高考化学一轮复习 物质结构与性质第1单元 原子结构与元素的性质课件 苏教版选修.ppt

第一单元原子结构与元素的性质 选修物质结构与性质 2013高考导航 考点一原子结构1 能层与能级 2 原子轨道 1 轨道形状s轨道呈球形 p轨道呈纺锤形 2 形状相同的原子轨道在原子核外空间有不同的伸展方向 s轨道有1个轨道 p轨道有px py pz3个轨道 d轨道有5个轨道 f轨道有7个轨道 3 能量关系 相同电子层上原子轨道能量的高低 ns np nd nf 形状相同的原子轨道能量的高低 1s 2s 3s 4s 同一电子层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等 如2px 2py 2pz轨道的能量相等 3 原子核外电子排布规律 1 能量最低原理 原子核外电子先占据能量最低的轨道 然后依次进入能量较高的轨道 使整个原子处于最低的能量状态 2 泡利不相容原理 每个原子轨道上最多只能容纳2个电子 且它们的自旋状态相反 3 洪特规则 原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时 电子尽可能分占不同的原子轨道 且自旋状态相同 4 原子核外电子排布的轨道能量顺序 特别提醒 1 原子核外电子排布的轨道能量顺序是书写基态原子电子排布式的依据 也是绘制基态原子电子排布图的主要依据之一 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 2 当能量相同的原子轨道在全满 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 24gr的电子排布式为 ar 3d54s1 29cu的电子排布式为 ar 3d104s1 这一点可看成是洪特规则的特例 4 基态原子核外电子排布的表示方法 即时应用1 a b c d e代表5种元素 请填空 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 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元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn 1 则n 原子中能量最高的是 电子 其原子轨道呈 形 解析 1 由题意知 a元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p3 所以a为氮元素 2 氩为18号元素 b的负一价离子电子层结构与氩相同 所以b为氯 c为钾 3 因为d元素正三价离子的3d能级为半充满即3d5 由此推知d元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2 因此为铁元素 4 e元素基态原子的m层全充满 且n层没有成对电子 只有一个未成对电子 由此推出核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1 因此为铜元素 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2p能级的能量最高 p电子的原子轨道呈纺锤形 答案 1 n 2 clk 3 fe1s22s22p63s23p63d64s2或 ar 3d64s2 4 cu1s22s22p63s23p63d104s1或 ar 3d104s1 5 22p纺锤 考点二原子结构与元素周期表的关系1 元素周期表中每周期所含元素种数的变化规律 2 周期表的分区与原子的价电子排布的关系 即时应用2 已知元素周期表中共有18纵行 如图实线表示元素周期表的边界 按电子排布 可把周期表里的元素划分为几个区 s区 p区 d区 ds区等 除ds区外 其他区的名称来自按构造原理最后填入的电子的能级符号 1 请在图中用实线画出s区 p区 d区 ds区的边界线 并分别用阴影表示d区和ds区 2 有的同学受这种划分的启发 认为d区内6 7纵行的部分元素可以排在另一区 你认为应排在 区 3 请在元素周期表中用元素符号标出4s轨道半充满的元素 4 请利用电子排布的相关知识解释fe3 比fe2 稳定的原因 5 随着科学技术的发展 不断有新的元素被发现 若把第七周期排满 则元素周期表共可以排布 种元素 解析 本题从深层次上考查了元素周期表的结构 依据构造原理最后填入的电子的能级符号 将元素周期表划分为几个区 对于24号元素 其核外价电子排布似乎应该是3d44s2 而实际上是3d54s1 原因是能量相同的轨道处于全空 全充满和半充满时能量最低 而29号元素也正是因为这一点而排成3d104s1 而不是3d94s2 故29号 30号元素所在纵行归为ds区 所以该同学认为d区内6 7纵行的部分元素可以排在ds区是有道理的 对于fe3 比fe2 稳定的原因也可从铁的核外电子排布特点来解释 答案 1 如图 2 ds 3 见上表 4 fe价电子的排布式为3d64s2 fe2 为3d6 fe3 为3d5 依据 能量相同的轨道处于全空 全充满和半充满时能量最低 的原则 3d5处于半充满状态 结构更稳定 故fe3 比fe2 稳定 5 118 考点三元素周期表中元素及其化合物的性质递变规律1 电离能 电负性 1 第一电离能 某元素的气态原子失去一个电子形成 1价气态阳离子所需的最低能量 第一电离能数值越小 原子越容易失去一个电子 第一电离能数值越大 原子越难失去一个电子 当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空 半满和全满结构时 原子的能量较低 该元素具有较大的第一电离能 2 电负性 用来衡量元素的原子在化合物中吸引电子的能力 电负性越大 非金属性越强 反之越弱 金属的电负性一般小于1 8 非金属的电负性一般大于1 8 电负性在1 8左右时 既有金属性 又有非金属性 2 性质递变规律 特别提醒金属活动性顺序与元素相应的电离能大小顺序不一致 故不能根据金属活动性顺序表判断电离能的大小 即时应用3 2012 温州高三调研 根据下列五种元素的第一至第四电离能数据 单位 kj mol 1 回答下列各题 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 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 解析 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 1 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 a族 则第二次电离能飞跃是在失去第10个电子时发生的 答案 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 2010 高考安徽卷改编题 x y z w是元素周期表前四周期中的四种常见元素 其相关信息如下表 1 y位于元素周期表第 周期第 族 y和z的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是 写化学式 2 xy2是一种常用的溶剂 xy2的分子中存在 个 键 在h y h z两种共价键中 键的极性较强的是 键长较长的是 3 w的基态原子核外电子排布式是 w2y在空气中煅烧生成w2o的化学方程式是 思路点拨 1 常见的淡黄色的固体有s na2o2 agbr等 2 熟悉元素的电负性递变规律 解析 由题给信息推出x元素基态原子的电子排布式应为1s22s22p2 为碳 y为硫 z为氯 w为铜 1 y为硫 位于元素周期表第3周期第 a族 y和z的最高价氧化物对应的水化物分别是h2so4和hclo4 酸性hclo4 h2so4 2 xy2为cs2 结构式为s c s 存在2个 键 h y为h s键 h z键为h cl键 s元素的非金属性弱于cl元素 原子半径s大于cl 所以键的极性较强的是h cl 键长较长的为h s 3 cu原子的核外电子数为29 3d电子层全充满状态比较稳定 故基态原子核外电子排布式为 ar 3d104s1 cu2s在空气中煅烧生成cu2o和so2 名师指津 1 在写基态原子的轨道表示式时 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 注意对比元素电子排布式 简化电子排布式 元素外围电子排布的区别与联系 如fe的电子排布式 1s22s22p63s23p63d64s2 简化电子排布式 ar 3d64s2 外围电子排布式 3d64s2 根据信息回答下列问题 a 第一电离能i1是指气态原子x g 处于基态时 失去一个电子成为气态阳离子x g 所需的能量 下图是部分元素原子的第一电离能i1随原子序数变化的曲线图 其中12号至17号元素的有关数据缺失 b 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 1 认真分析a图中同周期元素第一电离能的变化规律 推断na ar元素中 al的第一电离能的大小范围为 al 填元素符号 2 从a图分析可知 同一主族元素原子的第一电离能i1变化规律是 3 a图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是第 周期 族 4 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 5 通过分析电负性值变化规律 确定mg元素电负性值的最小范围 6 请归纳元素的电负性和金属性 非金属性的关系是 7 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 即写出判断的方法和结论 是 请设计一个实验方案证明上述所得到的结论 5 根据电负性的递变规律 同周期从左到右电负性逐渐增大 同主族从上到下电负性逐渐减小 可知 在同周期中电负性namg ca 最小范围应为0 93 1 57 6 因电负性可以用来衡量原子吸引电子能力大小 所以 电负性越大 原子吸引电子能力越强 非金属性越强 反之金属性越强 7 alcl3中al与cl的电负性差值为1 55 根据信息 电负性差值若小于1 7 则形成共价键 所以alcl3为共价化合物 共价化合物和离子化合物最大的区别在于熔融状