2020版高考化學一輪復習第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課件新人教版選修3.pptx

選修3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第一章 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì),考向一 原子核外電子排布原理 【通考點融會貫通】 正確理解“兩原理,一規(guī)則” (1)原子核外電子排布符合能量最低原理、洪特規(guī)則、泡利不相容原理,若違背其一,則電子能量不處于最低狀態(tài)。,在書寫基態(tài)原子的電子排布圖時,常出現(xiàn)以下錯誤: (違反能量最低原理) (違反泡利不相容原理) (違反洪特規(guī)則) (違反洪特規(guī)則),書寫軌道表示式(或電子排布圖)時,空軌道不能省 略。如碳原子的電子排布圖表示為 , 而不是 。,(2)能級交錯現(xiàn)象:核外電子的能量并不是完全按能層序數(shù)的增加而升高,不同能層的能級之間的能量高低有交錯現(xiàn)象,如E(3d)E(4s)、E(4d)E(5s)、E(5d)E(6s)、E(6d)E(7s)、E(4f)E(5p)、E(4f)E(6s)等。,(3)洪特規(guī)則特例:當能量相同的原子軌道在全滿 (p6、d10、f14)、半滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0) 狀態(tài)時,體系的能量最低。如24Cr的基態(tài)原子電子排布 式為1s22s22p63s23p63d54s1,而不是 1s22s22p63s23p63d44s2;再如價電子排布式 Cu:3d104s1 Zn:3d104s2。,【通考題觸類旁通】 角度1 原子核外電子排布的表示方法 1.(1)2018全國卷35(1)Li是最輕的固體金屬,采用Li作為負極材料的電池具有小而輕、能量密度大等優(yōu)良性能,得到廣泛應用。下列Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中,能量最低和最高的分別為_(填標號)。,(2)2018全國卷35(1)基態(tài)Fe原子價層電子的電子排布圖(軌道表達式)為_,基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為_形。,(3)2018全國卷35(1)鋅在工業(yè)中有重要作用,也是人體必需的微量元素。Zn原子核外電子排布式為_。 (4)2018江蘇高考21(2)Fe2+基態(tài)核外電子排布式為_。,【解析】(1)根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知Li的基態(tài)核外電子排布式為1s22s1,則D項中能量最低;選項C中有2個電子處于2p能級上,能量最高。,(2)基態(tài)鐵原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,故基態(tài)鐵原子價層電子的電 子排布圖(軌道表達式)為,基態(tài)硫原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p6,電子占據(jù)最高能級為3p,電子云輪廓圖為啞鈴形。,(3)Zn是第30號元素,所以核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2或Ar3d104s2。 (4)Fe原子核外有26個電子,根據(jù)構(gòu)造原理,基態(tài)Fe的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,基態(tài)Fe2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d6或Ar3d6。,答案:(1)D、C,(3)Ar3d104s2或1s22s22p63s23p63d104s2 (4)Ar3d6或1s22s22p63s23p63d6,2.(2017全國卷節(jié)選)我國科學家最近成功合成了世界上首個五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。氮原子價層電子對的軌道表達式(電子排布圖)為_。,【解析】N原子位于第二周期第A族,價電子是最外層電子,其價層電子排布式為2s22p3,所以其電子排布圖為,答案:,3.(2017全國卷節(jié)選)鉀和碘的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領域有著廣泛的應用。 (1)元素K的焰色反應呈紫紅色,其中紫色對應的輻射波長為_nm(填標號)。 A. 404.4 B. 553.5 C.589.2 D.670.8 E.766.5,(2)基態(tài)K原子中,核外電子占據(jù)的最高能層的符號是_,占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為_。,【解析】(1)可見光波長范圍大約在400 nm到760 nm之間,紫光高能高頻波長短,選A。(2)基態(tài)K原子中,最外層電子為4s1,核外電子占據(jù)的最高能層為第四層,符號是N,占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為球形。 答案:(1)A (2)N 球形,4.(2017全國卷節(jié)選)研究發(fā)現(xiàn),在CO2低壓合成甲醇反應(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中,Co氧化物負載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性,顯示出良好的應用前景?；卮鹣铝袉栴}: Co基態(tài)原子核外電子排布式為_。,【解析】Co是27號元素,位于元素周期表第4周期第族,其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2。 答案:1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2,角度2 根據(jù)核外電子排布推斷元素 5.(2019阜陽模擬)現(xiàn)有部分短周期元素的性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)如表:,(1)W、X、Y三種元素的離子半徑由大到小的順序是_(用離子符號表示);化合物ZW3的電子式是_。 (2)在W、X的氣態(tài)氫化物中,較穩(wěn)定的是_(用化學式表示,下同),沸點較高的是_,沸點高的原因是_。,(3)Y的價電子軌道表示式為_,寫出Y元素最高價氧化物的水化物與NaOH溶液反應的離子方程式:_。 (4)T在周期表中的位置是_ ,T2+的電子排布式為_;T的單質(zhì)在高溫下與X的氫化物反應,其化學方程式為_。,(5)基態(tài)Z原子中,核外電子占據(jù)的最高能層的符號是_,占據(jù)最高能級的電子的電子云輪廓圖形狀為_。,【解析】在短周期元素中,單質(zhì)能與水劇烈反應,所得溶液呈弱酸性,則W為F,X基態(tài)原子的s軌道電子與p軌道電子數(shù)相等,核外電子排布為1s22s22p4 ,則X為O,第三周期元素的簡單離子中半徑最小的離子為Al3+,則Y為Al,Z的L層有三個未成對電子,核外電子排布為1s22s22p3,則Z為N,T元素的正三價離子的3d能級為半充滿, T原子外圍電子排布為3d64s2,則T為Fe。,(1)F、O、Al三種元素的離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu), 核電荷數(shù)越大半徑越小,故半徑由大到小的順序是O2- F-Al3+;NF3的電子式是 (2)F、O處于同一周期,非金屬性FO,氣態(tài)氫化物穩(wěn)定 性HFH2O,較穩(wěn)定的是HF,由于水分子間存在氫鍵,故 沸點較高的是H2O。,(3)Y是Al,Al價電子排布式為3s23p1,根據(jù)洪特規(guī)則 和泡利不相容原理即可進一步寫出價電子的軌道表 示式為 鋁的最高價氧化物的水化物為 Al(OH)3,Al(OH)3具有兩性,與NaOH溶液反應的離子 方程式為Al(OH)3+OH-=Al +2H2O。,(4)T是Fe,Fe在周期表中的位于第四周期第族, Fe2+的電子排布式為Ar3d6或1s22s22p63s23p63d6; Fe在高溫下與水蒸氣反應,其化學方程式為3Fe+ 4H2O(g) Fe3O4+4H2。 (5)Z為N,N原子電子排布式為1s22s22p3,基態(tài)氮原子 中,核外電子占據(jù)的最高能層的符號是L層,占據(jù)最高 能級的電子的電子云輪廓圖形狀為啞鈴形。,答案:(1)O2-F-Al3+ (2)HF H2O 水分子間存在氫鍵 (3) Al(OH)3+OH- =Al +2H2O (4)第四周期第族 Ar3d6或1s22s22p63s23p63d6 3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2 (5)L 啞鈴形,【加固訓練】 1.(2015全國卷節(jié)選)處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用_形象化描述。在基態(tài)14C原子中,核外存在_對自旋相反的電子。,【解析】電子云是處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布的形象化描述;碳原子的核外有6個電子,電子排布式為1s22s22p2,其中1s、2s上2對電子的自旋方向相反,而2p軌道的電子自旋方向相同。 答案:電子云 2,2.(2014全國卷節(jié)選)基態(tài)Fe有_個未成對電子。Fe3+的電子排布式為_。可用硫氰化鉀檢驗Fe3+,形成的配合物的顏色為_。,【解析】基態(tài)Fe的核外電子排布式為Ar3d64s2,其中3d軌道有4個軌道未充滿,含有4個未成對電子。Fe失去4s軌道的2個電子和3d軌道的1個電子形成Fe3+,則其電子排布式為1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5。檢驗Fe3+時,Fe3+與SCN-形成配合物而使溶液顯紅色。 答案:4 1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5 紅色,考向二 原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì) 【通考點融會貫通】 1.元素周期律,2.電離能的應用規(guī)律 (1)判斷元素金屬性的強弱 電離能越小,金屬越容易失去電子,金屬性越強;反之越弱。 (2)判斷元素的化合價(I1、I2表示各級電離能) 如果某元素的In+1In,則該元素的常見化合價為+n價。如鈉元素I2I1,所以鈉元素的常見化合價為+1價。,(3)判斷核外電子的分層排布情況 多電子原子中,元素的各級電離能逐級增大,有一定的規(guī)律性。當電離能的變化出現(xiàn)突變時,電子層數(shù)就可能發(fā)生變化。,(4)反映元素原子的核外電子排布特點 同周期元素從左向右,元素的第一電離能并不是逐漸 增大的,當能量相同的原子軌道在全空、半充滿和全 充滿狀態(tài)時,第一電離能就會反常得大,如I1(N)I1(O), I1(Mg)I1(Al)。,3.電負性 (1)共價化合物中,兩種元素電負性差值越大,它們形成共價鍵的極性就越強。 (2)同周期元素,從左到右,非金屬性逐漸增強,電負性越來越大,第一電離能總體呈增大趨勢。,(3)應用規(guī)律,【通考法一通百通】 1.元素推斷題解題思路,2.原子結(jié)構(gòu)和元素在周期表中的位置互推的依據(jù) (1)能層數(shù)=周期序數(shù)。 (2)主族元素的最外層電子數(shù)=族序數(shù)。 (3)主族元素的最高正價(O、F除外)=族序數(shù)=8-|最低負價|。,3.元素、原子結(jié)構(gòu)、元素位置的推斷關(guān)系,【通考題觸類旁通】 角度1 原子結(jié)構(gòu)與元素推斷 1.外圍電子構(gòu)型為3d104s1的元素的原子在周期表中應位于 ( ) A.第五周期第B族 B.第五周期第B族 C.第四周期第B族 D.第四周期第B族,【解析】選D。根據(jù)外圍電子構(gòu)型可知,該元素有4個電子層,位于四周期,d軌道全充滿且最外層有1個電子,應位于B族。,2.(2019長沙模擬改編節(jié)選)現(xiàn)有四種元素,其中A、B、C為短周期主族元素,D為第四周期元素,它們的原子序數(shù)依次增大。請根據(jù)下列相關(guān)信息,回答問題。,(1)已知BA5為離子化合物,寫出其電子式: _。 (2)B基態(tài)原子中能量最高的電子,其電子云在空間有_個方向,原子軌道呈_形。,(3)某同學根據(jù)上述信息,推斷C基態(tài)原子的核外電 子排布圖為 。該同學所畫的電子排 布圖違背了_。 (4)D位于_族_區(qū),價電子排布式為_。,【解析】根據(jù)題意,A元素的核外電子數(shù)和電子層數(shù)相等,是宇宙中最豐富的元素,則A為氫元素;B元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1,B元素原子核外有2個電子層,為1s22s22p3,故B為氮元素;由C原子的第一至第四電離能數(shù)據(jù)可知,第三電離能劇增,故C處于第A族,原子序數(shù)大于氮元素,故C為鎂元素;D在周期表的第四周期第七列,G為錳元素。,答案:(1) (2)3 啞鈴 (3)泡利原理 (4)第B d 3d54s2,角度2 原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì) 3.(2019太原模擬)下列四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下: 1s22s22p63s23p4 1s22s22p63s23p3 1s22s22p3 1s22s22p5 則下列有關(guān)的比較中正確的是 ( ),A.第一電離能: B.原子半徑: C.電負性: D.最高正化合價:=,【解析】選A。根據(jù)四種元素的基態(tài)原子的電子排布式可知,的質(zhì)子數(shù)是16為硫元素,的質(zhì)子數(shù)是15為磷元素,的質(zhì)子數(shù)為7是氮元素,的質(zhì)子數(shù)為9是氟元素,注意p軌道半充滿狀態(tài)時比較穩(wěn)定。第一電離能:FN、PS,又由于第一電離能:NP,A正確;原子半徑:NF,B錯誤;電負性:SP,即,C錯誤;F無正化合價,N、S、P最高正化合價分別為+5、+6、+5價,故應為=,D錯誤。,4.(1)2018全國35(2)黃銅是人類最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu組成。第一電離能1(Zn)_1(Cu)(填“大于”或“小于”),原因是_。,(2)(2017全國卷35節(jié)選)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負一價離子時所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢如圖(a)所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是_;氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是_。,(3)(2017全國卷35節(jié)選)研究發(fā)現(xiàn),在CO2低壓合成甲醇反應(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中,Co氧化物負載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性,顯示出良好的應用前景。 元素Mn與O中,第一電離能較大的是_,基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的是_。,【解析】(1)Zn是第30號元素,所以核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2,Zn的核外電子排布已經(jīng)達到了每個能級都是全滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以失電子比較困難。同時也可以考慮到Zn最外層上是一對電子,而Cu的最外層是一個電子,Zn電離最外層一個電子還要拆開電子對,額外吸收能量,Zn的第一電離能應該高于Cu的第一電離能。,(2)同周期元素,從左到右非金屬性依次增大,原子核對電子的束縛能力增大,除氮原子外,其他原子得電子能力依次增大,得電子后形成的陰離子穩(wěn)定性逐漸增大,所以根據(jù)第一電子親和能的定義可知同周期元素的第一電子親和能自左向右依次增大;N的2p能級上有3個電子,處于半滿狀態(tài),屬于較穩(wěn)定狀態(tài),得電子能力相對較弱,因此第一電子親和能較同周期相鄰元素要低。,(3)元素Mn與O相比,由于O元素是非金屬性而Mn是過渡元素,所以第一電離能較大的是O。O基態(tài)原子價電子為2s22p4,所以其核外未成對電子數(shù)是2,而Mn基態(tài)原子價電子排布為3d54s2,所以其核外未成對電子數(shù)是5,因此核外未成對電子數(shù)較多的是Mn。,答案:(1)大于 Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較難失電子 (2)同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大,原子半徑逐漸變小,故結(jié)合一個電子釋放出的能量依次增大 N原子的2p軌道為半充滿狀態(tài),具有額外穩(wěn)定性,故不易結(jié)合一個電子 (3)O Mn,5.(1)(2019唐山模擬)元素周期表中電負性最大的元素是_,次之的是_;第一電離能最大的是_,第一電離能最小的短周期元素是_。,(2)(新題預測)某短周期元素R的各級電離能數(shù)據(jù)(用I1、I2表示,單位為kJmol-1)如下表所示。,下列關(guān)于元素R的判斷中一定正確的是_。 A.R的最高正價為+3價 B.R元素位于元素周期表中第A族 C.R元素的原子最外層共有4個電子 D.R元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s2,【解析】(1)元素電負性與其非金屬性的遞變規(guī)律一致,故電負性最大的元素是F,次之的是O;稀有氣體原子難失去電子,結(jié)合同一族從上至下原子失電子能力增強,可知He的第一電離能最大,短周期元素中Na失電子能力最強,第一電離能最小。,(2)從R元素的各級電離能可以看出,I2與I3差別很大,因此該元素原子最外層有2個電子,C錯誤;為第A族元素,B正確;最高正價為+2價,A錯誤;可能為Be或Mg,D錯誤。 答案:(1)F O He Na (2)B,6.(2019蕪湖模擬)一般認為:如果兩個成鍵原子間的電負性差值大于1.7,原子之間通常形成離子鍵;如果兩個成鍵原子間的電負性差值小于1.7,通常形成共價鍵。下表是某些元素的電負性值:,(1)根據(jù)對