2022年2022年高中化学选修三第一章原子结构与性质讲义及习题.含答案

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载第一章原子结构与性质一. 原子结构1.能级与能层2.原子轨道3.原子核外电子排布规律（1）构造原理 ：随着核电荷数递增,大多数元素的电中性基态原子的电子按下图次序填入核外电子运动轨道（能级） ,叫做构造原理；能级交叉 ：由构造原理可知,电子先进入4s 轨道,后进入3d 轨道,这种现象叫能级交叉；（ps：构造原理并非4s 能级比 3d 能级能量低, 而为指这样次序填充电子可以使整个原子的能量最低；）（2）能量最低原理原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态,简称能量最低原理；（3）泡利（不相容）原理：一个轨道里最多只能容纳两个电子,且电旋方向相反

2、（用“”表示）,这个原理称为泡利原理；（4）洪特规章 ：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时,总为优先单独占据一个轨道,而且自精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载旋方向相同, 这个规章叫洪特规章； 比如,p3 的轨道式为,而不为 ；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载洪特规章特例：当p.d .f 轨道填充的电子数为全空.半布满或全布满时,原子处于较稳固的状态；1精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载即 p0 .d0.f0.p3.d5.f7.p6.d10.f14 时,为较稳固状态；前 36 号元素中,全空状态的有4be 2s22p0.12mg 3s23p0.2

3、0ca 4s23d0；半布满状态的有：7n 2s22p3. 15p 3s23p3.24cr 3d5 4s1.25mn 3d 54s2 .33as 4s2 4p3；全布满状态的有10ne 2s2 2p6.18ar 3s23p6.29cu 3d104s1.30zn 3d10 4s2.36kr 4s2 4p6；4.基态原子核外电子排布的表示方法（1）电子排布式 用 数 字 在 能 级 符 号 的 右 上 角 表 明 该 能 级 上 排 布 的 电 子 数 , 这 就 为 电 子 排 布 式 , 例 如k ： 1s22s2 2p63s23p64s1；为了防止电子排布式书写过于繁琐,把内层电子达到稀有气

4、体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示,例如k：ar4s1；（2）电子排布图 轨道表示式 每个方框或圆圈代表一个原子轨道,每个箭头代表一个电子；如基态硫原子的轨道表示式为二.原子结构与元素周期表1.原子的电子构型与周期的关系（1）每周期第一种元素的最外层电子的排布式为ns1；每周期结尾元素的最外层电子排布式除he 为 1s2外,其余为 ns2np6 ；he 核外只有 2 个电子,只有1 个 s 轨道,仍未显现p 轨道,所以第一周期结尾元素的 电子排布跟其他周期不同；（2）一个能级组最多所容纳的电子数等于一个周期所包含的元素种类；但一个能级组不肯定全部为能量相同的能级,而为能

5、量相近的能级；2.元素周期表的分区分区元素分布外围电子排布元素性质特点精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载a 族.a 族及s 区he 元素 a a 族. 0p 区族（除氦外） b b 族.d 区除镧系. 锕系外 除氢.氦外都为活泼金属元素；通常为最外层电ns12子参加反应ns2np16通常为最外层电子参加反应n-1d19ns12d 轨道可以不同程度地参加化学键的形成精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载ds 区b 族. b 族n-1d10ns12金属元素f 区镧系.锕系n-2f 014n-1d 02 ns2镧系元素化学性质相近.锕系元素化学性质相近依据核外电子排布,可确定：分

6、区各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点如已知元素的外围电子排布,可直接判定该元素在周期表中的位置；如：某元素的外围电子排布为4s24p4,由此可知,该元素位于p 区,为第四周期a 族元素；即最大能层为其周期数, 最外层电子数为其族序数,但应留意过渡元素副族与第族 的最大能层为其周期数,外围电子数应为其纵列数而不为其族序数镧系.锕系除外；三.元素周期律2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1.电离能.电负性（1）电离能为指气态原子或离子失去1 个电子时所需要的最低能量,第一电离能为指电中性基态原子 失去 1 个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量；第一电离能数值越小,原子越简单

7、失去1 个电子；在同一周期的元素中,碱金属或第 a 族第一电离能最小,稀有气体或 0 族第一电离能最大,从左到右 总体出现增大趋势；同主族元素,从上到下,第一电离能逐步减小；同一原子的其次电离能比第一电离能要大；（2）元素的电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小；以氟的电负性为4.0,锂的电负性为 1.0 作为相对标准 、得出了各元素的电负性；电负性的大小也可以作为判定金属性和非金属性强弱的尺度,金属的电负性一般小于1.8,非金属的电负性一般大于1.8,而位于非金属三角区边界的“类金属 ”的电负性在 1.8 左右；它们既有金属性,又有非金属性；（3）电负性的应用判定元素的金属性和非

8、金属性及其强弱金属的电负性一般小于1.8 ,非金属的电负性一般大于1.8,而位于非金属三角区边界的“类金属” 如锗.锑等 的电负性就在1.8 左右,它们既有金属性,又有非金属性；金属元素的电负性越小,金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大,非金属元素越活泼；同周期自左到右,电负性逐步增大,同主族自上而下,电负性逐步减小；2.原子结构与元素性质的递变规律性质同周期（从左往右）同主族（自上而下）（ 1）能层数（电子层数）相同从 1 递增到 6（或 7）（ 2）最外层电子数从 1 递增到 8（第一周期例外）相同（ 3）原子半径减小增大（ 4）金属性（原子失电子才能）减弱增强（ 5）非金属性（原子得电

9、子才能）增强减弱（ 6）电负性增强减弱（ 7）第一电离能增大的趋势减小（ 8）单质仍原性减弱增强（ 9）单质氧化性增强减弱（ 10）最高价氧化物对应水化物的酸碱性碱性减弱,酸性增强碱性增强.酸性减弱（ 11）非金属形成气态氢化物的难易程度由难到易由易到难（ 12）气态氢化物的稳固性增强减弱最高正价从 +1 递增到 +7（o.f精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载（ 13）主要化合价相同除外）,最低负价从 -4 递增到 -1精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载（ 14）离子半径r（阴离子）减小, r（阳离子）增大减小； r 阴>r阳3.对角线规章在元素周期表中,某些主族

10、元素与右下方的主族元素的有些性质为相像的,如3精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载第一章原子结构与性质第一节原子结构考查点一能层.能级.构造原理1以下说法中正确选项；a 同一原子中, 1s.2s.3s 电子的能量逐步减小b同一原子中,2p.3p.4p 能级的轨道数依次增多 c能量高的电子在离核近的区域运动,能量低的电子在离核远的区域运动 d 各能层含有的能级数为nn 为能层序数 解析同一原子中能层序数越大,能量越高,离核越远,a .c 项均错误；在同一能级中,其轨道数为肯定的,不论其在哪一能层中,b 项错误； d 项正确；答案d2以下说法中正确选项；a 1s22s12p1 表示的为激

11、发态原子的电子排布b 3p2 表示 3p 能级有两个轨道c同一原子中,3d 轨道的能量小于4s 轨道的能量 d 同一原子中, 2p.3p.4p 电子的能量逐步减小解析a 项中 1 个 2s 电子被激发到2p 能级上,表示的为激发态原子,正确；b 项中 3p2 表示 3p 能级上填充2 个电子,错误；c 项中由于能级交叉,3d 轨道的能量大于4s 轨道的能量,错误；d 项,同一原子中电子层数越大,能量也就越高,离核越远,故2p. 3p.4p 电子的能量增大,错误；应选a；答案a3比较以下多电子原子的能级的能量高低12s 3s22s 3d33p 3s44f 6f解析相同能层上不同能级的能量高低：n

12、s<np<nd<nf ,不同能层上符号相同的能级的能量高低： 1s<2s<3s<4s答案1< 2< 3>4<考查点二核外电子排布规律4主族元素原子失去最外层电子形成阳离子,主族元素的原子得到电子填充在最外层形成阴离子；以下各原子或离子的电子排布式错误选项；a ca2 ：1s22s22p63s23p6b o2 ： 1s22s22p4精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载2262622626精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载c cl： 1s 2s 2p3s 3pd ar ： 1s 2s 2p 3s 3p精品学习资料精选

13、学习资料 - - - 欢迎下载4精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载解析此题主要考查依据构造原理来书写电子排布式,已知氧原子的电子排布式为1s2 2s22p4,故 o2 的电子排布式应为1s22s22p6 ,b 错, a . c.d 均正确；答案b5铁位于元素周期表第四周期族,原子序数为26,就 fe2 的结构示意图为 ；a.b.5精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载c.d.解析依据轨道能量次序图,电子第一进入能量低的原子轨道,铁原子中的电子在 填满 k 层和 l 层及 3s.3p 原子轨道后,接着在4s 原子轨道上填2 个电子,然后在3d 原子轨道上填6 个电子,就铁元素

14、的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6 4s2,6精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载即铁原子的结构示意图为；从 fefe2 ,fe 原子第一失去的为最外层4s 原子轨道上的电子,而不为失去3d 原子轨道上的电子；所 以 , fe2的 电 子 排 布 式 为1s22s22p63s23p6 3d6 , fe2的 结 构 示 意 图 为；“最外层不超过8 个电子, 次外层不超过18 个电子,倒数第三层不超过32 个电子 ”为针对原子而言的,不适用于离子；应选c；答案c6写出具有以下电子排布的原子的核电荷数.名称.元素符号及元素周期表中的位置；11s2 2s22p

15、63s23p4；21s2 2s22p63s23p63d104s24p6 5s2；31s2 2s22p63s23p63d104s24p6 4d105s25p66s1解析此题的突破口为各原子的电子排布式,依据电子层数和最外层电子数确定原子在元素周期表中的位置；答案1 核电荷数 16硫s第三周期 a 族7精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载2 核电荷数 38锶sr第五周期 a 族3 核电荷数 55铯cs第六周期 a 族考查点三原子光谱.电子云与原子轨道7以下电子排布式为基态原子的电子排布的为； 1s12s1 1s22s12p11s22s22p63s2 1s22s22p63s23p1a bc

16、d解析依据构造原理, 核外电子的排布总为第一占据能量较低的轨道,当能量较低轨道填满后再进入能量较高的轨道,此时整个原子能量最低,处于基态；中1s 轨道未填满就进入2s 轨道属于激发态,中2s 轨道未填满就进入2p 轨道也属于激发态；只有属于基态原子的电子排布；答案d8以下有关电子云和原子轨道的说法中正确选项； a 原子核外的电子像云雾一样覆盖在原子核四周,故称电子云b s 能级原子轨道呈球形,处于该轨道上的电子只能在球壳内运动c p 能级原子轨道呈哑铃状,随着能层的增加,p 能级原子轨道也在增多d p 能级原子轨道与s 能级原子轨道的平均半径都随能层序数的增大而增大解析电子云表示电子在核外某一

17、区域显现的概率,故 a 项错误； 原子轨道为电子显现概率为90%的电子云空间, 只为说明电子在这一空间区域内显现的机会大,在此空间区域外显现的机会少,故b 项错误；无论能层序数n 如何变化,每个p 能级都有3 个原子轨道且相互垂直,故 c 项错误； 电子的能量越高, 电子在离核更远的区域显现的 机会越大,电子云将向更大的空间扩展,原子轨道半径会逐步增大；答案d9x 元素原子的最外层电子排布式为nsnnpn 1,试回答以下问题：1 电子排布式中的n ；原子中能量最高的为 电子,其电子云在空间有 方向,出现 形；2x 元素的名称为 ；它的氢化物的电子式为 ；解析1 依据构造原理,先填满ns 能级,

18、而 s 能级只有1 个原子轨道,故最多只能容纳 2 个电子, 即 n 2,所以 x 元素原子的最外层电子排布式为2s22p3,由此可知 x为氮元素；依据电子排布的能量最低原理,可知氮原子的核外电子中的2p 能级能量最高, p 电子云出现哑铃形,在空间舒展为三种相互垂直的方向；2x 为氮元素,就其氢化物的分子式为nh3 ,所以其电子式为答案122p写成 np 也可以 三种相互垂直的哑铃8精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载2 氮考查点四综合应用10短周期的三种主族元素 a .b.c,原子序数依次减小； a 元素的 2p 能级上有 3 个未成对电子； b 元素原子的最外电子层上的电子数为

19、其电子层数的 2 倍； a.b.c 三原子的核外电子层数之和为 5；请回答：1 三种元素的元素符号分别为：a , b ,c ； 2a 与 c 形成的化合物的分子式为 ,写出该化合物与a 的最高价氧化物对应水化物发生反应的化学方程式；解析a 元素原子的2p 能级上有 3 个未成对电子, 即 a 的电子排布式为1s22s22p3, 为氮元素； b 元素原子的最外电子层上的电子数为其电子层数的2 倍,可得出该元素为 碳元素,核外电子排布式为1s22s22p2；由三种元素原子核外电子层数之和为5,可以推出 c 元素只有一个电子层,且为主族元素,所以c 只能为氢元素；答案1nch2nh 3nh 3 hn

20、o 3 =nh4no 311有 a .b.c.d .e 5 种元素,它们的核电荷数依次增大,且都小于20；其中 a 为非金属元素, a 和 e 属同一族,它们原子的最外层电子排布式为ns1；b 和 d 也属同一族,它们原子最外层的p 能级电子数为s 能级电子数的两倍,c 原子最外层上电子数等于d 原子最外层上电子数的一半；请回答以下问题：1a 为 , b 为 ,c 为 ,d 为 ,e 为 ；2 由这 5 种元素组成的一种化合物为 写化学式 ；写出该物质的一种主要用途： ；3 写出 c 元素基态原子的电子排布式： ；4 用电子排布图表示d 元素原子的最外层电子排布： ；解析b 和 d 属同一族,

21、它们原子最外层的p 能级电子数为s 能级电子数的两倍,所以可得 b.d 的最外层电子排布式为ns2np4,所以 b 为氧元素. d 为硫元素；而a 和e 属同一族,它们原子的最外层电子排布式为ns1,所以 a 为氢元素, e 为钾元素； c原子最外层上电子数等于d 原子最外层上电子数的一半,所以c 的最外层电子排布式为 ns2np1,即 c 为铝元素；答案1hoalsk 写元素名称也可 2kalso 4 2·12h 2o净水剂31s2 2s22p63s23p14、9精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载12. 已知 x .y 和 z 三种元素的原子序数之和等于42；x 元素原

22、子的4p 轨道上有 3 个未成对电子, y 元素原子的最外层2p 轨道上有2 个未成对电子； x 跟 y 可形成化合物 x 2y 3,z 元素可以形成负一价离子；请回答以下问题：（1） x 元素原子基态时的电子排布式为,该元素的符号为；（2） y 元素原子的价层电子的电子排布图为,该元素的名称为；（3）已知化合物 x 2y 3 在稀硫酸溶液中可被金属锌仍原为 xz 3,产物仍有 znso4 和 h 2o,该反应的化学方程式为 ；解析 （ 1） x 元素原子的 4p 轨道上有 3 个未成对电子,就 x 为第四周期第 a族元素,即 x 为 as,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d10

23、4s24p3；、（2）y 元素原子的最外层 2p 轨道上有 2 个未成对电子, 且 as 跟 y 可形成化合物as2y 3,可推知 y为 o；又由于 x .y 和 z 三种元素的原子序数之和等于42,可得到 z 为 h ；、（3） x 2y 3 为 as2o3,xz 3 为 ash 3,就 as2o3 与稀硫酸和zn 反应的化学方程式为as2o36zn 6h 2so4=2ash 3 6znso4 3h2o；答案（ 1） 1s22s22p63s23p63d104s24p3as（3）as2o3 6zn6h2 so4=2ash3 6znso4 3h其次节原子结构与元素的性质考查点一原子结构与元素周期

24、表1元素周期表中,非金属元素存在的区域为；10精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载a 只有 s 区b只有 p 区c s 区. d 区和 ds 区d s 区和 p 区 解析非金属元素除h 元素在 s 区外,其余的均在p 区；答案d2闪耀着银白色光泽的金属钛 22ti 因具有密度小. 强度大. 无磁性等优良的机械性能, 被广泛的应用于军事.医学等领域,号称“崛起的第三金属”；已知钛有48ti .49ti . 50ti 等同位素,以下关于金属钛的表达中不正确选项 ；a 上述钛原子中,中子数不行能为22 b钛元素在周期表中处于第四周期c钛的不同同位素在周期表中处于不同的位置d 钛元素为d 区

25、的过渡元素解析题给三种同位素原子中,中子数最小为26,故 a 选项正确； ti 位于第四周期b 族,属于 d 区元素,故 b.d 选项正确；同种元素的不同同位素在周期表中的位置相同, c 选项错误；答案c考查点二元素周期律的应用3以下各组元素性质的递变情形错误选项； a li .be.b 原子的最外层电子数依次增多b p.s.cl 元素的最高化合价依次上升c n .o.f 电负性依次增大d na.k .rb 第一电离能逐步增大解析同周期元素的电负性从左至右逐步增大,故c 项正确；同主族元素的第一电离能从上至下逐步减小,故d 项错误；答案d4以下表达中正确选项；a 同一周期中,a 族元素的原子半

26、径最大b a 族元素的原子,其半径越大,越简单得到电子c室温时, 0 族元素的单质都为气体d 同一周期中,碱金属元素的第一电离能最大解析同一周期中, a 族元素的原子半径最小,a 项错误；同一主族中,原子半径越大,越难得电子,b 项错误； c 项正确；同一周期中,碱金属元素的第一电离能最小, d 项错误；11精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载答案c5以下各元素,最易形成离子化合物的组合为；第三周期第一电离能最小的元素外围电子构型为2s2 2p6 的原子 2p能级为半满的元素电负性最大的元素a bcd 解析为 na 元素, 为活泼非金属元素f,故 易形成离子键,应选d ；答案d6现有

27、四种元素的基态原子的电子排布式如下： 1s22s22p6 3s23p41s22s22p63s23p31s22s22p31s22s22p5就以下有关比较中正确选项 ；a 第一电离能：>> > b原子半径： > > > c电负性： >> >d 最高正化合价：> >解析由电子排布式可知： 为 s, 为 p, 为 n , 为 f；依据元素周期.律可 知：第一电离能为> > > ,a 项正确；原子半径应为最大, 最小, b 项不正确；电负性应为 最大, 最小, c项不正确； f 无正价, .最高正化合价为5 价, 的最高

28、正化合价为6 价, d 项不正确；答案a考查点三微粒半径大小比较7a n .bn1 . cn. d n 1 有相同的电子层结构,就原子半径由大到小的次序为a c>d>b>ab a>b>c>dc d>c>a>bd a>b>d>c解析a .b.c.d 四种元素的相对位置dcabz,依据原子半径大小变化规律可知a>b>d>c ；答案d8a.b.c.d 为四种短周期元素；a.b.d 同周期, c.d 同主族； a 的原子结构示意图12精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载为, b 与 c 形成的化合物的电

29、子式为；以下说法中正确选项a 原子半径： a>c>d>b b电负性： a>b>d>c c原子序数： d>a>c>bd 最高价含氧酸的酸性：c>d>a解析由 a 的原子结构示意图分析得,a 应为硅元素,位于第三周期；由于a.b.d 同周期, b 元素显 1 价,故 b 应为 na；又因 c 显 3 价,就 c 应为氮或磷,但d 为第三周期元素,且c 与 d 同主族,故 d 应为磷, c 应为氮元素；将a.b.c.d 四种元素代入分析即可解答；答案d考查点四综合应用9如下列图为元素周期表的大致框架13精品学习资料精选学习资料 - -

30、 - 欢迎下载(1) 在如下列图元素周期表中画出金属元素与非金属元素的分界线(2) 鉴于 nah 的存在, 有人建议可把氢元素归到a 族；但依据氢元素最高正化合价与最低负化合价的肯定值相等,可把氢元素归到元素周期表中的 族；(3) 现有甲. 乙两种元素, 甲元素原子核外3p 能级上有5 个电子, 乙元素的焰色反应呈黄色；在如下列图的元素周期表中,将甲.乙两元素的元素符号填在甲.乙两元素在元素周期表中的相应位置；甲元素与硫元素相比较,非金属性较强的为 填名称 ,写出可以验证该结论的一个化学方程式： ；81tl铊204.46s26p142021 年 8 月 2 日, cctv 1焦点访谈栏目中报道

31、了“铊中毒大事”,铊再次成为公众关注的焦点；铊的相关信息如右图卡片中所示；以下表达不正确选项 ； a 铊在元素周期表中的位置为第六周期a 族b铊原子的中子数为20481 123c 6s26p1 表示铊原子有6 个电子层,最外电子层中有3 个电子d 铊的金属性比铝的强 e铊元素为p 区元素解析1在周期表中沿着b.si.as.te.at 和 al .ge.sb. po 划一条折线,即为金属元素和非金属元素的分界线；(2) 第一要敏捷接受信息,有人建议可把氢元素归到 a 族,为由于nah 中 的 h 与xf .cl . br . i有相像之处,即最低化合价相等；当氢元素最高正化合价与最低14精品学习

32、资料精选学习资料 - - - 欢迎下载负化合价的肯定值相等时,可认为氢元素处在周期表中的a 族；(3) 甲元素原子核外3p 轨道上有5 个电子,即该元素原子的核外电子排布式为1s2 2s22p63s23p5,由此可知甲为cl 元素；乙元素的焰色反应呈黄色,说明乙元素为na元素；甲位于周期表中第三周期a 族,乙位于周期表中第三周期a 族；由于同一周期时,元素的非金属性随着核电荷数的递增而增强,所以氯.硫相比,非金属较强的为氯元素；例如, cl 2 可以与 h 2s 发生置换反应： h 2s cl 2=2hcl s； 4依据铊的原子序数为 81,可推知该元素位于第六周期 a 族,与 al 同主族,

33、且位于 al 元素的下方,属于 p 区元素, a 选项错误, c.d 选项正确； 204.4 为铊元素的相对原子质量,不为质量数,故 b 选项错误；答案1如下图所示2 a3 如下图所示氯h 2s cl 2=2hcl s4ab10第三周期元素x .y .z 的各级电离能数据如下表： 1i /kj m·oli1i 2i 3i 4x7381 4517 73310 540y4964 5626 9129 540z5771 8172 74511 578精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载请回答： x .y .z三种元素的元素符号分别为 . . ；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载常见化合价分别为 . . ；电负性由小到大的次序为 ；解析应用电离能的数值来推断元素,主要为通过电离能判定稳固化合价,再通过化合价来判定元素；如：y4964 562