選修3物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 考綱展示 1 了解原子核外電子的排布原理及能級(jí)分布 能用電子排布式表示常見元素 1 36號(hào) 原子核外電子 價(jià)電子的排布 了解原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 2 了解元素電離能的含義 并能用以說明元素的某些性質(zhì) 3 了解原子核外電子在一定條件下會(huì)發(fā)生躍遷 了解其簡單應(yīng)用 4 了解電負(fù)性的概念 知道元素的性質(zhì)與電負(fù)性的關(guān)系 本節(jié)目錄 考點(diǎn)串講深度剖析 知能演練高分跨欄 教材回顧夯實(shí)雙基 一 能級(jí) 能層與原子軌道1 能層與能級(jí) 1 能層根據(jù)多電子原子的核外電子的 不同 將核外電子分成不同的能層 用n表示 n 1 2 3 4 n越大 該能層中的電子能量越高 原子核外電子的每一能層最多可容納的電子數(shù)為 2 能級(jí)多電子原子中 同一能層的電子 能量也不同 還可以把它們分成 同一能層里 能級(jí)的能量按s p d f 的順序升高 能量 2n2 能級(jí) 2 原子軌道 球形 啞鈴 3 7 相等 二 原子核外電子排布規(guī)律1 能量最低原理 原子的核外電子排布遵循構(gòu)造原理 使整個(gè)原子的能量處于 狀態(tài) 構(gòu)造原理示意圖 最低 2 泡利原理 1個(gè)原子軌道里最多只能容納 個(gè)電子 且它們的自旋狀態(tài) 3 洪特規(guī)則 電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí) 基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道 且自旋狀態(tài) 4 原子狀態(tài)與原子光譜 1 基態(tài)原子 處于 能量的原子叫基態(tài)原子 2 激發(fā)態(tài)原子 當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后 電子會(huì)躍遷到較高能級(jí) 變成激發(fā)態(tài)原子 3 原子光譜 不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光 可以用光譜儀攝取各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜 總稱原子光譜 利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素 稱為光譜分析 2 相反 相同 最低 三 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)1 元素的分區(qū) a a a 零族 b b 2 元素周期律 1 原子半徑原子半徑的大小取決于電子的能層數(shù)和核電荷數(shù) 電子的能層越多 電子之間負(fù)電排斥將使原子的半徑 而核電荷數(shù)越大 核對(duì)電子的引力也就越大 將使原子的半徑縮小 原子半徑的變化規(guī)律是同一周期元素 稀有氣體元素除外 從左到右逐漸 同一主族元素從上到下逐漸 短周期元素中原子半徑最小的是 原子半徑最大的是 增大 減小 增大 氫 鈉 2 電離能氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需的最低能量叫做 常用符號(hào)i1表示 單位為kj mol 1 3 電負(fù)性元素相互化合 可理解為原子之間產(chǎn)生化學(xué)作用力 形象地稱為 原子中用于形成化學(xué)鍵的電子稱為鍵合電子 電負(fù)性用來描述不同元素的原子對(duì)鍵合電子 的大小 電負(fù)性越大的原子 對(duì)鍵合電子的吸引力越大 表示該元素的原子越容易 電子 氧化性越強(qiáng) 第一電離能 化學(xué)鍵 吸引力 得到 1 核外電子排布規(guī)律 1 遵守能量最低原理 泡利原理 洪特規(guī)則 2 能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象 核外電子的能量并不是完全按能層序數(shù)的增加而升高 不同能層的能級(jí)之間的能量高低有交錯(cuò)現(xiàn)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 3 當(dāng)能量相同的原子軌道在全滿 p6 d10 f14 半滿 p3 d5 f7 和全空 p0 d0 f0 狀態(tài)時(shí) 體系的能量最低 如24cr的基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1 而不是1s22s22p63s23p63d44s2 2 表示方法 1 電子排布式按電子排入各電子層中各能級(jí)的先后順序 用能級(jí)符號(hào)依次寫出各能級(jí)中的電子數(shù) 同時(shí)注意特例 如 cu 1s22s22p63s23p63d104s1 2 簡化電子排布式 稀有氣體 價(jià)層電子 的形式表示 如 cu ar 3d104s1 3 電子排布圖用方框表示原子軌道 用 或 表示自旋方向不同的電子 按排入各電子層中各能級(jí)的先后順序和在軌道中的排布情況書寫 如 s 2012 高考安徽卷 x y z w是元素周期表前四周期中的常見元素 其相關(guān)信息如下表 1 w位于元素周期表第 周期第 族 其基態(tài)原子最外層有 個(gè)電子 2 x的電負(fù)性比y的 填 大 或 小 x和y的氣態(tài)氫化物中 較穩(wěn)定的是 寫化學(xué)式 3 寫出z2y2與xy2反應(yīng)的化學(xué)方程式 并標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目 4 在x的原子與氫原子形成的多種分子中 有些分子的核磁共振氫譜顯示有兩種氫 寫出其中一種分子的名稱 氫元素 x y的原子也可共同形成多種分子和某種常見無機(jī)陰離子 寫出其中一種分子與該無機(jī)陰離子反應(yīng)的離子方程式 即時(shí)應(yīng)用 1 已知x y z w q r e七種元素中 原子序數(shù)x y z w q r e 其結(jié)構(gòu)或性質(zhì)信息如下表 請(qǐng)根據(jù)信息回答有關(guān)問題 1 元素x的原子核外共有 種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子 有 種不同能級(jí)的電子 2 元素y原子中能量最高的是 電子 其原子軌道呈 狀 3 q的基態(tài)電子排布式為 r的元素符號(hào)為 e元素原子的外圍電子排布式為 4 含有元素w的鹽的焰色反應(yīng)為 色 許多金屬鹽都可以發(fā)生焰色反應(yīng) 其原因是 解析 1 x原子的l層上s電子數(shù)等于p電子數(shù) 即其電子排布式為1s22s22p2 故x為碳元素 其原子核外共有6種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子 有3種不同能級(jí)的電子 2 因y元素s軌道最多容納2個(gè)電子 所以n 2 其原子最外層電子排布式為2s22p2 1 其能量最高的電子是2p電子 原子軌道呈啞鈴狀 3 原子的m層上有一個(gè)未成對(duì)的p電子 可能為al或cl 單質(zhì)常溫 常壓下是氣體的只有氯元素 故z為氯元素 q為鉻元素 基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1 r元素原子失去2個(gè)4s電子和1個(gè)3d電子后變成 3價(jià)離子且3d能級(jí)半充滿 其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2即26號(hào)元素fe 根據(jù)題意要求 e元素的電子排布式 1s22s22p63s23p63d104s1 該元素為29號(hào)元素cu 外圍電子排布式為3d104s1 4 鉀元素的焰色為紫色 激發(fā)態(tài)的電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時(shí) 以一定波長 可見光區(qū)域 光的形式釋放能量 形成不同的顏色 答案 1 63 2 2p啞鈴 3 1s22s22p63s23p63d54s1fe3d104s1 4 紫激發(fā)態(tài)的電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時(shí) 以一定波長 可見光區(qū)域 光的形式釋放能量 形成不同的顏色 1 電離能 1 判斷元素金屬性的強(qiáng)弱電離能越小 金屬越容易失去電子 金屬性越強(qiáng) 反之越弱 2 判斷元素的化合價(jià)如果某元素的in 1 in 則該元素的常見化合價(jià)為 n 如鈉元素i2 i1 所以鈉元素的化合價(jià)為 1 3 判斷核外電子的分層排布情況多電子原子中 元素的各級(jí)電離能逐級(jí)增大 有一定的規(guī)律性 當(dāng)電離能的變化出現(xiàn)突變時(shí) 電子層數(shù)就可能發(fā)生變化 4 反映元素原子的核外電子排布特點(diǎn)同周期元素從左向右 元素的第一電離能并不是逐漸增大的 當(dāng)元素的核外電子排布是全空 半充滿和全充滿狀態(tài)時(shí) 第一電離能就會(huì)反常的大 2 電負(fù)性 特別提醒 1 第二 三 四周期的同周期主族元素 第 a族 ns2np0 和第 a族 ns2np3 因p軌道處于全空和半充滿狀態(tài) 比較穩(wěn)定 所以其第一電離能大于同周期相鄰的 a和 a族元素 如第一電離能mg al p s 2 利用 電負(fù)性與1 8的關(guān)系 判斷金屬性與非金屬性只是一般規(guī)律 不是絕對(duì)的 如第 族元素 利用電負(fù)性的差值判斷化學(xué)鍵類型也不是絕對(duì)的 根據(jù)信息回答下列問題 1 如圖是部分元素原子的第一電離能i1隨原子序數(shù)變化的曲線圖 其中12號(hào)至17號(hào)元素的有關(guān)數(shù)據(jù)缺失 認(rèn)真分析圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律 推斷na ar元素中 al的第一電離能的大小范圍為 al 填元素符號(hào) 圖中第一電離能最小的元素在周期表中的位置是第 周期第 族 2 已知元素的電負(fù)性和元素的化合價(jià)一樣 也是元素的一種基本性質(zhì) 下面給出14種元素的電負(fù)性 已知 兩成鍵元素間電負(fù)性差值大于1 7時(shí) 形成離子鍵 兩成鍵元素間電負(fù)性差值小于1 7時(shí) 形成共價(jià)鍵 根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù) 可推知元素的電負(fù)性具有的變化規(guī)律是 通過分析電負(fù)性值變化規(guī)律 確定mg元素電負(fù)性值的最小范圍 判斷下列物質(zhì)是離子化合物還是共價(jià)化合物 a li3nb becl2c alcl3d sic 屬于離子化合物的是 屬于共價(jià)化合物的是 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案證明上述所得到的結(jié)論 解析 1 由信息所給的圖可以看出 同周期的第 a族元素的第一電離能最小 而第 a族元素的第一電離能小于第 a族元素的第一電離能 故namg ca 最小范圍應(yīng)為0 9 1 5 根據(jù)已知條件及表中數(shù)值 li3n電負(fù)性差值為2 0 大于1 7形成離子鍵 為離子化合物 becl2 alcl3 sic電負(fù)性差值分別為1 5 1 5 0 7 均小于1 7 形成共價(jià)鍵 為共價(jià)化合物 共價(jià)化合物和離子化合物最大的區(qū)別在于熔融狀態(tài)下能否導(dǎo)電 離子化合物在熔融狀態(tài)下以離子形式存在 可以導(dǎo)電 但共價(jià)化合物卻不能 答案 1 namg 五 a 2 隨著原子序數(shù)的遞增 元素的電負(fù)性與原子半徑一樣呈周期性變化 0 9 1 5 a b c d測定各物質(zhì)在熔融狀態(tài)下能否導(dǎo)電 若導(dǎo)電則為離子化合物 反之則為共價(jià)化合物 即時(shí)應(yīng)用 2 1 元素c n o k的電負(fù)性從大到小依次為 2 ch4中共用電子對(duì)偏向c sih4中共用電子對(duì)偏向h 則c si h的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?3 右圖是周期表中短周期的一部分 a的單質(zhì)是空氣中含量最多的物質(zhì) 其