高三化学一轮复习 选考部分 物质结构与性质 1 原子结构与元素的性质课件 鲁科版选修3.ppt

选考部分,选修3物质结构与性质,第1节原子结构与元素的性质,-4-,考纲要求:1.了解原子核外电子的排布原理及能级分布,能用电子排布式表示常见元素(136号)原子核外电子、价电子的排布。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。,-5-,基础梳理,考点突破,原子结构,1.能层、能级和最多容纳电子数之间的关系,-6-,基础梳理,考点突破,-7-,基础梳理,考点突破,2.原子轨道的形状和能量关系,-8-,基础梳理,考点突破,3.原子核外电子排布规律(1)能量最低原则:原子的电子排布遵循构造原理,能使整个原子的能量处于最低状态。基态原子核外电子进入原子轨道的顺序。示意图如下:,-9-,基础梳理,考点突破,(2)泡利不相容原理:一个原子轨道里最多容纳2个电子,并且这两个电子的自旋方向必须相反。(3)洪特规则:对于基态原子,电子在能量相同的轨道上排布时,将尽可能分占不同的轨道并且自旋方向相同。洪特规则特例:当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,体系的能量较低,原子较稳定。如24Cr的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,而不是1s22s22p63s23p63d44s2。,-10-,基础梳理,考点突破,4.基态原子核外电子排布的表示方法,-11-,基础梳理,考点突破,5.原子状态与原子光谱(1)原子的状态。基态原子:处于最低能量的原子。激发态原子:基态原子的电子吸收能量后,从基态跃迁到激发状态的原子。(2)原子光谱:不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同的光,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。(3)基态、激发态及光谱示意图。,-12-,基础梳理,考点突破,自主巩固判断正误,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)铁元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6()(3)Cr的基态原子的简化电子排布式为Ar3d44s2()(4)基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)E(2s)E(2px)B.原子半径:C.电负性:D.最高正化合价:=,-35-,基础梳理,考点突破,考查角度一原子结构与元素周期表(1)核外电子排布与周期的划分一个能级组最多所能容纳的电子数等于一个周期所包含的元素种类数,因此元素周期表中7个周期分别对应7个能级组,7个周期对应的元素种数分别为2、8、8、18、18、32、32。周期与主量子数n相关,最外层电子的主量子数为n时,该原子所属元素属第n周期。(2)核外电子排布与族的划分价电子与外围电子排布与化学反应有密切联系的电子,称为价电子。价电子一般是最外层原子轨道上的电子,部分元素涉及次外层及倒数第三层上的电子,故将价电子层排布称为外围电子层排布。,-36-,基础梳理,考点突破,核外电子排布与族的划分族的划分与原子的价电子数目和价电子排布密切相关。一般说,同族元素的价电子数目相同。主族元素价电子全部排在最外层的ns和np轨道上,主族元素族序数等于最外层电子数(价电子数)。稀有气体除氦元素外,最外层电子排布均为ns2np6。过渡元素中,BB族,价电子数目仍与族序数相同,价电子排布为(n-1)d68ns2的为族。B与B族则是按ns轨道上的电子数划分的。(3)元素周期表区的划分s区元素:A族和A族;p区元素:AA族和0族;d区元素:B族族;ds区元素:包括B族和B族;f区元素:包括镧系元素和锕系元素。,-37-,基础梳理,考点突破,例3在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时,人们发现价电子排布相似的元素集中在一起。据此,人们将元素周期表分为五个区,并以最后填入电子的轨道能级符号作为该区的符号,如图所示。,-38-,基础梳理,考点突破,(1)在s区中,族序数最大、原子序数最小的元素,原子的价电子的电子云形状为球形。(2)在d区中,族序数最大、原子序数最小的元素,常见离子的电子排布式为Fe2+:1s22s22p63s23p63d6,Fe3+:1s22s22p63s23p63d5,其中较稳定的是Fe3+。(3)在ds区中,族序数最大、原子序数最小的元素,原子的价电子排布式为3d104s2。(4)在p区中,第2周期第A族元素原子价电子的轨道表示式为。(5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚,它们在f区中。,解析,-39-,基础梳理,考点突破,跟踪训练1.在下列横线上填上适当的元素符号(在自然界中能稳定存在的元素)。(1)在第3周期中,第一电离能最小的元素是Na,第一电离能最大的元素是Ar。(2)在元素周期表中,电负性最大的元素是F,电负性最小的元素是Cs。(3)最活泼的金属元素是Cs。(4)最活泼的非金属元素是F。(5)第2、3、4周期原子中p能级半充满的元素是N、P、As。,-40-,基础梳理,考点突破,解析:同周期从左到右,元素的I1呈增大趋势,同周期最左边金属元素I1最小,稀有气体I1最大,故第3周期中I1最小的为Na,最大的为Ar。电负性的递变规律:同周期(0族除外)从左到右逐渐增大,同主族从上到下逐渐减小,故在自然界能稳定存在的元素中,电负性最大的元素是氟,电负性最小的元素为铯。,-41-,基础梳理,考点突破,2.下表为元素周期表前三周期的一部分:,(1)X的氢化物的稳定性与W的氢化物的稳定性比较:NH3PH3(填化学式),原因是氮元素的非金属性(或电负性)比磷强(或者是NH键的键长比PH的短)。(2)X的基态原子的轨道表示式是(填序号),-42-,基础梳理,考点突破,另一轨道表示式不能作为基态原子的轨道表示式是因为它不符合C。A.能量最低原理B.泡利不相容原理C.洪特规则(3)以上五种元素中,Ne(填元素符号)元素第一电离能最大。(4)由以上某种元素与氢元素组成的三角锥形分子E和由以上某种元素组成的直线形分子G反应,生成两种直线形分子L和M(组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10),反应如图所示,试写出该反应的化学方程式是2NH3+3F26HF+N2。,解析,-43-,基础梳理,考点突破,考查角度二电离能及应用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;反之越弱。2.判断元素的化合价(I1、I2表示各级电离能)如果某元素的In+1In,则该元素的常见化合价为+n价。如钠元素I2I1,所以钠元素的化合价为+1价。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,有一定的规律性。当电离能的变化出现突变时,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向右,元素的第一电离能并不是逐渐增大的,当元素的核外电子排布是全空、半充满和全充满状态时,第一电离能就会反常的大。,-44-,基础梳理,考点突破,例4(2015河北秦皇岛模拟)下表列出了某短周期元素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(B),R的最高正价为+3价R元素位于元素周期表中第A族R元素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,-45-,基础梳理,考点突破,误区警示:利用第一电离能的变化解决问题时的注意事项:同一周期的主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,原因是核电荷数增多,而电子层数不变,原子核对核外电子的吸引力增大;由于第一电离能与原子核外电子排布有关,所以在解答此类题目时注意第一电离能的总体变化趋势与个别元素的反常现象。,-46-,基础梳理,考点突破,跟踪训练1.(2015陕西模拟)A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素,其中A、B、C、D、E为短周期元素,F为第4周期元素,F还是前四周期中电负性最小的元素。已知:A原子的核外电子数与电子层数相等;B元素原子的核外p电子数比s电子数少1个;C原子的第一至第四电离能为I1=738kJmol-1,I2=1451kJmol-1,I3=7733kJmol-1,I4=10540kJmol-1;D原子核外所有p轨道为全充满或半充满;E元素的族序数与周期序数的差为4。(1)写出E元素在周期表中的位置:第3周期A族;D元素的原子的核外电子排布式:1s22s22p63s23p3。(2)某同学根据题目信息和掌握的知识分析C的核外电子排布为。该同学所画的轨道式违背了能量最低原理。,-47-,基础梳理,考点突破,(3)已知BA5为离子化合物,写出其电子式:(4)DE3中心原子杂化方式为sp3,其空间构型为三角锥形。2.(2015潍坊昌乐模拟)下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题:,-48-,基础梳理,考点突破,(1)元素p为26号元素,请写出其基态原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d64s2。(2)d与a反应的产物的分子中,中心原子的杂化形式为sp3。(3)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,请用原子结构的知识解释发光的原因:电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光(子)的形式释放能量。(4)o、p两元素的部分电离能数据列于下表:,-49-,基础梳理,考点突破,比较两元素的I2、I3可知,气态o2+再失去一个电子比气态p2+再失去一个电子难。对此,你的解释是Mn2+的3d轨道电子排布为半满状态,比较稳定。(5)第3周期8种元素按单质熔点高低的顺序如图()所示,其中电负性最大的是2(填下图中的序号)。,(),-50-,基础梳理,考点突破,(6)表中所列的某主族元素的电离能情况如图()所示,则该元素是Al(填元素符号)。,(),解析,-51-,基础梳理,考点突破,考查角度三电负性和电负性的应用,-52-,基础梳理,考点突破,例5已知元素的电负性和元素的化合价一样,也是元素的一种基本性质。下面给出14种元素的电负性:,已知:两成键元素间电负性差值大于1.7时,形成离子键,两成键元素间电负性差值小于1.7时,形成共价键。,-53-,基础梳理,考点突破,(1)根据表中给出的数据,可推知元素的电负性具有的变化规律是随着原子序数的递增,元素的电负性呈周期性变化;(2)通过分析电负性值变化规律,确定Mg元素电负性值的最小范围为0.9xAlB.锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳C.Ni是元素周期表中第28号元素,第2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碳D.F、K、Fe、Ni四种元素中电负性最大的是F,-56-,基础梳理,考点突破,2.根据信息回答下列问题:如图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图(其中12号至17号元素的有关数据缺失)。,-57-,基础梳理,考点突破,(1)认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律,推断NaAr元素中,Al的第一电离能的大小范围为NaH2SB.碳元素的电负性小于氧元素,每个CO2分子中有4个键C.同周期主族元素的原子形成的简单离子的电子层结构一定相同D.Na、Mg、Al三种元素,其第一电离能由大到小的顺序为MgAlNa,答案,解析,-63-,基础梳理,考点突破,2.(2015安徽理综)C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。(1)Si位于元素周期表第3周期第A族。(2)N的基态原子核外电子排布式为1s22s22p3,Cu的基态原子最外层有1个电子。