2015届高考化学大一轮复习课件专题12第1讲原子结构与元素性质(苏教版)

第1讲原子结构与元素性质专题12物质结构与性质(选考)化学苏教版[考纲要求]1.能规范书写常见元素(1～36号)原子核外电子的电子排布式和轨道表示式。2.能运用原子核外电子跃迁等解释某些实际问题。3.能用电离能、电负性等解释元素的某些性质。4.掌握周期表各区、周期、族的原子核外电子排布规律及元素性质的递变规律。原子结构与元素性质考点二原子结构与元素性质考点一原子核外电子排布原理探究高考明确考向练出高分原子核外电子排布原理考点一I1.电子层、能级与原子轨道(1)电子层(n):在多电子原子中，核外电子的是不同的,按照电子的差异将其分成不同电子层。通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。(2)能级：同一电子层里的电子的也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用等表示，同一电子层里，各能级的能量按的顺序升高，即：。能量能量能量s、p、d、fs、p、d、fE(s)E(p)E(d)E(f)(3)原子轨道：电子云轮廓图给出了电子在的区域。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sp核外经常出现球形1纺缍形3特别提醒第一电子层(K)，只有s能级；第二电子层(L)，有s、p两种能级，p能级上有三个原子轨道px、py、pz，它们具有相同的能量；第三电子层(M)，有s、p、d三种能级。2.原子核外电子排布的原理(1)能量最低原理：即：电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。如图为构造原理示意图，亦即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：(2)泡利不相容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。洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在(p6、d10、f14)、(p3、d5、f7)和(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。2自旋状态单独占据一个轨道自旋状态全满半满全空3.基态、激发态与光谱(1)基态原子：处于的原子。(2)激发态原子：当基态原子的电子，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。(3)原子光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。最低能量吸收能量后1.完成下表，理解电子层、能级及其最多容纳电子数的关系电子层12345…符号KLMNO…能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s…………最多容纳电子数…226261026101422818322n2深度思考特别提醒(1)任一电子层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该电子层序数；(2)以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次为1、3、5、7……的二倍；(3)构造原理中存在着能级交错现象；(4)我们一定要记住前四周期的能级排布(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)。2.写出下列原子的电子排布式与简化电子排布式原子电子排布式简化电子排布式NClCaFeCuAs1s22s22p3[He]2s22p31s22s22p63s23p5[Ne]3s23p51s22s22p63s23p64s2[Ar]4s21s22s22p63s23p63d64s2[Ar]3d64s21s22s22p63s23p63d104s1[Ar]3d104s11s22s22p63s23p63d104s24p3[Ar]3d104s24p3特别提醒(1)当出现d轨道时，虽然电子按ns，(n－1)d，np顺序填序，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正确；Fe：1s22s22p63s23p64s23d6错误。(2)在书写简化的电子排布式时，并不是所有的都是[X]＋价电子排布式(注：X代表上一周期稀有气体元素符号)。3.请用核外电子排布的相关规则解释Fe3＋较Fe2＋更稳定的原因。答案26Fe价层电子的电子排布式为3d64s2，Fe3＋价层电子的电子排布式为3d5，Fe2＋价层电子的电子排布式为3d6。根据“能量相同的轨道处于全空、全满和半满时能量最低”的原则，3d5处于半满状态，结构更为稳定，所以Fe3＋较Fe2＋更为稳定。特别提醒由于能级交错，3d轨道的能量比4s轨道的能量高，排电子时先排4s轨道再排3d轨道，而失电子时，却先失4s轨道上的电子。题组一题组二12341.下列轨道表示式所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是__________。题组一根据核外电子排布，正确理解电子能量状态题组一题组二12341.下列轨道表示式所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是__________。题组一根据核外电子排布，正确理解电子能量状态题组一题组二1234①不符合能量最低原理；②不符合洪特规则；④不符合能量最低原理。③⑤解析题组一题组二12342.气态电中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是()A.1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1B.1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2C.1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3D.1s22s22p63s23p63d104s24p2→1s22s22p63s23p63d104s24p12.气态电中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是()A.1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1B.1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2C.1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3D.1s22s22p63s23p63d104s24p2→1s22s22p63s23p63d104s24p1解析np3处于半充满结构，稳定，失去一个电子吸收的能量多。B题组一题组二1234“两原理，一规则”的正确理解(1)原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规则、泡利不相容原理，若违背其一，则电子能量不处于最低状态。题组一题组二1234易误警示在写基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误：反思归纳(2)半充满、全充满状态的原子结构稳定如ns2、np3、np6Cr：3d54s1Mn：3d54s2Cu：3d104s1Zn：3d104s2题组一题组二1234反思归纳题组二正确使用表示原子、离子、分子组成的化学用语题组一题组二12343.按要求填空(1)质量数为37的氯原子符号为________。(2)S2－的结构示意图__________。(3)氮原子的电子式_______，N2的电子式____________，NH＋4的电子式__________________。3717Cl(4)磷原子的核外电子排布式_______________________，外围电子排布式________________，外围轨道表示式___________________。题组一题组二12341s22s22p63s23p33s23p3(5)按要求用三种化学用语表示基态铁原子和三价铁离子。FeFe3＋原子(或离子)结构示意图电子排布式轨道表示式题组一题组二1234[Ar]3d64s2[Ar]3d54.A、B、C、D、E、F代表6种元素。请填空：(1)A元素基态原子的最外层有2个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为__________；(2)B元素的负一价离子和C元素的正一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，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_______________________________。(5)F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，则n＝______；原子中能量最高的是________电子。题组一题组二1234解析(1)A元素基态原子次外层有2个电子，故次外层为K层，A元素有2个电子层，由题意可写出其轨道表示式为，则该元素核外有6个电子，为碳元素，其元素符号为C，另外氧原子同样也符合要求，其轨道表示式为题组一题组二1234(2)B－、C＋的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C为19号元素K。(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即为26号元素铁。题组一题组二1234(4)根据题意要求，首先写出电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号元素Cu。(5)s能级只有1个原子轨道，故最多只能容纳2个电子，即n＝2，所以元素F的原子最外层电子排布式为2s22p3，由此可知F是N元素；根据核外电子排布的能量最低原理，可知氮原子的核外电子中的2p能级能量最高。答案(1)C或O题组一题组二1234(2)ClK(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(5)22p化学用语的规范使用及意义为了书写和学术交流的方便，采用国际统一的符号来表示各个元素。元素符号原子(核素)符号原子结构示意图题组一题组二1234(AZX)代表一个质量数为A、质子数为Z的X原子。归纳总结电子式电子排布式轨道表示式题组一题组二1234在元素符号周围用“·”或“×”表示原子的最外层电子(价电子)。根据构造原理表示：能级符号＋(右上角)数字。用方框表示原子轨道，用箭头表示电子。用“数字＋能级符号”表示轨道名称。归纳总结它们有各自不同的侧重点：(1)结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各层上的电子数。(2)核组成式：如168O，侧重于表示原子核的结构，它能告诉我们该原子核内的质子数和核外电子数以及质量数，但不能反映核外电子的排布情况。(3)电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数，但不能表示原子核的情况，也不能表示各个电子的运动状态。题组一题组二1234归纳总结(4)轨道表示式：能反映各轨道的能量的高低，各轨道上的电子分布情况及自旋方向。(5)外围电子排布式：如Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，外围电子排布式为3d64s2。外围电子排布式能反映基态原子的能层数和参与成键的电子数以及最外层电子数。题组一题组二1234归纳总结原子结构与元素性质考点二I1.原子结构与周期表的关系(1)原子结构与周期表的关系(完成下列表格)每周期第一个元素每周期最后一个元素周期电子层数原子序数基态原子的电子排布式原子序数基态原子的电子排布式223[He]2s1101s22s22p6331144195537[Kr]5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66655[Xe]6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6[Ne]3s1181s22s22p63s23p6[Ar]4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6(2)原子构型与族的关系①对主族元素：主族元素的族序数＝原子的。②对副族元素：次外层电子数多于8个而少于18个的一些元素，它们除了能失去的电子外，还能失去上的一部分电子。例如元素钪[Ar]3d14s2，总共可以失去三个电子，钪为ⅢB族元素。所以，失去的(或参加反应的)电子总数就等于该元素所在的族序数。除第Ⅷ族元素外，大多数元素所在族的族序数等于(n－1)d＋ns(n为最外层)的电子数。最外层电子数最外层次外层归纳总结(1)周期的序号等于电子层数。(2)每一周期都是从活泼碱金属开始逐渐过渡到活泼的非金属，最后以惰性气体