《原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)復(fù)習(xí)（第一課時）》第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、能層與能級二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜三、構(gòu)造原理與電子排布四、電子云與原子軌道五、泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低

原理第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)一、能層與能級二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜三、構(gòu)造原理與電子排布四、電子云與原子軌道五、泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低

原理第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)一、原子結(jié)構(gòu)與

元素周期表二、元素周期律1.原子半徑2.電離能3.電負性問題1為什么要研究原子結(jié)構(gòu)？結(jié)構(gòu)性質(zhì)決定體現(xiàn)核外電子排布元素性質(zhì)有何規(guī)律？如何解釋這樣的規(guī)律？與元素的性質(zhì)有何聯(lián)系？問題2核外電子的排布有何特點？能量不連續(xù)實驗事實？能級能層核外電子分層排布問題2核外電子的排布有何特點？原子光譜原子結(jié)構(gòu)模型證據(jù)推理解釋線狀光譜能級能層核外電子分層排布問題2核外電子的排布有何特點？原子光譜原子結(jié)構(gòu)模型證據(jù)推理解釋5d第五能層（O層）d能級最多電子數(shù)：10能級能層核外電子分層排布問題2核外電子的排布有何特點？能級、能層核外電子分層排布構(gòu)造原理能級交錯填充順序不完全一致任務(wù)舉例說明構(gòu)造

原理的光譜學(xué)

事實構(gòu)造原理示意圖問題2核外電子的排布有何特點？任務(wù)舉例說明構(gòu)造

原理的光譜學(xué)

事實Ca1s22s22p63s23p64s2K1s22s22p63s23p64s1Ar1s22s22p63s23p6Ca1s22s22p63s23p63d2K1s22s22p63s23p63d1不符合光譜實驗事實X光譜實驗事實構(gòu)造原理示意圖問題2核外電子的排布有何特點？任務(wù)舉例說明構(gòu)造

原理的光譜學(xué)

事實能級、能層核外電子分層排布構(gòu)造原理能級交錯核外電子排布構(gòu)造原理能級、能層核外電子分層排布光譜證據(jù)模型建構(gòu)能級交錯核外電子排布構(gòu)造原理能級、能層核外電子分層排布核外電子運動狀態(tài)光譜證據(jù)模型建構(gòu)？能級交錯問題3原子核外電子的運動狀態(tài)是怎樣的？問題3原子核外電子的運動狀態(tài)是怎樣的？量子力學(xué)模型問題3原子核外電子的運動狀態(tài)是怎樣的？同一原子的s電子的電子云輪廓圖問題3原子核外電子的運動狀態(tài)是怎樣的？px、py、pz的電子云輪廓圖問題3原子核外電子的運動狀態(tài)是怎樣的？問題3原子核外電子的運動狀態(tài)是怎樣的？能層能級原子軌道（可用電子云表示）自旋常用上下箭頭（“↑”“↓”）能級原子軌道數(shù)最多電子數(shù)s12p36d510f714核外電子排布構(gòu)造原理能級、能層核外電子分層排布原子軌道電子云核外電子運動狀態(tài)光譜證據(jù)量子力學(xué)模型問題4電子是按照怎樣的規(guī)律排布在各原子

軌道上的？核外電子排布構(gòu)造原理能級、能層核外電子分層排布原子軌道電子云核外電子運動狀態(tài)光譜證據(jù)量子力學(xué)模型泡利原理洪特規(guī)則能量最低原理規(guī)律與解釋任務(wù)基于上述原理和方法，

寫出第四周期元素的基

態(tài)原子的的軌道表示式。思考1為何這些元素為同一周期？思考2核外電子排布與族、分區(qū)的關(guān)系？問題4電子是按照怎樣的規(guī)律排布在各原子

軌道上的？問題4電子是按照怎樣的規(guī)律排布在各原子

軌道上的？↑↓1s2s2p3s3p↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓Ar3d4s4pK↑構(gòu)造原理能量最低原理3d4s4pCa泡利原理↑↓↑↑4sX3d4s↑↑X問題4電子是按照怎樣的規(guī)律排布在各原子

軌道上的？構(gòu)造原理能量最低原理洪特規(guī)則Ca↑↓↑Sc↑↓↑↑Ti↑↑↑V↑↓↑↓3d4s4p3d4s4p3d4s4p3d4s4p問題4電子是按照怎樣的規(guī)律排布在各原子

軌道上的？↑

↑↑↑Cr↑↓↑↑↑↑↑↑CrXCu↑↓↑↓↑↑↓↑↓↑↓CuX3d4s4p3d4s4p3d4s4p3d4s4p↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑問題4電子是按照怎樣的規(guī)律排布在各原子

軌道上的？↑↑↑↓↑↑↑Mn↑↓↑↑↓↑↑↑FeCoNi3d4s4p3d4s4p3d4s4p3d4s4p↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑問題4電子是按照怎樣的規(guī)律排布在各原子

軌道上的？↑↓↑↓↑↑↓↑↓↑↓Cu3d4s4p↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓Zn3d4s4p↑↓↑↓↑↓↑↑↓↑↓↑↓Ga↑↓↑↓↑↓↑↑↑↓↑↓↑↓Ge↑↓↑↓↑↓↑↑↑↑↓↑↓↑↓As3d4s4p3d4s4p3d4s4p問題4電子是按照怎樣的規(guī)律排布在各原子

軌道上的？SeBrKr↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓3d4s4p3d4s4p3d4s4p問題4電子是按照怎樣的規(guī)律排布在各原子

軌道上的？3d4s4p第四周期任務(wù)基于上述原理和方法，寫出第四周期元素的基

態(tài)原子的的軌道表示式。

思考1為何這些元素為同一周期？

思考2核外電子排布與族、分區(qū)的關(guān)系？KCa價層電子：4ss區(qū)3d4s4p↑↑↓IA族IIA族3d4s4p任務(wù)基于上述原理和方法，寫出第四周期元素的基

態(tài)原子的的軌道表示式。

思考1為何這些元素為同一周期？

思考2核外電子排布與族、分區(qū)的關(guān)系？價層電子：3d1～104s1～2

d區(qū)IIIB族IVB族VB族VIB族VIIB族VIII族任務(wù)基于上述原理和方法，寫出第四周期元素的基

態(tài)原子的的軌道表示式。

思考1為何這些元素為同一周期？

思考2核外電子排布與族、分區(qū)的關(guān)系？IB族IIB族價層電子：3d104s1～2

ds區(qū)↑↓3d4s4p↑↓↑↑↓↑↓↑↓Cu↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓Zn3d4s4p價層電子：4s24p1～6

p區(qū)IIIA族IVA族VA族VIA族VIIA族0族核外電子排布泡利原理洪特規(guī)則能量最低原理構(gòu)造原理能級、能層核外電子分層排布原子軌道電子云核外電子運動狀態(tài)光譜證據(jù)量子力學(xué)模型規(guī)律與解釋位置周期、區(qū)、族問題1我們?yōu)槭裁匆芯吭咏Y(jié)構(gòu)？結(jié)構(gòu)性質(zhì)決定體現(xiàn)核外電子排布元素性質(zhì)有何規(guī)律？如何解釋這樣的規(guī)律？與元素性質(zhì)有何聯(lián)系？結(jié)構(gòu)位置性質(zhì)位置性質(zhì)?專題一基態(tài)原子的核外電子排布規(guī)則及表示方法典例1(高考題改編)完成下列問題:(1)基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為

。

(2)Fe成為陽離子時首先失去

軌道電子,Sm的價層電子排布式為4f66s2,Sm3+價層電子排布式為

。

(3)在周期表中,與Li的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素是

,該元素基態(tài)原子核外M層電子的自旋狀態(tài)

(填“相同”或“相反”)。

(4)下列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)。

答案

(1)1s22s22p63s23p63d24s2

(2)4s

4f5

(3)Mg相反(4)D

C解析

(2)Fe為26號元素,Fe原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,成為陽離子時首先失去4s軌道電子;Sm的價層電子排布式為4f66s2,失去3個電子變成Sm3+成為穩(wěn)定狀態(tài),則應(yīng)先失去最外層和能量較高的4f電子,所以Sm3+的價層電子排布式為4f5。(3)由元素周期表中的“對角線規(guī)則”可知,與Li的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素是Mg;Mg為12號元素,M層只有2個電子,排布在3s軌道上,故M層的2個電子自旋狀態(tài)相反。(4)Li的基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s1,故D的能量最低;A中1個1s電子被激發(fā)到2s軌道上,B中2個1s電子分別被激發(fā)到2s和2px軌道上,C中2個1s電子被激發(fā)到2px軌道上,故C的能量最高。歸納總結(jié)

核外電子排布的表示方法

原子(離子)結(jié)構(gòu)示意圖含義將每個能層上的電子總數(shù)表示在原子核外的式子實例電子排布式含義用數(shù)字在能級符號右上角標(biāo)明該能級上排布的電子數(shù),這就是電子排布式實例K:1s22s22p63s23p64s1簡化電子排布式含義把內(nèi)層電子達到稀有氣體原子結(jié)構(gòu)的部分以相應(yīng)稀有氣體元素符號外加方括號表示實例K:[Ar]4s1價層電子排布式含義將在化學(xué)反應(yīng)中可能發(fā)生電子變動的能級,稱為價電子層,簡稱價層。只有主族元素的價層電子才是最外層電子。對于過渡元素還包括部分內(nèi)層電子實例Al:3s23p1軌道表示式(電子排布圖)含義每個方框(或圓圈)代表一個原子軌道,每個箭頭代表一個電子實例Al:電子式含義化學(xué)中常在元素符號周圍用“·”或“×”來表示元素原子的最外層電子,相應(yīng)的式子叫做電子式實例答案

C對點訓(xùn)練

1-2下列有關(guān)核外電子排布式或軌道表示式不正確的是(

)A.24Cr的電子排布式:1s22s22p63s23p63d54s1B.K原子的簡化電子排布式:[Ar]4s1答案

D解析

D項中S原子的軌道表示式違反了洪特規(guī)則,正確的應(yīng)是專題二元素性質(zhì)的遞變規(guī)律典例2(高考題改編)完成以下問題。(1)Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na),原因是

。

I1(Be)>I1(B)>I1(Li),原因是

。

(2)氨硼烷(NH3BH3)含氫量高、熱穩(wěn)定性好,是一種具有潛力的固體儲氫材料。H、B、N中,原子半徑最大的是

。根據(jù)對角線規(guī)則,B的一些化學(xué)性質(zhì)與元素

的相似。

I1/(kJ·mol-1)Li520Be900B801Na496Mg738Al578(3)下列狀態(tài)的鎂中,電離最外層一個電子所需能量最大的是

(填字母)。

(4)比較離子半徑:F-

O2-(填“大于”“等于”或“小于”)。

(5)NH4H2PO4中,電負性最大的元素是

。

答案

(1)Na與Li同主族,Na電子層數(shù)多,原子半徑大,易失電子Li、Be、B同周期,核電荷數(shù)依次增大,Be為1s22s2全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),第一電離能最大。與Li相比,B的核電荷數(shù)大,原子半徑小,較難失去電子,第一電離能較大(2)B

Si(硅)

(3)A

(4)小于(5)O解析

(1)Li和Na均為第ⅠA族元素,由于Na電子層數(shù)多,原子半徑大,故Na比Li容易失去最外層電子,即I1(Li)>I1(Na)。Li、Be、B均為第二周期元素,隨原子序數(shù)遞增,第一電離能有增大的趨勢,而Be的2s能級處于全充滿狀態(tài),較難失去電子,故第一電離能Be比B大。(2)根據(jù)同一周期從左到右主族元素的原子半徑依次減小可知,H、B、N中原子半徑最大的是B。元素周期表中B與Si(硅)處于對角線上,兩者的某些化學(xué)性質(zhì)相似。(3)A.[Ne]3s1屬于基態(tài)的Mg+,由于Mg的第二電離能高于其第一電離能,故其再失去一個電子所需能量較高;B.[Ne]3s2屬于基態(tài)Mg原子,其失去一個電子變?yōu)榛鶓B(tài)Mg+;C.[Ne]3s13p1屬于激發(fā)態(tài)Mg原子,其失去一個電子所需能量低于基態(tài)Mg原子;D.[Ne]3p1屬于激發(fā)態(tài)Mg+,其失去一個電子所需能量低于基態(tài)Mg+,綜上所述,電離最外層一個電子所需能量最大的是[Ne]3s1,故選A。(4)F-和O2-的核外電子排布相同,核電荷數(shù)越大,則半徑越小,故半徑:F-<O2-。(5)一般來說,在元素周期表中,主族元素電負性從左到右依次增大,從上到下依次減小,故O是NH4H2PO4中電負性最大的元素。規(guī)律總結(jié)

電負性、第一電離能與元素金屬性和非金屬性的關(guān)系

注:①稀有氣體元素電離能為同周期中最大。②同周期元素第一電離能:第ⅡA族>第ⅢA族,第ⅤA族>第ⅥA族。③比較電負性大小時,不考慮稀有氣體元素。對點訓(xùn)練

2-1已知短周期元素的離子aA2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的電子層結(jié)構(gòu),則下列敘述正確的是(

)A.原子半徑:A>B>D>CB.原子序數(shù):d>c>b>aC.離子半徑:C3->D->B+>A2+D.單質(zhì)的還原性:A>B>D>C答案

C解析

四種元素在元素周期表中的相對位置可表示為

,四種離子電子層結(jié)構(gòu)相同,即某周期活潑非金屬形成的簡單陰離子與下一周期活潑金屬形成的簡單陽離子具有相同的電子層排布。所以,原子半徑B>A>C>D,原子序數(shù)a>b>d>c,離子半徑C3->D->B+>A2+。單質(zhì)還原性B>A(金屬),非金屬還原性一般較弱。對點訓(xùn)練

2-2(高考題改編)完成下列各題:(1)黃銅是人類最早使用的合金之一,主要由Cu、Zn組成。第一電離能I1(Zn)

I1(Cu)(填“大于”或“小于”),原因是

。

(2)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負一價離子時所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢如圖所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是

;氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是

。

(3)光催化還原CO2制備CH4的反應(yīng)中,帶狀納米Zn2GeO4是該反應(yīng)的良好催化劑。Zn、Ge、O電負性由大到小的順序是

。

答案

(1)大于Zn的核外電子排布為全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),難失電子(2)同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大,原子半徑逐漸減小,故結(jié)合一個電子釋放出的能量依次增大N的2p軌道處于半充滿狀態(tài),具有穩(wěn)定性,故不易結(jié)合一個電子(3)O>Ge>Zn解析

(1)鋅的價層電子排布為3d104s2,為全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),很難失去一個電子,銅的價層電子排布為3d104s1,較易失去一個電子,因此鋅的第一電離能大于銅的第一電離能。(3)Zn與Ge是同周期元素,Ge在Zn的右邊,因此Ge的電負性比Zn大,O為活潑的非金屬元素,電負性大于Ge和Zn,故三者電負性由大到小的順序為O>Ge>Zn。專題三元素“位”“構(gòu)”“性”的關(guān)系典例3現(xiàn)有下列短周期元素性質(zhì)的部分數(shù)據(jù):元素編號①②③④⑤⑥⑦⑧0.741.601.521.100.991.860.751.43最高或最低化合價

+2+1+5+7+1+5+3-2

-3-1

-3

試回答下列問題:(1)上述元素中處于第ⅤA族的有

(填元素編號,下同),處于第二周期的有

。

(2)上述元素中金屬性最強的是

(用編號表示)。

(3)寫出元素①⑧形成的化合物與KOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

(4)經(jīng)驗表明,除氫和氦外,當(dāng)元素原子的電子層數(shù)(n)多于或等于原子最外層電子數(shù)(m)即(n-m)≥0時,該元素屬于金屬元素;當(dāng)元素原子的最外層電子數(shù)(m)多于原子的電子層數(shù)(n)即(n-m)<0時,該元素屬于非金屬元素。a.第n(n≥2)周期有

種非金屬元素(含0族元素)。

b.根據(jù)元素周期表中每個周期非金屬元素的種類,預(yù)測周期表中應(yīng)有

種非金屬元素(含0族元素)。

答案

(1)④⑦

①③⑦

(2)⑥(3)Al2O3+2KOH===2KAlO2+H2O(4)a.8-n

b.23解析

(1)由表中元素化合價可知,④和⑦在第ⅤA族,③⑥在第ⅠA族,①在第ⅥA族,②在第ⅡA族,⑤在第ⅦA族,⑧在第ⅢA族;因為⑦的原子半徑小于④的原子半徑,③的原子半徑小于⑥的原子半徑,由原子半徑變化規(guī)律可知,⑦是N元素、④是P元素、③是Li元素、⑥是Na元素、①是O元素、②是Mg元素、⑤是Cl元素、⑧是Al元素。因為當(dāng)元素原子的最外層電子數(shù)(m)多于原子的電子層數(shù)(n)即(n-m)<0時,該元素屬于非金屬元素,原子的最外層電子數(shù)最多是8,第n(n≥2)周期應(yīng)有8-n種非金屬元素。規(guī)律總結(jié)

原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)和元素在元素周期表中的位置關(guān)系規(guī)律

對點訓(xùn)練

3-1已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42。X元素原子的4p能級上有3個未成對電子,Y元素原子的最外層2p能級上有2個未成