2014届高三化学一轮创新设计第十二章 物质机构与性质(选修) 第一讲 原子结构与性质(62张PPT)

1、第一讲原子结构与性质1了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(136号)原子核外电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。2了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。3了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。4了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。1原子核外电子排布规律及其表示方法。2元素性质的周期性变化规律及其应用。一、能层、能级与原子轨道1能层(n)：在多电子原子中，核外电子的 是不同的，按照电子的 差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N、O、P、Q表示相应的第一、二、三、四、五、六、七能层，能量依次升高2能级：同一能层里的电子的 也可能

2、不同，又将其分成不同的能级，通常用 等表示，同一能层里，各能级的能量按 的顺序升高，即 。能量能量能量s、p、d、fs、p、d、fE(s)E(p)E(d)E(f)3原子轨道：表示电子在原子核外的一个空间运动状态。电子云轮廓图给出了电子在 的区域，这种电子云轮廓图也就是原子轨道的形象化描述。核外经常出现原子轨道轨道形状轨道个数s p 13球形纺缍形 试分析前三能层与能级、原子轨道的关系。提示第一能层(K)，只有s能级；第二能层(L)，有s、p两种能级；第三能层(M)，有s、p、d三种能级；s能级上只有一个原子轨道，p能级上有三个原子轨道px、py、pz，d能级上有五个原子轨道，各能级上的原子轨道

3、具有相同的能量。二、基态原子的核外电子排布的三原理1能量最低原理原子的电子排布遵循 能使整个原子的能量处于最低状态。2泡利原理在一个原子轨道中，最多只能容纳 电子，并且这两个电子的 相反。构造原理2个自旋状态3洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先 ，并且 相同。洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在 (p6、d10、f14)、 (p3、d5、f7)和 (p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。单独占据一个轨道自旋状态全满半满全空 什么是基态原子和激发态原子？提示基态原子：处于最低能量的原子。当基

4、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。当电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，释放一定频率的光子，这是产生原子光谱的原因。三、电离能和电负性1电离能(1)含义第一电离能：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 。最低能量IkJmol1(2)规律同周期：第一种元素的第一电离能 ，最后一种元素的第一电离能 ，总体呈现 的变化趋势。同族元素：从上至下第一电离能 。同种原子：逐级电离能越来越 (即I1I2E(4s)、E(4d)E(5s)、E(5d)E(6s)、E(6d)E(7s)、E(4f)E(5p)、E(4f)E(6s)等。两个

5、应用1电离能的应用(1)判断金属性与非金属性强弱(2)分析原子核外电子层结构，如某元素的In1In，则该元素的最外层电子数为n。(3)判断化学键类型2电负性的应用(1)判断一种元素是金属元素还是非金属元素，以及金属性与非金属性的强弱(2)判断元素在化合物中的价态(3)判断化学键类型我的警示在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：问题征解 请用核外电子排布的相关规则解释Fe3较Fe2更稳定的原因？ 提示Fe价层电子的电子排布式为3d64s2，Fe3价层电子的电子排布式为3d5，Fe2价层电子的电子排布式为3d6。根据“能量相同的轨道处于全空、全满和半满时能量最低”的原则，3d5处于半满状态，

6、结构更为稳定，所以Fe3较Fe2更为稳定。 必考点88 基态原子的核外电子排布及表示方法1能层、能级、原子轨道及其最多容纳电子数的关系能层n一二三四五n符号KLMNO能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s原子轨道11313513571最多容纳电子数226261026101422818322n22.原子的核外电子排布式(图)的书写(1)核外电子排布式：用数字在能级符号右上角表明该能级上排布的电子数。例如，K：1s22s22p63s23p64s1。为了简化，通常把内层已达稀有气体电子结构的部分称为“原子实”，用该稀有气体的元素符号加方括号来表示。例如，K：Ar4s1。(4)构造原理是书写

7、基态原子的电子排布式的依据，也是绘制基态原子的电子排布图的主要依据之一。3基态原子的核外电子排布的表示方法(以硫原子为例)【典例1】(1)写出下列原子的电子排布式与简化电子排布式原子电子排布式简化电子排布式NClCaFeCu(2)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。FeFe3原子(或离子)结构示意图电子排布式电子排布图铁原子最外层电子数为_，铁在发生化学反应时，参加反应的电子可能是_。请你通过比较、归纳，分别说出3种不同化学用语所能反映的粒子结构信息。解析(2)根据构造原理，先写26号铁原子(基态)的电子排布式，画出原子结构示意图，依据洪特规则，画出电子排布图。答案(1

8、)原子电子排布式简化电子排布式N1s22s22p3He2s22p3Cl1s22s22p63s23p5Ne3s23p5Ca1s22s22p63s23p64s2Ar4s2Fe1s22s22p63s23p63d64s2Ar3d64s2Cu1s22s22p63s23p63d104s1Ar3d104s1(2)FeFe3原子(或离子)结构示意图电子排布式Ar3d64s2Ar3d5电子排布图24s上的2个电子和3d上的1个电子结构示意图：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电子数。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。电子排布图：能反映各轨道的能量的高低，各轨道上的

9、电子分布情况及自旋方向。(1)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；(2)以s、p、d、f排序的各能级可容纳的最多电子数依次为其原子轨道数1、3、5、7的二倍；(3)构造原理中存在着能级交错现象；(4)我们一定要记住前四能层的能级排布顺序(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)。当出现d轨道时，虽然电子按ns，(n1)d，np顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正确；Fe：1s22s22p63s23p64s23d6错误。【应用1】A、B、C、D、E、F代表6种元素。请填空：(1)A元素基态原子

10、的最外层有2个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为_；(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氩相同，B的元素符号为_，C的元素符号为_；(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_，其基态原子的电子排布式为_；(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为_，其基态原子的电子排布式为_。(5)F元素的原子的最外层电子排布式为nsnnpn1，则n_；原子中能量最高的是_电子。(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2即26号元素

11、铁。(4)根据题意要求，首先写出电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号Cu。(5)s能级只有1个原子轨道，故最多只能容纳2个电子，即n2，所以元素F的原子的最外层电子排布式为2s22p3，由此可知F是N元素；根据核外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。答案(1)C或O(2)ClK(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(5)22p必考点89 原子结构与元素性质变化1原子结构与周期表的关系周期能层数每周期第一个元素每周期最后一个元

12、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二23He2s1101s22s22p6三311Ne3s1181s22s22p63s23p6四419Ar4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五537Kr5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六655Xe6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p62.周期表的分区与原子的价电子排布的关系分区元素分布外围电子排布s区A族、A族ns12p区A族A族、0族ns2np16(He除外)d区B族B族、族(n1)d19ns12

13、(除钯外)ds区B族、B族(n1)d10ns12f区镧系、锕系(n2)f014(n1)d02ns2【典例2】下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表某一种化学元素。 (1)下列_(填写编号)组元素的单质可能都是电的良导体。a、c、hb、g、kc、h、ld、e、f(2)如给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响：原子核对核外电子的吸引力，形成稳定结构的倾向。下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量(kJmol1)：锂XY失去第一个电子519502580失去第二个电子7 2964 5701 820失去第三个电子1

14、1 7996 9202 750失去第四个电子9 55011 600通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量：_。表中X可能为以上13种元素中的_(填写字母)元素，则该元素属于_区元素。用元素符号表示X和j所能形成的化合物的化学式是 _。Y是周期表中_族元素。以上13种元素中，_(填写字母)元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。解析b为H，a为Na，c为Mg，d为Sr，e为Ti，f为Al，g为Ge，h为C，i为P，j为O，k为Te，l为Cl，m为Ar。(1)金属以及碳为电的良导体，所以都符合。(2)由于Li失去一个电子后，达到稳

15、定结构，所以再失去一个电子所需能量远远大于失去第一个电子所需能量。根据X的逐级电离能数据，X最外层应有1个电子，应为Na元素，即a，Na在s区，Na与O(j)可形成Na2O，Na2O2两种化合物。根据Y的逐级电离能数据，Y最外层应有3个电子，对应的元素应为Al(f)。稀有气体元素原子最稳定，失去第1个电子需要能量最多。答案(1)(2)锂原子失去核外第一个电子后即达到稳定结构，所以锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量asNa2O和Na2O2Am1.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4s24p4，由此可知，该元素

16、位于p区，为第4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，但应注意过渡元素(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是其族序数(镧系、锕系除外)。2.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素区，处于金属与非金属交界线(又称梯形线)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。 【应用2】元素代号I1/(kJmol1)I2/(kJmol1)I3/(kJmol1)I4/(kJmol1)Q2 0804 0006 1009 400R5004 6006 9009 500 S7401 5007 70010 500T

17、5801 8002 70011 600U4203 1004 4005 900(1)在周期表中，最可能处于同一族的是_。AQ和R BS和T CT和U DR和TER和U(2)电解它们的熔融氯化物，以下过程最可能正确的是_。AQ22eQ BR22eRCS33eS DT33eT(3)它们的氯化物的化学式，最可能正确的是_。AQCl2 BRCl CSCl3 DTCl(4)S元素最可能是_。As区元素 B稀有气体元素Cp区元素 D准金属(5)下列元素中，化学性质和物理性质最像Q元素的是_。A氦(1s2) B铍(1s22s2)C锂(1s22s1) D氢(1s1)解析(1)根据电离能的变化趋势，Q为稀有气体元

18、素，R为第A族元素，S为第A族元素，T为第A族元素，U为第A族元素，所以R和U处于同一主族。(2)Q不能形成阳离子，R形成1价阳离子，S形成2价阳离子，T应形成3价阳离子，选项D正确。(3)根据Q、R、S、T呈现价态，B正确。(4)根据电离能数据，S最外层应有2个电子，所以该元素应处于s区。(5)由于Q是稀有气体元素，所以氦的物理性质和化学性质与此最像。答案(1)E(2)D(3)B(4)A(5)A Hold住考向名师揭秘 原子结构与性质的考查集中在核外电子排布规律以及元素性质的周期性变化和应用方向。题型以填空题为主，常与物质结构和性质的其他考点综合在一起来考查。问题的设置以核外电子排布的表示方

19、法和元素电负性、电离能的大小判断，及其变化规律和应用为主。2014年考查点和命题方式将保持不变。考向1核外电子的排布5年5考考向2元素性质的变化规律5年4考考向3元素周期表的应用5年5考1(2012全国课标卷，37节选)Se原子序数为_，其核外M层电子的排布式为_。解析Se位于第四周期，与S的原子序数相差18，故其原子序数为34。由于其核外M层有18个电子，故M层的电子排布式为3s23p63d10。答案343s23p63d102(2012浙江自选模块，15节选)(1)可正确表示原子轨道的是 ()。A2s B2d C3px D3f(2)写出基态镓(Ga)原子的电子排布式_。答案(1)AC(2)1

20、s22s22p63s23p63d104s24p1或Ar3d104s24p13(2012山东理综，32节选)Ni是元素周期表中第28号元素，第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是_。解析Ni的外围电子排布式为3d84s2,3d能级上有2个未成对电子，第二周期中未成对电子数为2的元素有C、O，其中C的电负性较小。答案C(碳)42011全国课标卷，37(2)基态B原子的电子排布式为_；B和N相比，电负性较大的是_，BN中B元素的化合价为_。解析B的原子序数为5，不难写出其电子排布式。B和N同处第二周期，N的电负性比B强，所以在BN中B元素显3价。答案1s22s22p1N352011福建理综，30(1)改编氮元