高考化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 3.1 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課件 新人教版

1、-1-第1節(jié)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)-2-考綱要求:1.了解原子核外電子的運動狀態(tài)、能級分布和排布原理,能正確書寫136號元素原子核外電子、價電子的電子排布式和電子排布圖。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)。-3-基礎(chǔ)梳理考點突破原子核外電子的排布及其表示方法1.能層、能級與原子軌道(1)能層。根據(jù)多電子原子的核外電子的能量不同,將核外電子分成不同的能層,用n表示,n=1,2,3,4,n越大,該能層中的電子能量越高。原子核外的每一能層(序號為n)最多可容納的電子數(shù)為2n2。(2)能級。多電子原子

2、中,同一能層的電子,能量也可能不同,還可以把它們分成能級;同一能層里,能級的能量按s、p、d、f的順序升高。-4-基礎(chǔ)梳理考點突破-5-基礎(chǔ)梳理考點突破2.原子核外電子排布規(guī)律(1)能量最低原理:原子的電子排布遵循構(gòu)造原理,能使整個原子的能量處于最低狀態(tài)。構(gòu)造原理即基態(tài)原子核外電子進(jìn)入原子軌道的順序。示意圖如下:-6-基礎(chǔ)梳理考點突破(2)泡利原理:1個原子軌道里最多容納2個電子,且它們的自旋狀態(tài)相反。(3)洪特規(guī)則:電子排布在同一能級的不同軌道時,基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道,且自旋狀態(tài)相同。洪特規(guī)則的特例:當(dāng)能量相同的原子軌道在全滿(p6、d10、f14)、半滿(p3、d5、f

3、7)和全空(p0、d0、f 0)狀態(tài)時,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。3.原子結(jié)構(gòu)示意圖:11Na的原子結(jié)構(gòu)示意圖為 。表明原子核外各電子層上排布的電子數(shù)。-7-基礎(chǔ)梳理考點突破4.電子排布式(1)用核外電子分布的能級及各能級上的電子數(shù)來表示電子排布的式子。電子排布式中各符號、數(shù)字的意義為:(以鉀原子為例) (2)電子排布式中的內(nèi)層電子排布可用相應(yīng)的稀有氣體的元素符號加方括號來表示,以簡化電子排布式。例如K的電子排布式可寫成Ar4s1。(3)元素的化學(xué)性質(zhì)與價電子關(guān)系密切,人們常常只

4、表示出原子的價電子排布。如鐵原子3d64s2。-8-基礎(chǔ)梳理考點突破-9-基礎(chǔ)梳理考點突破(3)原子狀態(tài)與原子光譜。原子的狀態(tài)?；鶓B(tài)原子:處于最低能量的原子。激發(fā)態(tài)原子:當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后,電子會躍遷到較高能級,變成激發(fā)態(tài)原子?；鶓B(tài)、激發(fā)態(tài)及光譜示意圖。-10-基礎(chǔ)梳理考點突破自主鞏固自主鞏固按要求填空。(1)氧原子的核外電子排布式:1s22s22p4。(2)硫原子的價電子排布式:3s23p4。(3)氮原子的電子排布圖: 。(4)Br-的結(jié)構(gòu)示意圖: 。-11-基礎(chǔ)梳理考點突破1.核外電子的排布規(guī)律(1)遵守三大基本原理:能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則。(2)能級交錯現(xiàn)象:核外電子的

5、能量并不是完全按能層序數(shù)的增加而升高,不同能層的能級之間的能量高低有交錯現(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。(3)洪特規(guī)則特例: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,體系的能量最低。如29Cu的基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,而不是1s22s22p63s23p63d94s2。-12-基礎(chǔ)梳理考點突破-13-基礎(chǔ)梳理考點突破-14-基礎(chǔ)梳理考點突破例1(1)(2016河北石家莊質(zhì)檢)化學(xué)

6、作為一門基礎(chǔ)自然科學(xué),在材料科學(xué)、生命科學(xué)、能源科學(xué)等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。高溫超導(dǎo)材料釔鋇銅氧的化學(xué)式為YBaCu3O7,其中 的Cu以罕見的Cu3+形式存在。Cu在元素周期表中的位置為,基態(tài)Cu3+的核外電子排布式為。 磁性材料在生活和科學(xué)技術(shù)中應(yīng)用廣泛。研究表明,若構(gòu)成化合物的陽離子有未成對電子時,則該化合物具有磁性。下列物質(zhì)適合作錄音磁帶磁粉原料的為(填選項字母)。 A.V2O5B.CrO2C.PbOD.ZnO-15-基礎(chǔ)梳理考點突破(2)(2016河南中原名校仿真模擬聯(lián)考)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)。請回答下列涉及物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的問題:第二周期中,元素的第一電離能處于B與N之間的元素

7、有 種。某元素位于第四周期第族,其基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對電子數(shù)相同,則其基態(tài)原子的價層電子排布式為。答案:(1)第四周期第B族1s22s22p63s23p63d8或Ar3d8B(2)33d84s2-16-基礎(chǔ)梳理考點突破解析:(1)據(jù)元素周期表得,銅在周期表中位于第四周期第B族;銅是29號元素,故Cu3+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d8或Ar3d8。+4價Cr核外有未成對電子,故有磁性。(2)同一周期元素中,元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢,但第A族、第A族元素第一電離能大于相鄰元素,根據(jù)電離能的變化規(guī)律,第一電離能介于B、N之間的第二周

8、期元素有Be、C、O三種元素。元素位于第四周期第族,其基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對電子數(shù)相同,基態(tài)碳原子的電子排布式為1s22s22p2,未成對電子數(shù)為2,則該元素為Ni,其基態(tài)原子的價層電子排布式為3d84s2。-17-基礎(chǔ)梳理考點突破易錯警示 (1)出現(xiàn)d軌道時,雖然電子排布按ns、(n-1)d、np的順序填充,但書寫核外電子排布式時,仍把(n-1)d放在ns前,如Ti:1s22s22p63s23p63d24s2正確,Ti:1s22s22p63s23p64s23d2錯誤。(2)基態(tài)原子失電子生成金屬陽離子時,應(yīng)先失去最外層上的電子,如鐵原子核外電子排布式為Ar3d64s2,失

9、電子變?yōu)镕e2+,失去的不是能量高的3d能級上的電子,而是能量低的4s能級上的電子。所以Fe2+的基態(tài)核外電子排布式正確的為Ar3d6,其他Ar3d44s2、Ar3d54s1均錯誤。-18-基礎(chǔ)梳理考點突破跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練1.(2016云南昆明高三模擬)下列各組表述中,兩個原子不屬于同種元素原子的是()A.3p能級有一個空軌道的基態(tài)原子和核外電子排布式為1s22s22p63s23p2的原子B.2p能級無空軌道,且有一個未成對電子的基態(tài)原子和最外層電子排布式為2s22p5的原子C.M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(shù)是核外電子

10、總數(shù) 的原子和最外層電子排布式為4s24p5的原子C -19-基礎(chǔ)梳理考點突破解析:A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(yīng)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(shù)是核外電子總數(shù)的 的原子中,最外層電子數(shù)要小于或等于8,且電子總數(shù)為5的倍數(shù),所以可得該原子可能是原子序數(shù)為5、10、15、20、25、30、35、40,其中

11、滿足最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的 且符合核外電子排布規(guī)則的只能是35號元素,該元素原子的最外層電子排布式為4s24p5,所以兩原子是同種元素的原子。-20-基礎(chǔ)梳理考點突破2.(2016陜西西安高三質(zhì)檢)(1)在短周期元素中基態(tài)原子的p軌道有1個未成對電子的元素可能是(填元素符號,下同), 其核外電子排布式分別是 。 (2)基態(tài)原子的N層有1個未成對電子,M層未成對電子最多的元素是,其價電子排布式為。 (3)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的元素是,其電子排布圖為。 (4)銅原子的結(jié)構(gòu)示意圖為。 (5)下列表示激發(fā)態(tài)原子的是。 A.1s12s1B.1s22s22p1C.1s22p53s1D.1s

12、22s22p63s2-21-基礎(chǔ)梳理考點突破答案:(1)B、F、Al、Cl1s22s22p1、1s22s22p5、1s22s22p63s23p1、1s22s22p63s23p5(2)Cr3d54s1(5)AC解析:(1)根據(jù)題意可推斷元素可能是B、F、Al、Cl;(2)根據(jù)題意可推斷元素為Cr;(3)根據(jù)題意可推斷元素為O。-22-基礎(chǔ)梳理考點突破原子結(jié)構(gòu)與元素周期律1.原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系提醒:能層數(shù)=電子層數(shù)=周期序數(shù)。價電子數(shù)=主族序數(shù)。-23-基礎(chǔ)梳理考點突破2.元素周期表的分區(qū)(1)根據(jù)核外電子排布分區(qū)。-24-基礎(chǔ)梳理考點突破-25-基礎(chǔ)梳理考點突破3.電離能(1)含義:氣態(tài)

13、電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要吸收的能量叫做第一電離能。常用符號I1表示,單位為kJmol-1。(2)電離能的遞變規(guī)律。同一元素:I1I2”“=”或“”)H-。 某儲氫材料是短周期金屬元素M的氫化物。M的部分電離能如下表所示:M是(填元素符號)。 -33-基礎(chǔ)梳理考點突破(2)(2016河北張家口模擬演練)銅原子在基態(tài)時,價電子(外圍電子)排布式為。已知高溫下Cu2O比CuO更穩(wěn)定,試從核外電子結(jié)構(gòu)變化角度解釋: 。 (3)(2016吉林長春模擬)太陽能電池板材料除單晶硅外,還有銅、銦、鎵、硒等化學(xué)物質(zhì)?；鶓B(tài)硅原子的電子排布式為。 硒為A族元素,與其相鄰的元素有砷和溴,則

14、三種元素的電負(fù)性由小到大的順序為(用元素符號表示)。答案:(1)M9LiBHMg(2)3d104s1Cu+的價電子排布式為3d10,Cu+核外電子處于穩(wěn)定的全充滿狀態(tài)(3)1s22s22p63s23p2AsSeBr-34-基礎(chǔ)梳理考點突破解析:(1)氯原子核外有17個電子,基態(tài)原子的核外電子層有3層,電子占據(jù)的最高能層符號為M,該能層有1個s軌道、3個p軌道、5個d軌道,所以具有的原子軌道數(shù)為9。電負(fù)性與元素非金屬性強弱保持一致,所以氫元素電負(fù)性最大,其次是硼元素,鋰元素的電負(fù)性最小。核外電子排布相同的離子,核電荷數(shù)越大,離子半徑越小,Li+與H-核外電子排布相同,Li+的核電荷數(shù)大,所以半徑

15、小。根據(jù)M的部分電離能數(shù)據(jù),I3出現(xiàn)突變,說明最外層電子數(shù)為2;元素有I5,說明核外電子數(shù)大于5,所以該元素為Mg。(2)Cu為29號元素,基態(tài)銅原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,價電子排布式為3d104s1。軌道中電子處于全滿、全空、半滿時原子最穩(wěn)定,Cu+的最外層電子排布式為3s23p63d10,而Cu2+的最外層電子排布式為3s23p63d9,價電子排布達(dá)到全滿時較穩(wěn)定,所以固態(tài)Cu2O穩(wěn)定性強于CuO。-35-基礎(chǔ)梳理考點突破(3)硅是14號元素,根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律可以寫出電子排布式為1s22s22p63s23p2。-36-基礎(chǔ)梳理考點突破歸納總

16、結(jié) (1)“外圍電子排布”即“價電子層”,對于主族元素,價電子層就是最外電子層,而對于過渡元素原子不僅僅是最外電子層,如Fe的價電子層排布為3d64s2。(2)主族元素的最高正價(O、F除外)=族序數(shù)=8-|最低負(fù)價|。(3)金屬活動性順序與元素相應(yīng)的電離能大小順序不完全一致,故不能根據(jù)金屬活動性順序判斷電離能的大小。(4)共價化合物中,兩種元素電負(fù)性差值越大,它們形成共價鍵的極性就越強。-37-基礎(chǔ)梳理考點突破跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練3.(2016安徽馬鞍山高三質(zhì)檢)A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表前四周期常見的元素,且原子序數(shù)依次增大,其相關(guān)信息如下表:-38-基礎(chǔ)梳理考點突破請用化學(xué)用

17、語填空:(1)A元素位于元素周期表第周期族;B和C的第一電離能比較,較大的是;C和F的電負(fù)性比較,較小的是。(2)G元素的低價陽離子的結(jié)構(gòu)示意圖是,F原子的價電子的電子排布圖是,H的基態(tài)原子核外電子排布式是。 (3)G的高價陽離子的溶液與H單質(zhì)反應(yīng)的離子方程式為;與E元素成對角線關(guān)系的某元素的最高價氧化物的水化物具有兩性,寫出該兩性物質(zhì)與D的最高價氧化物的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式:。 -39-基礎(chǔ)梳理考點突破-40-基礎(chǔ)梳理考點突破解析:A的原子核外有6種不同運動狀態(tài)的電子,即核外共有6個電子,A為碳元素。C的基態(tài)原子中s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等,則核外電子排布式為1s22s22p4,C是氧元素

18、。由于A、B、C原子序數(shù)依次增大,故B是氮元素。E的基態(tài)原子最外層電子排布式為3s23p1,是鋁元素。D的原子半徑在同周期元素中最大,且D的原子序數(shù)比C大比E小,故D是鈉元素。F的基態(tài)原子的最外層p軌道有兩個電子的自旋狀態(tài)與其他電子的自旋狀態(tài)相反,說明p軌道上有5個電子,是氯元素。G的基態(tài)原子核外有7個能級且能量最高的能級上有6個電子,則其電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,是鐵元素。H是我國使用最早的合金中的最主要元素,是銅元素。-41-基礎(chǔ)梳理考點突破4.(2016河北唐山模擬)自然界中存在大量的金屬元素,其中鈉、鎂、鋁、鐵、銅等在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。(1)請寫

19、出Fe的基態(tài)原子核外電子排布式。 (2)金屬A的原子只有3個電子層,其第一至第四電離能如下:則A原子的價電子排布式為。 -42-基礎(chǔ)梳理考點突破(3)合成氨工業(yè)中,原料氣(N2、H2及少量CO、NH3的混合氣)在進(jìn)入合成塔前常用醋酸二氨合銅()溶液來吸收原料氣體中的CO(Ac-代表CH3COO-),其反應(yīng)是:Cu(NH3)2Ac+CO+NH3 Cu(NH3)3COAc醋酸羰基三氨合銅()H0C、N、O三種元素的第一電離能由小到大的順序為。配合物Cu(NH3)3COAc中心原子的配位數(shù)為。 在一定條件下NH3與CO2能合成尿素CO(NH2)2,尿素中碳原子和氮原子軌道的雜化類型分別為;1 mol

20、尿素分子中,鍵的數(shù)目為NA。答案:(1)1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2(2)3s2(3)CON4sp2雜化、sp3雜化7-43-基礎(chǔ)梳理考點突破解析:(1)Fe是26號元素,Fe的基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2。(2)A原子核外有3個電子層,根據(jù)原子核外電子的電離能大小關(guān)系可知,第一電離能與第二電離能相對較小,而第三電離能較第二電離能大很多,說明原子最外層只有2個電子,所以其價電子排布式為3s2。-44-基礎(chǔ)梳理考點突破(3)C、N、O三種元素是同一周期的元素,一般情況下,原子序數(shù)越大,元素的第一電離能越大,而

21、氮元素的原子最外層電子處于半滿狀態(tài)為穩(wěn)定狀態(tài),失去電子比O還難,所以三種元素的第一電離能由小到大的順序為COGeZn解析:(1)Ge是第四周期A族元素,是32號元素,電子排布式為Ar3d104s24p2,2個4p電子分別位于2個不同軌道上,有2個未成對電子。(2)元素的非金屬性越強,吸引電子能力就越強,則電負(fù)性越強,電負(fù)性由大到小的順序為OGeZn。-49-1234562.(2016課標(biāo)全國甲,37節(jié)選)東晉華陽國志南中志卷四中已有關(guān)于白銅的記載,云南鎳白銅(銅鎳合金)聞名中外,曾主要用于造幣,亦可用于制作仿銀飾品?；卮鹣铝袉栴}:(1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為,3d能級上的未成對電子數(shù)為。 (2)單質(zhì)銅及鎳都是由鍵形成的晶體;元素銅與鎳的第二電離能分別為ICu=1 958 kJmol-1、INi=1 753 kJmol-1,ICuINi的原因是。答案:(1)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s22(2)金屬銅失去的是全充滿的3d10電子,鎳失去的是4s1電子-50-123456解析:(1)鎳為28號元素,其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p6