2018届一轮复习苏教版原子结构与元素的性质教案 18页

选修3　物质结构与性质 第一单元　原子结构与元素的性质 考纲定位 ‎1.了解原子核外电子的运动状态、排布原理和能级分布，能正确书写1～36号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表达式。‎ ‎2.了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。‎ ‎3.了解电子在原子轨道之间的跃迁及简单应用。‎ ‎4.了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。‎ 考点1| 原子核外电子的运动 ‎[基础知识自查]‎ ‎1．玻尔的原子结构模型 ‎(1)原子核外电子在一系列稳定的原子轨道上运动，核外电子在原子轨道上运动时，既不放出能量，也不吸收能量。‎ ‎(2)不同的原子轨道具有不同的能量，原子轨道的能量变化是不连续，即量子化的。‎ ‎(3)原子核外电子可以在能量不同的轨道上发生跃迁。‎ ‎①电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，可以得到发射光谱，②电子从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道时，可以得到吸收光谱。‎ ‎2．电子云 ‎(1)概念 形象地描述电子在原子核外空间出现的机会大小的图形。‎ ‎(2)意义 电子云图中，点密集的地方表示在那里电子在单位体积内出现的机会大；点稀疏的地方表示在那里电子在单位体积内出现的机会小。‎ ‎3．电子层和原子轨道 电子层 K L M N 原子轨道及其数目 ‎1s ‎2s、2p ‎3s、3p、3d ‎4s、4p、4d、4f ‎1‎ ‎1＋3＝4‎ ‎1＋3＋5＝9‎ ‎1＋3＋5＋7＝16‎ 最多容纳电子数目 ‎2‎ ‎8‎ ‎18‎ ‎32‎ ‎4.原子轨道的形状、数目及能量关系 ‎(1)轨道形状 ‎(2)s、p、d、f能级上原子轨道数目依次为1、3、5、7，其中npx、npy、npz三个原子轨道在三维空间相互垂直，各能级的原子轨道半径随电子层数(n)的增大而增大。‎ ‎(3)能量关系 ‎5．原子核外电子排布规律 ‎(1)能量最低原理：其原子轨道能量顺序图示如下：‎ ‎(2)泡利不相容原理：每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子。‎ ‎(3)洪特规则：原子核外电子在能量相同的各上轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同。‎ 注：洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低。如24Cr的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。‎ ‎6．电子的跃迁与原子光谱 ‎(1)电子的跃迁 ‎①基态―→激发态 当基态原子的电子吸收能量后，电子会从能量较低轨道跃迁到能量较高轨道变成激发态原子，得到吸收光谱。‎ ‎②激发态―→基态 激发态原子的电子从能量较高轨道跃迁到能量较低轨道时会释放出光子，得到发射光谱。‎ ‎(2)原子光谱：不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或放出不同的光子，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。包括吸收光谱和发射光谱。用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。‎ ‎[应用体验]‎ 写出下列原子或离子的①电子排布式②价电子轨道表示式③电子占的原子轨道数④未成对电子数。‎ ‎(1)N：①________②________③________④________。‎ ‎(2)Cl：①________②________③________④________。‎ ‎(3)Fe2＋：①________②________③________④________。‎ ‎(4)Cu：①________②________③________④________。‎ ‎(5)Se：①________②________③________④________。‎ ‎(6)Br－：①________②________③________④________。‎ ‎[提示]　④3‎ ‎ [考点多维探究]‎ 角度1　核外电子排布的表示 ‎1．(高考组合题)(1)(2016·全国乙卷)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]________，有________个未成对电子。‎ ‎(2)(2016·全国甲卷)镍元素基态原子的电子排布式为________，3d轨道上的未成对电子数为________。‎ ‎(3)(2015·全国卷Ⅰ)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用________形象化描述。在基态14C原子中，核外存在________对自旋相反的电子。‎ ‎(4)(2014·全国卷Ⅰ)基态Fe原子有________个未成对电子。Fe3＋的电子排布式为________。‎ ‎(5)(2013·全国卷Ⅰ)基态Si原子中，电子占据的最高电子层符号为________，该电子层具有的原子轨道数为______、电子数为________。‎ ‎(6)(2012·全国卷)Se原子序数为________，其核外M层电子的排布式为________。‎ ‎(7)(2016·江苏高考)Zn2＋基态核外电子排布式为________。‎ ‎(8)(2015·海南高考)钒在元素周期表中的位置为________，其价层电子排布图为________________。‎ ‎(9)(2015·上海高考)Mg原子核外电子排布式为________；Ca原子最外层电子的能量________Mg原子最外层电子的能量(选填“低于”、“高于”或“等于”)。‎ ‎[答案]　(1)3d104s24p2　2‎ ‎(2)[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2　2‎ ‎(3)电子云　2‎ ‎(4)4　[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5‎ ‎(5)M　9　4‎ ‎(6)34　3s23p63d10　(7)[Ar]3d10 或1s22s22p63s23p63d10‎ ‎(8)第4周期ⅤB族　‎ ‎(9)1s22s22p63s2　高于 ‎2．完成下列化学用语 ‎(1)Cr原子的核外电子排布式________，外围电子排布式________，原子结构示意图________，轨道表示式________________。‎ ‎(2)Cu2＋的核外电子排布式________，离子结构示意图________。‎ ‎(3)As的核外电子排布式________，原子结构示意图________价，轨道表示式________________。‎ ‎(4)Co的外围电子排布式________________，外围电子轨道表示式________________。‎ ‎[答案]　(1)1s22s22p63s23p63d54s1　3d54s1　‎ 描述核外电子排布的两种化学用语 ‎(1)电子排布式 ‎(2) ‎ 注意：当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2‎ 正确，1s22s22p63s23p64s23d6错误。‎ 角度2　根据核外电子的排布特点推断元素 ‎3．(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为__________；其价层电子轨道表示式为___________________。‎ ‎(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为________，C离子的结构示意图为________。‎ ‎(3)D元素的正三价离子的3d轨道为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________，其原子的结构示意图为________。‎ ‎(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子且只有一个未成对电子，E的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________________________。‎ ‎(5)F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2，则n＝________；原子中能量最高的是________电子，核外电子轨道表示式为________。‎ ‎[解析]　(1)A元素基态原子的轨道表示式由题意可写成：，则该元素核外有7个电子，为氮元素，其元素符号为N。‎ ‎(2)B－、C＋的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C为19号元素K。‎ ‎(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2即26号元素铁。‎ ‎(4)E元素的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1故E为Cu。‎ ‎(5)F最外层电子排布式为2s22p4。‎ ‎[答案]　(1)N　　(2)Cl　‎ ‎(3)Fe　1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 ‎ ‎(4)Cu　[Ar]3d104s1‎ ‎(5)2　2p　‎ ‎4．(2016·四川高考改编)‎ M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题：‎ ‎(1)写出M、R的价电子排布式：M________、R________。‎ ‎(2)写出X、Y的价电子轨道表示式：X________、Y________。‎ ‎(3)写出Z的核外电子排布式________，Z的核外未成对电子数为________。‎ ‎[解析]　根据题目给出的M、R和X的信息确定，M是氧元素，R是钠元素，X是硫元素。根据M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素确定Y是氯元素。根据Z的基态原子4s和3d轨道半充满，则Z元素原子的核外有24个电子，它是铬元素。‎ ‎[答案]　(1)2s22p4　3s1‎ ‎(2) ‎ ‎(3)[Ar]3d54s1　6‎ 根据电子排布推断元素的思维模板 分析题意―→确定元素―→ 角度3　电子跃迁与原子光谱 ‎5．下列原子的电子跃迁能释放光能形成发射光谱的是(　　) ‎ A．1s22s22p63s2―→1s22s22p63p2‎ B．1s22s22p33s1―→1s22s22p4‎ C．1s22s2―→1s22s12p1‎ D．1s22s22px―→1s22s22py B　[A项，吸收光能，形成吸收光谱；B项，由激发态→基态，释放光能，形成发射光谱；C项，形成吸收光谱；D项，2px与2py能量相同，不属于电子跃迁。]‎ ‎6．从电子跃迁的角度指出焰色反应呈现不同颜色光的原理是 ‎_______________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎[答案]　吸收能量后，电子从激发态向基态发生跃迁，跃迁时以不同颜色光的形式释放出不同能量 基态、激发态及光谱示意图 考点2| 元素性质的递变规律 ‎[基础知识自查]‎ ‎1．元素周期表的结构与性质特点 分区 元素分布 外围电子排布 元素性质特点 s区 ⅠA族、ⅡA族 ns1～2‎ 除氢外都是活泼金属元素 p区 ⅢA族～ⅦA族、0族 ns2np1～6(He除外)‎ 最外层电子参与反应(0族元素一般不考虑)‎ d区 ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族 ‎(n－1)d1～9ns1～2(Pd除外)‎ d轨道也不同程度地参与化学键的形成 ds区 ⅠB族、ⅡB族 ‎(n－1)d10ns1～2‎ 金属元素 f区 镧系、锕系 ‎(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2‎ 镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近 ‎2.电离能 ‎(1)定义：元素的气态原子失去一个电子形成＋1价气态阳离子所需的最低能量，叫做该元素的第一电离能。‎ ‎(2)分类 M(g)M＋(g)M2＋(g)M3＋(g)‎ ‎(3)影响因素 电离能数值的大小取决于原子的有效核电荷数、电子层结构及原子的半径。‎ ‎(4)同种元素的逐级电离能逐渐增大，即I1＜I2＜I3。不同电子层的逐级电离能发生突跃。如Na的I1I2。‎ ‎(5)电离能的3个重要应用 ‎①判断元素的金属性和非金属性强弱。I1越大，元素的非金属性越强，I1越小，元素的金属性越强。‎ ‎②判断元素在化合物中的化合价。如K：I1I2Cl>Br>I　F>Cl>Br>I ‎[考点多维探究]‎ 角度1　原子结构与元素周期表的关系 ‎1．某元素X的原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2，则元素X位于________周期________族________区，其外围电子轨道表示式为___________________，‎ X3＋的核外电子排布式为________，从原子结构的角度解释X3＋比X2＋稳定的理由是___________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎[答案]　第4　Ⅷ　d　　[Ar]3d5　X3＋的3d轨道为半充满状态，能量低稳定 ‎2．(2017·信阳模拟)A、B、C三种短周期元素，它们的原子序数依次增大。A元素原子的核外p电子数比s电子数少1；B元素原子核外有6个原子轨道，且全部充满电子；C元素的主族序数与周期数的差为4。 ‎ ‎ (1)A的基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有________个方向，原子轨道呈________形。‎ ‎(2)某同学推断B基态原子的核外电子排布为，该同学所画的轨道表示式违背了________________________。‎ ‎(3)C位于________族________区，价电子排布式为________。‎ ‎[解析]　根据题意可知A为N，B为Mg，C为Cl。‎ ‎[答案]　(1)3　哑铃　(2)泡利原理　(3)ⅦA　p　3s23p5‎ 角度2　元素周期律(电离能、电负性、原子半径)‎ ‎3．(高考组合题)(1)(2016·全国乙卷)Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是________。‎ ‎(2)(2016·全国甲卷)元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu＝1 958 kJ·mol－1、INi＝1 753 kJ·mol－1，ICu>INi的原因是_______________________________。‎ ‎(3)(2016·全国丙卷)根据元素周期律，原子半径Ga________As，第一电离能Ga________As。(填“大于”或“小于”)‎ ‎(4)(2013·全国卷Ⅱ)F、K、Fe、Ni四种元素中第一电离能最小的是________(填元素符号)。‎ ‎(5)(2013·浙江高考)①‎ N、Al、Si、Zn四种元素中，有一种元素的电离能数据如下：‎ 电离能 I1‎ I2‎ I3‎ I4‎ ‎……‎ Im/(kJ·mol－1)‎ ‎578‎ ‎1 817‎ ‎2 745‎ ‎11 578‎ 则该元素是________(填写元素符号)。‎ ‎②基态锗(Ge)原子的电子排布式是_____________________________。‎ Ge的最高价氯化物分子式是________。该元素可能的性质或应用有________。‎ A．是一种活泼的金属元素 B．其电负性大于硫 C．其单质可作为半导体材料 D．其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点 ‎[解析]　(5)I4I3，所以该元素原子最外层有3个电子，为Al。Ge是ⅣA族元素，最高价氯化物分子式是GeCl4，Ge位于金属与非金属交界处，可作半导体材料。‎ ‎[答案]　(1)O>Ge>Zn ‎(2)铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子 ‎(3)大于　小于 ‎(4)K ‎(5)①Al ‎②1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2　GeCl4　CD ‎4．根据表中所列五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kJ·mol－1)，回答下列问题：‎ 元素代号 I1‎ I2‎ I3‎ I4‎ Q ‎2 080‎ ‎4 000‎ ‎6 100‎ ‎9 400‎ R ‎500‎ ‎4 600‎ ‎6 900‎ ‎9 500‎ S ‎740‎ ‎1 500‎ ‎7 700‎ ‎10 500‎ T ‎580‎ ‎1 800‎ ‎2 700‎ ‎11 600‎ U ‎420‎ ‎3 100‎ ‎4 400‎ ‎5 900‎ ‎(1)在元素周期表中，最可能处于同一族的是________(填字母，下同)。‎ A．Q和R　 B．S和T　　　　　C．T和U D．R和T E．R和U ‎(2)下列离子的氧化性最弱的是________。‎ A．S2＋ B．R2＋　　　C．T3＋　　　D．U＋‎ ‎(3)下列元素中，化学性质和物理性质最像Q元素的是________。‎ A．硼 B．铍 C．氦 D．氢 ‎(4)每种元素都出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况，这一事实从一个侧面说明：______________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________，‎ 如果U元素是短周期元素，你估计它的第2次电离能突跃数据将发生在失去第________个电子时。‎ ‎(5)如果R、S、T是同周期的三种主族元素，则它们的原子序数由小到大的顺序是________________，其中________元素的第一电离能异常高的原因是 ‎_______________________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎[解析]　(1)由表中数据可确定R与U的最外层有一个电子，最可能处于同一族。‎ ‎(2)还原性越强，越易失电子，电离能越小，相应离子的氧化性越弱。‎ ‎(3)Q的四级电离能没有突变，属于性质稳定的稀有气体元素。‎ ‎(4)相邻两个电离能数据相差较大，说明各层电子能量不同，电子是分层排布的。‎ ‎[答案]　(1)E　(2)D　(3)C ‎(4)电子分层排布，各电子层能量不同　10‎ ‎(5)RI1(Na)，但活泼性Na>Mg。‎ ‎(2)第2、3、4周期的同周期主族元素，ⅡA族(ns2np0)和ⅤA族(ns2np3)，因p轨道处于全空或半充满状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的ⅢA族和ⅥA族元素，如第一电离能Mg>Al，P>S。‎ ‎(3)同一周期中0族元素的I1最大，但非金属性和金属性均很弱。‎ ‎(4)不能将电负性1.8作为划分金属和非金属的绝对标准。‎ ‎(5)共价化合物中，两种元素电负性差值越大，它们形成共价键的极性就越强。‎ ‎(6)同周期稀有气体元素的第一电离能最大，但电负性不是最小。‎ 角度3　“位—构—性”的综合判断 ‎6．(2017·双鸭山模拟)现有属于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素，原子序数依次增大。A元素的价电子构型为nsnnpn＋1；C元素为最活泼的非金属元素；D元素核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的1/6；E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态；F元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子；G元素与A元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒。 ‎ ‎(1)A元素的第一电离能________(填“<”“>”或“＝”)B元素的第一电离能，A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为________________(用元素符号表示)。‎ ‎(2)D元素原子的价电子排布式是________。‎ ‎(3)C元素的轨道表示式为_________________________________；‎ E3＋的离子符号为________。‎ ‎(4)F元素位于元素周期表的________区，其基态原子的电子排布式为 ‎_____________________________________________________________。‎ ‎(5)G元素可能的性质________。‎ A．其单质可作为半导体材料 B．其电负性大于磷 C．其原子半径大于锗 D．其第一电离能小于硒 ‎(6)活泼性：D________Al(填“>”或“<”，下同)，I1(Mg)________I1(Al)，其原因是_______________________________________________________‎ ‎_____________________________________________________________。‎ ‎[解析]　A元素的价电子构型为nsnnpn＋1‎ ‎，则A是N；C元素为最活泼的非金属元素，则C是F，那么B是O；D元素核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的1/6，则D是Mg；E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态，则E是Fe；F元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，则F是Cu；G元素与A元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒，则G是As。(1)由于N的最外层电子处于半充满的稳定状态，失去电子比O难，所以元素的第一电离能A>B；一般情况下同一周期的元素，原子序数越大，元素的电负性越大。所以A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为NAl，I1(Mg)>I1(Al)，因为Mg的3p轨道处于全空，比较稳定，而Al的3p轨道只有一个电子，不稳定，故活泼性Mg>Al，而第一电离能则是I1(Mg)>I1(Al)。‎ ‎[答案]　(1)>　N　>　镁原子的3p轨道处于全空，比较稳定，而铝原子3p轨道只有一个电子，不稳定 ‎7．(2017·青岛模拟)已知：A～F都是周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增大。其中A、C原子的L层有2个未成对电子。D与E同主族，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。F3＋的M层3d轨道电子为半充满状态。请根据以上信息，回答下列问题：‎ ‎(1)A、B、C的电负性由小到大的顺序为________________(用元素符号表示)。‎ ‎(2)D元素的原子核外共有________种不同运动状态的电子、________种不同能级的电子。‎ ‎(3)写出E的基态原子的电子排布式：_______________________________。‎ ‎[解析]　根据题意可知A为C，B为N，C为O，D为Mg，E为Ca，F为Fe。‎ ‎[答案]　(1)CP>Na　Na　(5)氮　氮的2p轨道为半充满状态，能量低较稳定，难失去电子