高考化学一轮专题复习 第十二章 第1讲 原子结构与性质课件 新人教版.ppt

第1讲原子结构与性质 考点突破题型透析 考点二原子结构与元素性质 考纲要求 第十二章物质结构与性质 学科素养技能提升 备选素材 考纲要求 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 1 36号 原子核外电子排布 2 了解原子核外电子的运动状态 3 了解元素电离能的含义 并能用以说明元素的某些性质 4 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 5 了解电负性的概念 知道元素的性质与电负性的关系 考点一原子结构 知识梳理思维深化 1 能层 能级与原子轨道关系 3s 2 8 18 3p 3d 32 2n2 2 原子轨道的能量关系 1 轨道形状 s电子的原子轨道呈 p电子的原子轨道呈 2 能量关系 相同能层上原子轨道能量的高低 形状相同的原子轨道能量的高低 同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等 如npx npy npz轨道的能量相等 知识梳理思维深化 考点一原子结构 球形 哑铃形 ns np nd nf 1s 2s 3s 4s 知识梳理思维深化 考点一原子结构 3 原子核外电子的排布规律三个原理 能量最低原理 原子的核外电子排布遵循构造原理 使整个原子的能量处于 a 构造原理示意图 b 注意能级交错现象 核外电子的能量并不是完全按能层序数的增加而升高 不同能层的能级之间的能量高低有交错现象 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 最低状态 知识梳理思维深化 考点一原子结构 泡利原理 1个原子轨道里最多只能容纳 个电子 而且自旋方向 洪特规则 电子排布在同一能级的不同轨道时 基态原子中的电子总是优先 而且自旋方向 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的基态原子电子排布式为 而不是 1s22s22p63s23p63d44s2 2 相反 单独占据一个轨道 相同 全满 半满 全空 1s22s22p63s23p63d54s1 知识梳理思维深化 考点一原子结构 4 基态原子核外电子排布的表示方法 1s22s22p63s23p4 ne 3s23p4 3s23p4 知识梳理思维深化 考点一原子结构 5 电子的跃迁与原子光谱 1 电子的跃迁 基态 激发态 当基态原子的电子吸收能量后 会从 跃迁到 变成激发态原子 激发态 基态 激发态原子的电子从 跃迁到 时会释放出能量 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 低能级 较高能级 较高能极 低能级 吸收 放出 题组设计思维建模 题组一核外电子排布的表示方法 a项 根据构造原理 各能级能量的高低顺序为1s2s2p3s3p4s3d4p5s ns电子的能量一定高于 n 1 p电子的能量 b项 对于c原子 2p能级有3个能量相同的原子轨道 最后2个电子应该以自旋状态相同的方式分布在两个不同的2p轨道上 违反了洪特规则 c项 根据轨道能量高低顺序可知e4s e3d 对于21sc原子 最后3个电子应先排满4s轨道 再排3d轨道 应为1s22s22p63s23p63d14s2 故违反了能量最低原理 d项 对于22ti原子 3p能级共有3个轨道 最多可以排6个电子 如果排10个电子 则违反了泡利原理 a 解析 答案 解析 答案 题组一核外电子排布的表示方法 题组设计思维建模 b项 在书写电子排布式时 不能按填充顺序书写 c项 应为3d104s1 全充满或半充满时稳定 d项违反了洪特规则 a 解析 答案 题组二根据核外电子排布特点推断元素 题组设计思维建模 3 2015 昆明模拟 下列各组表述中 两个原子不属于同种元素原子的是 a 3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子的排布式为1s22s22p63s23p2的原子b 2p能级无空轨道 且有一个未成对电子的基态原子和原子的最外层电子排布式为2s22p5的原子c m层全充满而n层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子d 最外层电子数是核外电子总数1 5的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子 a项 3p能级有一个空轨道的基态原子 按洪特规则可得其3p轨道上只能有两个电子 所以两个原子是同种元素的原子 b项 2p能级无空轨道 且有一个未成对电子的基态原子 它的2p能级上只能是5个电子 所以两原子是同种元素的原子 c项 m层全充满而n层为4s2的原子 m层全充满则m层应为18个电子 而后者的m层上只有8个电子 所以两原子不是同种元素的原子 d项 最外层电子数是核外电子总数的1 5的原子中 最外层电子数要小于或等于8个电子 且电子总数为5的倍数 所以可得该原子可能是原子序数为5 10 15 20 25 30 35 40 其中满足最外层电子数是核外电子总数的1 5且符合核外电子排布规则的只能是35号元素 该元素原子的外围电子排布式为4s24p5 所以两原子是同种元素的原子 c 4 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 题组设计思维建模 题组二根据核外电子排布特点推断元素 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元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn 1 则n 原子中能量最高的是 电子 解析 题组设计思维建模 题组二根据核外电子排布特点推断元素 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fe 4 根据题意要求 首先写出电子排布式 1s22s22p63s23p63d104s1 该元素为29号元素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n 2 所以元素f的原子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 1 c或o 2 clk 3 fe1s22s22p63s23p63d64s2或 ar 3d64s2 4 cu1s22s22p63s23p63d104s1或 ar 3d104s1 5 22p 解析 答案 题组设计思维建模 题组二根据核外电子排布特点推断元素 高考组合题 填空 1 2014 高考安徽卷 1 na位于元素周期表第 周期第 族 s的基态原子核外有 个未成对电子 si的基态原子核外电子排布式为 2 2012 高考浙江卷 多选 可正确表示原子轨道的是 a 2sb 2dc 3pxd 3f 写出基态镓 ga 原子的电子排布式 3 2012 高考福建卷 基态mn2 的核外电子排布式为 4 2013 高考福建卷 基态铜原子的核外电子排布式为 5 2011 高考福建卷 基态氮原子的价电子排布式是 6 2013 高考课标 卷 ni2 的价层电子排布图为 解析 答案 高考真题明确考向 1 3 a21s22s22p63s23p2 2 a c 1s22s22p63s23p63d104s24p1 3 1s22s22p63s23p63d5或 ar 3d5 4 1s22s22p63s23p63d104s1或 ar 3d104s1 5 2s22p3 6 题组二根据核外电子排布特点推断元素 考点二原子结构与元素性质 知识梳理思维深化 1 原子结构与元素周期表元素周期表中每周期所含元素种数 2 8 8 18 18 32 知识梳理思维深化 考点二原子结构与元素性质 2 每族元素原子的价电子排布特点 1 主族 2 0族 he 1s2 其他 ns2np6 3 过渡元素 副族和第 族 n 1 d1 10ns1 2 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 知识梳理思维深化 考点二原子结构与元素性质 3 元素周期表的分区与价电子排布的关系 1 元素周期表的分区 知识梳理思维深化 考点二原子结构与元素性质 2 各区外围电子排布特点 ns1 2 ns2np1 6 知识梳理思维深化 考点二原子结构与元素性质 4 元素周期律 1 元素的电离能 电负性 第一电离能 气态电中性基态原子失去一个电子转化为 所需要的最低能量 电负性 用来描述不同元素的原子对 吸引力的大小 电负性越大的原子 对键合电子的吸引力 气态基态正离子 键合电子 越大 知识梳理思维深化 考点二原子结构与元素性质 2 电离能应用和电负性的应用 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 判断元素的化合价 i1 i2 表示各级电离能 如果某元素的in 1 in 则该元素的常见化合价为 n 如钠元素i2 i1 所以钠元素的化合价为 1 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 知识梳理思维深化 考点二原子结构与元素性质 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 当能量相同的原子轨道在全空 半充满和全充满状态时 第一电离能就会反常的大 电负性的应用 图显 隐 考点二原子结构与元素性质 知识梳理思维深化 考点二原子结构与元素性质 知识梳理思维深化 考点二原子结构与元素性质 知识梳理思维深化 题组设计思维建模 题组一电离能 电负性及其应用 解析 答案 同一周期 第一电离能呈现增大趋势 但由于p轨道处于全空 半充满或全充满时相对稳定 使得第 a族 第 a族元素的第一电离能反而高 故第一电离能n o mg al a b不正确 f的电负性最大 没有正化合价 c不正确 d 2 下列各组元素各项性质比较正确的是 a 第一电离能 b al gab 电负性 f n oc 最高正价 f s sid 原子半径 p n c 根据元素性质的变化规律可知b al ga为同主族元素 自上而下第一电离能逐渐减小 a项正确 f n o电负性大小顺序应为f o n b项错误 f无正化合价 c项错误 d项中正确顺序应为p c n 解析 答案 题组一电离能 电负性及其应用 题组设计思维建模 a 3 2015 南充模拟 以下有关元素性质的说法不正确的是 a 具有下列电子排布式的原子中 1s22s22p63s23p2 1s22s22p3 1s22s22p2 1s22s22p63s23p4原子半径最大的是 b 具有下列价电子排布式的原子中 3s23p1 3s23p2 3s23p3 3s23p4 第一电离能最大的是 c na k rb o s se na p cl 元素的电负性随原子序数增大而递增的是 d 某元素气态基态原子的逐级电离能分别为738 1451 7733 10540 13630 17995 21703 当它与氯气反应时可能生成的阳离子是x3 a项 为si 为n 为c 为s 原子半径最大的为si 正确 b项 为al 为si 为p 为s 第一电离能最大的为p 正确 c项 同一主族元素 第一电离能从上到下逐渐减小 同一周期 第一电离能呈增大趋势 正确 d项 根据电离能突变的情况知 最外层应有2个电子 所以与cl2反应时应呈 2价 d错 解析 答案 题组一电离能 电负性及其应用 题组设计思维建模 d 4 根据下列五种元素的第一至第四电离能数据 单位 kj mol 回答下列各题 题组二元素 位 构 性 间的综合推断 题组设计思维建模 1 在周期表中 最可能处于同一族的是 a q和rb s和tc t和ud r和te r和u 2 下列离子的氧化性最弱的是 a s2 b r2 c t3 d u 3 下列元素中 化学性质和物理性质最像q元素的是 a 硼b 铍c 氦d 氢 题组二元素 位 构 性 间的综合推断 题组设计思维建模 4 每种元素都出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况 这一事实从一个侧面说明 如果u元素是短周期元素 你估计它的第2次电离能飞跃数据将发生在失去第 个电子时 5 如果r s t是同周期的三种主族元素 则它们的原子序数由小到大的顺序是 其中元素 的第一电离能异常高的原因是 1 由表中数据知 r和u的第一至第四电离能变化规律相似 即r和u最可能在同一主族 2 离子的氧化性最弱 即其对应的电离能最小 由表中数据看出u的第一电离能为420kj mol 数值最小 3 q元素各电离能都较大 而且各电离能之间无太大差距 故q最可能为稀有气体元素 4 相邻两个电离能数据相差较大 从一个侧面说明电子是分层排布的 且各能层能量不同 若u为短周期元素 据表中数据第一次电离能飞跃是失去第2个电子时 可推知u在第 a族 则第二次电离能飞跃是在失去第10个电子时发生的 解析 题组二元素 位 构 性 间的综合推断 题组设计思维建模 5 r元素第二电离能有较大飞跃 s元素第三电离能有较大飞跃 t元素第四电离能有较大飞跃 由题意知三者为同周期三种主族元素 可推知r在第 a族 s在第 a族 t在第 a族 故原子序数r s t 由表中数据知s元素的电离能异常高 其原因是s元素的最外层电子处于s能级全充满状况 能量较低 比较稳定 失去一个电子吸收的能量较多 1 e 2 d 3 c 4 电子分层排布 各能层能量不同10 5 r s tss元素的最外层电子处于s能级全充满状态 能量较低 比较稳定 失去一个电子吸收的能量较多 解析 答案 题组二元素 位 构 性 间的综合推断 题组设计思维建模 5 有a b c d e5种元素 它们的核电荷数依次增大 且都小于20 其中a为非金属元素 a和e属同一族 它们原子最外层电子排布为ns1 b和d也属同一族 它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍 c原子最外层上电子数等于d原子最外层上电子数的一半 请回答下列问题 1 a是 b是 c是 d是 e是 2 由这五种元素组成的一种化合物是 写化学式 写出该物质的一种主要用途 题组二元素 位 构 性 间的综合推断 题组设计思维建模 3 写出c元素基态原子的电子排布式 4 用电子排布图表示d元素原子的价电子排布为 5 元素b与d的电负性的大小关系是b d c与e的第一电离能的大小关系是c e 填 或 1 hoalsk 写元素名称也可 2 kal so4 2 12h2o净水剂 3 1s22s22p63s23p1 4 5 解析 答案 题组二元素 位 构 性 间的综合推断 题组设计思维建模 a b c d e5种元素核电荷数都小于20 故都为主族元素 a e同一族且最外层电子排布为ns1 故为第 a族 而a为非金属元素 则a为氢 b d为同一族 其原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍 故其最外层电子排布为ns2np4 为第 a族元素 b核电荷数小于d 则b为氧 d为硫 e为钾 c原子最外层上的电子数为硫原子最外层上电子数的一半 则c为铝 同主族元素自上而下电负性逐渐减小 故b 氧 的电负性大于d 硫 e 钾 的第一电离能小于钠 钠的第一电离能小于c 铝 故第一电离能al k 1 2013 高考上海卷 x y z w是短周期元素 x元素原子的最外层未达到8电子稳定结构 工业上通过分离液态空气获得其单质 y元素原子最外电子层上s p电子数相等 z元素 2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同 w元素原子的m层有1个未成对的p电子 下列有关这些元素性质的说法一定正确的是 a x元素的氢化物的水溶液显碱性b z元素的离子半径大于w元素的离子半径c z元素的单质在一定条件下能与x元素的单质反应d y元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点 x为n或o y的最外层电子排布式为ns2np2 为c或si z为mg w的最外层电子排布式为3s23p1或3s23p5 为al或cl 如果x是o 由h2o2 h2o可知a选项错误 mg2 的半径大于al3 的半径小于cl 的半径 b选项错误 mg与o2 n2均能发生反应 c选项正确 由co2可知d选项错误 高考真题明确考向 题组二元素 位 构 性 间的综合推断 解析 答案 c 2 2013 高考山东卷 第一电离能介于b n之间的第二周期元素有 种 同一周期中元素的第一电离能随原子序数递增 呈现逐渐升高的趋势 但是在第二周期中 be的第一电离能大于b n的第一电离能大于o 故第一电离能介于b和n之间的有be c o三种 解析 答案 题组二元素 位 构 性 间的综合推断 高考真题明确考向 3 3 2012 高考课标全国卷 a族的氧 硫 硒 se 碲 te 有许多重要用途 1 原子的第一电离能是指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最低能量 o s se原子的第一电离能由大到小的顺序为 2 se原子序数为 其核外m层电子的排布式为 1 同一主族元素从上往下第一电离能逐渐减小 2 se属于第4周期 a族元素 原子序数比s多18 m层电子已经排满 排布式为3s23p63d10 解析 答案 题组二元素 位 构 性 间的综合推断 高考真题明确考向 1 o s se 2 343s23