高考化学二轮复习 选考部分 物质结构与性质教案.doc

物质结构与性质考点一原子结构一、理清2个概念1能层：原子核外电子是分层排布的，根据电子的能量差异，可将核外电子分成不同的能层。2能级：在多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，不同能量的电子分成不同的能级。3能层与能级的关系能层一二三四五符号klmno能级1s2s 2p3s 3p 3d4s 4p 4d 4f5s 5p最多电子数22 626 10 2 6 101426电子离核远近近远电子能量高低低高二、熟记原子轨道的形状、数目和能量关系三、掌握基态原子核外电子排布1排布原则注意当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)、全空(p0、d0、f0)时原子的能量最低，如24cr的电子排布式为ar3d54s1,29cu的电子排布式为ar3d104s1。2填充顺序构造原理绝大多数元素的原子核外电子的排布遵循如图所示的排布顺序，人们把它称为构造原理。它是书写基态原子核外电子排布式的依据。3电子排布式和电子排布图(或轨道表达式)以硫原子为例电子排布式1s22s22p63s23p4简化电子排布式ne3s23p4电子排布图(或轨道表示式)价电子排布式3s23p4四、明晰原子的状态和原子光谱1原子的状态(1)基态原子：处于最低能量的原子。(2)激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，从低能级跃迁到较高能级状态的原子。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基点小练1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)p能级能量一定比s能级的能量高()(2)基态钠原子的电子排布式为1s22s22p62d1()(3)基态磷原子的电子排布图为 ()(4)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多()(5)cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2()(6)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等()2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的价电子排布式为3d64s2，fe3的价电子排布式为3d5，fe2的价电子排布式为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，结构更稳定，所以fe3较fe2更稳定。本考点是一些识记性的基础知识，在高考中，常以某个问题出现在非选择题中，结合原子结构与元素的性质进行综合考查，高考再现率极高，在备考复习中，以下基础知识要理清。1按要求填空。(1)(2016全国甲卷)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_。(2)(2016全国乙卷)基态ge原子的核外电子排布式为_，有_个未成对电子。(3)(2016江苏高考)zn2基态核外电子排布式为_。(4)(2015全国卷)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用_形象化描述。在基态 14c原子中，核外存在_对自旋相反的电子。(5)(2014全国卷)基态fe原子有_个未成对电子。fe3的电子排布式为_。(6)(2014福建高考)基态硼原子的电子排布式为_。(7)(2014安徽高考)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_。(8)(2013全国卷)基态si原子中，电子占据的最高能层符号为_，该能层具有的原子轨道数为_、电子数为_。解析：(1)ni是28号元素，根据核外电子的排布规律可知，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2。根据洪特规则可知，ni原子3d能级上8个电子尽可能分占5个不同的轨道，其未成对电子数为2。(2)ge(锗)元素在周期表的第四周期、第a族，因此核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或ar3d104s24p2，p轨道上的2个电子是未成对电子。(3)zn为30号元素，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，失去最外层的2个电子即可得到zn2，zn2的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或ar3d10。(4)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布用电子云形象地描述。基态 14c原子的电子排布图为，则核外存在2对自旋相反的电子。(5)基态fe原子的核外电子排布式为ar3d64s2，其中3d能级有4个轨道未充满，含有4个未成对电子。fe原子失去4s轨道的2个电子和3d轨道的1个电子形成fe3，则其电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或ar3d5。(6)b是5号元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p1。(7)基态s原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，有2个未成对电子，si是14号元素，基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2。(8)si的最高能层为第三能层，其符号为m，该能层有 1个 s轨道、3个p轨道和5个d轨道，共9个轨道，si在该能层有4个电子。答案：(1)1s22s22p63s23p63d84s2或ar3d84s22(2)1s22s22p63s23p63d104s24p2或ar3d104s24p22(3)1s22s22p63s23p63d10或ar3d10(4)电子云2(5)41s22s22p63s23p63d5(或ar3d5)(6)1s22s22p1(7)21s22s22p63s23p2(8)m942(2017太原模拟)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的元素位于第五周期第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d24cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2解析：选c镁原子由1s22s22p63s21s22s22p63p2时，原子吸收能量，由基态转化成激发态，a错误；价电子排布为5s25p1的元素，位于第五周期第a族，是p区元素，b错误；所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形，能层越大，球的半径越大，c正确；24cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，半充满轨道能量较低，d错误。3(2017天水模拟)下列轨道表示式能表示氮原子的最低能量状态的是()解析：选aa项，符合电子的基态排布原理，表示氮原子的最低能量状态，正确；b、c项，2p的3个电子排布违背洪特规则，不是基态原子的排布，错误；d项，表示b原子的基态核外电子，错误。4下列关于钠元素的几种表达式错误的是()cna的电子排布式：1s22s22p53s2dna的简化电子排布式：ne3s1解析：选ca项，钠离子核外电子数为10，核外电子排布式为1s22s22p6，电子排布图：；b项，na的结构示意图为；c项，基态na原子的电子排布式：1s22s22p63s1，符合题意；d项，na的简化电子排布式：ne3s1。5(2017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()a3p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b2p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cm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的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子解析：选ca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，其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。1核外电子排布的表示方法表示方法含义举例原子或离子结构示意图表示核外电子分层排布和核内质子数na：na：电子式表示原子最外层电子数目 核外电子排布式表示每个能级上排布的电子数s：1s22s22p63s23p4或ne3s23p4s2：1s22s22p63s23p6电子排布图(轨道表示式)表示每个原子轨道中电子的运动状态o：价电子排布式或排布图表示价电子的排布2“两原理，一规则”的正确理解(1)原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规则、泡利原理，若违背其一，则原子能量不处于最低状态。注意在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：(2)半充满、全充满状态的原子结构稳定，即ns2、np3、np6等处于相对稳定结构状态。如cr：3d54s1、mn：3d54s2、cu：3d104s1、zn：3d104s2。(3)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n1)d、np的顺序填充，但在书写时，仍把(n1)d放在ns前。考点二原子结构与元素的性质一、熟记原子结构与元素周期表的关系1原子结构与元素周期表的关系周期电子层数每周期第一种元素每周期最后一种元素原子序数基态原子的电子排布式原子序数基态原子的电子排布式二23he2s1101s22s22p6三311ne3s1181s22s22p63s23p6四419ar4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五537kr5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6 六655xe6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6 2每族元素的价电子排布特点(1)主族主族aaaaaaa排布特点ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5(2)0族：he：1s2；其他：ns2np6。(3)过渡元素(副族和第族)：(n1)d110ns12。3元素周期表的分区(1)根据原子核外电子排布分区分区简图：各区元素分布及性质与价电子排布特点：分区元素分布价电子排布元素性质特点s区a、a族ns12除氢外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反应p区a族a族、0族ns2np16通常是最外层电子参与反应d区b族b族、族(除镧系、锕系外)(n1)d19ns12d轨道可以不同程度地参与化学键的形成ds区b族、b族(n1)d10ns12金属元素f区镧系、锕系(n2)f014(n1)d02ns2镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近(2)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。二、掌握元素周期律1电离能、电负性(1)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最低能量。(2)电负性：用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越强。2原子结构与元素性质的递变规律项目同周期(从左右)同主族(从上下)原子核外电子排布 能层数相同，最外层电子数逐渐增多最外层电子数相同，能层数递增原子半径逐渐减小(0族除外)逐渐增大元素主要化合价最高正价由17(o，f除外)，最低负价由41最高正价主族序数(o，f除外)，非金属最低负价主族序数8原子得、失电子能力得电子能力逐渐增强；失电子能力逐渐减弱得电子能力逐渐减弱；失电子能力逐渐增强第一电离能增大的趋势逐渐减小电负性逐渐增大逐渐减小元素金属性、非金属性金属性逐渐减弱；非金属性逐渐增强金属性逐渐增强；非金属性逐渐减弱3对角线规则在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的。如右所示。基点小练1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)共价化合物中，成键元素电负性大的表现为负价()(2)根据元素周期律，氮与氧相比，后者的第一电离能大()(3)过渡元素中含有非金属元素()(4)s区全部是金属元素()(5)电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大()(6)价电子排布为4s24p3的元素位于第四周期a族，是p区元素()(7)价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期a族，是s区元素()2第四周期中，未成对电子数最多的元素是_。(填名称)(1)它位于第_族。(2)核外电子排布式是_。(3)它有_个能层，_个能级，_种运动状态不同的电子。(4)价电子排布式：_，价电子排布图：_。(5)属于_区。答案：铬(1)b(2)1s22s22p63s23p63d54s1或ar3d54s1(3)4724(4)3d54s1(5)d3为什么mg的第一电离能比al大，p的第一电离能比s大？提示：mg的电子排布式为1s22s22p63s2，p的电子排布式为1s22s22p63s23p3，镁原子、磷原子最外层的3s2、3p3能级中，电子处于全满或半满稳定状态，失电子较难。4为什么na容易形成1价离子，而mg、al易形成2价、3价离子？提示：na的i1比i2小很多，电离能差值很大，说明失去第一个电子比失去第二个电子容易得多，所以na容易失去一个电子形成1价离子；mg的i1和i2相差不多，而i2比i3小很多，所以mg容易失去两个电子形成2价离子；al的i1、i2、i3相差不多，而i3比i4小很多，所以al容易失去三个电子形成3价离子。题点(一)电离能及其应用1已知x、y是主族元素，i为电离能，单位是kjmol1。请根据表中所列数据判断，下列说法错误的是()元素i1i2i3i4x5004 6006 9009 500y5801 8202 75011 600a.元素x的常见化合价是1价b元素y是第a族元素c元素x与氯形成化合物时，化学式可能是xcld若元素y处于第三周期，它可与冷水剧烈反应解析：选d由数据分析x中i2i1，x易呈1价，为第a族元素，a、c均正确；y中i4i3，易呈3价，应在第a族，b正确；若y处于第三周期，则y为铝元素，al不与冷水反应，d错误。2根据表中所列五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kjmol1)，回答下列问题：元素代号i1i2i3i4q2 0804 0006 1009 400r5004 6006 9009 500s7401 5007 70010 500t5801 8002 70011 600u4203 1004 4005 900(1)在元素周期表中，最可能处于同一族的是_(填字母，下同)。aq和rbs和tct和udr和ter和u(2)下列离子的氧化性最弱的是_。as2br2ct3 du(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(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次电离能突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_。解析：(1)根据电离能的变化趋势知，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)由于u为第a族元素且比r电离能小，所以u的氧化性最弱。(3)由于q是稀有气体元素，所以氦的物理性质和化学性质与其最像。(4)电离能的突跃变化，说明核外电子是分层排布的。若u是短周期元素，则u是na，其核外电子排布式为1s22s22p63s1，由于2s22p6所处能层相同，所以它的第2次电离能突跃数据发生在失去第10个电子时。(5)同一周期，第一电离能呈增大趋势，但第a族、第a族比相邻元素要高，因为其最外层电子呈全充满或半充满结构。答案：(1)e(2)d(3)c(4)电子分层排布，各能层能量不同10(5)rstss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电离能应用的规律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in1in，则该元素的常见化合价为n。如钠元素i2i1，所以钠元素的化合价为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，有一定的规律性。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。题点(二)电负性及其应用3下表为一些元素的电负性：元素符号libebcofnaalsipscl电负性0.981.572.042.553.443.980.931.611.902.192.583.16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)通过分析电负性变化规律，确定mg元素电负性的最小范围_。(3)请归纳元素的电负性和金属、非金属的关系是_。(4)从电负性角度，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。答案：(1)be(oh)22h=be22h2o，be(oh)22oh=beo2h2o(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1.553dc5d4f d5p4d解析：选bb项，3d能级的能量高于4s能级的能量，b项错误。3(2017唐山模拟)在d轨道中电子排布成，而不能排布成，其最直接的根据是()a能量最低原理 b泡利原理c原子轨道构造原理 d洪特规则解析：选d据图知，4个电子占据不同的轨道且自旋状态相同，其根据是洪特规则。4(2017南充模拟)若某原子在处于能量最低状态时，外围电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是()a该元素原子处于能量最低状态时，原子中共有3个未成对电子b该元素原子核外共有5个电子层c该元素原子的m能层共有8个电子d该元素原子最外层共有3个电子解析：选ba项，该元素原子处于能量最低状态时，只有4d能级上有1个未成对电子，错误；b项，该原子核外有5个电子层，正确；c项，该元素原子m能层电子排布为3s23p63d10，共有18个电子，错误；d项，该原子最外层上有2个电子，错误。5(2013山东高考)下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是() 解析：选a同主族元素从上到下电负性依次减小，a正确；卤族元素中氟无正价，b错误；hf分子间存在氢键，hf熔沸点最高，c错误；卤族元素从上到下单质分子间范德华力依次增大，熔点依次升高，d错误。6(2017忻州模拟)下列叙述中正确的是()a同周期元素中，a族元素的原子半径最大ba族元素的原子，其半径越大，越容易得到电子c当各轨道处于全满、半满、全空时原子较稳定d同一周期中，碱金属元素的第一电离能最大解析：选c同周期元素中，从左至右原子半径依次减小，所以同周期元素中，a族元素的原子半径最小，a错误；a族元素的原子，其半径越大，越不容易得电子，b错误；当各轨道处于全满、半满、全空时，能量最低，原子较稳定，c正确；同一周期中，碱金属元素的第一电离能最小，d错误。7a、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为第四周期元素，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i1738 kjmol1，i21 451 kjmol1，i37 733 kjmol1，i410 540 kjmol1；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元素在周期表中位置：_；d元素的原子的核外电子排布式：_。(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。该同学所画的电子排布图违背了_。(3)已知ba5为离子化合物，写出其电子式：_。(4)基态f原子的电子排布式为_。解析：由题意分析知f为k，a为h，b为n；由电离能知c的2价稳定，为mg，d为p，e为cl。(2)该同学未排满3s能级就排3p能级，违背了能量最低原理。(3)nh5为离子化合物，则为铵盐，存在nh和h。(4)f为19号元素钾，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1。答案：(1)第三周期第a族1s22s22p63s23p3(2)能量最低原理(3)(4)1s22s22p63s23p64s1或ar4s1课下提能练1下列说法或有关化学用语的表达正确的是()a在基态多电子原子中，p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量b基态fe原子的外围电子排布图为c因氧元素电负性比氮元素大，故氧原子第一电离能比氮原子第一电离能大d根据原子核外电子排布的特点，cu在元素周期表中位于s区解析：选b同一能层中的p轨道电子能量一定比s轨道电子能量高，但外层s轨道电子能量比内层p轨道电子能量高，a错误；基态铁原子外围电子排布式为3d64s2，外围电子排布图为，b正确；n原子的2p轨道处于半充满状态，第一电离能大于氧原子，c错误；cu的外围电子排布式为3d104s1，位于元素周期表的ds区，d错误。2(2017朔州模拟)如图是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况，其中正确的是()解析：选d同一轨道电子自旋状态相同，违背泡利原理，a错误；2p能级有3个电子，应在3个不同的轨道，违背洪特规则，b错误；同能级不同轨道的成单电子自旋状态不同，违背了洪特规则，c错误，d正确。3(2017上海青浦区模拟)下列描述中正确的是()a氮原子的价电子排布图：b2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等c价电子排布为4s24p3的元素位于第四周期第a族，是p区元素d钠原子由1s22s22p63s11s22s22p63p1时，原子释放能量，由基态转化成激发态解析：选c氮原子的电子排布图应为，a错误；2p和3p轨道形状均为哑铃形，但是原子轨道能量3p2p，b错误；价电子排布为4s24p3的元素有4个电子层，最外层电子数为5，位于第四周期第a族，属于p区元素，c正确；基态na原子的电子排布式为1s22s22p63s1，由基态转化成激发态1s22s22p63p1时，电子能量增大，需要吸收能量，d错误。4下列有关电子排布图的表述正确的是() 解析：选aa单核10电子粒子基态时电子排布式为1s22s22p6，每个轨道内排布2个电子，