高考化学一轮复习专题13.1原子结构与性质（讲）（含解析）.doc

专题13.1 原子结构与性质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。一、原子结构与性质1能层、能级、原子轨道和容纳电子数之间的关系（1）能层(n)：在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的能量差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N表示，能量依次升高。（2）能级：同一能层里的电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用s、p、d、f等表示，同一能层里，各能级的能量按s、p、d、f的顺序升高，即：E(s)E(p)E(d)E(f)。（3）原子轨道：电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。能层(n)能级最多容纳电子数序数符号符号原子轨道数各能级各能层1K1s1222L2s1282p363M3s12183p363d5104N4s12324p364d5104f714n2n22.原子轨道的形状和能量高低（1）轨道形状s电子的原子轨道呈球形。p电子的原子轨道呈纺锤形。（2）能量高低相同能层上原子轨道能量的高低：nsnpndnf。形状相同的原子轨道能量的高低：1s2s3s4s。同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如npx、npy、npz轨道的能量相等。3原子核外电子的排布规律 （1）三个原理能量最低原理：即电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。构造原理示意图，亦即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：泡利原理：在一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋方向相反。洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同。洪特规则特例：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：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。（2）基态原子核外电子排布的表示方法表示方法以硫原子为例电子排布式1s22s22p63s23p4简化电子排布式3s23p4电子排布图(轨道表示式)价电子排布式3s23p4【特别提醒】当出现d轨道时，虽然电子按ns，(n1)d，np顺序填序，但在书写电子排布式时，仍把(n1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，正确；Fe：1s22s22p63s23p64s23d6，错误。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，会从低能级跃迁到较高能级_，变成激发态原子。激发态基态：发态原子的电子从较高能级_跃迁到低能级时会释放出能量。（2）原子光谱不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。【典型例题1】若某原子在处于能量最低状态时，外围电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是 （ ）A该元素原子处于能量最低状态时，原子中共有3个未成对电子B该元素原子核外共有5个电子层C该元素原子的M能层共有8个电子D该元素原子最外层共有3个电子【答案】B【考点定位】考查原子核外电子排布 【点评】本题考查核外电子排布规律，答题时注意电子排布式的书写方法，把握分子空间构型、等电子体、分子极性等有关的判断方法。关于核外电子排布需要掌握原子结构“三、二、一”要点：三个原理：核外电子排布三个原理能量最低原理、泡利原理、洪特规则；两个图式：核外电子排布两个表示方法电子排布式、电子排布图；一个顺序：核外电子排布顺序构造原理。【迁移训练1】若将基态P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23px23py1，它违背了 （ ）A泡利原理B能量守恒原理C构造原理D洪特规则【答案】D考点：考查泡利原理二、原子结构与元素性质1原子结构与周期表的关系（1）原子结构与周期表的关系(完成下列表格)周期能层数每周期第一个元素每周期最后一个元素原子序数基态原子的简化电子排布式原子序数基态原子的电子排布式二232s1101s22s22p6三3113s1181s22s22p63s23p6四4194s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五5375s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六6556s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6（2）每族元素的电子排布特点主族主族AAAA排布特点ns1ns2ns2np1ns2np2主族AAA排布特点ns2np3ns2np4ns2np50族：He：1s2；其他ns2np6。过渡元素(副族和第族)：(n1)d110ns12。（3）元素周期表的分区根据核外电子排布a分区b各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点分区元素分布外围电子排布元素性质特点s区A、A族ns12除氢外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反应p区A族A族、0族ns2np16通常是最外层电子参与反应d区B族B族、族(除镧系、锕系外)(n1)d19ns12d轨道可以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根据元素金属性与非金属性可将元素周期表分为金属元素区和非金属元素区(如下图)，处于金属与非金属交界线(又称梯形线)附近的非金属元素具有一定的金属性，又称为半金属或准金属，但不能叫两性非金属。注意： “外围电子排布”即“价电子层”，对于主族元素，价电子层就是最外电子层，而对于过渡元素原子不仅仅是最外电子层，如Fe的价电子层排布为3d64s2。2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。3元素周期律（1）原子半径影响因素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。（2）电离能第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，符号：I1，单位：kJmol1。规律a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，总体呈现从左至右逐渐增大的变化趋势。b同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小。c同种原子：逐级电离能越来越大(即I1I2晶体硅钠干冰【答案】B【解析】考点：考查电负性、第一电离能、晶体熔沸点高低等知识。考点一：原子结构及其核外电子排布1基态原子核外电子排布的表示方法表示方法举例原子结构示意图S 电子式电子排布式S：1s22s22p63s23p4或3s23p4电子排布图S：2基态原子电子排布式的书写方法（1）由原子序数书写核外电子排布式常根据构造原理(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)、各能级最多容纳的电子数及能量最低原理，依次由低能级向高能级排列，如31号元素镓，首先排满1s2，依次2s2、2p6、3s2、3p6、4s2、3d10最后4p1我们也可以用311813，然后再填充13个电子，如3d104s24p1。（2）由在周期表中的位置书写核外电子排布式常根据元素周期表进行书写。如第四周期中各元素基态原子的电子排布式有如下规律：位于s区的A、A分别为4s1、4s2；位于p区的主族元素3d104s24p族序数2(0族除外)；位于d区的副族元素3dm4sn(mn族序数，除外)；位于ds区的副族元素3d104sm(m族序数)。（3）由元素名称书写核外电子排布式前三周期主族元素可以根据最外层电子数书写，如S的最外层电子数为6，其排布式为3s23p4；第四周期从K开始数，数到几，就可以写成“几个电子”。如Fe，从钾开始数到铁为8，其排布式为3d64s2；Se，从钾开始数到Se为16，其排布式为3d104s24p4。【典型例题3】下列有关化学用语错误的是（ ）A硫离子的核外电子排布式：1s22s22p6C碳14的原子组成符号：14 6CCB碳原子的外围电子轨道表示式：DCl的结构示意图：【答案】A考点：考查化学用语正确使用等知识。【点评】规律学习是主线，特性、特点往往是考点，所以我们在复习时要抓住核外电子排布的一些特性，如前四周期中Cr、Cu的基态原子核外电子排布；Cr的基态原子未成对电子最多6个；当np能级中未成对电子数m小于3时，np能级的电子排布可能为npm或np6m。【迁移训练3】下列表达方式错误的是（ ）AD2O分子中氧原子为sp3杂化BCr原子价电子排布式：3d54s1C硫离子的核外电子排布式：1s22s22p63s23p6DS原子的电子排布图: 【答案】D【解析】试题分析：AD2O分子中氧原子含有的价层电子对数，因此为sp3杂化，A正确；BCr原子的原子序数是24，区价电子排布式：3d54s1，B正确；C硫离子的核外有18个电子，其电子排布式为 1s22s22p63s23p6，C正确；DS原子的电子排布图为，D错误，答案选D。考点：考查化学用语正误判断考点二：电离能、电负性的大小判断1依据元素周期律进行判断同一周期(从左往右)同一族(从上到下)第一电离能呈增大的趋势逐渐减小电负性逐渐增大逐渐减小注意：同周期主族元素，第A族(ns2)全充满、A族(np3)半充满，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的A和A元素。2依据化合价及物质类别判断电负性大小元素电负性越大，原子吸引电子的能力越强，此原子在反应中得电子成阴离子或电子对偏向它显负价，所以两种元素化合时显负价的元素电负性大。如果一种元素与另外两种元素结合形成两种化合物，一种为离子化合物，一种为共价化合物，则可判断电负性大小，如：由MCl是离子化合物、NCl是共价化合物，可知M的电负性小于N的电负性；由Al2O3是离子化合物、AlCl3是共价化合物，可知O的电负性大于Cl的电负性。【典型例题4】现有四种元素的基态原子的电子排布式如下： 1s22s22p63s23p4 1s22s22p63s23p31s22s22p3 1s22s22p5 则下列有关比较中正确的是（ ）A第一电离能： B原子半径：C电负性： D最高正化合价：【答案】A考点：考查元素