高考第一輪復(fù)習(xí)——原子結(jié)構(gòu)、元素周期律（學(xué)案含答案）

1、.年 級(jí)高三學(xué) 科化學(xué)版 本蘇教版內(nèi)容標(biāo)題原子構(gòu)造、元素周期律【本講教育信息】一. 教學(xué)內(nèi)容：原子構(gòu)造、元素周期律二. 教學(xué)目的：理解元素、核素和同位素的含義。知道原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)以及它們之間的互相關(guān)系；理解118號(hào)元素的原子核外電子排布，能用原子構(gòu)造示意圖表示原子和簡(jiǎn)單離子的構(gòu)造；理解元素周期表長(zhǎng)式的構(gòu)造周期、族及其應(yīng)用；認(rèn)識(shí)元素周期律的本質(zhì)。掌握同一周期、同一主族元素的原子構(gòu)造與元素性質(zhì)遞變規(guī)律的關(guān)系；理解原子構(gòu)造、元素在周期表中的位置及其性質(zhì)遞變的規(guī)律。三. 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：118號(hào)元素的原子核外電子排布，能用原子構(gòu)造示意圖表示原子和簡(jiǎn)單離子的構(gòu)造；元素周期

2、律的本質(zhì)。掌握同一周期、同一主族元素的原子構(gòu)造與元素性質(zhì)遞變規(guī)律的關(guān)系；四. 教學(xué)過(guò)程：一原子構(gòu)造：原子的組成說(shuō)明 1、與原子構(gòu)造有關(guān)的量之間的計(jì)算關(guān)系式：1質(zhì)子數(shù)核電荷數(shù)核外電子數(shù)原子序數(shù)2質(zhì)量數(shù)A質(zhì)子數(shù)Z中子數(shù)N2、人們把具有一定數(shù)目的質(zhì)子和一定數(shù)目的中子的一種原子叫做核素。同一元素的不同核素之間互稱同位素。同位素所研究的對(duì)象是微觀粒子。同位素的特征：1同一元素的各種同位素質(zhì)量數(shù)不同，但化學(xué)性質(zhì)幾乎完全一樣。2在天然存在的某種元素里，不管是游離態(tài)還是化合態(tài)，各種同位素所占的原子個(gè)數(shù)百分比一般是不變的。3、能層與能級(jí)：按核外電子能量的的差異將其分成不同的能層用符號(hào)n表示；各能層最多包容的電子

3、數(shù)為2n2，對(duì)于同一能層里能量不同的電子，還可將其分成不同的能級(jí)l。各能層所包含的能級(jí)類型及各能層、能級(jí)最多包容的電子數(shù)見下表：能 層n一二三四五六七符 號(hào)KLMNOPQ能 級(jí)l1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s最 多電 子 數(shù)226261026101422818322n24、基態(tài)與激發(fā)態(tài)的區(qū)別，原子的核外電子排布符合能量最低原理等核外電子排布規(guī)律，處于能量最低狀態(tài)的就是基態(tài)，不符合排布規(guī)律的當(dāng)然其能量也不處于最低態(tài)，這時(shí)原子的核外電子排布當(dāng)然就不是基態(tài)而是激發(fā)態(tài)。如：C的核外電子排布假如是 1s22s12p3就不是基態(tài)而是激發(fā)態(tài)。因?yàn)榛鶓B(tài)應(yīng)該是1s22s22p2。5、核外電子排布規(guī)

4、律：構(gòu)造原理：隨著原子序數(shù)的遞增，絕大多數(shù)元素的基態(tài)原子核外電子的排布都遵循以下順序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f；構(gòu)造原理提醒了原子核外電子的能級(jí)分布。能量最低原理：原子核外電子遵循構(gòu)造原理排布時(shí)，原子的能量處于最低狀態(tài)。即在基態(tài)原子里，電子優(yōu)先排布在能量低的能級(jí)里，然后排布在能量較高的能級(jí)里。泡利原理：每個(gè)原子軌道里最多只能包容2個(gè)自旋方向相反的電子。洪特規(guī)那么：a：電子排布在同一能級(jí)不同軌道時(shí)，電子總是盡可能分占不同的軌道 ，且自旋方向一樣；b：有少數(shù)元素的氣態(tài)基態(tài)原子的電子排布對(duì)于構(gòu)造原理有1個(gè)電子的偏向。因?yàn)槟芰恳粯拥脑榆壍涝谌錆M、

5、半充滿和全空狀態(tài)時(shí)，體系的能量最低，原子較穩(wěn)定。此為洪特規(guī)那么的特例。6、原子構(gòu)造的表示方法：1原子構(gòu)造示意圖：表示原子的核電荷數(shù)和核外電子在各電子層上排布的圖示；2電子式：用“«或“Î在元素符號(hào)周圍表示最外層電子的圖示；3電子排布式：用數(shù)字在能級(jí)符號(hào)的右上角說(shuō)明該能級(jí)上排布的電子數(shù)。如：鉻原子的電子排布式可寫成：1s22s22p63s23p63d54s1，也可寫成：Ar3d54s14軌道表達(dá)式：每個(gè)方框代表一個(gè)原子軌道，每個(gè)箭頭代表一個(gè)電子，按照能量由低到高的順序由下而上所表示的電子排布圖。如：7、光譜：不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收基態(tài)激發(fā)態(tài)和放出激發(fā)態(tài)基態(tài)能量，產(chǎn)生不

6、同的光譜原子光譜吸收光譜和發(fā)射光譜。利用光譜分析可以發(fā)現(xiàn)新元素或利用特征譜線鑒定元素。二元素周期律與元素周期表：1、元素周期律：元素的性質(zhì)隨著元素原子序數(shù)的遞增而呈周期性的變化，這個(gè)規(guī)律叫元素周期律。元素性質(zhì)的周期性變化是元素原子的核外電子排布的周期性變化的必然結(jié)果，這就是元素周期律的本質(zhì)。2、元素周期表是元素周期律的詳細(xì)表現(xiàn)形式。在元素周期表中，把電子層數(shù)即能層一樣的元素按原子序數(shù)遞增的順序從左到右排成一個(gè)橫行，稱為周期；再把最外層電子數(shù)一樣的元素從上往下排成一個(gè)縱行，稱為族。元素周期表共分為七個(gè)周期，18個(gè)縱行，分為七個(gè)主族，七個(gè)副族，3個(gè)第族和1個(gè)0族。在元素周期表中，我們也可以按照元素

7、原子基態(tài)的電子排布式最后一個(gè)電子所處的能級(jí)對(duì)元素周期表進(jìn)展分區(qū)：s區(qū)p 區(qū)d 區(qū)ds 區(qū)f 區(qū)分區(qū)原那么ns12ns2np16n1d18 ns12n1d10 ns12最后電子排在f區(qū)縱列數(shù)2682鑭系和錒系元素是否都是金屬否否是是是3、原子構(gòu)造與元素周期表關(guān)系的規(guī)律：1電子層數(shù)能層數(shù)周期數(shù)電子層數(shù)決定周期數(shù)2最外層電子數(shù)主族數(shù)最高正價(jià)數(shù)價(jià)電子數(shù)3負(fù)價(jià)絕對(duì)值8主族數(shù)限AA4原子半徑越大，失電子越易，復(fù)原性越強(qiáng)，金屬性越強(qiáng)，形成的最高價(jià)氧化物的對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)，其離子的氧化性越弱；原子半徑越小，得電子越易，氧化性越強(qiáng)，非金屬性越強(qiáng)，形成的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，形成最高價(jià)氧化物的對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)

8、，其離子的復(fù)原性越弱。4、粒子半徑大小比較的規(guī)律1同一主族各元素，原子半徑大小看電子層數(shù)；2同一周期各元素，原子半徑隨原子序數(shù)遞增而遞減，陰離子半徑一定大于陽(yáng)離子半徑；3陰離子半徑大于相應(yīng)原子半徑，陽(yáng)離子半徑小于相應(yīng)原子半徑；4核外電子排布一樣的離子，原子序數(shù)愈小，離子半徑愈大。5、電離能是指氣態(tài)基態(tài)原子或離子失去電子所需要的能量，常用符號(hào)I表示，單位：kJ。電離能越小，表示在氣態(tài)時(shí)該原子越容易失去電子，電離能越大，說(shuō)明在氣態(tài)時(shí)該原子越難失去電子。6、電負(fù)性是指元素的原子吸引電子的才能標(biāo)度。元素的電負(fù)性越大，表示其原子在化合物中吸引電子的才能越強(qiáng)；反之，電負(fù)性越小，相應(yīng)原子在化合物中吸引電子的

9、才能越弱。說(shuō)明1、同周期元素構(gòu)造性質(zhì)的遞變規(guī)律：性質(zhì)同周期從左右電子層構(gòu)造電子層數(shù)能層數(shù)一樣，最外層電子數(shù)逐漸增多原子半徑逐漸減小第一電離能一般規(guī)律是由小大，但A和A族由于半充滿和全充滿狀態(tài)比較穩(wěn)定，比相鄰主族元素的第一電離能大電負(fù)性逐漸增大主要化合價(jià)最高價(jià)由17，非金屬負(fù)價(jià)8族序數(shù)非金屬氣態(tài)氫化物形成的難易及熱穩(wěn)定性形成條件由難易，穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸堿性酸性逐漸增強(qiáng)，堿性逐漸減弱得失電子才能失電子才能逐漸減弱，得電子才能逐漸增強(qiáng) 2、同主族元素的性質(zhì)遞變規(guī)律：性質(zhì)同主族由上下電子層構(gòu)造電子層數(shù)能層數(shù)遞增 最外層電子數(shù)一樣原子半徑逐漸增大第一電離能逐漸減小電負(fù)性逐漸減小得

10、失電子才能失電子才能逐漸增強(qiáng)，得電子才能逐漸減弱主要化合價(jià)最高正價(jià)族序數(shù)O，F(xiàn)除外非金屬負(fù)價(jià)8族序數(shù)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸堿性酸性逐漸減弱，堿性逐漸增強(qiáng)非金屬氣態(tài)氫化物形成的難易及熱穩(wěn)定性形成由易到難，穩(wěn)定性逐漸減弱金屬性與非金屬性金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱3、元素金屬性或非金屬性強(qiáng)弱的實(shí)驗(yàn)標(biāo)志：1金屬性強(qiáng)弱：?jiǎn)钨|(zhì)與水或酸反響置換出H2的難易；元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱；單質(zhì)的復(fù)原性強(qiáng)弱或離子的氧化性強(qiáng)弱；原電池反響中的正負(fù)極；與同氧化劑反響時(shí)放出能量的上下。2非金屬性強(qiáng)弱：?jiǎn)钨|(zhì)與H2化合生成氣態(tài)氫化物的難易；生成氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性；元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱；單

11、質(zhì)的氧化性強(qiáng)弱或簡(jiǎn)單離子的復(fù)原性強(qiáng)弱；與同復(fù)原劑反響時(shí)放出能量的上下4、電負(fù)性X相差很大的元素互相化合通常形成離子鍵 。電負(fù)性相差不大的兩種非金屬元素互相化合時(shí)，通常形成極性鍵，電負(fù)性一樣的元素互相化合時(shí)，通常形成非極性鍵。電負(fù)性相差越大的元素形成共價(jià)鍵時(shí)，共用電子對(duì)偏向電負(fù)性大的原子趨勢(shì)越大，鍵的極性越大。一般，X1.7，形成離子鍵；X1.7，形成共價(jià)鍵。5、元素的電離能和電負(fù)性都可以用來(lái)判斷元素的金屬性或非金屬性的相對(duì)強(qiáng)弱。6、對(duì)角線規(guī)那么：某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質(zhì)相似，被稱為對(duì)角線原那么。如：鋰與鎂、鈹與鋁等。它們的電負(fù)性相差不大，性質(zhì)較為相似?！镜湫屠}】例1. 氯的原

12、子序數(shù)為17，35Cl是氯的一種同位素，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 A. 35Cl原子所含質(zhì)子數(shù)為18 B. 1/18 mol的H35Cl分子所含中子數(shù)約為6.02×1023C. 3.5 g的35Cl2氣體的體積為2.24 L D. 35Cl2氣體的摩爾質(zhì)量為70 g·mol1解析：此題信息是氯的同位素：35Cl。那么由此可得：質(zhì)子數(shù)17，中子數(shù)18，35Cl2的質(zhì)量數(shù)總和為70，但相對(duì)原子質(zhì)量卻不一定是70，因此，其摩爾質(zhì)量也不一定為，而3.5g35Cl2氣體的物質(zhì)的量應(yīng)近似為0.05mol，體積約為1.12L。在H35Cl分子中質(zhì)子和中子總數(shù)均為18，故1/18 mol的H3

13、5Cl分子所含中子數(shù)為NA，約為6.02×1023。綜上所述，此題的答案為：B答案：B 例2. A為A族元素，B為A族元素，它們的原子序數(shù)分別為m和n，且A、B為同一周期元素。以下關(guān)系式錯(cuò)誤的選項(xiàng)是 A. nm1 B. nm11 C. nm25 D. nm10解析：此題的信息是A為A族元素，B為A族元素。根據(jù)元素周期表的構(gòu)造：第A族與A族元素既可能相鄰，也可能相隔過(guò)渡元素。即同周期第A族與A族元素原子序數(shù)間既可以相差1，也可以相差11、25等，因此原子序數(shù)間的互相關(guān)系可以是：nm1、nm11、nm25等。故此題答案為D答案：D例3. A、B、C、D、E代表5種元素。請(qǐng)?zhí)羁眨?A元素基

14、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_；2B元素的負(fù)一價(jià)離子和C元素的正一價(jià)離子的電子層構(gòu)造都與氬一樣，B的元素負(fù)一價(jià)離子的電子式為 ，C元素正一價(jià)離子的構(gòu)造示意圖為 ；3D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 ，其基態(tài)原子的電子排布式為 。4E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒(méi)有成對(duì)電子，只有一個(gè)未成對(duì)電子，E的元素符號(hào)為_，其基態(tài)原子的電子排布式為 。解析：在主族元素中，第A、A、A族元素原子最外層中有1個(gè)不成對(duì)電子，而A、A族元素原子最外層有2個(gè)不成對(duì)電子，A族元素原子最外層有3個(gè)不成對(duì)電子，那么根據(jù)題給信息1可知，該元素為N元素；由題給信息2：B元

15、素的負(fù)一價(jià)離子和C元素的正一價(jià)離子的電子層構(gòu)造都與氬一樣，從而說(shuō)明B為氯元素，其電子排布式為1s22s22p63s23p5；C為K元素。由題給信息3：D元素的正三價(jià)離子的3d能級(jí)為半充滿，說(shuō)明其核電荷數(shù)為26，屬于Fe元素，其基態(tài)原子的電子排布式為：1s22s22p63s23p63d64s2。由題給信息4：E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒(méi)有成對(duì)電子，只有一個(gè)未成對(duì)電子得出：該元素的M層填充了18個(gè)電子，N層上只有1個(gè)電子，那么該元素為Cu，電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s1。答案：1N；2B為Cl，C為K；電子式與原子構(gòu)造示意圖略；3D的元素符號(hào)為Fe，電子排布式為1

16、s22s22p63s23p63d64s2；4E元素為Cu，電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s1。例4. X、Y兩元素的原子分別獲得兩個(gè)電子而形成稀有氣體原子的電子構(gòu)造時(shí)，X放出的能量大于Y放出的能量；Z、W兩元素的原子分別失去一個(gè)電子而形成稀有氣體原子的電子層構(gòu)造時(shí)；W吸收的能量小于Z吸收的能量，那么X、Y和Z、W分別形成的化合物中，是離子化合物的可能性最大的是 A. Z2X B. Z2Y C. W2X D. W2Y解析：活潑的金屬和活潑的非金屬容易形成離子化合物。那么根據(jù)題給信息：X、Y得電子后，X放出的能量大說(shuō)明 X活潑。W、Z失電子后，W吸收的能量小，說(shuō)明W活潑。所

17、以應(yīng)該是X和W容易形成離子化合物。因此，此題答案是C答案：C例5. 居里夫人發(fā)現(xiàn)的鐳是主族元素，鐳原子核外有7個(gè)電子層，最外層有2個(gè)電子。以下有關(guān)它的描繪中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是 A. 在化合物中呈現(xiàn)2價(jià)B. 氫氧化物呈兩性C. 原子半徑在本族元素中最大D. 單質(zhì)與水反響能放出氫氣解析：此題信息為：鐳是主族元素，核外有7個(gè)電子層，最外層有2個(gè)電子。那么說(shuō)明鐳的性質(zhì)與鎂的性質(zhì)相似，都顯2價(jià)，都能與水反響放出H2，但原子半徑更大、密度更大、熔沸點(diǎn)更低、金屬性更強(qiáng)、最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物堿性更強(qiáng)、與水反響更劇烈，同時(shí)鐳還是一種放射性元素。綜上所述，此題的答案為：B答案：B例6. 1932年美國(guó)化學(xué)家鮑林L.

18、Pauling首先提出了電負(fù)性的概念。電負(fù)性用X表示也是元素的一種重要性質(zhì)，下表給出的是原子序數(shù)小于20的16種元素的電負(fù)性數(shù)值：元素HLiBeBCNOF電負(fù)性2.11.01.52.02.53.03.54.0元素NaMgAlSiPSClK電負(fù)性0.91.21.51.72.12.33.00.8請(qǐng)仔細(xì)分析，答復(fù)以下有關(guān)問(wèn)題：1預(yù)測(cè)周期表中電負(fù)性最大的元素應(yīng)為_；估計(jì)鈣元素的電負(fù)性的取值范圍：_X_。2根據(jù)表中的所給數(shù)據(jù)分析，同主族內(nèi)的不同元素X的值變化的規(guī)律是_ _；簡(jiǎn)述元素電負(fù)性X的大小與元素金屬性、非金屬性之間的關(guān)系_。3經(jīng)歷規(guī)律告訴我們：當(dāng)形成化學(xué)鍵的兩原子相應(yīng)元素的電負(fù)性差值大于1.7時(shí)，所形成的一般為離子鍵；當(dāng)小于1.7時(shí)，一般為共價(jià)鍵。試推斷AlBr3中形成的化學(xué)鍵的類型為_，其理由是_。解析：1根據(jù)題給信息可知：元素的非金屬性越強(qiáng)，元素的電負(fù)性越大，那么元素的電負(fù)性最大的元素應(yīng)為F，同時(shí)根據(jù)同周期以及同主族元素的性質(zhì)遞變規(guī)律，可知：鈣元素的電負(fù)性小于Mg但大于K，故0.8X1.2。2由表中信息可知：同主族元素的電負(fù)性按原子序數(shù)遞增的順序依次減小，同周期元素的電負(fù)性按原子序數(shù)遞增的順序依次增大，說(shuō)明元素的電負(fù)