高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)-第五單元-第1節(jié)-原子結(jié)構(gòu)-元素周期表

高考總復(fù)習(xí)優(yōu)化設(shè)計(jì)GAOKAOZONGFUXIYOUHUASHEJI第1節(jié)原子結(jié)構(gòu)元素周期表第五單元2022備考要點(diǎn)1.了解元素、核素和同位素的含義。2.了解原子的構(gòu)成;了解原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)以及它們之間的相互關(guān)系。3.了解原子核外電子的運(yùn)動(dòng)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(又叫電子排布圖)。4.了解電子在原子軌道之間的躍遷及其簡單應(yīng)用。5.掌握元素周期律的實(shí)質(zhì);了解元素周期表(長式)的結(jié)構(gòu)(周期、族)及其應(yīng)用。6.了解金屬、非金屬元素在元素周期表中的位置及其性質(zhì)遞變規(guī)律。素養(yǎng)要求1.宏觀辨識與微觀探析:從能層、能級等不同層次認(rèn)識原子的結(jié)構(gòu)以及核外電子的排布規(guī)律,能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知:運(yùn)用構(gòu)造原理和能量最低原理,揭示元素原子核外電子排布的規(guī)律。3.變化觀念與平衡思想:多角度、動(dòng)態(tài)地分析核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及原子結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律,認(rèn)識元素性質(zhì)的變化規(guī)律?？键c(diǎn)一原子構(gòu)成必備知識自主預(yù)診知識梳理1.原子構(gòu)成(1)構(gòu)成原子的微粒。①質(zhì)子數(shù)(Z)=核電荷數(shù)=原子的核外電子數(shù);②質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N);③陽離子的核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)-陽離子所帶的電荷數(shù);④陰離子的核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+陰離子所帶的電荷數(shù)。(2)微粒的基本關(guān)系式。

(3)有關(guān)元素的相對原子質(zhì)量與核素質(zhì)量數(shù)的注意事項(xiàng)。①原子的相對原子質(zhì)量≠原子的質(zhì)量數(shù)。②只有具體的原子才有質(zhì)量數(shù),元素沒有質(zhì)量數(shù)。③某核素的質(zhì)量數(shù)可視為該核素的近似相對原子質(zhì)量。2.元素

核素

同位素(1)元素、核素、同位素的關(guān)系。核電荷數(shù)

質(zhì)子中子質(zhì)子數(shù)中子數(shù)(2)同位素的性質(zhì)。同一元素不同核素的中子數(shù)不同,質(zhì)子數(shù)相同,化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同,物理性質(zhì)差異較大。(3)氫元素的三種核素。氕

D氘T氚(4)幾種重要核素的用途。

核燃料

測定一些文物的年代

(5)一種元素可以有多種核素,也可能只有一種核素。(6)同位素之間的轉(zhuǎn)化,既不是物理變化也不是化學(xué)變化,是核反應(yīng)。(7)同位素是指同一元素的不同核素之間的關(guān)系,同素異形體是指同一元素的不同單質(zhì)間的關(guān)系。1.判斷正誤,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)一種元素可以有多種核素,也可能只有一種核素,有多少種核素就有多少種原子。(

)自我診斷

(4)一種核素只有一種質(zhì)量數(shù)。(

)(5)硫離子的結(jié)構(gòu)示意圖為

(

)(6)最外層電子數(shù)為8的粒子一定是稀有氣體元素的原子。(

)(7)核外電子排布相同的微粒化學(xué)性質(zhì)也相同。(

)答案

(1)√

(2)×

(3)√

(4)√

(5)×

(6)×

(7)×關(guān)鍵能力考向突破考向1

核素、同位素等易混概念辨析【典例1】

(2020浙江7月選考,7)下列說法正確的是(

)A.35Cl和37Cl是兩種不同的元素B.單晶硅和石英互為同素異形體C.HCOOH和HOCH2CHO互為同系物D.H與Na在元素周期表中處于同一主族答案D

解析

35Cl和37Cl同是氯元素,二者互為同位素的關(guān)系,A項(xiàng)錯(cuò)誤;單晶硅是硅單質(zhì),石英的主要成分是SiO2,B項(xiàng)錯(cuò)誤;HCOOH和HOCH2CHO不是同類物質(zhì),不是同系物的關(guān)系,C項(xiàng)錯(cuò)誤。對點(diǎn)演練1(2020遼寧錦州期末)地表水和地下水都來源于大氣降水,但重水和輕水中同位素的含量不同。氫包括兩種穩(wěn)定核素:H和D,氧常見的核素包括:16O、17O和18O,下列有關(guān)說法正確的是(

)A.H2和D2互為同分異構(gòu)體,其化學(xué)性質(zhì)完全相同答案D

解析

同分異構(gòu)體一般指分子式相同,結(jié)構(gòu)不同的有機(jī)化合物,H2和D2都是無機(jī)物,A錯(cuò)誤;16O、17O、18O互為同位素,既不互為同位素,也不互為同素異形體,B錯(cuò)誤;18O2和18O3互為同素異形體,但溫度、壓強(qiáng)未知,它們的密度之比不一定為2∶3,C錯(cuò)誤;電解一定量的

O時(shí),陰、陽兩極會(huì)收集到物質(zhì)的量之比為2∶1的D2和18O2,其質(zhì)量之比約為2∶9,D正確。易混辨析

元素、核素、同位素、同素異形體的辨析

概念元素核素同位素同素異形體本質(zhì)質(zhì)子數(shù)相同的一類原子質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)都一定的一種原子質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的核素之間的互稱同種元素形成的不同單質(zhì)之間的互稱研究對象同類原子原子原子單質(zhì)特性只有種類,沒有個(gè)數(shù)化學(xué)反應(yīng)中的最小微粒化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同組成元素相同、物理性質(zhì)差異較大決定因素質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)構(gòu)成和結(jié)構(gòu)舉例H、C、O三種元素1H、2H、3H三種核素

12C、14C互稱同位素O2與O3互為同素異形體考向2

各種微粒數(shù)目之間的關(guān)系及計(jì)算

其中元素X、Y的最外層電子數(shù)之和為8。下列敘述正確的是(

)AX的相對原子質(zhì)量為26B.X、Y均可形成三氯化物C.X的原子半徑小于Y的D.Y僅有一種含氧酸答案B

解析

依據(jù)題給的反應(yīng)過程,可確定W=27。根據(jù)X、Y的最外層電子數(shù)之和為8,Y原子的質(zhì)子數(shù)比X原子的質(zhì)子數(shù)多2,可以得出X原子最外層電子數(shù)為3,Y原子最外層電子數(shù)為5,結(jié)合Y的質(zhì)量數(shù)為30可以判定X為鋁元素,Y為磷元素。由上述分析可知A項(xiàng)錯(cuò)誤;Al、P兩元素均可形成三氯化物AlCl3和PCl3,B項(xiàng)正確;Al、P兩元素位于同一周期且原子序數(shù)P大于Al,故原子半徑Al大于P,C項(xiàng)錯(cuò)誤;磷元素的含氧酸有H3PO4、H3PO3、H3PO2等,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案

BD對點(diǎn)演練3下列說法不正確的是(

)①質(zhì)子數(shù)相同的粒子一定是同種元素②同位素的性質(zhì)幾乎完全相同③質(zhì)子數(shù)相同,電子數(shù)也相同的兩種粒子,不可能是一種分子和一種離子④電子數(shù)相同的粒子不一定是同一種元素⑤一種元素只能有一種質(zhì)量數(shù)⑥某種元素的相對原子質(zhì)量取整數(shù),就是質(zhì)量數(shù)A.②③④⑥ B.①②④⑤C.①②⑤⑥ D.③④⑤⑥答案C

解析

粒子包括原子、分子、離子等。H2O與Ne的電子數(shù)、質(zhì)子數(shù)均相同,故①錯(cuò)誤、④正確;一種分子和一種離子,如果質(zhì)子數(shù)相等,其電子數(shù)一定不相等,如O2與S2-,故③正確;同位素的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同,而物理性質(zhì)有所不同,故②錯(cuò)誤;質(zhì)量數(shù)是針對某原子而言的,某些元素往往有幾種同位素,它們的質(zhì)量數(shù)各不相同,故⑤⑥錯(cuò)誤。深度指津

(1)微粒符號周圍數(shù)字的含義。

(2)求一定質(zhì)量的某物質(zhì)中粒子數(shù)的答題模板

(3)①任何微粒中,質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù),但質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)不一定相等,如陰離子、陽離子中質(zhì)子數(shù)與電子數(shù)不相等。②有質(zhì)子的微粒不一定有中子,如1H;有質(zhì)子的微粒不一定有電子,如H+。③質(zhì)子數(shù)相同的微粒不一定屬于同一種元素,如F-與OH-。④核外電子數(shù)相同的微粒,其質(zhì)子數(shù)不一定相同,如Al3+和Na+,F-、N和OH-等。(4)兩種相對原子質(zhì)量。①原子(即核素)的相對原子質(zhì)量:一個(gè)原子(即核素)的質(zhì)量與12C質(zhì)量的

的比值。一種元素有幾種核素,就有幾種不同核素的相對原子質(zhì)量。②元素的相對原子質(zhì)量:是按該元素各種天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如Ar(Cl)=Ar(35Cl)×a%+Ar(37Cl)×b%?？键c(diǎn)二原子核外電子排布原理必備知識自主預(yù)診知識梳理1.能層與能級(1)能層(n):在多電子原子中,核外電子的

是不同的,按照電子的

差異將其分成不同能層。通常用K、L、M、N等表示,能量依次升高。

(2)能級:同一能層里電子的

也可能不同,又將其分成不同的能級,通常用

……表示。同一能層里,各能級的能量按

……的順序依次升高,即:

……。

能量能量能量s、p、d、fs、p、d、fE(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)特別提醒第一能層(K)只有s能級;第二能層(L)有s、p兩種能級,p能級上有三個(gè)原子軌道px、py、pz,它們具有相同的能量;第三能層(M)有s、p、d三種能級,d能級包含了能量相等的五個(gè)原子軌道。2.基態(tài)與激發(fā)態(tài)

原子光譜(1)原子的狀態(tài):①基態(tài)原子:處于

狀態(tài)的原子。

②激發(fā)態(tài)原子:基態(tài)原子吸收能量后,它的電子會(huì)躍遷到

,變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子。

(2)原子光譜:不同元素原子的電子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)

或

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。在現(xiàn)代化學(xué)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。

最低能量

較高能級吸收釋放(3)基態(tài)、激發(fā)態(tài)及光譜的關(guān)系示意圖:3.構(gòu)造原理與電子排布式(1)構(gòu)造原理:以光譜學(xué)事實(shí)為基礎(chǔ),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(gòu)造原理。下圖為構(gòu)造原理示意圖。能級交錯(cuò):隨核電荷數(shù)遞增,電子并不總是填滿一個(gè)能層后再開始填入下一個(gè)能層的。電子是按3p→4s→3d的順序而不是按

的順序填充的,這種現(xiàn)象被稱為能級交錯(cuò)。

3p→3d→4s(2)基態(tài)原子核外電子排布式:表示方法舉例電子排布式S:

簡化電子排布式[Ne]3s23p4價(jià)電子排布式3s23p41s22s22p63s23p4

(3)原子結(jié)構(gòu)示意圖:質(zhì)子數(shù)電子層(1)金屬元素原子的最外層電子數(shù)一般小于4,活潑金屬原子較易失去電子形成陽離子,表現(xiàn)出還原性,在化合物中顯正化合價(jià)。(2)非金屬元素原子的最外層電子數(shù)一般大于或等于4,活潑非金屬原子較易得到電子形成陰離子,在化合物中主要顯負(fù)化合價(jià)。(3)稀有氣體元素的原子最外層為8電子(氦為2電子)穩(wěn)定結(jié)構(gòu),不易失去或得到電子,通常表現(xiàn)為0價(jià)。(4)核外電子排布與元素性質(zhì)的關(guān)系:4.電子云與原子軌道(1)由于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。電子云是處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子

的形象化描述。

(2)原子軌道。量子力學(xué)把電子在原子核外的一個(gè)

稱為原子軌道。

原子軌道軌道形狀軌道個(gè)數(shù)s

p

在原子核外空間的概率密度空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)球形1啞鈴形分布35.泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理(1)泡利原理:在一個(gè)原子軌道里,最多只能容納

個(gè)電子,它們的自旋

。如2s軌道上的軌道表示式為,不能表示為

。

2相反(2)洪特規(guī)則:基態(tài)原子中,填入簡并軌道的電子總是先

,且

。如2p3的軌道表示式為,不能表示為

或

。

洪特規(guī)則特例:當(dāng)能量相同的原子軌道在

(p6、d10、f14)、

(p3、d5、f7)和

(p0、d0、f0)狀態(tài)時(shí),體系的能量最低,如24Cr的電子排布式為

1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。單獨(dú)分占自旋平行全滿半滿全空(3)能量最低原理在構(gòu)建基態(tài)原子時(shí),電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道,使整個(gè)原子的能量最低,這就是能量最低原理?！咀⒁狻竣倩鶓B(tài)原子的核外電子排布遵循泡利原理、洪特規(guī)則和能量最低原理。②核外電子排布中的幾個(gè)簡單數(shù)量規(guī)律:自我診斷1.判斷正誤,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)兩種粒子,若核外電子排布完全相同,則其化學(xué)性質(zhì)一定相同。(

)(2)凡單原子形成的離子,一定具有稀有氣體元素原子的核外電子排布。(

)(3)稀有氣體元素原子的最外層都排有8個(gè)電子。(

)(4)當(dāng)M層是最外層時(shí),最多可排布18個(gè)電子。(

)(5)某原子最外層只有一個(gè)電子,它一定是金屬元素。(

)(6)某原子M層上電子數(shù)可能為L層上電子數(shù)的4倍。(

)(7)質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)分別相等的兩種微?？梢允莾煞N原子、兩種分子、兩種陽離子或兩種陰離子。(

)(8)硫離子的結(jié)構(gòu)示意圖:。(

)答案

(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×

(6)×(7)√

(8)×2.判斷正誤,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)原子核外的電子像云霧一樣籠罩在原子核周圍,故稱電子云。(

)(2)p能級能量一定比s能級的能量高。(

)(3)基態(tài)鈉原子的電子排布式為1s22s22p62d1。(

)(4)基態(tài)磷原子的電子排布圖為(

)(5)同一原子中,2p、3p、4p能級的軌道數(shù)依次增多。(

)(6)Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d44s2。(

)(7)2p和3p軌道形狀均為啞鈴形,能量也相等。(

)答案

(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)×

(6)×

(7)×關(guān)鍵能力考向突破考向1

核外電子排布規(guī)律及其應(yīng)用【典例1】

(2020山東青島二中模擬)核電荷數(shù)小于18的某元素X,其原子核外電子層數(shù)為a,最外層電子數(shù)為(2a+1)。下列有關(guān)元素X的說法不正確的是(

)A.元素X的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為(2a2-1)B.元素X的原子半徑一定小于鈉的原子半徑C.由元素X形成的某些化合物,可能具有殺菌消毒的作用D.元素X形成的簡單離子,各電子層的電子數(shù)均達(dá)到2n2個(gè)(n表示電子層序數(shù))答案D

解析

若a=2,則X為氮元素,氮原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為7;若a=3,則X為氯元素,氯原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為17,A正確。元素N和Cl的原子半徑均小于鈉的原子半徑,B正確。元素Cl形成的次氯酸具有殺菌消毒的作用,C正確;氯離子最外層電子數(shù)未達(dá)到2n2個(gè),D錯(cuò)誤。對點(diǎn)演練1兩種元素原子的核外電子層數(shù)之比與最外層電子數(shù)之比相等,則在元素周期表的前10號元素中,滿足上述關(guān)系的元素共有(

)A.1對 B.2對 C.3對 D.4對答案B

解析

根據(jù)題意分析可知,H和Be、He和C符合題目要求,因此B項(xiàng)正確。歸納總結(jié)1~20號元素原子核外電子排布的特點(diǎn)(1)原子核中無中子的原子:H。(2)最外層只有一個(gè)電子的原子:H、Li、Na、K;最外層有兩個(gè)電子的原子:He、Be、Mg、Ca。(3)最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的原子:Be、Ar;最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的原子:C;最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的原子:O。(4)電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的原子:H、Be、Al;最外層電子數(shù)是電子層數(shù)2倍的原子:He、C、S;最外層電子數(shù)是電子層數(shù)3倍的原子:O。(5)次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子:Li、Si。(6)內(nèi)層電子總數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子:Li、P。(7)與He原子電子層結(jié)構(gòu)相同的離子:H-、Li+、Be2+。(8)次外層電子數(shù)是其他各層電子總數(shù)2倍的原子:Li、Mg。(9)次外層電子數(shù)與其他各層電子總數(shù)相等的原子:Be、S。考向2

等電子微粒及應(yīng)用【典例2】

A+、B+、C-、D、E五種粒子(分子或離子)中,每個(gè)粒子均有10個(gè)電子,已知:A++C-==D+E↑;②B++C-==2D。請回答:(1)C-的電子式是

。

(2)A+中的鍵角為

。

(3)分別寫出A+和D反應(yīng)、B+和E反應(yīng)的離子方程式:

、

。

(4)除D、E外,請?jiān)賹懗鰞煞N含10個(gè)電子的分子的分子式:

。

(5)除A+、B+外,請?jiān)賹懗鰞煞N含10個(gè)電子的陽離子:

。

對點(diǎn)演練2已知A、B、C、D是中學(xué)化學(xué)中常見的四種不同粒子,它們之間存在如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系(反應(yīng)條件已略去):(1)如果A、B、C、D均是10電子的粒子,且C的水溶液呈堿性,請寫出A、D的電子式:

、

。

(2)如果A和C是18電子的粒子,B和D是10電子的粒子。①A與B在溶液中反應(yīng)的離子方程式為

。

②根據(jù)上述離子方程式,可以判斷C與B結(jié)合質(zhì)子的能力大小是

(用化學(xué)式或離子符號表示)。

(2)①HS-+OH-==S2-+H2O(或H2S+OH-==HS-+H2O)②OH->S2-(或OH->HS-)

解析

(1)由C的水溶液呈堿性可知C為NH3,A為N,與N反應(yīng)生成NH3的應(yīng)為OH-,所以B、D分別為OH-、H2O。(2)在常見的18電子微粒中,由中和反應(yīng)易想到H2S+OH-==HS-+H2O(或HS-+OH-==S2-+H2O)的反應(yīng),故B為OH-,C為HS-(或S2-),根據(jù)離子方程式,結(jié)合質(zhì)子的能力:OH->HS-(或OH->S2-)。歸納總結(jié)等電子微粒(1)10電子微粒。(2)18電子微粒。

【典例3】

按要求填空:(1)(2020江蘇化學(xué),21節(jié)選)基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為

。

(2)(2020全國2,35節(jié)選)基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為

。

(3)(2019全國2,35節(jié)選)Fe成為陽離子時(shí)首先失去

軌道電子,Sm的價(jià)層電子排布式為4f66s2,Sm3+的價(jià)層電子排布式為

。

考向3

電子排布式、軌道表示式(或電子排布圖)的書寫

(4)(2019江蘇化學(xué),21節(jié)選)Cu2+基態(tài)核外電子排布式為

。

(5)(2018全國1,35節(jié)選)Li是最輕的固體金屬,采用Li作為負(fù)極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優(yōu)良性能,得到廣泛應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}:①下列Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中,能量最低和最高的分別為

、

(填標(biāo)號)。

②Li+與H-具有相同的電子構(gòu)型,r(Li+)小于r(H-),原因是

。

(6)(2018全國2,35節(jié)選)基態(tài)Fe原子價(jià)層電子的電子排布圖(軌道表示式)為

,基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為

形。

答案

(1)[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2(2)1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2(3)4s

4f5

(4)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9(5)①D

C

②Li+核電荷數(shù)較大解析

(1)Fe為26號元素,價(jià)電子數(shù)為26-18=8,在4s軌道上填充2個(gè)電子,在3d軌道上填充6個(gè)電子,則基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2。(2)鈦元素是22號元素,故其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2。(3)Fe為26號元素,Fe原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,Fe原子失去1個(gè)電子使4s軌道為半充滿狀態(tài),能量較低,故首先失去4s軌道電子;Sm的價(jià)電子排布式為4f66s2,失去3個(gè)電子變成Sm3+成為穩(wěn)定狀態(tài),要失去最外層6s上的2個(gè)電子和4f上的1個(gè)電子,所以Sm3+的價(jià)電子排布式為4f5。(4)Cu位于第四周期第ⅠB族,其價(jià)電子排布式為3d104s1,因此Cu2+基態(tài)核外電子排布式為[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9。(5)①根據(jù)電子排布圖(軌道表示式)可知,對應(yīng)的四種電子排布式分別是1s12s2、2s22p1、2s12p2、1s22s1,根據(jù)構(gòu)造原理可知能級能量大小關(guān)系是:1s<2s<2p,則D狀態(tài)能量最低、C狀態(tài)能量最高。②由于Li+的核電荷數(shù)較大,原子核對核外電子的吸引力較大,因此Li+半徑小于H-。(6)基態(tài)Fe原子核外電子排布式為[Ar]3d64s2,則價(jià)層電子軌道表示式為

?；鶓B(tài)S原子的核外電子排布式為[Ne]3s23p4,電子占據(jù)的最高能級為3p能級,p能級電子云輪廓圖為啞鈴形。對點(diǎn)演練3(2020廣東北江中學(xué)模擬)(1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個(gè)未成對電子,次外層有2個(gè)電子,其元素符號為

;其價(jià)電子軌道表示式(電子排布圖)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的元素符號為

,C離子的結(jié)構(gòu)示意圖為

。

(3)D元素的正三價(jià)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

,其原子的結(jié)構(gòu)示意圖為

。

(4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿,N層沒有成對電子且只有一個(gè)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

。

(5)F元素的原子最外層電子排布式為nsnn,則n=

;原子中能量最高的是

電子,其基態(tài)原子核外電子軌道表示式(電子排布圖)為

。

歸納總結(jié)1.核外(價(jià))電子排布的表示方法

表示方法含義舉例原子或離子結(jié)構(gòu)示意圖表示核外電子分層排布和核內(nèi)質(zhì)子數(shù)Na:

Na+:電子式表示原子最外層電子數(shù)

核外電子排布式表示每個(gè)能級上排布的電子數(shù)S:1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p4S2-:1s22s22p63s23p6表示方法含義舉例軌道表示式(電子排布圖)表示每個(gè)原子軌道中電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)O:價(jià)層電子排布式(或軌道表示式)表示價(jià)層電子的排布S:3s23p4Fe:3d64s22.“兩原理,一規(guī)則”的正確理解(1)原子核外電子排布符合能量最低原理、洪特規(guī)則和泡利原理,若違背其一,則原子能量不處于最低狀態(tài)。注意:在寫基態(tài)原子的軌道表示式(電子排布圖)時(shí),常出現(xiàn)以下錯(cuò)誤:(2)半充滿、全充滿狀態(tài)的原子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,即ns2、np3、np6、nd5、nd10等處于相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu)狀態(tài)。如Cr:[Ar]3d54s1、Mn:[Ar]3d54s2、Cu:[Ar]3d104s1、Zn:[Ar]3d104s2。(3)當(dāng)出現(xiàn)d軌道時(shí),雖然電子按ns、(n-1)d、np的順序填充,但在書寫時(shí),仍把(n-1)d放在ns前。3.書寫常見基態(tài)原子電子排布式的一般方法(1)由原子序數(shù)書寫核外電子排布式。①根據(jù)構(gòu)造原理、各能級最多容納的電子數(shù)及能量最低原理,由低能級向高能級依次填充電子。如31號元素鎵,其基態(tài)原子核外電子填充順序?yàn)?s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p,最后1個(gè)電子排入4p能級;②我們也可以通過31-18=13,以Ar的電子排布式為基礎(chǔ)再填充13個(gè)電子,即[Ar]3d104s24p1。(2)由元素名稱書寫核外電子排布式。①前三周期主族元素可以根據(jù)最外層電子數(shù)書寫,如S的最外層電子數(shù)為6,其電子排布式為[Ne]3s23p4;②第四周期從K開始數(shù),數(shù)到幾,就可以寫成[Ar](從4s能級開始,依次填充多余的電子)。如寫Fe的基態(tài)原子電子排布式時(shí),從鉀開始數(shù)到鐵為8,則其電子排布式為[Ar]3d64s2;寫Se的基態(tài)原子電子排布式時(shí),從鉀開始數(shù)到Se為16,則其電子排布式為[Ar]3d104s24p4?？键c(diǎn)三元素周期表的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用必備知識自主預(yù)診知識梳理一、元素周期表的結(jié)構(gòu)1.世界上第一張?jiān)刂芷诒硎窃?869年由俄國化學(xué)家

繪制完成的,隨著科學(xué)的不斷發(fā)展,已逐漸演變?yōu)楝F(xiàn)在常用的元素周期表。

2.原子序數(shù)對于原子:原子序數(shù)=

=

=質(zhì)子數(shù)。

3.編排原則周期(橫行):元素原子的

相同,左→右:

遞增;

族(縱列):元素原子的

相同,上→下:

遞增。

門捷列夫

核電荷數(shù)核外電子數(shù)電子層數(shù)原子序數(shù)最外層電子數(shù)電子層數(shù)4.構(gòu)造原理與元素周期表第一周期有兩種元素。其余從ns能級開始以np能級結(jié)束遞增的核電荷數(shù)(或電子數(shù))就等于每個(gè)周期里的元素?cái)?shù)。5.元素周期表的結(jié)構(gòu)

短288長18183232短周期元素和長周期元素8187二、原子結(jié)構(gòu)與元素周期表1.原子結(jié)構(gòu)與周期表的關(guān)系

周期序數(shù)能層數(shù)每周期第一種元素每周期最后一種元素原子序數(shù)基態(tài)原子的簡化電子排布式原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式1111s121s2223[He]2s1101s22s22p63311

4419

5537[Kr]5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6[Ne]3s1

181s22s22p63s23p6[Ar]4s1

361s22s22p63s23p63d104s24p6周期序數(shù)能層數(shù)每周期第一種元素每周期最后一種元素原子序數(shù)基態(tài)原子的簡化電子排布式原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式6655[Xe]6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p67787[Rn]7s11181s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d105f146s26p66d107s27p62.每族元素的價(jià)電子排布特點(diǎn)(1)主族:主族符號ⅠAⅡAⅢAⅣA排布特點(diǎn)

主族符號ⅤAⅥAⅦA—排布特點(diǎn)

—ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5(2)0族:He為1s2,其他為ns2np6。(3)過渡元素(鑭系、錒系及Pd除外):(n-1)d1~10ns1~2。三、元素周期表的分區(qū)1.分區(qū)2.各區(qū)元素分布及價(jià)電子排布

分區(qū)元素分布價(jià)電子排布s區(qū)第ⅠA、ⅡA族

p區(qū)第ⅢA~ⅦA族、0族

d區(qū)第ⅢB~ⅦB族、第Ⅷ族(除鑭系、錒系外)(n-1)d1~9ns1~2(Pd除外)ds區(qū)第ⅠB、ⅡB族(n-1)d10ns1~2f區(qū)鑭系、錒系(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2ns1~2

ns2np1~6微點(diǎn)撥①堿金屬元素位于第ⅠA族,氫元素不屬于堿金屬元素。②元素周期表中第18列是0族,不是第ⅧA族,第8、9、10三列是第Ⅷ族。③根據(jù)元素周期表的構(gòu)成特點(diǎn),可分析每個(gè)族的元素種類,含元素種類最多的族是第ⅢB族,共有32種元素。④過渡元素全部是金屬元素,原子最外層電子數(shù)不超過2個(gè)。⑤由于鑭系和錒系的原因,第六、七周期的第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序數(shù)差為25。⑥能層數(shù)=電子層數(shù)=周期序數(shù),主族序數(shù)=價(jià)電子數(shù)。⑦對于主族元素,價(jià)電子就是最外電子,而對于過渡元素原子(Pd除外)就不僅僅是最外層電子,如Fe的價(jià)電子排布式為3d64s2。自我診斷1.判斷正誤,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)金屬元素和非金屬元素分界線右側(cè)都是非金屬,左側(cè)的都是金屬元素。(

)(2)鐵位于元素周期表的第四周期第ⅧB族。(

)(3)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。(

)(4)從元素周期表的分區(qū)中可以看出,非金屬性最強(qiáng)的是F,金屬性最強(qiáng)的是Cs(放射性元素除外)。(

)(5)過渡元素都是金屬元素,金屬元素只有正價(jià),沒有負(fù)價(jià)。(

)(6)每個(gè)周期都是從堿金屬元素開始到稀有氣體元素結(jié)束。(

)(7)過渡元素中含有非金屬元素。(

)(8)s區(qū)元素都是金屬元素。(

)(9)價(jià)電子排布式為4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族,屬于p區(qū)元素。(

)(10)+3價(jià)陽離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于第Ⅷ族。(

)答案

(1)×

(2)×

(3)×

(4)√

(5)√

(6)×(7)×

(8)×

(9)√

(10)√2.A、B、C、D都是短周期元素,A的原子核外有兩個(gè)電子層,最外層已全充滿;B位于A元素的下一周期,最外層的電子數(shù)是A最外層電子數(shù)的;C的離子帶有兩個(gè)正電荷,它的核外電子排布與A元素原子相同;D與C屬同一周期,D原子的最外層電子數(shù)比A的最外層電子數(shù)少1。(1)根據(jù)題給信息判斷:A是

,B是

,C是

,D是

。

(2)C的離子的核外電子排布式為

;D原子的核外電子排布式為

。

(3)B位于

周期

族,它的最高價(jià)氧化物的化學(xué)式是

,其最高價(jià)氧化物的水化物是一種

酸。

答案

(1)Ne

Si

Mg

Cl

(2)1s22s22p6

1s22s22p63s23p5(3)第三第ⅣA

SiO2弱解析

根據(jù)題意分析可知,A為Ne,B為Si,C為Mg,D為Cl。

關(guān)鍵能力考向突破考向1

元素周期表的結(jié)構(gòu)【典例1】

(2019全國2,9)今年是門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律150周年。下表是元素周期表的一部分,W、X、Y、Z為短周期主族元素,W與X的最高化合價(jià)之和為8。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.原子半徑:W<XB.常溫常壓下,Y單質(zhì)為固態(tài)C.氣態(tài)氫化物熱穩(wěn)定性:Z<WD.X的最高價(jià)氧化物的水化物是強(qiáng)堿

W

XYZ

答案

D

解析

由表格中元素所在周期表中的位置可知,W的最高化合價(jià)比X的最高正化合價(jià)多2,且兩者最高化合價(jià)之和為8,所以X的最高化合價(jià)為+3價(jià),W的最高化合價(jià)為+5價(jià),分別屬于第ⅢA族和第ⅤA族,因?yàn)?種元素均為短周期元素,則W為氮元素,X為鋁元素,Y為硅元素,Z為磷元素。根據(jù)同周期主族元素原子半徑從左到右逐漸減小,同主族元素原子半徑從上到下逐漸增大,可知原子半徑N<Al,A項(xiàng)正確;常溫常壓下Si是固體,B項(xiàng)正確;同主族從上到下元素的非金屬性逐漸減弱,對應(yīng)氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性逐漸減弱,則氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性Z<W,C項(xiàng)正確;Al的最高價(jià)氧化物的水化物是兩性氫氧化物,D項(xiàng)錯(cuò)誤。對點(diǎn)演練1長式周期表共有18個(gè)縱列,從左到右排為1~18列,即堿金屬所在縱列為第1列,稀有氣體元素所在縱列為第18列。按這種規(guī)定,下列說法正確的是(

)A.第9列元素中沒有非金屬元素B.只有第2列的元素原子最外層電子排布式為ns2C.第四周期第9列元素是鐵元素D.第10、11列為ds區(qū)答案

A

解析第9列元素是第Ⅷ族元素,都是金屬元素,沒有非金屬元素,A項(xiàng)正確;第2列元素原子的最外層電子排布式為ns2,此外He的核外電子排布式是1s2,B項(xiàng)錯(cuò)誤;第四周期第9列元素是Co,C項(xiàng)錯(cuò)誤;第11、12列元素為ds區(qū),D項(xiàng)錯(cuò)誤。方法技巧元素周期表結(jié)構(gòu)巧記口訣橫行叫周期,現(xiàn)有一至七,四長三個(gè)短,全部已填滿。縱列稱為族,共有十六族,一八依次現(xiàn)①,一零再一遍②。一縱一個(gè)族,Ⅷ族搞特殊,三縱算一族,占去8、9、10。鑭系與錒系,蝸居不如意,十五擠著住,都屬第ⅢB族。說明:①指第ⅠA族、第ⅡA族、第ⅢB族、第ⅣB族、第ⅤB族、第ⅥB族、第ⅦB族、第Ⅷ族;②指第ⅠB族、第ⅡB族、第ⅢA族、第ⅣA族、第ⅤA族、第ⅥA族、第ⅦA族、第0族?？枷?

元素在周期表中位置的應(yīng)用或推斷【典例2】

在元素周期表中的前四周期,兩兩相鄰的5種元素如圖所示,若B元素的核電荷數(shù)為a。下列說法正確的是(

)A.B、D的原子序數(shù)之差可能為2B.E、B的原子序數(shù)之差可能是8、18或32C.5種元素的核電荷數(shù)之和為5a+10D.A、E的原子序數(shù)之差可能是7答案

C

解析

由題中所給5種元素的位置關(guān)系可以看出,D一定不是第一周期元素,則B、D的原子序數(shù)之差不可能為2,A項(xiàng)錯(cuò)誤;E、B的原子序數(shù)之差為18,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由題意可知5種元素在前四周期,所以D、B、E分別為第二、三、四周期的元素,由元素周期表的結(jié)構(gòu)可知5種元素一定在過渡元素右邊,所以D、E的核電荷數(shù)分別為a-8、a+18,A、C的核電荷數(shù)分別為a-1、a+1,則5種元素核電荷數(shù)之和為5a+10,C項(xiàng)正確;A、E原子序數(shù)之差為19,D項(xiàng)錯(cuò)誤。對點(diǎn)演練2(2020湖北黃岡質(zhì)檢)已知X、Y、Z三種主族元素在元素周期表中的位置如圖所示,設(shè)X的原子序數(shù)為a。則下列說法不正確的是(

)A.Y與Z的原子序數(shù)之和可能為2aB.Y的原子序數(shù)可能為a-17C.Z的原子序數(shù)可能為a+31D.X、Y、Z一定為短周期元素

Y

X

Z

答案

D

解析

X與上、下相鄰元素原子序數(shù)差可能為8、18、32等,故A項(xiàng)、B項(xiàng)、C項(xiàng)正確;若X、Y、Z為短周期元素,則Y為He,不是主族元素,D項(xiàng)不正確。歸納總結(jié)元素周期表中元素原子序數(shù)的序差規(guī)律(1)同周期第ⅡA族與第ⅢA族元素的原子序數(shù)之差有以下三種情況:第二、三周期(短周期)相差