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1、 物质结构与性质是选修教材选修物质结构与性质是选修教材选修3的内容，系统地分析研究了物质结构与性质的的内容，系统地分析研究了物质结构与性质的基础内容，在高考中有较重的份量。原子结构与性质部分常考查原子结构的构造基础内容，在高考中有较重的份量。原子结构与性质部分常考查原子结构的构造原理、电子能级分布、电子的电子排布式、轨道表示式以及电离能、电负性的含原理、电子能级分布、电子的电子排布式、轨道表示式以及电离能、电负性的含义，如义，如2009上海化学上海化学2、2009安徽理综安徽理综25、2009福建理综福建理综30等。分子结构与性质常等。分子结构与性质常考查共价键中考查共价键中键和键和键、有关理
2、论判断简单分子或离子的构型，如键、有关理论判断简单分子或离子的构型，如2009重庆理综重庆理综29、2009宁夏理综宁夏理综38、2009山东理综山东理综32等。等。选修选修3 3 物资结构与性质物资结构与性质晶体结构与性质常考查晶体类型对物质性质的影响以及同种晶体、粒子间作用力晶体结构与性质常考查晶体类型对物质性质的影响以及同种晶体、粒子间作用力的区别，如的区别，如2009山东理综山东理综32、2009广东化学广东化学27、2009江苏化学江苏化学21等。等。从近几年新课标地区及其他地区的高考试题来看，物质结构和性质在从近几年新课标地区及其他地区的高考试题来看，物质结构和性质在2011年高考
3、年高考中仍将以选择题、填空题的形式考查，内容上除考查核外电子排布、电离能、晶中仍将以选择题、填空题的形式考查，内容上除考查核外电子排布、电离能、晶体结构、分子极性等知识外，还可能会综合原子结构、元素周期律、元素周期表体结构、分子极性等知识外，还可能会综合原子结构、元素周期律、元素周期表等知识进行命题，突出对分析问题和解决问题能力的考查。等知识进行命题，突出对分析问题和解决问题能力的考查。1.了解原子了解原子结结构的构造原理，了解原子的核外构的构造原理，了解原子的核外电电子能子能级级分布，能用分布，能用电电子排子排布式表示常布式表示常见见元素元素(136号号)原子的核外原子的核外电电子排布。了解
4、原子核外子排布。了解原子核外电电子的子的运运动动状状态态。2了解元素了解元素电电离能的含离能的含义义，并能用以，并能用以说说明元素的某些性明元素的某些性质质。了解元素。了解元素电负电负性的含性的含义义。第一节第一节 原子结构与性质原子结构与性质1电子运动的特点：电子运动的特点：质量极小；质量极小；运动空间极小；运动空间极小；极高速运动。极高速运动。2电子云电子云电电子子云云是是电电子子在在核核外外空空间间各各处处 的的形形象象化化描描述述。黑黑点点密密的的地地方方表表示示电电子子出出现的概率现的概率 ，黑点疏的地方表示电子出现的概率，黑点疏的地方表示电子出现的概率 。出现概率出现概率大大小小3
5、能层与能级能层与能级(1)能层能层多多电电子子原原子子的的核核外外电电子子 是是不不同同的的。按按电电子子的的 差差异异，可可将将核核外外电电子子分分成成不不同同的能层。原子核外电子的每一个能层的能层。原子核外电子的每一个能层(序数为序数为n)最多可容纳的电子数为最多可容纳的电子数为 。(2)能级能级多电子原子中，同一能层的电子，多电子原子中，同一能层的电子，也不同，因此还可以把同一能层分成也不同，因此还可以把同一能层分成 。能级类型的种类数与能层数相对应；同一能层里，能级的能。能级类型的种类数与能层数相对应；同一能层里，能级的能量按量按 的顺序升高。的顺序升高。能量能量能量能量2n2个个能量
6、能量不同的能级不同的能级s、p、d、f4原子轨道原子轨道电电子子云云轮轮廓廓图图给给出出了了电电子子在在 的的区区域域。这这种种电电子子云云轮轮廓廓图图称称为为原原子子轨轨道。道。原了原了轨轨道道轨轨道形状道形状轨轨道个数道个数s球形球形1P纺锤纺锤形形3第第1电子层：只有电子层：只有 轨道。轨道。第第2电子层：有电子层：有 两种轨道。两种轨道。第第3电子层：有电子层：有 三种轨道。三种轨道。核外经常出现核外经常出现ss、ps、p、ds的原子的原子轨轨道是球形的，能道是球形的，能层层序数越大，原子序数越大，原子轨轨道的半径越大。道的半径越大。p的的原原子子轨轨道道是是纺纺锤锤形形的的，每每个个
7、p能能级级有有3个个轨轨道道，它它们们在在三三维维空空间间内内互互相相垂垂直直，分分别别以以px、py、pz为为符号。符号。p原子原子轨轨道的平均半径也随能道的平均半径也随能层层序数的增大而增大。序数的增大而增大。5构造原理构造原理构造原理：多构造原理：多电电子原子的核外子原子的核外电电子排布遵循子排布遵循构造原理，根据构造原理可以写出元素基构造原理，根据构造原理可以写出元素基态态原子的原子的电电子排布式。随着子排布式。随着 的的递递增，基增，基态态原子的核外原子的核外电电子按照右子按照右图图中箭中箭头头的的原子核电荷数原子核电荷数方方向向依依次次排排布布，即即1s,2s,2p,5s,4d,5
8、p该该原原理理适适用用于于绝绝大大多多数基数基态态原子的核外原子的核外电电子排布。子排布。6基基态态原子的核外原子的核外电电子在原子子在原子轨轨道上排列要遵循三个原道上排列要遵循三个原 则则：、。(1)能量最低原理、基能量最低原理、基态态与激与激发态发态、光、光谱谱能量最低原理能量最低原理原子的原子的电电子排布遵循子排布遵循 能使整个原子的能使整个原子的 处处于于 状状态态。3s,3p,4s,3d,4p,能量最低原理能量最低原理泡利不相容原理泡利不相容原理洪特规则洪特规则构造原理构造原理能量能量最低最低基基态态与激与激发态发态原子核外原子核外电电子在一定条件下会子在一定条件下会发发生生跃跃迁，
9、迁，跃跃迁迁过过程中伴随着能量的程中伴随着能量的变变化。化。基基态态原子原子 激激发态发态原子原子光谱光谱光光(辐辐射射)是是电电子子释释放放能能量量的的重重要要形形式式之之一一。不不同同元元素素的的原原子子发发生生跃跃迁迁时时会会吸吸收收或或释释放放不不同同的的光光，用用光光谱谱仪仪摄摄取取得得到到的的各各种种元元素素电电子子的的吸吸收收光光谱谱或或发发射射光光谱谱，总总称称为为原原子光子光谱谱。利用原子光。利用原子光谱谱上的特征上的特征谱线谱线来来鉴鉴定元素，称定元素，称为为光光谱谱分析分析。(2)泡泡利原理利原理条件：当条件：当电电子子 排布排布时时；结论结论：1个个轨轨道里最多容道里最
10、多容纳纳 ，且且 相反。相反。(3)洪特洪特规则规则条件：当条件：当电电子排布在子排布在 时时；结论结论：总总是是优优先先 ，而且，而且 相同。相同。写出下列原子的写出下列原子的电电子排布式与子排布式与简简化化电电子排布式子排布式在同一个轨道中在同一个轨道中2 2个电子个电子自旋方向自旋方向同一能级的不同轨道同一能级的不同轨道单独占据一个轨道单独占据一个轨道自旋方向自旋方向原子原子电子排布式电子排布式简化电子排布式简化电子排布式N1s22s22p3He2s22p3Cl1s22s22p63s23p5Ne3s23p5Ca1s22s22p63s23p64s2Ar4s2Fe1s22s22p63s23p
11、63d64s2Ar3d64s2思考思考：请请用核外电子排布的相关规则解释用核外电子排布的相关规则解释Fe3较较Fe2更稳定的原因？更稳定的原因？提示：提示：26Fe价层电子的电子排布式为价层电子的电子排布式为3d64s2，Fe3价层电子的电子排布式为价层电子的电子排布式为3d5，Fe2价层电子的电子排布式为价层电子的电子排布式为3d6。根据根据“能量相同的轨道处于全空能量相同的轨道处于全空、全满和半满时能量全满和半满时能量最低最低”的原则的原则，3d5处于半满状态处于半满状态，结构更为稳定结构更为稳定，所以所以Fe3较较Fe2更为稳定更为稳定。1元素周期表结构元素周期表结构2从电子排布式认识元
12、素周期表从电子排布式认识元素周期表周周期期原子序原子序数起数起基基态态原子的原子的电电子排布式子排布式原子序原子序数止数止基基态态原子的原子的电电子排布式子排布式二二3He2s1101s22s22p6三三11Ne3s1181s22s22p63s23p6四四19Ar4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五五37Kr5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六六55Xe6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p63.元素周期表的分区元素周期表的分区 按按构构造造原原理理最最后
13、后填填入入电电子子的的能能级级的的符符号号可可把把周周期期表表里里的的元元素素划划分分为为5个个区区，分分别别为为 、，各各区区分分别别包包括括 元元素素、B族族元元素素、元元素素、元元素素、素素，其其中中_ 区区(H除外除外)区、区、区和区和 区的元素都区的元素都为为金属。金属。s区区d区区ds区区p区区f区区A、A族族B、B族族AA族和族和0族族镧系和锕系镧系和锕系sddsf注意：注意：根据元素原子最后一个电子填充的原子轨道所属的能级不同，将元素周期根据元素原子最后一个电子填充的原子轨道所属的能级不同，将元素周期表中的元素分为表中的元素分为5个区，并以此电子所处能级的符号作为该区的符号。个
14、区，并以此电子所处能级的符号作为该区的符号。元素的化学性元素的化学性质质主要决定于价主要决定于价电电子，而周期表的分区主要基于元素的价子，而周期表的分区主要基于元素的价电电子构型，子构型，处处于同一区内的元素价于同一区内的元素价电电子排布是相似的，具体情况如下表所示。子排布是相似的，具体情况如下表所示。分区分区价价层电层电子的子的电电子排布式子排布式s区区ns12p区区ns2np16d区区(n1)d19ns12ds区区(n1)d10ns12f区区(n2)f114(n1)d02ns24.元素周期律元素周期律 (1)原原子半径子半径变化规律变化规律元元素素周周期期表表中中的的同同周周期期主主族族元
15、元素素从从左左到到右右，原原子子半半径径逐逐渐渐 ；同同主主族族元元素从上到下，原子半径逐渐素从上到下，原子半径逐渐 。减小减小增大增大(2)电电离能离能第第一一电电离离能能：气气态态电电中中性性基基态态原原子子失失去去 电电子子转转化化为为 正正离离子子所所需需要要的最低能量。第一的最低能量。第一电电离能越离能越 ，越易失去，越易失去电电子，金属的活子，金属的活泼泼性就越性就越强强。规规律律同周期元素：从左到右第一同周期元素：从左到右第一电电离能离能变变 。同族元素：从上到下第一同族元素：从上到下第一电电离能离能变变 。同种原子：随着同种原子：随着电电子的逐个失去，阳离子所子的逐个失去，阳离
16、子所带带的正的正电电荷数越来越荷数越来越 ，再再失失去去电电子子需需克克服服的的电电性性引引力力越越来来越越 ，消消耗耗的的能能量量越越来来越越 ，逐逐级级电电离离能能越越来来越越 。一个一个气态基态气态基态小小大大小小大大大大大大大大(3)电负电负性性含含义义：用用来来描描述述不不同同元元素素的的原原子子对对 吸吸引引力力的的大大小小。电电负负性性越越大大的的原原子子，对键对键合合电电子的吸引力子的吸引力 。标标准：以氟的准：以氟的电负电负性性为为 作作为标为标准，得出了各元素的准，得出了各元素的电负电负性。性。变变化化规规律：在元素周期表中，从左到右元素的律：在元素周期表中，从左到右元素的
17、电负电负性逐性逐渐渐 ，从上到下元素的从上到下元素的电负电负性逐性逐渐渐 。应应用用：判判断断元元素素金金属属性性、非非金金属属性性的的强强弱弱。金金属属的的电电负负性性一一般般 2.0，非非金金属属的的电电负负性性一一般般 2.0，位位于于非非金金属属三三角角区区边边界界的的元元素素的的电电负负性性则则在在2.0左左右右，它它们们既既有有 性，又有性，又有 性。性。键合电子键合电子越大越大4.0增大增大减小减小小于小于大于大于非金属非金属金属金属应应用：用：a.判断元素金属性、非金属性的判断元素金属性、非金属性的强强弱弱：金属的金属的电负电负性一般性一般 2.0，非金属的，非金属的电负电负性
18、一般性一般 2.0，位于非金属三角区，位于非金属三角区边边界的元素的界的元素的电负电负性性则则在在2.0左右，它左右，它们们既有既有 性，又有性，又有 性。性。b.判断化合物中元素化合价的正负：电负性大的元素易呈现负价，电负性小判断化合物中元素化合价的正负：电负性大的元素易呈现负价，电负性小的元素易呈现正价。的元素易呈现正价。c.判断化学键的性质：电负性差值大的元素原子之间形成的化学键主要是离判断化学键的性质：电负性差值大的元素原子之间形成的化学键主要是离子键，电负性相同或差值小的非金属元素原子之间形成的主要是共价键。子键，电负性相同或差值小的非金属元素原子之间形成的主要是共价键。(4)对对角
19、角线规则线规则在在元元素素周周期期表表中中，某某些些主主族族元元素素与与其其 相相邻邻的的主主族族元元素素的的某某些些性性质质相相似似，如如Li和和 ，Be和和 。(5)元素周期律元素周期律概念概念元素的性元素的性质质随随 呈呈现现 变变化。化。实质实质元素周期律的元素周期律的实质实质是是 。右下方右下方MgAl核电荷数递增核电荷数递增周期性周期性元素原子结构的周期性变化必然引起元素性质的周期性变化元素原子结构的周期性变化必然引起元素性质的周期性变化升华：升华：在在同周期元素第一同周期元素第一电电离能的离能的递变过递变过程中，程中，A族和族和A族作族作为为特例出特例出现现，第一第一电电离能分离
20、能分别别比同周期相比同周期相邻邻的元素都高，的元素都高，这这主要是因主要是因为为A族元素原子最族元素原子最外外电电子子层层的的s轨轨道道处处于全充于全充满满状状态态，p轨轨道道处处于全空状于全空状态态，A族的元素原子族的元素原子最外最外层层3个能量相同的个能量相同的p轨轨道道处处于半充于半充满满状状态态，均属于相，均属于相对稳对稳定的状定的状态态，故，故这这两个主族的元素原子相两个主族的元素原子相对难对难失去第失去第1个个电电子，第一子，第一电电离能相离能相对较对较大，属于大，属于电电离能周期性离能周期性变变化的特例，如化的特例，如I(Al)I(Mg)、I(S)I(P)。化学用化学用语语是高考
21、考是高考考查查的重点之一，其中包括表示原子的重点之一，其中包括表示原子结结构和化学构和化学变变化的内容。表化的内容。表示原子示原子结结构的常构的常见见化学用化学用语语有：原子有：原子结结构示意构示意图图，如硫，如硫 原子核原子核组组成符成符号，如号，如S，电电子排布式，如子排布式，如1s22s22p63s23p4，轨轨道表示式，如道表示式，如 它它们们的的侧侧重面各不相同。重面各不相同。虽虽然然这这些内容些内容难难度不大，但必度不大，但必须认须认真把握。真把握。1各主族元素的价电子排布式：各主族元素的价电子排布式：A：ns1A：ns2A：ns2np1A：ns2np2A：ns2np3A：ns2n
22、p4A：ns2np52第二周期元素基态原子的轨道表示式：第二周期元素基态原子的轨道表示式：3外围电子外围电子(价电子价电子)主主族族元元素素的的外外围围电电子子为为该该元元素素原原子子的的最最外外层层电电子子。如如碱碱金金属属原原子子的的外外围围电电子子排布为排布为ns1。副副族族元元素素外外围围电电子子与与其其最最外外层层电电子子和和内内层层电电子子有有关关。如如铁铁元元素素原原子子的的外外围围电电子排布为子排布为3d64s2。基态原子核外电子的电子排布式可简化为：基态原子核外电子的电子排布式可简化为：稀稀有有气气体体元元素素符符号号外外围围电电子子(即即将将基基态态原原子子的的电电子子排排
23、布布式式中中与与稀稀有有气气体体相相同同的的部部分分用用该该稀稀有有气气体体的的元元素素符符号号表表示示)。如如11Na可可表表示示为为Ne3s1、19K可可表表示示为为Ar4s1、37Rb可表示可表示为为Kr5s1。每每种种元元素素的的化化合合价价与与其其外外围围电电子子有有关关。如如26Fe的的外外围围电电子子为为3d64s2，铁铁原原子子失失去去4s轨轨道道上上的的电电子子生生成成Fe2，铁铁原原子子失失去去4s轨轨道道上上的的两两个个电电子子和和3d轨轨道道上上的的一一个个电电子子时时生成生成Fe3。【例例1】(2009上海化学，上海化学，2)以以下表示氦原子下表示氦原子结结构的化学用
24、构的化学用语语中，中，对电对电子运子运动动状状态态描描 述最述最详详尽的是尽的是()A He B.Cls2 D.解析：解析：A、B、C三个选项只是表达出氦原子核外有三个选项只是表达出氦原子核外有2个电子，个电子，而而D项能详尽地描项能详尽地描 述出电子的运动状态。述出电子的运动状态。答案：答案：D到目前为止，我们学过的表示原子结构的化学用语有多种，它们各有不同的侧重。到目前为止，我们学过的表示原子结构的化学用语有多种，它们各有不同的侧重。(1)原子结构示意图只能表示核外电子分层排布和原子核内的质子数，如原子结构示意图只能表示核外电子分层排布和原子核内的质子数，如 。(2)核核组组成成式式：如如
25、O，侧侧重重于于表表示示原原子子核核的的结结构构，它它能能告告诉诉我我们们该该原原子子核核内内的的质质子子数数和和电电子子数数，以以及及所所能能表表示示的的质质量量数数，还还有有核核外外电电子子数数，并并不不能能反反映映核核外外电电子子的的排排布布情况。情况。(3)电电子子排排布布式式，如如O原原子子的的电电子子排排布布式式为为1s22s22p4，它它能能告告诉诉我我们们氧氧原原子子核核外外电电子子分分为为2个个电电子子层层，3个个能能级级，但但并并不不知知道道它它的的原原子子核核的的情情况况，也也不不知知道道它它的的各各个个电电子子的运动状态。的运动状态。(4)轨轨道道表表示示式式，如如 这
26、这个个式式子子，对对氧氧原原子子核核外外电电子子排排布布的的情情况况表达的就更加详细。表达的就更加详细。另另外外，还还需需特特别别关关注注，有有少少数数元元素素的的基基态态原原子子的的电电子子排排布布对对于于构构造造原原理理有有1个个电电子子的的偏偏差差。因因为为能能量量相相同同的的原原子子轨轨道道在在全全充充满满(如如p6和和d10)、半半充充满满(如如p3和和d5)和和全全空空(如如p0和和d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。如：状态时，体系的能量较低，原子较稳定。如：1(2010原创原创)下下列表示式列表示式错误错误的是的是()ANa的的轨轨道表示式：道表示式：BNa的的结结构示意
27、构示意图图：CNa的的电电子排布式：子排布式：1s22s22p63s1 DNa的的简简化化电电子排布式：子排布式：Ne3s1解解析析：Na是是Na原原子子失失去去了了最最外外层层的的3s电电子子，只只剩剩下下1s、2s和和2p轨轨道道上上的的电电子子共共10个，但个，但A选项违背了泡利不相容原理。选项违背了泡利不相容原理。答案：答案：A元素周期表中，元素原子的元素周期表中，元素原子的结结构构(核外核外电电子排布子排布)决定决定该该元素在周期表中的位置元素在周期表中的位置(哪一哪一周期哪一族周期哪一族)，由，由该该元素在周期表中的位置可推知元素在周期表中的位置可推知该该元素的性元素的性质质。即：
28、。即：1原子结构与周期表原子结构与周期表(1)核外电子层数周期数。核外电子层数周期数。(2)主族元素的最外层电子数主族元素的最外层电子数价电子数价电子数主族序数主族序数最高正价数。最高正价数。(3)质子数质子数原子序数原子序数原子核外电子数原子核外电子数核电荷数。核电荷数。(4)负价绝对值负价绝对值8主族数主族数(限限AA)。2.同同主主族族从从上上到到下下：电电子子层层数数越越大大原原子子半半径径越越大大原原子子核核对对核核外外电电子子的的吸吸引引力力越越小小失失电电子能力增子能力增强强，得，得电电子能力减弱，金属性增子能力减弱，金属性增强强，非金属性减弱。，非金属性减弱。3.同同周周期期从
29、从左左右右：电电子子层层数数相相同同，核核电电荷荷数数越越大大原原子子半半径径越越小小原原子子核核对对核核外外电电子子的的吸吸引引力力增增强强失失电电子子能能力力减减弱弱，得得电电子子能能力力增增强强元元素素的的金金属属性性减减弱弱，非非金属性增金属性增强强。4元素的性质与元素在元素周期表中的位置关系元素的性质与元素在元素周期表中的位置关系(1)同周期的递变规律同周期的递变规律(以第以第3周期为例周期为例)项项目目同周期同周期(从左到右从左到右)最外最外层电层电子数子数由由1逐逐渐递渐递增到增到77711原子半径原子半径逐逐渐渐减小减小(稀有气体元素除外稀有气体元素除外)金属性和非金属性金属性
30、和非金属性金属性减弱非金属性增金属性减弱非金属性增强强最高价氧化物最高价氧化物对应对应水化物的酸碱性水化物的酸碱性碱性减弱，酸性增碱性减弱，酸性增强强非金属的气非金属的气态氢态氢化物的形成化物的形成难难易和易和稳稳定性定性生成由生成由难难到易到易稳稳定性由弱到定性由弱到强强得、失得、失电电子能力子能力失失电电子能力减弱、得子能力减弱、得电电子能力增子能力增强强(2)同主族的递变规律同主族的递变规律(A、A为例为例)项项目目同主族同主族(从上到下从上到下)最外最外层电层电子数子数相同相同主要化合价主要化合价最高正价相同，最高正价相同，负负价相同价相同原子半径原子半径逐逐渐渐增大增大金属性和非金属
31、性金属性和非金属性金属性增金属性增强强非金属性减弱非金属性减弱最高价氧化物最高价氧化物对应对应水化物的酸碱性水化物的酸碱性碱性增碱性增强强，酸性减弱，酸性减弱非金属的气非金属的气态氢态氢化物的形成化物的形成难难易和易和稳稳定性定性生成由易到生成由易到难稳难稳定性由定性由强强到弱到弱得、失得、失电电子能力子能力得得电电子能力减弱失子能力减弱失电电子能力增子能力增强强【例例2】(2009安安徽徽理理综综，25)W、X、Y、Z是是周周期期表表前前36号号元元素素中中的的四四种种常常见见元元素素，其其原原子子序序数数依依次次增增大大。W、Y的的氧氧化化物物是是导导致致酸酸雨雨的的主主要要物物质质，X的
32、的基基态态原原子子核核外外有有7个个原原子子轨轨道道填填充充了了电电子子，Z能能形形成成红红色色(或或砖砖红红色色)的的Z2O和和黑黑色色的的ZO两种氧化物。两种氧化物。(1)W位位于于元元素素周周期期表表第第_周周期期第第_族族。W的的气气态态氢氢化化物物稳稳定定性性比比H2O(g)_(填填“强强”或或“弱弱”)。(2)Y的的基基态态原原子子核核外外电电子子排排布布式式是是_，Y的的第第一一电电离离能能比比X的的_(填填“大大”或或“小小”)。(3)Y的最高价氧化物的最高价氧化物对应对应水化物的水化物的浓浓溶液与溶液与Z的的单质单质反反应应的化学方程式是的化学方程式是_。(4)已知下列数据：
33、已知下列数据：Fe(s)O2(g)=FeO(s)H272.0 kJmol12X(s)O2(g)=X2O3(s)H1 675.7 kJmol1X的的单质单质和和FeO反反应应的的热热化学方程式是化学方程式是_。解解析析：形形成成酸酸雨雨的的主主要要物物质质是是N和和S的的氧氧化化物物，Y的的原原子子序序数数比比W大大，由由此此可可推推出出W为为氮氮元元素素，Y为为硫硫元元素素；根根据据基基态态原原子子核核外外电电子子排排布布所所遵遵循循的的原原则则，可可以以写写出出X的的电电子子排排布布式式为为：1s22s22p63s23p1，X为为铝铝元元素素；Z能能够够形形成成红红色色Z2O和和黑黑色色ZO
34、两两种种氧化物，推知氧化物，推知Z为铜元素。为铜元素。(1)W是氮元素，同周期元素气态氢化物稳定性从左到右逐渐增强。是氮元素，同周期元素气态氢化物稳定性从左到右逐渐增强。(2)S的原子半径的原子半径比比Al的小，更难失电子，第一电离能的小，更难失电子，第一电离能S的大于的大于Al。(4)根根据据盖盖斯斯定定律律，将将第第二二式式减减去去第第一一式式的的三三倍倍得得3FeO(s)2Al(s)=Al2O3(s)3Fe(s)H859.7 kJmol1。答案：答案：(1)二二VA弱弱(2)1s22s22p63s23p4大大(3)Cu2H2SO4(浓浓)CuSO4SO22H2O(4)3FeO(s)2Al
35、(s)=Al2O3(s)3Fe(s)H859.7 kJmol1原子结构与元素周期表、元素周期律之间的关系，即原子结构与元素周期表、元素周期律之间的关系，即“构构位位性性”的关系，的关系，是将原子的三方重要因素相融合的关系网，这里的规律知识应用都比较多。是将原子的三方重要因素相融合的关系网，这里的规律知识应用都比较多。2(2010模拟精选，山东枣庄模拟精选，山东枣庄3月月)已已知元素周期表中共有知元素周期表中共有18纵行，如下图实线表示纵行，如下图实线表示元素周期表的边界。按电子排布，可把周期表里的元素划分为几个区：元素周期表的边界。按电子排布，可把周期表里的元素划分为几个区：s区、区、p区、区
36、、d区、区、ds区等。除区等。除ds区外，其他区的名称来自按构造原理最后填入的电子的能级符区外，其他区的名称来自按构造原理最后填入的电子的能级符号。号。(1)请请在在图图中用中用实线实线画出画出s区、区、p区、区、d区、区、ds区的区的边边界界线线，并分，并分别别用阴影用阴影 和和 表示表示d区和区和ds区。区。(2)有有的的同同学学受受这这种种划划分分的的启启发发，认认为为d区区内内6、7纵纵行行的的部部分分元元素素可可以以排排在在另另一一区区，你你认为应认为应排在排在_区。区。(3)请请在元素周期表中用元素符号在元素周期表中用元素符号标标出出4s轨轨道半充道半充满满的元素。的元素。(4)请
37、请利用利用电电子排布的相关知子排布的相关知识识解解释释Fe3比比Fe2稳稳定的原因：定的原因：_。(5)随随着着科科学学技技术术的的发发展展，不不断断有有新新的的元元素素被被发发现现。若若把把第第七七周周期期排排满满，则则元元素素周周期表共可以排布期表共可以排布_种元素。种元素。解析：解析：本题从深层次上考查了元素周期表的结构。依据构造原理最后填入的电子本题从深层次上考查了元素周期表的结构。依据构造原理最后填入的电子的能级符号，将元素周期表划分为几个区，对于的能级符号，将元素周期表划分为几个区，对于24号元素，其核外价电子排布似乎号元素，其核外价电子排布似乎应该是应该是3d44s2，而实际上是
38、而实际上是3d54s1，原因是能量相同的轨道处于全空、全充满和半原因是能量相同的轨道处于全空、全充满和半充满时能量最低，而充满时能量最低，而29号元素也正是因为这一点而排成号元素也正是因为这一点而排成3d104s1，而不是而不是3d94s2，故，故29号、号、30号元素所在纵行归为号元素所在纵行归为ds区，所以该同学认为区，所以该同学认为d区内区内6、7纵行的部分元素可纵行的部分元素可以排在以排在ds区是有道理的。对于区是有道理的。对于Fe3比比Fe2稳定的原因也可从铁的核外电子排布特点稳定的原因也可从铁的核外电子排布特点来解释。来解释。答案：答案：(1)如如图图：(2)ds(3)见见上表。上
39、表。(4)Fe价价电电子子的的排排布布式式为为3d64s2，Fe2为为3d6，Fe3为为3d5，依依据据“能能量量相相同同的的轨轨道道处处于于全全空空、全全充充满满和和半半充充满满时时能能量量最最低低”的的原原则则，3d5处处于于半半充充满满状状态态，结结构构更更稳稳定定，故故Fe3比比Fe2稳稳定定(5)118在在必必修修模模块块中中元元素素周周期期律律内内容容已已经经学学习习了了元元素素的的金金属属性性、非非金金属属性性、原原子子半半径径、元元素素的的主主要要化化合合价价等等内内容容，在在选选修修模模块块中中重重点点介介绍绍了了元元素素的的第第一一电电离离能能以以及及元元素的素的电负电负性
40、的概念。性的概念。(一一)元素的第一电离能元素的第一电离能1元素的电离能元素的电离能(1)电电离能：气离能：气态态原子或气原子或气态态离子失去离子失去1个个电电子所需要的最小能量叫子所需要的最小能量叫电电离能。离能。注意：注意：原子处于基态时，失去电子消耗的能量最低。原子处于基态时，失去电子消耗的能量最低。(2)电电离离能能的的意意义义：电电离离能能用用来来表表示示原原子子或或离离子子失失去去电电子子的的难难易易程程度度。电电离离能能大大，表示原子或离子表示原子或离子难难失失电电子；子；电电离能小，表示原子或离子易失离能小，表示原子或离子易失电电子。子。(3)电电离能符号离能符号为为I，单单位
41、位为为kJmol1。2元素的第一电离能元素的第一电离能(1)概概念念：处处于于基基态态的的气气态态原原子子失失去去1个个电电子子，生生成成1价价气气态态阳阳离离子子所所需需要要的的最最低能量，叫做低能量，叫做该该元素的第一元素的第一电电离能。离能。(2)原原子子为为基基态态原原子子，且且为为气气态态原原子子，失失去去电电子子后后生生成成气气态态阳阳离离子子；能能保保证证失失去去电电子子时时所需能量最低。所需能量最低。(3)元素第一元素第一电电离能符号离能符号为为I1，单单位位为为kJmol1。(4)元元素素第第一一电电离离能能的的意意义义：可可以以衡衡量量元元素素的的原原子子失失去去一一个个电
42、电子子的的难难易易程程度度。第第一一电电离离能能数数值值越越小小，原原子子越越容容易易失失去去一一个个电电子子；第第一一电电离离能能数数值值越越大大，原原子子越越难难失去一个失去一个电电子。子。3元素第一电离能的周期性变化元素第一电离能的周期性变化(1)同同一一周周期期内内，随随着着原原子子序序数数的的增增加加，原原子子半半径径逐逐渐渐减减小小(稀稀有有气气体体除除外外)，原原子子核核对对核核外外电电子子的的吸吸引引越越来来越越强强，元元素素的的原原子子越越来来越越难难失失电电子子，因因此此元元素素的的第第一一电电离离能能呈呈增增大大的的趋趋势势。同同一一周周期期内内，碱碱金金属属的的第第一一
43、电电离离能能最最小小，稀稀有有气气体体的的第一第一电电离能最大。离能最大。(2)同同一一主主族族，从从上上到到下下，随随着着核核电电荷荷数数的的增增加加，电电子子层层数数逐逐渐渐增增多多，原原子子半半径径逐逐渐渐增增大大，原原子子核核对对外外层层电电子子的的吸吸引引越越来来越越弱弱，元元素素的的原原子子越越来来越越易易失失电电子子，故同一主族，随着故同一主族，随着电电子子层层数的增加，元素的第一数的增加，元素的第一电电离能逐离能逐渐渐减小。减小。4第一电离能与原子核外电子排布第一电离能与原子核外电子排布(1)第第一一电电离离能能的的变变化化与与元元素素原原子子的的核核外外电电子子排排布布有有关
44、关。通通常常情情况况下下，当当原原子子核核外外电电子子排排布布在在能能量量相相等等的的轨轨道道上上形形成成全全空空(p0、d0、f0)、半半满满(p3、d5、f7)和和全全满满(p6、d10、f14)结结构构时时，原原子子的的能能量量较较低低，该该元元素素具具有有较较大大的的第第一一电电离离能能。故故磷磷的第一的第一电电离能比硫的大，离能比硫的大，Mg的第一的第一电电离能比离能比Al的大。的大。(2)第第三三周周期期元元素素的的第第一一电电离离能能的的大大小小关关系系为为：I1(Ar)I1(Cl)I1(P)I1(S)I1(Si)I1(Mg)I1(Al)I1(Na)。(3)在在同同周周期期元元素
45、素中中稀稀有有气气体体的的第第一一电电离离能能最最大大。金金属属越越活活泼泼，金金属属元元素素的的第第一一电电离能越小；非金属越活离能越小；非金属越活泼泼，非金属元素的第一，非金属元素的第一电电离能越大。离能越大。(二二)元素的电负性元素的电负性1键合电子和孤电子键合电子和孤电子(1)键键合合电电子：元素相互化合子：元素相互化合时时，原子中用于形成化学，原子中用于形成化学键键的的电电子称子称为键为键合合电电子。子。(2)孤孤电电子子：元元素素相相互互化化合合时时，元元素素的的价价电电子子中中没没有有参参加加形形成成化化学学键键的的电电子子称称为为孤孤电电子。子。2电负性电负性用用来描述不同元素
46、的原子来描述不同元素的原子对键对键合合电电子吸引力的大小。子吸引力的大小。3电负性的意义电负性的意义元元素的素的电负电负性可以衡量元素在化合物中吸引性可以衡量元素在化合物中吸引电电子的能力。元素的子的能力。元素的电负电负性大，元性大，元素素对键对键合合电电子的吸引能力子的吸引能力强强；元素的；元素的电负电负性小，元素性小，元素对键对键合合电电子的吸引能力弱。子的吸引能力弱。4电负性大小的标准电负性大小的标准以以氟的氟的电负电负性性为为4.0和和锂锂的的电负电负性性为为1.0作作为为相相对标对标准。在元素周期表中氟的准。在元素周期表中氟的电负电负性数性数值值最大，最大，钫钫的的电负电负性数性数值
47、值最小，最小，为为0.7。5元素电负性的周期性变化元素电负性的周期性变化(1)同一周期，随着原子序数的增加，原子半径逐渐变小同一周期，随着原子序数的增加，原子半径逐渐变小(稀有气体除外稀有气体除外)，元素的，元素的电负性逐渐增大，并呈现周期性变化。电负性逐渐增大，并呈现周期性变化。(2)同一主族，随着原子序数的增加，原子半径逐渐增大，元素的电负性逐渐减小。同一主族，随着原子序数的增加，原子半径逐渐增大，元素的电负性逐渐减小。1电离能的应用电离能的应用(1)根根据据电电离离能能数数据据，确确定定元元素素核核外外电电子子的的排排布布。如如Li：I1I2I3，表表明明Li原原子子核外的三个电子排布在
48、两个能层上核外的三个电子排布在两个能层上(K、L能层能层)，且最外层上只有一个电子且最外层上只有一个电子。(2)根根据据电电离离能能数数据据，确确定定元元素素在在化化合合物物中中的的化化合合价价。如如K元元素素I1I2I3表表明明K原子易失去一个电子形成原子易失去一个电子形成1价阳离子价阳离子。(3)判判断断元元素素的的金金属属性性、非非金金属属性性强强弱弱：I1越越大大，元元素素的的非非金金属属性性越越强强；I1越越小小，元素的金属性越强元素的金属性越强。2电负性的应用电负性的应用(1)判断元素的金属性和非金属性的强弱判断元素的金属性和非金属性的强弱金金属属的的电电负负性性一一般般小小于于1
49、.8，非非金金属属的的电电负负性性一一般般大大于于1.8，而而位位于于非非金金属属三三角角区区边边界界的的“类类金金属属”(如如锗锗、锑锑等等)的的电电负负性性则则在在1.8左左右右，它它们们既既有有金金属属性性，又又有有非金属性。非金属性。(2)判断化学键的类型判断化学键的类型一一般般认认为为：如如果果两两种种成成键键元元素素原原子子间间的的电电负负性性差差值值大大于于1.7，它它们们之之间间通通常常形形成成离离子子键键；如果两种成键元素原子间的电负性差值小于如果两种成键元素原子间的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键它们之间通常形成共价键。(3)元元素素周周期期表表中中“对对角角线
50、线规规则则”：元元素素周周期期表表中中处处于于对对角角线线位位置置的的元元素素电电负负性性数数值值相相近，性质相似近，性质相似。【例例3】气气态态中性原子失去一个中性原子失去一个电电子子转转化化为为气气态态正离子所需要的最低能量叫做第一正离子所需要的最低能量叫做第一电电离能离能(I1)，气气态态正离子正离子继续继续失去失去电电子所需要的最低能量依次称子所需要的最低能量依次称为为第二第二电电离能离能(I2)，第三第三电电离能离能(I3)下表是第三周期部分元素的下表是第三周期部分元素的电电离能离能单单位：位：eV(电电子伏特子伏特)数据。数据。元素元素I1/eVI2/eVI3/eV甲甲5.747.