高考化學(xué) 3.1 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)課件 蘇教版.pptVIP

專(zhuān)題1原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì) 1 了解研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的意義 2 了解測(cè)定物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)的常用儀器 3 了解原子核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的描述 了解電子云的概念 了解電子層 原子軌道的概念 了解原子核外電子的能級(jí)分布 能用電子排布式和軌道表示式表示常見(jiàn)元素 1 36號(hào) 原子的核外電子排布 4 了解元素電離能的含義 電負(fù)性的概念及其周期性變化規(guī)律 并能用以說(shuō)明元素的某些性質(zhì) 5 了解原子核外電子在一定條件下會(huì)發(fā)生躍遷 了解其簡(jiǎn)單應(yīng)用 6 了解根據(jù)原子外圍電子排布特征對(duì)元素周期表進(jìn)行分區(qū)的方法 一 原子核外電子的運(yùn)動(dòng)1 電子層 原子軌道及最多容納電子數(shù)的關(guān)系 k l m n o 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 2 8 18 2n2 5s 2 原子軌道 s p 球形 3 5 7 3 核外電子排布的原理 1 能量最低原理 原子核外電子先占據(jù)能量低的軌道 然后依次進(jìn)入能量較高的軌道 這樣使整個(gè)原子處于 的能量狀態(tài) 2 泡利不相容原理 每個(gè)原子軌道上最多只能容納兩個(gè) 的電子 3 洪特規(guī)則 原子核外電子在能量相同的各個(gè)軌道上排布時(shí) 電子盡可能分占不同的原子軌道 且自旋狀態(tài) 這樣整個(gè)原子的能量最低 最低 自旋狀態(tài)不同 相同 4 核外電子排布的軌道能量順序 5 基態(tài)原子核外電子排布的表示方法 以s為例 1s22s22p63s23p4 ne 3s23p4 3s23p4 二 元素性質(zhì)的遞變規(guī)律1 原子核外電子排布的周期性 1 各周期元素外圍電子排布 2 1s1 1s2 8 2s1 2s22p6 8 3s1 3s23p6 18 4s1 4s24p6 18 5s1 5s25p6 32 6s1 6s26p6 7s1 變化規(guī)律可表示為 每隔一定數(shù)目的元素 元素原子的外圍電子排布重復(fù)出現(xiàn) 的周期性變化 2 元素周期表中區(qū)的劃分 ns1到ns2np6 2 元素第一電離能的周期性變化 1 第一電離能 某元素的 失去1個(gè)電子形成 1價(jià) 所需的 能量 2 意義 第一電離能數(shù)值 原子越容易失去一個(gè)電子 第一電離能數(shù)值 原子越難失去一個(gè)電子 3 變化規(guī)律 同主族元素從上到下 第一電離能 同周期元素從左到右 第一電離能 氣態(tài)原子 氣態(tài)陽(yáng)離子 越小 越大 逐漸減小 逐漸增大 最低 3 元素電負(fù)性的周期性變化 1 電負(fù)性 衡量元素的原子在化合物中 能力的數(shù)值 2 變化規(guī)律 同一周期 主族元素的電負(fù)性從左到右 同一主族 元素的電負(fù)性從上到下呈現(xiàn) 的趨勢(shì) 吸引電子 逐漸增大 減小 核外電子排布規(guī)律及表示方法1 核外電子排布規(guī)律 1 能量最低原理 2 泡利不相容原理 3 洪特規(guī)則 4 洪特規(guī)則的特例 當(dāng)能量相同的原子軌道在全滿(mǎn) p6 d10 f14 半滿(mǎn) p3 d5 f7 和全空 p0 d0 f0 狀態(tài)時(shí) 體系的能量最低 如24cr的基態(tài)原子電子排布式為 1s22s22p63s23p63d54s1 而不是 1s22s22p63s23p63d44s2 2 表示方法 1 電子排布式 按電子排入各電子層中各軌道的先后順序 用軌道符號(hào)依次寫(xiě)出各軌道中的電子數(shù) 同時(shí)注意洪特規(guī)則的特例 如 cu 1s22s22p63s23p63d104s1 2 簡(jiǎn)化電子排布式 稀有氣體 價(jià)層電子 的形式表示 如 cu ar 3d104s1 3 軌道表示式 用方框表示原子軌道 用 或 表示自旋方向不同的電子 按排入各電子層中各軌道的先后順序和在軌道中的排布情況書(shū)寫(xiě) 如 s 4 外圍電子排布式 對(duì)主族元素來(lái)說(shuō) 外圍電子排布式是指最外層電子排布式 如 al 3s23p1 高考警示鐘 1 在寫(xiě)基態(tài)原子的軌道表示式時(shí) 常出現(xiàn)以下錯(cuò)誤 2 當(dāng)出現(xiàn)d軌道時(shí) 雖然電子按ns n 1 d np的順序填充 但在書(shū)寫(xiě)電子排布式時(shí) 仍把 n 1 d放在ns前 如fe 1s22s22p63s23p63d64s2正確 fe 1s22s22p63s23p64s23d6錯(cuò)誤 3 原子核外電子排布的軌道能量順序是書(shū)寫(xiě)基態(tài)原子電子排布式的依據(jù) 也是繪制基態(tài)原子軌道表示式的主要依據(jù)之一 不同電子層的原子軌道的能量有交錯(cuò)現(xiàn)象 如e 3d e 4s e 4d e 5s e 5d e 6s e 6d e 7s e 4f e 5p e 4f e 6s 等 典例1 已知x y z w q r e七種元素中 原子序數(shù)x y z w q r e 其結(jié)構(gòu)或性質(zhì)信息如表 請(qǐng)根據(jù)信息回答有關(guān)問(wèn)題 1 元素x的原子核外共有 種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子 有 種不同軌道的電子 2 元素y原子中能量最高的是 電子 其原子軌道呈 形 3 q的基態(tài)電子排布式為 r的元素符號(hào)為 e元素原子的外圍電子排布式為 4 含有元素w的鹽的焰色反應(yīng)為 色 許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應(yīng) 其原因是 5 z為 元素 填元素符號(hào) 其基態(tài)原子的軌道表示式為 解題指南 解答本題時(shí)要注意以下兩點(diǎn) 1 根據(jù)表格中的每條信息具體分析元素的種類(lèi) 特別注意構(gòu)造原理和電子排布規(guī)律的應(yīng)用 2 注意題目要求中 基態(tài)電子排布式 外圍電子排布式 軌道表示式 的區(qū)別 解析 1 x原子的l層上s電子數(shù)等于p電子數(shù) 即其電子排布式為1s22s22p2 故x為碳元素 其原子核外共有6種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子 有3種不同軌道的電子 2 因y元素s軌道最多容納2個(gè)電子 所以n 2 其原子最外層電子排布式為2s22p2 1 其能量最高的電子是2p電子 原子軌道呈紡錘形 3 q為鉻元素 基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1 r元素原子失去2個(gè)4s電子和1個(gè)3d電子后變成 3價(jià)離子 其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2即26號(hào)元素fe 根據(jù)題意要求 e元素的電子排布式 1s22s22p63s23p63d104s1 該元素為29號(hào)元素cu 外圍電子排布式為3d104s1 4 鉀元素的焰色為紫色 激發(fā)態(tài)的電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時(shí) 以一定波長(zhǎng) 可見(jiàn)光區(qū)域 光的形式釋放能量 形成不同的顏色 5 原子的m層上有1個(gè)未成對(duì)的p電子 可能為al或cl 單質(zhì)常溫 常壓下是氣體的只有cl元素 故z為氯元素 軌道表示式為 答案 1 63 2 2p紡錘 3 1s22s22p63s23p63d54s1fe3d104s1 4 紫激發(fā)態(tài)的電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時(shí) 以一定波長(zhǎng) 可見(jiàn)光區(qū)域 光的形式釋放能量 形成不同的顏色 5 cl 互動(dòng)探究 1 若e元素基態(tài)原子的n層沒(méi)有成對(duì)電子 只有一個(gè)未成對(duì)電子 那么該原子的m層未成對(duì)電子數(shù)最大可以是多少 提示 m層未成對(duì)電子數(shù)最大是5個(gè) 如最外層電子排布為3d54s1的cr 2 y元素的氫化物與其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物能夠發(fā)生反應(yīng) 試寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式 提示 nh3 h nh4 電離能 電負(fù)性的遞變規(guī)律及其應(yīng)用1 電離能 1 遞變規(guī)律同周期元素從左 右逐漸增大 同主族元素從上 下逐漸減小 2 應(yīng)用 判斷元素金屬性的強(qiáng)弱電離能越小 金屬越容易失去電子 金屬性越強(qiáng) 反之越弱 判斷元素的化合價(jià)如果某元素的in 1 in 則該元素的常見(jiàn)化合價(jià)為 n 如鈉元素i2 i1 所以鈉元素的化合價(jià)為 1 判斷核外電子的分層排布情況多電子原子中 元素的各級(jí)電離能逐級(jí)增大 有一定的規(guī)律性 當(dāng)電離能的變化出現(xiàn)突變時(shí) 電子層數(shù)就可能發(fā)生變化 反映元素原子的核外電子排布特點(diǎn)同周期元素從左向右 元素的第一電離能并不是逐漸增大的 當(dāng)元素的核外電子排布是全空 半充滿(mǎn)和全充滿(mǎn)狀態(tài)時(shí) 第一電離能就會(huì)反常的大 2 電負(fù)性 1 遞變規(guī)律同周期元素從左 右逐漸增大 同主族元素從上 下逐漸減小 2 應(yīng)用 高考警示鐘 1 元素的第一電離能大小還與其電子的核外電子排布 特別是外圍電子排布 有關(guān) 通常情況下 當(dāng)原子核外電子排布在能量相等的軌道上形成全空 p0 d0 f0 半滿(mǎn) p3 d5 f7 和全滿(mǎn) p6 d10 f14 結(jié)構(gòu)時(shí) 原子的能量較低 該元素具有較大的第一電離能 如第2 3 4周期的同周期主族元素 第 a族 ns2np0 和第 a族 ns2np3 因p軌道處于全空和半充滿(mǎn)狀態(tài) 比較穩(wěn)定 所以其第一電離能大于同周期相鄰的 a和 a族元素 如第一電離能mg al p s 2 利用 電負(fù)性與1 8的關(guān)系 判斷金屬性與非金屬性只是一般規(guī)律 不是絕對(duì)的 如第 族元素 利用電負(fù)性的差值判斷化學(xué)鍵類(lèi)型也不是絕對(duì)的 典例2 2012 湖州模擬 不同元素的氣態(tài)原子失去最外層一個(gè)電子所需要的能量 設(shè)其為e 如圖所示 試根據(jù)元素在周期表中的位置 分析圖中曲線(xiàn)的變化特點(diǎn) 并回答下列問(wèn)題 1 同主族內(nèi)不同元素的e值變化的特點(diǎn)是 各周期中e值的這種變化特點(diǎn)體現(xiàn)了元素性質(zhì)的 變化規(guī)律 2 同周期內(nèi) 隨原子序數(shù)增大 e值增大 但個(gè)別元素的e值出現(xiàn)反?，F(xiàn)象 試預(yù)測(cè)下列關(guān)系式中正確的是 填寫(xiě)編號(hào) e 砷 e 硒 e 砷 e 硒 e 溴 e 硒 e 溴 e 硒 3 估計(jì)1mol氣態(tài)ca原子失去最外層一個(gè)電子所需能量e值的范圍 e 4 10號(hào)元素e值較大的原因是 解題指南 解答本題時(shí)要注意以下兩點(diǎn) 1 電離能表示原子失電子能力的強(qiáng)弱 2 電離能的大小與原子核外電子排布有密切的關(guān)系 解析 此題考查了元素第一電離能的變化規(guī)律和學(xué)生的歸納總結(jié)能力 1 從h li na k等可以看出 同主族元素隨元素原子序數(shù)的增大 e值變小 從h到he 從li到ne 從na到ar 均呈現(xiàn)明顯的周期性變化 2 從第2 3周期可以看出 第 a和 a族元素比同周期相鄰兩種元素e值都低 由此可推測(cè)e 砷 e 硒 e 溴 e 硒 3 根據(jù)同主族 同周期規(guī)律可以推測(cè) e k e ca e mg 4 10號(hào)元素是稀有氣體氖 該元素原子的最外層電子排布已達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu) 答案 1 隨著原子序數(shù)增大 e值變小周期性 2 3 485738 4 10號(hào)元素為氖 該元素原子最外層電子排布已達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu) 互動(dòng)探究 1 圖中所給的主族元素中e值最大的元素是什么 提示 主族元素中第一電離能最大的為f 2 若na的第二 第三電離能為 4562kj mol 1 6912kj mol 1 則na的常見(jiàn)化合價(jià)是多少 提示 na的前三級(jí)電離能分別為496kj mol 1 4562kj mol 1 6912kj mol 1 第一電離能與第二電離能差別較大 故na常見(jiàn)的化合價(jià)為 1價(jià) 誤區(qū)警示 1 同一周期的主族元素從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì) 原因是核電荷數(shù)增多 而電子層數(shù)不變 原子核對(duì)核外電子的吸引力增大 2 由于第一電離能與原子核外電子排布有關(guān) 所以在解答此類(lèi)題目時(shí)注意第一電離能的總體變化趨勢(shì)與個(gè)別元素的反常現(xiàn)象 1 下列說(shuō)法正確的是 a 同一原子中 不同電子層上的p軌道的數(shù)目不同b 電子排布式 22ti 1s22s22p63s23p10違反了能量最低原理c 表示的原子能量處于最低狀態(tài)d 正三價(jià)陽(yáng)離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于 族 解析 選d 對(duì)于2p 3p 4p 來(lái)說(shuō) p軌道數(shù)均為3 a錯(cuò) 對(duì)于22ti來(lái)說(shuō) 3p軌道最多可以排6個(gè)電子 如果排10電子 則違反了泡利原理 b錯(cuò) c項(xiàng)的電子排布違反了洪特規(guī)則 不是基態(tài)原子 不處于能量最低狀態(tài) c錯(cuò) 由離子的電子排布式可推出原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2 外圍電子排布為3d64s2 因?yàn)榕挪荚赿 s軌道 所以為副族 因?yàn)楣灿?個(gè)價(jià)電子 所以為 族 d正確 2 2012 廈門(mén)模擬 下列各組原子中 彼此化學(xué)性質(zhì)一定相似的是 a 原子核外電子排布式為1s2的x原子與原子核外電子排布式為1s22s2的y原子b 原子核外m層上僅有兩個(gè)電子的x原子與原子核外n層上僅有兩個(gè)電子的y原子c 2p軌道上只有兩個(gè)電子的x原子與3p軌道上只有兩個(gè)電子的y原子d 最外層都只有一個(gè)電子的x y原子 解析 選c a項(xiàng) 原子核外電子排布式為1s2的x原子是稀有氣體 原子核外電子排布式為1s22s2的y原子是 a族的元素原子 化學(xué)性質(zhì)不同 b項(xiàng) 原子核外m層上僅有兩個(gè)電子的x原子是 a族的元素原子 而原子核外n層上僅有兩個(gè)電子的y原子可能是 a族 副族或 族元素原子 故化學(xué)性質(zhì)不一定相似 c項(xiàng) 2p軌道上只有兩個(gè)電子的x原子是c原子 3p軌道上只有兩個(gè)電子的y原子是si原子 兩者化學(xué)性質(zhì)相似 d項(xiàng) 最外層只有一個(gè)電子的原子可能是 a族元素原子 也可能是過(guò)渡金屬元素原子 故化學(xué)性質(zhì)不一定相似 誤區(qū)警示 此類(lèi)試題分析時(shí)要切記緊緊依靠電子排布式分析 不能只簡(jiǎn)單的考慮必修中的核外電子排布特點(diǎn) 3 2012 杭州模擬 對(duì)于第n層 若它作為原子的最外層 則容納的電子數(shù)最多與n 1層的相同 當(dāng)它作為次外層 則其容納的電子數(shù)比n 1層上電子最多能多10個(gè) 則第n層為 a l層b m層c n層d 任意層 解題指南 解答本題注意以下兩點(diǎn) 1 原子的最外層電子數(shù)不超過(guò)8個(gè) 2 次外層電子數(shù)不超過(guò)18個(gè) 解析 選b 原子的最外層最多容納的電子數(shù)為8 根據(jù)題意可知n 1層最多容納的電子數(shù)也為8 則n 1層是l能層 n層是m能層 若n層為m能層 最多容納的電子數(shù)是18 比最外層多10個(gè) 符合題意 4 2011 安徽高考 中學(xué)化學(xué)中很多 規(guī)律 都有其使用范圍 下列根據(jù)有關(guān) 規(guī)律 推出的結(jié)論合理的是 a 根據(jù)同周期元素的第一電離能變化趨勢(shì) 推出al的第一電離能比mg大b 根據(jù)主族元素最高正化合價(jià)與族序數(shù)的關(guān)系 推出鹵族元素最高正價(jià)都是 7c 根據(jù)溶液的ph與溶液酸堿性的關(guān)系 推出ph 6 8的溶液一定顯酸性d 根據(jù)較強(qiáng)酸可以制取較弱酸的規(guī)律 推出co2通入naclo溶液中能生成hclo 解析 選d 誤區(qū)警示 該題容易將金屬活動(dòng)性順序與第一電離能大小順序等同而錯(cuò)選a 事實(shí)上 雖然mg比al活潑 但由于價(jià)電子排布的特殊性 第一電離能mg比al大 5 現(xiàn)有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下 1s22s22p63s23p4 1s22s22p63s23p3 1s22s22p3 1s22s22p5 則下列有關(guān)比較中正確的是 a 第一電離能 b 原子半徑 c 電負(fù)性 d 最高正化合價(jià) 解析 選a 由電子排布式可知 為s 為p 為n 為f 根據(jù)元素周期律可知 第一電離能為 a正確 原子半徑應(yīng)是 最大 最小 b不正確 電負(fù)性應(yīng)是 最大 最小 c不正確 f無(wú)正價(jià) 最高正化合價(jià)為 5 的最高正化合價(jià)為 6 d不正確 6 2012 寧波模擬 1 在短周期主族元素中 氯及其相鄰元素的電負(fù)性由大到小的順序是 用元素符號(hào)表示 2 a b c為同一短周期金屬元素 依據(jù)下表數(shù)據(jù)分析 c元素在化合物中的主要化合價(jià)為 第二電離能 i2 b小于a的原因是 3 r是1 36號(hào)元素中未成對(duì)電子數(shù)最多的原子 基態(tài)r原子的外圍電子排布式為 解析 1 根據(jù)元素周期表中元素電負(fù)性的遞變規(guī)律 同一周期元素電負(fù)性從左往右逐漸增大 同主族元素從上到下逐漸減小 得出結(jié)論 電負(fù)性的值 f cl s 2 c元素的電離能的數(shù)值在i3 i4時(shí)發(fā)生突變 因此該元素常見(jiàn)的化合價(jià)為 3價(jià) 失去一個(gè)電子后 a b兩元素變成相應(yīng)的離子 a 外層電子排布為2s22p6穩(wěn)定結(jié)構(gòu) 難再失去一個(gè)電子 b 外層電子排布為3s1 易失去一個(gè)電子 3 1 36號(hào)元素中未成對(duì)電子數(shù)最多的原子是鉻原子 外圍電子排布為3d54s1 答案 1 f cl s 2 3a 外層電子排布為2s22p6穩(wěn)定結(jié)構(gòu) 難再失去一個(gè)電子 b 外層電子排布為3s1 易失去一個(gè)電子 3 3d54s1 7 2011 安徽高考 w x y z是四種常見(jiàn)的短周期元素 其原子半徑隨原子序數(shù)變化如圖所示 已知w的一種核素的質(zhì)量數(shù)為18 中子數(shù)為10 x和ne原子的核外電子數(shù)相差1 y的單質(zhì)是一種常見(jiàn)的半導(dǎo)體材料 z的電負(fù)性在同周期主族元素中最大 1 x位于元素周期表中第 周期第 族 w的基態(tài)原子核外有 個(gè)未成對(duì)電子 2 z的氣態(tài)氫化物和溴化氫相比 較穩(wěn)定的是 寫(xiě)化學(xué)式 3 y與z形成的化合物和足量水反應(yīng) 生成一種弱酸和一種強(qiáng)酸 該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 4 在25 101kpa下 已知y的氣態(tài)氫化物在氧氣中完全燃燒后恢復(fù)至原狀態(tài) 平均每轉(zhuǎn)移1mol電子放熱190 0kj 該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 解題指南 解答本題要注意以下兩點(diǎn) 1 解答本題的關(guān)鍵信息 質(zhì)量數(shù)為18 中子數(shù)為10 常見(jiàn)的半導(dǎo)體材料 電負(fù)性在同周期主族元素中最大 這些信息都可以作為解題的突破口 2 非金屬性越強(qiáng) 對(duì)應(yīng)氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定 解析 本題綜合考查元素周期表 元素周期律 元素化合物以及熱化學(xué)方程式等知識(shí) 根據(jù)題意 w的一種核素的質(zhì)量數(shù)為18 中子數(shù)為10 則w為o x和ne原子的核外電子數(shù)相差1 且原子半徑比w大 則x為na y的單質(zhì)是一種常見(jiàn)的半導(dǎo)體材料 不難推斷出y為si z的電負(fù)性在同周期主族元素中最大 且原子半徑比o大 而比na小 不難推出z為cl 答案 1 3 a2 2 hcl 3 sicl4 3h2o h2sio3 4hcl 其他合理答案均可 4 sih4 g 2o2 g sio2 s 2h2o l h 1520 0kj mol 1 8 2012 金華模擬 下表是元素周期表的一部分 表中所列的字母分別代表一種化學(xué)元素 試回答下列問(wèn)題 1 元素p為26號(hào)元素 請(qǐng)寫(xiě)出其基態(tài)原子電子排布式 2 h的單質(zhì)在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光 請(qǐng)