年高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第一章 原子結(jié)構(gòu)課件 魯科選修31

1、2021/8/8 星期日12021/8/8 星期日2考 綱 定 位(1)了解原子核外電子的能級(jí)分布，能用電子排布式表示常見元素(136號(hào))原子核外電子的排布。了解原子核外電子的運(yùn)動(dòng)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(zhì)。(3)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。(4)了解電負(fù)性的概念，知道元素的性質(zhì)與電負(fù)性的關(guān)系。2021/8/8 星期日3命 題 趨 勢(shì)本章中的原子結(jié)構(gòu)和元素周期律與必考內(nèi)容中的相關(guān)內(nèi)容聯(lián)系密切，近幾年高考中該選考內(nèi)容中出現(xiàn)關(guān)于元素周期律的試題較多，一般結(jié)合電離能和電負(fù)性內(nèi)容考查同周期或同主族的遞變規(guī)律，在復(fù)習(xí)中應(yīng)多加重視。 2021/

2、8/8 星期日42021/8/8 星期日5一、原子軌道與四個(gè)量子數(shù)1量子數(shù)描述核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(1)主量子數(shù)n對(duì)應(yīng)著；(2)主量子數(shù)n和角量子數(shù)l對(duì)應(yīng)著n電子層中的 ；(3)主量子數(shù)n，角量子數(shù)l，磁量子數(shù)m對(duì)應(yīng)著n電子層l能級(jí)中的；(4)自旋磁量子數(shù)對(duì)應(yīng)著同一原子軌道中的電子的 。原子中的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可由n、l、m確定的 來(lái)描述，并取兩種中的一種。電子層能級(jí)原子軌道自旋狀態(tài)原子軌道自旋狀態(tài)2021/8/8 星期日62各原子軌道之間的能量大小關(guān)系(1)不同主量子數(shù)的相同角量子數(shù)的原子軌道，主量子數(shù)越大能量 。例如： s s s； p p p。(2)同主量子數(shù)而不同角量子數(shù)的原子軌道，角量子數(shù)

3、越大能量越高。例如：s f。(3)同主量子數(shù)、角量子數(shù)的原子軌道能量相同。例如：2px22。越高123234pdpypz2021/8/8 星期日7二、能量最低原理1能量最低原理原子的電子排布遵循 ，能使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)，簡(jiǎn)稱能量最低原理。2基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子處于的原子叫做基態(tài)原子，當(dāng)基態(tài)原子的電子后，電子會(huì)躍遷到 ，變成激發(fā)態(tài)原子。3基態(tài)、激發(fā)態(tài)相互轉(zhuǎn)化與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系構(gòu)造原理最低能量吸收能量較高能級(jí)2021/8/8 星期日8三、核外電子的運(yùn)動(dòng)1電子云與原子軌道(1)電子云：描述電子的圖稱為電子云圖。(2)原子軌道：表示核外電子在空間里經(jīng)常出現(xiàn)的 稱為原子軌道。常見原子軌道的形狀：

4、s原子軌道為，p原子軌道為。在核外空間出現(xiàn)概率大小電子云區(qū)域球形紡錘形2021/8/8 星期日92能級(jí)與原子軌道的關(guān)系：ns能級(jí)各有 個(gè)軌道，np能級(jí)有 個(gè)軌道，nd能級(jí)有 個(gè)軌道，nf能級(jí)有 個(gè)軌道。np能級(jí)中的3個(gè)原子軌道互相，分別以px、py、pz表示，它們具有相同的能量。3泡利原理：1個(gè)原子軌道里最多只容納個(gè)電子，而且自旋方向，這就是泡利原理。4洪特規(guī)則：當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，總是 ，而且自旋方向，稱為洪特規(guī)則。1357垂直2相反優(yōu)先占據(jù)不同軌道相同2021/8/8 星期日10四、元素周期律1隨著原子序數(shù)的遞增，主族元素原子半徑的大小呈現(xiàn)周期性變化：同周期中(除稀有氣體外)

5、，隨著原子序數(shù)的增大，元素的原子半徑 。2電離能及其變化規(guī)律(1) 叫做第一電離能。逐漸變小氣態(tài)電中性基態(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2021/8/8 星期日11(2)由電離能的定義推知，電離能越小，表示在氣態(tài)時(shí)該原子失去電子能力越，反之電離能越大，表示在氣態(tài)時(shí)該原子失去電子能力越，因此運(yùn)用電離能的數(shù)值可以判斷元素的。(3)由電離能的大小可以看出，對(duì)于同一周期元素而言， 的第一電離能最小，的第一電離能最大，從左到右呈現(xiàn)從到的變化趨勢(shì)；同主族元素從上到下的第一電離能逐漸。強(qiáng)難金屬性強(qiáng)弱堿金屬元素稀有氣體小大減小2021/8/8 星期日123電負(fù)性及其變化規(guī)律(1)電負(fù)性：

6、用來(lái)描述不同元素的原子對(duì) 的大小。(2)同一周期的元素從左到右，元素的電負(fù)性逐漸 ，同主族元素的電負(fù)性從上到下逐漸 。鍵合電子吸引力增大減小2021/8/8 星期日132021/8/8 星期日141原子核外電子排布的原理(1)能量最低原則，即：電子盡先占有能量低的軌道，然后進(jìn)入能量高的軌道，使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)。(2)泡利不相容原理：一個(gè)原子軌道中最多只能容納兩個(gè)電子，且這兩個(gè)電子的自旋方向必須相反。2021/8/8 星期日15(3)洪特規(guī)則對(duì)于基態(tài)原子，電子在能量相同的軌道上排布時(shí)，將盡可能分占不同的軌道且自旋方向相同。能量相同的軌道在全充滿、半充滿、全空狀態(tài)時(shí)體系的能量較低，原子較

7、穩(wěn)定。2021/8/8 星期日162基態(tài)原子核外電子排布的表示方法表示方法舉例原子結(jié)構(gòu)示意圖電子式電子排布式S：1s22s22p63s23p4或Ne3s23p4軌道表示式N：2021/8/8 星期日17特別提醒(1)在寫基態(tài)原子的軌道表示式時(shí)，常出現(xiàn)以下幾種錯(cuò)誤：(2)當(dāng)出現(xiàn)d軌道時(shí)，雖然電子按ns，(n1)d，np順序填序，但在書寫電子排布式時(shí)，仍把(n1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正確；Fe：1s22s22p63s23p64s23d6錯(cuò)誤。2021/8/8 星期日18 A、B、C、D、E、F代表6種元素。請(qǐng)?zhí)羁眨?1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個(gè)未成對(duì)

8、電子，次外層有2個(gè)電子，其元素符號(hào)為_；(2)B元素的負(fù)一價(jià)離子和C元素的正一價(jià)離子的電子層結(jié)構(gòu)都與氬相同，B的元素符號(hào)為_，C的元素符號(hào)為_；(3)D元素的正三價(jià)離子的3d能級(jí)為半充滿，D的元素符號(hào)為_，其基態(tài)原子的電子排布式為_2021/8/8 星期日19(4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對(duì)電子，只有一個(gè)未成對(duì)電子，E的元素符號(hào)為_，其基態(tài)原子的電子排布式為_；(5)F元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn1，則n_；原子中能量最高的是_電子。2021/8/8 星期日20解析(1)A元素基態(tài)原子次外層有兩個(gè)電子故次外層為K層，A元素有兩個(gè)電子層，由題意可寫出其軌道排布式為： 則

9、該元素核外有7個(gè)電子，為氮元素，其元素符號(hào)為N。(2)B、C的電子層結(jié)構(gòu)都與Ar相同，即核外都有18個(gè)電子，則B為17號(hào)元素Cl，C為19號(hào)元素K。2021/8/8 星期日21(3)D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)元素鐵。(4)根據(jù)題意要求，首先寫出電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，該元素為29號(hào)Cu。(5)s能級(jí)只有1個(gè)原子軌道，故最多只能容納2個(gè)電子，即n2，所以元素F的原子最外層電子排布式為2s22p3，由此可知F是N元素；根據(jù)核外電子排布的能量最低原則，可知氮原子的

10、核外電子中的2p能級(jí)能量最高。2021/8/8 星期日22答案(1)N(2)ClK(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(5)22p2021/8/8 星期日23規(guī)律方法到目前為止，我們學(xué)過的表示原子結(jié)構(gòu)的化學(xué)用語(yǔ)有多種，它們各有不同的側(cè)重。(1)原子結(jié)構(gòu)示意圖只能表示核外電子分層排布和原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)，如8 。2021/8/8 星期日24(3)電子排布式，如O原子的電子排布式為1s22s22p4，它能告訴我們氧原子核外的電子分為2個(gè)電子層，3個(gè)能級(jí)，并不知道它的原子核的情況，也不知道它的各

11、個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(4)軌道表示式，如這個(gè)式子，對(duì)氧原子核外電子排布的情況表達(dá)的就更加詳細(xì)。2021/8/8 星期日251(2008海南)在基態(tài)多電子原子中，關(guān)于核外電子能量的敘述錯(cuò)誤的是A最易失去的電子能量最高B電離能最小的電子能量最高Cp軌道電子能量一定高于s軌道電子能量D在離核最近區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的電子能量最低2021/8/8 星期日26解析電子本身的能量越高，就越容易失去、電離能就越小，就在離核越遠(yuǎn)的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)。答案C2021/8/8 星期日271核外電子排布與周期的劃分：一個(gè)能級(jí)組最多容納的電子數(shù)等于一個(gè)周期所包含的元素種數(shù)，因此元素周期表中7個(gè)周期分別對(duì)應(yīng)著7個(gè)能級(jí)組，7個(gè)周期對(duì)應(yīng)的元素

12、種數(shù)分別為2、8、8、18、18、32、32。周期的劃分與主量子數(shù)n有關(guān)：最外層電子的主量子數(shù)為n時(shí)，該元素屬第n周期。2核外電子排布與族的劃分：族的劃分與原子的價(jià)電子數(shù)和價(jià)電子排布有關(guān)。2021/8/8 星期日283元素周期表區(qū)的劃分s區(qū)元素：A和A族；p區(qū)元素：AA和0族；d區(qū)元素：B族；ds區(qū)元素：包括B和B族；f區(qū)元素：包括鑭系元素和錒系元素。2021/8/8 星期日29 有第4周期的A、B、C、D四種元素，其價(jià)電子數(shù)依次為1、2、2、7，其原子序數(shù)按照A、B、C、D依次增大。已知A與B的次外層電子數(shù)為8，而C與D為18。根據(jù)原子結(jié)構(gòu)，判斷A、B、C、D各是什么元素？(1)哪些是金屬元

13、素？(2)D與A的簡(jiǎn)單離子是什么？并寫出其離子的電子排布式。(3)哪一元素的氫氧化物堿性最強(qiáng)？(4)B與D兩原子間能形成何種化合物？寫出化學(xué)式，并寫出電子式。2021/8/8 星期日30解析此題的突破口在于A價(jià)電子數(shù)為1，且次外層電子數(shù)為8，且在第4周期，所以A為K；B價(jià)電子數(shù)為2，次外層電子數(shù)為8，所以B為Ca；C、D價(jià)電子數(shù)為2、7，次外層電子數(shù)都為18，又都在第4周期，所以C、D分別是Zn、Br。答案A：KB：CaC：ZnD：Br(1)K、Ca、Zn(2)Br：1s22s22p63s23p63d104s24p6K：1s22s22p63s23p6(3)K2021/8/8 星期日312. 若

14、第4周期的某元素原子最外層僅有1個(gè)電子，則該元素可能為何種元素？原子序數(shù)各為多少？并寫出相應(yīng)的電子排布式。解析該元素處于第4周期且最外層僅有1個(gè)電子，則其最外層電子排布為4s1，此時(shí)，3s和3p應(yīng)已填滿，3d軌道可能全空，半充滿或全充滿即其電子排布分別為：Ar4s1；Ar3d54s1；Ar3d104s1。2021/8/8 星期日32答案19K：Ar4s124Cr：Ar3d54s129Cu：Ar3d104s12021/8/8 星期日331原子半徑影響原子半徑大小的因素有電子的能層數(shù)、核電荷數(shù)。同周期元素從左到右原子半徑減小，同主族元素從上到下原子半徑增大。2021/8/8 星期日342電離能氣態(tài)

15、電中性基態(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叫做第一電離能(用I1表示)，一價(jià)氣態(tài)基態(tài)正離子再失去一個(gè)電子所需消耗的最低能量叫做第二電離能(用I2表示)，依次類推，可得到I3、I4同一種元素的逐級(jí)電離能的大小關(guān)系為I1I2I3H，F(xiàn)元素和H元素的化合價(jià)分別為1價(jià)和1價(jià)。判斷化學(xué)鍵的類型：電負(fù)性差值大的元素原子間形成的化學(xué)鍵主要是離子鍵，而電負(fù)性差值小的元素原子間形成的化學(xué)鍵主要是共價(jià)鍵。2021/8/8 星期日38 根據(jù)下列五種元素的第一至第四電離能數(shù)據(jù)(單位：kJmol1)，回答下列問題：元素代號(hào)I1I2I3I4Q2 0804 0006 1009 400R5004 6006

16、 9009 500S7401 5007 70010 500T5801 8002 70011 600U4203 1004 4005 9002021/8/8 星期日39(1)在周期表中，最可能處于同一族的是_。AQ和R BS和TCT和U DR和TER和U(2)下列離子的氧化性最弱的是_。AS2 BRCT3 DU(3)下列元素中，化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)最像Q元素的是_。2021/8/8 星期日40A硼 B鈹C氦 D氫(4)每種元素都出現(xiàn)相鄰兩個(gè)電離能的數(shù)據(jù)相差較大的情況，這一事實(shí)從一個(gè)側(cè)面說明：_，如果U元素是短周期的元素，你估計(jì)它的第2次電離能飛躍數(shù)據(jù)將發(fā)生在失去第_個(gè)電子時(shí)。2021/8/8 星期日

17、41(5)如果R、S、T是同周期的三種主族元素，則它們的原子序數(shù)由小到大的順序是_，其中元素_的第一電離能異常高的原因是_。2021/8/8 星期日42解析(1)由表中數(shù)據(jù)知，R和U的第一至第四電離能變化規(guī)律相似，即R和U最可能在同一主族。(2)離子的氧化性最弱，即其對(duì)應(yīng)的電離能最小。由表中數(shù)據(jù)看出U的第一電離能為420 kJmol1，數(shù)值最小。(3)Q元素各電離能都較大，而且各電離能之間無(wú)太大差距，故Q最可能為稀有氣體元素。(4)相鄰兩個(gè)電離能數(shù)據(jù)相差較大，從一個(gè)側(cè)面說明電子是分層排布的，且各能層能量不同。若U為短周期元素，據(jù)表中數(shù)據(jù)第一次電離能飛躍是失去第2個(gè)電子時(shí)，可推知U在A族，則第二

18、次電離能飛躍是在失去第10個(gè)電子時(shí)發(fā)生的。2021/8/8 星期日43(5)R元素第二電離能有較大飛躍，S元素第三電離能有較大飛躍，T元素第四電離能有較大飛躍，由題意知三者為同周期三種主族元素，可推知R在A族，S在A族，T在A族，故原子序數(shù)RST，由表中數(shù)據(jù)知S元素的第一電離能異常高，其原因是S元素的最外層電子處于s能級(jí)全充滿狀況，能量較低，比較穩(wěn)定，失去一個(gè)電子吸收的能量較多。2021/8/8 星期日44答案(1)E(2)D(3)C(4)電子分層排布，各能層能量不同10(5)RSTSS元素的最外層電子處于s能級(jí)全充滿狀態(tài)，能量較低，比較穩(wěn)定，失去一個(gè)電子吸收的能量較多2021/8/8 星期日45規(guī)律方法電離能的突變點(diǎn)是化合價(jià)的穩(wěn)定態(tài)，由此可判斷元素的化合價(jià)：(1)若I2I1，則該元素通常呈1價(jià)；若I3I2，則該元素通常呈現(xiàn)2價(jià)；若I4I3，則該元素通常呈現(xiàn)3價(jià)；(2)若電