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文檔簡介

1、第十二章物質結構與性質(選修三)1.了解原子核外電子的排布原理及能級分布,能用電子排布式表示常見元素(136號)原子核外電子、價電子的排布。了解原子核外電子的運動狀態(tài)。2.了解元素電離能的含義,并能用以說明元素的某些性質。3.了解原子核外電子在一定條件下會發(fā)生躍遷,了解其簡單應用。4.了解電負性的概念,知道元素的性質與電負性的關系。第一節(jié)原子結構與性質考點一 原子結構教材知識層面1能層、能級和最多容納電子數之間的關系能層(n)能級最多容納電子數序數符號符號原子軌道數各能級各能層一K1s122二L2s1282p36三M3s12183p363d510四N4s12324p364d5104f714n2

2、n22.原子軌道的形狀和能量關系(1)軌道形狀:s電子的原子軌道呈球形。p電子的原子軌道呈紡錘形。(2)能量關系:相同能層上原子軌道能量的高低:ns<np<nd<nf。形狀相同的原子軌道能量的高低:1s<2s<3s<4s。同一能層內形狀相同而伸展方向不同的原子軌道的能量相等,如npx、npy、npz軌道的能量相等。3原子核外電子的排布規(guī)律 (1)三個原理:能量最低原理:原子核外電子排布遵循構造原理,使整個原子的能量處于最低狀態(tài)。構造原理示意圖如下圖。泡利原理:在一個原子軌道里最多只能容納2個電子,而且自旋狀態(tài)相反。洪特規(guī)則:電子排布在同一能級的不同軌道時,基

3、態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據一個軌道,而且自旋狀態(tài)相同。(2)基態(tài)原子核外電子排布的表示方法:表示方法以硫原子為例電子排布式1s22s22p63s23p4簡化電子排布式Ne3s23p4電子排布圖(或軌道表示式)價電子排布式3s23p44.電子的躍遷與原子光譜(1)電子的躍遷:基態(tài)激發(fā)態(tài):當基態(tài)原子的電子吸收能量后,會從低能級躍遷到較高能級_,變成激發(fā)態(tài)原子。激發(fā)態(tài)基態(tài):激發(fā)態(tài)原子的電子從較高能級躍遷到低能級時會釋放出能量。(2)原子光譜:不同元素的原子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光,可以用光譜儀攝取各種元素原子的吸收光譜或發(fā)射光譜,總稱原子光譜。高考考查層面命題點1核外電子排布的表示方法1電

4、子排布式按電子排入各電子層中各能級的先后順序,用能級符號依次寫出各能級中的電子數,同時注意特例。如Cu:1s22s22p63s23p63d104s1。2簡化電子排布式用“稀有氣體價層電子”的形式表示。如Cu:Ar3d104s1。3電子排布圖(軌道表示式)用方框(或圓圈)表示原子軌道,用“”或“”表示自旋狀態(tài)不同的電子,按排入各電子層中各能級的先后順序和在軌道中的排布情況書寫。如:4原子結構示意圖如S的原子結構示意圖為典題示例1下列表示鈉原子的式子中能反映能級差別和電子自旋狀態(tài)的是()A.B.NaC1s22s22p63s1 D. 解析:選D只有軌道排布式(電子排布圖)才能反映出電子的自旋狀態(tài)。2

5、(1)(2014·浙江高考)基態(tài)鎵(Ga)原子的電子排布式:_。(2)(2014·全國卷)Fe3的電子排布式為_。(3)(2012·福建高考)基態(tài)Mn2的核外電子排布式為_。(4)(2011·福建高考)基態(tài)氮原子的價電子排布式是_。(5)(2013·全國卷)Ni2的價層電子排布圖為_。解析:(1)鎵(Ga)的原子序數為31,電子分布的能級為1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p。(2)Fe的原子序數為26,Fe3的電子分布的能級為1s、2s、2p、3s、3p、3d。(3)Mn是25號元素,其電子排布式為Ar3d54s2,失去最外層2個電

6、子,即得Mn2的電子排布式為Ar3d5。(4)氮原子的最外層有5個電子,其價電子排布式為2s22p3。(5)Ni2的價電子排布圖為。答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1(2)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5或Ar3d5(3)1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5(4)2s22p3(5) 命題點2核外電子的排布規(guī)律及應用1下列說法錯誤的是()Ans電子的能量不一定高于(n1)p電子的能量B6C的電子排布式1s22s22p違反了洪特規(guī)則C電子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3違反了能量最低原理D電子排布式(22Ti)1s22s2

7、2p63s23p10違反了泡利原理解析:選AA項,各能級能量的大小順序為1s2s2p3s3p4s3d4p5sns電子的能量一定高于(n1)p電子的能量;B項,對于C原子來說,2p能級有3個能量相同的原子軌道,最后2個電子應以自旋狀態(tài)相同的方式分布在兩個不同的2p軌道上,違反了洪特規(guī)則;C項,根據軌道能量高低順序可知E4s<E3d,對于21Sc原子來說,最后3個電子應先排滿4s軌道,再排3d軌道,應為1s22s22p63s23p63d14s2,故違反了能量最低原理;D項,對于22Ti原子來說,3p能級共有3個軌道,最多可以排6個電子,如果排10個電子,則違反了泡利原理。2(2015

8、3;昆明模擬)下列各組表述中,兩個原子不屬于同種元素原子的是()A3p能級有一個空軌道的基態(tài)原子和核外電子的排布式為1s22s22p63s23p2的原子B2p能級無空軌道,且有一個未成對電子的基態(tài)原子和原子的最外層電子排布式為2s22p5的原子CM層全充滿而N層為4s2的原子和核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s2的原子D最外層電子數是核外電子總數1/5的原子和最外層電子排布式為4s24p5的原子解析:選CA項,3p能級有一個空軌道的基態(tài)原子,按洪特規(guī)則可得其3p軌道上只能有兩個電子,所以兩個原子是同種元素的原子;B項,2p能級無空軌道,且有一個未成對電子的基態(tài)原子,它的2p能級

9、上只能是5個電子,所以兩原子是同種元素的原子;C項,M層全充滿而N層為4s2的原子,其M層應為18個電子,而后者的M層上只有8個電子,所以兩原子不是同種元素的原子;D項,最外層電子數是核外電子總數的1/5的原子中,最外層電子數要小于或等于8個電子,且電子總數為5的倍數,所以可得該原子可能是原子序數為5、10、15、20、25、30、35、40,其中滿足最外層電子數是核外電子總數的1/5且符合核外電子排布規(guī)則的只能是35號元素,該元素原子的外圍電子排布式為4s24p5,所以兩原子是同種元素的原子??键c達標層面A、B、C、D、E代表5種元素。請?zhí)羁眨?1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子,次

10、外層有2個電子,其元素符號為_;(2)B元素的負一價離子和C元素的正一價離子的電子層結構都與氬相同,B的元素符號為_,C的元素符號為_;(3)D元素的正三價離子的3d能級為半充滿,D的元素符號為_,其基態(tài)原子的電子排布式為_;(4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿,N層沒有成對電子,只有一個未成對電子,E的元素符號為_,其基態(tài)原子的電子排布式為_。解析:(1)A元素基態(tài)原子的電子排布圖由題意可寫成:可見該元素核外有7個電子,為氮元素,其元素符號為N。(2)B、C的電子層結構都與Ar相同,即核外都有18個電子,則B為17號元素Cl,C為19號元素K。(3)D元素原子失去2個4s電子和1個3d電子后變成

11、3價離子,其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2即26號元素Fe。(4)根據題意要求,首先寫出電子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1,該元素為29號元素Cu。答案:(1)N(2)ClK(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1考點二 原子結構、元素周期表與元素性質的關系教材知識層面1原子結構與元素周期表的關系周期電子層數每周期第一種元素每周期最后一種元素原子序數基態(tài)原子的電子排布式原子序數基態(tài)原子的電子排布式二23He2s1101s22s22p6三

12、311Ne3s1181s22s22p63s23p6四419Ar4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五537Kr5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六655Xe6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p62每族元素的價電子排布特點(1)主族:主族AAAAAAA排布特點ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5(2)0族:He: 1s2;其他:ns2np6。(3)過渡元素(副族和第族):(n1)d110ns12。3元素周期表的分區(qū)與價電子

13、排布的關系(1)元素周期表的分區(qū):(2)各區(qū)外圍電子排布特點:分區(qū)外圍電子排布s區(qū)ns12p區(qū)ns2np16(除He外)d區(qū)(n1)d19ns12(除鈀外)ds區(qū)(n1)d10ns12f區(qū)(n2)f014(n1)d02ns24第一電離能、電負性(1)第一電離能:氣態(tài)基態(tài)電中性原子失去一個電子轉化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量。(2)電負性:用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小。電負性越大的原子,對鍵合電子的吸引力越大。5對角線規(guī)則在元素周期表中,某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質是相似的,如:高考考查層面命題點1電離能及其應用1判斷元素金屬性的強弱電離能越小,金屬越容易失去電子

14、,金屬性越強;反之越弱。2判斷元素的化合價(I1、I2表示各級電離能)如果某元素的In1In,則該元素的常見化合價為n。如鈉元素I2I1,所以鈉元素的化合價為1。3判斷核外電子的分層排布情況多電子原子中,元素的各級電離能逐級增大,有一定的規(guī)律性。當電離能的變化出現突變時,電子層數就可能發(fā)生變化。4反映元素原子的核外電子排布特點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,當元素的核外電子排布是全空、半充滿和全充滿狀態(tài)時,第一電離能就會反常的大。典題示例1下列關于元素第一電離能的說法不正確的是()A鉀元素的第一電離能小于鈉元素的第一電離能,故鉀的活潑性強于鈉B因同周期元素的原子半徑從左到

15、右逐漸減小,故第一電離能必依次增大C最外層電子排布為ns2np6(當只有K層時為1s2)的原子,第一電離能較大D對于同一元素而言,原子的電離能I1<I2<I3解析:選B第一電離能越小,表明該元素原子越易失去電子,活潑性越強,A項正確;同周期元素的原子半徑從左到右逐漸減小,第一電離能一般來說依次增大,但有反常,如第一電離能:N>O、Mg>Al,B項錯誤;C項所述元素為零族元素,性質穩(wěn)定,第一電離能都較大。2已知X、Y是主族元素,I為電離能,單位是kJ/mol。請根據下表所列數據判斷,錯誤的是()元素I1I2I3I4X5004 6006 9009 500Y5801 8202

16、 75011 600A元素X的常見化合價是1B元素Y是第A族元素C元素X與氯形成化合物時,化學式可能是XClD若元素Y處于第3周期,它可與冷水劇烈反應解析:選D由數據分析X中I2I1,X易呈1價,為第A 族,A、C均正確;Y中I4I3,易呈3價,應在第A族,B正確;若Y處于第3周期,則Y為鋁元素,鋁單質不與冷水反應,D錯誤。命題點2電負性的應用典題示例1電負性的大小也可以作為判斷元素金屬性和非金屬性強弱的尺度。下列關于電負性的變化規(guī)律正確的是()A元素周期表從左到右,元素的電負性逐漸變大B元素周期表從上到下,元素的電負性逐漸變大C電負性越大,金屬性越強D電負性越小,非金屬性越強解析:選A利用同

17、周期從左至右元素電負性逐漸增大,同主族從上至下元素電負性逐漸減小的規(guī)律來判斷。電負性越大,金屬性越弱,非金屬性越強。2如圖:元素符號LiBeBCOFNaAlSiPSCl電負性0.981.572.042.553.443.980.931.611.902.192.583.16(1)根據對角線規(guī)則,Be、Al元素最高價氧化物對應水化物的性質相似,它們都具有兩性,其中Be(OH)2顯示這種性質的離子方程式是_。(2)通過分析電負性變化規(guī)律,確定Mg元素電負性的最小范圍_。(3)請歸納元素的電負性和金屬、非金屬的關系是_。(4)從電負性角度,判斷AlCl3是離子化合物還是共價化合物?請說出理由,并設計一個

18、實驗方案證明上述所得結論。答案:(1)Be(OH)22H=Be22H2O,Be(OH)22OH=BeO2H2O(2)0.931.57(3)元素的非金屬性越強,電負性越大;元素的金屬性越強,電負性越小(4)Al元素和Cl元素的電負性差值為1.55<1.7,所以形成共價鍵,為共價化合物。將氯化鋁加熱到熔融態(tài),進行導電性實驗,如果不導電,說明是共價化合物。命題點3原子結構與元素性質的遞變規(guī)律項 目同周期(從左右)同主族(從上下)原子核外電子排布能層數相同,最外層電子數逐漸增多最外層電子數相同,能層數遞增原子半徑逐漸減小(0族除外)逐漸增大元素主要化合價最高正價由17(O,F除外),最低負價由4

19、1最高正價主族序數(O,F除外),非金屬最低負價主族序數8原子得、失電子能力得電子能力逐漸增強;失電子能力逐漸減弱得電子能力逐漸減弱;失電子能力逐漸增強第一電離能增大的趨勢逐漸減小電負性逐漸增大逐漸減小元素金屬性、非金屬性金屬性逐漸減弱;非金屬性逐漸增強金屬性逐漸增強;非金屬性逐漸減弱典題示例1(2013·山東高考)下列曲線表示鹵族元素某種性質隨核電荷數的變化趨勢,正確的是() 解析:選A同主族元素從上到下電負性依次減小,A正確;鹵族元素中氟無正價,B錯誤;HF分子間存在氫鍵,使HF熔沸點最高,C錯誤;鹵族元素從上到下單質分子間范德華力依次增大,熔點依次升高,D錯誤。2現有四種元素的

20、基態(tài)原子的電子排布式如下:1s22s22p63s23p41s22s22p63s23p31s22s22p31s22s22p5則下列有關比較中正確的是()A第一電離能:>>>B原子半徑:>>>C電負性:>>>D最高正化合價:>>解析:選A四種元素分別為S、P、N、F,第一電離能F>N>P>S,A項正確;原子半徑P>S>N>F,B項錯誤;電負性F>N>S>P,C項錯誤;F無正化合價,N、S、P最高正化合價分別為5、6、5價,D項錯誤??键c達標層面1(2013·上海高考)X

21、、Y、Z、W是短周期元素,X元素原子的最外層未達到8電子穩(wěn)定結構,工業(yè)上通過分離液態(tài)空氣獲得其單質;Y元素原子最外電子層上s、p電子數相等;Z元素2價陽離子的核外電子排布與氖原子相同;W元素原子的M層有1個未成對的p電子。下列有關這些元素性質的說法一定正確的是()AX元素的氫化物的水溶液顯堿性BZ元素的離子半徑大于W元素的離子半徑CZ元素的單質在一定條件下能與X元素的單質反應DY元素最高價氧化物的晶體具有很高的熔點和沸點解析:選C根據題意,Z為Mg元素,Y原子最外層電子排布為ns2np2,是C或Si元素,X為N或O元素,W為Al或Cl元素,N的氫化物的水溶液顯堿性,但O的氫化物的水溶液顯中性或

22、弱酸性,A錯誤;Al3的半徑比Mg2小,Cl半徑比Mg2大,B錯誤;氮氣、氧氣均能與鎂反應,C正確;CO2形成的晶體熔沸點低,D錯誤。2A、B、C、D、E、F六種短周期元素,原子序數依次增大;A、B的陰離子與C、D的陽離子的電子排布式均為1s22s22p6,A原子核外有2個未成對電子,C單質可與熱水反應但不能與冷水反應;E、F原子在基態(tài)時填充電子的軌道數有9個,且E原子核外有3個未成對電子,F能與A形成相同價態(tài)的陰離子,且離子半徑A小于F。用元素符號回答:(1)上述六種元素中,_元素的第一電離能最大,理由是_。 (2) C、D元素的第一電離能較大的是_,原因是_。 (3)六種元素按電負性從小到

23、大排列順序是_。(4)C、D、E、F元素形成的最高價氧化物是離子化合物的是_,是共價化合物的是_。解析:A、B的陰離子與C、D的陽離子的電子排布式均為1s22s22p6,A、B在第二周期,A原子核外有2個未成對電子,是氧元素,B只能為氟元素;C、D在第三周期,C單質可與熱水反應但不能與冷水反應,為鎂元素,D只能是鋁元素。F能與A形成相同價態(tài)的陰離子,且離子半徑A小于F,F為硫元素。E原子在基態(tài)時填充電子的軌道數有9個,且E原子核外有3個未成對電子,是磷元素。答案:(1)F其最外層有7個電子且原子半徑小,容易得電子,不容易失電子(2)MgMg最外層3s軌道全滿,3p全空,是較穩(wěn)定狀態(tài)(3)MgA

24、lPSOF(4)MgO、Al2O3P2O5、SO31(2015·福州模擬)下列各組原子中,彼此化學性質一定相似的是()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層上僅有兩個電子的X原子與原子核外N層上僅有兩個電子的Y原子C2p軌道上只有兩個電子的X原子與3p軌道上只有兩個電子的Y原子D最外層都只有一個電子的X、Y原子解析:選CA項,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族元素的原子,化學性質不同;B項,原子核外M層上僅有兩個電子的X原子是A族的元素原子,而原子核外N層上僅有兩個電子的Y

25、原子可能是A族、副族或族元素的原子,化學性質不一定相似;C項,2p軌道上只有兩個電子的X原子是C原子,3p軌道上只有兩個電子的Y原子是Si原子,兩者化學性質相似;D項,最外層只有一個電子的原子可能是A族元素的原子,也可能是過渡金屬原子,化學性質不一定相似。2下列關于電離能和電負性的說法不正確的是()A第一電離能的大?。篗g>AlB鍺的第一電離能高于碳而電負性低于碳CNi是元素周期表中第28號元素,第二周期基態(tài)原子未成對電子數與Ni相同且電負性最小的元素是碳DF、K、Fe、Ni四種元素中電負性最大的是F解析:選B同周期從左到右第一電離能呈增大趨勢,但第A族的第一電離能比相鄰的第A族元素的第

26、一電離能大,A正確; 鍺是金屬元素而碳是非金屬元素,第一電離能低于碳,B不正確;Ni的價電子排布為3d84s2,未成對電子數為2,第二周期未成對電子數為2的元素有碳和氧,同周期從左到右電負性逐漸增大,則電負性C<O,故該元素為碳,C正確;一般來說,元素的非金屬性越強,電負性越大,D項正確。3如圖是第三周期1117號元素某些性質變化趨勢的柱形圖,下列有關說法中正確的是()Ay軸表示的可能是第一電離能By軸表示的可能是電負性Cy軸表示的可能是原子半徑Dy軸表示的可能是形成基態(tài)離子轉移的電子數解析:選B對于第三周期1117號元素,隨著原子序數的增大,第一電離能呈現增大的趨勢,但Mg、P特殊,A

27、項錯誤;原子半徑逐漸減小,C項錯誤;形成基態(tài)離子轉移的電子數依次為:Na為1,Mg為2,Al為3,Si不易形成離子,P為3,S為2,Cl為1,D項錯誤。4下列有關說法正確的是()AC、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是 ONCB根據同周期元素的第一電離能變化趨勢,推出Al的第一電離能比Mg大C根據主族元素最高正化合價與族序數的關系,推出鹵族元素最高正價都是7DNi原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2解析:選D同一周期自左向右,元素的第一電離能呈現增大趨勢,但由于p軌道處于全空、半充滿或全充滿時相對穩(wěn)定,這使得第A族、第A族反常,故第一電離能N>O,Mg&

28、gt;Al,A、B不正確;F的電負性最大,沒有正化合價,C不正確。5(2015·秦皇島模擬)下表列出了某短周期元素R的各級電離能數據(用I1、I2表示,單位為kJ·mol1)。下列關于元素R的判斷中一定正確的是()I1I2I3I4R7401 5007 70010 500R的最高正價為3價R元素位于元素周期表中第A族R元素第一電離能大于同周期相鄰元素R元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s2ABC D解析:選B由表中數據可知,R元素的第三電離能與第二電離能的差距最大,故最外層有兩個電子,最高正價為2價,位于第A族,可能為Be或者Mg元素,因此不正確,正確,不確定;短周期第A族(

29、ns2np0)的元素,因p軌道處于全空狀態(tài),比較穩(wěn)定,所以其第一電離能大于同周期相鄰主族元素,正確。6(1)(2013·全國卷)基態(tài)Si原子中,電子占據的最高能層符號為_,該能層具有的原子軌道數為_、電子數為_。(2)(2013·福建高考)依據第二周期元素第一電離能的變化規(guī)律,參照右圖B、F元素的位置,用小黑點標出C、N、O三種元素的相對位置。(3)(2013·浙江高考)N、Al、Si、Zn四種元素中,有一種元素的電離能數據如下:電離能I1I2I3I4In/kJ·mol15781 8172 74511 578則該元素是_(填寫元素符號)?;鶓B(tài)鍺(Ge)原

30、子的電子排布式是_。Ge的最高價氯化物的分子式是_。Ge元素可能的性質或應用有_。A是一種活潑的金屬元素B其電負性大于硫C其單質可作為半導體材料D其最高價氯化物的沸點低于其溴化物的沸點解析:(1)基態(tài)Si原子中,電子占據的最高能層為第三層,符號為M,該能層中有3個能級:3s、3p和3d,3s能級有1個原子軌道,3p能級有3個原子軌道,3d能級有5個原子軌道,所以該能層具有的原子軌道數為9,填充的電子數為4。(2)同一周期從左到右第一電離能呈增大趨勢,但第二周期中第A族的第一電離能比相鄰的第A和第A族元素大,第A族的第一電離能大于第A族的電離能。(3)由電離能數據可知,該元素呈3價。Ge的最高正

31、價為4價。Ge位于金屬和非金屬的分界線上,故其可做半導體材料,其氯化物和溴化物為分子晶體,相對分子質量越大,其沸點越高。答案:(1)M94(2)(3)Al1s22s22p63s23p63d104s24p2GeCl4CD7有A、B、C、D、E 5種元素,它們的核電荷數依次增大,且都小于20。其中A為非金屬元素;A和E屬同一族,它們原子最外層電子排布為ns1,B和D也屬同一族,它們原子最外層的p能級電子數是s能級電子數的兩倍。C原子最外層上電子數等于D原子最外層上電子數的一半。請回答下列問題:(1)A是_,B是_,C是_,D是_,E是_。(2)由這五種元素組成的一種化合物是(寫化學式)_。寫出該物

32、質的一種主要用途:_。(3)寫出C元素基態(tài)原子的電子排布式:_。(4)用電子排布圖表示D元素原子的價電子排布為_。(5)元素B與D的電負性的大小關系是B_D,C與E的第一電離能的大小關系是C_E(填“>”“<”或“”)。解析:A、B、C、D、E 5種元素核電荷數都小于20,故都為主族元素,A、E同一族且最外層電子排布為ns1,故為第A族,而A為非金屬元素,則A為氫;B、D為同一族,其原子最外層的p能級電子數是s能級電子數的兩倍,故其最外層電子排布為ns2np4,為第A族元素,B的核電荷數小于D,則B為氧,D為硫,E為鉀;C原子最外層上的電子數為硫原子最外層上電子數的一半,則C為鋁,

33、同主族元素自上而下電負性逐漸減小,故B(氧)的電負性大于D(硫),E(鉀)的第一電離能小于鈉,鈉的第一電離能小于C(鋁),故第一電離能Al>K。答案:(1)HOAlSK(寫元素名稱也可)(2)KAl(SO4)2·12H2O做凈水劑(3)1s22s22p63s23p1(4) (5)>>8(2015·昌樂模擬)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元素。試回答下列問題: (1)元素p為26號元素,請寫出其基態(tài)原子的電子排布式_。(2)d與a反應的產物的分子中,中心原子的雜化形式為_。(3)h的單質在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光,請用原子結構的知識

34、解釋發(fā)光的原因:_。(4)o、p兩元素的部分電離能數據列于下表:元素op電離能/kJ·mol1I1717759I21 5091 561I33 2482 957比較兩元素的I2、I3可知,氣態(tài)o2再失去一個電子比氣態(tài)p2再失去一個電子難。對此,你的解釋是_。(5)第三周期8種元素按單質熔點高低的順序如圖()所示,其中電負性最大的是_(填下圖中的序號)。(6)表中所列的某主族元素的電離能情況如圖()所示,則該元素是_(填元素符號)。解析:(1)26號為鐵元素,其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2。(2)d為N元素,a為H元素,二者形成的NH3中N原子的雜化形

35、式為sp3。(3)h為Mg元素,Mg單質在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光,電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時,以光(子)的形式釋放能量。(4)o元素為Mn,其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2,Mn2的基態(tài)離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5,其3d能級為半充滿結構,相對比較穩(wěn)定,當其失去第三個電子時比較困難,而p2的基態(tài)離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d6,其3d能級再失去一個電子即為半充滿結構,形成相對比較穩(wěn)定的結構,故其失去第三個電子比較容易。(5)第三周期8種元素分別為鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯、氬,其單質中鈉、鎂、鋁形

36、成金屬晶體,熔點依次升高;硅形成原子晶體;磷、硫、氯、氬形成分子晶體,且常溫下磷、硫為固體,氯氣、氬為氣體,故8種元素按單質熔點由高到低的順序為硅、鋁、鎂、硫、磷、鈉、氯、氬,其中電負性最大的為氯。(6)由圖可知,該元素的電離能I4 遠大于I3,故為第A族元素,周期表中所列的第A族元素i屬于第三周期,應為Al。答案:(1)1s22s22p63s23p63d64s2(2)sp3(3)電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時,以光(子)的形式釋放能量(4)Mn2的3d軌道電子排布為半滿狀態(tài),比較穩(wěn)定(5) 2(6)Al9有四種短周期元素,它們的結構、性質等信息如下表所述:元素結構、性質等信息A是

37、短周期中(除稀有氣體外)原子半徑最大的元素,該元素的某種合金是原子反應堆的導熱劑BB與A同周期,其最高價氧化物的水化物呈兩性C元素的氣態(tài)氫化物極易溶于水,可用作制冷劑D是海水中除氫、氧元素外含量最多的元素,其單質或化合物也是自來水生產過程中常用的消毒殺菌劑請根據表中信息填寫:(1)A原子的核外電子排布式:_。(2)B元素在元素周期表中的位置_;離子半徑:B_A(填“大于”或“小于”)。(3)C原子的電子排布圖是_,其原子核外有_個未成對電子,能量最高的電子為_軌道上的電子,其軌道呈_形。(4)D原子的電子排布式為_,D的結構示意圖是_。(5)B的最高價氧化物對應的水化物與A的最高價氧化物對應的

38、水化物反應的化學方程式為_,與D的氫化物的水溶液反應的化學方程式為_。解析:根據題中信息可推出:A為Na,B為Al,C為N,D為Cl。(1)A為Na,其核外電子排布式為1s22s22p63s1。(2)B為Al,其在元素周期表中的位置為第三周期第A族,Na與Al3核外電子排布相同,核電荷數Al3大于Na,故r(Al3)<r(Na)。(3)C為N,其電子排布圖為,其中有3個未成對電子,能量最高的為2p軌道上的電子,其軌道呈啞鈴形。(4)D為Cl,其核外電子排布式為1s22s22p63s23p5,簡化電子排布式為Ne3s23p5,Cl的結構示意圖為。(5)Al(OH)3與NaOH和鹽酸反應的化

39、學方程式分別為Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O,Al(OH)33HCl=AlCl33H2O。答案:(1)1s22s22p63s1(2)第三周期第A族小于(3) 32p啞鈴(4)1s22s22p63s23p5或Ne3s23p5(5)NaOHAl(OH)3=NaAlO22H2O3HClAl(OH)3=AlCl33H2O10(2013·安徽高考)X、Y、Z、W是元素周期表中原子序數依次增大的四種短周期元素,其相關信息如下表:元素相關信息XX的最高價氧化物對應的水化物化學式為H2XO3YY是地殼中含量最高的元素ZZ的基態(tài)原子最外層電子排布式為3s23p1WW的一種核素的質量數為2

40、8,中子數為14 (1)W位于元素周期表第_周期第_族;W的原子半徑比X的_(填“大”或“小”)。(2)Z的第一電離能比W的_(填“大”或“小”);XY2由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)所需克服的微粒間作用力是_;氫元素、X 、Y的原子可共同形成多種分子,寫出其中一種能形成同種分子間氫鍵的物質名稱_。(3)振蕩下,向Z單質與鹽酸反應后的無色溶液中滴加NaOH溶液直至過量,能觀察到的現象是_;W的單質與氫氟酸反應生成兩種無色氣體,該反應的化學方程式為_。(4)在25°C、101 kPa下,已知13.5 g的Z固體單質在Y2氣體中完全燃燒后恢復至原狀態(tài),放熱419 kJ,該反應的熱化學方程式為_。解析:根

41、據題給信息,可以推斷出X為C,Y為O,Z為Al,W為Si。(1)Si位于元素周期表第三周期第A族。原子半徑Si>C。(2)第一電離能:Al<Si。CO2固體為分子晶體,由固態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)克服的是分子間作用力。H、C、O組成的CH3COOH存在分子間氫鍵。(3)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液直至過量,先產生白色沉淀,后沉淀溶解。Si與氫氟酸反應生成SiF4和H2兩種氣體。(4)該反應為4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s),則H×43 352 kJ·mol1。答案:(1)三A大(2)小分子間作用力乙酸(3)先生成白色沉淀,后沉淀逐漸溶解,最后變成無色溶液Si

42、4HF=SiF42H2(4)4Al(s)3O2(g)=2Al2O3(s)H3 352 kJ·mol11.了解共價鍵的形成,能用鍵長、鍵能、鍵角等說明簡單分子的某些性質。2.了解雜化軌道理論及常見的雜化軌道類型(sp,sp2,sp3),能用價層電子對互斥理論或者雜化軌道理論推測常見的簡單分子或者離子的空間結構。3.了解化學鍵與分子間作用力的區(qū)別。4.了解氫鍵的存在對物質性質的影響,能列舉含有氫鍵的物質。第二節(jié)分子結構與性質考點一 共價鍵教材知識層面1共價鍵的本質和特征共價鍵的本質是在原子之間形成共用電子對,其特征是具有飽和性和方向性。2共價鍵的分類分類依據類型及特點形成共價鍵的原子軌道

43、重疊方式鍵原子軌道“頭碰頭”重疊鍵原子軌道“肩并肩”重疊形成共價鍵的電子對是否偏移極性鍵共用電子對發(fā)生偏移非極性鍵共用電子對不發(fā)生偏移3鍵參數(1)鍵參數對分子性質的影響:(2)鍵參數與分子穩(wěn)定性的關系:鍵能越大,鍵長越短,分子越穩(wěn)定。 4.等電子原理原子總數相同,價電子總數相同的分子具有相似的化學鍵特征,具有許多相近的性質。如CO和N2。高考考查層面命題點1共價鍵類型的判斷1鍵與鍵的判斷(1)依據強度判斷:鍵的強度較大,較穩(wěn)定,鍵活潑,比較容易斷裂。(2)共價單鍵是鍵,共價雙鍵中含有一個鍵,一個鍵;共價三鍵中含有一個鍵,兩個鍵。2極性鍵與非極性鍵的判斷看形成共價鍵的兩原子,不同種元素的原子之

44、間形成的是極性共價鍵,同種元素的原子之間形成的是非極性共價鍵。典題示例1下列說法中不正確的是()A鍵比鍵重疊程度大,形成的共價鍵強B兩個原子之間形成共價鍵時,最多有一個鍵C氣體單質中,一定有鍵,可能有鍵DN2分子中有一個鍵,兩個鍵解析:選C稀有氣體的分子中不含有共價鍵。2下列物質的分子中既有鍵,又有鍵的是()HClH2ON2H2O2C2H4C2H2ABC D解析:選D單鍵均為鍵,雙鍵和三鍵中各存在一個鍵,其余均為鍵。命題點2鍵參數及其應用1能夠用鍵能的大小解釋的是()A常溫常壓下,氯氣呈氣態(tài)而溴單質呈液態(tài)B硝酸是揮發(fā)性酸,硫酸是難揮發(fā)性的酸C稀有氣體一般難發(fā)生化學反應D氮氣在常溫下很穩(wěn)定,化學

45、性質不活潑解析:選D共價分子構成物質的狀態(tài)與分子內共價鍵的鍵能無關,A錯誤;物質的揮發(fā)性與分子內鍵能的大小無關,B錯誤;稀有氣體是單原子分子,無化學鍵,C錯誤;氮氣分子穩(wěn)定是由于氮氣分子中含有三鍵,鍵能很大的緣故,D正確。2NH3分子的空間構型是三角錐形,而不是正三角形的平面結構,其充分的理由是()ANH3分子是極性分子B分子內3個NH鍵的鍵長相等,鍵角相等CNH3分子內3個NH鍵的鍵長相等,3個鍵角都等于107.3°DNH3分子內3個NH鍵的鍵長相等,3個鍵角都等于120°解析:選CA選項:NH3為極性分子不能說明NH3一定為三角錐形;B項三條NH鍵鍵能與鍵長分別相同,鍵

46、角相等仍有可能為正三角形;D選項與事實不符。命題點3等電子體及其應用1常見的等電子體匯總微粒通式價電子總數空間構型CO2、CNS、NO、NAX216直線形CO、NO、SO3AX324平面三角形SO2、O3、NOAX218V形SO、POAX432正四面體形PO、SO、ClOAX326三角錐形CO、N2AX10直線形CH4、NHAX48正四面體形2根據已知的一些分子結構推測另一些與它等電子的微粒的立體結構,并推測其物理性質(1)(BN)x與(C2)x,N2O與CO2等也是等電子體;(2)硅和鍺是良好的半導體材料,他們的等電子體磷化鋁(AlP)和砷化鎵(GaAs)也是很好的半導體材料; (3)SiC

47、l4、SiO、SO的原子數目和價電子總數都相等,它們互為等電子體,中心原子都是sp3雜化,都形成正四面體形立體構型。典題示例1下列粒子屬于等電子體的是()ACH4和NH BNO和O2CNO2和O3 DHCl和H2O解析:選A只要原子個數和最外層電子數相等的兩種微粒,即為等電子體。2已知CO2為直線形結構,SO3為平面正三角形結構,NF3為三角錐形結構,請推測COS、CO、PCl3的空間結構。解析:COS與CO2互為等電子體,其結構與CO2相似,所以其為直線形結構;CO與SO3互為等電子體,結構相似,所以CO為平面正三角形結構;PCl3與NF3互為等電子體,結構相似,所以PCl3為三角錐形結構。

48、答案:COS為直線形結構;CO為平面正三角形結構;PCl3為三角錐形結構考點達標層面1(2012·浙江高考節(jié)選)下列物質中,只含有極性鍵的分子是_,既含離子鍵又含共價鍵的化合物是_,只存在鍵的分子是_,同時存在鍵和鍵的分子是_。AN2BCO2CCH2Cl2DC2H4EC2H6FCaCl2GNH4Cl解析:雙鍵中含有鍵和鍵,故N2、CO2、C2H4中均含有鍵和鍵。答案: BCGCEABD2試根據下表回答問題。某些共價鍵的鍵長數據如下所示:共價鍵CCC=CCCCOC=ONNN=NNN鍵長(nm)0.1540.1340.1200.1430.1220.1460.1200.110(1) 根據表中有關數據,你能推斷出影響共價鍵鍵長的因素主要有哪些?其影響的結果怎樣?(2)鍵能是_。通常,鍵能越_,共價鍵越_,由該鍵構

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