高考化学 5.1原子结构 原子核外电子排布课件 新人教版.ppt

第一节原子结构原子核外电子排布 基础知识的掌握是形成学科能力的源头 本栏目内容在高考时虽不直接考查 但考题无不由此而生 感觉简单未必掌握 认为掌握未必精准 化主干梳理为习题训练 变知识再现为能力提升 训练式梳理 创新记忆模式 提升复习效果 高考成败 根基在此 不可小觑 三年10考高考指数 1 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 2 了解元素 核素和同位素的含义 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 一 原子的构成1 原子的构成质子 azx中子 核外电子 2 基本关系 1 质子数 核外电子数 2 质量数 原子核 z个 a z个 z个 核电荷数 原子序数 质子数 中子数 3 元素 核素 同位素如图表示元素 核素 同位素之间的关系 1 图中 a表示 b表示 c表示 2 1h 2h 3h h 四种微粒都属于氢元素 原因为它们是 在11h 21h 31h 126c 136c 146c 147n 157n中 有 种核素 种元素 126c 136c 146c的关系为 因为它们是具有相同的 和不同的 的同一元素的不同原子 它们的化学性质 元素 核素 同位素 具有相同核电荷数 质子数 的同一类原子 8 3 互为同位素 质子数 中子数 几乎完全相同 二 原子核外电子排布1 能层 n 1 分层依据 原子核 1k 2l 3m 4n 5o 6p 7q n值 用对应字母表示各能层 离核由近到远电子能量由低到高 2 能层与最多容纳的电子数的关系 每个能层上最多容纳的电子数为 2 能级在多电子原子中 同一能层上电子的能量也可能不同 据此把它们分为不同的能级 1 分类及能量大小 能级种类与能层数相对应 同一能层里 能级的能量按 的顺序依次升高 2n2 s p d f 2 表示方法及最多容纳电子数 1s 2s 2p 3s 3p 3d 2 2 6 2 6 10 3 基态原子的核外电子排布 1 构造原理 基态原子核外电子进入各能级的顺序 箭头方向 如图 2 基态原子核外电子排布的三大规律 能量最低原理基态原子里电子优先排布在 的能级里 然后排布在能量逐渐升高的能级里 泡利原理一个原子轨道里最多只能容纳 电子 且自旋方向 洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道时 总是优先单独占据 且自旋状态 能量最低 2个 相反 一个轨道 相同 3 基态原子核外电子排布的表示方法 1 原子都是由质子 中子 电子构成 分析 1h原子中含有一个质子 不含中子 2 质子数相同的粒子一定属于同种元素 分析 质子数相同的粒子不一定是同种元素 如nh3和h2o分子中的质子数都是10个 3 k元素的基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d1 分析 基态原子的电子排布要遵守能量最低原理 3d能级的能量高于4s能级 所以k元素的基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p64s1 4 p元素基态原子的电子排布图为 分析 由洪特规则可知 p元素基态原子的电子排布图为 重难点知识的透析与掌握是决胜高考的必由之路 本栏目依据考纲 结合教材 提炼知识要点 总结易错误区 同时结合典型例题点拨和深化 逐一突破高考重难点 讲练结合抓住核心 深究细研突破热点 任高考千变万化 总能稳操胜券 赢定高考 原子的构成及元素 核素 同位素之间的关系1 构成原子的粒子 1 一个构成 2 三种关系 原子 质量数 a 质子数 z 中子数 n 质子数 核外电子数 阳离子的核外电子数 质子数 所带电荷数 阴离子的核外电子数 质子数 所带电荷数2 azxmn 中各符号的含义 3 元素 核素 同位素的概念辨析 1 决定元素种类的因素是质子数 质子数相同的核素属于同一种元素 一种元素可以有多种核素 化学变化中不会产生新元素 2 同位素的描述对象是原子 即核素 质子数相同的不同核素互为同位素 高考警示钟 1 判断质子 中子 核外电子之间的关系时要注意微粒的种类是原子还是分子 是阴离子还是阳离子 2 判断微粒是否属于同位素时 要注意针对的是原子 要和同素异形体 同分异构体区分开 3 元素的种类和原子的种类不相等 原子的种类多于元素的种类 典例1 13c nmr 核磁共振 15n nmr可用于测定蛋白质 核酸等生物大分子的空间结构 kurtwuthrich等人为此获得了诺贝尔化学奖 下面有关13c 15n叙述正确的是 a 13c与15n有相同的中子数b 13c与c60互为同素异形体c 15n与14n互为同位素d 15n的核外电子数与中子数相同 解题指南 解答本题要注意以下两点 1 核素符号中左上角数字为质量数 由已知元素的质子数可求中子数 2 同位素是同一元素的不同原子的互称 同素异形体是同种元素形成的不同种单质的互称 解析 选c a项 13c与15n中子数分别为13 6 7 15 7 8 错误 b项 13c表示原子 c60表示单质 不是同素异形体关系 错误 c项 15n与14n是同种元素的不同种原子 它们互为同位素 正确 d项 15n的核外电子数与中子数分别为7 8 错误 技巧点拨 同位素 同素异形体 同分异构体 同系物的比较 变式训练 16o和18o是氧元素的两种核素 na表示阿伏加德罗常数 下列说法正确的是 a 16o2与18o2互为同分异构体b 16o与18o核外电子排布方式不同c 通过化学变化可以实现16o与18o间的相互转化d 标准状况下 1 12l16o2和1 12l18o2均含有0 1na个氧原子 解析 选d a选项中的物质是同一种物质 都是氧气 故a错 b选项中的两种氧原子的电子数相等 核外电子排布也相同 故b错 16o和18o之间的转化是原子核的变化 不是化学变化 故c错 1 12l标准状况下o2的物质的量为0 05mol 含有氧原子数为0 1na 故d正确 变式备选 下列关于指定粒子构成的几种描述中不正确的是 a 37cl与39k具有相同的中子数b 第114号元素的一种核素298114x与82pb具有相同的最外层电子数c h3o 与oh 具有相同的质子数和电子数d o22 和s2 具有相同的质子数和电子数 解析 选c 37cl的中子数为20 39k的中子数为20 原子序数为114的元素位于第七周期第 a族 与pb处于同主族 最外层电子数相等 h3o 的质子数和电子数分别为11 10 oh 的质子数和电子数分别为9 10 o22 的质子数为16 电子数为18 s2 的质子数为16 电子数为18 基态原子核外电子排布的表示方法1 核外电子排布规律 三原理两特例 1 三个原理 遵守能量最低原理 泡利原理 洪特规则 2 两个特例 能级交错现象随着能层的增加核外电子的能量不一定升高 不同能层的不同能级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 当能量相同的能级在全满 p6 d10 f14 半满 p3 d5 f7 和全空 p0 d0 f0 状态时 体系的能量最低 如cr的基态原子电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1 而不是 1s22s22p63s23p63d44s2 2 表示方法 1 电子排布式 按电子排入各能级的顺序 用能级符号依次写出各能级中的电子数 同时注意特例 如 cu 1s22s22p63s23p63d104s1 2 简化电子排布式 稀有气体 价层电子 的形式表示 如 cu ar 3d104s1 3 电子排布图 用方框表示原子轨道 用 或 表示自旋方向不同的电子 按排入能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写 如 p 高考警示钟 1 在写基态原子电子排布图时 常出现以下错误 2 当出现d轨道时 虽然电子按ns n 1 d np的顺序填充 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 3 容易忽视基态原子电子排布式和价电子排布式的区别 典例2 有a b c d e五种元素 它们的核电荷数依次增大 且都小于20 其中c e是金属元素 a和e属同一族 它们原子的最外层电子排布为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 3 写出c元素基态原子的电子排布式 4 写出d元素原子的价电子排布图 解题指南 解答本题时要注意以下两点 1 由原子的最外层电子排布为ns1 可知元素a e在 a族 2 b和d原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍 则最外层电子排布式是ns2np4 属于氧族元素 解析 由b和d属同一族 且它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍 可知b d分别为o s a e原子的最外层电子排布为ns1 e为金属元素 则e为k a的原子序数最小为h元素 再由已知信息可知c为al元素 h o al s k五种元素组成的化合物应该为kal so4 2 12h2o 由于al3 水解可生成al oh 3胶体 故kal so4 2 12h2o可做净水剂 答案 1 hoalsk 写元素名称也可 2 kal so4 2 12h2o做净水剂 3 1s22s22p63s23p1 4 互动探究 1 与e元素电子层数相同 最外层电子数也相同 未成对电子数最多的元素的电子排布式如何书写 提示 e元素有4个电子层 最外层上有1个电子 与e元素电子层数相同 最外层电子数也相同 未成对电子数最多的是4d能级上有5个电子的元素 即cr元素 电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1 2 b d e三种元素形成一种化合物的溶液呈碱性 其原因是什么 提示 由o s k形成的水溶液呈碱性的化合物为k2so3 是强碱弱酸盐 亚硫酸根水解使溶液呈碱性 快速 规范答题是获取高分的必要条件 本栏目将高中阶段的实验题型 文字表述题型以及常见计算类型等化整为零 分类归纳点拨并辅以案例说明 提供答题模板 点拨解题技巧 突破解题时容易出现的 两不能 障碍 即知其所以但不能准确表达 思路清晰但不能快速解答 点滴积累 聚沙成塔 全面提高解题技能 实验探究4 组 连 补 画 解答仪器组装型实验题 典例 1 2011 新课标全国卷 t28 节选 氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂 某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙 请回答下列问题 请选择必要的装置 按气流方向连接顺序为 填仪器接口的字母编号 根据完整的实验装置进行实验 实验步骤如下 检查装置气密性后 装入药品 打开分液漏斗活塞 请按正确的顺序填入下列步骤的标号 a 加热反应一段时间b 收集气体并检验其纯度c 关闭分液漏斗活塞d 停止加热 充分冷却 2 2010 山东高考 t30 节选 实验室制备 收集干燥的so2 所需仪器如下 装置a产生so2 按气流方向连接各仪器接口 顺序为a f 装置d的作用是 装置e中naoh溶液的作用是 精讲精析 1 解题关键点 1 熟练掌握基本仪器的使用原理 技巧 熟悉一套完整的实验制备装置的组成及一般连接顺序 一般顺序为 发生装置 净化装置 收集 或性质验证 装置 尾气吸收装置 2 结合试剂仔细分析题中提供的各个装置的用途及其使用注意事项 如题 1 中用氢氧化钠溶液可以除去hcl 用浓硫酸可以干燥h2 最后连接干燥管可以防止空气中的水蒸气进入h2与ca反应的装置 题 2 中用浓硫酸可以干燥so2 so2有毒 需要进行尾气处理 2 解题疑惑点 1 制备氢化钙的原理和注意事项根据题目信息 制备氢化钙首先要制备h2 根据题目提供的装置可知制备的h2中会混有水蒸气和氯化氢 钙是极活泼的金属 极易与水反应生成氢氧化钙和h2 所以在h2与钙化合之前必须进行除杂和干燥 可以用氢氧化钠溶液除去hcl 用浓硫酸除去h2o g 并且要注意二者的顺序和洗气瓶中导管 长进短出 另外还要防止空气中的水蒸气进入h2与ca反应的装置 即最后还需要连接干燥管 2 制备氢化钙的具体操作步骤h2是易燃气体 反应剩余的h2需要燃烧掉 一定要先收集一部分气体并检验其纯度 反应结束后还需要使氢化钙在h2的氛围中冷却 所以应该最后关闭分液漏斗活塞 停止制取h2 3 收集so2时d装置的作用根据题意要求 必须收集干燥的气体 a为发生装置 c为干燥装置 因为so2比空气重且易溶于水 必须用向上排空气法收集 b为气体收集装置 因为so2有毒 则e为尾气处理装置 结合so2与naoh溶液反应可能会引起液体倒吸 则d为防倒吸装置 参考答案 1 i e f d c j k 或k j a b a d c 2 decb防止倒吸吸收多余的so2 1 仪器组装型实验题两种常见的考查方式 1 已经给出实验中所需要的仪器 要求按照题目要求进行连接 2 已经给出仪器的连接 但是缺少某一种或几种仪器 要求按照题目要求补出相应的仪器或装置 2 解题策略解答仪器组装型实验题的关键是要认真审题 明确题目的要求 将给定的实验分出先后顺序 并结合顺序找出每步实验所需要的仪器进行连接 1 已经给出实验所需仪器需要连接型解答此类题目的关键是思维要有序 即结合题目要求 明确实验步骤 按发生装置 净化装置 收集 性质验证 装置 尾气处理装置的顺序 再结合题意和装置 进行组合 2 已经给出仪器或仪器的连接 补足缺少的某一种或几种仪器型 解答这类题目的关键是结合题意和仪器的连接顺序 明确每一步要进行的操作 对应的装置是什么 从而确定出此处缺少的仪器或装置 然后从题目已知的仪器中选出所需要的仪器补在相应位置 或按照题目要求画出所需要的仪器或装置 总之 仪器组装型实验题的解题关键是熟练掌握基本的仪器和装置的使用及其注意问题 同时认真审题 明白每步实验中发生的反应是什么或每步中进行的操作是什么 这样问题才能迎刃而解 1 开发和合理利用核能是人类解决能源危机的一个重要途径 原子核在一定条件下发生裂变或聚变能释放出大量的能量 这就是核能 下面是一个自发进行的核裂变过程 25298cf14256ba 10642mo 410n 下列有关说法正确的是 a 核裂变或聚变中化学能转变为核能b 该核裂变中质子数守恒c ba是人工核反应制得的超铀元素d 10642mo中含有106个中子 解析 选b 由题知裂变或聚变释放出大量的能量 说明是核能转化为热能 a不正确 超铀元素指原子序数大于92u的元素 c不正确 d项中106表示质量数 中子数为64 2 在d轨道中电子排成 而不排成最直接的根据是 a 能量最低原理b 泡利不相容原理c 洪特规则的特例d 洪特规则 解析 选d 根据洪特规则 电子排布时优先占据不同的轨道且自旋状态相同 故选d 3 化学用语是学习化学的重要工具 以下化学用语或表述正确的是 a 乙烯的结构简式 ch2ch2b 中质子数与电子数之比为3 2c 钙离子的基态电子排布式 1s22s22p63s23p6d nahco3水解反应的离子方程式 hco3 h2oh3o co32 解析 选c 有机物的结构简式中要突出官能团 乙烯的结构简式为ch2 ch2 a不正确 该离子带一个正电荷 说明质子总数比核外电子数多1个 质子数与电子数之比为9 8 b不正确 钙离子是钙原子失去2个4s电子形成的 基态电子排布为1s22s22p63s23p6 c正确 hco3 h2oh3o co32 是hco3 的电离方程式 d不正确 4 某元素的一种同位素x的原子质量数为a 含n个中子 它与1h原子组成hmx分子 在aghmx中所含质子的物质的量是 a b c d 解析 选a 同位素x的质量数为a 中子数为n 因此其质子数为a n