【三维设计】高考化学一轮复习 第一节 原子结构与性质课件 新人教版选修3.ppt

一 原子核外电子排布及表示方法1 能层 能级及其最多容纳电子数的关系 2 原子轨道 1 s电子的原子轨道呈球形对称 ns能级上各有1个原子轨道 2 p电子原子轨道呈纺锤形 np能级各有3个原子轨道 相互垂直 3 nd能级各有5个原子轨道 4 nf能级有7个原子轨道 3 原子核外电子排布原理 1 能量最低原理 原子的核外电子排布遵循构造原理 使整个原子的能量处于最低状态 原子轨道能量由低到高的顺序为1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 2 泡利原理 1个原子轨道里最多容纳2个电子 且自旋方向相反 3 洪特规则 当电子排布在同一能级的不同轨道时 总是优先单独占据一个轨道 且自旋方向相同 4 特例有少数元素的基态原子的电子排布对于构造原理有1个电子的偏差 因为能量相同的原子轨道在全充满 如p6和d10 半充满 如p3和d5 和全空 如p0和d0 状态时 体系的能量较低 原子较稳定 4 基态原子核外电子排布的表示方法 1 原子结构示意图 或称原子结构简图 可表示核外电子分层排布和核内质子数 如 2 电子式可表示原子最外层电子数目 如 3 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 如k 1s22s22p63s23p64s1 为了避免电子排布式书写过于繁琐 把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示 如k ar 4s1 4 轨道表示式 电子排布图 每个方框代表一个原子轨道 每个箭头代表一个电子 如第二周期元素基态原子的电子排布如下图所示 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 三 元素周期律1 原子半径 1 原子半径的周期性变化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 稀有气体元素除外 同主族元素从上到下 原子半径逐渐增大 2 微粒半径比较在中学要求的范围内可按 三看 规律来比较微粒半径的大小 一看 电子层数 当电子层数不同时 电子层数越多 半径越大 二看 核电荷数 当电子层数相同时 核电荷数越大 半径越小 三看 核外电子数 当电子层数和核电荷数均相同时 核外电子数越多 半径越大 3 判断微粒半径大小的规律 同周期从左到右 原子半径依次减小 稀有气体元素除外 同主族从上到下 原子或同价态离子半径均增大 阳离子半径小于对应的原子半径 阴离子半径大于对应的原子半径 如r na r cl r k r ca2 不同价态的同种元素的离子 核外电子数多的半径大 如r fe2 r fe3 r cu r cu2 2 电离能 电负性 1 第一电离能 气态电中性基态原子失去1个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量 电离能是衡量气态原子失去电子难易程度的物理量 元素的电离能越小 表示气态时越容易失电子 还原性越强 镁和铝相比 镁第一电离能大 磷与硫相比 磷第一电离能大 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 非金属性越强 反之越弱 电负性的变化规律是 同周期从左到右 元素的电负性逐渐变大 同主族从上到下 元素的电负性逐渐变小 因此电负性大的元素集中在元素周期表的右上角 电负性小的元素位于元素周期表的左下角 在元素周期表中 电负性最大的元素是氟 电负性最小的元素是铯 短周期元素中电负性最小的是钠 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 而位于非金属三角区边界的 类金属 的电负性则在1 8左右 它们既有金属性 又有非金属性 用电负性判断化学键的类型一般认为 如果两个成键元素原子间的电负性差值大于1 7 它们之间通常形成离子键 如果两个成键元素原子间的电负性差值小于1 7 它们之间通常形成共价键 3 元素性质递变规律 4 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 例1 有四种短周期元素 它们的结构 性质等信息如下表所述 请根据表中信息填写 1 a原子的核外电子排布式 2 b元素在周期表中的位置 离子半径 b a 填 大于 或 小于 3 c原子的电子排布图是 其原子核外有 个未成对电子 能量最高的电子为 轨道上的电子 其轨道呈 形 4 d原子的电子排布式为 d 的结构示意图是 5 b的最高价氧化物对应的水化物与a的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为 与d的氢化物的水化物反应的化学方程式为 名师精析 根据题中信息可推出 a为na b为al c为n d为cl 1 na原子核外电子排布式为1s22s22p63s1 2 b为al 其在元素周期表中的位置为第3周期第 a族 na 与al3 核外电子排布相同 核电荷数al3 大于na 故r al3 r na 3 c为n 其电子排布图为 其中有3个未成对电子 能量最高的为p轨道上的电子 其轨道呈纺锤形 4 d为cl 其核外电子排布式为1s22s22p63s23p5 简化电子排布式为 ne 3s23p5 cl 的结构示意图为 5 本题考查al oh 3分别与naoh 盐酸反应的方程式 al oh 3 naoh naalo2 2h2o al oh 3 3hcl alcl3 3h2o 答案 1 1s22s22p63s1 2 第3周期第 a族小于 3 4 1s22s22p63s23p5或 ne 3s23p5 5 naoh al oh 3 naalo2 2h2o3hcl al oh 3 alcl3 3h2o 1 书写基态原子的电子排布图时 常出现以下几种错误 违反泡利原理 违反洪特规则 违反洪特规则 2 当出现d轨道 在书写电子排布式时 仍把 n 1 d放在ns前 如fe 1s22s22p63s23p63d64s2书写正确 fe 1s22s22p63s23p64s23d6书写错误 3 注意对比电子排布式 简化电子排布式 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 1 下列关于价电子构型为3s23p4的粒子描述正确的是 a 它的元素符号为ob 它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4c 它可与h2生成液态化合物d 其电子排布图为 1s2s2p3s3p 解析 基态原子电子排布为1s22s22p63s23p4 所以此元素为s元素 a c错误 b正确 d选项不符合洪特规则 答案 b 2 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 1价离子和c元素的 1价离子的电子层结构都与氩相同 b元素的基态原子的电子排布式为 c的元素符号为 3 d元素的 3价离子的3d亚层为半充满 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 解析 1 根据a元素基态原子的最外层有3个未成对电子 次外层有两个电子 可推知该元素是氮元素 符号为n 2 根据b c元素的离子的电子层结构与氩相同 可推知b为氯 cl c为钾 k 3 因d元素的 3价离子的3d亚层为半充满 可知d为铁元素 fe 其基态原子的排布式为1s22s22p63s23p63d64s2 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 推知e为铜 cu 基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1 答案 1 n 2 1s22s22p63s23p5k 3 fe1s22s22p63s23p63d64s2或 ar 3d64s2 4 cu1s22s22p63s23p63d104s1或 ar 3d104s1 例2 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 所需的最低能量 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 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 非金属的关系是 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 名师精析 1 由信息所给的图可以看出 同周期的 a族元素的第一电离能最小 而 a族元素中第一电离能小于 a族元素中第一电离能 故na al mg 2 从图中可看出同主族元素第一电离能从上到下逐渐减小 3 根据第一电离能的递变规律可以看出 图中所给元素中rb的第一电离能最小 其位置为第5周期第 a族 4 根据对角线规则 al oh 3与be oh 2性质相似 be oh 2应具有两性 根据al oh 3 naoh naalo2 2h2o al oh 3 3hcl alcl3 3h2o可以类似的写出be oh 2与酸 碱反应的离子方程式 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的大小 所以电负性越大 原子吸引电子的能力越强 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 离子化合物在熔融状态下以离子形式存在 可以导电 但共价化合物不能导电 答案 1 namg 2 从上到下依次减小 3 第5 a 4 两be oh 2 2h be2 2h2o be oh 2 2oh beo 2h2o 5 0 93 1 57 6 非金属性越强 电负性越大 金属性越强 电负性越小 7 al元素和cl元素的电负性差值为1 55 1 7 所以形成共价键 为共价化合物将氯化铝加热到熔融态 进行导电性实验 如果不导电 说明是共价化合物 电离能大小的比较元素的第一电离能 同周期从左到右有增大趋势 但要注意第 a族和第 a族的反常 如be b mg al 第 a族和第 a族的反常 如n o p s 同主族从上到下逐渐减小 3 双选 x y为两种元素的原子 x的阴离子与y的阳离子具有相同的电子层结构 由此可知 a x的原子半径大于y的原子半径b x的电负性大于y的电负性c x的氧化性大于y的氧化性d x的第一电离能小于y的第一电离能 解析 根据 x的阴离子与y的阳离子具有相同的电子层结构 可知x元素和y元素的位置如图 即y位于x的下一个周期 且x为非金属元素 y为金