第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)章末素能提升知識網(wǎng)絡(luò)整合提升真題體驗(yàn)知識網(wǎng)絡(luò)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)整合提升專題1核外電子排布1．掌握3組必備概念(1)能層與能級能層(n)一二三四五六七符號KLMNOPQ能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s…………最多容納的電子數(shù)22626102610142…………2818322n2電子離核遠(yuǎn)近近→遠(yuǎn)電子能量高低低→高(2)原子軌道與電子云輪廓圖原子軌道電子云輪廓圖形狀軌道個數(shù)原子軌道伸展方向數(shù)s球形11p啞鈴形(紡錘形)3(px，py，pz)3d

55(3)基態(tài)、激發(fā)態(tài)、光譜2．牢記基態(tài)原子核外電子排布的規(guī)律、表示方法及書寫方法(1)3個規(guī)律和1個特例能量最低原理原子的電子排布遵循構(gòu)造原理能使整個原子的能量處于最低狀態(tài)，即原子核外電子大多優(yōu)先占據(jù)能量較低的原子軌道，電子填入能級的順序?yàn)?s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p……泡利原理每個原子軌道里最多只能容納2個自旋狀態(tài)相反的電子洪特規(guī)則當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個軌道，而且自旋狀態(tài)相同洪特規(guī)則特例能量相同的原子軌道在全充滿、半充滿或全空時能量最低(2)表示方法(3)書寫方法①首先明確原子的核外電子數(shù)，如Cu為29。②根據(jù)構(gòu)造原理中的能級填充順序及每個能級最多容納的電子數(shù)，依次填充電子，即Cu：1s22s22p63s23p64s23d9。③驗(yàn)證是否符合洪特規(guī)那么特例，假設(shè)符合，那么調(diào)整最后兩個能級上填充的電子數(shù)，即Cu：1s22s22p63s23p64s13d10。④將相同能層的能級寫在一起，即Cu：1s22s22p63s23p63d104s1。⑤簡寫方法：也可以把與稀有氣體元素原子結(jié)構(gòu)相同的局部內(nèi)層電子用相應(yīng)稀有氣體元素的符號外加中括號的形式來表示，即Cu：[Ar]3d104s1。 (1)LiCoO2、LiFePO4常用作鋰離子電池的正極材料?；鶓B(tài)鈷原子的核外電子排布式為__________________________________；基態(tài)磷原子中，核外電子占據(jù)的最高能層的符號為_________，能量最高的電子所形成的電子云在空間有_________個伸展方向，其輪廓圖呈______________________形。典例11s22s22p63s23p63d74s2(或[Ar]3d74s2)

M

3

啞鈴(或紡錘)

(2)某同學(xué)寫出了鋁原子的3種不同狀態(tài)的電子排布圖：其中能量最低的是_________(填標(biāo)號)。電子由狀態(tài)C到狀態(tài)B所得的原子光譜為____________(填“發(fā)射〞或“吸收〞)光譜。A

發(fā)射

(3)在Mn、Fe、Co、Ni、Cu中，某基態(tài)原子核外電子排布符合“洪特規(guī)那么特例〞，該原子的價(jià)電子排布式為_______________。在第四周期的過渡金屬元素中，基態(tài)原子未成對電子數(shù)最多的元素是__________(填元素符號)。銅的焰色呈綠色，在現(xiàn)代化學(xué)中，常利用原子光譜上的特征譜線來鑒定元素，稱為________________法。3d104s1

Cr

光譜分析

解析：(1)Co為27號元素，根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知基態(tài)鈷原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2；基態(tài)磷原子核外有三個電子層，故核外電子占據(jù)的最高能層的符號為M；基態(tài)磷原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p3，故能量最高的電子為3p軌道上的電子，其形成的電子云在空間有3個伸展方向，其輪廓圖呈啞鈴形或紡錘形。(2)根據(jù)能量最低原理，核外電子先占據(jù)能量低的原子軌道，原子軌道的能量由低到高的順序?yàn)?s<2s<2p<3s<3p……。根據(jù)電子排布的特點(diǎn)，只有狀態(tài)A符合能量最低原理；狀態(tài)C中電子能量高于狀態(tài)B，電子由高能級向低能級躍遷時產(chǎn)生的光譜是發(fā)射光譜。易錯警示：防范兩類常見的有關(guān)核外電子排布的錯誤1．電子排布式(1)3d、4s書寫順序混亂：當(dāng)出現(xiàn)d軌道時，雖然電子按ns、(n－1)d、np的順序填充，但在書寫電子排布時，仍把(n－1)d放在ns前。如Fe：1s22s22p63s23p64s23d6(×)，1s22s22p63s23p63d64s2(√)。在失去電子時，先失去4s軌道上的電子，如Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6。(2)不符合洪特規(guī)那么特例，如Cu：1s22s22p63s23p63d94s2(×)，1s22s22p63s23p63d104s1(√)。2.基態(tài)原子核外電子排布圖專題2原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)1．元素周期表的分區(qū)與原子價(jià)電子排布的關(guān)系列123～78～101112131415161718族IAⅡAⅢB～ⅦBⅧⅠBⅡBⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0價(jià)電子排布ns1ns2(n－1)d1－5ns1－2(n－1)d6－10ns0－2(n－1)d10ns1(n－1)d10ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np51s2或ns2np6分區(qū)s區(qū)d區(qū)ds區(qū)p區(qū)注：第3列的鑭系、錒系價(jià)電子排布為(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2，為f區(qū)。2.原子半徑同主族元素從上到下，原子半徑和離子半徑均逐漸增大。同周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸減小，離子半徑需要看核外電子排布，核外電子排布相同時，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小。同種元素形成的各種粒子，核外電子數(shù)越多，半徑越大。如r(H－)>r(H)>r(H＋)，r(Fe)>r(Fe2＋)>r(Fe3＋)。3．電離能概念氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量稱為第一電離能，用I1表示規(guī)律同周期：從左到右，元素的第一電離能整體呈逐漸增大的趨勢同主族：從上到下，元素的第一電離能逐漸減小同種元素：逐級電離能越來越大，即I1<I2<I3……特例同周期主族元素，第ⅡA族、VA族元素的第一電離能分別大于第ⅢA族、ⅥA族元素的。這是因?yàn)榈冖駻族元素原子的價(jià)電子排布為全充滿(ns2)、VA族元素原子的價(jià)電子排布式為ns2np3，其中np軌道為半充滿，比較穩(wěn)定，具有較大的第一電離能應(yīng)用(1)判斷元素的金屬性或非金屬性強(qiáng)弱：一般情況下，第一電離能越小，元素原子越容易失去電子，元素金屬性越強(qiáng)、非金屬性越弱；(2)判斷元素的化合價(jià)：如果某主族元素的In＋1?In，則該元素的常見化合價(jià)為＋n，如鈉元素的I2?I1，所以鈉元素的常見化合價(jià)為＋14.電負(fù)性(1)同一周期，主族元素的電負(fù)性從左到右逐漸增大；同一主族，元素的電負(fù)性從上到下逐漸減小。(2)金屬元素的電負(fù)性<非金屬元素的電負(fù)性。金屬元素的電負(fù)性越小越活潑，非金屬元素的電負(fù)性越大越活潑。(3)化合物中顯正化合價(jià)的元素的電負(fù)性小于顯負(fù)化合價(jià)的元素的電負(fù)性，如HClO中Cl為＋1價(jià)、O為－2價(jià)，可知O的電負(fù)性大于Cl。(4)一般情況下，組成化合物的兩種元素的電負(fù)性差值大于時，形成離子鍵；差值小于時，形成共價(jià)鍵。差值越小時，鍵的極性越弱。如Al2O3是離子化合物、AlCl3是共價(jià)化合物，可知O的電負(fù)性大于Cl。5．對角線規(guī)那么在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素(如下圖)的有些性質(zhì)是相似的，被稱為對角線規(guī)那么。如硼和硅的含氧酸鹽都能形成玻璃且互熔；鈹和鋁的氫氧化物均為兩性氫氧化物。

元素周期表前四周期A、B、C、D、E五種元素，A元素的原子最外層電子排布式為ns1；B元素的原子價(jià)電子排布式為ns2np2；C元素位于第二周期且原子中p能級與s能級電子總數(shù)相等；D元素原子的M能層的p能級中有3個未成對電子；E元素的原子有5個未成對電子。(1)寫出元素名稱：C__________、D__________、E__________。

(2)C基態(tài)原子的軌道表示式為_________________________。典例2氧

磷

錳

(3)當(dāng)n＝2時，B的最簡單氣態(tài)氫化物的電子式為______________，BC2分子的結(jié)構(gòu)式是_______________；當(dāng)n＝3時，B與C形成的化合物與氫氧化鈉溶液反響的離子方程式是_______________________________。(4)假設(shè)A元素的原子最外層電子排布式為2s1，B元素的原子價(jià)電子排布式為3s23p2，A、B、C、D四種元素的第一電離能由大到小的順序是____________________(用元素符號表示)。O＝C＝O

O＞P＞Si＞Li

(5)E元素原子的價(jià)電子排布式是______________，在元素周期表中的位置是_____________________，其最高價(jià)氧化物的化學(xué)式是_____________。3d54s2

第四周期ⅦB族

Mn2O7

(1)(2021·山東新高考化學(xué)全真模擬節(jié)選)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負(fù)一價(jià)離子時所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)，負(fù)一價(jià)氣態(tài)離子再獲得一個電子的能量變化稱作第二電子親和能(E2)。E1(Cl)＝349kJ/mol、E1(Br)＝325kJ/mol、E1(Ⅰ)＝295kJ/mol、E1(O)＝141kJ/mol、E2(O－)＝－780kJ/mol。典例3以下說法正確的選項(xiàng)是______(填標(biāo)號)。A．電子親和能越大，說明越難得到電子B．一個基態(tài)的氣態(tài)氧原子得到一個電子形成O2－時放出141kJ的能量C．O的第二電子親和能是－780kJ/mol,D．基態(tài)的氣態(tài)氧原子得到兩個電子形成O2－時需要吸收能量(2)鋅化銅是一種金屬互化物，其化學(xué)式有多種形式，如CuZn、Cu5Zn8、CuZn3等。其中Cu的第二電離能________(填“大于〞“小于〞或“等于〞)Zn的第二電離能。CD

大于

解析：(1)A項(xiàng)，根據(jù)題給數(shù)據(jù)知，得電子能力越強(qiáng)，電子親和能越大，錯誤；B項(xiàng)，一個基態(tài)的氣態(tài)氧原子得到一個電子形成O－時放出141kJ的能量，錯誤；C項(xiàng)，O－得到一個電子形成O2－時的電子親和能就是O的第二電子親和能，正確；D項(xiàng)，O的第一電子親和能為正值，即放出能量，第二電子親和能為負(fù)值，即吸收能量，且O的第一電子親和能小于第二電子親和能的絕對值，所以基態(tài)的氣態(tài)氧原子得到兩個電子形成O2－時需要吸收能量，正確。(2)Cu＋的價(jià)電子排布式為3d10，處于全充滿狀態(tài)，而Zn＋的價(jià)電子排布式為3d104s1，故Cu的第二電離能大于Zn的第二電離能。真題體驗(yàn)電子排布式和電子排布圖1．(2021·全國Ⅱ·T35(1))基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為_____________________________。2．(2021·全國Ⅱ·T35(2))Fe成為陽離子時首先失去__________軌道電子，Sm的價(jià)層電子排布式為4f66s2，Sm3＋價(jià)層電子排布式為___________。1s22s22p63s23p63d24s2

4s

4f5

3．(2021·全國I·T35(1))以下Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中，能量最低和最高的分別為_________、_________(填標(biāo)號)。D

C

4．(2021·全國Ⅱ·35(1)節(jié)選)基態(tài)Fe原子價(jià)層電子的電子排布圖(軌道表達(dá)式)為___________________________。5．(2021·全國I·T35(1))Zn原子核外電子排布式為_____________________。6．(2021·全國Ⅱ·35(1))氮原子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式(電子排布圖)為_____________________。[Ar]3d104s2

7．(2021·全國Ⅲ·T35(1))Co基態(tài)原子核外電子排布式為_______________________________________________。8．(2021·全國Ⅰ·T37(1)節(jié)選)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]__________________。9．(2021·全國Ⅱ·37(1)節(jié)選)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為_______________________________________________。10．(2021·全國Ⅱ·T37(1))寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式：________________________。1s22s22p63s23p63d74s2(或[Ar]3d74s2)

3d104s24p2

1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2)

[Ar]3d104s24p3

核外未成對電子數(shù)11．(2021·全國I·T35(1))基態(tài)Fe2＋與Fe3＋離子中未成對的電子數(shù)之比為____________。12．(2021·全國Ⅲ·35(1)節(jié)選)元素Mn與O中，基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的是__________。13．(2021·全國I·T37(1)節(jié)選)基態(tài)Ge原子有_________個未成對電子。14．(2021·全國Ⅱ·37(1)節(jié)選)鎳元素基態(tài)原子的3d能級上的未成對電子數(shù)為_________。4∶5

Mn

2

2

電子云和電子運(yùn)動狀態(tài)15．(2021·全國Ⅲ·T35(1)改編)鎂元素基態(tài)原子核外M層電子的自旋狀態(tài)____________(填“相同〞或“相反〞)。16．(2021·全國ⅡT35(1)節(jié)選)基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為______________________形。17．(2021·全國Ⅰ·T35(2)節(jié)選)基態(tài)K原子中，核外電子占據(jù)最高能層的符號是_________，占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為____________。相反

啞鈴(或紡錘)

N

球形

原子半徑或離子半徑18．(2021·全國Ⅱ·T35(3))比較離子半徑：F－____________O2－(填“大于〞“等于〞或“小于〞)。19．(2021·全國Ⅰ·T35(2))Li＋與H－具有相同的電子構(gòu)型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是________________________。20．(2021·全國Ⅲ·T37(2)節(jié)選)根據(jù)元素周期律，原子半徑Ga____________As(填“大于〞或“小于〞)。小于

Li＋核電荷數(shù)較大

大于

電離能21．(2021·全國I·T35(2)節(jié)選)I1(Li)＞I1(Na)，原因是________________________________________________________，I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Na與Li同主族，Na電子層數(shù)多，原子半徑大，易失電子

Li