《2022年高中化学选修三第一章原子结构与性质讲义及习题学生版 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高中化学选修三第一章原子结构与性质讲义及习题学生版 .pdf（8页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、学而不思则惘，思而不学则殆第一章原子结构与性质一. 原子结构1、能级与能层2、原子轨道3、原子核外电子排布规律（1）构造原理 ：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按下图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。能级交错 ：由构造原理可知，电子先进入4s 轨道，后进入3d 轨道，这种现象叫能级交错。（PS： 构造原理并非4s 能级比 3d 能级能量低，而是指这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。）（2）能量最低原理原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。（3）泡利（不相容）原理：一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反（用“”表
2、示），这个原理称为泡利原理。（4）洪特规则 ：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同， 这个规则叫洪特规则。 比如，p3 的轨道式为， 而不是。洪特规则特例：当p、d、f 轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。即 p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14 时，是较稳定状态。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 8 页学而不思则惘，思而不学则殆前 36 号元素中，全空状态的有4Be 2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23
3、d0；半充满状态的有：7N 2s22p3、15P 3s23p3、 24Cr 3d54s1、 25Mn 3d54s2、 33As 4s24p3；全充满状态的有10Ne 2s22p6、18Ar 3s23p6、 29Cu 3d104s1、30Zn 3d104s2、36Kr 4s24p6。4、基态原子核外电子排布的表示方法（1）电子排布式 用 数 字 在 能 级 符 号 的 右 上 角 表 明 该 能 级 上 排 布 的 电 子 数 ， 这 就 是 电 子 排 布 式 ， 例 如K：1s22s22p63s23p64s1。为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有
4、气体的元素符号外加方括号表示，例如K：Ar4s1。（2）电子排布图 (轨道表示式 ) 每个方框或圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。如基态硫原子的轨道表示式为二、原子结构与元素周期表1、原子的电子构型与周期的关系（1）每周期第一种元素的最外层电子的排布式为ns1。每周期结尾元素的最外层电子排布式除He 为 1s2外，其余为 ns2np6。He 核外只有 2 个电子，只有1 个 s轨道，还未出现p 轨道，所以第一周期结尾元素的电子排布跟其他周期不同。（2）一个能级组最多所容纳的电子数等于一个周期所包含的元素种类。但一个能级组不一定全部是能量相同的能级，而是能量相近的能级。2、元素周期表的
5、分区分区元素分布外围电子排布元素性质特点s区A 族、 A 族及He 元素ns12除氢、氦外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反应p 区A A 族、 0族（除氦外）ns2np16通常是最外层电子参与反应d 区BB 族、(除镧系、 锕系外 ) (n-1)d19ns12d 轨道可以不同程度地参与化学键的形成ds 区B 族、 B 族(n-1)d10ns12金属元素f 区镧系、锕系(n-2)f014(n-1)d02 ns2镧系元素化学性质相近、锕系元素化学性质相近根据核外电子排布，可确定：分区各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点若已知元素的外围电子排布，可直接判断该元素在周期表中的位置。如：某元
6、素的外围电子排布为4s24p4，由此可知，该元素位于p 区，为第四周期A 族元素。即最大能层为其周期数， 最外层电子数为其族序数，但应注意过渡元素(副族与第族 )的最大能层为其周期数，外围电子数应为其纵列数而不是其族序数(镧系、锕系除外)。三、元素周期律1、电离能、电负性（1）电离能是指气态原子或离子失去1 个电子时所需要的最低能量，第一电离能是指电中性基态原子失精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 8 页学而不思则惘，思而不学则殆去 1 个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。第一电离能数值越小，原子越容易失去1 个电子
7、。在同一周期的元素中，碱金属(或第 A 族)第一电离能最小，稀有气体(或 0 族)第一电离能最大，从左到右总体呈现增大趋势。同主族元素，从上到下，第一电离能逐渐减小。同一原子的第二电离能比第一电离能要大。（2）元素的电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。以氟的电负性为4.0，锂的电负性为 1.0 作为相对标准 ,得出了各元素的电负性。电负性的大小也可以作为判断金属性和非金属性强弱的尺度，金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“ 类金属 ” 的电负性在 1.8 左右。它们既有金属性，又有非金属性。（3）电负性的应用判断元素的金属性和非金属
8、性及其强弱金属的电负性一般小于1.8， 非金属的电负性一般大于1.8， 而位于非金属三角区边界的“类金属” (如锗、锑等 )的电负性则在1.8 左右，它们既有金属性，又有非金属性。金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。同周期自左到右，电负性逐渐增大，同主族自上而下，电负性逐渐减小。2、原子结构与元素性质的递变规律性质同周期（从左往右）同主族（自上而下）（1）能层数（电子层数）相同从 1 递增到 6（或 7）（2）最外层电子数从 1 递增到 8（第一周期例外）相同（3）原子半径减小增大（4）金属性（原子失电子能力）减弱增强（5）非金属性（原子得电子能力）
9、增强减弱（6）电负性增强减弱（7）第一电离能增大的趋势减小（8）单质还原性减弱增强（9）单质氧化性增强减弱（10）最高价氧化物对应水化物的酸碱性碱性减弱，酸性增强碱性增强、酸性减弱（11）非金属形成气态氢化物的难易程度由难到易由易到难（12）气态氢化物的稳定性增强减弱（13）主要化合价最高正价从 +1 递增到 +7（O、F除外） ， 最低负价从 -4 递增到 -1 相同（14）离子半径r（阴离子）减小， r（阳离子）减小。 r(阴)r(阳) 增大3、对角线规则在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -
10、- - - - - -第 3 页，共 8 页学而不思则惘，思而不学则殆第一节原子结构考查点一能层、能级、构造原理1下列说法中正确的是()。A同一原子中， 1s、2s、3s 电子的能量逐渐减小B同一原子中，2p、3p、4p 能级的轨道数依次增多C能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动D各能层含有的能级数为n(n 为能层序数 ) 2下列说法中正确的是()。A1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布B3p2表示 3p 能级有两个轨道C同一原子中，3d 轨道的能量小于4s轨道的能量D同一原子中， 2p、3p、4p 电子的能量逐渐减小3比较下列多电子原子的能级的能量高低(1
11、)2s_3s (2)2s_3d (3)3p_3s (4)4f_6f 考查点二核外电子排布规律4主族元素原子失去最外层电子形成阳离子，主族元素的原子得到电子填充在最外层形成阴离子。下列各原子或离子的电子排布式错误的是()。ACa2：1s22s22p63s23p6BO2：1s22s22p4CCl：1s22s22p63s23p6DAr ：1s22s22p63s23p65铁是常见金属，它在元素周期表中位于第四周期族，原子序数为26，则Fe2的结构示意图为()。A.B.C.D.6写出具有下列电子排布的原子的核电荷数、名称、元素符号及元素周期表中的位置。(1)1s22s22p63s23p4；(2)1s22
12、s22p63s23p63d104s24p65s2；(3)1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1考查点三原子光谱、电子云与原子轨道7以下电子排布式是基态原子的电子排布的是()。1s12s11s22s12p11s22s22p63s2 1s22s22p63s23p1ABCD精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 8 页学而不思则惘，思而不学则殆8下列有关电子云和原子轨道的说法中正确的是()。A原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云Bs能级原子轨道呈球形，处于该轨道上的电子只能在球壳内
13、运动Cp 能级原子轨道呈哑铃状，随着能层的增加，p 能级原子轨道也在增多Dp 能级原子轨道与s 能级原子轨道的平均半径都随能层序数的增大而增大9X 元素原子的最外层电子排布式为nsnnpn1，试回答下列问题：(1)电子排布式中的n_；原子中能量最高的是_电子，其电子云在空间有 _方向，呈现 _形。(2)X 元素的名称是 _；它的氢化物的电子式是_。考查点四综合应用10短周期的三种主族元素A、B、C，原子序数依次减小。A 元素的 2p 能级上有 3个未成对电子； B 元素原子的最外电子层上的电子数是其电子层数的2 倍；A、B、C三原子的核外电子层数之和是5。请回答：(1)三种元素的元素符号分别为
14、：A_，B_，C_。(2)A 与 C 形成的化合物的分子式是_，写出该化合物与A 的最高价氧化物对应水化物发生反应的化学方程式_。11有 A、B、C、D、E 5 种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中 A 为非金属元素， A 和 E 属同一族，它们原子的最外层电子排布式为ns1。B 和 D 也属同一族，它们原子最外层的p 能级电子数是s能级电子数的两倍，C 原子最外层上电子数等于 D 原子最外层上电子数的一半。请回答下列问题：(1)A 是_，B 是_，C 是_，D 是_，E 是_。(2)由这 5 种元素组成的一种化合物是(写化学式 )_。写出该物质的一种主要用途：_。(3)写出 C
15、 元素基态原子的电子排布式：_。(4)用电子排布图表示D 元素原子的最外层电子排布：_。12. 已知 X、Y 和 Z 三种元素的原子序数之和等于42。X 元素原子的4p 轨道上有 3 个未成对电子， Y 元素原子的最外层2p 轨道上有2 个未成对电子。 X 跟 Y 可形成化合物 X2Y3，Z 元素可以形成负一价离子。请回答下列问题：（1）X 元素原子基态时的电子排布式为，该元素的符号是。（2）Y 元素原子的价层电子的电子排布图为，该元素的名称是。（3） 已知化合物 X2Y3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ3， 产物还有 ZnSO4和 H2O，该反应的化学方程式是_。精选学习资料 - - -
16、- - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 8 页学而不思则惘，思而不学则殆第二节原子结构与元素的性质考查点一原子结构与元素周期表1元素周期表中，非金属元素存在的区域为()。A只有 s 区B只有 p 区Cs 区、d 区和 ds区Ds 区和 p 区2闪烁着银白色光泽的金属钛(22Ti)因具有密度小、 强度大、 无磁性等优良的机械性能，被广泛的应用于军事、医学等领域，号称“崛起的第三金属”。已知钛有48Ti、49Ti、50Ti 等同位素，下列关于金属钛的叙述中不正确的是()。A上述钛原子中，中子数不可能为22 B钛元素在周期表中处于第四周期C钛的不同同位素在周期
17、表中处于不同的位置D钛元素是d 区的过渡元素考查点二元素周期律的应用3下列各组元素性质的递变情况错误的是()。ALi 、Be、B 原子的最外层电子数依次增多BP、S、Cl 元素的最高化合价依次升高CN、O、F 电负性依次增大DNa、K、Rb 第一电离能逐渐增大4下列叙述中正确的是()。A同一周期中，A 族元素的原子半径最大BA 族元素的原子，其半径越大，越容易得到电子C室温时， 0 族元素的单质都是气体D同一周期中，碱金属元素的第一电离能最大5下列各元素，最易形成离子化合物的组合是()。第三周期第一电离能最小的元素外围电子构型为2s22p6的原子2p 能级为半满的元素电负性最大的元素ABCD6
18、现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 8 页学而不思则惘，思而不学则殆1s22s22p63s23p41s22s22p63s23p31s22s22p31s22s22p5则下列有关比较中正确的是()。A第一电离能：B原子半径： C电负性： D最高正化合价： 考查点三微粒半径大小比较7An、B(n1)、Cn、D(n1)有相同的电子层结构，则原子半径由大到小的顺序是ACDBA BABCD CDCAB DABDC 8a、b、c、d 是四种短周期元素。a、b、d 同周期， c、d同主族。 a 的原子
19、结构示意图为，b 与 c 形成的化合物的电子式为。下列说法正确的是()。A原子半径： acdb B电负性： abdc C原子序数： dacb D最高价含氧酸的酸性：cda 考查点四综合应用9如图所示为元素周期表的大致框架(1)在如图所示元素周期表中画出金属元素与非金属元素的分界线(2)鉴于 NaH 的存在， 有人建议可把氢元素归到A 族。但根据氢元素最高正化合价与最低负化合价的绝对值相等，可把氢元素归到元素周期表中的_族。(3)现有甲、 乙两种元素， 甲元素原子核外3p 能级上有5个电子， 乙元素的焰色反应呈黄色。在如图所示的元素周期表中，将甲、乙两元素的元素符号填在甲、乙两元素在元素周期表中
20、的相应位置。甲元素与硫元素相比较，非金属性较强的是_(填名称 )，写出可以验证该结论的一个化学方程式：_。(4)20XX 年 8 月 2 日，CCTV 1焦点访谈栏目中报道了“铊中毒事件”，铊再精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 8 页学而不思则惘，思而不学则殆次成为公众关注的焦点。铊的相关信息如右图卡片中所示。下列叙述不正确的是()。81 Tl 铊204.4 6s26p1A铊在元素周期表中的位置是第六周期A 族B铊原子的中子数为20481123 C6s26p1表示铊原子有6 个电子层，最外电子层中有3 个电子D铊的金属性比
21、铝的强E铊元素是p 区元素10第三周期元素X、Y、Z 的各级电离能数据如下表：I/(kJ mol1) I1I2I3I4X 738 1 451 7 733 10 540Y 496 4 562 6 912 9 540Z 577 1 817 2 745 11 578 请回答： X、Y、Z 三种元素的元素符号分别为_、_、_；常见化合价分别为 _、_、_；电负性由小到大的顺序是_。11W、X、Y、Z 是周期表前 36 号元素中的四种常见元素，其原子序数一次增大。W、Y 的氧化物是导致酸雨的主要物质，X 的基态原子核外有7 个原子轨道填充了电子，Z 能形成红色 (或砖红色 )的 Z2O 和黑色的 ZO
22、两种氧化物。(1)W 位于元素周期表第_周期第 _族。W 的气态氢化物稳定性比H2O(g)_(“强”或“弱”) (2)Y 的基态原子核外电子排布式是_， Y 的第一电离能比X 的_(“大”或“小” ) (3)Y 的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z 的单质反应的化学方程式是_。12电离能是指由蒸气状态的孤立原子移去电子形成阳离子需要的能量。从中性原子中移去第一个电子所需的能量为第一电离能(I1)，移去第二个电子所需要的能量为第二电离能 (I2)，依次类推。现有 5 种元素 A，B，C，D，E，其中 I1I3分裂下表，根据表中数据判断其中的金属元素有 _， 稀有气体元素有 _， 最活泼的金属是 _， 显二价的金属是 _。附表各元素的电离能元素I1/eV I2/eV I3/eVA 13.0 23.9 40.0 B 4.3 31.9 47.8 C 5.7 47.4 71.8 D 7.7 15.1 80.3 E 21.6 41.1 65.2 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 8 页