第20原子結(jié)構(gòu)與質(zhì)1.doc

第20講 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（選修3）河南省新縣高級(jí)中學(xué) 邱峻 465550高考“指揮棒”高考說(shuō)明即為考試大綱，參照09江蘇說(shuō)明。1了解原子核外電子的能級(jí)分布，能用電子排布式表示常見(jiàn)元素（136號(hào)）原子核外電子的排布。了解原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2了解元素電離能的含義，并能用以說(shuō)明元素的某些性質(zhì)。3了解原子核外電子在一定條件下會(huì)發(fā)生躍遷，了解其簡(jiǎn)單應(yīng)用。4了解電負(fù)性的概念，知道元素的性質(zhì)與電負(fù)性的關(guān)系。解讀考綱主要說(shuō)明此講中主要考查主式。圍繞考綱我們應(yīng)掌握如下要點(diǎn)：考查原子核外電子排布特征及能量最低原理；元素性質(zhì)的遞變規(guī)律；認(rèn)識(shí)周期表中原子結(jié)構(gòu)和位置、價(jià)態(tài)、元素?cái)?shù)目等之間的關(guān)系；掌握原子半徑的變化規(guī)律；元素電離能的涵義，能應(yīng)用元素的電離能說(shuō)明元素的某些性質(zhì)；能說(shuō)出元素電負(fù)性的涵義，能應(yīng)用元素的電負(fù)性說(shuō)明元素的某些性質(zhì)。考情回顧考點(diǎn)年份情況統(tǒng)計(jì)200720082007200820062007200820072008命題預(yù)測(cè)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)知識(shí)是中學(xué)化學(xué)的基本。從近幾年新課標(biāo)高考命題不難看出，這是每年都要涉及的內(nèi)容。從高考題難度分析，歷年高考題以基礎(chǔ)題、中檔題為主。題型主要為選擇題。就知識(shí)點(diǎn)看，單獨(dú)考查很少，主要是與分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)結(jié)合一起考。但隨著新課標(biāo)的全面鋪開(kāi)，預(yù)計(jì)本部分知識(shí)將更加注重與現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的聯(lián)系，可能以探究題出現(xiàn)在II卷中。課本“放大鏡”認(rèn)真挖課本，以填空的形式出現(xiàn)，如果以表格來(lái)填，更好，也更有利用學(xué)生對(duì)比學(xué)習(xí)。一、原子核外的電子運(yùn)動(dòng)1、對(duì)多電子原子的核外電子，按能量的差異將其分成不同的 ；各能層最多容納的電子數(shù)為 。對(duì)于同一能層里能量不同的電子，將其分成不同的 ；能級(jí)類(lèi)型的種類(lèi)數(shù)與能層數(shù)相對(duì)應(yīng)；同一能層里，能級(jí)的能量按 的順序升高，即E（s）E（p）E（d）E（f） 。2、在同一個(gè)原子中，離核越近，n越小的電子層能量 。同一電子層中，各能級(jí)的能量按s、p、d、f、的次序 。3、原子軌道： 。s電子的原子軌道都是 形的，p電子的原子軌道都是 形的，每個(gè)p能級(jí)有3個(gè)原子軌道，他們相互垂直，分別以 表示。4、當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，而且自旋方向相同，這個(gè)規(guī)則被稱(chēng)為 。一、1、電子層 2n2 能級(jí) s,p,d,f2.越低 升高3.描述電子在原子核外空間運(yùn)動(dòng)的主要區(qū)域 球形 紡錘形 4.洪特規(guī)則二、原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)1、元素周期表中的周期是指 ；元素周期表中的族是指 。2、 ，叫做元素周期律，在化學(xué)中元素周期律主要體現(xiàn)在 、 、 、 等的周期性變化。3、氣態(tài)原子或離子 叫電離能，常用符號(hào) 表示，單位為 叫第一電離能。4、根據(jù)電離能的定義可知，電離能越小，表示在氣態(tài)時(shí)該原子 ，反之，電離能越大，表示在氣態(tài)時(shí)該原子 ，同一周期從左到右，元素的第一電離能總體上具有 的趨勢(shì)，同一主族從上到下，第一電離能 。5、電負(fù)性的大小可以作為判斷元素金屬性和非金屬性強(qiáng)弱的尺度。 的電負(fù)性一般小于1.8， 的電負(fù)性一般大于1.8，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類(lèi)金屬”的電負(fù)性則在1.8左右，他們既有 性又有 性。二、1、電子層數(shù)相同的原子的元素，按核電荷數(shù)遞增排列 2、元素隨核電荷數(shù)的遞增其性質(zhì)呈現(xiàn)周期性的變化 元素原子核外電子排布 原子半徑 化合價(jià) 第一電離能等3、失去一個(gè)電子所需要的最低能量 I kJ/mol 氣態(tài)原子失去一個(gè)電子形成+1價(jià)氣態(tài)陽(yáng)離子所需要的最低能量4、金屬性越強(qiáng) 非金屬性越強(qiáng)(稀有氣體除外) 增大 減小考點(diǎn)“一一破”1交待考點(diǎn)，每一個(gè)例題下面配兩個(gè)變式訓(xùn)練，一定要相似。2。考點(diǎn)要全面，可以多參照一些教輔資料，切忌漏寫(xiě)考點(diǎn)。擊破考點(diǎn)一：圍繞核外電子的排布情況例1(2002年全國(guó)理綜，11)兩種元素原子的核外電子層數(shù)之比與最外層電子數(shù)之比相等，則在周期表的前10號(hào)元素中，滿足上述關(guān)系的元素共有A.1對(duì)B.2對(duì)C.3對(duì)D.4對(duì)解析：分析此題時(shí)首先要明確兩元素不可能在同一周期，如在同一周期則是一種元素。即只能是一種元素在第一周期，另一元素在第二周期。所以兩元素最外層電子數(shù)之比為12。第一周期的元素的最外層電子數(shù)是1或2，則另一元素的最外層電子數(shù)為2或4。答案：B例5（08江蘇卷）A已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)ABCDE。其中A、B、C是同一周期的非金屬元素?；衔顳C的晶體為離子晶體，D的二價(jià)陽(yáng)離子與C的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。AC2為非極性分子。B、C的氫化物的沸點(diǎn)比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點(diǎn)高。E的原子序數(shù)為24，ECl3能與B、C的氫化物形成六配位的配合物，且兩種配體的物質(zhì)的量之比為21，三個(gè)氯離子位于外界。請(qǐng)根據(jù)以上情況，回答下列問(wèn)題：（答題時(shí)，A、B、C、D、E用所對(duì)應(yīng)的元素符號(hào)表示）(1）A、B、C的第一電離能由小到大的順序?yàn)?。(2）E的核外電子排布式是 答案：答案： A（12分）(1）CON (2）1s22s22p63s23p63d54s1（或Ar 3d54s1）例4（03上海）下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分別代表某一化學(xué)元素。（1）下列 （填寫(xiě)編號(hào)）組元素的單質(zhì)可能都是電的良導(dǎo)體。 a、c、h b、g、k c、h、1 d、e、f（2）如果給核外電子足夠的能量，這些電子便會(huì)擺脫原子核的束縛而離去。核外電子離開(kāi)該原子或離子所需要的能量主要受兩大因素的影響：1原子核對(duì)核外電子的吸引力 2形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的傾向下表是一些氣態(tài)原子失去核外不同電子所需的能量（kJmol1）：失去電子鋰XY第一個(gè)519502580第二個(gè)729645701820第三個(gè)1179969202750第四個(gè)955011600 通過(guò)上述信息和表中的數(shù)據(jù)分析為什么鋰原子失去核外第二個(gè)電子時(shí)所需的能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于失去第一個(gè)電子所需的能量。 。 表中X可能為以上13種元素中的 （填寫(xiě)字母）元素。用元素符號(hào)表示X和j形成化合物的化學(xué)式 。 Y是周期表中 族元素。 以上13種元素中， （填寫(xiě)字母）元素原子失去核外第一個(gè)電子需要的能量最多。解析：本例實(shí)質(zhì)上是考查電離能的知識(shí)。要弄清原子的各級(jí)電離能的變化有大突變和小突變，前者說(shuō)明核外電子是分電子層排布的，后者則說(shuō)明同一電子層的電子還外于不同的亞層。（1）金屬是電的良導(dǎo)體，故應(yīng)選。（2） Li原子的電子排布式是1s22s1，Li的電子排布式是1s2。因此，“Li原子失去一個(gè)電子后，Li已形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，此時(shí)再失去一個(gè)電子很困難”。 X的第一電離能比鋰小一些，說(shuō)明失去電子比鋰易，即比鋰金屬性更強(qiáng)一些，從表上看，應(yīng)選鈉，j是氧，鈉與氧可生成氧化鈉和過(guò)氧化鈉，Na2O和Na2O2。 從Y的電離能數(shù)據(jù)可知，第三和第四電離能之間有大突變，說(shuō)明兩者不在一個(gè)電子層；第一和第二電離能是小突變，說(shuō)明它們不在同一亞層。即最外層有3個(gè)電子。“A或第三主族”。 即第一電離能最大的應(yīng)是稀有氣體原子，應(yīng)選m。答案：（1）（2） Li原子失去一個(gè)電子后，Li已形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，此時(shí)再失去一個(gè)電子很困難 a；Na2O和Na2O2 A或第三主族 m例4(08廣東卷)根據(jù)表1信息，判斷以下敘述正確的是（ ）表1部分短周期元素的原子半徑及主要化合價(jià)元素代號(hào)LMQRT原子半徑nm0.1600.1430.1120.1040.066主要化合價(jià)2326、22A氫化物的沸點(diǎn)為H2TH2RB單質(zhì)與稀鹽酸反應(yīng)的速率為L(zhǎng)QCM與T形成的化合物具有兩性 DL2與R2的核外電子數(shù)相等解析：T只有2價(jià)，且原子半徑小，所以T為O元素；R的最高正價(jià)為6價(jià)，最低價(jià)為2價(jià)，所以R為S元素；L的原子半徑最大，化合價(jià)為2價(jià)，所以L為Mg；M的原子半徑介于Mg和S之間且化合價(jià)為3價(jià)，所以M為Al；而Q的原子半徑在Mg和O之間且化合價(jià)為2價(jià)，所以Q為Be。選項(xiàng)A中由于H2O中存在氫鍵，所以沸點(diǎn)：H2H2R；選項(xiàng)B中由于Mg的金屬性比Al強(qiáng)，所以與HCl反應(yīng)的速率：LQ；選項(xiàng)C中Al和Be的化合物具有兩性；選項(xiàng)D中Mg2只有兩個(gè)電子層而S2具有三個(gè)電子層。答案：C 例4 (2000年上海)不同元素的氣態(tài)原子失去最外層一個(gè)電子所需要的能量(設(shè)其為)如圖所示。試根據(jù)元素在周期表中的位置，分析圖中曲線的變化特點(diǎn)，并回答下列問(wèn)題。(1)同主族內(nèi)不同元素的值變化的特點(diǎn)是：_。各主族中值的這種變化特點(diǎn)體現(xiàn)了元素性質(zhì)的_ 變化規(guī)律。(2)同周期內(nèi)，隨原子序數(shù)增大，值增大。但個(gè)別元素的E值出現(xiàn)反?，F(xiàn)象。試預(yù)測(cè)下列關(guān)系式中正確的是_ (填寫(xiě)編號(hào)，多選倒扣)(砷)E(硒)E(砷)E(硒)E(溴)E(硒)E(溴)E(硒)(3)估計(jì)1mol氣態(tài)Ca原子失去最外層一個(gè)電子所需能量E值的范圍：_ E_ (4)10號(hào)元素E值較大的原因是_。解析：此題考查了元素第一電離能的變化規(guī)律和學(xué)生的歸納總結(jié)能力。(1)從H、Li、Na、K等可以看出，同主族元素隨元素原子序數(shù)的增大，E值變小；H到He、Li到.e、Na到Ar呈現(xiàn)明顯的周期性。(2)從第二、三周期可以看出，第A和A族元素比同周期相鄰兩種元素E值都低。由此可以推測(cè)E(砷)E(硒)、E(溴)E(硒)。(3)根據(jù)同主族、同周期規(guī)律可以推測(cè)：E(K)E(Ca)E(Mg)。(4)10號(hào)元素是稀有氣體氖，該元素原子的最外層電子排布已達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。答案：(1)隨著原子序數(shù)增大，E值變小 周期性(2) (3)485 738(4)10號(hào)元素為氖。該元素原子的最外層電子排布已達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)真題“試一試”選擇近五年的全國(guó)各地的高考試題均可以，要交待出處。不要選模擬題。1. (2007年高考上海化學(xué)卷，同位素)是重要的核工業(yè)原料，在自然界的豐度很低。的濃縮一直為國(guó)際社會(huì)關(guān)注。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( )(A)原子核中含有92個(gè)中子 (B)原子核外有143個(gè)電子(C)與互為同位素 (D)與互為同素異形體答案C。2.(2007年高考廣東理基，同位素)32S與33S互為同位素，下列說(shuō)法正確的是( )(A)32S與33S原子的最外層電子數(shù)均為2(B)32S與33S具有相同的中子數(shù)(C)32S與33S具有不同的電子數(shù)(D)32S與33S具有相同的質(zhì)子數(shù)答案D。3. （08廣東卷）2007年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主GerhardErtl對(duì)金屬Pt表面催化CO氧化反應(yīng)的模型進(jìn)行了深入研究。下列關(guān)于Pt的說(shuō)法正確的是（ ）A Pt和Pt的質(zhì)子數(shù)相同，互稱(chēng)為同位素B Pt和Pt的中子數(shù)相同，互稱(chēng)為同位素C Pt和Pt的核外電子數(shù)相同，是同一種核素D Pt和Pt的質(zhì)量數(shù)不同，不能互稱(chēng)為同位素解析：同位素定義：質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的核素稱(chēng)為同位素。答案：A4. (2007年高考理綜寧夏卷，同位素)下列敘述錯(cuò)誤的是( )(A)13C和14C屬于同一種元素，它們互為同位素(B)1H和2H是不同的核素，它們的質(zhì)子數(shù)相等(C)14C和14N的質(zhì)量數(shù)相等，它們的中子數(shù)不等(D)6Li和7Li的電子數(shù)相等，中子數(shù)也相等5. （08全國(guó)卷）某元素的一種同位素X的原子質(zhì)量數(shù)為A，含N個(gè)中子，它與1 H原子組成HmX分子，在agHmX中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量是( ) A(ANm)mol B(AN)mol C(AN)mol D(ANm)mol解析：X原子的質(zhì)子數(shù)為(AN)個(gè)，一個(gè)HmX中所含的質(zhì)子數(shù)為(ANm)個(gè)，HmX的摩爾質(zhì)量為(Am)gmol1，所以agHmX中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量為(ANm)mol。答案：A。6.（09寧夏）已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42。X元素原子的4p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子，Y元素原子的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成負(fù)一價(jià)離子。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）X元素原子基態(tài)時(shí)的電子排布式為_(kāi)，該元素的符號(hào)是_;（2）Y元素原子的價(jià)層電子的軌道表示式為_(kāi)，該元素的名稱(chēng)是_;解析：X元素原子的4p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子，即4p3，電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3。Y元素原子的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子，是1s22s22p4。答案：(1) 1s22s22p63s23p63d104s24p3，As。(2) 7.(09山東) C和Si元素在化學(xué)中占有極其重要的地位。（1）寫(xiě)出Si的基態(tài)原子核外電子排布式。從電負(fù)性角度分析C、Si和O元素的非金屬活潑性由強(qiáng)至弱的順序?yàn)?。答案?s22s22p63s23p2，從O、C、Si的電負(fù)性越來(lái)越小，故非金屬活潑性由強(qiáng)至弱的順序?yàn)镺、C、Si。反饋“小練習(xí)”題目的選擇盡量要涉及全部的考點(diǎn)。根據(jù)版本的情況，如果以上欄目的版面少，則此處編寫(xiě)題目要多一些，計(jì)劃15題以內(nèi)，不少于10題。一、選擇題1、13CNMR（核磁共振）、15NNMR可用于測(cè)定蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的空間結(jié)構(gòu)，KurtWthrich等人為此獲得2002年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。下面有關(guān)13C、15N敘述正確的是A13C與15N有相同的中子數(shù) B13C與C60互為同素異形體C15N與14N互為同位素 D15N的核外電子數(shù)與中子數(shù)相同2、下列能級(jí)中軌道數(shù)為3的是AS能級(jí) BP能級(jí) Cd能級(jí) Df能級(jí)3、下列說(shuō)法正確的是 A原子的種類(lèi)由原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)決定B分子的種類(lèi)由分子組成決定CHe代表原子核內(nèi)有2個(gè)質(zhì)子和3個(gè)中子的氦原子DO和O原子的核外電子數(shù)是前者大4、具有下列電子排布式的原子中，半徑最大的是Als22s22p63s23p? B1s22s22p3 C1s22s2sp2 D1s22s22p63s23p45、有關(guān)核外電子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的描述錯(cuò)誤的是A核外電子質(zhì)量很小，在原子核外作高速運(yùn)動(dòng)B核外電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與普通物體不同，不能用牛頓運(yùn)動(dòng)定律來(lái)解釋 C在電子云示意圖中，通常用小黑點(diǎn)來(lái)表示電子繞核作高速圓周運(yùn)動(dòng)D在電子云示意圖中，小黑點(diǎn)密表示電子在核外空間單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多6、X、Y、Z為短周期元素，這些元素原子的最外層電子數(shù)分別是1、4、6。則由這三種元素組成的化合物的化學(xué)式不可能是AXYZ BX2YZ CX2YZ2 DX2YZ37、超重元素的假說(shuō)預(yù)言自然界中可存在原子序數(shù)為114號(hào)的穩(wěn)定同位素X，試根據(jù)原子結(jié)構(gòu)理論和元素周期律預(yù)測(cè)正確的是AX 位于第七周期，第A族 BX是非金屬元素 CXO2是酸性氧化物 DX元素的化合價(jià)有+2和+48、下列關(guān)于稀有氣體的敘述不正確的是 A原子的電子排布最外層都是以P6結(jié)束；B其原子與同周期A、A族陽(yáng)離子具有相同電子排布式；C化學(xué)性質(zhì)非常不活潑；D一定條件下，也可以形成稀有氣體化合物二、填空題9、在同一個(gè)原子中，離核越近、n越小的電子層能量 。在同一電子層中，各亞層的能量按s、p、d、f的次序 。10、理論研究證明，多電子原子中，同一能層的電子，能量也可能不同，還可以把它們分成能級(jí)，第三能層有3個(gè)能級(jí)分別為 。11、現(xiàn)在物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論原理證實(shí)，原子的電子排步遵循構(gòu)造原理能使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)，處于最低能量的原子叫做 原子。12、人們把電子云輪廓圖稱(chēng)為原子軌道，S電子的原子軌道都是 形的，P電子的原子軌道都是 形的，每個(gè)P能級(jí)有3個(gè)原子軌道，它們相互垂直，分別以 為符合。13、當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，而且自旋方向相同，這個(gè)規(guī)則被稱(chēng)為 。三、綜合題14、有第四周期的A，B，C，D四種元素,其價(jià)電子數(shù)依次為1，2，2，7。其原子序數(shù)按A，B，C，D順序增大，已知A與B的次外層電子數(shù)為8，而C與D的次外層電子數(shù)為18，根據(jù)結(jié)構(gòu)判斷并用元素符號(hào)或化學(xué)式回答下列問(wèn)題：哪些是金屬元素 D與A的簡(jiǎn)單離子是什么? 哪一種元素的氫氧化物堿性最強(qiáng)? B與D二原子間能形成何種化合物? 寫(xiě)出其化學(xué)式。 15、有A、B、C、D四種元素。其中A為第四周期元素，與D可行成11和12原子比的化合物。B為第四周期d區(qū)元素，最高化合價(jià)為7。C和B是同周期的元素，具有相同的最高化合價(jià)。D為所有元素中電負(fù)性第二大的元素。試寫(xiě)出四種元素的元素符號(hào)和名稱(chēng)，并按電負(fù)性由大到小排列之。45分鐘“小測(cè)試“(第20講)選擇為單雙項(xiàng)混選，題量為10個(gè)，非選擇題，看版面，45分鐘，題量為A4紙正反兩面即可，不要多，但題目要精，且基礎(chǔ)。一、選擇題1、道爾頓的原子學(xué)說(shuō)曾經(jīng)起了很大的作用。他的學(xué)說(shuō)中主要有下列三個(gè)論點(diǎn)：原子是不能再分的微粒；同種元素的原子的各種性質(zhì)和質(zhì)量都相同；原子是微小的實(shí)心球體。從現(xiàn)代原子分子學(xué)說(shuō)的觀點(diǎn)看，你認(rèn)為不正確的是A只有 B只有 C只有 D2、下列各原子或離子的電子排布式錯(cuò)誤的是AAl 1s22s22p63s23p1 BS2- 1s22s22p63s23p4CNa+ 1s22s22p6 DF 1s22s22p53、一個(gè)電子排布為1s22s22p63s23p1的元素最可能的價(jià)態(tài)是A+1 B+2 C+3 D-14、下列圖象中所發(fā)生的現(xiàn)象與電子的躍遷無(wú)關(guān)的是A B C D5、基態(tài)碳原子的最外能層的各能級(jí)中，電子排布的方式正確的是 A B C D6、下列各組元素性質(zhì)遞變情況錯(cuò)誤的是ALi、Be、B原子最外層電子數(shù)依次增多BP、S、Cl元素最高正化合價(jià)依次升高CN、O、F原子半徑依次增大DNa、K、Rb的金屬性依次增強(qiáng)7、下列第三周期元素的離子中，半徑最大的是ANa+ BAl3+CS2- DCl-8、有A、B和C三種主族元素，若A元素陰離子與B、C元素的陽(yáng)離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，且B的陽(yáng)離子半徑大于C，則這三種元素的原子序數(shù)大小次序是ABCA BABC CCBA DBCA9、下列基態(tài)原子的電子構(gòu)型中，正確的是A3d94s2 B3d44s2 C4d105s0 D4d85s210、下列用核電荷數(shù)表示出的各組元素，有相似性質(zhì)的是A19和55 B6和14 C16和17 D12和24二、填空題11、26、周期表中最活潑的金屬為 ，最活潑的非金屬為 12、 A、B、C三種短周期元素，它們?cè)谥芷诒碇械奈恢萌鐖D：A原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相等。B、C兩元素原子核外電子數(shù)之和是A原子