高考化學一輪專題復習 第十二章 第1講 原子結構與性質課件 新人教版.ppt

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第1講原子結構與性質 考點突破題型透析 考點二原子結構與元素性質 考綱要求 第十二章物質結構與性質 學科素養(yǎng)技能提升 備選素材 考綱要求 1 了解原子核外電子的能級分布 能用電子排布式表示常見元素 1 36號 原子核外電子排布 2 了解原子核外電子的運動狀態(tài) 3 了解元素電離能的含義 并能用以說明元素的某些性質 4 了解原子核外電子在一定條件下會發(fā)生躍遷 了解其簡單應用 5 了解電負性的概念 知道元素的性質與電負性的關系 考點一原子結構 知識梳理思維深化 1 能層 能級與原子軌道關系 3s 2 8 18 3p 3d 32 2n2 2 原子軌道的能量關系 1 軌道形狀 s電子的原子軌道呈 p電子的原子軌道呈 2 能量關系 相同能層上原子軌道能量的高低 形狀相同的原子軌道能量的高低 同一能層內形狀相同而伸展方向不同的原子軌道的能量相等 如npx npy npz軌道的能量相等 知識梳理思維深化 考點一原子結構 球形 啞鈴形 ns np nd nf 1s 2s 3s 4s 知識梳理思維深化 考點一原子結構 3 原子核外電子的排布規(guī)律三個原理 能量最低原理 原子的核外電子排布遵循構造原理 使整個原子的能量處于 a 構造原理示意圖 b 注意能級交錯現(xiàn)象 核外電子的能量并不是完全按能層序數(shù)的增加而升高 不同能層的能級之間的能量高低有交錯現(xiàn)象 如E 3d E 4s E 4d E 5s E 5d E 6s E 6d E 7s E 4f E 5p E 4f E 6s 等 最低狀態(tài) 知識梳理思維深化 考點一原子結構 泡利原理 1個原子軌道里最多只能容納 個電子 而且自旋方向 洪特規(guī)則 電子排布在同一能級的不同軌道時 基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先 而且自旋方向 洪特規(guī)則特例 當能量相同的原子軌道在 p6 d10 f14 p3 d5 f7 和 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 而不是 1s22s22p63s23p63d44s2 2 相反 單獨占據(jù)一個軌道 相同 全滿 半滿 全空 1s22s22p63s23p63d54s1 知識梳理思維深化 考點一原子結構 4 基態(tài)原子核外電子排布的表示方法 1s22s22p63s23p4 Ne 3s23p4 3s23p4 知識梳理思維深化 考點一原子結構 5 電子的躍遷與原子光譜 1 電子的躍遷 基態(tài) 激發(fā)態(tài) 當基態(tài)原子的電子吸收能量后 會從 躍遷到 變成激發(fā)態(tài)原子 激發(fā)態(tài) 基態(tài) 激發(fā)態(tài)原子的電子從 躍遷到 時會釋放出能量 2 原子光譜 不同元素的原子發(fā)生電子躍遷時會 或 不同的光 用光譜儀記錄下來便得到原子光譜 利用原子光譜的特征譜線可以鑒定元素 稱為光譜分析 低能級 較高能級 較高能極 低能級 吸收 放出 題組設計思維建模 題組一核外電子排布的表示方法 A項 根據(jù)構造原理 各能級能量的高低順序為1s2s2p3s3p4s3d4p5s ns電子的能量一定高于 n 1 p電子的能量 B項 對于C原子 2p能級有3個能量相同的原子軌道 最后2個電子應該以自旋狀態(tài)相同的方式分布在兩個不同的2p軌道上 違反了洪特規(guī)則 C項 根據(jù)軌道能量高低順序可知E4s E3d 對于21Sc原子 最后3個電子應先排滿4s軌道 再排3d軌道 應為1s22s22p63s23p63d14s2 故違反了能量最低原理 D項 對于22Ti原子 3p能級共有3個軌道 最多可以排6個電子 如果排10個電子 則違反了泡利原理 A 解析 答案 解析 答案 題組一核外電子排布的表示方法 題組設計思維建模 B項 在書寫電子排布式時 不能按填充順序書寫 C項 應為3d104s1 全充滿或半充滿時穩(wěn)定 D項違反了洪特規(guī)則 A 解析 答案 題組二根據(jù)核外電子排布特點推斷元素 題組設計思維建模 3 2015 昆明模擬 下列各組表述中 兩個原子不屬于同種元素原子的是 A 3p能級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能級無空軌道 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)1 5的原子和最外層電子排布式為4s24p5的原子 A項 3p能級有一個空軌道的基態(tài)原子 按洪特規(guī)則可得其3p軌道上只能有兩個電子 所以兩個原子是同種元素的原子 B項 2p能級無空軌道 且有一個未成對電子的基態(tài)原子 它的2p能級上只能是5個電子 所以兩原子是同種元素的原子 C項 M層全充滿而N層為4s2的原子 M層全充滿則M層應為18個電子 而后者的M層上只有8個電子 所以兩原子不是同種元素的原子 D項 最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的1 5的原子中 最外層電子數(shù)要小于或等于8個電子 且電子總數(shù)為5的倍數(shù) 所以可得該原子可能是原子序數(shù)為5 10 15 20 25 30 35 40 其中滿足最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的1 5且符合核外電子排布規(guī)則的只能是35號元素 該元素原子的外圍電子排布式為4s24p5 所以兩原子是同種元素的原子 C 4 A B C D E F代表6種元素 請?zhí)羁?1 A元素基態(tài)原子的最外層有2個未成對電子 次外層有2個電子 其元素符號為 2 B元素的負一價離子和C元素的正一價離子的電子層結構都與氬相同 B的元素符號為 C的元素符號為 3 D元素的正三價離子的3d能級為半充滿 D的元素符號為 其基態(tài)原子的電子排布式為 題組設計思維建模 題組二根據(jù)核外電子排布特點推斷元素 4 E元素基態(tài)原子的M層全充滿 N層沒有成對電子 只有一個未成對電子 E的元素符號為 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nsnnpn 1 則n 原子中能量最高的是 電子 解析 題組設計思維建模 題組二根據(jù)核外電子排布特點推斷元素 3 D元素原子失去2個4s電子和1個3d電子后變成 3價離子 其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2即26號元素Fe 4 根據(jù)題意要求 首先寫出電子排布式 1s22s22p63s23p63d104s1 該元素為29號元素Cu 5 s能級只有1個原子軌道 故最多只能容納2個電子 即n 2 所以元素F的原子最外層電子排布式為2s22p3 由此可知F是N元素 根據(jù)核外電子排布的能量最低原理 可知氮原子的核外電子中的2p能級能量最高 1 C或O 2 ClK 3 Fe1s22s22p63s23p63d64s2或 Ar 3d64s2 4 Cu1s22s22p63s23p63d104s1或 Ar 3d104s1 5 22p 解析 答案 題組設計思維建模 題組二根據(jù)核外電子排布特點推斷元素 高考組合題 填空 1 2014 高考安徽卷 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 2012 高考浙江卷 多選 可正確表示原子軌道的是 A 2sB 2dC 3pxD 3f 寫出基態(tài)鎵 Ga 原子的電子排布式 3 2012 高考福建卷 基態(tài)Mn2 的核外電子排布式為 4 2013 高考福建卷 基態(tài)銅原子的核外電子排布式為 5 2011 高考福建卷 基態(tài)氮原子的價電子排布式是 6 2013 高考課標 卷 Ni2 的價層電子排布圖為 解析 答案 高考真題明確考向 1 3 A21s22s22p63s23p2 2 A C 1s22s22p63s23p63d104s24p1 3 1s22s22p63s23p63d5或 Ar 3d5 4 1s22s22p63s23p63d104s1或 Ar 3d104s1 5 2s22p3 6 題組二根據(jù)核外電子排布特點推斷元素 考點二原子結構與元素性質 知識梳理思維深化 1 原子結構與元素周期表元素周期表中每周期所含元素種數(shù) 2 8 8 18 18 32 知識梳理思維深化 考點二原子結構與元素性質 2 每族元素原子的價電子排布特點 1 主族 2 0族 He 1s2 其他 ns2np6 3 過渡元素 副族和第 族 n 1 d1 10ns1 2 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 知識梳理思維深化 考點二原子結構與元素性質 3 元素周期表的分區(qū)與價電子排布的關系 1 元素周期表的分區(qū) 知識梳理思維深化 考點二原子結構與元素性質 2 各區(qū)外圍電子排布特點 ns1 2 ns2np1 6 知識梳理思維深化 考點二原子結構與元素性質 4 元素周期律 1 元素的電離能 電負性 第一電離能 氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉化為 所需要的最低能量 電負性 用來描述不同元素的原子對 吸引力的大小 電負性越大的原子 對鍵合電子的吸引力 氣態(tài)基態(tài)正離子 鍵合電子 越大 知識梳理思維深化 考點二原子結構與元素性質 2 電離能應用和電負性的應用 判斷元素金屬性的強弱 電離能越小 金屬越容易失去電子 金屬性越強 反之越弱 判斷元素的化合價 I1 I2 表示各級電離能 如果某元素的In 1 In 則該元素的常見化合價為 n 如鈉元素I2 I1 所以鈉元素的化合價為 1 判斷核外電子的分層排布情況 多電子原子中 元素的各級電離能逐級增大 有一定的規(guī)律性 當電離能的變化出現(xiàn)突變時 電子層數(shù)就可能發(fā)生變化 知識梳理思維深化 考點二原子結構與元素性質 反映元素原子的核外電子排布特點 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 當能量相同的原子軌道在全空 半充滿和全充滿狀態(tài)時 第一電離能就會反常的大 電負性的應用 圖顯 隱 考點二原子結構與元素性質 知識梳理思維深化 考點二原子結構與元素性質 知識梳理思維深化 考點二原子結構與元素性質 知識梳理思維深化 題組設計思維建模 題組一電離能 電負性及其應用 解析 答案 同一周期 第一電離能呈現(xiàn)增大趨勢 但由于p軌道處于全空 半充滿或全充滿時相對穩(wěn)定 使得第 A族 第 A族元素的第一電離能反而高 故第一電離能N O Mg Al A B不正確 F的電負性最大 沒有正化合價 C不正確 D 2 下列各組元素各項性質比較正確的是 A 第一電離能 B Al GaB 電負性 F N OC 最高正價 F S SiD 原子半徑 P N C 根據(jù)元素性質的變化規(guī)律可知B Al Ga為同主族元素 自上而下第一電離能逐漸減小 A項正確 F N O電負性大小順序應為F O N B項錯誤 F無正化合價 C項錯誤 D項中正確順序應為P C N 解析 答案 題組一電離能 電負性及其應用 題組設計思維建模 A 3 2015 南充模擬 以下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 1s22s22p63s23p2 1s22s22p3 1s22s22p2 1s22s22p63s23p4原子半徑最大的是 B 具有下列價電子排布式的原子中 3s23p1 3s23p2 3s23p3 3s23p4 第一電離能最大的是 C Na K Rb O S Se Na P Cl 元素的電負性隨原子序數(shù)增大而遞增的是 D 某元素氣態(tài)基態(tài)原子的逐級電離能分別為738 1451 7733 10540 13630 17995 21703 當它與氯氣反應時可能生成的陽離子是X3 A項 為Si 為N 為C 為S 原子半徑最大的為Si 正確 B項 為Al 為Si 為P 為S 第一電離能最大的為P 正確 C項 同一主族元素 第一電離能從上到下逐漸減小 同一周期 第一電離能呈增大趨勢 正確 D項 根據(jù)電離能突變的情況知 最外層應有2個電子 所以與Cl2反應時應呈 2價 D錯 解析 答案 題組一電離能 電負性及其應用 題組設計思維建模 D 4 根據(jù)下列五種元素的第一至第四電離能數(shù)據(jù) 單位 kJ mol 回答下列各題 題組二元素 位 構 性 間的綜合推斷 題組設計思維建模 1 在周期表中 最可能處于同一族的是 A Q和RB S和TC T和UD R和TE R和U 2 下列離子的氧化性最弱的是 A S2 B R2 C T3 D U 3 下列元素中 化學性質和物理性質最像Q元素的是 A 硼B(yǎng) 鈹C 氦D 氫 題組二元素 位 構 性 間的綜合推斷 題組設計思維建模 4 每種元素都出現(xiàn)相鄰兩個電離能的數(shù)據(jù)相差較大的情況 這一事實從一個側面說明 如果U元素是短周期元素 你估計它的第2次電離能飛躍數(shù)據(jù)將發(fā)生在失去第 個電子時 5 如果R S T是同周期的三種主族元素 則它們的原子序數(shù)由小到大的順序是 其中元素 的第一電離能異常高的原因是 1 由表中數(shù)據(jù)知 R和U的第一至第四電離能變化規(guī)律相似 即R和U最可能在同一主族 2 離子的氧化性最弱 即其對應的電離能最小 由表中數(shù)據(jù)看出U的第一電離能為420kJ mol 數(shù)值最小 3 Q元素各電離能都較大 而且各電離能之間無太大差距 故Q最可能為稀有氣體元素 4 相鄰兩個電離能數(shù)據(jù)相差較大 從一個側面說明電子是分層排布的 且各能層能量不同 若U為短周期元素 據(jù)表中數(shù)據(jù)第一次電離能飛躍是失去第2個電子時 可推知U在第 A族 則第二次電離能飛躍是在失去第10個電子時發(fā)生的 解析 題組二元素 位 構 性 間的綜合推斷 題組設計思維建模 5 R元素第二電離能有較大飛躍 S元素第三電離能有較大飛躍 T元素第四電離能有較大飛躍 由題意知三者為同周期三種主族元素 可推知R在第 A族 S在第 A族 T在第 A族 故原子序數(shù)R S T 由表中數(shù)據(jù)知S元素的電離能異常高 其原因是S元素的最外層電子處于s能級全充滿狀況 能量較低 比較穩(wěn)定 失去一個電子吸收的能量較多 1 E 2 D 3 C 4 電子分層排布 各能層能量不同10 5 R S TSS元素的最外層電子處于s能級全充滿狀態(tài) 能量較低 比較穩(wěn)定 失去一個電子吸收的能量較多 解析 答案 題組二元素 位 構 性 間的綜合推斷 題組設計思維建模 5 有A B C D E5種元素 它們的核電荷數(shù)依次增大 且都小于20 其中A為非金屬元素 A和E屬同一族 它們原子最外層電子排布為ns1 B和D也屬同一族 它們原子最外層的p能級電子數(shù)是s能級電子數(shù)的兩倍 C原子最外層上電子數(shù)等于D原子最外層上電子數(shù)的一半 請回答下列問題 1 A是 B是 C是 D是 E是 2 由這五種元素組成的一種化合物是 寫化學式 寫出該物質的一種主要用途 題組二元素 位 構 性 間的綜合推斷 題組設計思維建模 3 寫出C元素基態(tài)原子的電子排布式 4 用電子排布圖表示D元素原子的價電子排布為 5 元素B與D的電負性的大小關系是B D C與E的第一電離能的大小關系是C E 填 或 1 HOAlSK 寫元素名稱也可 2 KAl SO4 2 12H2O凈水劑 3 1s22s22p63s23p1 4 5 解析 答案 題組二元素 位 構 性 間的綜合推斷 題組設計思維建模 A B C D E5種元素核電荷數(shù)都小于20 故都為主族元素 A E同一族且最外層電子排布為ns1 故為第 A族 而A為非金屬元素 則A為氫 B D為同一族 其原子最外層的p能級電子數(shù)是s能級電子數(shù)的兩倍 故其最外層電子排布為ns2np4 為第 A族元素 B核電荷數(shù)小于D 則B為氧 D為硫 E為鉀 C原子最外層上的電子數(shù)為硫原子最外層上電子數(shù)的一半 則C為鋁 同主族元素自上而下電負性逐漸減小 故B 氧 的電負性大于D 硫 E 鉀 的第一電離能小于鈉 鈉的第一電離能小于C 鋁 故第一電離能Al K 1 2013 高考上海卷 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 X為N或O Y的最外層電子排布式為ns2np2 為C或Si Z為Mg W的最外層電子排布式為3s23p1或3s23p5 為Al或Cl 如果X是O 由H2O2 H2O可知A選項錯誤 Mg2 的半徑大于Al3 的半徑小于Cl 的半徑 B選項錯誤 Mg與O2 N2均能發(fā)生反應 C選項正確 由CO2可知D選項錯誤 高考真題明確考向 題組二元素 位 構 性 間的綜合推斷 解析 答案 C 2 2013 高考山東卷 第一電離能介于B N之間的第二周期元素有 種 同一周期中元素的第一電離能隨原子序數(shù)遞增 呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢 但是在第二周期中 Be的第一電離能大于B N的第一電離能大于O 故第一電離能介于B和N之間的有Be C O三種 解析 答案 題組二元素 位 構 性 間的綜合推斷 高考真題明確考向 3 3 2012 高考課標全國卷 A族的氧 硫 硒 Se 碲 Te 有許多重要用途 1 原子的第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量 O S Se原子的第一電離能由大到小的順序為 2 Se原子序數(shù)為 其核外M層電子的排布式為 1 同一主族元素從上往下第一電離能逐漸減小 2 Se屬于第4周期 A族元素 原子序數(shù)比S多18 M層電子已經排滿 排布式為3s23p63d10 解析 答案 題組二元素 位 構 性 間的綜合推斷 高考真題明確考向 1 O S Se 2 343s23p63d10 4 2012 高考福建卷 1 元素的第一電離能 Al Si 填 或 2 基態(tài)Mn2 的核外電子排布式為 1 同周期從左到右第一電離能呈逐漸增大趨勢 所以鋁的第一電離能小于硅的 2 從K開始數(shù)數(shù)到Mn為7 所以Mn的電子排布式為 Ar 3d54s2 Mn2 的電子排布式為 Ar 3d5 解析 答案 題組二元素 位 構 性 間的綜合推斷 高考真題明確考向 1 2 1s22s22p63s23p63d5或 Ar 3d5 5 2013 高考課標全國 卷 前四周期原子序數(shù)依次增大的元素A B C D中 A和B的價電子層中未成對電子均只有1個 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 它們價電子層中的未成對電子數(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 的價層電子排布圖為 2 四種元素中第一電離能最小的是 電負性最大的是 填元素符號 1 短周期主族元素中未成對電子數(shù)最多為3 所以B C D均為第4周期的元素 B的價電子層中未成對電子數(shù)為1 結合B 可知B為K A為F 未成對電子數(shù)為4的只能為 Ar 3d64s2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 電負性逐漸增大 K的第一電離能最小 F的電負性最大 解析 答案 題組二元素 位 構 性 間的綜合推斷 高考真題明確考向 1 2 KF 6 2013 高考福建卷 依據(jù)第2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 用小黑點標出C N O三種元素的相對位置 依據(jù)第2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系為C O N 圖中相對位置詳見答案 解析 答案 題組二元素 位 構 性 間的綜合推斷 高考真題明確考向 解析 答案 題組二元素 位 構 性 間的綜合推斷 高考真題明確考向 圖顯 隱 1 1s22s22p4 Cl 2 V形 O 3 2 1