高考化学一轮复习技能突破课件第11章第1讲《原子结构与性质》.pptVIP

第一讲 原子结构与性质,1.了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(136号)原子核外电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。 2了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。,3了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。 4了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。,1用原子结构理论分析和解决有关元素的性质问题。 2书写电子排布式、轨道表示式。 3用电离能、电负性等解释元素的某些性质。,一、电子层、能级与原子轨道 1电子层(n)：在多电子原子中，核外电子的_是不 同的，按照电子的_差异将其分成不同电子层。通常用K、L、M、N、O、P、Q表示相应的第1、2、3、4、5、6、7电子层，能量依次升高 2能级：同一电子层里的电子的_也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用_等表示，同一电子层里，各能级的能量按_的顺序升高，即_。,能量,能量,能量,s、p、d、f,s、p、d、f,E(s)E(p)E(d)E(f),3原子轨道：表示电子在原子核外的一个空间运动状态。电子云轮廓图给出了电子在_的区域，这种电子云轮廓图也就是原子轨道的形象化描述。,核外经常出现,球形,1,纺缍形,3,试分析前三电子层与能级、原子轨道的关系。 提示 第1电子层(K)，只有s能级；第2电子层(L)，有s、p两种能级；第3电子层(M)，有s、p、d三种能级；s能级有一个原子轨道，p能级有三个原子轨道px、py、pz，d能级有五个原子轨道，各能级上的原子轨道具有相同的能量。,原子核外的电子排布使整个原子的能量处于最低状态。 一个原子轨道中最多只能容纳_电子，并且这两个电子的_必须相反。 对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时；将尽可能分占_并且_相同，如氮原子的轨道 表示式为_。,二、基态原子的核外电子排布的三原则 1能量最低原则,2泡利不相容原理,3洪特规则,2个,自旋方向,不同的轨道,自旋方向,洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在_(p6、d10、f14)、_(p3、d5、f7)和_(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。,全满,半满,全空,什么是基态原子和激发态原子？ 提示 基态原子就是处于最低能量状态的原子；当基态原子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。当电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，释放一定频率的光子，相反，则吸收一定频率的光子，这是产生原子光谱的原因。,(1)含义 第一电离能：处于基态的气态原子失去一个电子转化为1价气态阳离子所需要的_，符号_，单位_。 (2)规律 同周期：第一种元素的第一电离能_，最后一种元素的第一电离能_，总体呈现_的变化趋势。 同族元素：从上至下第一电离能_。 同种原子：逐级电离能越来越_(即I1_I2_I3)。,三、电离能和电负性 1电离能,最低能量,I1,kJmol1,最小,最大,从左至右逐渐增大,逐渐减小,大,(1)含义：元素的原子在化合物中_能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中_的能力越_。 (2)标准：以最活泼的非金属氟的电负性为_作为标度，计算得出其他元素的电负性(稀有气体未计)。 (3)变化规律 金属元素的电负性一般_，非金属元素的电负性一般_，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右，它们既有金属性又有非金属性。 在元素周期表中，同周期从左至右，元素的电负性逐渐_，同主族从上至下，元素的电负性逐渐_。,2电负性,吸引电子,吸引电子,强,4.0,小于1.8,大于1.8,减小,增大,原子结构“三、二、一”要点 三个原则：能量最低原则、泡利不相容原理、洪特规则。 二个图式：电子排布式、轨道表示式。 一个顺序：基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序。 排布顺序 绝大多数元素的原子核外电子的排布将遵循如下图所示的排布顺序。,三个要点,交错现象 从图中可看出，不同能层的能级有交错现象，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。,(1)判断金属性与非金属性强弱 (2)分析原子核外电子层结构，如某元素的In1In，则该元素的最外层电子数为n。 (3)判断化学键类型 (1)判断一种元素是金属元素还是非金属元素，以及金属性与非金属性的强弱 (2)判断元素在化合物中的价态 (3)判断化学键类型,两个应用,1电离能的应用,2电负性的应用,在写基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误：,我的警示,请用核外电子排布的相关规则解释Fe3较Fe2更稳定的原因？ 提示 26Fe价层电子的电子排布式为3d64s2，Fe3价层电子的电子排布式为3d5，Fe2价层电子的电子排布式为3d6。根据“能量相同的轨道处于全空、全满和半满时能量最低”的原则，3d5处于半满状态，结构更为稳定，所以Fe3较Fe2更为稳定。,问题征解,1电子层、能级、原子轨道及其最多容纳电子数的关系,必考点85 基态原子的核外电子排布及表示方法,(1)电子排布式：用数字在能级符号右上角表明该能级上排布的电子数。例如，K：1s22s22p63s23p64s1。为了简化，通常把内层已达稀有气体电子结构的部分称为“原子实”，用该稀有气体的元素符号加方括号来表示。例如，K：Ar4s1。 (2)轨道表示式：用或表示原子轨道，和分别表示两种不同自旋方向的电子。如氧原子的核外电子轨道表示式可表示为 。核外电子轨道表示式能直观地反映出原子的核外电子的自旋情况以及成对电子对数和未成对的单电子数。,2.原子核外电子排布的表示方法,(3)价电子排布式：如Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为3d64s2。价电子排布式能反映基态原子的能层数和参与成键的电子数以及最外层电子数。 (4)基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序是书写基态原子的电子排布式的依据，也是绘制基态原子的轨道表示式的主要依据之一。,3基态原子的核外电子排布的表示方法(以硫原子为例),(1)写出下列原子的电子排布式与简化电子排布式,【典例1】,(2)按要求用三种化学用语表示基态铁原子和三价铁离子，并回答问题。,铁原子最外层电子数为_，铁在发生化学反应时，参加反应的电子可能是_。 请你通过比较、归纳，分别说出3种不同化学用语所能反映的粒子结构信息。 解析 (2)根据构造原理，先写26号铁原子(基态)的电子排布式，画出原子结构示意图，依据洪特规则，画出电子排布图。,答案 (1),(2),2 4s上的2个电子和3d上的1个电子 结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各能层上的电子数。电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。电子排布图：能反映各轨道的能量的高低，各轨道上的电子分布情况及自旋方向。,(1)任一电子层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该电子层序数；(2)以s、p、d、f排序的各能级可容纳的最多电子数依次为其原子轨道数1、3、5、7的二倍；(3)基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序中存在着能级交错现象；(4)我们一定要记住前四电子层的能级排布顺序(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)。(5)当出现d轨道时，虽然电子按ns，(n1)d，np顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正确；Fe：1s22s22p63s23p64s23d6错误。,A、B、C、D、E、F代表6种元素。请填空： (1)A元素基态原子的最外层有2个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为_； (2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为_，C的元素符号为_； (3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为_，其基态原子的电子排布式为_；,【应用1】,(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为_，其基态原子的电子排布式为_。 (5)F元素的原子的最外层电子排布式为nsnnpn1，则n_；原子中能量最高的是_电子。,解析 (1)A元素基态原子的次外层有2个电子，故次外层为K层，A元素有2个电子层，由题意可写出其轨道表示式为： ，则该元素核外有6个 电子，为碳元素，其元素符号为C，另外氧原子同样也符合要求，其轨道表示式为： 。 (2)B、C的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C为19号元素K。,(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2即26号元素铁。 (4)根据题意要求，首先写出电子排布式： 1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号Cu。 (5)s能级只有1个原子轨道，故最多只能容纳2个电子，即n2，所以元素F的原子的最外层电子排布式为2s22p3，由此可知F是N元素；根据核外电子排布的能量最低原理，可知氮原子的核外电子中的2p能级能量最高。 答案 (1)C或O (2)Cl K (3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2 (4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1 (5)2 2p,1原子核外电子排布的周期性变化,必考点86 核外电子排布与元素周期表的关系,2.周期表的分区与原子的价电子排布的关系,下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表某一种化学元素。 (1)下列_(填写编号)组元素的单质可能都是电的良导体。 a、c、h b、g、k c、h、l d、e、f,【典例2】,(2)如给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响：原子核对核外电子的吸引力，形成稳定结构的倾向。下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量(kJmol1)：,通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量：_ _。 表中X可能为以上13种元素中的_(填写字母)元素，则该元素属于_区元素。用元素符号表示X和j所能形成的化合物的化学式是 _。 Y是周期表中_族元素。 以上13种元素中，_(填写字母)元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。,解析 b为H，a为Na，c为Mg，d为Sr，e为Ti，f为Al，g为Ge，h为C，i为P，j为O，k为Te，l为Cl，m为Ar。 (1)金属以及碳为电的良导体，所以都符合。 (2)由于Li失去一个电子后，达到稳定结构，所以再失去一个电子所需能量远远大于失去第一个电子所需能量。根据X的逐级电离能数据，X最外层应有1个电子，应为Na元素，即a，Na在s区，Na与O(j)可形成Na2O，Na2O2两种化合物。根据Y的逐级电离能数据，Y最外层应有3个电子，对应的元素应为Al(f)。稀有气体元素原子最稳定，失去第1个电子需要能量最多。,答案 (1) (2)锂原子失去核外第一个电子后即达到稳定结构，所以锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量 a s Na2O和Na2O2 A m,1若已知元素的价电子排布，可直接判断该元素在周期表中的位置。如：某元素的价电子排布为4s24p4，由此可知，该元素位于p区，为第4周期A族元素。即最外电子层为其周期数，最外层电子数为其族序数，但应注意过渡元素(副族与第族)的最外电子层为其周期数，外围电子数应为其纵列数而不是其族序数(镧系、锕系除外)。 2根据元素金属性与非金属性可将元素周期表分为金属元素区和非金属元素区，处于金属与非金属交界线(又称梯形线)附近的非金属元素具有一定的金属性，又称为半金属或准金属，但不能叫两性非金属。,原子结构与元素在周期表中的位置关系,【应用2】,(1)在周期表中，最可能处于同一族的是_。 AQ和R BS和T CT和U DR和T ER和U,(2)电解它们的熔融氯化物，以下过程最可能正确的是_。 AQ22eQ BR22eR CS33eS DT33eT (3)它们的氯化物的化学式，最可能正确的是_。 AQCl2 BRCl CSCl3 DTCl (4)S元素最可能是_。 As区元素 B稀有气体元素 Cp区元素 D准金属,(5)下列元素中，化学性质和物理性质最像Q元素的是_。 A氦(1s2) B铍(1s22s2) C锂(1s22s1) D氢(1s1) 解析 (1)根据电离能的变化趋势，Q为稀有气体元素，R为第A族元素，S为第A族元素，T为第A族元素，U为第A族元素，所以R和U处于同一主族。(2)Q不能形成阳离子，R形成1价阳离子，S形成2价阳离子，T应形成3价阳离子，选项D正确。(3)根据Q、R、S、T呈现价态，B正确。(4)根据电离能数据，S最外层应有2个电子，所以该元素应处于s区。(5)由于Q是稀有气体元素，所以氦的物理性质和化学性质与此最像。 答案 (1)E (2)D (3)B (4)A (5)A,Hold住考向,原子结构的考查集中在核外电子排布规律以及元素性质的周期性变化和应用方向。题型以填空题为主，常与物质结构和性质的其他考点综合在一起来考查。问题的设置以核外电子排布的表示方法和元素电负性、电离能的大小判断，及其变化规律和应用为主。2014年考查点和命题方式将保持不变。,名师揭秘,1(2012全国课标卷，37节选)Se原子序数为_，其核外M层电子的排布式为_。 解析 Se位于第四周期，与S的原子序数相差18，故其原子序数为34。由于其核外M层有18个电子，故M层的电子排布式为3s23p63d10。 答案 34 3s23p63d10,原子的核外电子排布与其表示方法,2(2012浙江自选模块，15节选)(1)可正确表示原子轨道的是 ( )。 A2s B2d C3px D3f (2)写出基态镓(Ga)原子的电子排布式_。 答案 (1)AC (2)1s22s22p63s23p63d104s24p1或Ar3d104s24p1,3(2012山东理综，32节选)Ni是元素周期表中第28号元素，第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是_。 解析 Ni的外围电子排布式为3d84s2，3d能级上有2个未成对电子，第二周期中未成对电子数为2的元素有C、O，其中C的电负性较小。 答案 C(碳) 4(2012江苏，21A节选)Mn2基态的电子排布式可表示为_。 答案 1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5,52011全国课标卷，37(2)基态B原子的电子排布式为_；B和N相比，电负性较大的是_，BN中B元素的化合价为_。 解析 B的原子序数为5，不难写出其电子排布式。B和N同处第二周期，N的电负性比B强，所以在BN中B元素显3价。 答案 1