(shí)，體系的能量最低，如：24Cr的電子排布式為： 。相反相反單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道相同相同全充滿全充滿半充滿半充滿全空全空1s22s22p63s23p63d54s1 4基態(tài)原子核外電子排布的表示方法 5.基態(tài)、激發(fā)態(tài)與光譜 (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(dāng)基態(tài)原子的電子 后，電子會(huì)躍遷到較高能級(jí)，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(shí)會(huì)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。最低最低吸收能量吸收能量 1寫出下列原子的電子排布式與簡(jiǎn)化電子排布式： N、Cl、Ca、Fe、Cu、As。 2基態(tài)銅原子的電子排布式為Ar4s23d9對(duì)嗎？若不對(duì)請(qǐng)糾正。 3請(qǐng)用核外電子排布的相關(guān)規(guī)則解釋Fe3較Fe2更穩(wěn)定的原因。 4以下是表示鐵原子和鐵離子的三種不同化學(xué)用語。 (1)鐵原子最外層電子數(shù)為_，鐵在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，參加反應(yīng)的電子可能是 _。 (2)請(qǐng)你通過比較、歸納，分別說出3種不同化學(xué)用語所能反映的粒子結(jié)構(gòu)信息。 提示： 1. 2.不對(duì)，應(yīng)為Ar3d104s1。 326Fe價(jià)層電子的電子排布式為3d64s2，F(xiàn)e3價(jià)層電子的電子排布式為3d5，F(xiàn)e2價(jià)層電子的電子排布式為3d6。根據(jù)“能量相同的軌道處于全空、全滿和半滿時(shí)能量最低”的原則，3d5處于半滿狀態(tài)，結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，所以Fe3較Fe2更為穩(wěn)定。 4(1)24s上的2個(gè)電子和3d上的1個(gè)電子 (2)結(jié)構(gòu)示意圖：能直觀地反映核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和核外的電子層數(shù)及各能層上的電子數(shù)。電子排布式：能直觀地反映核外電子的能層、能級(jí)和各能級(jí)上的電子數(shù)。軌道表示式：能反映各軌道的能量的高低，各軌道上的電子分布情況及自旋方向。 1下列有關(guān)認(rèn)識(shí)正確的是() A各能級(jí)的原子軌道數(shù)按s、p、d、f的順序分別為1、3、5、7 B各能層的能級(jí)都是從s能級(jí)開始至f能級(jí)結(jié)束 C各能層含有的能級(jí)數(shù)為n1 D各能層含有的電子數(shù)為2n2 解析：各能層的能級(jí)之間存在著交錯(cuò)現(xiàn)象，B錯(cuò)；各能層含有的能級(jí)數(shù)為n，C錯(cuò)；各能層最多含有的電子數(shù)為2n2，價(jià)電子層含有的電子數(shù)不一定為2n2，D錯(cuò)。 答案：A正確理解基態(tài)原子核外電子排布的依據(jù)及表示方法正確理解基態(tài)原子核外電子排布的依據(jù)及表示方法 解析：Na的簡(jiǎn)化電子排布式為Ne3s1。 答案：D 3氣態(tài)電中性基態(tài)原子的原子核外電子排布發(fā)生如下變化，吸收能量最多的是() A1s22s22p63s23p21s22s22p63s23p1 B1s22s22p63s23p31s22s22p63s23p2 C1s22s22p63s23p41s22s22p63s23p3 D1s22s22p63s23p63d104s24p21s22s22p63s23p63d104s24p1 解析：np3處于半充滿結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定，失去一個(gè)電子吸收能量多。 答案：B 4(1)可正確表示原子軌道的是_。 A2sB2d C3px D3f 寫出基態(tài)鎵(Ga)原子的電子排布式：_。 (2)基態(tài)Mn2的核外電子排布式為_。 (3)銅原子基態(tài)電子排布式為_。 (4)基態(tài)氮原子的價(jià)電子排布式是_。 解析：(1)電子層數(shù)為2的能級(jí)包括s、p；電子層數(shù)為3的能級(jí)包括s、p、d； 鎵(Ga)的原子序數(shù)為31，電子分布的能級(jí)為1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p。 (2)Mn是25號(hào)元素，其電子排布式為Ar3d54s2，失去最外層的2個(gè)電子，即得Mn2：Ar3d5。 (3)Cu是29號(hào)元素，其電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1。 (4)氮原子的最外層有5個(gè)電子，其價(jià)電子排布式為2s22p3。 答案：(1)AC1s22s22p63s23p63d104s24p1 (2)1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5 (3)1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1 (4)2s22p3 5已知X、Y、Z、W、Q、R、E七種元素中，原子序數(shù)XYZWQRE，其結(jié)構(gòu)或性質(zhì)信息見下表：根據(jù)基態(tài)原子核外電子排布推斷元素根據(jù)基態(tài)原子核外電子排布推斷元素 請(qǐng)根據(jù)信息回答有關(guān)問題： (1)元素X的原子核外共有_種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，有_種不同能級(jí)的電子。 (2)元素Y原子中能量最高的是_電子，其原子軌道呈_狀。 (3)Q的基態(tài)電子排布式為_，R的元素符號(hào)為_，E元素原子的價(jià)電子排布式為_。 (4)含有元素W的鹽的焰色反應(yīng)為_色，許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應(yīng)，其原因是_。 解析：(1)X原子的L層上s電子數(shù)等于p電子數(shù)，即其電子排布式為1s22s22p2，故X為碳元素，其原子核外共有6種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，有3種不同能級(jí)的電子； (2)因Y元素s軌道最多容納2個(gè)電子，所以n2，其原子最外層電子排布式為2s22p3，其能量最高的電子是2p電子，原子軌道呈啞鈴(紡錘)狀； (3)Z原子的M層上有1個(gè)未成對(duì)的p電子，可能為Al或Cl，單質(zhì)常溫、常壓下是氣體的只有Cl元素，故Z為氯元素，Q為鉻元素，基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1； R元素原子失去2個(gè)4s電子和1個(gè)3d電子后變成3價(jià)離子，其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2即26號(hào)元素Fe； 根據(jù)題意要求，E元素的電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，該元素為29號(hào)元素Cu，價(jià)電子排布式為3d104s1； (4)鉀元素的焰色為紫色，激發(fā)態(tài)的電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時(shí)，以一定波長(zhǎng)(可見光區(qū)域)光的形式釋放能量，形成不同的顏色。 答案：(1)63 (2)2p啞鈴(紡錘) (3)1s22s22p63s23p63d54s1Fe3d104s1 (4)紫激發(fā)態(tài)的電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時(shí)，以一定波長(zhǎng)(可見光區(qū)域)光的形式釋放能量，形成不同的顏色 1元素周期表中每周期所含元素種數(shù)考點(diǎn)二原子結(jié)構(gòu)與元素周期表考點(diǎn)二原子結(jié)構(gòu)與元素周期表 2.每族元素的價(jià)電子排布特點(diǎn) (1)主族：(2)0族：族：He：1s2；其他：；其他：ns2np6。(3)過渡元素過渡元素(副族和第副族和第族族)：(n1)d110ns12。 3元素周期表的分區(qū)與價(jià)電子排布的關(guān)系 (1)周期表的分區(qū)： (2)各區(qū)外圍電子排布特點(diǎn)： 1請(qǐng)?jiān)谙卤碇挟嫵鲈刂芷诒淼妮喞?，并在表中按要求完成下列問題： (1)標(biāo)出族序數(shù)。 (2)畫出金屬與非金屬的分界線；畫出過渡元素。 (3)標(biāo)出鑭系、錒系的位置。 (4)寫出各周期元素的種類。 (5)寫出稀有氣體元素的原子序數(shù)。 (6)標(biāo)出113118號(hào)元素的位置。 1某元素3價(jià)離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，則該元素在周期表中的位置為() AB族BB族 C族 DA族 解析：由離子的電子排布式可推出原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，價(jià)電子排布為3d64s2，因?yàn)楣灿?個(gè)價(jià)電子，所以為族。 答案：C原子結(jié)構(gòu)與元素周期表原子結(jié)構(gòu)與元素周期表 2元素周期表可以劃分為5個(gè)區(qū)，下表有關(guān)說法正確的是() As區(qū)全部是金屬元素 Bp區(qū)全部是非金屬元素 Cd區(qū)內(nèi)元素原子的價(jià)電子排布必為(n1)d110ns2 D除ds區(qū)外，以最后填入電子的軌道能級(jí)符號(hào)作為區(qū)的符號(hào) 解析：A項(xiàng)，H為非金屬；B項(xiàng)，p區(qū)左下角元素為金屬；C項(xiàng)，d區(qū)內(nèi)Cr為3d54s1。 答案：D 3某元素的原子序數(shù)為29，試問： (1)寫出該元素的名稱及元素符號(hào)。 (2)畫出該元素基態(tài)原子的電子排布式。 (3)它有多少個(gè)電子層？有多少個(gè)能級(jí)？ (4)它的價(jià)電子構(gòu)型是什么？ (5)它屬于第幾周期？第幾族？主族還是副族？屬于哪一個(gè)分區(qū)？ (6)它有多少個(gè)未成對(duì)電子？ 答案：(1)銅Cu (2)1s22s22p63s23p63d104s1 (3)4個(gè)電子層7個(gè)能級(jí) (4)3d104s1 (5)第四周期B族副族ds區(qū) (6)有1個(gè)未成對(duì)電子 1電離能、電負(fù)性 (1)第一電離能： 氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需的 。 (2)電負(fù)性： 用來描述不同元素的原子對(duì)鍵合電子吸引力的大小?？键c(diǎn)三原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)考點(diǎn)三原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)最低能量最低能量 2原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的遞變規(guī)律右下方右下方 1為什么一個(gè)原子的逐級(jí)電離能是逐漸增大的？ 2為什么鎂的第一電離能比鋁的大，磷的第一電離能比硫的大？ 3為什么Na容易形成1價(jià)離子，而Mg、Al易形成2價(jià)、3價(jià)離子？ 4判斷正誤，正確的畫“”，錯(cuò)誤的畫“” (1)電負(fù)性大于1.8的一定為非金屬，小于1.8的一定為金屬() (2)電負(fù)性差值大于1.7時(shí)，一般形成離子鍵，小于1.7時(shí)，一般形成共價(jià)鍵() (3)電負(fù)性越大，非金屬性越強(qiáng)，第一電離能也越大() 提示：1隨著電子的逐個(gè)失去，陽離子所帶的正電荷數(shù)越來越大，再要失去一個(gè)電子需克服的電性吸引力也越來越大，消耗的能量越來越多。 2Mg：1s22s22p63s2P：1s22s22p63s23p3。 鎂原子、磷原子最外層能級(jí)中，電子處于全充滿或半充滿狀態(tài)，相對(duì)比較穩(wěn)定，失電子較難。如此相同觀點(diǎn)可以解釋N的第一電離能大于O，Zn的第一電離能大于Ga。 3Na的I1比I2小很多，電離能差值很大，說明失去第一個(gè)電子比失去第二個(gè)電子容易得多，所以Na容易失去一個(gè)電子形成1價(jià)離子；Mg的I1和I2相差不多，而I2比I3小很多，所以Mg容易失去兩個(gè)電子形成2價(jià)離子；Al的I1、I2、I3相差不多，而I3比I4小很多，所以Al容易失去三個(gè)電子形成3價(jià)離子。而電離能的突躍變化，說明核外電子是分能層排布的。 4(1)(2)(3) 1下列說法中正確的是() A第三周期所含元素中鈉的第一電離能最小 B鋁的第一電離能比鎂的第一電離能大 C在所有元素中，氟的第一電離能最大 D鉀的第一電離能比鎂的第一電離能大 解析：同周期中堿金屬元素的第一電離能最小，稀有氣體元素的最大，故A正確，C不正確；由于Mg的外圍電子排布式為3s2，而Al的外圍電子排布式為3s23p1，故鋁的第一電離能小于鎂的；D中鉀比鎂更易失電子，鉀的第一電離能小于鎂的。 答案：A元素的電離能元素的電離能 2下表列出了某短周期元素R的各級(jí)電離能數(shù)據(jù)(用I1、I2表示，單位為kJmol1)。下列關(guān)于元素下列關(guān)于元素R的判斷中一定正確的是的判斷中一定正確的是()AR的最高正價(jià)為的最高正價(jià)為3價(jià)價(jià)BR元素位于元素周期表中第元素位于元素周期表中第A族族CR元素的原子最外層共有元素的原子最外層共有4個(gè)電子個(gè)電子DR元素基態(tài)原子的電子排布式為元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s2解析：解析：由表中數(shù)據(jù)由表中數(shù)據(jù)I3I2知其最高正價(jià)為知其最高正價(jià)為2價(jià)，價(jià)，R元素位于元素位于A族，族，最外層有最外層有2個(gè)電子，個(gè)電子，R不一定是不一定是Be元素。元素。答案：答案：B 3(2013年高考新課標(biāo)全國(guó)卷節(jié)選)前四周期原子序數(shù)依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的價(jià)電子層中未成對(duì)電子均只有1個(gè)，并且A和B的電子數(shù)相差為8；與B位于同一周期的C和D，它們價(jià)電子層中的未成對(duì)電子數(shù)分別為4和2，且原子序數(shù)相差為2。 回答下列問題： (1)D2的價(jià)層電子排布圖為_。 (2)四種元素中第一電離能最小的是_，電負(fù)性最大的是_。(填元素符號(hào)) 解析：(1)短周期主族元素中未成對(duì)電子數(shù)最多為3，所以B、C、D均為第四周期的元素，B的價(jià)電子層中未成對(duì)電子數(shù)為1，結(jié)合B可知B為K，A為F；未成對(duì)電子數(shù)為4的只能為Ar3d64s2排布，C為Fe，D為Ni；(2)從左到右第一電離能(除A、A族特殊外)、電負(fù)性逐漸增大，K的第一電離能最小、F的電負(fù)性最大。 4(2013年高考福建卷節(jié)選)依據(jù)第二周期元素第一電離能的變化規(guī)律，參照下圖中B、F元素的位置，用小黑點(diǎn)標(biāo)出C、N、O三種元素的相對(duì)位置。 解析：依據(jù)第二周期元素第一電離能的變化規(guī)律，C、N、O三種元素第一電離能的大小關(guān)系為CO”或“SSe343s23p63d10 (3)1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5 (4)反映元素原子的核外電子排布特點(diǎn)：同周期元素從左向右，元素的第一電離能并不是逐漸增大的，當(dāng)元素的核外電子排布是全空、半充滿和全充滿狀態(tài)時(shí)，第一電離能就會(huì)反常的大。 7電負(fù)性的大小也可以作為判斷元素金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的尺度。下列關(guān)于電負(fù)性的變化規(guī)律正確的是() A同周期元素從左到右，元素的電負(fù)性逐漸變大 B周期表從上到下，元素的電負(fù)性逐漸變大 C電負(fù)性越大，金屬性越強(qiáng) D電負(fù)性越小，非金屬性越強(qiáng) 解析：利用同周期從左至右元素電負(fù)性逐漸增大，同主族從上至下元素電負(fù)性逐漸減小的規(guī)律來判斷。 答案：A電負(fù)性電負(fù)性 8已知元素的電負(fù)性和元素的化合價(jià)一樣，也是元素的一種基本性質(zhì)。下面給出14種元素的電負(fù)性：已知：兩成鍵元素間電負(fù)性差值大于已知：兩成鍵元素間電負(fù)性差值大于1.7時(shí)，形成離子鍵，兩成鍵時(shí)，形成離子鍵，兩成鍵元素間電負(fù)性差值小于元素間電負(fù)性差值小于1.7時(shí)，形成共價(jià)鍵。時(shí)，形成共價(jià)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)性值變化規(guī)律，確定通過分析電負(fù)性值變化規(guī)律，確定Mg元素電負(fù)性值的最小范元素電負(fù)性值的最小范圍圍_。 (3)判斷下列物質(zhì)是離子化合物還是共價(jià)化合物： ALi3NBBeCl2 CAlCl3 DSiC .屬于離子化合物的是_； .屬于共價(jià)化合物的是_； 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案證明上述所得到的結(jié)論 _。 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，最小范圍應(yīng)為0.91.5。 (3)根據(jù)已知條件及表中數(shù)值：Li3N電負(fù)性差值為2.0，大于1.7形成離子鍵，為離子化合物；BeCl2、AlCl3、SiC電負(fù)性差值分別為1.5、1.5、0.7，均小于1.7，形成共價(jià)鍵，為共價(jià)化合物。共價(jià)化合物和離子化合物最大的區(qū)別在于熔融狀態(tài)下能否導(dǎo)電。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(jià)化合物卻不能。 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.B、C、D測(cè)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(jià)化合物 9X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常見元素，其相關(guān)信息見下表：(1)W位于元素周期表第位于元素周期表第_周期第周期第_族，其基態(tài)原子族，其基態(tài)原子最外層有最外層有_個(gè)電子。個(gè)電子。(2)X的電負(fù)性比的電負(fù)性比Y的的_(填填“大大”或或“小小”)；X和和Y的氣態(tài)的氣態(tài)氫化物中，較穩(wěn)定的是氫化物中，較穩(wěn)定的是_(寫化學(xué)式寫化學(xué)式)。 (3)寫出Z2Y2與XY2反應(yīng)的化學(xué)方程式，并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：_。 解析：根據(jù)題給信息可知X為C元素；Y的基態(tài)原子最外層電子排布式為nsnnpn2，因?yàn)閟能級(jí)最多可容納2個(gè)電子，所以Y為O元素；Z為Na元素；因?yàn)閃的白色氫氧化物在空氣中會(huì)迅速變成灰綠色，最后變?yōu)榧t褐色，故W為Fe元素。 (1)Fe元素位于元素周期表第四周期第族，其基態(tài)原子最外層電子數(shù)為2。 (2)O元素的非金屬性強(qiáng)于C元素，所以C的電負(fù)性比O的小。氣態(tài)氫化物中H2O更穩(wěn)定。 (1)結(jié)構(gòu)示意圖：能直觀地反映核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和核外的電子層數(shù)及各層上的電子數(shù)。 (2)核組成式：如O，側(cè)重于表示原子核的結(jié)構(gòu)，它能告訴我們?cè)撛雍藘?nèi)的質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)以及質(zhì)量數(shù)，但不能反映核外電子的排布情況。 (3)電子排布式：能直觀地反映核外電子的能層、能級(jí)和各能級(jí)上的電子數(shù)，但不能表示原子核的情況，也不能表示各個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 (4)電子排布圖：能反映各軌道的能量的高低，各軌道上的電子分布情況及自旋方向。 (5)價(jià)電子排布式：如Fe原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，價(jià)電子排布式為3d64s2。價(jià)電子排布式能反映基態(tài)原子的能層數(shù)和參與成鍵的電子數(shù)以及最外層電子數(shù)。 即時(shí)訓(xùn)練A、B、C、D、E、F代表6種元素。請(qǐng)?zhí)羁眨?(1)A元素基態(tài)原子的最外層有2個(gè)未成對(duì)電子，次外層有2個(gè)電子，其元素符號(hào)為_。 (2)B元素的負(fù)一價(jià)離子和C元素的正一價(jià)離子的電子層結(jié)構(gòu)都與氬相同，B的元素符號(hào)為_，C的元素符號(hào)為_。 (3)D元素的正三價(jià)離子的3d能級(jí)為半充滿，D的元素符號(hào)為_，其基態(tài)原子的電子排布式為_。 (4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對(duì)電子，只有一個(gè)未成對(duì)電子，E的元素符號(hào)為_，其基態(tài)原子的電子排布式為_。 (5)F元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn1，則 n_；原子中能量最高的是_電子。 答案：(1)C或O(2)ClK (3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2 (4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1 (5)22p