高考化學一輪復習 第1講 原子結構與性質課件 新人教版選修3

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歡迎進入化學課堂 選修3物質結構與性質 第一講原子結構與性質 一氣貫通的課堂學案 一卷沖關的課后練案 考點一 考點二 考點三 1 能層與能級 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造原理 使整個原子的能量處于最低狀態(tài) 2 泡利原理 1個原子軌道里最多容納2個電子 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 且自旋狀態(tài)相同 4 構造原理示意圖 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 雖然電子排布按ns n 1 d np的順序填充 但書寫電子式時 仍把 n 1 d放在ns前 如Cr 1s22s22p63s23p63d54s1正確 Cr 1s22s22p63s23p64s13d5錯誤 例1 A B C D E代表5種元素 請?zhí)羁?1 A元素基態(tài)原子的最外層有3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 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 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 可見該元素核外有7個電子 為氮元素 其元素符號為N 2 B C 的電子層結構都與Ar相同 即核外都有18個電子 則B為17號元素Cl C為19號元素K 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 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 彼此化學性質一定相似的是 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層上僅有兩個電子的X原子與原子核外N層上僅有兩個電子的Y原子C 2p軌道上有一個空軌道的X原子與3p軌道上有一個空軌道的Y原子D 最外層都只有一個電子的X Y原子 答案 C 解析 A中1s2結構的原子為He 1s22s2結構的原子為Be 兩者性質不相似 B項X原子為Mg Y原子N層上有2個電子的有多種 如第4周期中Ca Fe等都符合 化學性質不一定相似 C項均為 A族元素 同主族元素 化學性質一定相似 D項最外層只有1個電子的第 A族元素可以 過渡元素中也有很多最外層只有1個電子的 故性質不一定相似 1 2 下列說法錯誤的是 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 關鍵在于熟記構造原理 各能級能量的大小順序為1s2s2p3s3p4s3d4p5s ns電子的能量一定高于 n 1 p電子的能量 B項 對于C原子來說 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來說 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來說 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 1 3 下列原子構成的單質中既能與稀硫酸反應又能與燒堿溶液反應且都產生H2的是 A 核內無中子的原子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 核內無中子的原子是氫 B項 外圍電子排布為3s23p3的原子是磷 C項 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 D項 N層上無電子 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)對角線規(guī)則 鈹與鋁的性質相似 均可與酸 堿反應 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)與原子的價電子排布的關系 例2 已知元素周期表中共有18個縱行 下圖中實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)的名稱來自按構造原理最后填入的電子的能級符號 1 請在圖中用實線畫出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 有同學受這種劃分的啟發(fā) 認為d區(qū)內6 7縱行的部分元素可以排在另一區(qū) 你認為應排在 區(qū) 3 請在元素周期表中用元素符號標出4s能級半充滿的元素 4 請利用電子排布的相關知識解釋Fe3 比Fe2 穩(wěn)定的原因 5 隨著科學技術的發(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 某同學受鑭系 錒系元素排列方式的啟發(fā) 將元素周期表設計成下列更簡明的形式 把118種元素全部排列在內 表中除A B C D外每個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構與元素周期表的關系 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價電子排布為3d54s1 第7縱行的Mn價電子排布為3d54s2 可以認為先填了3d能級再填4s能級 所以可以排在ds區(qū) 3 4s半充滿的元素為K Cr和Cu 4 Fe3 的價電子排布為3d5 軌道處于半充滿 結構更穩(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內應有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 見上表 4 Fe的價電子排布式為3d64s2 Fe2 的價電子排布式為3d6 Fe3 的價電子排布式為3d5 依據(jù) 能量相同的軌道處于全空 全充滿和半充滿時能量最低 的原則 3d5處于半充滿狀態(tài) 結構更穩(wěn)定 故Fe3 比Fe2 穩(wěn)定 5 3211是 2 1 例題2 5 圖中 A前面的空格應是 填元素符號 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個區(qū) 下列有關說法正確的是 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)內元素原子的價電子排布必為 n 1 d1 10ns2D 除ds區(qū)外 以最后填入電子的軌道能級符號作為區(qū)的符號 答案 D 解析 A項 H為非金屬 B項 p區(qū)左下角元素為金屬 C項 d區(qū)內Cr為3d54s1 2 3 如圖為一張沒有填寫內容的元素周期表 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如下表所示 試將B E兩種元素的元素符號填入上圖所示周期表中的相應位置 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 解析 1 根據(jù)原子半徑及化合價可以推知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 過渡金屬B 4 N O C 1 微粒半徑 1 微粒半徑比較 在中學要求的范圍內可按 三看 規(guī)律來比較微粒半徑的大小 一看 電子層數(shù) 當電子層數(shù)不同時 電子層數(shù)越多 半徑越大 二看 核電荷數(shù) 當電子層數(shù)相同時 核電荷數(shù)越大 半徑越小 三看 核外電子數(shù) 當電子層數(shù)和核電荷數(shù)均相同時 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 原子或同價態(tài)離子半徑均增大 陽離子半徑小于對應的原子半徑 陰離子半徑大于對應的原子半徑 如r Na r Na r S r S2 電子層結構相同的離子 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 電負性 1 第一電離能 氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去1個電子轉化為氣態(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)時越容易失電子 還原性越強 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 電負性 用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小 電負性越大 非金屬性越強 反之越弱 電負性大的元素集中在元素周期表的右上角 電負性小的元素位于元素周期表的左下角 電負性最大的元素是氟 電負性最小的元素是銫 短周期元素中電負性最小的是鈉 金屬的電負性一般小于1 8 非金屬的電負性一般大于1 8 而位于非金屬三角區(qū)邊界的 類金屬 的電負性則在1 8左右 它們既有金屬性 又有非金屬性 用電負性判斷化學鍵的類型 一般認為 如果兩個成鍵元素原子間的電負性差值大于1 7 它們之間通常形成離子鍵 如果兩個成鍵元素原子間的電負性差值小于1 7 它們之間通常形成共價鍵 3 性質遞變規(guī)律 4 對角線規(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是相似的 如 例3 根據(jù)信息回答下列問題 A 第一電離能I1是指氣態(tài)原子X g 處于基態(tài)時 失去一個電子成為氣態(tài)陽離子X 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號至17號元素的有關數(shù)據(jù)缺失 B 不同元素的原子在分子內吸引電子的能力大小可用數(shù)值表示 該數(shù)值稱為電負性 一般認為 如果兩個成鍵原子間的電負性差值大于1 7 原子之間通常形成離子鍵 如果兩個成鍵原子間的電負性差值小于1 7 通常形成共價鍵 下表是某些元素的電負性值 1 認真分析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 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)對角線規(guī)則 Be Al元素最高價氧化物對應水化物的性質相似 它們都具有 性 其中Be OH 2顯示這種性質的離子方程式是 5 通過分析電負性值變化規(guī)律 確定Mg元素電負性值的最小范圍 6 請歸納元素的電負性和金屬性 非金屬性的關系是 7 從電負性角度 判斷AlCl3是離子化合物還是共價化合物 請說出理由 即寫出判斷的方法和結論 請設計一個實驗方案證明上述所得到的結論 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)對角線規(guī)則 Al OH3 與Be OH 2性質相似 Be OH 2應為兩性 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與酸或堿反應的離子方程式 5 根據(jù)電負性的遞變規(guī)律 同周期從左到右電負性逐漸增大 同主族從上到下電負性逐漸減小 可知 在同周期中電負性NaMg Ca 最小范圍應為0 93 1 57 6 因電負性可以用來衡量原子吸引電子能力大小 所以 電負性越大 原子吸引電子能力越強 非金屬性越強 反之金屬性越強 7 AlCl3中Al與Cl的電負性差值為1 55 根據(jù)信息 電負性差值若小于1 7 則形成共價鍵 所以AlCl3為共價化合物 共價化合物和離子化合物最大的區(qū)別在于熔融狀態(tài)下是否導電 離子化合物在熔融狀態(tài)下以離子形式存在 可以導電 但共價化合物卻不能 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 電負性越大 金屬性越強 電負性越小 7 Al元素和Cl元素的電負性差值為1 55 1 7 所以形成共價鍵 為共價化合物將氯化鋁加熱到熔融態(tài) 進行導電性實驗 如果不導電 說明是共價化合物 3 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kJ mol 1 下列關于元素R的判斷中一定正確的是 A R的最高正價為 3價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知其最高正價為 2價 R元素位于 A族 最外層有2個電子 R不一定是Be元素 3 2 電負性的大小也可以作為判斷元素金屬性和非金屬性強弱的尺度 下列關于電負性的變化規(guī)律正確的是 A 周期表從左到右 元素的電負性逐漸變大B 周期表從上到下 元素的電負性逐漸變大C 電負性越大 金屬性越強D 電負性越小 非金屬性越強 答案 A 解析 利用同周期從左至右元素電負性逐漸增大 同主族從上至下元素電負性逐漸減小的規(guī)律來判斷 3 3 對Na Mg Al的有關性質的敘述正確的是 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性增大 最高價氧化物對應水化物的堿性減弱 但因鎂的s軌道全充滿 所以第一電離能為鎂 鋁 鈉 答案 D 點擊下圖進入 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全