廣西高考化學一輪復習 選考3.1 原子結構與性質課件 新人教版-新人教版高三全冊化學課件

1、第第1 1節(jié)原子結構與性質節(jié)原子結構與性質-2-考綱要求:1.了解原子核外電子的運動狀態(tài)、能級分布和排布原理,能正確書寫136號元素原子核外電子、價電子的電子排布式和電子排布圖。2.了解電離能的含義,并能用以說明元素的某些性質。3.了解電子在原子軌道之間的躍遷及其簡單應用。4.了解電負性的概念,并能用以說明元素的某些性質。-3-考點一考點二基礎梳理考點突破原子核外電子的排布及其表示方法1.能層、能級與原子軌道(1)能層。根據(jù)多電子原子的核外電子的能量不同,將核外電子分成不同的能層,用n表示,n=1,2,3,4,n越大,該能層中的電子能量越高。原子核外的每一能層(序號為n)最多可容納的電子數(shù)為2

2、n2。(2)能級。多電子原子中,同一能層的電子,能量也可能不同,還可以把它們分成能級;同一能層里,能級的能量按s、p、d、f的順序升高。-4-考點一考點二基礎梳理考點突破(3)原子軌道的形狀和能量高低。 -5-考點一考點二基礎梳理考點突破2.基態(tài)原子核外電子排布規(guī)律(1)能量最低原理:原子的電子排布遵循構造原理,能使整個原子的能量處于最低狀態(tài)。構造原理即基態(tài)原子核外電子進入原子軌道的順序。示意圖如下:-6-考點一考點二基礎梳理考點突破(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

3、自旋狀態(tài)相同。洪特規(guī)則的特例:當能量相同的原子軌道在全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f 0)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1s22s22p63s23p63d54s1, 而不是1s22s22p63s23p63d44s2。-7-考點一考點二基礎梳理考點突破3.原子結構示意圖:11Na的原子結構示意圖為 。表明原子核外各電子層上排布的電子數(shù)。-8-考點一考點二基礎梳理考點突破4.電子排布式(1)用核外電子分布的能級及各能級上的電子數(shù)來表示電子排布的式子。電子排布式中各符號、數(shù)字的意義為:(以鉀原子為例) (2)電子排布式中的內(nèi)層

4、電子排布可用相應的稀有氣體的元素符號加方括號來表示,以簡化電子排布式。例如K的電子排布式可寫成Ar4s1。(3)元素的化學性質與價電子關系密切,人們常常只表示出原子的價電子排布。如鐵原子3d64s2。-9-考點一考點二基礎梳理考點突破-10-考點一考點二基礎梳理考點突破(3)原子狀態(tài)與原子光譜。原子的狀態(tài)?；鶓B(tài)原子:處于最低能量的原子。激發(fā)態(tài)原子:當基態(tài)原子的電子吸收能量后,電子會躍遷到較高能級,變成激發(fā)態(tài)原子。基態(tài)、激發(fā)態(tài)及光譜示意圖。-11-考點一考點二基礎梳理考點突破-12-考點一考點二基礎梳理考點突破1.核外電子的排布規(guī)律(1)遵守三大基本原理:能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則。(2)

5、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。-13-考點一考點二基礎梳理考點突破-14-考點一考點二基礎梳理考點突破-15-考點一考點二基礎梳理考點突破例1(1)化學作為一門基礎自然科學,在材料科學、生命科學、能源科學等諸多領域發(fā)揮著重要作用。高溫超導材料釔鋇銅氧的化學式為YBaCu3O7,其中 的Cu以罕見的Cu3+形式存在。Cu在元素周期表中的位置為,基態(tài)Cu3+的核外電子排布式為。 (2018全國

6、,節(jié)選)下列Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中,能量最低和最高的分別為、(填標號)。 (2018全國,節(jié)選)基態(tài)Fe原子價層電子的電子排布圖為,基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為形。 -16-考點一考點二基礎梳理考點突破(2)物質的結構決定物質的性質。請回答下列涉及物質結構和性質的問題:第二周期中,元素的第一電離能處于B與N之間的元素有 種。某元素位于第四周期第族,其基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對電子數(shù)相同,則其基態(tài)原子的價層電子排布式為。 答案 (1)第四周期第B族1s22s22p63s23p63d8或Ar3d8DC 啞鈴(2)33d84s2-17-考點一考點二基礎梳理考點突

7、破解析 (1)據(jù)元素周期表得,銅在周期表中位于第四周期第B族;銅是29號元素,故Cu3+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d8或Ar3d8?；鶓B(tài)Li原子能量最低,而電子排布圖中D圖所示狀態(tài)為基態(tài)。處于激發(fā)態(tài)的電子數(shù)越多,原子能量越高,A中只有1個1s電子躍遷到2s軌道;B中1s軌道中的兩個電子1個躍遷到2s軌道,另一個躍遷到2p軌道;C中1s軌道的兩個電子都躍遷到2p軌道,故C表示的能量最高?；鶓B(tài)Fe原子價層電子的電子排布圖為 ,基態(tài)S原子電子占據(jù)的最高能級為3p,其電子云輪廓圖為啞鈴形。-18-考點一考點二基礎梳理考點突破(2)同一周期元素中,元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增

8、大而呈增大趨勢,但第A族、第A族元素第一電離能大于相鄰元素,根據(jù)電離能的變化規(guī)律,第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有Be、C、O三種元素。元素位于第四周期第族,其基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對電子數(shù)相同,基態(tài)碳原子的電子排布式為1s22s22p2,未成對電子數(shù)為2,則該元素為Ni,其基態(tài)原子的價層電子排布式為3d84s2。-19-考點一考點二基礎梳理考點突破易錯警示 (1)出現(xiàn)d軌道時,雖然電子排布按ns、(n-1)d、np的順序填充,但書寫核外電子排布式時,仍把(n-1)d放在ns前,如Ti:1s22s22p63s23p63d24s2正確,Ti:1s22s22p63s23p

9、64s23d2錯誤。(2)基態(tài)原子失電子生成金屬陽離子時,應先失去最外層上的電子,如鐵原子核外電子排布式為Ar3d64s2,失電子變?yōu)镕e2+,失去的不是能量高的3d能級上的電子,而是能量低的4s能級上的電子。所以Fe2+的基態(tài)核外電子排布式正確的為Ar3d6,其他Ar3d44s2、Ar3d54s1均錯誤。-20-考點一考點二基礎梳理考點突破跟蹤訓練跟蹤訓練1.A、B、C、D、E、F代表6種元素。請回答下列問題:(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。 (

10、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。(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。 -21-考點一考點二基礎梳理考點突破答案 (1)C(或O)(2)ClK(3)FeAr3d64s2(或1s22s22p63s23p63d64s2)(4)CuAr3d104s1(或1s22s22p63s23p63d104s1)(5)22p-22-考點一考點二基礎梳理考點突破(2)B-、C+的電子層結構都與Ar相同,

11、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D為26號元素鐵。-23-考點一考點二基礎梳理考點突破(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F元素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。-24-考點一考點二基礎梳理考點突破

12、2.(1)基態(tài)14C原子的核外存在對自旋狀態(tài)相反的電子,硅原子的電子排布式為。 (2)基態(tài)Si原子中,電子占據(jù)的最高能層具有的原子軌道數(shù)為, 1 mol氮氣分子中鍵和鍵的物質的量之比為;基態(tài)鈦原子的價電子排布式為。 (3)基態(tài)Fe2+的電子排布式為。 (4)Fe2+的價層電子排布圖(或軌道表示式)是, Cu原子的電子排布式是。 答案 (1)21s22s22p63s23p2或Ne3s23p2(2)91 23d24s2(3)1s22s22p63s23p63d6或Ar3d6(4) 1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1-25-考點一考點二基礎梳理考點突破解析 (1)14C的

13、電子排布式為1s22s22p2,兩個s軌道上分別有2個自旋狀態(tài)相反的電子,根據(jù)洪特規(guī)則,另兩個p電子分占兩個2p軌道且電子自旋狀態(tài)相同;硅原子的電子排布式為1s22s22p63s23p2或Ne3s23p2;(2)硅原子的質子數(shù)為14,根據(jù)電子排布式,其最高能層為M層,具有的原子軌道數(shù)為9;每個氮氣分子中有1個鍵和2個鍵,N2中鍵和鍵的物質的量之比為1 2;Ti是22號元素,其價電子包括M層d能級與N層s能級上的電子;(3)基態(tài)Fe2+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d6或Ar3d6;(4)鐵的原子序數(shù)是26,根據(jù)核外電子排布規(guī)律知,亞鐵離子的價層電子排布圖(或軌道表示式)是 ;銅

14、的原子序數(shù)是29,則銅的電子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1。-26-考點一考點二基礎梳理考點突破原子結構與元素周期律1.原子結構與元素周期表的關系-27-考點一考點二基礎梳理考點突破提醒:能層數(shù)=電子層數(shù)=周期序數(shù)價電子數(shù)=主族序數(shù)-28-考點一考點二基礎梳理考點突破2.元素周期表的分區(qū)(1)根據(jù)核外電子排布分區(qū)。-29-考點一考點二基礎梳理考點突破-30-考點一考點二基礎梳理考點突破3.電離能(1)含義: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)正離子所需要吸收的能量叫做第一電離能。常用符號I1表示,單位為kJmol-1。(2)電離能的遞變規(guī)律。同

15、一元素:I1I2”“=”或“”)H-。 某儲氫材料是短周期金屬元素M的氫化物。M的部分電離能如下表所示:M是(填元素符號)。 -39-考點一考點二基礎梳理考點突破(2)(2018全國,節(jié)選)黃銅是人類最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu組成。第一電離能I1(Zn)(填“大于”或“小于”)I1(Cu),原因是 。 (3)太陽能電池板材料除單晶硅外,還有銅、銦、鎵、硒等化學物質?；鶓B(tài)硅原子的電子排布式為。 硒為A族元素,與其相鄰的元素有砷和溴,則三種元素的電負性由小到大的順序為(用元素符號表示)。 答案 (1)M9LiBHMg(2)大于Zn的3d能級與4s能級為全充滿穩(wěn)定結構,較難失電子(3)1s

16、22s22p63s23p2AsSeBr-40-考點一考點二基礎梳理考點突破解析 (1)氯原子核外有17個電子,基態(tài)原子的核外電子層有3層,電子占據(jù)的最高能層符號為M,該能層有1個s軌道、3個p軌道、5個d軌道,所以具有的原子軌道數(shù)為9。電負性與元素非金屬性強弱保持一致,所以氫元素電負性最大,其次是硼元素,鋰元素的電負性最小。核外電子排布相同的離子,核電荷數(shù)越大,離子半徑越小,Li+與H-核外電子排布相同,Li+的核電荷數(shù)大,所以半徑小。根據(jù)M的部分電離能數(shù)據(jù),I3出現(xiàn)突變,說明最外層電子數(shù)為2;元素有I5,說明核外電子數(shù)大于5,所以該元素為Mg。(3)硅是14號元素,根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律可

17、以寫出電子排布式為1s22s22p63s23p2。-41-考點一考點二基礎梳理考點突破歸納總結 (1)“外圍電子排布”即“價電子層”,對于主族元素,價電子層就是最外電子層,而對于過渡元素原子不僅僅是最外電子層,如Fe的價電子層排布為3d64s2。(2)主族元素的最高正價(O、F除外)=族序數(shù)=8-|最低負價|。(3)金屬活動性順序與元素相應的電離能大小順序不完全一致,故不能根據(jù)金屬活動性順序判斷電離能的大小。(4)共價化合物中,兩種元素電負性差值越大,它們形成共價鍵的極性就越強。-42-考點一考點二基礎梳理考點突破跟蹤訓練跟蹤訓練3.A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表前四周期常見的元素

18、,且原子序數(shù)依次增大,其相關信息如下表:-43-考點一考點二基礎梳理考點突破請用化學用語填空:(1)A元素位于元素周期表第周期族;B和C的第一電離能比較,較大的是;C和F的電負性比較,較小的是。(2)G元素的低價陽離子的結構示意圖是,F原子的價電子的電子排布圖是,H的基態(tài)原子核外電子排布式是。 (3)G的高價陽離子的溶液與H單質反應的離子方程式為;與E元素成對角線關系的某元素的最高價氧化物的水化物具有兩性,寫出該兩性物質與D的最高價氧化物的水化物反應的化學方程式:。 -44-考點一考點二基礎梳理考點突破-45-考點一考點二基礎梳理考點突破解析 A的原子核外有6種不同運動狀態(tài)的電子,即核外共有6

19、個電子,A為碳元素。C的基態(tài)原子中s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等,則核外電子排布式為1s22s22p4,C是氧元素。由于A、B、C原子序數(shù)依次增大,故B是氮元素。E的基態(tài)原子最外層電子排布式為3s23p1,是鋁元素。D的原子半徑在同周期元素中最大,且D的原子序數(shù)比C大比E小,故D是鈉元素。F的基態(tài)原子的最外層p軌道有兩個電子的自旋狀態(tài)與其他電子的自旋狀態(tài)相反,說明p軌道上有5個電子,是氯元素。G的基態(tài)原子核外有7個能級且能量最高的能級上有6個電子,則其電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,是鐵元素。H是我國使用最早的合金中的最主要元素,是銅元素。-46-考點一考點二基礎梳理考點突

20、破4.自然界中存在大量的金屬元素,其中鈉、鎂、鋁、鐵、銅等在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應用。(1)請寫出Fe的基態(tài)原子核外電子排布式。 (2)金屬A的原子只有3個電子層,其第一至第四電離能如下:則A原子的價電子排布式為。 -47-考點一考點二基礎梳理考點突破(3)合成氨工業(yè)中,原料氣(N2、H2及少量CO、NH3的混合氣)在進入合成塔前常用醋酸二氨合銅()溶液來吸收原料氣體中的CO(Ac-代表CH3COO-),其反應是:Cu(NH3)2Ac+CO+NH3 Cu(NH3)3COAc醋酸羰基三氨合銅()H0C、N、O三種元素的第一電離能由小到大的順序為。 配合物Cu(NH3)3COAc中心原子的配位數(shù)

21、為。 在一定條件下NH3與CO2能合成尿素CO(NH2)2,尿素中碳原子和氮原子軌道的雜化類型分別為;1 mol尿素分子中,鍵的數(shù)目為NA。 答案:(1)1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2(2)3s2(3)CON4sp2雜化、sp3雜化7-48-考點一考點二基礎梳理考點突破解析 (1)Fe是26號元素,Fe的基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2。(2)A原子核外有3個電子層,根據(jù)原子核外電子的電離能大小關系可知,第一電離能與第二電離能相對較小,而第三電離能較第二電離能大很多,說明原子最外層只有2個電子,所以其價電子排布式

22、為3s2。-49-考點一考點二基礎梳理考點突破(3)C、N、O三種元素是同一周期的元素,一般情況下,原子序數(shù)越大,元素的第一電離能越大,而氮元素的原子最外層電子處于半充滿狀態(tài)為穩(wěn)定狀態(tài),失去電子比O還難,所以三種元素的第一電離能由小到大的順序為COGeZn解析:(1)Ge是第四周期A族元素,是32號元素,電子排布式為Ar3d104s24p2,2個4p電子分別位于2個不同軌道上,有2個未成對電子。(2)元素的非金屬性越強,吸引電子能力就越強,則電負性越大,電負性由大到小的順序為OGeZn。-53-213 452. 東晉華陽國志南中志卷四中已有關于白銅的記載,云南鎳白銅(銅鎳合金)聞名中外,曾主要

23、用于造幣,亦可用于制作仿銀飾品。回答下列問題:(1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為,3d能級上的未成對電子數(shù)為。 (2)單質銅及鎳都是由鍵形成的晶體;元素銅與鎳的第二電離能分別為ICu=1 958 kJmol-1、INi=1 753 kJmol-1,ICuINi的原因是。 答案:(1)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s22(2)金屬銅失去的是全充滿的3d10電子,鎳失去的是4s1電子-54-213 45解析:(1)鎳為28號元素,其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s2,3d能級上的電子排布圖為 ,故3d能級上未成對電子數(shù)為2。

24、(2)金屬晶體中金屬陽離子和自由電子以金屬鍵結合。Ni、Cu的外圍電子排布式分別為3d84s2、3d104s1,二者的第二電離能是:Cu失去的是全充滿的3d10上的1個電子,而鎳失去的是4s1上的1個電子。-55-431 253.砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導體材料,可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等?；卮鹣铝袉栴}:(1)寫出基態(tài)砷原子的核外電子排布式。 (2)根據(jù)元素周期律,原子半徑Ga(填“大于”或“小于”,下同) As,第一電離能GaAs。 答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或Ar3d104s24p3(2)大于小于解析 (1)As的原子序數(shù)是33,則基態(tài)砷原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3或Ar3d104