高考化学一轮复习 第12章 物质结构与性质（选考）第1节 原子结构学案 鲁科版.docVIP

第1节原子结构考纲定位1.了解原子核外电子的运动状态、排布原理和能级分布，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轨道表示式(轨道表示式)。2.了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。3.了解电子在原子轨道之间的跃迁及简单应用。4.了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。考点1| 原子核外电子排布(对应学生用书第233页)考纲知识整合1电子层(或电子层)、能级和原子轨道电子层klmn能级1s2s、2p3s、3p、3d4s、4p、4d、4f原子轨道数目11341359135716最多容纳电子数目2818322.原子轨道的形状、数目及能量关系(1)轨道形状(2)s、p、d、f能级上原子轨道数目依次为1、3、5、7，其中npx、npy、npz三个原子轨道在三维空间相互垂直，各能级的原子轨道半径随电子层数(n)的增大而增大。(3)能量关相同示例(1)(2017全国卷)基态k原子中，核外电子占据最高电子层符号是n，占据该电子层电子的电子云轮廓图形状为球形。(2)(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电子云形象化描述。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，简称能量最低原则。构造原理：原子的核外电子在填充原子轨道时，随着原子核电荷数的递增，原子核每增加一个质子，原子核外便增加一个电子，这个电子大多是按着能级的能量由低到高的顺序依次填充的，填满一个能级再填一个新能级，这种规律称为构造原理。构造原理示意图：(2)泡利不相容原理：一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，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。注：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，体系的能量最低。如24cr的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。提醒：(1)一个原子轨道若有2个电子且自旋状态相反，这2个电子称成对电子，即电子对。(2)一个原子轨道若有1个电子，这个电子称为未成对电子，即单电子。 示例氮原子(n)的电子排布式为1s22s22p3，电子轨道表示式(又称轨道表示式)为，核外电子占据的原子能级数为3，轨道数为5，未成对电子数为3，存在2对自旋相反的电子。4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，电子会从低能级跃迁到较高能级，变成激发态原子。激发态基态：激发态原子的电子从较高能级跃迁到较低能级时会释放出能量。(2)原子光谱：不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。包括吸收光谱和发射光谱。用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。提醒：“七基色”与波长的关系为：按“红、橙、黄、绿、青、蓝、紫”的顺序，波长逐渐变小。高考命题点突破命题点1核外电子排布及其表示方式1(高考组合题)(1)(2017全国卷)氮原子价层电子的轨道表示式(轨道表示式)为_。(2)(2017全国卷)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_。(3)(2016全国卷)基态ge原子的核外电子排布式为ar_，有_个未成对电子。(4)(2016全国卷)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_。(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)(2013全国卷)基态si原子中，电子占据的最高电子层符号为_，该电子层具有的原子轨道数为_、电子数为_。(7)(2012全国卷)se原子序数为_，其核外m层电子的排布式为_。(8)(2016江苏高考)zn2基态核外电子排布式为_。【答案】(1) (2)1s22s22p63s23p63d74s2或ar3d74s2mn(3)3d104s24p22(4)ar3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s22(5)4ar3d5或1s22s22p63s23p63d5(6)m94(7)343s23p63d10(8)ar3d10或1s22s22p63s23p63d102完成下列化学用语(1)cr原子的核外电子排布式_，外围电子排布式_，原子结构示意图_，价电子轨道表示式_。(2)cu2的核外电子排布式_，离子结构示意图_。(3)as的核外电子排布式_，原子结构示意图_，价电子轨道表示式_。(4)co的外围电子排布式_，外围电子轨道表示式_。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d54s13d54s13写出下列原子或离子的电子占的原子轨道数未成对电子数。(1)fe2：_。(2)cu：_。(3)se：_。(4)br：_。【答案】(1)144(2)151(3)182(4)180注意：(1)上述两类化学用语还应注意是原子还是离子，对于阳离子，先失去最外层电子再失去次外层的d电子，如fe2的电子排布式为ar3d6。(2)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n1)d放在ns前。(3)轨道表示式常出现以下错误：命题点2根据核外电子的排布特点推断元素4(1)a元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为_；其价层电子轨道表示式为_。(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的结构示意图为_。(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_，其原子的结构示意图为_。(4)e元素基态原子的m层全充满，n层没有成对电子且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nsnnpn2，则n_；原子中能量最高的是_电子，核外电子轨道表示式为_。(6)g基态原子l层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，则g的价电子排布式为_。(7)h的基态原子4s和3d轨道电子半充满，则h的外围电子轨道表示式为_，未成对电子数为_。【解析】(1)a元素基态原子的电子轨道表示式由题意可写成：，则该元素核外有7个电子，为氮元素，其元素符号为n。(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)e元素的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故e为cu。(5)f元素最外层电子排布式为2s22p4。(6)g基态原子的l层电子排布式为 2s22p4，也是价电子排布式。(7)h基态原子的外围电子排布式为3d54s1，为cr；其未成对电子数有6个。【答案】 命题点3电子跃迁与原子光谱5下列原子的电子跃迁能释放光能形成发射光谱的是() a1s22s22p63s21s22s22p63p2b1s22s22p33s11s22s22p4c1s22s21s22s12p1d1s22s22p1s22s22pba项，吸收光能，形成吸收光谱；b项，由激发态基态，释放光能，形成发射光谱；c项，形成吸收光谱；d项，2px与2py能量相同，不属于电子跃迁。6(2017全国卷)元素k的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为_nm(填标号)。a 404.4b553.5c589.2d670.8e766.5a紫色光对应的波长最短，一般范围为400430 nm。7从电子跃迁的角度指出焰色反应呈现不同颜色光的原理是_。【答案】吸收能量后，电子从激发态向基态发生跃迁，跃迁时以不同颜色光的形式释放出不同能量考点2| 原子结构与元素的性质(对应学生用书第235页)考纲知识整合1元素周期表的结构与性质特点分区元素分布外围电子排布元素性质特点s区a族、a族ns12除氢外都是活泼金属元素p区a族a族、0族ns2np16(he除外)最外层电子参与反应(0族元素一般不考虑)d区b族b族、族(镧系、锕系除外)(n1)d19ns12(pd除外)d轨道也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示例第4周期中，未成对电子数最多的元素是铬(填名称)。(1)它位于b族。(2)核外电子排布式是ar3d54s1。(3)它有4个电子层，7个能级，24种运动状态不同的电子。(4)价电子排布式为3d54s1，价电子轨道表示式为。(5)属于d区。2原子半径(1)影响因素(2)变化规律元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。3电离能(1)定义：处于基态的气态原子失去一个电子，生成1价气态阳离子所需要的能量叫作第一电离能。(2)规律同周期：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，总体呈现从左至右增大的变化趋势。同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小。同种元素的逐级电离能逐渐增大，即i1i2i3。不同电子层的逐级电离能发生突跃，如na的i1i2。(3)电离能的3个重要应用判断元素的金属性和非金属性强弱。i1越大，元素的非金属性越强，i1越小，元素的金属性越强。判断元素在化合物中的化合价。如k：i1i2i3表明k原子易失去1个电子形成1价阳离子。判断元素核外电子的分层排布情况。如li：i1i2i3表明li原子核外的三个电子排布在两个电子层(k、l)上，且最外层上只有一个电子。提醒：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。示例(1)第三周期所有元素的第一电离能(i1)大小顺序为naalmgsispclini的原因是_。(5)(2016全国卷)根据元素周期律，原子半径ga_as，第一电离能ga_as。(填“大于”或“小于”)(6)(2013全国卷)f、k、fe、ni四种元素中第一电离能最小的是_(填元素符号)。【答案】(1)o(2)同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大n原子的2p轨道为半充满状态，具有稳定性，故不易结合一个电子(3)ogezn(4)铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子(5)大于小于(6)k2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1b元素y是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3周期，它可与冷水剧烈反应d由数据分析x中i2i1，x易呈1价，为a族元素，a、c均正确；y中i4i3，易呈3价，应在a族，b正确；若y处于第3周期，则y为铝元素，al不与冷水反应，d错误。3根据信息回答下列问题：不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用数值表示，该数值称为电负性。一般认为：如果两个成键原子间的电负性差值大于1.7，原子之间通常形成离子键；如果两个成键原子间的电负性差值小于1.7，通常形成共价键。下表是某些元素的电负性值：元素符号libebcofnaalsipscl电负性值1.01.52.02.53.54.00.91.51.82.12.53.0(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_性，其中be(oh)2显示这种性质的离子方程式是_。(2)通过分析电负性值的变化规律，确定mg元素的电负性值的最小范围_。(3)请归纳元素的电负性和金属性、非金属性的关系是_。(4)推测alf3、alcl3、albr3是离子化合物还是共价化合物。alf3_，alcl3_，albr3_。【答案】(1)两be(oh)22h=be22h2o、be(oh)22oh=beo2h2o(2)0.91.5(3)非金属性越强，电负性越大；金属性越强，电负性越小(4)离子化合物共价化合物共价化合物(1)金属活动性顺序与元素相应的电离能大小顺序不完全一致，不能根据金属活动性顺序判断电离能的大小。如i1(mg)i1(na)，但活泼性namg。(2)第2、3、4周期的同周期主族元素，a族(ns2np0)和a族(ns2np3)，因p轨道处于全空或半充满状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的a族和a族元素，如第一电离能mgal，ps。(3)共价化合物中，两种元素电负性差值越大，它们形成共价键的极性就越强。(4)同周期稀有气体元素的第一电离能最大，但电负性不是最大。命题点2“位构性”的应用4a、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。 【导学号：95160403】(1)写出e元素在周期表中的位置：_；d元素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的核外电子轨道表示式为。该同学所画的核外轨道表示式违背了_。(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，违背了能量最低原则。(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