【人教版】2019高考化学一轮复习第5章-第1讲原子结构与核外电子排布梳理+通解+集训78页.ppt

第一讲原子结构与核外电子排布 1 了解元素 核素和同位素的含义 2 了解原子构成 了解原子序数 核电荷数 质量数 质子数 中子数 核外电子数以及它们之间的相互关系 3 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 原子核外电子的排布 了解原子核外电子的运动状态 1 原子结构及其组成微粒间的关系 2 原子核外电子排布规律及其表示方法 3 元素 核素 同位素的有关辨析 一 原子的结构1 原子的构成 2 原子结构中常见的微粒关系 1 原子 2 离子的核外电子数 提示 二 元素 核素 同位素1 元素 具有相同 即 的同一类原子的总称 2 核素 具有一定数目和一定数目的一种原子 可用符号表示 3 同位素 1 概念 相同而不同的同一种元素的不同互称为同位素 2 特征 具有相同存在形态的同位素 化学性质几乎完全相同 天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般不变 核电荷数 质子数 质子 中子 质子数 中子数 核素 三 核外电子排布 一 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 O P Q 表示相应的第一 二 三 四 五 六 七 能层 能量依次升高2 能级 同一能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 同一能层里 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 试分析前三能层与能级 原子轨道的关系 提示第一能层 K 只有s能级 第二能层 L 有s p两种能级 第三能层 M 有s p d三种能级 s能级上只有一个原子轨道 p能级上有三个原子轨道px py pz d能级上有五个原子轨道 各能级上的原子轨道具有相同的能量 二 基态原子的核外电子排布的三原理1 能量最低原理原子的电子排布遵循能使整个原子的能量处于最低状态 2 泡利原理在一个原子轨道中 最多只能容纳电子 并且这两个电子的相反 构造原理 2个 自旋状态 3 洪特规则当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 并且相同 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 单独占据一个轨道 自旋状态 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 处于最低能量的原子 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 这是产生原子光谱的原因 两个提醒 原子结构中的两个不一定 1 质量数 A 质子数 Z 中子数 N 但质子数和中子数不一定相等 2 任何微粒都有质子 但不一定有中子 也不一定有核外电子 如H 只有质子 没有中子和电子 一种关系 元素 核素 同位素之间的关系 四种微粒 质子数和核外电子数分别相等的微粒 三个要点 原子结构 三 二 一 要点三个原理 核外电子排布三个原理 能量最低原理 泡利原理 洪特规则两个图式 核外电子排布两个表示方法 电子排布式 电子排布图一个顺序 核外电子排布顺序 构造原理构造原理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 人们把它称为构造原理 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 我的警示 在写基态原子的电子排布图时 常出现以下错误 问题征解 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Fe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 必考点37原子结构相关的四 量 比较四 量 比较 答案D 1 同种元素可以有若干种不同的核素 也可以只有一种核素 有多少种核素就有多少种原子 2 同种元素是质子数相同的所有核素的总称 同位素是同一元素不同核素之间的互称 3 元素周期表中给出的相对原子质量是元素的相对原子质量 而不是该元素的某种核素的相对原子质量 应用1 经国际纯粹与应用化学联合会确认 由该中心合成的第112号化学元素从即日起获正式名称 Copernicium 相应的元素符号为 Cn 选择2月19日为新元素正式冠名日 也是因为这一天是哥白尼的生日 有报道称Cn原子含有165个中子 下列有关112号元素的相关说法正确的是 B 该元素的相对原子质量为277C 该原子的核外电子数为112D 该原子能够稳定存在 解析该原子的质量数为112 165 277 A项不正确 元素的相对原子质量是此元素各种同位素相对原子质量与该同位素原子所占的原子个数百分比的乘积之和 B项不正确 元素周期表中84号元素以后的均为放射性元素 故D项不正确 元素的原子序数 质子数 核外电子数 C项正确 答案C 必考点38常用特征电子层结构与常见等电子微粒1 1 20号元素的特殊的电子层结构 1 最外层有1个电子的元素 H Li Na K 2 最外层电子数等于次外层电子数的元素 Be Ar 3 最外层电子数是次外层电子数2倍的元素 C 4 最外层电子数是次外层电子数3倍的元素 O 5 最外层电子数是内层电子数总数一半的元素 Li P 6 最外层电子数是次外层电子数4倍的元素 Ne 7 次外层电子数是最外层电子数2倍的元素 Li Si 8 次外层电子数是其他各层电子总数2倍的元素 Li Mg 9 次外层电子数与其他各层电子总数相等的元素Be S 10 电子层数与最外层电子数相等的元素 H Be Al 2 核外电子相等的微粒 1 18电子 的微粒 2 其他等电子数的微粒 10电子 的微粒 CH4 NH3 H2O HF Ne NH H3O OH O2 F Na Mg2 Al3 等 9电子 的微粒 F OH NH2 CH3 取代基 14电子 的微粒 Si N2 CO C2H2 2电子 的微粒 He H Li Be2 H2说明稀有气体原子的电子层结构与同周期的非金属元素形成的阴离子 下一周期的金属元素形成的阳离子的电子层结构相同 如F Ne和Na 的电子层结构相同 典例2 用A B C2 D E F G和H分别表示含有18个电子的八种微粒 离子或分子 请回答下列问题 1 A元素是 B元素是 C元素是 用元素符号表示 2 D是由两种元素组成的双原子分子 其分子式是 3 E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子 其分子式是 4 F是由两种元素组成的三原子分子 其分子式是 5 G分子中含有4个原子 其分子式是 6 H分子中含有8个原子 其分子式是 解析含有18个电子的简单阳离子为Ca2 和K 简单阴离子为Cl S2 等 氢化物有HCl H2S PH3 H2O2 C2H6等 其他的如F2 Ar等 答案 1 KClS 2 HCl 3 F2 4 H2S 5 H2O2 或PH3 6 C2H6 18电子 10电子粒子与分子空间结构相联系是高考的一个考点 需引起注意 18电子粒子 HCl 直线形 H2S V形 PH3 三角锥形 SiH4 正四面体形 10电子粒子 HF 直线形 H2O V形 NH3 三角锥形 CH4 正四面体形 应用2 已知A B C D是中学化学中常见的四种不同粒子 它们之间存在如图所示的转化关系 反应条件已经略去 1 如果A B C D均是10电子的粒子 请写出A D的电子式 A D 2 如果A和C是18电子的粒子 B和D是10电子的粒子 请写出 A与B在溶液中反应的离子方程式为 根据上述离子方程式 可以判断C与B结合质子的能力大小是 用化学式或离子符号表示 必考点39基态原子的核外电子排布及表示方法1 能层 能级 原子轨道及其最多容纳电子数的关系 2 原子的核外电子排布式 图 的书写 1 核外电子排布式 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 Ar 4s1 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 构造原理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电子排布图的主要依据之一 3 基态原子的核外电子排布的表示方法 以硫原子为例 典例3 1 写出下列原子的电子排布式与简化电子排布式 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 24s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 任一能层的能级总是从s能级开始 而且能级数等于该能层序数 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 构造原理中存在着能级交错现象 4 我们一定要记住前四能层的能级排布顺序 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 当出现d轨道时 虽然电子按ns n 1 d np顺序填充 但在书写电子排布式时 仍把 n 1 d放在ns前 如Fe 1s22s22p63s23p63d64s2正确 Fe 1s22s22p63s23p64s23d6错误 应用3 2013 皖南六校联考 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 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nsnnpn 1 则n 原子中能量最高的是 电子 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n 2 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 ClK 3 Fe1s22s22p63s23p63d64s2或 Ar 3d64s2 4 Cu1s22s22p63s23p63d104s1或 Ar 3d104s1 5 22p 解答此类题目时通常以原子结构特点为依据进行推断 如无中子的原子是H 短周期电子层数与最外层电子数相等的原子是H Be Al 外层电子数是内层电子数2倍的元素是C等 另外还要掌握以下几个要点 熟记元素符号 直接导出 掌握几种关系 列式导出 利用排布规律 逐层导出 弄清带电原因 分析导出 抓住元素特征 综合导出 根据量的关系 计算导出 当场指导 3 D和E两种元素相比较 其原子得电子能力较强的是 写名称 以下说法中 可以证明上述结论的是 填写编号 a 比较这两种元素的常见单质的沸点b 二者形成的化合物中 D元素显负价c 比较这两种元素的气态氢化物的稳定性d 比较这两种元素氢化物的水溶液的酸性 4 元素A D E与钠元素可形成两种酸式盐 均含有该四种元素 这两种酸式盐在水溶液中反应的离子方程式是 5 由元素A B D组成的一元酸X为日常生活中的调味剂 元素A F组成的化合物为Y 在等体积 等pH的X Y的溶液中分别加入等质量的锌粉 反应后若最后仅有一份溶液中存在锌粉 则反应过程中两溶液中反应速率的大小关系是 X Y 填 或 6 元素F的单质常温下是一种气体 工业上主要是通过电解其钠盐的饱和溶液的方法获得该气体 假定装入的饱和溶液为100mL 电解前后溶液体积变化可忽略 当测得阴极上产生11 2mL 标准状况 气体时停止通电 将溶液摇匀 此时溶液的pH为 评分细则 1 第二周期第 A族 2分 A族 写成 族 或 五族 扣1分 2 2Na2O2 2H2O 4Na 4OH O2 3分 化学式写错或没配平不给分 不写 扣1分 3 氧 1分 写成元素符号扣1分 bc 2分 错选不给分 少选一个扣1分 Hold住考向 名师揭秘高考主要考查原子结构中各种微粒关系 原子核外电子排布规律及原子核外电子排布的表示方法 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 2014年考查点和命题方式将保持不变 5 通过化学变化可实现16O与18O间的相互转化 2010 山东 9C 2 2011 上海 9 氯元素在自然界有35Cl和37Cl两种同位素 在计算式34 969 75 77 36 966 24 23 35 453中 A 75 77 表示35Cl的质量分数B 24 23 表示35Cl的丰度C 35 453表示氯元素的相对原子质量D 36 966表示37Cl的质量数解析A项中75 77 表示35Cl原子的丰度 B项中24 23 表示37Cl的丰度 D项37Cl的质量数为37 答案C 1 2012 全国大纲 10 元素X形成的离子与钙离子的核外电子排布相同 且X的离子半径小于负二价硫离子的半径 X元素为 A AlB PC ArD K 解析具有相同电子层结构的微粒 核电荷数越大其离子半径越小 选项A Al3 具有第二周期稀有气体电子层结构 选项B 磷离子半径大于负二价硫离子的半径 选项C Ar为稀有气体元素 不能形成离子 选项D K 具有与钙离子相同的电子层结构 且半径小于负二价硫离子 答案D 2 2010 全国理综 12 短周期元素W X Y Z的原子序数依次增大 且W X Y Z的最外层电子数与其电子层数的比值依次为2 3 4 2 不考虑0族元素 下列关于这些元素的叙述错误的是 A X和其他三种元素均可形成至少2种的二元化合物B W和X Z两种元素分别形成的二元化合物中 均有直线形分子C W X和Y三种元素可以形成碱性化合物D Z和其他三种元素形成的二元化合物 其水溶液均呈酸性 解析W X Y Z都是短周期元素 电子层都不超过3 Y 的最外层电子数与其电子层数的比值为4 Y 的最外层电子数只能为8 Y 的电子层数为2 故Y为Na Z的原子序数大于Y 且最外层电子数与电子层数 3层 的比值为2 故Z为S X为第二周期元素 X为O 四种元素都不是0族元素 W为C O与其他三种元素都能形成至少2种二元化合物 A说法正确 CS2和CO2都是直线形分子 B说法正确 Na2CO3和NaHCO3都是显碱性的化合物 C说法正确 Na2S溶液显碱性 D说法错误 答案D 3 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3s