高考化学一轮复习-第12章-物质结构与性质(选修)第1讲-原子结构与物质的性质课件-新人教版

第十二章物质结构与性质(选修)第一讲原子结构与物质的性质[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(1～36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。1．能层、能级与原子轨道(1)能层(n)：在多电子原子中，核外电子的______是不同的，按照电子的______差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。(2)能级：同一能层里的电子的______也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用_____________等表示，同一能层里，各能级的能量按____________的顺序升高，即：____________________。考点一原子核外电子排布原理知识梳理能量能量能量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。特别提醒第一能层(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。原子轨道轨道形状轨道个数s__________p____________核外经常出现球形1纺锤形32．原子核外电子排布的原理(1)能量最低原理：即电子尽先占有能量低的轨道，然后依次进入能量高的轨道，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的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。特别提醒基态原子：处于最低能量的原子。当基态原子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。电子从激发态跃迁回基态时，释放一定频率的光子，这是产生原子光谱的原因。2自旋状态单独占据一个轨道自旋状态全满半满全空题组训练1．(2015·上海理工大学附中月考)以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是()A．∶HeB.C．1s2D.解析∶He只能表示在He原子的最外层有2个电子，不能表示电子的运动状态，A项错误；只能表示He原子核外只有一个电子层，该层上有2个电子，B项错误；1s2表示在第一能层的s能级上有2个电子，C项错误；表示在第一能层的s能级上有2个自旋方向相反的电子，对电子运动状态的描述最详尽，D项正确。答案D2．(2015·江苏扬州期末)下列电子排布图能表示氮原子的最低能量状态的是()解析基态原子的核外电子排布必须遵循：①能量最低原理；②泡利原理；③洪特规则，故基态氮原子的核外电子排布图为A。答案A3．(2015·吉林松原扶余一中期末)可以正确描述碳原子结构的化学用语是()A．碳­12原子：612CB．原子结构示意图：C．原子核外能量最高的电子云图象：D．原子的电子排布图：解析元素符号的左下角表示质子数，左上角表示质量数，则碳­12原子可表示为126C，A项错误；碳原子结构示意图为，B项错误；碳原子核外能量最高的电子在p能级，电子云呈哑铃形，C项正确；根据核外电子排布规律可知，该原子的电子排布图为，D项错误。答案C4．(2015·山西吕梁期末)下列描述中正确的是()A．氮原子的价电子排布图：B．2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等C．价电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族，是p区元素D．钠原子由1s22s22p63s1―→1s22s22p63p1时，原子释放能量，由基态转化成激发态解析根据洪特规则可知，氮原子的价电子排布图为，A项错误；2p和3p轨道形状均为哑铃形，但能量不相等，后者能量高，B项错误；区的名称来自按照构造原理最后填入电子的能级的符号，则价电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族，是p区元素，C项正确；钠原子由1s22s22p63s1―→1s22s22p63p1时，原子吸收能量，由基态转化成激发态，D项错误。答案C5．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。C或OClKFe1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2Cu1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s122p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，由题意可写出其电子排布图为，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，其电子排布图为。(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26号元素铁。(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。表示原子结构的常用化学用语到目前为止，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点。1．原子结构示意图：只能表示核外电子的分层排布和原子核内的质子数，如。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，并不能反映核外电子的排布情况。3．电子排布式：如O原子的电子排布式为1s22s22p4，它能告诉我们氧原子核外的电子分为2个电子层，3个能级，并不能告诉我们原子核的情况，也不能告诉我们它的各个电子的运动状态。4．电子排布图：如这个式子，对氧原子核外电子排布的情况表达得就更加详细。5．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。1．原子结构与元素周期表(1)原子结构与周期表的关系(完成下列表格)：考点二原子结构与元素性质知识梳理周期能层数每周期第一种元素每周期最后一种元素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二23[He]2s1101s22s22p6三311____________________________________________________四419_________________________________________________________五537[Kr]5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六655[Xe]6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6[Ne]3s1181s22s22p63s23p6[Ar]4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6(2)原子结构与族的关系：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特别提醒①周期的序号等于能层数。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，最后以惰性气体结束。③主族元素所在族的序数等于该元素原子的价电子数，等于最外层电子数。④ⅢB～ⅦB族元素原子的价电子数目与族序数相同。(3)元素周期表的分区①根据核外电子排布。a．分区：b．各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点：分区元素分布外围电子排布元素性质特点s区ⅠA、ⅡA族及He元素ns1～2除氢、氦外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反应p区ⅢA族～ⅦA族、0族(除氦外)ns2np1～6通常是最外层电子参与反应d区ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族(除镧系、锕系外)(n－1)d1～9ns1～2d轨道可以不同程度地参与化学键的形成ds区ⅠB族、ⅡB族(n－1)d10ns1～2金属元素f区镧系、锕系(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近c.若已知元素的外围电子排布，可直接判断该元素在周期表中的位置。如：某元素的外围电子排布为4s24p4，由此可知，该元素位于p区，为第四周期ⅥA族元素。即最大能层为其周期数，最外层电子数为其族序数，但应注意过渡元素(副族与第Ⅷ族)的最大能层为其周期数，外围电子数应为其纵列数而不是其族序数(镧系、锕系除外)。(2)根据元素金属性与非金属性可将元素周期表分为金属元素区和非金属元素区(如图)，处于金属与非金属交界线(又称梯形线)附近的非金属元素具有一定的金属性，又称为半金属或准金属，但不能叫两性非金属。2．元素周期律(1)原子半径。①影响因素能层数——能层数越多，原子半径______核电荷数——核电荷数越大，原子半径______②变化规律。元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐______；同主族元素从上到下，原子半径逐渐______。越大越小减小增大(2)电离能。①第一电离能。气态电中性基态原子失去______电子转化为__________正离子所需要的最低能量。第一电离能越____，越易失去电子，金属的活泼性就越强。②规律。同周期：第一个元素的第一电离能______，最后一个元素的第一电离能______。同族元素：从上到下第一电离能变____。同种原子：随着电子的逐个失去，阳离子所带的正电荷数越来越____，再失去电子需克服的电性引力越来越____，消耗的能量越来越____，逐级电离能越来越____。一个气态基态小最小最大小大大大大(3)电负性。①含义。用来描述不同元素的原子对__________吸引力的大小。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力______。②标准。以氟的电负性为____和锂的电负性为____作为标准，得出了各元素的电负性。③变化规律。在元素周期表中，从左到右元素的电负性逐渐______，从上到下元素的电负性逐渐______。键合电子越大4.01.0增大减小④应用。判断元素金属性、非金属性的强弱。金属的电负性一般_____