高考化學一輪復(fù)習 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第1單元 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)課件 蘇教版選修.ppt

第一單元原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì) 選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 2013高考導(dǎo)航 考點一原子結(jié)構(gòu)1 能層與能級 2 原子軌道 1 軌道形狀s軌道呈球形 p軌道呈紡錘形 2 形狀相同的原子軌道在原子核外空間有不同的伸展方向 s軌道有1個軌道 p軌道有px py pz3個軌道 d軌道有5個軌道 f軌道有7個軌道 3 能量關(guān)系 相同電子層上原子軌道能量的高低 ns np nd nf 形狀相同的原子軌道能量的高低 1s 2s 3s 4s 同一電子層內(nèi)形狀相同而伸展方向不同的原子軌道的能量相等 如2px 2py 2pz軌道的能量相等 3 原子核外電子排布規(guī)律 1 能量最低原理 原子核外電子先占據(jù)能量最低的軌道 然后依次進入能量較高的軌道 使整個原子處于最低的能量狀態(tài) 2 泡利不相容原理 每個原子軌道上最多只能容納2個電子 且它們的自旋狀態(tài)相反 3 洪特規(guī)則 原子核外電子在能量相同的各個軌道上排布時 電子盡可能分占不同的原子軌道 且自旋狀態(tài)相同 4 原子核外電子排布的軌道能量順序 特別提醒 1 原子核外電子排布的軌道能量順序是書寫基態(tài)原子電子排布式的依據(jù) 也是繪制基態(tài)原子電子排布圖的主要依據(jù)之一 不同能層的能級有交錯現(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 2 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 24gr的電子排布式為 ar 3d54s1 29cu的電子排布式為 ar 3d104s1 這一點可看成是洪特規(guī)則的特例 4 基態(tài)原子核外電子排布的表示方法 即時應(yīng)用1 a b c d e代表5種元素 請?zhí)羁?1 a元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子 次外層有2個電子 其元素符號為 2 b元素的負一價離子和c元素的正一價離子的電子層結(jié)構(gòu)都與氬相同 b的元素符號為 c的元素符號為 3 d元素的正三價離子的3d能級為半充滿 d的元素符號為 其基態(tài)原子的電子排布式為 4 e元素基態(tài)原子的m層全充滿 n層沒有成對電子 只有一個未成對電子 e的元素符號為 其基態(tài)原子的電子排布式為 5 f元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn 1 則n 原子中能量最高的是 電子 其原子軌道呈 形 解析 1 由題意知 a元素基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p3 所以a為氮元素 2 氬為18號元素 b的負一價離子電子層結(jié)構(gòu)與氬相同 所以b為氯 c為鉀 3 因為d元素正三價離子的3d能級為半充滿即3d5 由此推知d元素基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2 因此為鐵元素 4 e元素基態(tài)原子的m層全充滿 且n層沒有成對電子 只有一個未成對電子 由此推出核外電子排布式為 1s22s22p63s23p63d104s1 因此為銅元素 5 s能級只有1個原子軌道 故最多只能容納2個電子 即n 2 所以元素f的原子最外層電子排布式為2s22p3 由此可知f是n元素 根據(jù)核外電子排布的能量最低原理 可知氮原子的核外電子中2p能級的能量最高 p電子的原子軌道呈紡錘形 答案 1 n 2 clk 3 fe1s22s22p63s23p63d64s2或 ar 3d64s2 4 cu1s22s22p63s23p63d104s1或 ar 3d104s1 5 22p紡錘 考點二原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系1 元素周期表中每周期所含元素種數(shù)的變化規(guī)律 2 周期表的分區(qū)與原子的價電子排布的關(guān)系 即時應(yīng)用2 已知元素周期表中共有18縱行 如圖實線表示元素周期表的邊界 按電子排布 可把周期表里的元素劃分為幾個區(qū) s區(qū) p區(qū) d區(qū) ds區(qū)等 除ds區(qū)外 其他區(qū)的名稱來自按構(gòu)造原理最后填入的電子的能級符號 1 請在圖中用實線畫出s區(qū) p區(qū) d區(qū) ds區(qū)的邊界線 并分別用陰影表示d區(qū)和ds區(qū) 2 有的同學受這種劃分的啟發(fā) 認為d區(qū)內(nèi)6 7縱行的部分元素可以排在另一區(qū) 你認為應(yīng)排在 區(qū) 3 請在元素周期表中用元素符號標出4s軌道半充滿的元素 4 請利用電子排布的相關(guān)知識解釋fe3 比fe2 穩(wěn)定的原因 5 隨著科學技術(shù)的發(fā)展 不斷有新的元素被發(fā)現(xiàn) 若把第七周期排滿 則元素周期表共可以排布 種元素 解析 本題從深層次上考查了元素周期表的結(jié)構(gòu) 依據(jù)構(gòu)造原理最后填入的電子的能級符號 將元素周期表劃分為幾個區(qū) 對于24號元素 其核外價電子排布似乎應(yīng)該是3d44s2 而實際上是3d54s1 原因是能量相同的軌道處于全空 全充滿和半充滿時能量最低 而29號元素也正是因為這一點而排成3d104s1 而不是3d94s2 故29號 30號元素所在縱行歸為ds區(qū) 所以該同學認為d區(qū)內(nèi)6 7縱行的部分元素可以排在ds區(qū)是有道理的 對于fe3 比fe2 穩(wěn)定的原因也可從鐵的核外電子排布特點來解釋 答案 1 如圖 2 ds 3 見上表 4 fe價電子的排布式為3d64s2 fe2 為3d6 fe3 為3d5 依據(jù) 能量相同的軌道處于全空 全充滿和半充滿時能量最低 的原則 3d5處于半充滿狀態(tài) 結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定 故fe3 比fe2 穩(wěn)定 5 118 考點三元素周期表中元素及其化合物的性質(zhì)遞變規(guī)律1 電離能 電負性 1 第一電離能 某元素的氣態(tài)原子失去一個電子形成 1價氣態(tài)陽離子所需的最低能量 第一電離能數(shù)值越小 原子越容易失去一個電子 第一電離能數(shù)值越大 原子越難失去一個電子 當原子核外電子排布在能量相等的軌道上形成全空 半滿和全滿結(jié)構(gòu)時 原子的能量較低 該元素具有較大的第一電離能 2 電負性 用來衡量元素的原子在化合物中吸引電子的能力 電負性越大 非金屬性越強 反之越弱 金屬的電負性一般小于1 8 非金屬的電負性一般大于1 8 電負性在1 8左右時 既有金屬性 又有非金屬性 2 性質(zhì)遞變規(guī)律 特別提醒金屬活動性順序與元素相應(yīng)的電離能大小順序不一致 故不能根據(jù)金屬活動性順序表判斷電離能的大小 即時應(yīng)用3 2012 溫州高三調(diào)研 根據(jù)下列五種元素的第一至第四電離能數(shù)據(jù) 單位 kj mol 1 回答下列各題 1 在周期表中 最可能處于同一族的是 a q和rb s和tc t和ud r和te r和u 3 下列元素中 化學性質(zhì)和物理性質(zhì)最像q元素的是 a 硼b 鈹c 氦d 氫 4 每種元素都出現(xiàn)相鄰兩個電離能的數(shù)據(jù)相差較大的情況 這一事實從一個側(cè)面說明 如果u元素是短周期元素 你估計它的第2次電離能飛躍數(shù)據(jù)將發(fā)生在失去第 個電子時 5 如果r s t是同周期的三種主族元素 則它們的原子序數(shù)由小到大的順序是 其中元素 的第一電離能異常高的原因是 解析 1 由表中數(shù)據(jù)知 r和u的第一至第四電離能變化規(guī)律相似 即r和u最可能在同一主族 2 離子的氧化性最弱 即其對應(yīng)的電離能最小 由表中數(shù)據(jù)看出u的第一電離能為420kj mol 1 數(shù)值最小 3 q元素各電離能都較大 而且各電離能之間無太大差距 故q最可能為稀有氣體元素 4 相鄰兩個電離能數(shù)據(jù)相差較大 從一個側(cè)面說明電子是分層排布的 且各能層能量不同 若u為短周期元素 據(jù)表中數(shù)據(jù)第一次電離能飛躍是失去第2個電子時 可推知u在 a族 則第二次電離能飛躍是在失去第10個電子時發(fā)生的 答案 1 e 2 d 3 c 4 電子分層排布 各能層能量不同10 5 r s tss元素的最外層電子處于s能級全充滿狀態(tài) 能量較低 比較穩(wěn)定 失去一個電子吸收的能量較多 2010 高考安徽卷改編題 x y z w是元素周期表前四周期中的四種常見元素 其相關(guān)信息如下表 1 y位于元素周期表第 周期第 族 y和z的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性較強的是 寫化學式 2 xy2是一種常用的溶劑 xy2的分子中存在 個 鍵 在h y h z兩種共價鍵中 鍵的極性較強的是 鍵長較長的是 3 w的基態(tài)原子核外電子排布式是 w2y在空氣中煅燒生成w2o的化學方程式是 思路點撥 1 常見的淡黃色的固體有s na2o2 agbr等 2 熟悉元素的電負性遞變規(guī)律 解析 由題給信息推出x元素基態(tài)原子的電子排布式應(yīng)為1s22s22p2 為碳 y為硫 z為氯 w為銅 1 y為硫 位于元素周期表第3周期第 a族 y和z的最高價氧化物對應(yīng)的水化物分別是h2so4和hclo4 酸性hclo4 h2so4 2 xy2為cs2 結(jié)構(gòu)式為s c s 存在2個 鍵 h y為h s鍵 h z鍵為h cl鍵 s元素的非金屬性弱于cl元素 原子半徑s大于cl 所以鍵的極性較強的是h cl 鍵長較長的為h s 3 cu原子的核外電子數(shù)為29 3d電子層全充滿狀態(tài)比較穩(wěn)定 故基態(tài)原子核外電子排布式為 ar 3d104s1 cu2s在空氣中煅燒生成cu2o和so2 名師指津 1 在寫基態(tài)原子的軌道表示式時 常出現(xiàn)以下錯誤 2 當出現(xiàn)d軌道時 雖然電子按ns n 1 d np的順序填充 但在書寫電子排布式時 仍把 n 1 d放在ns前 如fe 1s22s22p63s23p63d64s2正確 fe 1s22s22p63s23p64s23d6錯誤 3 注意對比元素電子排布式 簡化電子排布式 元素外圍電子排布的區(qū)別與聯(lián)系 如fe的電子排布式 1s22s22p63s23p63d64s2 簡化電子排布式 ar 3d64s2 外圍電子排布式 3d64s2 根據(jù)信息回答下列問題 a 第一電離能i1是指氣態(tài)原子x g 處于基態(tài)時 失去一個電子成為氣態(tài)陽離子x g 所需的能量 下圖是部分元素原子的第一電離能i1隨原子序數(shù)變化的曲線圖 其中12號至17號元素的有關(guān)數(shù)據(jù)缺失 b 不同元素的原子在分子內(nèi)吸引電子的能力大小可用數(shù)值表示 該數(shù)值稱為電負性 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 認真分析a圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律 推斷na ar元素中 al的第一電離能的大小范圍為 al 填元素符號 2 從a圖分析可知 同一主族元素原子的第一電離能i1變化規(guī)律是 3 a圖中第一電離能最小的元素在周期表中的位置是第 周期 族 4 根據(jù)對角線規(guī)則 be al元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的性質(zhì)相似 它們都具有 性 其中be oh 2顯示這種性質(zhì)的離子方程式是 5 通過分析電負性值變化規(guī)律 確定mg元素電負性值的最小范圍 6 請歸納元素的電負性和金屬性 非金屬性的關(guān)系是 7 從電負性角度 判斷alcl3是離子化合物還是共價化合物 請說出理由 即寫出判斷的方法和結(jié)論 是 請設(shè)計一個實驗方案證明上述所得到的結(jié)論 5 根據(jù)電負性的遞變規(guī)律 同周期從左到右電負性逐漸增大 同主族從上到下電負性逐漸減小 可知 在同周期中電負性namg ca 最小范圍應(yīng)為0 93 1 57 6 因電負性可以用來衡量原子吸引電子能力大小 所以 電負性越大 原子吸引電子能力越強 非金屬性越強 反之金屬性越強 7 alcl3中al與cl的電負性差值為1 55 根據(jù)信息 電負性差值若小于1 7 則形成共價鍵 所以alcl3為共價化合物 共價化合物和離子化合物最大的區(qū)別在于熔融狀