《原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》典練·素養(yǎng)提升素養(yǎng)解讀

19世紀(jì)初，英國人道爾頓創(chuàng)立了近代原子學(xué)說，假設(shè)原子是化學(xué)元素的最小粒子，每一種元素有一種原子。20世紀(jì)初，人們終于認(rèn)識到原子不是最小的粒子，而且有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識為元素周期律找到了理論依據(jù)。而且原子也是一種構(gòu)成物質(zhì)的基本微粒，原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的認(rèn)識，為物質(zhì)組成和性質(zhì)預(yù)測，提供了理論和事實(shí)依據(jù)。我們可以從微觀角度認(rèn)識原子的結(jié)構(gòu)，尤其是核外電子排布規(guī)律。通過核外電子排布規(guī)律和周期律的學(xué)習(xí)，可逐步培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、科學(xué)探究與創(chuàng)新意識等學(xué)科核心素養(yǎng)。通過對宏觀物質(zhì)的性質(zhì)和元素的性質(zhì)進(jìn)行歸納總結(jié)，從原子結(jié)構(gòu)尤其是核外電子排布的微觀水平認(rèn)識元素周期表和元素周期律，知道元素性質(zhì)的不同是由核外電子排布決定的，核外電子排布的規(guī)律性變化決定了元素性質(zhì)也遵循一定的規(guī)律，從而培養(yǎng)變化觀念與平衡思想、宏觀辨識與微觀探析等學(xué)科核心素養(yǎng)。通過核外電子排布式和軌道表示式的書寫，確立認(rèn)知模型，并能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律，培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知等學(xué)科核心素養(yǎng)。通過宏觀元素周期律的分析歸納，并從微觀核外電子排布規(guī)律角度去理解元素周期律的本質(zhì)。1．(證據(jù)推理與模型認(rèn)知)根據(jù)泡利的原子軌道能級圖和“能級交替”現(xiàn)象，原子軌道的能量高低順序是E(ns)＜E[(n－3)g]＜E[(n－2)f]＜E[(n－1)d]＜E(np)(n為能層序數(shù)，g能級中有9個軌道)。則未來的第八周期應(yīng)包括的元素的種類是 (

)A．32 B．50C．64 D．128【答案】B2．(變化觀念與平衡思想)下列各項(xiàng)敘述中，正確的是 (

)A．鈉原子由1s22s22p63s1→1s22s22p63p1時，原子釋放能量B．價層電子排布為5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s區(qū)元素C．所有原子任一能層的s電子云輪廓圖都是球形，但球的半徑大小不同D．29Cu原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d94s2【答案】C【解析】鈉原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)，要吸收能量，A錯誤；價層電子排布式為5s25p1的元素位于第五周期ⅢA族，是p區(qū)元素，B錯誤；原子軌道處于全空、全滿或半充滿狀態(tài)時，能量最低，故29Cu原子的核外電子排布式應(yīng)是1s22s22p63s23p63d104s1，D錯誤。3．(變化觀念與平衡思想)A元素的陽離子與B元素的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，有關(guān)兩元素的下列敘述：①原子半徑：A＜B，②離子半徑：A＞B，③原子序數(shù)：A＞B，④原子最外層電子數(shù)：A＜B，⑤A的正價與B的負(fù)價絕對值一定相等，⑥A的電負(fù)性小于B的電負(fù)性，⑦A的第一電離能大于B的第一電離能。其中正確的是 (

)A．①②⑦ B．③④⑥C．③⑤ D．③④⑤⑥⑦【答案】B【解析】A元素的陽離子與B元素的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則A在B的下一周期。因A原子半徑大于同一主族的上一周期元素原子的半徑，該原子的半徑又大于同一周期的B原子的半徑，所以原子半徑：A＞B，①錯誤；因原子序數(shù)A＞B，則離子半徑A＜B，②錯誤；A的正價與B的負(fù)價絕對值不一定相等，⑤錯誤；A的第一電離能小于B的第一電離能，因?yàn)锳為金屬，B為非金屬，⑦錯誤。4．(宏觀辨識與微觀探析)下列有關(guān)電離能的說法正確的是 (

)A．第一電離能是原子失去核外第一個電子所需要的能量B．在元素周期表中，主族元素原子的第一電離能從左到右依次增大C．可通過元素各級電離能的大小，判斷元素的化合價D．第一電離能越大的元素，其電負(fù)性一定越大【答案】C【解析】第一電離能是基態(tài)的氣態(tài)電中性原子失去核外第一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子需要的最低能量，A錯誤；同一周期元素從左到右第一電離能總體趨勢增大，但其中有反常，如N＞O，B錯誤；電離能和電負(fù)性是元素的兩種不同的性質(zhì)，二者變化規(guī)律并不完全一致，D錯誤。5．(宏觀辨識與微觀探析)根據(jù)下表中五種元素的電離能數(shù)據(jù)(單位：kJ·mol－1)，下列說法不正確的是 (

)元素代號I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600U420310044005900A．T的氯化物最可能的化學(xué)式為TCl3B．氦元素最有可能與Q元素位于同一族C．在同周期表中，最可能處于同一族的是R和UD．U元素最有可能為K，R元素最有可能為Li【答案】D【解析】當(dāng)In＋1?In時，元素的最高化合價為＋n，故R和U最高價為＋1，S最高價為＋2價，T最高價為＋3價，A、C正確；由表中數(shù)據(jù)可知，Q元素各電離能都較大，而且各電離能之間無太大差距，故Q最可能為稀有氣體元素，化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)最像氦，所以氦元素最有可能與Q元素位于同一族，B正確；R出現(xiàn)了I4，而鋰核外只有3個電子，D錯誤。6．(宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常見元素，其相關(guān)信息如表所示：元素相關(guān)信息XX的一種核素的質(zhì)量數(shù)為18，中子數(shù)為10YY與X同主族，且它的一種氧化物是導(dǎo)致酸雨的主要物質(zhì)之一ZZ的單質(zhì)常溫下為黃綠色氣體WW的基態(tài)原子核外有4個未成對電子(1)Z在元素周期表中的位置是_________________________。(2)基態(tài)Y原子的核外電子排布式為_______________________。(3)基態(tài)W3＋的核外電子排布式為________________________。(4)X的一種氫化物H2X2分子中極性鍵和非極性鍵數(shù)目之比為________。(5)Y的電負(fù)性比Z的________(填“大”或“小”)；X和Y的簡單氣態(tài)氫化物中，較穩(wěn)定的是________(寫化學(xué)式)?！敬鸢浮?1)第三周期ⅦA族(2)1s22s22p63s23p4(或[Ne]3s23p4)(3)1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)(4)2∶1(5)小H2O【解析】由題意可知，X、Y、Z、W分別為O、S、Cl、Fe元素。(4)H2O2的結(jié)構(gòu)式為H—O—O—H，分子中極性鍵和非極性鍵數(shù)目之比為2∶1。(5)Cl元素的電負(fù)性比S元素大；O元素的非金屬性強(qiáng)于S元素，故H2O的穩(wěn)定性強(qiáng)于H2S。對話·命題專家完成下列化學(xué)用語。(1)Cr原子的核外電子排布式為__________，價層電子排布為________，原子結(jié)構(gòu)示意圖為__________，價層電子排布圖為________________。(2)Cu2＋的核外電子排布式為_______，離子結(jié)構(gòu)示意圖為_________。(3)As的核外電子排布式為____________________，原子結(jié)構(gòu)示意圖為________________，價層電子排布圖為_________________。(4)Co的價層電子排布為________________，價層電子排布圖為________________________?？疾榻嵌群送怆娮优挪嫉母鞣N表達(dá)式考查目的根據(jù)核外電子排布式、價層電子排布、結(jié)構(gòu)示意圖、價層電子排布圖等概念的理解，落實(shí)核外電子的排布規(guī)律；培養(yǎng)學(xué)生的理論規(guī)律應(yīng)用及正確表達(dá)的能力，體現(xiàn)宏觀辨識和微觀探析的核心素養(yǎng)考查形式在高考中主要以填空題形式考查，難度系數(shù)中等現(xiàn)有屬于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七種元素，原子序數(shù)依次增大。A元素的價層電子構(gòu)型為nsnnpn＋1；C元素為最活潑的非金屬元素；D元素核外有三個電子層，最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的1/6；E元素正三價離子的3d軌道為半充滿狀態(tài)；F元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，只有一個未成對電子；G元素與A元素位于同一主族，其某種氧化物有劇毒。(1)A元素的第一電離能________(填“＜”“＞”或“＝”)B元素的第一電離能，A、B、C三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)開___________________(用元素符號表示)。(2)D元素原子的價層電子排布是________。(3)C元素的電子排布圖為__________；E3＋的離子符號為________。(4)F元素位于元素周期表的________區(qū)，其基態(tài)原子的電子排布式為__________。(5)G元素可能的性質(zhì)________(填序號)。A．其單質(zhì)可作為半導(dǎo)體材料B．其電負(fù)性大于磷C．其原子半徑大于鍺D．其第一電離能小于硒(6)活潑性：D________(填“＞”或“＜”，下同)Al，I1(Mg)________I1(Al)，其原因是____________________?？疾榻嵌仍赝茢唷⒑送怆娮优挪寂c周期表結(jié)構(gòu)及元素性質(zhì)判斷考查目的根據(jù)核外電子的排布推斷出相應(yīng)元素，進(jìn)而判斷元素的性質(zhì)。培養(yǎng)學(xué)生理論規(guī)律應(yīng)用實(shí)踐的能力，體現(xiàn)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的核心素養(yǎng)考查形式此類題目可以是選擇題或填空題，難度中等解題策略：(1)解題步驟：一般來說，根據(jù)特有排布特點(diǎn)或者討論相對固定的排布，推斷出相應(yīng)的元素，然后再根據(jù)周期律判斷元素或物質(zhì)的性質(zhì)。(2)方法技巧：本題運(yùn)用規(guī)律推斷法、假設(shè)驗(yàn)證法進(jìn)行分析總結(jié)而得出答案。解析：A元素的價層電子構(gòu)型為nsnnpn＋1，則A是N；C元素為最活潑的非金屬元素，則C是F，那么B是O；D元素核外有三個電子層，最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的1/6，則D是Mg；E元