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1、1 / 22 第十三章物质结构与性质(选考 学案 63 原子结构与性质考纲要求 1.了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(136号原子核外电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。2.了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。3.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。4.了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。知识点一原子核外电子排布及表示方法1能层、能级及其最多容纳电子数的关系能层一二三四五符号KLMNO能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s最多容纳电子数226261026101422818322n22.原子轨道电子云轮廓图给出了电
2、子在_的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。原子轨道轨道形状轨道个数s 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 22 页2 / 22 p 第1电子层：只有 s轨道。第2电子层：有 s、p两种轨道。第3电子层：有 s、p、d三种轨道。3构造原理构造原理：多电子原子的核外电子排布遵循构造原理，根据构造原理可以写出元素基态原子的电子排布式。随着_的递增，基态原子的核外电子按照右图中箭头的方向依次排布，即 1s,2s,2p ，_，_，_，_，_，_，4d,5p该原理适用于绝大多数基态原子的核外电子排布。4原子核外电子排布规律(1能量最低
3、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。基态原子： _ 。当基态原子 _能量后，电子会_ ，变成 _ 原子。(2泡利原理一个原子轨道最多容纳 _个电子，并且 _ 相反。(3洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先_ ，并且 _ 相同。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 22 页3 / 22 问题思考1电子按构造原理排布时，先排在4s 轨道，再排3d 轨道，为什么？而失电子时，是先失4s轨道上的，还是先失3d轨道上的？知识点二元素周期表中元素及其化合物的性质递变规律1电离能(1第
4、一电离能：气态电中性基态原子_ 转化为气态基态正一价离子所需要的最低能量。(2元素第一电离能的意义：元素的第一电离能可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。第一电离能数值越小，原子越易失去一个电子，该元素的金属性越强；反之，第一电离能数值越大，原子越难失去一个电子。(3变化规律：同一周期从左到右元素的第一电离能呈_的趋势，但某些地方出现曲折变化，如 _，_，_，_。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 22 页4 / 22 同一族从上到下元素的第一电离能_ 。2电负性(1成键电子：原子中用于形成_的电子。(2电负性：用来描述
5、不同元素的原子对_吸引力的大小。(3意义：电负性越大的原子，对成键电子的吸引力越大，非金属性越强。故电负性的大小可用来衡量元素非金属性和金属性的大小。(4变化规律同周期从 _元素的电负性逐渐增大。同主族从上到下元素的电负性逐渐_。(5应用判断元素的金属性和非金属性的强弱：非金属的电负性1.8；金属的电负性 P(1IS(1I，Mg(1IAl(1I族的？如A族的大于A的，一、原子结构1构造原理(1能级序数与能层能量之间有什么关系？(2在同一能层中，各能级间的能量关系如何？(3当能层不同，能级相同时，其能量关系如何？(4高能层上的电子能量一定比低能层上的能量高吗？精选学习资料 - - - - - -
6、 - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 22 页6 / 22 2电子云怎样理解电子云的小黑点及小黑点的疏密？3基态原子核外电子排布的表示方法基态原子核外电子的表示方法有哪些？各表示什么含义？请举例说明。典例导悟1A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：(1A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 _；(2B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精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 22 页7 / 22 氩相同， B的元素符号为 _，C的元素符号为 _
7、；(3D元素的正三价离子的 3d亚层为半充满， D的元素符号为 _，其基态原子的电子排布式为_ 。(4E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， E的元素符号为 _，其基态原子的电子排布式为_ 。二、元素周期律与元素推断1元素周期律所描述内容汇总(完成下表 工程同周期 (从左右 同主族(从上下 原子核外电子排布电子层数相同，最外层电子数逐渐增多，17(第一周期 12 最外层电子数相同，电子层数递增原子半径逐渐_(0族除外 逐渐增大元素主要化合价最高正价由 (17 最低负价由 41 最高正价 _，非金属最低负价_ 原子得、失电子能力得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减
8、弱得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强元素的第一电离能第一电离能呈 _的趋势第一电离能 _ 元素的电负性电负性逐渐 _ 电负性 _ 元素金属性、非金属性金属性逐渐 _ 非金属性逐渐 _ 金属性逐渐增强非金属性逐渐减弱单质氧化性、还原性氧化性逐渐 _ 还原性逐渐 _ 氧化性逐渐 _ 还原性逐渐 _ 最高价氧化物对应水化物的酸碱性碱性逐渐 _ 酸性逐渐 _ 碱性逐渐 _ 酸性逐渐 _ 非金属气态氢化物的稳定性_ 生成由 _到_稳定性逐渐_ 生成由_到_稳定性逐渐_ 2.元素周期律与元素推断的关系在试题中，通常用元素周期律的某项内容，来推断新元素名称，然后再考查该元素的其它性质。精选学习资料 -
9、- - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 22 页8 / 22 典例导悟2下表列出前 20号元素中的某些元素性质的一些数据：性质元素原子半径 (1010m 最高价态最低价态1.02 6 2 2.27 1 0.74 2 1.43 3 0.77 4 4 1.10 5 3 0.99 7 1 1.86 1 0.75 5 3 1.17 4 4 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 22 页9 / 22 请回答下列问题：(1以上10种元素中，第一电离能最小的是_(填编号。(2上述三种元素中的某
10、两种元素形成的化合物中，每一个原子都满足 8电子稳定结构的物质可能是_( 写分子式。元素和形成的化合物的化学式为_，它是一种重要的结构材料，推测它应属于_晶体；元素的原子价电子排布式是 _ 。(3四种元素的气态氢化物的稳定性，由大到小的顺序是_(填化学式 。(4和两元素比较，非金属性较弱的是_(填名称 ，可以验证你的结论的是下列中的_(填序号 。A气态氢化物的挥发性和稳定性B单质分子中的键能C两元素的电负性D含氧酸的酸性E氢化物中 XH键的键长 (X代表和两元素 F两单质在自然界的存在形式精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共
11、22 页10 / 22 题组一原子的核外电子排布1判断正误(1硫原子的最外层电子排布式为3s23p4( (2010 上海 2C (2B.电离能最小的电子能量最高( C(在基态多电子原子中 p轨道电子能量一定高于 s轨道电子能量( (2008 海南 23B、C 22018 福建理综30(1节选 氮元素可以形成多种化合物。基态氮原子的价电子排布式是_。32018 山东理综32(1节选氧是地壳中含量最多的元素。氧元素基态原子核外未成对电子数为_个。42010 福建理综30(2原子序数小于 36的元素 Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q多2。T的基态原子外围电子 (价电子
12、排布式为 _，Q2的未成对电子数是 _。姓名： _ 班级： _ 学号：_5.2010 课标全国卷一 41(1W(O元素的 L层电子排布式为 _。62010 江苏21A(2Cu基态核外电子排布式为 _ 。72010 海南，19(1Ni 原子的核外电子排布式为_ 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 22 页11 / 22 82018 课标全国卷37(2节选 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 _ 。92018 福建理综30(2节选 C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺
13、序是_。题组二原子结构与元素性质102010 山东理综，32(2CH4中共用电子对偏向 C，SiH4中共用电子对偏向 H，则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为_ 。11(2009 安徽理综，25改编 W、X、Y、Z是周期表前 36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大。 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两种氧化物。(1W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_(填“强”或“弱” 。(2Y的基态原子核外电子排布式是_ ，Y的第一电离能比 X的_(填“大”或“小” 。(
14、3Y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 _ 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 22 页12 / 22 题组一原子核外电子的排布1下列关于硅原子的核外电子排布表示式中，错误的是( A1s22s22p63s23p2BNe3s23p22(2018 大连质检主族元素 A原子的结构示意图为。则X、Y及该原子 3p能级上的电子数分别为 ( A18、6、4 B20、8、6 C18、8、6 D1520、38、16 题组二元素的推断3(2018 烟台调研下列各组中的 X和Y两种原子，化学性质一定相似的是( AX
15、原子和Y原子最外层都只有一个电子BX原子的核外电子排布为 1s2，Y原子的核外电子排布为 1s22s2CX原子2p能级上有三个电子， Y原子的 3p能级上有三个电子DX原子核外 M层上仅有两个电子， Y原子核外 N层上仅有两个电子4(2018 南昌模拟(1某质量数为 32，核内有 16个中子的原子，其电子排布式是_，该原子中有 _个未成对电子，这些未成对电子具有_(填“相同”或“相反” 的自旋状态。(2某元素的原子最外层电子排布为3s23p2，它的次外层上电子云精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 22 页13 / 22 形
16、状有 _种，原子中所有电子占有 _个轨道，核外共有 _个电子。(3M电子层上有 _个能级，有 _个轨道，作为内层最多可容纳_个电子，作为最外层时，最多可含有_个未成对电子。(4在元素周期表中，最外层只有1个未成对电子的主族元素原子处于_族；最外层有 2个未成对电子的主族元素原子处于_族。(5A元素的最高正价是 4，A原子次外层上有 2个电子， A原子的电子排布式是 _ 。(6B元素在气态氢化物中显3价，气态氢化物极易溶于水，B原子的电子排布式是 _ 。(7E原子核外占有 9个轨道，且具有 1个未成对电子， E离子结构示意图是 _ 。(8F、G都是短周期元素， F2与G3的电子层结构相同，则F2
17、的电子排布式是 _ ，G元素的原子序数是 _。题组三元素周期律5下列说法中正确的是 ( A第三周期所含元素中钠的第一电离能最小B铝的第一电离能比镁的第一电离能大C在所有元素中，氟的第一电离能最大D钾的第一电离能比镁的第一电离能大题号1 2 3 5 答案6.(2018 苏州模拟 不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量(设其为 E如下图所示。试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列问题。(1同主族内不同元素的 E值变化的特点是 _ 。各主族中 E值的这种变化特点体现了元素性质的_精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - -
18、-第 13 页，共 22 页14 / 22 _变化规律。(2同周期内，随原子序数增大，E值增大。但个别元素的 E值出现反常现象。试预测下列关系式中正确的是_ 。E(砷E(硒 E(砷E(溴E(硒 E(溴(3估计1 mol气态Ca原子失去最外层一个电子所需能量E值的范围： _E10号元素E值较大的原因是_ 。题组四综合探究7A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次递增。已知：F的原子序数为 29，其余的均为短周期主族元素；E原子价；D原子最外层电子数为偶数；1npmnsm排布式为外围电子(电子A、C原子p轨道的电子数分别为 2和4。请回答下列问题：(1下列叙述正确的是 _(填序号 。A金属键的
19、强弱： DEB基态原子第一电离能：DEC五种元素中，电负性最大与最小的两种金属元素形成晶体的化学式为 EB，属于离子晶体2lNaClDC：晶格能D(2F的核外电子排布式为_ ；与F同一周期的副族元素的基态原子中最外层电子数与F原子相同的元素为 _(填元素符号 。(3A与C形成的非极性分子中， 键与 键的个数之比为 _；该分子与过量强碱反应生成的酸根离子的空间构型为_ 。(4已知原子数和价电子数相同的分子或离子互为等电子体，互错误!B，为等电子体的微粒结构相同中心原子的杂化轨道类型为_ 。8有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所述：元素结构、性质等信息A 是短周期中 (除稀有气体外 原
20、子半径最大的元素，该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂B B与A同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 22 页15 / 22 C 元素的气态氢化物极易溶于水，可用作制冷剂D 是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂请根据表中信息填写：(1A原子的核外电子排布式为_ 。(2B元素在周期表中的位置是_ ；离子半径： B_A(填“大于”或“小于” 。(3C原子的电子排布图是_ ，其原子核外有 _个未成对电子，能量最高的电子为_轨道上的电子，其轨道呈
21、 _形。(4D原子的核外电子排布式为_，D的结构示意图是 _。(5B的最高价氧化物对应的水化物与A的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为_ ，与D的氢化物的水化物反应的化学方程式为_ 。学案 63 原子结构与性质【课前准备区】知识点一2.核外经常出现球形1 纺锤形33原子核电荷数3s 3p 4s 3d 4p 5s4(1处于最低能量的原子吸收跃迁到较高能级激发态(22 自旋状态(3单独占据一个轨道自旋状态知识点二1(1失去一个电子(3增大Be B N O Mg Al P S变小2(1化学键(2成键电子(4左到右减小精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - -
22、- - - -第 15 页，共 22 页16 / 22 问题思考1先排4s轨道再排 3d轨道，原因是 3d轨道能量高，而失电子时，却先失 4s轨道上的。2主要是因为 A族元素原子最外电子层的s轨道处于全充满状态，p轨道处于全空状态， A族的元素原子最外层 3个能量相同的 p轨道处于半充满状态，均属于相对稳定的状态，故这两个主族的元素原子相对难失去第 1个电子，第一电离能相对较大，属于电离能周期性变化的特例。【课堂活动区】一、1.(1随着能级序数 n的增大，能层能量逐渐升高，即E(K。(2在同一能层中，各能级是按s、p、d、f的顺序逐渐升高，即 E(ns(3能层序数越大，能量越高，如1s2s3s
23、不一定，不同能层的能级上，能量有交错现象，如E(3dE(4s、E(4dE(5s、E(5dE(6s、E(6dE(7s、E(4fE(5p、E(4fE(6s等。2(1电子云表示电子在核外空间某处出现的几率，不代表电子的运动轨迹。(2一个小黑点不代表一个电子，只是代表电子在此处出现过。(3电子云图中的小黑点的疏密表示电子出现几率的大小。密：几率大；疏：几率小。3基态原子核外电子排布的表示方法(1原子结构示意图 (或称原子结构简图 可表示核外电子分层排布和核内质子数，如。(2电子式可表示原子最外层电子数目，如。(3电子排布式用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是精选学习资料 - - -
24、- - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 22 页17 / 22 。14s63p23s62p22s21s：K：例如。电子排布式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用相应稀有气体的元素符号外加方括号表示。如。14sAr：K(4电子排布图 (又称为轨道表示式 每个圆圈 (或方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子，如第二周期元素基态原子的电子排布图如图所示。二、1.减小主族序数主族序数 8 增大逐渐减小增大逐渐减小减弱增强增强减弱减弱增强减弱增强增强减弱难易增强易难减弱典例导悟24s63dAr或24s63d63p23s6
25、2p22s21sFe3(KCl2(N1(114s103dAr或14s103d63p23s62p22s21sCu4(解读(1根据 A 元素基态原子的最外层有3 个未成对电子，次外层有两个电子，可推知该元素是氮元素，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 亚层为半充满，可知D 为铁元。24s63d63p23s62p22s21s，其基态原子的排布式为Fe(素(4E 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 ， 推 知E 为 铜 (Cu ， 基 态 原 子 电 子 排 布 式
26、 为。14s103d63p23s62p22s21s2(143p23s原子4N3Si4ClC、3(2PCl4SiH3SPH2(3HClH精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 22 页18 / 22 (4氮元素CE【课后练习区】高考集训1(1(2B.C解读电离能是原子失去电子时所要吸收的能量，能量越高的电子在失去时消耗的能量也就越少，因而电离能也就越小，B 正确；同一层即同一能级中的p 轨道电子的能量一定比s轨道电子能量高，但外层 s轨道电子能量则比内层p 轨道电子能量高， C错误。32p22s2。32p22s氮原子的价电子排布
27、式：解读32解读氧元素基态原子的核外电子轨道表示式为：，故未成对电子数为2 个。424s83d4解读原子序数小于36 的元素既处于同一周期又位于同一族，只有第 族中的Fe、Co、Ni 符合条件，由题意知T 为 Ni，Q 为外围电子轨道表2Fe。24s83d号元素，价电子排布式为28为Ni，Fe示式为，而内层电子全部成对，故未成对电子有4个。42p22s5103d63p23s62p22s21s624s83dAr或24s83d63p23s62p22s21s7解读核外电子排布式与价电子排布式要区别开。3N12p22s21s8N、B；12p22s21s，其电子排布式为5原子的原子序数为B解读处于同周期
28、，依据同周期元素随原子序数增大电负性依次增大可知，N 的电负性较大； B 位于元素周期表的第 A 族，由化学式BN 得 B元素的化合价为 3价。9NOC解读同周期元素第一电离能从左向右有增大的趋势，第A 族精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 22 页19 / 22 元素最外层p 轨道电子处于半充满稳定状态，第一电离能大于第A族元素，因此三者的第一电离能从大到小的顺序为NOC。10CHSi解读共用电子对偏向电负性大的原子，故电负性：CHSi。大43p23s62p22s2s12(弱A二1(11O22H2SO4CuSO错误!浓(
29、4SO22HCu3(考点集训1C A 和 B 两个选项都是电子排布式，C 和 D 两个选项都是轨道表示式，其中C选项违背了洪特规则。 2B3C A 项，H 与 Na最外层都只有一个电子，但二者性质差别很大； B 项，X 为 He，Y 为 Be，二者性质差别很大；C 项，X 为N，Y 为 P，二者同主族性质相似；D 项 X 为 Mg，Y 原子可能为Ca，也可能是过渡金属元素的原子，故选C。相同243p23s6p222s21s1(4(22 8 14(33 9 18 3(4A、A、A A、A22p22s21s5(32p22s21s6(71362p22s21s8(5A 同周期中碱金属元素的第一电离能最
30、小，稀有气体元素，故铝的13p23s为Al而23s为Mg不正确；由于C正确，A最大，故第一电离能小于镁的； D 中钾比镁更易失电子，钾的第一电离能小于镁的， D 不正确。 6(1随着原子序数的增大， E值减小周期性精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 22 页20 / 22 (2(3485 738(410号元素为氖，该元素原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构解读(1从 H、Li、Na、K 等可以看出，同主族元素随元素原子序数的增大， E 值变小； H 到 He、Li 到 Ne、Na 到 Ar 呈现明显的周期性。(2从第二
31、、三周期可以看出，第A 和A 族元素比同周期相邻两种元素 E值都低。由此可以推测E(砷E(硒、E(溴E(硒。(3根据同主族、同周期规律可以推：E(K。(410 号元素是稀有气体元素氖，该元素原子的最外层电子排布已达到 8电子稳定结构。Cr14s103d63p23s62p22s21s2(D1(7(311 平面三角形(4sp杂化小于A族第三周期第2(13s62p22s21s1(8(33 p 哑铃53p23sNe或53p23s62p22s21s4(O2H22NaAlO=3OH(AlNaOH5(O23H3AlCl=2OH(Al3HCl解读根据题中信息可推出： A 为 Na，B 为 Al，C 为 N，D
32、 为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 22 页21 / 22 Cl。13s62p22s21s，其核外电子排布式为Na为A1(2B 为 Al，其在元素周期表中的位置为第三周期第A 族，Na3Al( r，故Na大于3Al核外电子排布相同，核电荷数3Al与。Na( r(3C 为 N，其电子排布图为，其中有 3个未成对电子，能量最高的为p轨道上的电子，其轨道呈哑铃形。化电子排布简，53p23s62p22s2其核外电子排布式为 1s，D为Cl4(的结构示意图为Cl，53p23sNe式为。3OH(Al，与NaOH和HCl反应的化学方程式3OH(本题考查 Al5(。O23H3AlCl=3HCl3OH(Al，O22H2NaAlO=NaOH申明：所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 22 页22 / 22 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 22 页