高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第十二章第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課件

第十二章

物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課標(biāo)要求核心素養(yǎng)1.了解原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài)、能級分布和排布原理，能正確書寫1～36號元素原子核外電子、價(jià)電子的電子排布式和軌道表示式。2.了解電離能的含義，并能用以說明元素的某些性質(zhì)。3.了解電子在原子軌道之間的躍遷及其簡單應(yīng)用。4.了解電負(fù)性的概念，并能用以說明元素的某些性質(zhì)。宏觀辨識與微觀探析：微觀探析——能從原子的微觀層面理解其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的聯(lián)系，形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定應(yīng)用”的觀念；能根據(jù)原子的微觀結(jié)構(gòu)預(yù)測物質(zhì)在特定條件下可能具有的性質(zhì)。[目標(biāo)導(dǎo)航][自主測評]1.易錯易混辨析(正確的畫“√”，錯誤的畫“×”)。(1)第二能層(L)上有s、p、d、f四個(gè)能級。()(2)同一原子中，不同能層中同一能級，能量相同。()(3)某原子核外電子排布為ns2np7，它違背了能量最低原理。((

)(4)第四周期元素中，Mn原子價(jià)層電子未成對電子最多。 )(5)元素周期表中鑭系元素和錒系元素都占據(jù)同一格，它們是同位素。()(6)同周期元素，從左到右，原子半徑逐漸減小，離子半徑也逐漸減小。()答案：(1)×錯因：第二能層上有s、p兩個(gè)能級。(2)×錯因：不同能層中同一能級，能層序數(shù)越大能量越高，如1s＜2s＜3s……(3)×錯因：違背了泡利原理，每個(gè)軌道最多可容納2個(gè)電子，np能級有3個(gè)軌道，p軌道最多容納6個(gè)電子。

(4)×電子最多。 (5)×錯因：第四周期元素Cr原子價(jià)層電子3d54s1

中未成對錯因：鑭系元素和錒系元素都占據(jù)同一格，但是由于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不相等，所以不是同位素。(6)×錯因：同一周期元素的離子半徑不是逐漸減小的。D.離子半徑：Cl－＞K＋＞Na＋)2.以下有關(guān)元素性質(zhì)的說法中錯誤的是(A.元素電負(fù)性：Na＜P＜OB.第一電離能：S＞P＞SiC.最高化合價(jià)：Mn＞Cr＞V答案：B考點(diǎn)一核外電子排布1.能層、能級與原子軌道(1)能層(n)核外電子按能量不同分成能層。通常用K、L、M、N……表示，能量依次______。增大(2)能級能級

同一能層電子的能量也可能不同，又將其分成不同的______，通常用s、p、d、f……表示。

(3)電子云與原子軌道 核外電子的概率密度分布看起來像一片云霧，因而被形象地稱作電子云。量子力學(xué)把電子在原子核外的一個(gè)空間運(yùn)動狀態(tài)稱為一個(gè)原子軌道。因此，常用電子云輪廓圖的形狀和取向來表示原子軌道的形狀和取向。原子軌道軌道形狀軌道個(gè)數(shù)能量關(guān)系s球形1①同一能層各能級能量順序：E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf)②形狀相同的原子軌道能量的高低：E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s)……③同一能層內(nèi)形狀相同而伸展方向不同的原子軌道的能量相等，如p能級三個(gè)互相垂直的軌道npx、npy、npz的能量相同p啞鈴形3d—5f—72.基態(tài)原子的核外電子排布(1)排布原則最低相反平行當(dāng)能量相同的原子軌道在全滿(p6、d10、f14)、半滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時(shí)，體系的能量最低，如基態(tài)24Cr原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。(2)填充順序——構(gòu)造原理如圖為構(gòu)造原理示意圖，即基態(tài)原子核外電子在原子軌道上的排布順序圖：表示方法以硫原子為例電子排布式1s22s22p63s23p4簡化電子排布式[Ne]3s23p4軌道表示式（或電子排布圖）

價(jià)層電子排布式3s23p43.基態(tài)原子核外電子排布的表示方法4.電子的躍遷與原子光譜(1)電子的躍遷

(2)不同元素原子的電子發(fā)生躍遷時(shí)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。周期元素種數(shù)每周期第一個(gè)元素每周期最后一個(gè)元素原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式一211s121s2二83[He]2s110[He]2s22p6三811[Ne]3s118[Ne]3s23p6考點(diǎn)二元素周期表與元素性質(zhì)1.原子結(jié)構(gòu)與周期表的關(guān)系(1)原子結(jié)構(gòu)與周期的關(guān)系周期元素種數(shù)每周期第一個(gè)元素每周期最后一個(gè)元素原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式四1819[Ar]4s136[Ar]3d104s24p6五1837[Kr]5s154[Kr]4d105s25p6六3255[Xe]6s186—七3287[Rn]7s1118—(續(xù)表)

每周期第一種元素的最外層電子的排布式為ns1。每周期結(jié)尾元素的最外層電子排布式除He為1s2

外，其余為ns2np6。族序數(shù)ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA價(jià)電子排布ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5(2)主族元素的價(jià)電子排布特點(diǎn)(3)元素周期表的分區(qū)①分區(qū)圖示分區(qū)元素分布外圍電子排布元素性質(zhì)特點(diǎn)s區(qū)ⅠA、ⅡA族ns1～2除氫外都是活潑金屬元素；通常是最外層電子參與反應(yīng)p區(qū)ⅢA族～Ⅶ族、0族ns2np1～6（除He外）通常是最外層電子參與反應(yīng)②各區(qū)元素原子外圍電子排布及性質(zhì)特點(diǎn)分區(qū)元素分布外圍電子排布元素性質(zhì)特點(diǎn)d區(qū)ⅢB族～ⅦB族（除鑭系、錒系外）、Ⅷ族(n－1)d1～9ns1～2除鈀外d軌道可以不同程度地參與化學(xué)鍵的形成ds區(qū)ⅠB族、ⅡB族(n－1)d10ns1～2金屬元素f區(qū)鑭系、錒系(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2鑭系元素化學(xué)性質(zhì)相近，錒系元素化學(xué)性質(zhì)相近(續(xù)表)2.原子半徑越大越小減小增大

(1)影響因素：①能層數(shù)越多，原子半徑________； ②同周期核電荷數(shù)越大，原子半徑________。 (2)變化規(guī)律：①同周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸________； ②同主族元素從上到下，原子半徑逐漸________。3.電離能增大逐漸減小大

(1)第一電離能：氣態(tài)基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量，符號：I1，單位：kJ·mol-1。 (2)第一電離能的變化規(guī)律 ①同周期從左至右第一電離能總體呈現(xiàn)_______的趨勢（第二、三周期中，第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一電離能比相鄰元素都大）。 ②同族元素從上至下第一電離能_______________。 ③同種原子逐級電離能越來越____。(3)電離能的應(yīng)用①判斷元素金屬性的強(qiáng)弱第一電離能越小，金屬越容易失去電子，金屬性越強(qiáng)；反之越弱。②判斷元素的化合價(jià)（I1、I2……表示各級電離能）如果某元素的In＋1?In，則該元素的常見化合價(jià)為＋n。如鈉元素I2?I1，所以鈉元素的化合價(jià)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(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。4.電負(fù)性增大減小

(1)含義：不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小。 (2)變化規(guī)律：①同周期從左至右，元素的電負(fù)性逐漸________； ②同主族從上至下，元素的電負(fù)性逐漸_________。(3)電負(fù)性的三大應(yīng)用①判斷元素的金屬性和非金屬性

a.金屬元素的電負(fù)性一般小于1.8，非金屬元素的電負(fù)性一般大于1.8，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”（如鍺、銻等）的電負(fù)性則在1.8左右，它們既有金屬性，又有非金屬性。 b.金屬元素的電負(fù)性越小，金屬元素越活潑；非金屬元素的電負(fù)性越大，非金屬元素越活潑。②判斷元素的化合價(jià)a.電負(fù)性數(shù)值小的元素在化合物中吸引電子的能力弱，元素的化合價(jià)為正值。b.電負(fù)性數(shù)值大的元素在化合物中吸引電子的能力強(qiáng)，元素的化合價(jià)為負(fù)值。③判斷化學(xué)鍵的類型一般認(rèn)為：a.如果兩個(gè)成鍵元素原子間的電負(fù)性差值大于1.7，它們之間通常形成離子鍵。b.如果兩個(gè)成鍵元素原子間的電負(fù)性差值小于1.7，它們之間通常形成共價(jià)鍵。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(zhì)是相似的，被稱為“對角線規(guī)則”。如?？枷?原子核外電子排布原則及應(yīng)用1.(2023年河北二模)下列化學(xué)用語或圖示表達(dá)正確的是(

)A.順-2-丁烯的球棍模型：B.CO2

的空間填充模型：C.CaC2的電子式：Ca2+[∶C??C∶]2D.基態(tài)氮原子的軌道表示式：解析：由于碳碳雙鍵兩端的甲基分別位于雙鍵平面的兩側(cè)，則是反-2-丁烯的球棍模型，A錯誤；已知CO2是直線形分子，故CO2

的空間填充模型為，B錯誤；CaC2

是離子化合物，CaC2的電子式為Ca2+[∶C??C∶]2-，C正確；基態(tài)氮原子的電子排，D錯誤。布式為1s22s22p3，軌道表示式為答案：C

2.(1)(2022年廣東卷)Se與S同族，基態(tài)硒原子價(jià)電子排布式為__________。 (2)(2022年海南卷)基態(tài)O原子的電子排布式為________，其中未成對電子有____個(gè)。 (3)(2022年全國甲卷)基態(tài)F原子的價(jià)電子排布圖(軌道表示式)為____________。 (4)(2022年全國乙卷)氟原子激發(fā)態(tài)的電子排布式有______，其中能量較高的是____(填字母)。a.1s22s22p43s1b.1s22s22p43d2

c.1s22s12p5d.1s22s22p33p2

解析：(1)Se與S同族，處于S元素的下一周期，基態(tài)S原子價(jià)電子排布式為3s23p4，推知基態(tài)Se原子價(jià)電子排布式為4s24p4。(2)基態(tài)O原子核外有8個(gè)電子，電子排布式為1s22s22p4，其價(jià)電子軌道表示式為，故未成對電子數(shù)為2。(3)基態(tài)F原子核外有9個(gè)電子，其價(jià)電子排布圖(軌道表示式)為。(4)基態(tài)F原子核外有9個(gè)電子，其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p5，核外電子總數(shù)為9，故屬于激發(fā)態(tài)的有a和d；由于3p能級的能量高于3s能級，故能量較高的是d。答案：(1)4s24p4(2)1s22s22p4

2(3)(4)a、dd考向2元素周期律及應(yīng)用3.X、Y、Z、W是短周期同一周期的主族元素，原子序數(shù)依次增大；基態(tài)X的價(jià)層電子軌道表示式為，Z最外層電子數(shù)是其次外層電子數(shù)的3倍；四種元素與鋰組成的化合物結(jié)構(gòu)如圖(箭頭表示配位鍵)。下列說法正確的是()

A.四種元素中第一電離能最大的是Z B.Y和Z形成的化合物常溫下均易溶于水 C.X的最高價(jià)氧化物的水化物是一種強(qiáng)酸 D.Z和W分別與氫元素形成的10電子化合物的沸點(diǎn)：前者高于后者

解析：X為B元素，Y為C元素，Z為O元素，W為F元素。元素的非金屬性越強(qiáng)，其第一電離能越大，非金屬性F＞O＞C＞B，則第一電離能最大的為F(W)，A錯誤；O、C形成的化合物CO難溶于水，B錯誤；B的最高價(jià)氧化物的水化物為硼酸，硼酸為弱酸，C錯誤；O、F與氫元素形成的10電子化合物分別為H2O、HF，常溫下H2O為液態(tài)，而HF為氣態(tài)，則沸點(diǎn)：H2O＞HF，D正確。答案：D

4.(2023年北京順義一中模擬)我國科研人員發(fā)現(xiàn)了一種安全、高效的點(diǎn)擊化學(xué)試劑FSO2N3，下列有關(guān)元素F、O、N、S的說法正確的是()A.沸點(diǎn)：H2O>H2S>NH3B.第一電離能：F>S>O>NC.最高正價(jià)：F>S＝O>ND.穩(wěn)定性：HF>H2O>NH3

解析：H2O和NH3分子間形成氫鍵，沸點(diǎn)反常的高，常溫下水為液體，氨氣為氣體，沸點(diǎn)H2O＞NH3＞H2S，A錯誤；根據(jù)同一周期從左往右第一電離能呈增大趨勢，ⅡA與ⅢA、ⅤA與ⅥA反常，同一主族從上往下第一電離能依次減小，故第一電離能：F＞N＞O＞S，B錯誤；F、O元素?zé)o最高正價(jià)，硫的最高正價(jià)為＋6價(jià)，C錯誤；非金屬性F＞O＞N，氫化物穩(wěn)定性：HF＞H2O＞NH3，D正確。答案：D

考向3電負(fù)性和電離能及其應(yīng)用

5.(2023年廣東聯(lián)考)綠柱石(X3Z2W6Y18)是一種重要的礦物。X、Y、Z、W為短周期元素，原子序數(shù)依次增加，且價(jià)電子數(shù)和為15，X、Z、W處于相鄰的主族，X2+和Z3+的電荷與半徑之比相近，導(dǎo)致兩元素性質(zhì)相似。下列說法正確的是()A.第一電離能：Z<W，第二電離能：Z>WB.原子半徑：Z>W>Y>XC.XY是堿性氧化物，WY2

是酸性氧化物D.已知W、Y都可與氫氣生成氫化物，電負(fù)性Y>W>H

解析：X、Y、Z、W為短周期元素，原子序數(shù)依次增加，且價(jià)電子數(shù)和為15，X、Z、W處于相鄰的主族，根據(jù)“X2+和Z3+的電荷與半徑之比相近，導(dǎo)致兩元素性質(zhì)相似”，可知，X為Be，Z為Al，W為Si，因X、Y、Z、W為短周期元素，原子序數(shù)依次增加，且價(jià)電子數(shù)和為15，設(shè)Y的價(jià)電子數(shù)為y，則2＋3＋4＋y＝15，則y＝6，根據(jù)位置關(guān)系可知：X為Be，Y為O，Z為Al，W為Si。同一周期，第一電離能從左到右呈現(xiàn)增大趨勢，所以第一電離能：Al＜Si，兩者失去一個(gè)電子后，Al＋處于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難再失電子，所以第二電離能：Al＞Si，A正確；同一周期原子半徑從左到右依次減小，同一主族原子半徑從上到下依次增大，則上述元素原子半徑：Z(Al)>W(Si)>X(Be)>Y(O)，B錯誤；Be與Al兩者性質(zhì)相似，所以BeO屬于兩性氧化物，SiO2

與堿發(fā)生反應(yīng)生成硅酸鹽和水，所以屬于酸性氧化物，C錯誤；Si與O分別與H元素形成的氫化物中，Si為＋4價(jià)，O為－2價(jià)，則電負(fù)性：W(O)>Y(Si)>H，D錯誤。答案：A

6.(2023年岳陽二模)(YX4)2W2Z4

常用作沉淀滴定分析試劑。X是原子半徑最小的元素，Y的基態(tài)原子中單電子與成對電子個(gè)數(shù)比為3∶4，Z元素的電負(fù)性僅次于氟元素，W原子電子總數(shù)與Z)原子的最外層電子數(shù)相同。下列說法正確的是( A.簡單氫化物的穩(wěn)定性：Y>Z B.電負(fù)性：Z>Y>W>X C.第一電離能：Z>Y>W D.Y原子核外電子有7種空間運(yùn)動狀態(tài)

解析：由題干信息可知，化合物(YX4)2W2Z4

常用作沉淀滴定分析試劑，X是原子半徑最小的元素，則X為H，Y的基態(tài)原子中單電子與成對電子個(gè)數(shù)比為3∶4，即電子排布式為1s22s22p3，則Y為N，Z元素的電負(fù)性僅次于氟元素，則Z為O，W原子電子總數(shù)與Z原子的最外層電子數(shù)相同，則W為C，化合物(YX4)2W2Z4為(NH4)2C2O4。由分析可知，Y、Z分別為N、O，由于O的非金屬性強(qiáng)于N的，簡單氫化物的穩(wěn)定性：H2O>NH3，即Y<Z，A錯誤；同周期主族元素的電負(fù)性由左向右逐漸增大，同主族元素的電負(fù)性由上向下逐漸減小，所以電負(fù)性大小順序?yàn)镺＞N＞C＞H，B正確；由分析可知，Y、Z、W分別為，N、O、C，為同一周期元素，從左往右第一電離能呈增大趨勢，ⅡA與ⅢA、ⅤA與ⅥA反常，故第一電離能：N＞O＞C即Y>Z>W，C錯誤；Y為N，是7號元素，基態(tài)氮原子核外電子的軌道表示式為，基態(tài)N原子核外電子空間運(yùn)動狀態(tài)與其軌道數(shù)相同，則有5種空間運(yùn)動狀態(tài)，D錯誤。答案：B1.(2022年海南卷)鈉和鉀是兩種常見金屬，下列說法正確的是(

)A.鈉元素的第一電離能大于鉀B.基態(tài)鉀原子價(jià)層電子軌道表示式為C.鉀能置換出NaCl溶液中的鈉D.鈉元素與鉀元素的原子序數(shù)相差18

解析：同一主族元素的第一電離能從上到下依次減小，金屬性越強(qiáng)的元素，其第一電離能越小，因此，鈉元素的第一電離能大于鉀，A正確；基態(tài)鉀原子價(jià)層電子為4s1，其軌道表示式為

，B錯誤；鉀和鈉均能與水發(fā)生置換反應(yīng)，因此，鉀不能置換出NaCl溶液中的鈉，C錯誤；鈉元素與鉀元素的原子序數(shù)分別為11和19，兩者相差8，D錯誤。答案：A

2.(1)(2022年湖南卷)富馬酸亞鐵(FeC4H2O4)是一種補(bǔ)鐵劑，富馬酸亞鐵中各元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開______________。 (2)(2022年全國甲卷)圖a、b、c分別表示C、N、O和F的逐級電離能I變化趨勢(縱坐標(biāo)的標(biāo)度不同)。第一電離能的變化圖是______(填標(biāo)號)，判斷的根據(jù)是____________________________；第三電離能的變化圖是______(填標(biāo)號)。

(3)(2022年河北卷)Cu與Zn相比，第二電離能與第一電離能差值更大的是___________________________________________，原因是________________________________________________________________________________________