高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第1講 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課件 新人教版選修3

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第一講原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 一氣貫通的課堂學(xué)案 一卷沖關(guān)的課后練案 考點(diǎn)一 考點(diǎn)二 考點(diǎn)三 1 能層與能級(jí) 2 原子軌道 3 原子核外電子排布規(guī)律 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)原子的能量處于最低狀態(tài) 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)相反 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)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道 且自旋狀態(tài)相同 4 構(gòu)造原理示意圖 4 基態(tài)原子核外電子排布的表示方法 特別提醒 出現(xiàn)d軌道時(shí) 雖然電子排布按ns n 1 d np的順序填充 但書寫電子式時(shí) 仍把 n 1 d放在ns前 如Cr 1s22s22p63s23p63d54s1正確 Cr 1s22s22p63s23p64s13d5錯(cuò)誤 例1 A B C D E代表5種元素 請(qǐng)?zhí)羁?1 A元素基態(tài)原子的最外層有3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(méi)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 解析 本題考查原子的核外電子排布 1 A元素基態(tài)原子的電子排布圖由題意可寫成 可見(jiàn)該元素核外有7個(gè)電子 為氮元素 其元素符號(hào)為N 2 B C 的電子層結(jié)構(gòu)都與Ar相同 即核外都有18個(gè)電子 則B為17號(hào)元素Cl C為19號(hào)元素K 3 D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 4 根據(jù)題意要求 首先寫出電子排布式 1s22s22p63s23p63d104s1 該元素為29號(hào)元素Cu 答案 1 N 2 ClK 3 Fe1s22s22p63s23p63d64s2或 Ar 3d64s2 4 Cu1s22s22p63s23p63d104s1或 Ar 3d104s1 1 1 下列各組原子中 彼此化學(xué)性質(zhì)一定相似的是 A 原子核外電子排布式為1s2的X原子與原子核外電子排布式為1s22s2的Y原子B 原子核外M層上僅有兩個(gè)電子的X原子與原子核外N層上僅有兩個(gè)電子的Y原子C 2p軌道上有一個(gè)空軌道的X原子與3p軌道上有一個(gè)空軌道的Y原子D 最外層都只有一個(gè)電子的X Y原子 答案 C 解析 A中1s2結(jié)構(gòu)的原子為He 1s22s2結(jié)構(gòu)的原子為Be 兩者性質(zhì)不相似 B項(xiàng)X原子為Mg Y原子N層上有2個(gè)電子的有多種 如第4周期中Ca Fe等都符合 化學(xué)性質(zhì)不一定相似 C項(xiàng)均為 A族元素 同主族元素 化學(xué)性質(zhì)一定相似 D項(xiàng)最外層只有1個(gè)電子的第 A族元素可以 過(guò)渡元素中也有很多最外層只有1個(gè)電子的 故性質(zhì)不一定相似 1 2 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 A ns電子的能量不一定高于 n 1 p電子的能量B 6C的電子排布式1s22s22p違反了洪特規(guī)則C 電子排布式 21Sc 1s22s22p63s23p63d3違反了能量最低原理D 電子排布式 22Ti 1s22s22p63s23p10違反了泡利原理 答案 A 解析 A項(xiàng) 關(guān)鍵在于熟記構(gòu)造原理 各能級(jí)能量的大小順序?yàn)?s2s2p3s3p4s3d4p5s ns電子的能量一定高于 n 1 p電子的能量 B項(xiàng) 對(duì)于C原子來(lái)說(shuō) 2p能級(jí)有3個(gè)能量相同的原子軌道 最后2個(gè)電子應(yīng)該以自旋狀態(tài)相同的方式分布在兩個(gè)不同的2p軌道上 違反了洪特規(guī)則 C項(xiàng) 根據(jù)軌道能量高低順序可知E4s E3d 對(duì)于21Sc來(lái)說(shuō) 最后3個(gè)電子應(yīng)先排滿4s軌道 再排3d軌道 應(yīng)為1s22s22p63s23p63d14s2 故違反了能量最低原理 D項(xiàng) 對(duì)于22Ti來(lái)說(shuō) 3p能級(jí)共有3個(gè)軌道 最多可以排6個(gè)電子 如果排10個(gè)電子 則違反了泡利原理 1 3 下列原子構(gòu)成的單質(zhì)中既能與稀硫酸反應(yīng)又能與燒堿溶液反應(yīng)且都產(chǎn)生H2的是 A 核內(nèi)無(wú)中子的原子B 外圍電子排布為3s23p3的原子C 最外層電子數(shù)等于倒數(shù)第三層的電子數(shù)的原子D N層上無(wú)電子 最外層的電子數(shù)等于電子層數(shù)的金屬原子 答案 D 解析 A項(xiàng) 核內(nèi)無(wú)中子的原子是氫 B項(xiàng) 外圍電子排布為3s23p3的原子是磷 C項(xiàng) 最外層電子數(shù)等于倒數(shù)第三層的電子數(shù)的原子是鎂 鎂與堿不反應(yīng) D項(xiàng) N層上無(wú)電子 最外層的電子數(shù)等于電子層數(shù)的金屬原子是鈹或鋁 根據(jù)對(duì)角線規(guī)則 鈹與鋁的性質(zhì)相似 均可與酸 堿反應(yīng) 1 元素周期表中每周期所含元素種數(shù) 2 周期表的分區(qū)與原子的價(jià)電子排布的關(guān)系 例2 已知元素周期表中共有18個(gè)縱行 下圖中實(shí)線表示元素周期表的邊界 按電子排布 可把周期表里的元素劃分為幾個(gè)區(qū) s區(qū) p區(qū) d區(qū) ds區(qū)等 除ds區(qū)外 區(qū)的名稱來(lái)自按構(gòu)造原理最后填入的電子的能級(jí)符號(hào) 1 請(qǐng)?jiān)趫D中用實(shí)線畫出s p d ds區(qū)的邊界線 并分別用陰影表示d區(qū)和ds區(qū) 2 有同學(xué)受這種劃分的啟發(fā) 認(rèn)為d區(qū)內(nèi)6 7縱行的部分元素可以排在另一區(qū) 你認(rèn)為應(yīng)排在 區(qū) 3 請(qǐng)?jiān)谠刂芷诒碇杏迷胤?hào)標(biāo)出4s能級(jí)半充滿的元素 4 請(qǐng)利用電子排布的相關(guān)知識(shí)解釋Fe3 比Fe2 穩(wěn)定的原因 5 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 不斷有新的元素被發(fā)現(xiàn) 若把第七周期排滿 則該周期共有 種元素 某同學(xué)受鑭系 錒系元素排列方式的啟發(fā) 將元素周期表設(shè)計(jì)成下列更簡(jiǎn)明的形式 把118種元素全部排列在內(nèi) 表中除A B C D外每個(gè)位置只表示一種元素 則該表中的A位置包含 填數(shù)字 種元素 C位置中的元素是否全部是金屬元素 選填 是 或 否 解析 本題主要考查原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系 1 第1 2縱行為s區(qū) 第3 10縱行為d區(qū) 第11 12縱行為ds區(qū) 第13 18縱行為p區(qū) 2 第6縱行的Cr價(jià)電子排布為3d54s1 第7縱行的Mn價(jià)電子排布為3d54s2 可以認(rèn)為先填了3d能級(jí)再填4s能級(jí) 所以可以排在ds區(qū) 3 4s半充滿的元素為K Cr和Cu 4 Fe3 的價(jià)電子排布為3d5 軌道處于半充滿 結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定 5 根據(jù)各周期的元素種數(shù)規(guī)律 第六和第七周期都為32種元素 A位于第四周期 共有18種元素 因此A內(nèi)應(yīng)有11種元素 C位于第六周期 第六周期除去At和Rn外均為金屬元素 答案 1 如圖 2 ds 3 見(jiàn)上表 4 Fe的價(jià)電子排布式為3d64s2 Fe2 的價(jià)電子排布式為3d6 Fe3 的價(jià)電子排布式為3d5 依據(jù) 能量相同的軌道處于全空 全充滿和半充滿時(shí)能量最低 的原則 3d5處于半充滿狀態(tài) 結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定 故Fe3 比Fe2 穩(wěn)定 5 3211是 2 1 例題2 5 圖中 A前面的空格應(yīng)是 填元素符號(hào) 下同 A中第一種元素是 答案 CaSc 2 2 元素周期表可以劃分為5個(gè)區(qū) 下列有關(guān)說(shuō)法正確的是 A s區(qū)全部是金屬元素B p區(qū)全部是非金屬元素C d區(qū)內(nèi)元素原子的價(jià)電子排布必為 n 1 d1 10ns2D 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) 答案 D 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 2 3 如圖為一張沒(méi)有填寫內(nèi)容的元素周期表 1 已知A B C D E F六種短周期元素的原子半徑和某些化合價(jià)如下表所示 試將B E兩種元素的元素符號(hào)填入上圖所示周期表中的相應(yīng)位置 2 寫出基態(tài)G原子的電子排布式 3 圖中陰影部分所示區(qū)域的元素稱為 元素 下列元素屬于該區(qū)域的是 A BaB FeC BrD Rb 4 A B C三種元素原子的電離能大小為 填元素符號(hào) 解析 1 根據(jù)原子半徑及化合價(jià)可以推知B E分別為氮 鎂 2 根據(jù)G在元素周期表中的位置可推斷G為銅元素 3 陰影部分的元素屬于過(guò)渡金屬元素 4 N的L能層為半充滿狀態(tài) 較穩(wěn)定 故電離能比O的大 答案 1 2 1s22s22p63s23p63d104s1 3 過(guò)渡金屬B 4 N O C 1 微粒半徑 1 微粒半徑比較 在中學(xué)要求的范圍內(nèi)可按 三看 規(guī)律來(lái)比較微粒半徑的大小 一看 電子層數(shù) 當(dāng)電子層數(shù)不同時(shí) 電子層數(shù)越多 半徑越大 二看 核電荷數(shù) 當(dāng)電子層數(shù)相同時(shí) 核電荷數(shù)越大 半徑越小 三看 核外電子數(shù) 當(dāng)電子層數(shù)和核電荷數(shù)均相同時(shí) 核外電子數(shù)越多 半徑越大 2 判斷微粒半徑大小的規(guī)律 同周期從左到右 原子半徑依次減小 稀有氣體元素除外 同主族從上到下 原子或同價(jià)態(tài)離子半徑均增大 陽(yáng)離子半徑小于對(duì)應(yīng)的原子半徑 陰離子半徑大于對(duì)應(yīng)的原子半徑 如r Na r Na r S r S2 電子層結(jié)構(gòu)相同的離子 隨核電荷數(shù)增大 離子半徑減小 如r S2 r Cl r K r Ca2 不同價(jià)態(tài)的同種元素的離子 核外電子數(shù)多的半徑大 如r Fe2 r Fe3 r Cu r Cu2 2 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1個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量 電離能是衡量氣態(tài)原子失去電子難易程度的物理量 元素的電離能越小 表示氣態(tài)時(shí)越容易失電子 還原性越強(qiáng) 鎂和鋁相比 鎂第一電離能大 磷與硫相比 磷第一電離能大 2 電負(fù)性 用來(lái)描述不同元素的原子對(duì)鍵合電子吸引力的大小 電負(fù)性越大 非金屬性越強(qiáng) 反之越弱 電負(fù)性大的元素集中在元素周期表的右上角 電負(fù)性小的元素位于元素周期表的左下角 電負(fù)性最大的元素是氟 電負(fù)性最小的元素是銫 短周期元素中電負(fù)性最小的是鈉 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 而位于非金屬三角區(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 用電負(fù)性判斷化學(xué)鍵的類型 一般認(rèn)為 如果兩個(gè)成鍵元素原子間的電負(fù)性差值大于1 7 它們之間通常形成離子鍵 如果兩個(gè)成鍵元素原子間的電負(fù)性差值小于1 7 它們之間通常形成共價(jià)鍵 3 性質(zhì)遞變規(guī)律 4 對(duì)角線規(guī)則在元素周期表中 某些主族元素與其右下方的主族元素的有些性質(zhì)是相似的 如 例3 根據(jù)信息回答下列問(wèn)題 A 第一電離能I1是指氣態(tài)原子X(jué) g 處于基態(tài)時(shí) 失去一個(gè)電子成為氣態(tài)陽(yáng)離子X(jué) g 所需的能量 下圖是部分元素原子的第一電離能I1隨原子序數(shù)變化的曲線圖 其中12號(hào)至17號(hào)元素的有關(guān)數(shù)據(jù)缺失 B 不同元素的原子在分子內(nèi)吸引電子的能力大小可用數(shù)值表示 該數(shù)值稱為電負(fù)性 一般認(rèn)為 如果兩個(gè)成鍵原子間的電負(fù)性差值大于1 7 原子之間通常形成離子鍵 如果兩個(gè)成鍵原子間的電負(fù)性差值小于1 7 通常形成共價(jià)鍵 下表是某些元素的電負(fù)性值 1 認(rèn)真分析A圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律 推斷Na Ar元素中 Al的第一電離能的大小范圍為 Al 填元素符號(hào) 2 從A圖分析可知 同一主族元素原子的第一電離能I1變化規(guī)律是 3 A圖中第一電離能最小的元素在周期表中的位置是第 周期 族 4 根據(jù)對(duì)角線規(guī)則 Be Al元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的性質(zhì)相似 它們都具有 性 其中Be OH 2顯示這種性質(zhì)的離子方程式是 5 通過(guò)分析電負(fù)性值變化規(guī)律 確定Mg元素電負(fù)性值的最小范圍 6 請(qǐng)歸納元素的電負(fù)性和金屬性 非金屬性的關(guān)系是 7 從電負(fù)性角度 判斷AlCl3是離子化合物還是共價(jià)化合物 請(qǐng)說(shuō)出理由 即寫出判斷的方法和結(jié)論 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 由信息所給的圖可以看出 同周期的 A族元素的第一電離能最小 而 A族元素中第一電離能小于 A族元素中第一電離能 故Na Al Mg 2 從圖中可看出同主族元素第一電離能從上到下逐漸減小 3 根據(jù)第一電離能的遞變規(guī)律可以看出 圖中所給元素中Rb的第一電離能最小 其位置為第五周期第 A族 4 根據(jù)對(duì)角線規(guī)則 Al OH3 與Be OH 2性質(zhì)相似 Be OH 2應(yīng)為兩性 根據(jù)Al OH 3 NaOH NaAlO2 2H2O Al OH 3 3HCl AlCl3 3H2O可以類似的寫出Be OH 2與酸或堿反應(yīng)的離子方程式 5 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NaMg Ca 最小范圍應(yīng)為0 93 1 57 6 因電負(fù)性可以用來(lái)衡量原子吸引電子能力大小 所以 電負(fù)性越大 原子吸引電子能力越強(qiáng) 非金屬性越強(qiáng) 反之金屬性越強(qiáng) 7 AlCl3中Al與Cl的電負(fù)性差值為1 55 根據(jù)信息 電負(fù)性差值若小于1 7 則形成共價(jià)鍵 所以AlCl3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)下是否導(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 NaMg 2 從上到下依次減小 3 五 A 4 兩Be OH 2 2H Be2 2H2OBe OH 2 2OH BeO 2H2O 5 0 93 1 57 6 非金屬性越強(qiáng) 電負(fù)性越大 金屬性越強(qiáng) 電負(fù)性越小 7 Al元素和Cl元素的電負(fù)性差值為1 55 1 7 所以形成共價(jià)鍵 為共價(jià)化合物將氯化鋁加熱到熔融態(tài) 進(jìn)行導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn) 如果不導(dǎo)電 說(shuō)明是共價(jià)化合物 3 1 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kJ mol 1 下列關(guān)于元素R的判斷中一定正確的是 A R的最高正價(jià)為 3價(jià)B R元素位于元素周期表中第 A族C R元素的原子最外層共有4個(gè)電子D R元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s2 答案 B 解析 由表中數(shù)據(jù)I3 I2知其最高正價(jià)為 2價(jià) R元素位于 A族 最外層有2個(gè)電子 R不一定是Be元素 3 2 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 周期表從左到右 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) 答案 A 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(lái)判斷 3 3 對(duì)Na Mg Al的有關(guān)性質(zhì)的敘述正確的是 A 堿性 NaOHMg AlD 還原性 Na Mg Al 解析 同一周期元素從左到右電負(fù)性增大 最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性減弱 但因鎂的s軌道全充滿 所以第一電離能為鎂 鋁 鈉 答案 D 點(diǎn)擊下圖進(jìn)入 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全