2019版高中化学一轮复习方案课件选修3物质结构与性质-1-第一讲

第一讲原子结构与性质选修3物质结构与性质1．了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理，能正确书写1～36号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和电子排布图(轨道表达式)。2．了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。3.了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。4．了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。选修3物质结构与性质原子核外电子排布原理[知识梳理]1．能层、能级与原子轨道之间的关系能层(n)能级最多容纳电子数序数符号符号原子轨道数各能级各能层一K1s122二L2s1282p36能层(n)能级最多容纳电子数序数符号符号原子轨道数各能级各能层三M3s12183p363d510四N4s12324p364d5104f714………………n…………_____2n22.原子轨道的能量关系(1)轨道形状①s电子的原子轨道呈_____。②p电子的原子轨道呈________。(2)能量关系①相同能层上原子轨道能量的高低：nsnpndnf。②形状相同的原子轨道能量的高低：1s2s3s4s……③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如npx、npy、npz轨道的能量相等。球形哑铃形(1)第一能层(K)，只有s能级；第二能层(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；第三能层(M)，有s、p、d三种能级。(2)能层数＝电子层数，每个能层所包含的能级数＝能层序数。3．基态原子核外电子排布的三个原理(1)能量最低原理：电子优先占有能量低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。即原子的核外电子排布遵循__________能使整个原子的能量处于最低状态。构造原理如图为构造原理示意图：(2)泡利原理：在一个原子轨道中，最多只能容纳____个电子，而且它们的__________相反。2自旋状态(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_________________，而且自旋状态______。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。单独占据一个轨道相同全满半满全空4．原子(离子)核外电子排布式(图)的书写(1)核外电子排布式：按电子排入各能层中各能级的先后顺序，用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数的式子。如Cu：1s22s22p63s23p63d104s1，其简化电子排布式为[Ar]3d104s1。(2)价电子排布式：如Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为3d64s2。价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。(3)电子排布图：方框表示原子轨道，用“↑”或“↓”表示自旋方向不同的电子，按排入各能层中的各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写。例如：S的电子排布图为核外电子排布图能直观地反映出原子的核外电子的自旋情况以及成对电子对数和未成对的单电子数。5．基态原子、激发态原子和原子光谱(1)基态原子：处于__________的原子。(2)激发态原子：当基态原子的电子__________后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。(3)原子光谱①当电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，释放一定频率的光子，这是产生原子发射光谱的原因。②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[自我检测]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)硫原子的价电子排布式是3s23p4。()(2)多电子原子中，在离核较近区域运动的电子能量较高。()(3)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多。()(4)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理。()(5)2s和3s轨道形状均为球形对称，能量也相同。()(6)基态磷原子的核外电子排布图为()答案：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×2．(教材改编题)下列各原子或离子的电子排布式错误的是()A．K＋1s22s22p63s23p6B．F1s22s22p5C．S2－1s22s22p63s23p4D．Ar1s22s22p63s23p6答案：C3．(1)[2017·高考全国卷Ⅰ，35(1)]元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为________nm(填标号)。A．404.4B．553.5C．589.2D．670.8E．766.5(2)[2016·高考全国卷Ⅲ，37(1)]写出基态As原子的核外电子排布式：_____________。(3)(2016·高考江苏卷)Zn2＋基态核外电子排布式为_______________________________。(4)基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为______，该能层具有的原子轨道数为______、电子数为________________。解析：(1)当对金属钾或其化合物进行灼烧时，焰色反应显紫红色，可见光的波长范围为400～760nm，紫色光波长较短(钾原子中的电子吸收较多能量发生跃迁，但处于较高能量轨道的电子不稳定，跃迁到较低能量轨道时放出的能量较多，故放出的光的波长较短)。(2)根据构造原理可写出基态As原子的核外电子排布式。(3)Zn2＋核外有28个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。(4)Si的原子序数为14，则核外电子数为14，电子排布式为1s22s22p63s23p2，依据核外电子能量排布原理，电子由离核近的区域依次由里向外排布，所以电子占据的最高能层符号为M，该能层具有3个能级(3s、3p、3d)，共计9个原子轨道，电子数为4。答案：(1)A(2)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)(3)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)(4)M94(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)核外电子在排布时三条原则要兼顾，不可顾此失彼，同时要注意洪特规则的特例：当原子轨道为全空、半充满或全充满时，这些状态下总的电子云的分布是空间对称的，原子体系的能量最低，原子的电子排布最稳定。(4)构造原理中的排布顺序，其实质是各能级的能量高低顺序，能量大小规律是ns(n－2)f(n－1)dnp。一定要记住前四周期的能级排布(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)。(5)电子的填充顺序与排布式的书写顺序不完全一致，如21号以后的元素虽然电子先排布在能量较低的4s，后填入3d，但书写电子排布式时仍把3d写在前面。如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正确，Fe：1s22s22p63s23p64s23d6错误。(6)基态原子失电子的顺序，以Fe为例，Fe-----------→－2e－（4s）Fe2＋---------→－e－（3d）Fe3＋。(1)[2017·高考全国卷Ⅰ，35(2)]基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是____________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。(2)[2016·高考全国卷Ⅰ，37(1)]基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]__________，有________个未成对电子。(3)[2016·高考全国卷Ⅱ，37(1)]镍元素基态原子的电子排布式为_____________________________________________________，3d能级上的未成对电子数为________。(4)[2015·高考全国卷Ⅰ，37(1)]处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用________形象化描述。在基态14C原子中，核外存在________对自旋相反的电子。(5)下列表示的为激发态原子的是________。A．1s12s1B．1s22s22p1C．1s22p53s1D．1s22s22p63s2[解析](1)基态钾原子核外有4个能层：K、L、M、N，能量依次增高，处于N层的1个电子位于s轨道，s电子云轮廓图形状为球形。(2)在元素周期表中，锗位于硅正下方，锗的原子序数为14＋18＝32，基态锗原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2，由于4p能级有3个能量相同的轨道，根据洪特规则，4p上2个电子分别占据两个轨道且自旋方向相同，故未成对电子数为2。(3)Ni元素原子核外有28个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2。3d能级上有2个未成对电子。(4)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布用电子云形象地描述。基态14C原子的电子排布图为，则核外存在2对自旋相反的电子。[答案](1)N球形(2)3d104s24p22(3)1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2)2(4)电子云2(5)AC(1)基态铜原子的核外电子排布式为[Ar]4s23d9，对吗？若不对请纠正。(2)请用核外电子排布的相关规则解释Fe3＋比Fe2＋更稳定的原因。答案：(1)不对。应为[Ar]3d104s1。(2)26Fe价电子的电子排布式为3d64s2，Fe3＋价电子的电子排布式为3d5，Fe2＋价电子的电子排布式为3d6。根据“能量相同的轨道处于全空、全充满和半充满时能量最低”的原则，3d5处于半充满状态，结构更稳定，所以Fe3＋比Fe2＋更稳定。题组一原子核外电子排布原理1．(2018·大原模拟)下列各项叙述正确的是()A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态B．价电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素C．所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同D．24Cr原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2解析：选C。镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子吸收能量，由基态转化成激发态，A错误；价电子排布式为5s25p1的元素，位于第五周期第ⅢA族，是p区元素，B错误；所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形，能层越大，球的半径越大，C正确；24Cr原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，半充满轨道能量较低，D错误。2．(2018·长春高三模拟)如图是s能级和p能级的原子轨道图，试回答下列问题：(1)s电子的原子轨道呈_______形，每个s能级有________个原子轨道；p电子的原子轨道呈_______形，每个p能级有_______个原子轨道。(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，原子中能量最高的是________电子，其电子云在空间有________________的伸展方向；元素X的名称是________，它的氢化物的电子式是________。若元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，那么X的元素符号为_____，原子的电子排布图为___________。解析：(1)s电子的原子轨道都是球形的，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道都是哑铃形的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以px、py、pz表示。(2)因为元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，np轨道已排上电子，说明ns轨道已排满电子，即n＝2，则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，是氮元素，其中原子中能量最高的是2p电子，其电子云在空间有三个互相垂直的