2020版高考化学复习 专题12 物质结构与性质 第1讲 原子结构与元素的性质课件 苏教版.ppt

专题十二物质结构与性质,第1讲原子结构与元素的性质,考纲要求:1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理,能正确书写136号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和电子排布图。(宏观辨识与微观探析)2.了解电离能的含义,并能用以说明元素的某些性质。(宏观辨识与微观探析)3.了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。(证据推理与模型认知)4.了解电负性的概念,并能用以说明元素的某些性质。(证据推理与模型认知),考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,原子核外电子排布原理1.能层、能级与原子轨道(1)能层(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能层。通常用K、L、M、N表示,按能层由低到高顺序,各能层电子能量依次升高。(2)能级:同一能层里电子的也可能不同,又将其分成不同的能级,通常用等表示,同一能层里,各能级的能量按的顺序依次升高,即:。(3)原子轨道:电子云轮廓图给出了电子在的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。,能量,能量,能量,s、p、d、f,s、p、d、f,E(s)E(p)E(d)E(f),核外经常出现,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,球形,1,哑铃形,3,5,7,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,特别提醒第一能层(K),只有s能级;第二能层(L),有s、p两种能级,p能级上有三个原子轨道px、py、pz,它们具有相同的能量;第三能层(M),有s、p、d三种能级。能层数=电子层数,每个能层所包含的能级数=能层序数。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.能层、能级的符号和所能容纳的最多电子数,2,2,6,2,6,10,2,6,10,14,2,2,8,18,32,2n2,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,3.基态原子的核外电子排布原则(1)能量最低原理:即电子尽可能地先占有能量低的轨道,然后进入能量高的轨道,使整个原子的能量处于最低状态。如图为构造原理示意图,即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图:,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,注意所有基态原子核外电子排布规则都需要满足能量最低原理。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(2)泡利原理每个原子轨道里最多只能容纳个电子,且自旋状态。,2,相反,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,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或Ar3d54s1。,优先单独,全充满,半充满,全空,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,4.基态原子核外电子排布的表示方法,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,5.原子状态与原子光谱(1)原子的状态基态原子:处于的原子。激发态原子:基态原子的电子吸收能量后,从跃迁到状态的原子。(2)原子光谱不同元素的原子发生电子跃迁时会或不同的光,用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素,称为光谱分析。,最低能量,低能级,高能级,吸收释放,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(3)基态、激发态及光谱示意图,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,自主练习1.判断下列说法是否正确,正确的画“”,错误的画“”。(1)p能级能量一定比s能级的能量高()(2)某原子M层上的电子数一定比L层上的电子数多()(3)磷元素基态原子的轨道表示式为()(4)同一原子中,2p、3p、4p能级的轨道数依次增多()(5)2p和3p轨道形状均为哑铃形,能量也相等(),考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.下列各项叙述正确的是()A.镁原子由1s22s22p63s21s22s22p63p2时,原子释放能量,由基态转化成激发态B.价电子排布为5s25p1的元素位于第5周期第A族,是s区元素C.所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形,但球的半径大小不同D.基态24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2,答案,解析,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考向1电子排布式、排布图的书写例1按要求填空:(1)(2018课标全国,35节选)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为,基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为形。(2)(2017课标全国,35节选)氮原子价层电子的轨道表示式(电子排布图)为。(3)(2017课标全国,35节选)Co基态原子核外电子排布式为,元素Mn与O中,基态原子核外未成对电子数较多的是。(4)(2016课标全国,37节选)镍元素基态原子的电子排布式为,3d能级上的未成对电子数为。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(5)(2016课标全国,37节选)基态Ge原子的核外电子排布式为,有个未成对电子。(6)(2018课标全国,35节选)Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。回答下列问题:下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为、(填标号)。Li+与H-具有相同的电子构型,r(Li+)小于r(H-),原因是。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(3)1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2Mn(4)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s22(5)1s22s22p63s23p63d104s24p2或Ar3d104s24p22(6)DCLi+核电荷数较大,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(5)Ge是第四周期A族元素,是32号元素,核外电子排布式为Ar3d104s24p2,2个4p电子分别位于2个不同轨道上,有2个未成对电子。(6)基态Li原子能量最低,而电子排布图中D图所示状态为基态。处于激发态的电子数越多,原子能量越高,故C表示的能量最高。Li+核电荷数较大,对核外电子的吸引力大,导致其半径小于H-。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(2)当出现d能级时,虽然电子按ns、(n-1)d、np的顺序填充,但在书写电子排布式时,仍把(n-1)d放在ns前。如基态铁原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2;而失电子时,铁先失4s轨道上的电子,如Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,对点演练1.下列关于钠元素的几种表达式错误的是()A.Na+的电子排布图:B.Na+的结构示意图:C.基态Na原子的电子排布式:1s22s22p53s2D.基态Na原子的简化电子排布式:Ne3s1,答案,解析,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考向2根据基态原子核外电子排布推断元素例2A、B、C三种短周期元素,它们的原子序数依次增大。A元素原子核外的p电子数比s电子数少1,B元素原子核外有4种能级填充了电子,且全部充满电子;C元素的主族序数与周期数的差为4。(1)A的基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有个方向,原子轨道呈形。(2)某同学推断B基态原子的核外电子排布为,该同学所画的电子排布图违背了。(3)C位于族区,价电子排布式为。,答案(1)3哑铃(2)泡利原理(3)Ap3s23p5,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,解析根据题干提供的信息,可以推断A为N,B为Mg,C为Cl。(1)N的基态原子中能量最高的电子为2p能级上的电子,电子云在空间有3个伸展方向,原子轨道呈哑铃形。(2)该同学所画的电子排布图中,3s能级上两个电子自旋状态相同,违背了泡利原理。(3)Cl的价电子排布式为3s23p5,位于第三周期A族,属于p区元素。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,归纳总结熟记3种最外层电子的排布特征(1)最外层有3个未成对电子的为ns2np3。136号元素中分别为N、P、As。(2)最外层有2个未成对电子的可能是ns2np2或ns2np4。短周期元素中分别为C、Si和O、S。(3)最外层有一个未成对电子的可能是ns1、ns2np1、ns2np5、(n-1)d5ns1、(n-1)d10ns1。第四周期中的对应元素有K、Ga、Cr、Cu、Br。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,对点演练M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍,R是同周期元素中最活泼的金属元素,X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物,Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题:(1)写出M、R的价电子排布式:M、R。(2)写出X、Y的价电子排布图:X、Y。(3)写出Z的核外电子排布式:,Z的核外未成对电子数为。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,答案(1)2s22p43s1(2)(3)1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s16解析根据题目给出的M、R和X的信息确定,M是氧元素,R是钠元素,X是硫元素。根据M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素确定Y是氯元素。根据Z的基态原子4s和3d轨道半充满,则Z元素原子的核外有24个电子,是铬元素。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,原子结构与元素性质1.原子结构与元素在周期表中的位置关系(1)原子结构与周期表的关系,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(2)每族元素的价电子排布特点主族:,0族:He,1s2;其他:ns2np6。过渡元素(副族和第族):(n-1)d110ns12。,ns2,ns2np1,ns2np2,ns2np3,ns2np4,ns2np5,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(3)根据元素原子的价电子排布进行分区分区简图:,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,各区元素分布与价电子排布特点及性质:,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(4)根据元素金属性与非金属性分区分区简图:,特别说明: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。,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.元素周期律(1)原子半径,变化规律同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐;同主族元素从上到下,原子半径逐渐。,越大,越小,减小,增大,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(2)电离能第一电离能:气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的。符号:;单位:。递变规律a.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。b.同族元素从上至下,第一电离能。c.同种原子的逐级电离能越来越(即I1I2I3)。,最低能量,I1,kJmol-1,最小,最大,从左至右逐渐增大,逐渐减小,大,INi。,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,归纳总结电离能的应用1.判断元素金属性的强弱。电离能越小,金属越容易失去电子,金属性越强。2.判断元素的化合价。用I1、I2表示元素各级电离能,如果某元素的In+1In,则该元素的最高化合价为+n。如钠元素I2I1,所以钠元素的最高化合价为+1。3.判断核外电子的分层排布情况。多电子原子中,元素的各级电离能逐级增大,当电离能的变化出现突跃时,电子层数就可能发生变化。4.反映元素原子的核外电子排布特点。同周期元素从左到右,元素的第一电离能并不是依次增大的,当元素原子最外层p能级是全空、半充满和全充满状态时,第一电离能相对较大。,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,对点演练下表是某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2表示,单位为kJmol-1)。下列关于元素R的判断中一定正确的是(),R的最高正价为+3R元素位于元素周期表中第A族R元素的第一电离能大于同周期相邻元素R元素基态原子的电子排布式为1s22s2A.B.C.D.,答案,解析,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,考向2电负性及其应用例2下表为一些元素的电负性:,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,回答下列问题:(1)根据对角线规则,Be、Al元素最高价氧化物对应水化物的性质相似,它们都具有两性,其中Be(OH)2显示这种性质的离子方程式是。(2)通过分析元素电负性的变化规律,确定Mg元素电负性的最小范围是。(3)请归纳元素的电负性与元素金属性、非金属性的关系:。(4)已知两成键元素的电负性差值大于1.7时形成离子化合物,判断AlCl3是离子化合物还是共价化合物。请说出理由,并设计一个实验方案证明上述所得结论。,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,(2)0.931.57(3)元素的非金属性越强,电负性越大;元素的金属性越强,电负性越小(4)Al元素和Cl元素的电负性差值为1.55”或“N镁原子的3p轨道处于全空,比较稳定,而铝原子3p轨道只有一个电子,不稳定,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,(4)F是Cu,Cu位于元素周期表的ds区,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1。(5)G为As,位于金属与非金属的分界线处,其单质为半导体,其电负性小于磷,原子半径小于锗,第一电离能大于硒。(6)元素D为Mg,活泼性MgAl,I1(Mg)I1(Al),因为Mg的3p轨道处于全空,比较稳定,而Al的3p轨道只有一个电子,不稳定,故活泼性MgAl,而第一电离能则是I1(Mg)I1(Al)。,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,归纳总结正确表述元素周期律,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考点一,考点二,对点演练已知AF都是周期表中前4周期的元素,它们的原子序数依次增大。其中A、C原子的L层有2个未成对电子。D与E同主族,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。F3+的M层3d轨道电子为半充