化学选修3 原子结构与性质)

1、第第1 1讲原子结构与性质讲原子结构与性质知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分重难点：重难点：周期表各区、周期、族的原子核外电子排布规律及周期表各区、周期、族的原子核外电子排布规律及 元素性质的递变规律元素性质的递变规律。【考纲要求考纲要求】1.能规范书写常见元素能规范书写常见元素(136号号)原子核外电子的电子排布式和原子核外电子的电子排布式和 电子排布图。电子排布图。2.能运用原子核外电子跃迁等解释某些实际问题。能运用原子核外电子跃迁等解释某些实际问题。3.能用电离能、电负性等解释元素的某些性质。能用电离能、电负性等解释元素的某些性质。4.掌握周期表各区、周期、族的原子核外电子

2、排布规律及元素掌握周期表各区、周期、族的原子核外电子排布规律及元素 性质的递变规律。性质的递变规律。知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建考点一考点一I原子核外电子排布原理原子核外电子排布原理电子云轮廓图给出了电子在电子云轮廓图给出了电子在 的区域。的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。这种电子云轮廓图称为原子轨道。1能层、能级与原子轨道能层、能级与原子轨道在多电子原子中，核外电子的在多电子原子中，核外电子的 是不同的，按照电是不同的，按照电子的子的 差异将其分成不同能层。通常用差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N表示，能量依次升高。表示，能量依

3、次升高。(1)能层能层(n)：同一能层里的电子的同一能层里的电子的 也可能不同，又将其分成不同的也可能不同，又将其分成不同的能级能级,通常用通常用 等表示等表示,同一能层里同一能层里,各能级的能量各能级的能量按按 的顺序升高的顺序升高,即即: 。(2)能级：能级：(3)原子轨道：原子轨道：原子轨道原子轨道轨道形状轨道形状轨道个数轨道个数s球形球形1p哑铃形哑铃形3能量能量能量能量能量能量s、p、d、fs、p、d、fE(s)E(p)E(d)E(f)核外经常出现核外经常出现特别提醒特别提醒第一能层第一能层(K)，只有，只有s能级；能级；第二能层第二能层(L)，有，有s、p两种能级，两种能级，p能级

4、上有三个原子轨道能级上有三个原子轨道px、py、pz，它们具有相同的能量；，它们具有相同的能量；第三能层第三能层(M)，有，有s、p、d三种三种能级。能级。知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建2原子核外电子排布的原理原子核外电子排布的原理(1)能量最低原理：能量最低原理：考点一考点一I原子核外电子排布原理原子核外电子排布原理即即:电子尽先占有能量低的轨道电子尽先占有能量低的轨道,然后进入能量高的轨道然后进入能量高的轨道,使整个原子的能量使整个原子的能量处于最低状态。如图为构造原理示意图处于最低状态。如图为构造原理示意图,亦即基态原子核外电子在原子轨道

5、亦即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：上的排布顺序图：知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建当能量相同的原子轨道在当能量相同的原子轨道在 (p6、d10、f14)、 (p3、d5、f7)和和 (p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低状态时，体系的能量最低,如：如：24Cr的电子排布式为的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。(2)泡利原理泡利原理一个原子轨道最多容纳一个原子轨道最多容纳 个电子个电子,并且并且 相反。相反。(3)洪特规则洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道时当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子

6、总基态原子中的电子总是优先是优先 ,并且并且 相同。相同。洪特规则特例：洪特规则特例：特别提醒特别提醒基态原子：处于最低能量的原子。当基态原子吸收能量后，电基态原子：处于最低能量的原子。当基态原子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。电子从激发态跃迁回子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。电子从激发态跃迁回基态时，释放一定频率的光子，这是产生原子光谱的原因。基态时，释放一定频率的光子，这是产生原子光谱的原因。考点一考点一I原子核外电子排布原理原子核外电子排布原理2自旋状态自旋状态单独占据一个轨道单独占据一个轨道自旋状态自旋状态全满全满半满半满全空全空知识梳理知识梳理探究高考探究高考练

7、出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建深度思考深度思考深深 度度 思思 考考1完成下表，理解能层、能级及其最多容纳电子数的关系完成下表，理解能层、能级及其最多容纳电子数的关系能层能层一一二二三三四四五五符号符号KLMNO能级能级1s2s2p3s3p3d4s4p 4d4f5s最多容纳最多容纳电子数电子数22626102610 1422818322n2(4)我们一定要记住前四周期的能级排布我们一定要记住前四周期的能级排布(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)。特别提醒特别提醒(1)任一能层的能级总是从任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数；能级开始，而且能级数

8、等于该能层序数；(2)以以s、p、d、f排序的各能级可容纳的最多电子数依次为排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、 7的二倍；的二倍；(3)构造原理中存在着能级交错现象；构造原理中存在着能级交错现象；知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建深度思考深度思考深深 度度 思思 考考2写出下列原子的电子排布式与简化电子排布式写出下列原子的电子排布式与简化电子排布式原子原子电子排布式电子排布式简化电子排布式简化电子排布式N1s22s22p3He2s22p3Cl1s22s22p63s23p5Ne3s23p5Ca1s22s22p63s23p64s2Ar4s

9、2Fe1s22s22p63s23p63d64s2Ar3d64s2Cu1s22s22p63s23p63d104s1Ar3d104s1当出现当出现d轨道时，虽然电子按轨道时，虽然电子按ns，(n1)d，np顺序填序，但在书顺序填序，但在书写电子排布式时，仍把写电子排布式时，仍把(n1)d放在放在ns前，前，如如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正确；正确；Fe：1s22s22p63s23p64s23d6错误。错误。特别提醒特别提醒知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建深度思考深度思考深深 度度 思思 考考3请用核外电子排布的相关规则解释请用核

10、外电子排布的相关规则解释Fe3较较Fe2更稳定的原因？更稳定的原因？答案答案26Fe价层电子的电子排布式为价层电子的电子排布式为3d64s2，Fe3价层电子的电子排布价层电子的电子排布式为式为3d5，Fe2价层电子的电子排布式为价层电子的电子排布式为3d6。根据。根据“能量相同的轨道处能量相同的轨道处于全空、全满和半满时能量最低于全空、全满和半满时能量最低”的原则，的原则，3d5处于半满状态，结构更处于半满状态，结构更为稳定，所以为稳定，所以Fe3较较Fe2更为稳定。更为稳定。 由于能级交错，由于能级交错，3d轨道的能量比轨道的能量比4s轨道的能量高，排电子时先轨道的能量高，排电子时先排排4s

11、轨道再排轨道再排3d轨道，而失电子时，却先失轨道，而失电子时，却先失4s轨道上的电子。轨道上的电子。特别提醒特别提醒知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建题组一题组二12534题组一根据核外电子排布，正确理解电子能量状态题组一根据核外电子排布，正确理解电子能量状态解析解析不符合能量最低原理；不符合能量最低原理；不符合洪特规则；不符合洪特规则；不符合能量最低原理。不符合能量最低原理。 知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建B 题组一1254解析解析np3处于半充满结构，稳定，失去一个电子吸收能量多。处于半充满结构

12、，稳定，失去一个电子吸收能量多。题组二3题组一根据核外电子排布，正确理解电子能量状态题组一根据核外电子排布，正确理解电子能量状态知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建“两原理，一规则两原理，一规则”的正确理解的正确理解知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建C 题组一1254题组二化学用语的正确使用题组二化学用语的正确使用题组二3知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分(1)(1)铁原子最外层电子数为铁原子最外层电子数为_,_,铁在发生化学反应时铁在发生化学反应时, ,参加反应的电子可能是参加反应的电子可

13、能是 _ _。(2)(2)请你通过比较、归纳请你通过比较、归纳, ,分别说出分别说出3 3种不同化学用语所能反映的粒子结构信息。种不同化学用语所能反映的粒子结构信息。4s上的上的2个电子和个电子和3d上的上的1个电子个电子答案答案 结构示意图结构示意图:能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各能层上的能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各能层上的电子数。电子数。电子排布式电子排布式:能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。电子排布图电子排布图:能反映各轨道的能量的高低能反映各轨道的能量的高低,各轨道上的电子分布情况及自旋

14、方向。各轨道上的电子分布情况及自旋方向。2题组二化学用语的正确使用题组二化学用语的正确使用FeFe3原子原子(或离子或离子)结构示意图结构示意图电子排布式电子排布式电子排布图电子排布图4.按要求用三种化学用语表示基态铁原子和三价铁离子按要求用三种化学用语表示基态铁原子和三价铁离子,并回答问题。并回答问题。知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建题组一12542pC或或OClKFe1s22s22p63s23p63d64s2或或Ar3d64s2Cu1s22s22p63s23p63d104s1或或Ar3d104s12题组二3题组二化学用语的正确使用题组二化学用

15、语的正确使用知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建为了书写和学术交流的方便，采用国际统一的符号来表示各个元素元素符号为了书写和学术交流的方便，采用国际统一的符号来表示各个元素元素符号化学用语的规范使用及意义化学用语的规范使用及意义知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建它们有各自不同的侧重点它们有各自不同的侧重点知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建考点二考点二I原子结构与元素性质原子结构与元

16、素性质(1)原子结构与周期表的关系原子结构与周期表的关系(完成下列表格完成下列表格)1原子结构与周期表的关系原子结构与周期表的关系周周期期能层数能层数每周期第一个元素每周期第一个元素每周期最后一个元素每周期最后一个元素原子原子序数序数基态原子的基态原子的电子排布式电子排布式原子原子序数序数基态原子的电子排布式基态原子的电子排布式二二23He2s1101s22s22p6三三311Ne3s1181s22s22p63s23p6四四419Ar4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五五537Kr5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6知识梳理

17、知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建对副族元素：次外层电子数多于对副族元素：次外层电子数多于8个而少于个而少于18个的一些元素，它们除了个的一些元素，它们除了能失去能失去 的电子外的电子外,还能失去还能失去 上的一部分电子。例如元素钪上的一部分电子。例如元素钪Ar3d14s2，总共可以失去三个电子，钪为，总共可以失去三个电子，钪为B族元素。所以，失去的族元素。所以，失去的(或参加反应的或参加反应的)电子总数就等于该元素所在的族序数。除第电子总数就等于该元素所在的族序数。除第族元素外，族元素外，大多数元素所在族的族序数等于大多数元素所在族的族序数等于(n1)d

18、ns(n为最外层为最外层)的电子数。的电子数。(2)原子构型与族的关系原子构型与族的关系对主族元素：主族元素的族序数原子的对主族元素：主族元素的族序数原子的 。(3)主族元素所在族的序数等于该元素原子的价电子数，等于最外主族元素所在族的序数等于该元素原子的价电子数，等于最外层电子数。层电子数。归纳总结归纳总结(1)周期的序周期的序数数等于能层数。等于能层数。(2)每一周期都是从活泼碱金属开始逐渐过渡到活泼的非金属，每一周期都是从活泼碱金属开始逐渐过渡到活泼的非金属，最后以惰性气体结束最后以惰性气体结束(第一周期除外第一周期除外)。(4)BB族元素原子的价电子数目与族序数相同。族元素原子的价电子

19、数目与族序数相同。最外层电子数最外层电子数最外层最外层次外层次外层考点二考点二I原子结构与元素性质原子结构与元素性质知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建a分区分区(3)元素周期表的分区元素周期表的分区 根据核外电子排布根据核外电子排布考点二考点二I原子结构与元素性质原子结构与元素性质知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建b各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点分区分区元素分布元素分布外围电子排布外围电子排布元素性质特点元素性质特点s区区A、A族及族及He元素元素ns1

20、2除氢、氦外都是活泼除氢、氦外都是活泼金属元素；通常是最金属元素；通常是最外层电子参与反应外层电子参与反应p区区A族族A族、族、0族族(除氦外除氦外)ns2np16通常是最外层电子参通常是最外层电子参与反应与反应d区区B族族B族、族、族族(除镧系、锕系外除镧系、锕系外)(n1)d19ns12d轨道可以不同程度地轨道可以不同程度地参与化学键的形成参与化学键的形成ds区区B族、族、B族族(n1)d10ns12金属元素金属元素f区区镧系、锕系镧系、锕系(n2)f014(n1)d02ns2镧系元素化学性质相镧系元素化学性质相近近,锕系元素化学性质锕系元素化学性质相近相近考点二考点二I原子结构与元素性质

21、原子结构与元素性质知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建c.若已知元素的外围电子排布，可直接判断该元素在周期表中的位置。若已知元素的外围电子排布，可直接判断该元素在周期表中的位置。如：某元素的外围电子排布为如：某元素的外围电子排布为4s24p4，由此可知，该元素位于，由此可知，该元素位于p区，为第四区，为第四周期周期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，但应注意过渡元素应注意过渡元素(副族与第副族与第族族)的最大能层为其周期数，外围电子数应为的最大能层为其周期数，外围电子数应为其

22、纵列数而不是其族序数其纵列数而不是其族序数(镧系、锕系除外镧系、锕系除外)。考点二考点二I原子结构与元素性质原子结构与元素性质根据元素金属性与非金属性可将元素周期表分为根据元素金属性与非金属性可将元素周期表分为金属元素区和非金属元金属元素区和非金属元素区素区(如下图如下图)，处于金属与非金属交界线，处于金属与非金属交界线(又称梯形线又称梯形线)附近的非金属元素附近的非金属元素具有一定的金属性，又称为半金属或准金属，但不能叫两性非金属。具有一定的金属性，又称为半金属或准金属，但不能叫两性非金属。知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建(1)原子半径原子半径

23、2元素周期律元素周期律影响因素影响因素 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态正离子所需要的 ,符号：符号： ,单位：单位： 。变化规律变化规律元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐 ；同主族元素从上到下，原子半径逐渐同主族元素从上到下，原子半径逐渐 。(2)电离能电离能规律规律c同种原子：同种原子：逐级电离能越来越逐级电离能越来越 (即即I1 I2 I3)。a同周期：同周期：第一种元素的第一电离能第一种元素的第一电离能 ，最后一种元素的第一电，

24、最后一种元素的第一电离能离能 ,总体呈现总体呈现 的变化趋势。的变化趋势。b同族元素：同族元素：从上至下第一电离能从上至下第一电离能 。考点二考点二I原子结构与元素性质原子结构与元素性质增大增大最低能量最低能量kJmol1最大最大从左至右逐渐增大从左至右逐渐增大逐渐减小逐渐减小大大1.8，非金属元素；，非金属元素；1.7，离子键；，离子键；1.7，共价键，共价键)。(3)判断元素价态正负判断元素价态正负(电负性大的为负价，小的为正价电负性大的为负价，小的为正价)。(4)电负性是判断金属性和非金属性强弱的重要参数电负性是判断金属性和非金属性强弱的重要参数(表征原子得电表征原子得电子能力强弱子能力

25、强弱)，电负性越大，非金属性越强。，电负性越大，非金属性越强。F的电负性最大，为的电负性最大，为4.0。知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建题组一元素推断与元素逐级电离能题组一元素推断与元素逐级电离能CED题组一12题组二3456题组三7知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建电子处于电子处于s能级全充满状态，能量较低，比较稳定，失去一个电子吸能级全充满状态，能量较低，比较稳定，失去一个电子吸电子分层排布，各能层能量不同电子分层排布，各能层能量不同10RSTSS元素的最外层元素的最外层收的能量较多收的能量较多题

26、组一12题组二3456题组三7题组一元素推断与元素逐级电离能题组一元素推断与元素逐级电离能。知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建题组二元素推断与电负性应用题组二元素推断与电负性应用所以形成共价键，为共价化合物。将氯化铝加热到熔融态，进行导电性所以形成共价键，为共价化合物。将氯化铝加热到熔融态，进行导电性实验，如果不导电，说明是共价化合物。实验，如果不导电，说明是共价化合物。2如图：如图：2H2O，Be(OH)22OH=BeO2H2OBe(OH)22H=Be20.931.5

27、7非金属性越强，电负性越大；非金属性越强，电负性越大；金属性越强，电负性越小金属性越强，电负性越小Al元素和元素和Cl元素的电负性差值为元素的电负性差值为1.551.7，题组一12题组二3456题组三7知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建正确表述元素周期律正确表述元素周期律知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建题组三教材回扣练习题组三教材回扣练习A 题组一12题组二3456题组三7知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知

28、识梳理知识梳理题型构建题型构建A 题组一12题组二3456题组三7题组三教材回扣练习题组三教材回扣练习知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建A 题组一12题组二3456题组三7题组三教材回扣练习题组三教材回扣练习知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建B 题组一12题组二3456题组三7题组三教材回扣练习题组三教材回扣练习知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分知识梳理知识梳理题型构建题型构建1s22s22p6NeSiMgCl弱弱SiO2A三三1s22s22p63s23p5题组一12题组二3456题组三7

29、题组三教材回扣练习题组三教材回扣练习知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分探究高考探究高考明确考向明确考向H2O四四2小小1234知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分探究高考探究高考明确考向明确考向丙烷丙烷(其他合理答案即可其他合理答案即可) 1234(其他合理答案即可其他合理答案即可)知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分探究高考探究高考明确考向明确考向 1s22s22p63s23p63d5(或或Ar3d5)1234知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分探究高考探究高考明确考向明确考向C(碳碳)解析解析Ni有有2个未成对电子，第二周期所含元素的基态原

30、子中有个未成对电子，第二周期所含元素的基态原子中有2个未成个未成对电子的原子为碳原子和氧原子，电负性最小的元素为碳。对电子的原子为碳原子和氧原子，电负性最小的元素为碳。1234知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分探究高考探究高考明确考向明确考向1s22s22p63s23p63d104s24p1AC1234知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分123456789101112131415B 知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分123456789101112131415C 知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高

31、分D123456789101112131415解析解析Na的简化电子排布式为的简化电子排布式为Ne3s1。即上一周期的稀有气体。即上一周期的稀有气体元素符号元素符号该原子的价电子排布。该原子的价电子排布。知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分123456789101112131415D 最外层有最外层有3个未成对电子的元素的价层电子排布一定是个未成对电子的元素的价层电子排布一定是ns2np3，位于，位于A族。族。第四周期中的副族元素第四周期中的副族元素Sc、Ti、Mn等最外层电子排布均为等最外层电子排布均为4s2；所有元素的原子次外层均无未成对的电子；所有元素的原子次

32、外层均无未成对的电子；知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分123456789101112131415D 解析解析轨道电子的能量主要取决于能层，例如轨道电子的能量主要取决于能层，例如4s轨道电子能量大于轨道电子能量大于3p轨道电子的能量。轨道电子的能量。知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分123456789101112131415B 知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分123456789101112131415A 知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分123456789101112131

33、415A知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分123456789101112131415A知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分123456789101112131415D知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分123456789101112131415哑铃哑铃 3知识梳理知识梳理探究高考探究高考练出高分练出高分练出高分练出高分123456789101112131415当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成泡利原理泡利原理第第Bd1s22s22p63s23p63d54s2sp3三角锥形三角锥形焰色反应焰色反应激发态原子。电