2021高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第十一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)學(xué)案新人教版

1、第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)最新考綱：1.了解原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、能級(jí)分布和排布原理，能正確書寫136號(hào)元素原子核外電子、價(jià)電子的電子排布式和軌道表示式。2.了解電離能的含義，并能用以說明元素的某些性質(zhì)。3.了解電子在原子軌道之間的躍遷及其簡單應(yīng)用。4.了解電負(fù)性的概念，并能用以說明元素的某些性質(zhì)。核心素養(yǎng)：1.宏觀辨識(shí)與微觀探析：能從能層、能級(jí)等不同層次認(rèn)識(shí)原子的結(jié)構(gòu)，以及核外電子的排布規(guī)律，能從宏觀和微觀相結(jié)合的視角分析原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系。2.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)：能發(fā)現(xiàn)和提出有探究價(jià)值的原子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的問題，如核外電子排布、元素第一電離能的特殊性等，面對(duì)異?，F(xiàn)象敢于提出自己的見解。知識(shí)點(diǎn)

2、一原子結(jié)構(gòu)1能層和能級(jí)(1)能層：原子核外電子是分層排布的，根據(jù)電子的能量差異，可將核外電子分成不同的能層。(2)能級(jí)：在多電子原子中，同一能層的電子，能量也可能不同，不同能量的電子分成不同的能級(jí)。(3)能層與能級(jí)的關(guān)系2.電子云與原子軌道(1)電子云電子在核外空間出現(xiàn)的概率分布圖看起來像一片云霧，因而被形象地稱為電子云。電子云輪廓圖稱為原子軌道。(2)原子軌道3基態(tài)原子核外電子排布(1)排布原則(2)填充順序構(gòu)造原理(3)基態(tài)原子核外電子排布的表示方法4.電子的躍遷與原子光譜(1)電子的躍遷(2)不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜

3、，總稱原子光譜。判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)1p能級(jí)能量一定比s能級(jí)的能量高()2同一原子中，2p、3p、4p能級(jí)的軌道數(shù)依次增多()32p和3p軌道形狀均為啞鈴形，能量也相等()42px、2py、2pz的能量相等()5鐵元素基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s23d6()6磷元素基態(tài)原子的電子排布圖為 ()7電子排布式1s22s22p63s23p10違反了能量最低原理() ()1應(yīng)用能量最低原理時(shí)，要注意原子軌道能量的高低，如能量e3de4s。所以電子先排4s軌道，再排3d軌道，而失電子時(shí)，都先失4s軌道上的電子。2當(dāng)出現(xiàn)d軌道時(shí)，雖然電子按ns、(n1)d

4、、np的順序填充，但在書寫電子排布式時(shí)，仍把(n1)d放在ns前，如fe：1s22s22p63s23p63d64s2正確，fe：1s22s22p63s23p64s23d6錯(cuò)誤。4注意比較原子核外電子排布式、簡化電子排布式、原子外圍電子排布式的區(qū)別與聯(lián)系。如cu的電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1；簡化電子排布式：ar3d104s1；外圍電子排布式：3d104s1。1(2020衡水中學(xué)高二檢測)下列關(guān)于能層與能級(jí)的說法中不正確的是(d)a原子的核外各能層最多可容納的電子數(shù)為2n2b各能層的能級(jí)總是從s能級(jí)開始，而且所含能級(jí)數(shù)等于該能層的序數(shù)c同是s軌道，不論在哪個(gè)能層中所能

5、容納的最多電子數(shù)相同d1個(gè)原子軌道里最多只能容納2個(gè)電子，且自旋狀態(tài)相同解析：根據(jù)原子的核外電子排布規(guī)律可知，每個(gè)電子層最多容納的電子數(shù)為2n2，所以a正確；b正確。同是s能級(jí)，在任一能層中都最多只能容納2個(gè)電子，所以c正確；d選項(xiàng)中要注意1個(gè)原子軌道里排滿2個(gè)電子時(shí)，其自旋狀態(tài)必須相反。2下列各項(xiàng)敘述中，正確的是(c)a鎂原子由1s22s22p63s21s22s22p63p2時(shí)，原子釋放能量，由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)b價(jià)電子排布為5s25p1的元素位于第5周期a族，是s區(qū)元素c所有原子任一能層的s電子云輪廓圖都是球形，但球的半徑大小不同d24cr原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d

6、44s2解析：鎂原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)，要吸收能量；價(jià)電子排布為5s25p1的元素位于第5周期a族，是p區(qū)元素；原子軌道處于全空、全滿或半充滿狀態(tài)時(shí)，能量最低，故24cr原子的核外電子排布式應(yīng)是1s22s22p63s23p63d54s1。3下列關(guān)于價(jià)電子構(gòu)型為4s24p4的原子的描述正確的是(d)解析：a項(xiàng)，其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p4，錯(cuò)誤；b項(xiàng)，違反了洪特規(guī)則，錯(cuò)誤；c項(xiàng)，違反了泡利原理，錯(cuò)誤；d正確。4下列有關(guān)原子軌道的敘述正確的是(b)a氫原子的2s軌道能量較3p軌道高b鋰原子的2s與5s軌道皆為球形分布cp能級(jí)的原子軌道呈啞鈴形，隨著能層序

7、數(shù)的增加，p能級(jí)原子軌道也在增多d能層n4的原子軌道最多可容納16個(gè)電子解析：b項(xiàng)，s軌道為球形，所以鋰原子的2s與5s軌道皆為球形分布，正確；c項(xiàng)，p能級(jí)的原子軌道呈啞鈴形，p能級(jí)含有3個(gè)原子軌道，隨著能層序數(shù)的增加，p能級(jí)原子軌道數(shù)目不變，錯(cuò)誤；d項(xiàng)，各電子層最多容納電子數(shù)2n2，則能層n4的原子軌道最多可容納32個(gè)電子，錯(cuò)誤。5下列各組表述中，兩個(gè)原子不屬于同種元素原子的是(c)a3p能級(jí)有一個(gè)空軌道的基態(tài)原子和核外電子的排布式為1s22s22p63s23p2的原子b2p能級(jí)無空軌道，且有一個(gè)未成對(duì)電子的基態(tài)原子和原子的最外層電子排布式為2s22p5的原子cm層全充滿而n層為4s2的原子

8、和核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s2的原子d最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的原子和最外層電子排布式為4s24p5的原子解析：a項(xiàng)，3p能級(jí)有一個(gè)空軌道的基態(tài)原子，按洪特規(guī)則可得其3p軌道上只能有兩個(gè)電子，所以兩個(gè)原子是同種元素的原子；b項(xiàng)，2p能級(jí)無空軌道，且有一個(gè)未成對(duì)電子的基態(tài)原子，它的2p能級(jí)上只能是5個(gè)電子，所以兩原子是同種元素的原子；c項(xiàng)，m層全充滿而n層為4s2的原子，其m層應(yīng)為18個(gè)電子，而后者的m層上只有8個(gè)電子，所以兩原子不是同種元素的原子；d項(xiàng)，最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的的原子中，最外層電子數(shù)要小于或等于8個(gè)電子，且電子總數(shù)為5的倍數(shù)，所以可得該原子可能是原

9、子序數(shù)為5、10、15、20、25、30、35、40，其中滿足最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的且符合核外電子排布規(guī)則的只能是35號(hào)元素，該元素原子的外圍電子排布式為4s24p5，所以兩原子是同種元素的原子。6(1)a元素基態(tài)原子的最外層有3個(gè)未成對(duì)電子，次外層有2個(gè)電子，其元素符號(hào)為n；其價(jià)電子排布圖為 (2)b元素的負(fù)一價(jià)離子和c元素的正一價(jià)離子的電子層結(jié)構(gòu)都與氬相同，b的元素符號(hào)為cl，c離子的結(jié)構(gòu)示意圖為。(3)d元素的正三價(jià)離子的3d能級(jí)為半充滿，d的元素符號(hào)為fe，其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2(或ar3d64s2)，其原子的結(jié)構(gòu)示意圖為。(4)e元素

10、基態(tài)原子的m層全充滿，n層沒有成對(duì)電子且只有一個(gè)未成對(duì)電子，e的元素符號(hào)為cu，其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1(或ar3d104s1)。(5)f元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn2，則n2；原子中能量最高的是2p電子，核外電子排布圖為7(2020衡水月考)有四種短周期元素，它們的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等信息如下表所述：元素結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等信息a短周期中(除稀有氣體外)原子半徑最大的元素，該元素的某種合金是原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑bb與a同周期，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物呈兩性c在空氣中含量第二，在地殼中含量第一d海水中除氫、氧元素外含量最多的元素，其單質(zhì)或化合物也是自來水

11、生產(chǎn)過程中常用的消毒殺菌劑請(qǐng)根據(jù)表中信息填寫：(1)a元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s1。(2)b元素在周期表中的位置是第三周期第a族；離子半徑：b小于(填“大于”或“小于”)a。(3)c元素原子的電子排布圖是，其原子核外有2個(gè)未成對(duì)電子，能量最高的電子為2p軌道上的電子，其軌道呈啞鈴(紡錘)形。(4)d元素原子的電子排布式為1s22s22p63s23p5或ne3s23p5，d的結(jié)構(gòu)示意圖是。(5)b的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物與a的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式為naohal(oh)3=naalo22h2o。與d的氫化物的水溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為3hclal(oh)3

12、=alcl33h2o。解析：根據(jù)題中信息可推出：a為na，b為al，c為o，d為cl。(1)a為na，其核外電子排布式為1s22s22p63s1。(2)b為al，其在元素周期表中的位置為第三周期第a族，na與al3核外電子排布相同，核電荷數(shù)al3大于na，故r(al3)i1(al)、i1(p)i1(s)。這是由于第a族、第a族元素原子的價(jià)電子排布分別為ns2、ns2np3，是較穩(wěn)定的全充滿、半充滿狀態(tài)，因而失去電子所需的能量較高。1.現(xiàn)有三種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下：1s22s22p63s23p4；1s22s22p63s23p3；1s22s22p5。則下列有關(guān)比較中正確的是(a)a.第一

13、電離能：b.原子半徑：c.電負(fù)性：d.最高正化合價(jià)：解析：根據(jù)元素的基態(tài)原子的電子排布式可知，三種元素分別是s、p、f。一般非金屬性越強(qiáng)，第一電離能越大，但p原子的3p軌道處于半充滿狀態(tài)，穩(wěn)定性強(qiáng)，所以第一電離能大于s，a正確；原子半徑應(yīng)是，b不正確；非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，應(yīng)是，c不正確；f沒有正價(jià)，s最高價(jià)為6，p最高價(jià)為5，d不正確。2.以下有關(guān)元素性質(zhì)的說法不正確的是(d)a.具有下列電子排布式的原子中：1s22s22p63s23p2，1s22s22p3，1s22s22p2，1s22s22p63s23p4，原子半徑最大的是b.具有下列價(jià)電子排布式的原子中：3s23p1，3s23p2，

14、3s23p3，3s23p4，第一電離能最大的是c.na、k、rb，n、p、as，o、s、se，na、p、cl中，元素的電負(fù)性隨原子序數(shù)增大而遞增的是d.某元素氣態(tài)基態(tài)原子的逐級(jí)電離能分別為738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703，當(dāng)它與氯氣反應(yīng)時(shí)可能生成的陽離子是x3解析：a項(xiàng)，為si，為n，為c，為s，原子半徑最大的為si，正確；b項(xiàng)，為al，為si，為p，為s，第一電離能最大的為p，正確；c項(xiàng)，同一主族元素，電負(fù)性從上到下逐漸減??；同一周期元素，電負(fù)性呈增大趨勢，正確；d項(xiàng)，根據(jù)各級(jí)電離能變化趨勢，基態(tài)原子的最外層應(yīng)有2個(gè)電子，所以與cl2反應(yīng)

15、時(shí)應(yīng)呈2價(jià)，d錯(cuò)誤。3.(2020河北武邑中學(xué)月考)如圖是第三周期1117號(hào)元素某些性質(zhì)變化趨勢的柱形圖，下列有關(guān)說法中正確的是(b)a.y軸表示的可能是第一電離能b.y軸表示的可能是電負(fù)性c.y軸表示的可能是原子半徑d.y軸表示的可能是形成基態(tài)離子轉(zhuǎn)移的電子數(shù)解析：對(duì)于第三周期1117號(hào)元素，隨著原子序數(shù)的增大，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢，但mg、p特殊，a項(xiàng)錯(cuò)誤；原子半徑逐漸減小，c項(xiàng)錯(cuò)誤；形成基態(tài)離子轉(zhuǎn)移的電子數(shù)依次是：na為1，mg為2，al為3，si不易形成離子，p為3，s為2，cl為1，d項(xiàng)錯(cuò)誤。4.下列有關(guān)微粒性質(zhì)的排列順序中，錯(cuò)誤的是(b)a.元素的電負(fù)性：pofb.元素的第一電

16、離能：cnnamg2d.原子的未成對(duì)電子數(shù)：mnsicl解析：得電子能力pof，所以元素的電負(fù)性ponamg2，c正確；mn、si、cl原子的未成對(duì)電子數(shù)分別為5、2、1，d正確。5.根據(jù)信息回答下列問題：(1)如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(hào)至17號(hào)元素的有關(guān)數(shù)據(jù)缺失)。認(rèn)真分析圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律，推斷naar元素中，al的第一電離能的大小范圍為naalmg(填元素符號(hào))；圖中第一電離能最小的元素在周期表中的位置是第5周期a族。(2)已知元素的電負(fù)性和元素的化合價(jià)一樣，也是元素的一種基本性質(zhì)。下面給出14種元素的電負(fù)性：已知：兩成鍵元素間電

17、負(fù)性差值大于1.7時(shí)，形成離子鍵，兩成鍵元素間電負(fù)性差值小于1.7時(shí)，形成共價(jià)鍵。根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，可推知元素的電負(fù)性具有的變化規(guī)律是隨著原子序數(shù)的遞增，元素的電負(fù)性呈周期性變化；通過分析電負(fù)性值變化規(guī)律，確定鎂元素電負(fù)性值的最小范圍是0.91.5；判斷下列物質(zhì)是離子化合物還是共價(jià)化合物：a.li3n bbecl2c.alcl3 dsic.屬于離子化合物的是a；.屬于共價(jià)化合物的是bcd；請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案證明上述所得到的結(jié)論測定各物質(zhì)在熔融狀態(tài)下能否導(dǎo)電，若導(dǎo)電則為離子化合物，反之則為共價(jià)化合物。解析：(1)由圖可以看出，同周期的a族元素的第一電離能最小，而a族元素的第一電離能小于a族元素

18、的第一電離能，故al的第一電離能：naalmg。圖中電離能最小的應(yīng)是堿金屬元素rb，在元素周期表中為第5周期a族。(2)將表中數(shù)據(jù)按照元素周期表的順序重排，可以看出電負(fù)性隨著原子序數(shù)的遞增呈周期性變化。根據(jù)電負(fù)性的遞變規(guī)律：同周期從左到右電負(fù)性逐漸增大，同主族從上到下電負(fù)性逐漸減小，可知，在同周期中電負(fù)性namgmgca，最小范圍應(yīng)為0.91.5。根據(jù)已知條件及表中數(shù)值：li3n電負(fù)性差值為2.0，大于1.7，形成離子鍵，為離子化合物；becl2、alcl3、sic電負(fù)性差值分別為1.5、1.5、0.7，均小于1.7，形成共價(jià)鍵，為共價(jià)化合物。共價(jià)化合物和離子化合物最大的區(qū)別在于熔融狀態(tài)下能否

19、導(dǎo)電。離子化合物在熔融狀態(tài)下以離子形式存在，可以導(dǎo)電，但共價(jià)化合物卻不能。6.現(xiàn)有五種元素，其中a、b、c為短周期主族元素，d、e為第4周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大。請(qǐng)根據(jù)下列相關(guān)信息，回答問題。a元素的核外電子數(shù)和電子層數(shù)相等，也是宇宙中最豐富的元素b元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1c原子的第一至第四電離能分別是i1738 kjmol1，i21 451 kjmol1，i37 733 kjmol1，i410 540 kjmol1d是前四周期中電負(fù)性最小的元素e在周期表的第七列(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3個(gè)方向，原子軌道

20、呈啞鈴形。(3)某同學(xué)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(xué)所畫的電子排布圖違背了泡利不相容原理。(4)e位于b族d區(qū)，價(jià)電子排布式為3d54s2。(5)檢驗(yàn)d元素的方法是焰色反應(yīng)，請(qǐng)用原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)解釋產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會(huì)躍遷到較高能級(jí)，變成激發(fā)態(tài)原子。電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時(shí)，將以光的形式釋放能量。解析：根據(jù)提供信息，可以推斷a為h，b為n，c為mg，d為k，e為mn。(1)nh5的電子式為。(2)n的基態(tài)原子中能量最高的電子為2p能級(jí)上的電子，電子云在空間有3個(gè)方向，原子軌道呈啞鈴形。(3)該同學(xué)所畫的電子排布

21、圖中3s能級(jí)上的兩個(gè)電子自旋方向相同，違背了泡利不相容原理。(4)mn的價(jià)電子排布式為3d54s2，位于第4周期b族，屬于d區(qū)元素。(5)檢驗(yàn)鉀元素可以利用焰色反應(yīng)。7.(2020安徽省淮南模擬)表1是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表一種化學(xué)元素。試回答下列問題：(1)元素p為26號(hào)元素，請(qǐng)寫出其基態(tài)原子電子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2(或ar3d64s2)。(2)h的單質(zhì)在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光，請(qǐng)用原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)解釋發(fā)光的原因：電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時(shí)，以光(子)的形式釋放能量。(3)o、p兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)如表2：表2比較兩元素的i

22、2、i3可知，氣態(tài)o2再失去一個(gè)電子比氣態(tài)p2再失去一個(gè)電子難。對(duì)此，你的解釋是mn2的3d軌道電子排布為半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定。(4)第三周期8種元素單質(zhì)熔點(diǎn)高低的順序如圖1所示，其中電負(fù)性最大的是2(填圖1的序號(hào))。(5)表1中所列的某主族元素的電離能情況如圖2所示，則該元素是al(填元素符號(hào))。解析：(2)h為mg元素，mg單質(zhì)在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光，電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時(shí)以光(子)的形式釋放能量。(3)o元素為mn，其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2，mn2的基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，其3d能級(jí)為半充滿狀態(tài)

23、，相對(duì)比較穩(wěn)定，當(dāng)其失去第3個(gè)電子時(shí)比較困難，而fe2的基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d6，其3d能級(jí)再失去一個(gè)電子即為半充滿狀態(tài)，故其失去第3個(gè)電子比較容易。(4)第三周期8種元素分別為鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯、氬，其單質(zhì)中鈉、鎂、鋁形成金屬晶體，熔點(diǎn)依次升高；硅形成原子晶體；磷、硫、氯、氬形成分子晶體，且常溫下磷、硫?yàn)楣腆w，氯氣、氬為氣體，8種元素熔點(diǎn)最低的為氬，其次為氯，其中電負(fù)性最大的為氯。(5)由圖可知，該元素的電離能i4遠(yuǎn)大于i3，故為第a族元素，應(yīng)為al。素養(yǎng)一電離能與電負(fù)性應(yīng)用1.電離能的四大應(yīng)用(1)判斷元素金屬性的強(qiáng)弱。電離能越小，金屬越容易失去電子，金

24、屬性越強(qiáng)；反之越弱。(2)判斷元素的化合價(jià)i1、i2表示各級(jí)電離能。如果某元素的in1in，則該元素的常見化合價(jià)為n。如鈉元素i2i1，所以鈉元素的化合價(jià)為1。(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(jí)電離能逐級(jí)增大，有一定的規(guī)律性。當(dāng)電離能的變化出現(xiàn)突躍時(shí)，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(diǎn)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(dāng)元素的核外電子排布是全空、半充滿和全充滿狀態(tài)時(shí)，第一電離能就會(huì)反常的大。2.電負(fù)性的三大應(yīng)用1.(2018課標(biāo)全國)li2o是離子晶體，其晶格能可通過下圖的bornhaber循環(huán)計(jì)算得到?？芍琹i原子的第一電離能為520kjmol1。解析：鋰原子的第一電離能是指1 mol氣態(tài)鋰原子失去1 mol電子變成1 mol氣態(tài)鋰離子所吸收的能量，即為520 kjmol1。2.(2018全國卷)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i1(zn)大于i1(cu)(填“大于”或“小于”)。原因是zn核外電子排布為全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子。解析：鋅的價(jià)層電子排布式為3d