高考专题物质结构与性质第一节原子结构与性质考点二原子结构与元素周期律讲义高三化学一轮复习VIP

高考专题：选修三物质结构与性质第一节原子结构与性质[考纲要求]1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理，能正确书写1～36号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表达式。2.了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。3.了解电子在原子轨道之间的跃迁及简单应用。4.了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。考点二原子结构与元素周期律[要点细化]1．原子结构与周期表的关系(1)原子结构与周期表的关系(完成下列表格)周期能层数每周期第一个元素每周期最后一个元素原子序数基态原子的简化电子排布式原子序数基态原子的电子排布式二23[He]2s1101s22s22p6三311[Ne]3s1181s22s22p63s23p6四419[Ar]4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五537[Kr]5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六655[Xe]6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6(2)每族元素的价层电子排布特点①主族主族ⅠAⅡAⅢAⅣA排布特点ns1ns2ns2np1ns2np2主族ⅤAⅥAⅦA排布特点ns2np3ns2np4ns2np5②0族：He：1s2；其他ns2np6。③过渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2。(3)元素周期表的分区与价层电子排布的关系①周期表的分区②各区价层电子排布特点分区价层电子排布s区ns1～2p区ns2np1～6(除He外)d区(n－1)d1～9ns1～2(除钯外)ds区(n－1)d10ns1～2f区(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns22.原子半径(1)影响因素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(能层数：能层数越多，原子半径越大,核电荷数：能层数相同，核电荷数越大，,原子半径越小))(2)变化规律元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。3．电离能(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最低能量，符号：I1，单位：kJ·mol－1。(2)规律①同周期：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，总体呈现从左至右逐渐增大的变化趋势。②同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小。③同种原子：逐级电离能越来越大(即I1＜I2＜I3…)。4．电负性(1)含义：元素的原子在化合物中吸引键合电子能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引键合电子的能力越强。(2)标准：以最活泼的非金属氟的电负性为4.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体未计)。(3)变化规律金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右。在元素周期表中，同周期从左至右，元素的电负性逐渐增大，同主族从上至下，元素的电负性逐渐减小。5．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。[理解应用]1．按要求回答下列问题(1)第三周期所有元素的第一电离能(I1)大小顺序为____________________(用元素符号表示)。(2)Na的逐级电离能中有________次突跃。分别是哪级电离能发生突跃？________、________。(3)F、Cl、Br、I的第一电离能由大到小的顺序为__________________________________，电负性由大到小的顺序为________________。2．根据信息回答下列问题：不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用数值表示，该数值称为电负性。一般认为：如果两个成键原子间的电负性差值大于1.7，原子之间通常形成离子键；如果两个成键原子间的电负性差值小于1.7，通常形成共价键。下表是某些元素的电负性值：元素符号LiBeBCOFNaAlSiPSCl电负性值1.01.52.02.53.54.00.91.51.82.12.53.0(1)通过分析电负性值的变化规律，确定Mg元素的电负性值的最小范围________________。(2)请归纳元素的电负性和金属性、非金属性的关系是________________________________。(3)推测AlF3、AlCl3、AlBr3是离子化合物还是共价化合物：AlF3__________________，AlCl3____________________，AlBr3________________。3．根据对角线规则，Be、Al元素最高价氧化物对应水化物的性质相似，它们都具有________性，其中Be(OH)2显示这种性质的离子方程式是_________________________________、________________________________________________________________________。答案1．(1)Na＜Al＜Mg＜Si＜S＜P＜Cl＜Ar(2)2I2≫I1I10≫I9F＞Cl＞Br＞IF＞Cl＞Br＞I2．(1)0.9～1.5(2)非金属性越强，电负性越大；金属性越强，电负性越小(3)离子化合物共价化合物共价化合物3．两Be(OH)2＋2H＋=Be2＋＋2H2OBe(OH)2＋2OH－=BeOeq\o\al(2－,2)＋2H2O[正误判断](1)钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能()(2)C、N、O、F四种元素第一电离能从大到小的顺序是N>O>F>C()(3)正三价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于Ⅷ族()(4)价电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期ⅤA族，是p区元素()(5)元素的电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大()(6)最外层有2个未成对电子的可能是ns2np2或ns2np4，短周期元素中分别为C、Si和O、S()(7)价电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期ⅠA族，是s区元素()答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×(6)√(7)×[能力提升]1．明代宋应星所著《天工开物》中已经记载了我国古代用炉甘石(主要成分题：(1)Zn基态原子核外电子排布式为___________________________________________。(2)硫酸锌溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。①与SOeq\o\al(2－,4)互为等电子体的阴离子化学式为________(写出一种)。②氨的热稳定性强于膦(PH3)，原因是______________________________________。(3)黄铜是由铜和锌所组成的合金，元素铜与锌的第一电离能分别为ICu＝746kJ·mol－1，IZn＝906kJ·mol－1，ICu<IZn的原因是_______________________________________________。(4)《本草纲目》中记载炉甘石(主要成分为ZnCO3)可止血、消肿毒、生肌、明目等。Zn、C、O的电负性由大至小的顺序是________________。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s2(或[Ar]3d104s2)(2)①POeq\o\al(3－,4)(或ClOeq\o\al(－,4))②氮元素的非金属性强于磷元素(3)锌失去的是全充满的4s2电子，铜失去的是4s1电子(4)O>C>Zn2．硫和钙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)钙元素的焰色反应呈砖红色，其中红色对应的辐射波长为________nm(填字母)。A．435B．500C．580D．605E．700(2)元素S和Ca中，第一电离能较大的是________(填元素符号)，其基态原子价电子排布式为________，其基态原子中电子的空间运动状态有________种。(3)基态Ca原子中，核外电子占据最高能层的符号是________，该能层为次外层时最多可以容纳的电子数为________。钙元素和锰元素属于同一周期，且核外最外层电子排布相同，但金属钙的熔点、沸点等都比金属锰的低，原因是__________________________________。[解析](1)钙元素的焰色反应呈砖红色，其中红色对应的辐射波长为700nm，故选E。(2)S原子吸引电子的能力大于Ca原子，第一电离能较大的是S，S是16号元素，基态原子价电子排布式为3s23p4。(3)基态Ca原子含有4个电子层，核外电子占据最高能层的符号是N，该能层为次外层时容纳的电子数不超过18个。Ca原子半径较大且价电子数较少，导致钙中金属键较弱，使得金属钙的熔点、沸点等都比金属锰的低。答案(1)E(2)S3s23p416(3)N18Ca原子半径较大且价电子数较少，金属键较弱[典题演练]1．电子排布式和电子排布图(1)[2019·全国卷Ⅱ，35(2)]Fe成为阳离子时首先失去______轨道电子，Sm的价层电子排布式4f66s2，Sm3＋价层电子排布式为________。(2)[2019·全国卷Ⅰ，35(1)]下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是______(填标号)。A．[Ne] B．[Ne]C．[Ne] D．[Ne](3)[2018·全国卷Ⅱ，35(1)节选]基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为___________________________________________________________。(4)[2018·全国卷Ⅲ，35(1)]Zn原子核外电子排布式为________________。(5)[2017·全国卷Ⅲ，35(1)节选]Co基态原子核外电子排布式为___________________。(6)[2016·全国卷Ⅰ，37(1)节选]基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]________________。(7)[2016·全国卷Ⅱ，37(1)节选]镍元素基态原子的电子排布式为____________________。(8)[2016·全国卷Ⅲ，37(1)]写出基态As原子的核外电子排布式_____________________。答案(1)4s4f5(2)A(3)(4)[Ar]3d104s2(5)1s22s22p63s23p63d74s2(或[Ar]3d74s2)(6)3d104s24p2(7)1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2)(8)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)2．核外未成对电子数(1)[2017·全国卷Ⅲ，35(1)节选]元素Mn与O中，基态原子核外未成对电子数较多的是________。(2)[2016·全国卷Ⅰ，37(1)节选]基态Ge原子有______个未成对电子。(3)[2016·全国卷Ⅱ，37(1)节选]镍元素基态原子的3d能级上的未成对电子数为________。答案(1)Mn(2)2(3)23．电子云和电子运动状态(1)[2018·全国卷Ⅱ，35(1)节选]基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为____________形。(2)[2017·全国卷Ⅰ，35(2)节选]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________。(3)[2015·全国卷Ⅰ，37(1)]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。答案(1)哑铃(纺锤)(2)N球形(3)电子云24．电离能(1)[2018·全国卷Ⅲ，35(2)]黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是______________________。(2)[2017·全国卷Ⅲ，35(1)节选]元素Mn与O中，第一电离能较大的是________。kJ·mol－1，ICu>INi的原因是_________________________________。(4)[2016·全国卷Ⅲ，37(2)节选]根据元素周期律，第一电离能Ga________As(填“大于”或“小于”)。答案(1)大于Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子(2)O(3)铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子(4)小于5．电负性(1)[2019·全国卷Ⅲ，35(4)节选]NH4H2PO4中，电负性最高的元素是______。(2)[2016·全国卷Ⅰ，37(4)]光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是______________。(3)[2015·全国卷Ⅱ，37(1)改编]O、Na、P、Cl四种元素中电负性最大的是___(填元素符号)。答案(1)O(2)O＞Ge＞Zn(3)O6．原子半径或离子半径(1)[2019·全国卷Ⅱ35，(3)]比较离子半径：F－____O2－(填“大于”“等于”或“小于”)。(2)[2018·全国卷Ⅰ，35(2)]Li＋与H－具有相同的电子构型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是________________________________________________________________________。(3)[2016·全国卷Ⅲ，37(2)节选]根据元素周期律，原子半径Ga____As。(填“大于”或“小于”)答案(1)小于(2)Li＋核电荷数较大(3)大于7．对角线规则[2019·全国卷Ⅲ，35(1)]在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是______，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态______(填“相同”或“相反”)。答案Mg相反8．现有A、B、C、D、E、F、G、H八种元素，均为前四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答有关问题。A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素B元素是形成化合物种类最多的元素C元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1D元素基态原子的核外p轨道中有两个未成对电子E元素的气态基态原子的第一至第四电离能分别是：I1＝738kJ·mol－1，I2＝1451kJ·mol－1，I3＝7733kJ·mol－1，I4＝10540kJ·mol－1F元素的主族序数与周期数的差为4G元素是前四周期中电负性最小的元素H元素位于元素周期表中的第八列(1)C2A4的电子式为__________________。(用元素符号表示，下同)(2)B元素的原子核外共有________种不同