人教版高中化學全冊必背章節(jié)知識清單及練習第一章 原子結構與性質(zhì)(教師版)

第一章原子結構與性質(zhì)第一節(jié)原子結構一、能層與能級1、能層含義：根據(jù)核外電子的能量)。序號及符號：能層序號一、二、三、四、五、六、……分別用、、M、OPQ……表示，中每層所容納的電子數(shù)最多為2n2 個。E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q) 。2、能級含義：根據(jù)多電子原子的同一能層的電子的能量也可能不同，將它們分為不同能級。序數(shù)和字母spdfn能層的能級按能量由低到高nsnpnd、nf等。3、能層、能級與最多容納的電子數(shù)能層(n)一二三四五 六七 ……符號KLMNO PQ ……能級1s2s2p 3p3d 4s4p4d4f 5s…… ………… ……最多電226 2610 261014 2…… ………… ……子數(shù)281832…… ………… 2n2由上表可知：能層序數(shù)等于該能層所包含的能級數(shù)，如第三能層有3 個能級。、p、、f各能級可容納的最多電子數(shù)分別為1、3、 5 、7 的2倍。原子核外電子的每一能層最多可容納的電子數(shù)是2n2 (n為能層的序。二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜1、基態(tài)原子與激發(fā)態(tài)原子基態(tài)原子：處于最低能量狀態(tài)的原子。激發(fā)態(tài)原子：基態(tài)原子吸收能量，它的電子會躍遷到較高 能級，變成激發(fā)態(tài)原子。2、光譜(2)光譜分析：在現(xiàn)代化學中，常利用原子光譜上的(2)光譜分析：在現(xiàn)代化學中，常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，稱為光譜分析。三、構造原理與電子排布式1、構造原理(1)含義以光譜學事實為基礎，從氫開始，隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入能級的順序稱為構造原理。2、電子排布式2、電子排布式例：根據(jù)構造原理，寫出下列基態(tài)原子的核外電子排布式將能級上所容納的電子數(shù)標在該能級符號右上角如氮原子的電子排布式為：例：根據(jù)構造原理，寫出下列基態(tài)原子的核外電子排布式①2He： 1s2 ；②8O： 1s22s22p4 ；③10Ne： 1s22s22p6 ；④14Si： 1s22s22p63s23p2 ；⑤18Ar： 1s22s22p63s23p6 ；⑥19K： 1s22s22p63s23p64s1 ；⑦21Sc：_1s22s22p63s23p63d14s2 ；⑧26Fe： 1s22s22p63s23p63d64s2 。四、電子云與原子軌道1、概率密度1913年，玻爾提出氫原子模型，電子在線性軌道上繞核運行。量子力學指出，一定空間運動狀態(tài)P的電子在核外空間各處都可能出現(xiàn)，但出現(xiàn)的概率表示，即表示電子在某處出現(xiàn)的概率；V表示該處的體積)。2、電子云定義：處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述。含義：用單位體積內(nèi)小黑點的疏密程度表示電子在原子核外出現(xiàn)概率大小，小黑點越密，表示概密度越大 。3、原子軌道3、原子軌道空間運動狀態(tài)稱為一個原子軌道。形狀②p電子的原子軌道呈啞鈴形，能層序數(shù)越大，原子軌道的半徑越大。(3)各能級所含有原子軌道數(shù)目能級符號②p電子的原子軌道呈啞鈴形，能層序數(shù)越大，原子軌道的半徑越大。(3)各能級所含有原子軌道數(shù)目能級符號軌道數(shù)目ns1np3nd5nf74、原子軌道與能層序數(shù)的關系(2)s能級只有1個原子軌道。p能級有3個原子軌道，它們互相垂直，分別以px、py、pz表示。在同一能層中p(2)s能級只有1個原子軌道。p能級有3個原子軌道，它們互相垂直，分別以px、py、pz表示。在同一能層中px、py、pz的能量相同。(3)原子軌道數(shù)與能層序數(shù)(n)的關系：原子軌道數(shù)目＝n2 五、泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理（一）原子核外電子的排布規(guī)則1、泡利原理：在一個原子軌道里，最多只能容納2 個電子，它們的自旋相反，常用上下箭頭和表示自旋相反的電子。2、電子排布的軌道表示式(電子排布圖)例：根據(jù)上面回答下列問題：8O的軌道表示式如下：例：根據(jù)上面回答下列問題：簡并軌道：能量 相同的原子軌道。電子對：同一個原子軌道中，自旋方向相反的一對電子。單電子：一個原子軌道中若只有一個電子，則該電子稱為單電子。自旋平行：箭頭同向的單電子稱為自旋平行。在氧原子中，有3 對電子對，有2 個單電子。在氧原子中，有5 種空間運動狀態(tài)，有8 種運動狀態(tài)不同的電子。3、洪特規(guī)則內(nèi)容：基態(tài)原子中，填入簡并軌道的電子總是先單獨分占，且自旋平行。特例：在簡并軌道上的電子排布處于全充滿、半充滿和全空狀態(tài)時，具有較低的能量和較大定性。p、d1014相對穩(wěn)定的狀態(tài)全空：p0、d0、f0p、5、7如：24Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1 ，為半充滿狀態(tài)，易錯寫為1s22s22p63s23p63d44s2。4、能量最低原理內(nèi)容：在構建基態(tài)原子時，電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道，使整個原子的能量最低。（二）核外電子的表示方法因素：整個原子的能量由核電荷數(shù)、電子數(shù)和電子狀態(tài)注意：書寫軌道表示式時，常出現(xiàn)的錯誤及正確書寫（二）核外電子的表示方法電子排布式與軌道表示式的比較電子排布式含義意義用數(shù)字在能級符號右上角標明該能級上排布的電子數(shù)，這就是電子排布式能直觀反映出核外的電子層、能級及各能級上的電子數(shù)實例K：1s22s22p63s23p64s1簡化電子排含義為了避免電子排布式書寫過于繁瑣，把內(nèi)層電子達到稀有氣體原子結構的部分以相應稀有氣體元素符號外加方括號表示布式意義避免書寫電子排布式過于繁瑣實例[Ar]4s1含義每個方框代表一個原子軌道，每個箭頭代表一個電子意義能直觀反映出電子的排布情況及電子的自旋狀態(tài)軌道表示式實例Al軌道表示式實例Al：未成對電子數(shù)及其占據(jù)的原子軌道元素符號及價電子排布4sK：4s1,Cu： 3d104s113dSc：3d14s24pGa：4s24p1，Br： 4s24p523d4pTi：3d24s2，Ni： 3d84s2Ge：4s24p2，Se：4s24p433d4pV：3d34s2，Co： 3d74s2As：4s24p343dFe： 3d64s253dMn：3d54s263d和4sCr：3d54s1第二節(jié)原子結構與元素的性質(zhì)一、原子結構與元素周期表（一）元素周期律、元素周期系和元素周期表1、元素周期律：元素的性質(zhì)隨元素原子的核電荷數(shù)遞增發(fā)生周期性遞變。2、元素周期系：元素按其原子核電荷數(shù)遞增排列的序列。3、元素周期表：呈現(xiàn)周期系的表格，元素周期系只有一個，元素周期表多種多樣。4、三張有重要歷史意義的周期表門捷列夫周期表門捷列夫周期表又稱短式周期表重要特征是從第四周期開始每個周期截截，第1～7 族分主副族，第八族稱為過渡元素。維爾納周期表維爾納周期表是特長式周期表，每個周期一行，各族元素、過渡金屬、稀有氣體、鑭系和錒系，各有各的位置，同族元素上下對齊，它確定了前五個周期的元素種類。玻爾元素周期表玻爾元素周期表特別重要之處是把21～28、39～46等元素用方框框起，這說明他已經(jīng)認識到，這些框內(nèi)元素的原子新增加的電子是填入內(nèi)層軌道的，他已經(jīng)用原子結構解釋元素周期系了，玻爾元素周期表確定了第六周期為32種元素。（二）1、元素周期表的基本結構(1)周期元素種數(shù)的確定第一周期從1s1 開始以1s2 結束只有兩種元素其余各周期總是從ns 能級開始以np 結束從ns能級開始以np結束遞增的核電荷數(shù)或電子)就等于每個周期里的元素數(shù)目。周期ns～np電子數(shù)元素數(shù)目一1s1～222二2s1～22p1～688三3s1～23p1～688四4s1～23d1～104p1～61818五5s1～24d1～105p1～61818六6s1～24f1～145d1～106p1～63232七7s1～25f1～146d1～107p1～63232(2)元素周期表的形成若將p段與p段對齊段與d若將p段與p段對齊段與d段對齊f單獨列出，將2s2 與p段末端對齊，則得到書末的元素周期表：2、元素周期表探究2、元素周期表探究周期：7個共7個橫行

第一、二、三周期第四、五、六、七周期元素周期表元素周期表族：16個

共18個縱列

7個～族副族：7個ⅠB～ⅠB族，ⅠB～ⅠB族Ⅰ族：1個第8、9、10縱列0族：1個稀有氣體元素元素周期表的分區(qū)①根據(jù)核外電子的排布分區(qū)②根據(jù)元素的金屬性和非金屬性分區(qū)3、元素的對角線規(guī)則按電子排布式中最后填入電子的能級、p、、f4、ⅠB個縱行的元素的核外電子因先填滿了(n－1)dns能級而得名ds5下圖所示。②根據(jù)元素的金屬性和非金屬性分區(qū)3、元素的對角線規(guī)則(1)在元素周期表中，某些主族元素與其右下方的主如圖)“對角線規(guī)則。(2)處于“對角線”位置的元素，它們的性質(zhì)具有相似性。實例分析：①鋰和鎂的相似性A、鋰與鎂的沸點較為接近：元素Li NaBeMg沸點/Ⅰ1341 881.424671100B、鋰和鎂在氧氣中燃燒時只生成對應的氧化物，并且Li2O和MgO與水反應都十分緩慢。4Li＋ 點燃 、2Mg＋ 點燃 。O2L2O O2MgOC、鋰和鎂與水的反應都十分緩慢，并且生成的氫氧化物難溶于水，附著于金屬表面阻礙反應的進行。3 D、鋰和鎂都能直接與氮氣反應生成相應的氮化物Li3N和MgN3 E、鋰和鎂的氫氧化物在加熱時，可分解為Li2O、H2O和MgO、H2O。F、在堿金屬的氟化物、碳酸鹽和磷酸鹽中，只有鋰鹽是難溶于水的，相應的鎂鹽也難溶于水。②鈹和鋁的相似性A、鈹與鋁都可與酸、堿反應放出氫氣，并且鈹在濃硝酸中也發(fā)生鈍化。B、二者的氧化物和氫氧化物都既能溶于強酸又能溶于強堿溶液：3 3 2 3 2 Al(OH)＋3HCl=== AlCl＋3HO ，Al(OH)＋NaOH=== NaAlO＋2H3 3 2 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

＋2HCl=== BeCl＋2HO ，Be(OH)＋2NaOH=== NaBeO＋2HO 。C、二者的氧化物Al2O3和BeO的熔點和硬度都很高DBeCl2和AlCl3都是共價化合物，易升華 。③硼和硅的相似性A、自然界中B與Si均以化合物的形式存在。B、B與Si的單質(zhì)都易與強堿反應，且不與稀酸反應：222B＋2KOH＋2H2O=== 2KBO22

↑

O=== K

＋2H↑ 。2232C、硼烷和硅烷的穩(wěn)定性都比較差，且都易水解。2232D、硼和硅的鹵化物的熔、沸點比較低，易揮發(fā)，易水解。解題技巧：確定（一）原子半徑1、影響原子半徑大小的因素電子的能層數(shù)：電子的能層越多，電子之間的排斥作用使原子半徑增大。核電荷數(shù)：核電荷數(shù)越大，核對電子的吸引作用就越大，使原子半徑減小。2、原子半徑的遞變規(guī)律(1)同周期：從左至右，核電荷數(shù)越大，半徑越小。(2)同主族：從上到下，核電荷數(shù)越大，半徑越大。3、原子或離子半徑的比較方法大于原子，原子大于陽離子，低價陽離子大如：r(Cl－)＞r(Cl)，r(Fe)＞r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)。能層結構相同的離子：核電荷數(shù)大，半徑越小。例如：r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)。(3)帶相同電荷的離子：能層數(shù)越多，半徑越大。例如：r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，r(O2－)＜r(S2－) ＜。(4)核電荷數(shù)、能層數(shù)均不同的離子：可選一種離子參照比較。例如：比較與r(Mg2＋)，可選r(Na＋)為參照，r(K＋) ＞r(Na＋) ＞r(Mg2＋)。解題技巧：粒子半徑比較的一般思路“一層：先看能層數(shù)，能層數(shù)越多，一般微粒半徑越大。“二核：若能層數(shù)相同，則看核電荷數(shù)，核電荷數(shù)越大，微粒半徑越小?！啊保喝裟軐訑?shù)、核電荷數(shù)均相同，則看核外電子數(shù)，電子數(shù)多的半徑大。（二）元素的電離能1、元素第一電離能的概念與意義(1)概念①第一電離能：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能，符號：I1。②逐級電離能：氣態(tài)基態(tài)一價正離子再失去一個電子成為氣態(tài)基態(tài)二價正離子所需的最低能量子會更加困難(2)意義：可以衡量元素的原子失去一個電子的難易程度。第一電離能數(shù)值越小，原子越容易失去一個電子；第一電離能數(shù)值越大，原子越難失去一個電子。最大(1)每個周期的第一種元素的第一電離能最大(1)每個周期的第一種元素的第一電離能，即一般來說，隨著核電荷數(shù)的遞增，元素的第一電離能呈最小，最后一種元素的第一電離能增大趨勢。(2)同一族，從上到下第一電離能逐漸減小。3、電離能的應用12<3i原子核外的三、L能層)，且最外層上只有一個電子，易失去一個電子形成＋1價陽離子。1越大強1強注意：電離能的影響因素及特例電離能數(shù)值的大小主要取決于原子的核電荷數(shù)、原子半徑及原子的電子構型。具有全充滿、半充滿及全空的電子構型的元素穩(wěn)定性較高，其電離能數(shù)值較大在同周期元素中最大，NMg>ⅠA，ⅠA>。解題技巧：電離能的應用3，表明K價陽離子。3越大，元素的非金屬性越強越小越強。（三）電負性1、有關概念與意義鍵合電子：元素相互化合時，原子中用于形成化學鍵的電子稱為鍵合電子。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。電負性越大的吸引力越大。電負性大小的標準：以氟的電負性為4.01.0作為相對標準。2、遞變規(guī)律(1)同周期，自左