高中化学选修三（人教版 课件）-第一章　原子结构与性质 章末整合提升1 36页

专题一 专题二 专题三 专题一 　 原子结构与核外电子排布 1 . 构造原理 专题一 专题二 专题三 构造原理揭示了能级的能量高低顺序和电子的填充顺序 , 如图所示。多电子原子中 , 电子填充能级时 , 能级能量的高低存在如下规律 : (1) 相同能层能量的高低 : E ( n s)< E ( n p)< E ( n d)< E ( n f) 。 (2) 不同能层能量的高低 : E (1s)< E (2s)< E (3s)< E (4s)…… (3) 相同能层电子云形状相同的原子轨道的能量相等 , 例如 2p x 、 2p y 、 2p z 的能量相同。 (4) 能级交错规律 : E ( n s)< E [( n -2)f]< E [( n -1)d]< E ( n p) 。 专题一 专题二 专题三 2 . 核外电子排布遵循的原理和规则 核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则。 专题一 专题二 专题三 【例 1 】 A 、 B 、 C 、 D 是四种短周期元素 ,E 是过渡元素。 A 、 B 、 C 同周期 ,C 、 D 同主族 ,A 的原子结构示意图为 ,B 是同周期除稀有气体外原子半径最大的元素 ,C 的最外层有 3 个未成对电子 ,E 的外围电子排布式为 3d 6 4s 2 。回答下列问题 : A 为 　　　 ( 写出元素符号 , 下同 ), 电子排布式是 　　　　　　　 ;   B 为 　　　 , 简化电子排布式是 　　　　　　　 ;   C 为 　　　 , 外围电子排布式是 　　　　　　　 ;   D 为 　　　 , 电子排布图是 　　　　　　　 ;   E 为 　　　 , 原子结构示意图是 　　　　　　　 。   专题一 专题二 专题三 解析 : 由题意可知 ,A 为 Si,B 为 Na,C 为 P, 则 D 为 N,E 为 Fe, 这五种元素原子的电子排布式分别为 A:1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 ,B:1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 , C:1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 ,D:1s 2 2s 2 2p 3 , E:1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 。 答案 : Si 　 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 　 Na 　 [Ne]3s 1 专题一 专题二 专题三 迁移训练 1 A 、 B 、 C 、 D 、 E 代表 5 种元素。请填空 : ( 导学号 52700018) (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 　　　 。  (2)B 元素的 -1 价离子和 C 元素的 +1 价离子的电子层结构都与氩相同 ,B 的元素符号为 　　　 ,C 的元素符号为 　　　 。  (3)D 元素的正三价离子的 3d 能级为半充满状态 ,D 的元素符号为 　　　 , 其基态原子的电子排布式为 　　　　　　　　　　 。  (4)E 元素基态原子的 M 层填充满电子 ,N 层没有成对电子 , 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 　　　　　　　　　　 。  专题一 专题二 专题三 解析 : (1) 根据 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 , 可推知该元素是氮元素 , 元素符号为 N 。 (2) 根据 B 、 C 元素的离子的电子层结构与氩相同 , 可推知 B 为氯 (Cl),C 为钾 (K) 。 (3) 因 D 元素的正三价离子的 3d 能级为半充满状态 , 可知 D 为铁元素 (Fe), 其基态原子的电子排布式为 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 。 (4)E 元素基态原子的 M 层填充满电子 ,N 层没有成对电子 , 只有一个未成对电子 , 推知 E 为铜 (Cu), 基态原子的电子排布式为 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 。 答案 : (1)N (2)Cl 　 K (3)Fe 　 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 或 [Ar]3d 6 4s 2 (4)Cu 　 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 或 [Ar]3d 10 4s 1 专题一 专题二 专题三 专题二 　 表示原子结构和组成的常见化学用语 ( 以 Na 和 S 为例 ) 专题一 专题二 专题三 专题一 专题二 专题三 【例 2 】 在元素周期表前四周期中 , 有 A 、 B 、 C 、 D 四种元素 , 它们的原子序数依次增大 ,A 元素的原子核外有 3 个未成对电子 ;B 元素的原子次外层有 8 个电子 ,1 mol B 元素的单质与足量盐酸反应可生成 1 mol H 2 ,B 元素的单质不易与冷水反应 ;C 元素的 +3 价离子的 d 能级为半充满状态 ;D 元素易形成 -1 价阴离子。 ( 导学号 52700019) (1) 填写下表 : 专题一 专题二 专题三 (2)A 元素位于第 　　　　　　　　 周期第 　　　　　　　　 族 ,A 元素的最高价氧化物的化学式为 　　　　 , 对应水化物的化学式为 　　　　　　　　 ,A 元素的气态氢化物的化学式为 　　　　　　　　 。   (3)B 元素位于第 　　　　　　　　 周期第 　　　　　　　　 族 ,B 元素的单质在 A 元素的单质中燃烧的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　 , 燃烧产物与水反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   专题一 专题二 专题三 (4)C 元素位于第 　　　　　　　　 周期第 　　　　　　　　 族 ,C 2+ 的电子排布式为 　　　　　　　　 , 在含 C 2+ 的水溶液中 , 滴入氯水后再滴入数滴 KSCN 溶液 , 现象是 　　　　　　　 , 上述反应中涉及氧化还原反应的离子方程式为 　　　　　　　　　 。在含 C 3+ 的水溶液中加入足量铁粉充分振荡后 , 滴入 KSCN 溶液 , 现象是 　　　　　　　　　　　　 , 上述反应中涉及氧化还原反应的离子方程式为 　   　 。   (5)D 元素位于第 　　　　　　　　 周期第 　　　　　　　　 族 , 在 C 2+ 与 D - 形成的化合物的水溶液中 , 滴入足量氯水 , 反应的化学方程式为 　   　 。   专题一 专题二 专题三 (6) 写出 B 与 D 两种元素形成的化合物的电子式 : 　　　　　 , 此化合物属于 　　　　　 化合物。   (7) 四种元素中电负性最大的元素是 　　　　 , 第一电离能最小的元素是 　　　　　 。 A 、 B 两种元素的原子半径的大小关系是 　　　　 , 单核离子的离子半径的大小关系是 　　　　　 。   专题一 专题二 专题三 解析 : A 元素的原子核外有 3 个未成对电子 , 其外围电子排布式为 2s 2 2p 3 或 3s 2 3p 3 。 1 mol B 元素的单质与足量盐酸反应产生 1 mol H 2 ,B 为第 Ⅱ A 族元素 Mg 或 Ca, 又由于 B 比 A 的原子序数大且 B 元素的单质不易与冷水反应 , 则 B 元素为 Mg, 那么 A 元素为 N 。 C 元素的 +3 价离子的 d 能级为半充满状态 , 那么 C 元素原子的外围电子排布式为 3d 6 4s 2 ,C 元素为 Fe;D 元素在第四周期 ( 原子序数比 C 元素的大 ) 且易形成 -1 价阴离子 ,D 元素是 Br 。 推出了 A 、 B 、 C 、 D 四种元素 , 则 (1)~(7) 小题可依次推理作答。 专题一 专题二 专题三 答案 : (1) 专题一 专题二 专题三 专题一 专题二 专题三 迁移训练 2 根据要求填空 : ( 导学号 52700020) (1)W 、 X 、 Y 、 Z 是四种常见的短周期元素 , 其原子半径与原子序数的关系如下图所示。已知 W 的一种核素的质量数为 18, 中子数为 10;X 和 Ne 原子的核外电子数相差 1;Y 的单质是一种常见的半导体材料 ;Z 的电负性在同周期主族元素中最大。 X 位于元素周期表中第 　　　　 周期第 　　　　 族 ;W 的基态原子核外有 　　　　 个未成对电子。   专题一 专题二 专题三 (2) 氮元素可以形成多种化合物 , ① 基态氮原子的外围电子排布式是 　　　　　　　　　　　　　 ; ② C 、 N 、 O 三种元素的第一电离能从大到小的顺序是 　　　　　　　 。   (3) 基态 B 原子的电子排布式为 　　　　 ;B 和 N 相比 , 电负性较大的是 　　　　 ,BN 中 B 元素的化合价为 　　　　 价。   专题一 专题二 专题三 解析 : (1) 因为 W 的一种核素的质量数为 18, 中子数为 10, 说明 W 的质子数为 8, 即为氧元素 ;Y 的单质是一种常见的半导体材料 , 而在短周期元素中只有硅符合条件 , 即 Y 是 Si; 由图像中原子半径的大小顺序可知 X 、 Y 、 Z 应该属于第三周期元素 , 在第三周期主族元素中电负性最大的元素是 Cl, 所以 Z 是 Cl; 又因为 X 和 Ne 原子的核外电子数相差 1, 且 X 位于第三周期 , 所以 X 是 Na,O 的电子排布式是 1s 2 2s 2 2p 4 , 所以 O 的基态原子核外有 2 个未成对电子。 (2) ① 基态氮原子的外围电子排布式是 2s 2 2p 3 。 ② C 、 N 、 O 三种元素第一电离能从大到小的顺序是 N>O>C 。 (3)B 的原子序数是 5, 所以基态 B 原子的电子排布式为 1s 2 2s 2 2p 1 ;B 和 N 都属于第二周期元素 , 一般来说 , 同周期元素自左向右电负性逐渐增大 , 所以电负性较大的是 N 。 B 原子最外层有 3 个电子 , 所以在化合物中通常显 +3 价。 专题一 专题二 专题三 答案 : (1) 三　 Ⅰ A 　 2 (2) ① 2s 2 2p 3 　 ② N>O>C (3)1s 2 2s 2 2p 1 　 N 　 +3 专题一 专题二 专题三 专题三 　 元素 “ 位 ”“ 构 ”“ 性 ” 的关系 1 . 元素 “ 位 ”“ 构 ”“ 性 ” 关系图解 专题一 专题二 专题三 2 . 元素性质的递变规律 专题一 专题二 专题三 【例 3 】 下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势 , 其中不正确的是 ( 　　 ) 专题一 专题二 专题三 解析 : 一般来说 , 同主族元素从上到下电负性依次减小 ,A 项正确 ; 卤族元素中氟无正价 ,B 项错误 ;F 、 Cl 、 Br 的最外层电子数相同 ,C 项正确 ; 卤族元素从上到下第一电离能逐渐减小 ,D 项正确。 答案 : B 专题一 专题二 专题三 迁移训练 3 现有 A 、 B 、 C 、 D 四种元素 ,A 是第五周期第 Ⅳ A 族元素 ,B 是第三周期元素 ,B 、 C 、 D 的价电子层的电子总数分别为 2 、 2 、 7 。四种元素的原子序数从小到大的顺序是 B 、 C 、 D 、 A 。已知 C 和 D 的次外层电子数均为 18 。 (1) 写出 A 、 B 、 C 、 D 的元素符号 :A 　　　　　　 、 B 　　　　　　　　 、 C 　　　　　　　　 、 D 　　　　　　　　 。   (2)C 位于元素周期表的 　　　　　　　　 区 ,C 2+ 的电子排布式为 　　　　　　　　 。   专题一 专题二 专题三 (3) 其中最高价氧化物对应水化物碱性最强的化合物是 　　　　　　　　 ( 写化学式 , 下同 ); 最高价氧化物对应水化物酸性最强的化合物是 　　　　　　　　 。   (4) 元素的第一电离能最小的是 　　　　　　　　 , 元素的电负性最大的是 　　　　　　　　 。   专题一 专题二 专题三 解析 : (1)A 是第五周期第 Ⅳ A 族元素 , 则 A 元素为 Sn 。由于 B 是第三周期元素 , 且其价电子层的电子总数为 2, 所以 B 元素为 Mg 。由于 C 、 D 的原子序数均大于 B 的 ,C 、 D 的价电子层的电子总数分别为 2 、 7, 且 C 、 D 的次外层电子数均为 18, 因此 ,C 应该为第四周期第 Ⅱ B 族元素 Zn, 又因为原子序数 :ZnZn>Sn, 故最高价氧化物对应水化物碱性最强的化合物是 Mg(OH) 2 。 Br 是非金属元素 , 其最高价氧化物对应水化物呈酸性 , 其化学式为 HBrO 4 。 (4) 元素的第一电离能越小 , 表示其原子失去一个电子的能力越强 , 其金属性越强 , 故镁元素的第一电离能最小。元素电负性越大 , 表示其原子吸引电子的能力越强 , 其非金属性越强 , 故电负性最大的为溴元素。 答案 : (1)Sn 　 Mg 　 Zn 　 Br (2)ds 　 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 或 [Ar]3d 10 (3)Mg(OH) 2 　 HBrO 4 (4)Mg 　 Br 专题一 专题二 专题三 迁移训练 4 下图是元素周期表的简略框架图。 ( 导学号 52700021) 专题一 专题二 专题三 (1) 请在上图所示的元素周期表中画出金属元素与非金属元素的分界线。按电子排布 , 可把元素划分成 5 个区 , 不全是金属元素的区为 　　　　　　　　 。   (2) 根据氢元素最高正化合价与最低负化合价的绝对值相等 , 你认为还可把氢元素放在元素周期表中的第 　　　　 族 ; 有人建议将氢元素排在元素周期表的第 ⅦA 族 , 请你写出支持这一观点的一个化学事实 : 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。   专题一 专题二 专题三 (3) 上图中元素 ①② 原子的外围电子排布式分别为 　　　　　　　　 、 　　　　　　　　 。   比较元素 ① 与元素 ② 的下列性质 ( 填 “>” 或 “<”) 。 原子半径 : ① 　　　 ② ; 电负性 : ① 　　　　 ② ;   金属性 : ① 　　　 ② ; 第一电离能 : ① 　　　 ② 。   (4) 某短周期元素最高正化合价为 +7 价 , 其原子结构示意图为 　　　　　　　　　　 。   专题一 专题二 专题三 解析 : (1) 金属元素与非金属元素的分界线是非金属元素的硼、硅、砷、碲、砹与金属元素铝、锗、锑、钋之间的分界线 , 按电子填充顺序把元素周期表划分为 5 个区 , 即 s 区、 p 区、 d 区、 ds 区和 f 区 , 其中 s 区中的氢以及 p 区的大部分元素不是金属元素。 (2) 最高正化合价与最低负化合价绝对值相等的族为第 Ⅳ A 族 ; 氢原子得到 1 个电子达到稳定结构 , 这一特点同第 ⅦA 族元素相同。 专题一 专题二 专题三 (3) 由 ① 和 ② 在元素周期表中的位置可以确定 ① 和 ② 分别为 Mg 和 Al, 外围电子排布式分别为 3s 2 和 3s 2 3p 1 。利用同周期元素性质的递变规律可知 , 原子半径 :Mg>Al, 金属性 :Mg>Al, 电负性 :Al>Mg; 第 Ⅱ A 族元素的第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能大 , 所以第一电离能 :Mg>Al 。 (4) 短周期最高正化合价为 +7 价的元素应为第 ⅦA 族元素 , 氟元素无正价 , 所以该元素为氯元素。 专题一 专题二 专题三 答案 : (1) s 区和 p 区 (2) Ⅳ A 　氢原子得到 1 个电子达到稳定结构 ( 其他合理答案如与碱金属元素可形成离子化合物 M + [ ∶ H] - 或 NaH 的存在等均可 ) (3)3s 2 　 3s 2 3p 1 　 > 　 < 　 > 　 >