选三第二章gao

1第二节原子结构与元素的性质1、原子的外层电子结构和元素的分区元素周期系的形成是由于元素的原子核外电子的排布发生周期性的重复。周期表中的元素可根据原子的外层电子结构特征划分为5个区。如图所示：（1）s区元素：最外层除有两个1～2个s电子，次外层无d电子，价电子构型ns1～2，包括IA、IIA族的所有元素。（2）p区元素：最外层除有两个s电子外，还有1～6个p电子（He无p电子）。价电子构型为ns2np1～6，包括ⅢA→ⅦA和零族（He除外）。（3）d区元素：最外层有两个s电子，次外层有1～8个d电子，价电子构型为(n–1)d1～8ns2（个别例外），这个区包括ⅢB→Ⅷ族，其中Ⅷ族包括三个竖列。（4）ds区元素：最外层有1～2个s电子，次外层d电子全满，价电子构型为（n–1）d10ns1～2，包括IB，IIB族元素。（5）f区元素：最外层有两个s电子，次外层s电子和p电子已全满，d电子0～2个，倒数第三层1～14个f电子（个别例外）。价电子构型为(n–2)f0～14(n–1)d0～2ns2。这个区指包括镧在内的镧系元素和包括锕在内的锕系元素。2、核外电子排布和周期表的关系周期表有7个横行，表示七个周期；18个纵行。从左到右，各主副族元素的排列顺序已在元素的分区示意图中反映出来了。通常把周期表的各副族元素和第Ⅷ族元素叫过渡元素。除零族外，周期表共有三大部分：①主族元素，在表中左右两端；②过渡元素，在表的中部；③镧系和锕系，在表的底部。（1）元素的电子层数＝周期数。（2）主族元素原子的价层电子数＝该元素在周期表中的族数。当主族元素失去全部价电子后，表现出该元素的最高氧化态。（3）副族元素（除镧系、锕系外）2ⅢB→ⅦB可失去ns2和(n–1)d轨道上的全部电子。所以，最高正价数＝族数。Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的部分d电子，所以最高正价低于族数(8)，只有Ru和Os可表现八价。IB可失去ns1电子和部分(n–1)d电子，所以IB的族数＜最高正价，IIB只失去ns2电子，IIB族数＝最高正价。3、核外电子排布与元素周期系元素周期系的形成是由于元素的原子核外电子的排布发生周期性的重复的结果。根据原子核外电子排布原则和原子光谱实验结果，可以得到各元素原子的电子层结构。元素原子电子排布呈现周期性变化，根据这种变化可将周期系分为7个周期、16个族或18列。第一周期只包括H、He两种元素，其电子组态为1s1~2。第二周期包括从Li到Ne共8种元素，Li、Be的电子组态为[He]2s1~2，B到Ne的电子组态为[He]2s22p1~6。第三周期与第二周期相似，包括从Na到Ar共8种元素，Na、Mg的电子组态为[Ne]3s1~2，Al到Ar的电子组态为[Ne]3s23p1~6。第一、二、三周期元素中，电子依次排布在s和p轨道，包含的元素较少，称为短周期。第四周期包括从K到Kr共18种元素。由鲍林原子轨道近似能级图可知：第四周期元素3d和4s轨道出现能级交错，即E3d＞E4s，K、Ca的最后一个电子依次填充在4s轨道，其电子组态为[Ar]4s1~2。从21号元素Sc到30号元素Zn，最后一个电子依次填充在3d轨道，电子组态为[Ar]4s23d1~10。但Cr、Cu例外，电子组态分别为[Ar]4s13d5，[Ar]4s13d10。从31号元素Ga到36号Kr，最后一个电子依次填充在4p轨道，电子组态为[Ar]4s23d104p1~6。第五周期与第四周期类似，包括从37号元素Rb到54号元素Xe共18种元素。其中Rb、Sr最后一个电子填充在5s轨道，其电子组态为[Kr]5s1~2。从39号元素Y到48号元素Cd共10种元素，最后一个电子依次填充在4d轨道，电子组态为[Kr]5s24d1~10。4、元素性质的周期性变化元素的性质指元素的金属性、非金属性、元素的主要化合价、原子半径、元素的第一电离能、电负性。项目同周期（从左到右）同主族（从上到下）最外层电子数（价电子）由1逐渐增到7相同主要化合价最高正价由＋1→＋7最高正价相同（除F、O外）3负价由－4→－1原子半径逐渐减小（稀有气体除外）逐渐增大金属性与非金属性金属性减弱、非金属性增强金属性增强、非金属性减弱单质的氧化性与还原性氧化性逐渐增强、还原性逐渐减弱氧化性逐渐减弱，还原性逐渐增强最高价氧化物对应水化物的酸碱性酸性逐渐增强，碱性逐渐减弱酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强非金属气态氢化物生成由难到易，稳定性由弱到强生成由易到难，稳定性由强到弱原子得失电子能力得电子由小到大，失电子由大到小得电子由大到小，失电子由小到大5、原子半径的周期性变化原子半径的大小取决于两个相反的因素：一是电子的能层数，另一个因素是核电荷数。（1）同一元素r(负离子)＞r(原子)＞r(正离子)（2）在短周期中，从左到右原子半径逐渐减小。这是因为在同一周期中，随原子序数增加，电子依次填充在同一层价轨道，而同一层中电子间的相互屏蔽作用较小，所以，随着原子序数的增加，有效核电荷数增加，核对电子的吸引增强，导致原子半径逐渐减小。稀有气体的原子半径是范德华半径，比共价半径大得多，所以稀有气体的原子半径比同周期ⅦA族半径大。（3）原子半径在族中的变化同一族中原子半径总的变化趋势是：同一主族中，原子半径由上至下依次增大，这是因为同族元素原子由上至下电子层数逐渐增多，尽管核电荷数依次增加使半径缩小的趋势不如因电子层数增加而使半径增大的趋势大。（4）核外电子排布相同的离子，随核电荷数增大，半径减小。如：r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)。6、电离能的周期性变化气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。（1）电离能是衡量某原子是否容易失去电子成为阳离子的标准。电离能越小，表示该元素的原子越易失去电子，金属性越强。另外，从一个元素多级电离能的变化，可以预测该元素化合时表现的价态。如，Mg的I1＝738kJ•mol－1，I2＝1451kJ•mol－1，I3＝7733kJ•mol－1，I2≈I1，而I3≈10I1，因此，可以预见化合时表现＋2价。（2）电离能的变化规律①同一元素I1＜I2＜I3......（I表示电离能）②同一族元素，随原子序数的增大，电子层数也相应增多，核电荷数和原子半径都在增加，原子半径增4大起主导作用。所以同一族内，I随核电荷数增大而减小。③同一周期从左到右电离能变化的总趋势是增大的，但受外电子层结构的影响有曲折起伏。例如，第二周期元素中，Li的第一电离能最小，Be的价电子构型为2s2，处于稳定结构，第一电离能增大。B的价电子构型为2s22p1，电离的电子是处于比s轨道能量高的p轨道，易于失去，第一电离能比Be小。C的价电子构型为2s22p2，由于核电荷数增加，第一电离能相应增大。N的价电子构型为2s22p3，p轨道处于半满，是稳定构型，N有较大的第一电离能。O的价电子构型为2s22p4，失去一个电子后变为p3半满稳定构型，所以O的第一电离能又减小。F的价电子构型为2s22p5，核电荷增加使F的第一电离能增大。Ne具有稳定的价电子构型2s22p6，因此Ne有很高的电离能。（3）电离能的应用：①根据电离能数据，确定元素核外电子的排布。如Li：I1＜＜I2＜I3，表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层上（K、L能层），且最外层上有一个电子。②根据电离能数据，确定元素在化合物中的化合价。如K元素I1＜＜I2＜I3表明K原子容易失去一个电子形成＋1价阳离子。③判断元素的金属性、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。7、元素电负性及其变化（1）键合电子和孤对电子①键合电子：元素相互化合时，原子中用于形成化学键的电子称为键合电子。②孤电子：元素相互化合时，元素的价电子中没有参加形成化学键的电子称为孤电子。（2）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。（3）电负性的意义：元素的电负性可以衡量元素在化合物中吸引电子的能力。元素的电负性大、元素对键合子的吸引能力强。（4）电负性大小的标准：以氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准。在元素周期表中氟的电负性数值最大，钫的电负性最小，为0.7。（5）元素电负性的周期性变化：①同一周期内，随着原子序数的增加，原子半径逐渐变小（稀有气体除外），元素的电负性逐渐增大，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。（6）电负性的应用①判断元素的金属性和非金属性的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。5②判断化学键的类型一般认为：如果两种成键元素原子间的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成离子键；如果两种成键元素原子间的电负性差小于1.7，它们之间通常形成共价键。③元素周期表中“对角线规则”：元素周期表中处于对角线位置的元素电负性数值相近，性质相似。8、对角线规律的应用在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素，其单质、化合物的许多性质是相似的，称为“对角线规则”，常见的符合对角线规则的元素如下图：Li、Mg及其相应化合物的性质是相似的，如Li和Mg在空气中燃烧产物分别为Li2O、MgO、LiOH和Mg(OH)2皆为难溶性的中强碱。同理Be和Al，B和Si的单质及其化合物性质也有许多相似性。题型1价电子核外电子排布的考查1、下列原子的价电子排布正确的是（）A.NB.OC.CD.F2、下列关于价电子构型3s23p4的描述正确的是（）A.它的元素符号为OB.B.它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4C.可以与H2化合生成液态化合物D.其原子轨道表示为3、下列各种示意图中代表阴离子的是（）A.3s23p5B.3s23p6C.D.4、下列各组指定的元素，不能形成AB2型化合物的是（）A.2s22p2和2s22p4B.3s23p4和2s22pC.3s2和2s22p5D.3s1和3s23p45、X、Y、Z三种与元素的原子，其最外层电子排布分别为ns1、3s23p1和2s22p4，由这三种元素组成的化合物的化学式可能是（）A.XYZ2B.X2YZ3C.X2YZ2D.XYZ36、第三周期元素中，基态原子轨道表示式中存在着空轨道的元素有（）种A.1B.2C.3D.47、下列说法正确的是（）6A.基态时，相同周期的两种元素原子所含的能级和能层是一样的。B.基态时，稀有气体元素原子的价层电子数都为8。C.基态时，同种元素的原子和离子的轨道排布式一样。D.非金属元素原子的d轨道一定不填充电子或填满电子。8、表示一个原子在第三电子层上有10个电子可以写成（）A.310B.3d10C.3s23p63d2D.3s23p64s29、下列元素的核外电子排布中有两个成单电子的是（）A.MgB.SiC.SD.Na10、已知下列元素在周期表中的位置，写出元素符号和原子核外电子排布式。（1）第四周期ⅣB族；（2）第四周期ⅣA族；（3）第三周期ⅥA族；（4）第四周期ⅦA族。11、A的原子中只有一个能层且只含1个电子；B的原子3p轨道上得到1个电子后不能再容纳外来电子；C的原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反；D的原子第三能层上有8个电子，第四能层上只有1个电子；E原子的外围电子排布为3s23p6。（1）写出由A、B、C、D中的三种元素组成的化合物的化学式（至少写出5个）：；（2）写出用上述元素组成的物质制得A的单质的化学方程式（至少写出2个）：、；（3）检验某溶液中是否含有D+的离子，可通过______________反应来实现；检验某溶液中是否含有B—的离子，通常所用的试是_________和______（4）写出E的元素符号___________。题型2电离能的大小比较1、X、Y两元素的原子，当它们分别获得1个电子后，都能形成稀有气体的电子层结构，X放出的能量大于Y，那么下列推断中不正确的是（）A