第20原子结构与质1.doc

第20讲 原子结构与性质（选修3）河南省新县高级中学 邱峻 465550高考“指挥棒”高考说明即为考试大纲，参照09江苏说明。1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（136号）原子核外电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。2了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。3了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。4了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。解读考纲主要说明此讲中主要考查主式。围绕考纲我们应掌握如下要点：考查原子核外电子排布特征及能量最低原理；元素性质的递变规律；认识周期表中原子结构和位置、价态、元素数目等之间的关系；掌握原子半径的变化规律；元素电离能的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质；能说出元素电负性的涵义，能应用元素的电负性说明元素的某些性质。考情回顾考点年份情况统计200720082007200820062007200820072008命题预测原子结构与性质知识是中学化学的基本。从近几年新课标高考命题不难看出，这是每年都要涉及的内容。从高考题难度分析，历年高考题以基础题、中档题为主。题型主要为选择题。就知识点看，单独考查很少，主要是与分子结构、晶体结构结合一起考。但随着新课标的全面铺开，预计本部分知识将更加注重与现实问题的联系，可能以探究题出现在II卷中。课本“放大镜”认真挖课本，以填空的形式出现，如果以表格来填，更好，也更有利用学生对比学习。一、原子核外的电子运动1、对多电子原子的核外电子，按能量的差异将其分成不同的 ；各能层最多容纳的电子数为 。对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的 ；能级类型的种类数与能层数相对应；同一能层里，能级的能量按 的顺序升高，即E（s）E（p）E（d）E（f） 。2、在同一个原子中，离核越近，n越小的电子层能量 。同一电子层中，各能级的能量按s、p、d、f、的次序 。3、原子轨道： 。s电子的原子轨道都是 形的，p电子的原子轨道都是 形的，每个p能级有3个原子轨道，他们相互垂直，分别以 表示。4、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，而且自旋方向相同，这个规则被称为 。一、1、电子层 2n2 能级 s,p,d,f2.越低 升高3.描述电子在原子核外空间运动的主要区域 球形 纺锤形 4.洪特规则二、原子结构与元素的性质1、元素周期表中的周期是指 ；元素周期表中的族是指 。2、 ，叫做元素周期律，在化学中元素周期律主要体现在 、 、 、 等的周期性变化。3、气态原子或离子 叫电离能，常用符号 表示，单位为 叫第一电离能。4、根据电离能的定义可知，电离能越小，表示在气态时该原子 ，反之，电离能越大，表示在气态时该原子 ，同一周期从左到右，元素的第一电离能总体上具有 的趋势，同一主族从上到下，第一电离能 。5、电负性的大小可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度。 的电负性一般小于1.8， 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，他们既有 性又有 性。二、1、电子层数相同的原子的元素，按核电荷数递增排列 2、元素随核电荷数的递增其性质呈现周期性的变化 元素原子核外电子排布 原子半径 化合价 第一电离能等3、失去一个电子所需要的最低能量 I kJ/mol 气态原子失去一个电子形成+1价气态阳离子所需要的最低能量4、金属性越强 非金属性越强(稀有气体除外) 增大 减小考点“一一破”1交待考点，每一个例题下面配两个变式训练，一定要相似。2。考点要全面，可以多参照一些教辅资料，切忌漏写考点。击破考点一：围绕核外电子的排布情况例1(2002年全国理综，11)两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在周期表的前10号元素中，满足上述关系的元素共有A.1对B.2对C.3对D.4对解析：分析此题时首先要明确两元素不可能在同一周期，如在同一周期则是一种元素。即只能是一种元素在第一周期，另一元素在第二周期。所以两元素最外层电子数之比为12。第一周期的元素的最外层电子数是1或2，则另一元素的最外层电子数为2或4。答案：B例5（08江苏卷）A已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数ABCDE。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC的晶体为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24，ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为21，三个氯离子位于外界。请根据以上情况，回答下列问题：（答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示）(1）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为 。(2）E的核外电子排布式是 答案：答案： A（12分）(1）CON (2）1s22s22p63s23p63d54s1（或Ar 3d54s1）例4（03上海）下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一化学元素。（1）下列 （填写编号）组元素的单质可能都是电的良导体。 a、c、h b、g、k c、h、1 d、e、f（2）如果给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响：1原子核对核外电子的吸引力 2形成稳定结构的倾向下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量（kJmol1）：失去电子锂XY第一个519502580第二个729645701820第三个1179969202750第四个955011600 通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量。 。 表中X可能为以上13种元素中的 （填写字母）元素。用元素符号表示X和j形成化合物的化学式 。 Y是周期表中 族元素。 以上13种元素中， （填写字母）元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。解析：本例实质上是考查电离能的知识。要弄清原子的各级电离能的变化有大突变和小突变，前者说明核外电子是分电子层排布的，后者则说明同一电子层的电子还外于不同的亚层。（1）金属是电的良导体，故应选。（2） Li原子的电子排布式是1s22s1，Li的电子排布式是1s2。因此，“Li原子失去一个电子后，Li已形成稳定结构，此时再失去一个电子很困难”。 X的第一电离能比锂小一些，说明失去电子比锂易，即比锂金属性更强一些，从表上看，应选钠，j是氧，钠与氧可生成氧化钠和过氧化钠，Na2O和Na2O2。 从Y的电离能数据可知，第三和第四电离能之间有大突变，说明两者不在一个电子层；第一和第二电离能是小突变，说明它们不在同一亚层。即最外层有3个电子。“A或第三主族”。 即第一电离能最大的应是稀有气体原子，应选m。答案：（1）（2） Li原子失去一个电子后，Li已形成稳定结构，此时再失去一个电子很困难 a；Na2O和Na2O2 A或第三主族 m例4(08广东卷)根据表1信息，判断以下叙述正确的是（ ）表1部分短周期元素的原子半径及主要化合价元素代号LMQRT原子半径nm0.1600.1430.1120.1040.066主要化合价2326、22A氢化物的沸点为H2TH2RB单质与稀盐酸反应的速率为LQCM与T形成的化合物具有两性 DL2与R2的核外电子数相等解析：T只有2价，且原子半径小，所以T为O元素；R的最高正价为6价，最低价为2价，所以R为S元素；L的原子半径最大，化合价为2价，所以L为Mg；M的原子半径介于Mg和S之间且化合价为3价，所以M为Al；而Q的原子半径在Mg和O之间且化合价为2价，所以Q为Be。选项A中由于H2O中存在氢键，所以沸点：H2H2R；选项B中由于Mg的金属性比Al强，所以与HCl反应的速率：LQ；选项C中Al和Be的化合物具有两性；选项D中Mg2只有两个电子层而S2具有三个电子层。答案：C 例4 (2000年上海)不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量(设其为)如图所示。试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列问题。(1)同主族内不同元素的值变化的特点是：_。各主族中值的这种变化特点体现了元素性质的_ 变化规律。(2)同周期内，随原子序数增大，值增大。但个别元素的E值出现反常现象。试预测下列关系式中正确的是_ (填写编号，多选倒扣)(砷)E(硒)E(砷)E(硒)E(溴)E(硒)E(溴)E(硒)(3)估计1mol气态Ca原子失去最外层一个电子所需能量E值的范围：_ E_ (4)10号元素E值较大的原因是_。解析：此题考查了元素第一电离能的变化规律和学生的归纳总结能力。(1)从H、Li、Na、K等可以看出，同主族元素随元素原子序数的增大，E值变小；H到He、Li到.e、Na到Ar呈现明显的周期性。(2)从第二、三周期可以看出，第A和A族元素比同周期相邻两种元素E值都低。由此可以推测E(砷)E(硒)、E(溴)E(硒)。(3)根据同主族、同周期规律可以推测：E(K)E(Ca)E(Mg)。(4)10号元素是稀有气体氖，该元素原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构。答案：(1)随着原子序数增大，E值变小 周期性(2) (3)485 738(4)10号元素为氖。该元素原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构真题“试一试”选择近五年的全国各地的高考试题均可以，要交待出处。不要选模拟题。1. (2007年高考上海化学卷，同位素)是重要的核工业原料，在自然界的丰度很低。的浓缩一直为国际社会关注。下列有关说法正确的是( )(A)原子核中含有92个中子 (B)原子核外有143个电子(C)与互为同位素 (D)与互为同素异形体答案C。2.(2007年高考广东理基，同位素)32S与33S互为同位素，下列说法正确的是( )(A)32S与33S原子的最外层电子数均为2(B)32S与33S具有相同的中子数(C)32S与33S具有不同的电子数(D)32S与33S具有相同的质子数答案D。3. （08广东卷）2007年诺贝尔化学奖得主GerhardErtl对金属Pt表面催化CO氧化反应的模型进行了深入研究。下列关于Pt的说法正确的是（ ）A Pt和Pt的质子数相同，互称为同位素B Pt和Pt的中子数相同，互称为同位素C Pt和Pt的核外电子数相同，是同一种核素D Pt和Pt的质量数不同，不能互称为同位素解析：同位素定义：质子数相同，中子数不同的核素称为同位素。答案：A4. (2007年高考理综宁夏卷，同位素)下列叙述错误的是( )(A)13C和14C属于同一种元素，它们互为同位素(B)1H和2H是不同的核素，它们的质子数相等(C)14C和14N的质量数相等，它们的中子数不等(D)6Li和7Li的电子数相等，中子数也相等5. （08全国卷）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1 H原子组成HmX分子，在agHmX中所含质子的物质的量是( ) A(ANm)mol B(AN)mol C(AN)mol D(ANm)mol解析：X原子的质子数为(AN)个，一个HmX中所含的质子数为(ANm)个，HmX的摩尔质量为(Am)gmol1，所以agHmX中所含质子的物质的量为(ANm)mol。答案：A。6.（09宁夏）已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题：（1）X元素原子基态时的电子排布式为_，该元素的符号是_;（2）Y元素原子的价层电子的轨道表示式为_，该元素的名称是_;解析：X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，即4p3，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，是1s22s22p4。答案：(1) 1s22s22p63s23p63d104s24p3，As。(2) 7.(09山东) C和Si元素在化学中占有极其重要的地位。（1）写出Si的基态原子核外电子排布式。从电负性角度分析C、Si和O元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为。答案：1s22s22p63s23p2，从O、C、Si的电负性越来越小，故非金属活泼性由强至弱的顺序为O、C、Si。反馈“小练习”题目的选择尽量要涉及全部的考点。根据版本的情况，如果以上栏目的版面少，则此处编写题目要多一些，计划15题以内，不少于10题。一、选择题1、13CNMR（核磁共振）、15NNMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，KurtWthrich等人为此获得2002年诺贝尔化学奖。下面有关13C、15N叙述正确的是A13C与15N有相同的中子数 B13C与C60互为同素异形体C15N与14N互为同位素 D15N的核外电子数与中子数相同2、下列能级中轨道数为3的是AS能级 BP能级 Cd能级 Df能级3、下列说法正确的是 A原子的种类由原子核内质子数、中子数决定B分子的种类由分子组成决定CHe代表原子核内有2个质子和3个中子的氦原子DO和O原子的核外电子数是前者大4、具有下列电子排布式的原子中，半径最大的是Als22s22p63s23p? B1s22s22p3 C1s22s2sp2 D1s22s22p63s23p45、有关核外电子运动规律的描述错误的是A核外电子质量很小，在原子核外作高速运动B核外电子的运动规律与普通物体不同，不能用牛顿运动定律来解释 C在电子云示意图中，通常用小黑点来表示电子绕核作高速圆周运动D在电子云示意图中，小黑点密表示电子在核外空间单位体积内电子出现的机会多6、X、Y、Z为短周期元素，这些元素原子的最外层电子数分别是1、4、6。则由这三种元素组成的化合物的化学式不可能是AXYZ BX2YZ CX2YZ2 DX2YZ37、超重元素的假说预言自然界中可存在原子序数为114号的稳定同位素X，试根据原子结构理论和元素周期律预测正确的是AX 位于第七周期，第A族 BX是非金属元素 CXO2是酸性氧化物 DX元素的化合价有+2和+48、下列关于稀有气体的叙述不正确的是 A原子的电子排布最外层都是以P6结束；B其原子与同周期A、A族阳离子具有相同电子排布式；C化学性质非常不活泼；D一定条件下，也可以形成稀有气体化合物二、填空题9、在同一个原子中，离核越近、n越小的电子层能量 。在同一电子层中，各亚层的能量按s、p、d、f的次序 。10、理论研究证明，多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级，第三能层有3个能级分别为 。11、现在物质结构理论原理证实，原子的电子排步遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，处于最低能量的原子叫做 原子。12、人们把电子云轮廓图称为原子轨道，S电子的原子轨道都是 形的，P电子的原子轨道都是 形的，每个P能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以 为符合。13、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，而且自旋方向相同，这个规则被称为 。三、综合题14、有第四周期的A，B，C，D四种元素,其价电子数依次为1，2，2，7。其原子序数按A，B，C，D顺序增大，已知A与B的次外层电子数为8，而C与D的次外层电子数为18，根据结构判断并用元素符号或化学式回答下列问题：哪些是金属元素 D与A的简单离子是什么? 哪一种元素的氢氧化物碱性最强? B与D二原子间能形成何种化合物? 写出其化学式。 15、有A、B、C、D四种元素。其中A为第四周期元素，与D可行成11和12原子比的化合物。B为第四周期d区元素，最高化合价为7。C和B是同周期的元素，具有相同的最高化合价。D为所有元素中电负性第二大的元素。试写出四种元素的元素符号和名称，并按电负性由大到小排列之。45分钟“小测试“(第20讲)选择为单双项混选，题量为10个，非选择题，看版面，45分钟，题量为A4纸正反两面即可，不要多，但题目要精，且基础。一、选择题1、道尔顿的原子学说曾经起了很大的作用。他的学说中主要有下列三个论点：原子是不能再分的微粒；同种元素的原子的各种性质和质量都相同；原子是微小的实心球体。从现代原子分子学说的观点看，你认为不正确的是A只有 B只有 C只有 D2、下列各原子或离子的电子排布式错误的是AAl 1s22s22p63s23p1 BS2- 1s22s22p63s23p4CNa+ 1s22s22p6 DF 1s22s22p53、一个电子排布为1s22s22p63s23p1的元素最可能的价态是A+1 B+2 C+3 D-14、下列图象中所发生的现象与电子的跃迁无关的是A B C D5、基态碳原子的最外能层的各能级中，电子排布的方式正确的是 A B C D6、下列各组元素性质递变情况错误的是ALi、Be、B原子最外层电子数依次增多BP、S、Cl元素最高正化合价依次升高CN、O、F原子半径依次增大DNa、K、Rb的金属性依次增强7、下列第三周期元素的离子中，半径最大的是ANa+ BAl3+CS2- DCl-8、有A、B和C三种主族元素，若A元素阴离子与B、C元素的阳离子具有相同的电子层结构，且B的阳离子半径大于C，则这三种元素的原子序数大小次序是ABCA BABC CCBA DBCA9、下列基态原子的电子构型中，正确的是A3d94s2 B3d44s2 C4d105s0 D4d85s210、下列用核电荷数表示出的各组元素，有相似性质的是A19和55 B6和14 C16和17 D12和24二、填空题11、26、周期表中最活泼的金属为 ，最活泼的非金属为 12、 A、B、C三种短周期元素，它们在周期表中的位置如图：A原子核内质子数和中子数相等。B、C两元素原子核外电子数之和是A原子