高二化学原子结构与性质

1、高二化学原子结构与性质第1页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四基础回归1.能层、能级及其最多容纳电子数的关系第2页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四2.原子轨道 电子云轮廓图给出了电子在 的区域。 这种电子云轮廓图称为原子轨道。 第1电子层：只有s轨道。 第2电子层：有s、p两种轨道。 第3电子层：有s、p、d三种轨道。核外经常出现原子轨道轨道形状轨道个数sp纺锤形球形13第3页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四3.构造原理 构造原理：多电子原子的核外电子排布遵循构造 原理，根据构造原理可以写出元素基态原子的电 子排布式。第4页

2、，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四随着 的递增，基态原子的核外电子按照上图中箭头的方向依次排布，即1s,2s,2p, , , , , , ,4d,5p该原理适用于绝大多数基态原子的核外电子排布。4.原子核外电子排布规律（1）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。 基态原子： 。当基态原子 能量后，电子会 ，变成 原子。原子核电荷数3s3p4s3d4p5s处于最低能量的原子吸收跃迁到较高能级激发态第5页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四（2）泡利原理一个原子轨道最多容纳 个电子，而且相反。（3）洪特规则当电子排布在同

3、一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先 ，而且 相同。2自旋状态单独占据一个轨道状态自旋第6页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四易错警示 洪特规则特例：能量相同的原子轨道在全满 （如p6、d10）、半满（如p3、d5）和全空（p0、 d0）状态时，体系的能量最低，如:24Cr的电子 排布式：1s22s22p63s23p63d54s1(3d5、4s1均为半 充满状态)；29Cu的电子排布式：1s22s22p63s23p6 3d104s1（3d10为全充满状态，4s1为半充满状态）。第7页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四二、元素周期表中元素及其化

4、合物的性质递变规律自我诊断2.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下： 1s22s22p63s23p4; 1s22s22p63s23p3; 1s22s22p3; 1s22s22p5。第8页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四则下列有关比较中正确的是 （ ）A.第一电离能：B.原子半径：C.电负性：D.最高正化合价：=A第9页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四基础回归1.电离能 （1）第一电离能：气态电中性基态原子 转化为气态基态正离子所需要的最低能量。 （2）元素第一电离能的意义：元素的第一电离能 可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。 第一电离能

5、数值越小，原子越易失去一个电子， 该元素的金属性越强；反之，第一电离能数值越 大，原子越难失去一个电子。失去一个电子第10页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四（3）变化规律：同一周期从左到右元素的第一电离能呈 的趋势，但某些地方出现曲折变化，如 , , , 。同一族从上到下元素的第一电离能 。2.电负性（1）键合电子：原子中用于形成 的电子。（2）电负性：用来描述不同元素的原子对 吸引力的大小。（3）意义：电负性越大的原子，对键合电子的吸 引力越大，非金属性越强。故电负性的大小可用来 衡量元素非金属性和金属性的大小。增大BeBNOMgAlPS变小化学键键合电子第11页，共

6、77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四（4）变化规律同周期从 到 元素的电负性逐渐增大。同主族从上到下元素的电负性逐渐 。（5）应用判断元素的金属性和非金属性的强弱：非金属的电负性1.8;金属的电负性1.8;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。判断化学键的类型：元素的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成离子键；元素的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键。左 右变小第12页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四指点迷津 在同周期元素第一电离能的递变过程中，A族和 A族作为特例出现，第一电离能分别比同周期相 邻的元素都高，这主要是因为A

7、族元素原子最外 电子层的s轨道处于全充满状态，p轨道处于全空状 态，A族的元素原子最外层3个能量相同的p轨道 处于半充满状态，均属于相对稳定的状态，故这两 个主族的元素原子相对难失去第1个电子，第一电 离能相对较大，属于电离能周期性变化的特例，如 I（Al)I(Mg)、I(S)PSiLi。答案 （1）1s22s22p4 （2） 分子 共价键或极性共价键（3）第二周期A族 OPSiLi第26页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四要点二 元素周期律1.概念 元素的性质随核电荷数递增发生周期性的递变。2.实质 元素周期律的实质是元素原子结构的周期性变化 必然引起元素性质的周期性变

8、化。3.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 元素的某些性质相似，如Li和Mg,Be和Al。第27页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四4.元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律项目 同周期（从左到右）同主族（从上到下）最外层电子数由1递增到7相同主要化合价最高正价由+1+7（O、F除外）负价由-4-1最高正价相同原子半径逐渐减小（惰性气体除外）逐渐增大金属性与非金属性金属性逐渐减弱非金属性逐渐增强金属性逐渐增强非金属性逐渐减弱第28页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四最高价氧化物对应水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱酸性逐渐增强碱性

9、逐渐增强酸性逐渐减弱非金属的气态氢化物生成由难到易稳定性由弱到强生成由易到难稳定性由强到弱 得失电子能力得电子能力逐渐增强失电子能力逐渐减弱得电子能力逐渐减弱失电子能力逐渐增强第一电离能 逐渐增大（特例：BeB,NO,MgAl,PS）逐渐减小电负性逐渐增大逐渐减小第29页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四特别提醒 在比较元素的第一电离能时，要注意第A族和第A族较同周期相邻元素的第一电离能都大。典例导析2 如表是元素周期表的一部分，回答下列有关问题（用元素符号填空）：AAAAAAA0234周期族第30页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四（1）写出下列元

10、素符号及其原子的电子排布式： , , , 。（2）在中电负性最大的元素是 ，第一电离能最小的元素是 （填元素符号）。（3）在这些元素的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是 （填化学式，下同），碱性最强的是 ，呈两性的氢氧化物是 ，写出三者之间两两相互反应的离子方程式： 。（4）在这些元素中，原子半径最小的是（填元素符号）。第31页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四答案 （1）N,He2s22p3 Si,Ne3s23p2S,Ne3s23p4 Cl,Ne3s23p5(2)F Na (3)HClO4 KOH Al(OH)3H+OH- H2O,3H+Al(OH)3 Al3+3

11、H2O,OH-+Al(OH)3 AlO +2H2O (4)F第32页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四规律方法 微粒半径大小的比较（1）电子数相同的微粒，核电荷数越大则半径越小，如：与He电子层结构相同的微粒：H-Li+Be2+。与Ne电子层结构相同的微粒：O2-F-Na+Mg2+Al3+。与Ar电子层结构相同的微粒：S2-Cl-K+Ca2+。（2）核电荷数相同的微粒，电子数越多，则半径越大，如：H+HH-;Fe3+Fe2+Fe;Na+Na;ClCl-。第33页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四（3）电子数和核电荷数都不同的微粒一般可通过一种参照物进

12、行比较，如比较Al3+与S2-的半径大小，可找出与Al3+电子数相同，与S2-同一族元素的O2-比较，Al3+O2-且O2-S2-,故Al3+S2-。迁移应用3 下列说法中正确的是 ( )A.第三周期所含元素中钠的第一电离能最小B.铝的第一电离能比镁的第一电离能大C.在所有元素中，氟的第一电离能最大D.钾的第一电离能比镁的第一电离能大第34页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四解析 同周期中碱金属元素的第一电离能最小,稀有气体元素最大，故A正确，C不正确；由于Mg为3s2而Al为3s23p1,故铝的第一电离能小于镁的；D中钾比镁更易失电子，钾的第一电离能小于镁的，D不正确。

13、答案 A第35页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四迁移应用4 下列关于元素电负性大小的比较中，不正确的是 ( )A.OSSeTe B.CNOFC.PSOF D.KNaMgY D.第一电离能XY，原子半径XY。X比Y更易失电子,第一电 离能X小于Y，电负性X小于Y。D第47页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四8.不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要 的能量（设其为E）如下图所示。试根据元素在 周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并 回答下列问题。第48页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四（1）同主族内不同元素的E值变化的

14、特点是: 。各主族中E值的这种变化特 点体现了元素性质的 变化规律。（2）同周期内，随原子序数增大，E值增大。但 个别元素的E值出现反常现象。试预测下列关系 式中正确的是 。 E（砷）E（硒） E（砷）E（硒） E（溴）E（硒）（3）估计1 mol气态Ca原子失去最外层一个电子 所需能量E值的范围： EE(硒）、E（溴）E(硒）。（3）根据同主族、同周期规律可以推：E（K）E(Ca) ;甲、乙的最高价氧化物水化物的酸性强弱为 （用化学式表示）。（4）元素周期表体现了元素周期律，元素周期律的本质是原子核外电子排布的 ，请写出元素在元素周期表中的位置与元素原子结构的关系: 。第69页，共77页，2

15、022年，5月20日，11点28分，星期四解析（2）因甲位于第三周期、第A族，则应是硫元素，答案为（3）因乙元素的3p亚层只有一个电子，即其电子排布式为1s22s22p63s23p1，即乙元素是Al，其原子半径大于硫，甲、乙的最高价氧化物对应水化物分别为H2SO4和Al(OH)3,显然酸性前者强于后者。（4）元素周期律的本质是核外电子排布的周期性变化。因此元素周期表不是随意设定的，并且元素在周期表中的位置与原子结构密切相关，元素的周期数即为原子核外电子层数；元素所在主族数即为原子结构的最外层电子数。第70页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四答案 （1）（2）（3）Al S

16、 H2SO4 Al(OH)3（4）周期性变化 元素的周期数即为原子核外电子层数，元素的主族序数即为原子结构的最外层电子数第71页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四15. （14分）有A、B、C、D四种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中A元素原子核外电子仅有一种原子轨道,也是宇宙中最丰富的元素,B元素原子的核外p电子数比s电子数少1，C为金属元素且原子核外p电子数和s电子数相等；D元素的原子核外所有p轨道全满或半满。 （1）写出四种元素的元素符号： A ；B ； C ；D 。第72页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四（2）写出C、D两种元素基

17、态原子核外电子排布的图。CD（3）写出B、C两种元素单质在一定条件下反应的化学方程式: 。（4）写出B元素单质和氢化物的电子式,单质 ，氢化物 。第73页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四答案 （1）H N Mg P第74页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四16.（6分）已知元素的电负性和元素的化合价一样， 也是元素的一种基本性质。下面给出14种元素的 电负性：第75页，共77页，2022年，5月20日，11点28分，星期四已知：两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键，两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。（1）根据表中给出的数据,可推知元素的电负性具有的变化规律是 。（2）判断下列物质是离子化合物还是共价化合物？Mg3N2 BeCl2 Al