2020年高考化学复习：原子结构与性质学案

1、第一单元选修 3 物质结构与性质第 1 讲原子结构与性质命题一电子排布1.按要求填空。（1）（2018 年全国 I 卷,35 节选）下列 Li 原子电子排布图表示的状态中为_、_ （填标号）。Is 2s怨2nrnrnirnrnrn1522p;LTJOEJOh曲2叫也2 OLZlOnLZ（2）（2018 年全国 n 卷,35 节选）基态 Fe 原子价层电子的电子排布图（轨道表达式）为_，基态 S 原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为 _ 形。（2018 年全国川卷,21 节选）Zn 原子核外电子排布式为 _（2018 年江苏,35 节选）Fe2+基态核外电子排布式为 _电子数越多，原子能量越高,

2、A 项中只有 1 个 1s 电子跃迁到 2s 轨道;B 项中 1s 轨道中的两个电子一个跃迁到 2s 轨道,另一个跃迁到 2p 轨道;C 项图中 1s 轨道的两个电子都跃迁到2p 轨道，故 C 项表示的原子能量最高。（2）基态 Fe 原子的核外电子排布式为Ar3d64s2,则价层电子排布图为*丫。基态 S 原子的核外电子排布式为Ne3s23p4,电子占据的 最高，能量最低和最高的分（1）基态 Li 原子能量最低,而电子排布图中D 项所示状态为基态。处于激发态的s 2s 2宀2片2巴能级为 3p 能级，电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形。(3)Zn 为 30 号元素，价层电子数为 12, 则电子排布式

3、为Ar3d104s2。Fe 为 26 号元素，基态原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2;Fe 失去最外层的 2 个电子得到 Fe2+,故 Fe2+的基态电子排布式为 1s22s22p63s23p63d6。答案(1)D;C(3)Ar3d104s2Ar3d6(或 1s22s22p63s23p63d6)2. (2017 年全国 I 卷,35 节选)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：(1) 元素 K 的焰色反应呈紫 红色,其中紫色对应的辐射波长为 _nm(填标号)。A.404.4B.553.5C.589.2D.670.8 E.766.

4、5(2) 基态 K 原子中，核外电子占据的最高能层的符号是_，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_ 。解析(1)紫色光的辐射波长范围为400 430 nm 。(2)基态 K 原子核外有 4 个能层:K、L、M、N,能量依次增大，处于 N 层上的 1 个电子位于 s 轨道,s 电子云轮廓图形状为球形。答案 (1)AN;球形3. 按要求填空：(1)(2017年全国n卷,35节选)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为_。(2017 年全国川卷，35 节选)Co 基态原子核外电子排布式为 _，元素 Mn与 O 中，基态原子核外未成对电子数较多的是 _。(3) (2016 年全国 H 卷,37 改

5、编)镍元素基态原子的电子排布式为 _ ,3d 能级上的未成对电子数为_ 。(4) (2016 年全国 I 卷,37 改编)基态 Ge 原子的核外电子排布式为 _，有_个未成对电子。(2016 年江苏,21 节选)Zn2+基态核外电子排布式为 _。(6) (2015 年全国 I 卷,37 节选)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用 _形象化描述。在基态14C 原子中，核外存在_ 对自旋相反的电子。(2)根据构造原理可写出Co 基态原子核外电子排布式为 Ar3d74s2。Mn 和 O 的基态原子核外电子排布式分别为 1s22s22p4,前者的 3d 轨道中 5 个电子均未成对

6、，后者的 2p 轨道中有 2 个电子未成对，所以Mn 的基态原子核外未成对电子数较多。(3) Ni 是 28 号元素，根据核外电子的排布规律可知，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2o根据洪特规则可知，Ni 原子 3d 能级上 8 个电子尽可能分占 5 个 不同的轨道，其未成对电子数为 2。(4) Ge(锗)元素在周期表的第四周期 WA族，因此核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或Ar3d104s24p2,p 轨道上的 2 个电子是未成对电子。解析(1)根据构造原理可知理可知，其价电子的轨道表达式为，氮原子的价电子排布式2s22p

7、3,根据洪特规则和泡利原(1s22s22p63s23p63d74s2或1s22s22p63s23p63d54s2、可知,Li 原子的第一电离能为kJmrOl,：；-；键键能为kJmO。外层的 2 个电子即可得到 Zn2+,Z n2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10。(6)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布用电子云形象地描述。(2)1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2;Mn(3)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s2;2(4)1s22s22p63s23p63d104s24p2或Ar3d104s

8、24p2;2(5)1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10电子云；2 命题二电离能及电负性4.按要求填空。(1)(2018 年全国 I 卷,35 节选)Li20 是离子晶体，其晶格能可通过图(a)的 Born-Haber 循环计算得到。Zn 为 30号元素 ,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，失去最基态14C原子的电子排布图为，则核外存在 2 对自旋相反的电子。答案(1)11040 kJ mol-1MH 品惮 J703 kJmul-10()iI可知,Li 原子的第一电离能为kJmrOl,：；-；键键能为kJmO。ffl(b)(2)(2018

9、年全国川卷，35 节选)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由 Zn 和 Cu 组成。第电离能 Ii(Zn)_(填“大于”或“小于”i(Cu)。原因是解析(1)根据图像及第一电离能的概念(气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量),Li 原子的第一电离能是520 kJriiol ；：:键的键能是249 kJm 凶 2=498 kJ-mo(2)Zn 的电子排布式为Ar3d104s2,Cu 的电子排布式为Ar3d104s1,故 Zn 的第一电离能比 Cu 大。答案(1)520;498(2)大于;Zn 的核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子5.按要求填空。(1) (2017

10、 年全国川卷,35 节选)元素 Mn 与 O 中,第一电离能较大的是 _。(2) (2017 年全国 H 卷,35 改编)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示，其中除氮元素外，其他元素的 E1自左而右依次增大的原因是 _;氮元素的 E1呈现异常的原因是 _ 。(2016 年全国 H 卷,37 节选)元素铜与镍的第二电离能分别为lcu=1958 kJrollNi=1753 kJmolculNi的原因是 _ 。(2016 年全国川卷,37 节选)根据元素周期律，原子半径 Ga_ As,第一电离能 GaAs。

11、(填“大于”或“小于”)解析（1）0 是非金属元素，而 Mn 是金属元素，前者易得电子而不易失电子，后者则反之所以 0 的第一电离能大于 Mn 的。由图可知，除 N 外，同周期元素随核电荷数的增大，Ei逐渐增大，这是因为随原子半径逐渐减小，结合一个电子需要释放出更多的能量；N 原子的 2p 轨道处于半充满状态，不易再结合一个电子，故 Ei呈现异常。（3）铜的第二电离能失去的是全充 满的3d10电子所需要的能量，镍的第二电离能失去的是4s1电子所需要的能量，前者属于稳定状态,故第二电离能：lculNi。（4）Ga 和 As 均属于第四周期元素，且原子序数 GaAs,第一电离能 lGaGeZnO(

12、4)HCO-1命题角度主要考查基态原子电子排布式、电子排布图、离子电子排布式、原子轨道中未成对电子数、原子轨道形状及能量、元素电离能及电负性大小的比较等备考启示咼考对原子结构与性质内容的考查，相对比较简单，注重基础，主要考查对基本概念的理解。在复习时应做好类比，理清电子排布式、电子排布图、外围电子排布式、简化 电子排布式的区别，能层、能级、电子云、原子轨道的区别，元素第一电离能、电负性的递变规律驴谍堂精讲原子核外电子排布1.能层、能级与原子轨道的关系能层能级最多容纳电子数见自学听讲P222MFWT D1AOYAiOD*ANMACJl*NG-1序号符号符号原子轨道数各能级 各能层1K1s122L

13、2s122p363M12365104N4s124p364d510714n注意:(1)能层(n)即电子层，不同能层的电子离核越远，能量越高，所在能层的序数越大。(2)同一能层里电子根据能量不同，又分成不同的能级，每一能层的能级数等于能层的序数，同一能层里，各能级的能量按 s、p、d、f 的顺序依次升高。2.原子轨道(1)轨道形状a._ s 能级电子的原子轨道呈。b._p 能级电子的原子轨道呈(2)各能级上的原子轨道数目能级nsnpndnf原子轨道数I(3)能量关系a. 相同能层上原子轨道能量的高低：n s npndnf .b. 形状相同的原子轨道能量的高低：1s2s3s4s.c. 同一能层内形状

14、相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如 npx、npy的能量闰_。注意:(1)由于核外电子的概率分布看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云轮廓图称为原子轨道。(2)各能层的原子轨道数为n2。3.基态原子核外电子排布依据(1)能量最低原理原子的核外电子排布遵循构造原理，使整个原子的能量处于 _。F图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图。npz轨道，电子(2)泡利原理1 个原子轨道里最多容纳 I：谢个电子，且自旋方向，不能表示为(3)洪特规则注意：(1)所有电子排布规则都需要满足能量最低原理。(2)当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、

15、f7)、全空(p0、d、f)时原子的能量最低，如24Cr 的电子排布式为Ar3d54s1,29Cu 的电子排布式为Ar3d104s1o4.基态原子核外电子排布的表示方法表示方法举例(以 S 原子为例)电子排布式M电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先-且自旋方向相同。女口 2p3的电子排布图为卸2|J* +t应|T4如 2s 轨道上的电子排布图为，不能表示简化电子排布式电子排布图（轨道表示式）3d价电子排布式5.基态、激发态及光谱（1）电子跃迁示意图（2）原子光谱：不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或放出不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素的种类，称为

16、光谱分析。1283s3p 3d 18 4f322n2球形对称丽哑铃形13 卜；5 心 7相等 嬉最低状态2 他相反单独占据一个轨道血 1s22s22p63s23p4Ne3s23p4葩 fj舔 fj 爵 f3s23p41.判断正误（正确的打“V”，错误的打“X”） O（1）p 能级的能量一定比 s 能级的能量高。（）同一原子中,2p、3p、4p 能级的轨道数依次增多。（）X(3)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等。()(4)2px、2py、2pz的能量相等。()铁元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6。()(6)Cr 的基态原子的简化电子排布式为Ar3d44s

17、2。()基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)E(2s)E(2px)E(2py)oTIs2sf |4 tQ解析 A 项，符合电子的基态排布原理，表示氮原子的最低能量状态，正确；B、C 两项,2p 能级上的 3 个电子排布违背了洪特规则，不是基态原子的排布，错误；D 项，表示基态 B 原子的 核外电子排布，错误。答案 A3.写出下列原子或离子的电子排布式、 价电子排布图、 电子占的原子轨道数、 未成 对电子数。(1) N:_；2_ ；3_ ；4_。(2) CI: j_；2_ ；3_ ；4_。(3) Fe2+:_；2_；3_ ；4_。(4) Cu:_；2_ ；3_ ；4_。(5) Se:_；2_

18、；3_ ；4_Br-:_；2_。欝即(1) l2s22p3 U1(2) 12s22p63s23p5或Ne3s23p591(3) 12s22p63s23p63d6或Ar3d6144(4) 12s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1151(5) 12s22p63s23p63d104s24p4或Ar3d104s24p43182(6) l2s22p63s23p63d104s24p6或Ar3d104s24p64.按要求填空。(1)A 元素基态原子的最外层有3 个未成对电子，次外层有 2 个电子，其元素符号为其价电子排布图为(2)B 元素的负一价离子和C 元素的正一价离子的电子层结构都与

19、氩相同,B 的元素符号,C 离子的结构示意图为(3)D 元素的正三价离子的3d 能级为半充满，D 的元素符号为，其原子结构示意图为(4)E 元素基态原子的M 层全充满,N 层没有成对电子且只有一个未成对电子,E 的元素符号，其基态原子的电子排布式为4s4ptY4J180Ip，其基态原子的电子布式为(5)F 元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+2，则 n=；F 原子中能量最咼的能级的电子，其基态原子的电子排布图答案ci(1)N;cd 19 2 E EFe1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2Cu1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1Is 2s

20、2pootnAA了感悟智舟体会核外电子排布的表示方法表示方法含义举例原子或表示核外2 8 1Na:F离子结电子分层K 1Na +：钿构示意排布和核图内质子数表示原子电子式最外层电子数目表示母个核外电S:1s22s22p63s23p4或能级上排子排布Ne3s23p4布的电子式S2-:1s22s22p63s23p6数电子排表示母个布图（轨原子轨道Is2s2p道表示中电子的）；rnHdLr；i * i式）运动状态价电子排布式 表示价电 或排布子的排布 图1. 当出现 d 轨道时，虽然电子按 ns、（n-1）d、np 的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍 把（n-1）d 放在 ns 前,如 Fe:1s

21、22s22p63s23p63d64S2（正确）,Fe:1s22s22p63s23p64s23d6（错 误）。2. 注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、原子价电子排布式的区别与联系。如Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1简化电子排布式为Ar3d104s1;价电子排布 式为 3d104s1。3. 在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：（1）|Af | 违反能量最低煉魏）（2）f （违反淮肌原理）（3）TT（违反洪舞规的）I_ L_I（4）11 訂违友洪特规叭滋 A3原子结构与元素性质1.原子结构与元素周期表的关系周电 每周期第一种每周期最后一种元素Fc;3d

22、fiLs-期子层数丿元素原子序数基态原子的电 子排布 式原子序数基态原子的电子排布式-二二23He2s1101s22s22p6三 31118四41936五537Kr5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六655Xe6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p62每族元素的价电子排布特点(1)主族主族IAnA川 AIVA排布特占八、ns1_主族VAWAWA一排布特占八、一0 族:He 为，其他为闌过渡元素(副族和第忸族):(n-1)d110ns12。3.元素周期表的分区(1)分区简图(2)各区

23、元素分布及性质与价电子排布特点分区元素分布价电子排布特点s 区除氢外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反应p 区通常是最外层电子参与反应分区元素分布价电子排布特点d 区d 轨道可以不同程度地参与化学键的形成ds 区金属兀素f 区镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近4.电离能、电负性(1)第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的_，符号:_,单位:_。（2）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。 电负性越大的原子 对键合电子的吸引力._。5.原子结构与元素性质的递变规律项目同周期（从左 T右）同主族（从上T下）原子核外电子排布能层数最外层电

24、子数最外层电子数曲，能层数原子半径逐渐（0 族除外）逐渐念兀素主要化合价最咼正价由训_（0、F 除外）,最低负价 由曲T最咼正价-（0、F 除外），非金属兀素最低负价-原子得失电子能力得电子能力逐渐；失电子能力逐渐得电子能力逐渐啦；失电子能力逐渐 庖第一电增大的趋势逐渐豺离能电负性逐渐肚逐渐元素的金属性逐渐金属非金金属性逐渐廊；非金属性逐渐&性、非属性逐渐金属性注意:第二、三、四周期的同周期主族元素，第 HA 族(ns2np)和第 VA 族(ns2np3), 因 p 轨道处于全空或半充满状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的第川 A和第WA 族元素，如第一电离能：MgAI,P

25、S 。6.对角线规则在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的。如图所示：Ne3s1 1s22s22p63s23p6Ar4s141s22s22p63s23p63d104s24p6 ns2 nEnp1 nWnp2 ns2np3 nWnp4 nWnp51s2n s2np6IA、HA 族尬 n s12茁川 A 族 WA 族、0 族ns2n p16川 B 族 WB族(除镧系、锕系外)、忸族-1)d19ns2 IB 族、HB 族 姒 n-1)d10n s12镧系、锕系(n-2)f014(n-1)d02ns2最低能量11kJmOl越强相同空逐渐增多相同 I递增郵减小念增大鶴+1+7-

26、4 曲-1主族序数翅主族序数-8增强减弱 I 沙减弱增强懿减小魁增大 减小馳减弱罪增强增强響减弱操丸鉅力進朱1. 判断正误(正确的打“V”，错误的打“X”)。(1) 价电子排布式为 5s25p1的元素位于第五周期 IA族，是 s 区元素。()(2) 电负性大的元素非金属性强。()主族元素的电负性越大，元素原子的第一电离能一定越大。()(4) 在元素周期表中，同周期主族元素的电负性从左到右逐渐增大。()(5) 在形成化合物时，电负性越小的元素越容易显正价。()第一电离能：0N。()正三价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于忸族。()(8) 价电子排布式为

27、4s24p3的元素位于第四周期 VA族，是 p 区元素。()(9) 两成键元素电负性差值大于1.7 时，一般形成离子键，小于 1.7 时，一般形成共价键。()答案(1) XV (3) X (4) V (5) V (6) X (7) V (8) V (9) V2. 已知 X、Y 是主族元素，1 为电离能，单位是 kJ帀 0。请根据表中所列数据判断，下列说法错.误的是()。元糸1112I314X5004600 )900 9500Y5801820 :275011600A.元素 X 的常见化合价是+1 价B.元素 Y 是第川 A 族元素C元素 X 与氯形成化合物时，化学式可能是 XCID.若元素 Y

28、处于第三周期，则它可与冷水剧烈反应解析由数据分析元素 X 的 I2? Ii,X 易呈+1 价，为第 IA 族元素,A、C 两项均正确；元素Y 的 14? 13,易呈+3 价，应在第川 A 族,B 项正确；若 Y 处于第三周期，则 Y 为铝元素,AI 不与冷水反应，D 项错误。答案 D3.（1）第三周期所有元素的第一电离能_（li）大小顺序为（用元素符号表示）。Na 的逐级电离能中有 _ 次突跃。分别是哪级电离能发生突跃 ?_C、N、0、F 的电负性大小顺序为 _ ,第一电离能大小顺序为_ 。（4）F、Cl、Br、I 的第一电离能大小顺序为 _，电负性大小顺序为_ 。答案（1）NaAIMgSiSPCIAr（2）2;I2? I1、I10? I9(3)CNOF;CONCIBrl;FCIBrl4.