第三十九原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（課件）-2024年高考化學(xué)課件習(xí)題

第三十九講

原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)學(xué)習(xí)目標1.了解原子核外電子運動狀態(tài)、能級分布和排布原理。2.能正確書寫1～36號元素原子核外電子排布式、價層電子排布式和電子排布圖。3.理解原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系。4.了解電離能、電負性的含義，并能正確說明元素的某些性質(zhì)。考點一原子核外電子排布考點二元素周期表與元素的性質(zhì)目錄CONTENTS///////真題驗收制勝高考///////知能訓(xùn)練素養(yǎng)落實//////////////1原子核外電子排布處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外空間的______________的形象化描述。

原子核外電子是分層排布的，根據(jù)電子的______不同，可將核外電子分成不同的能層。能量概率密度分布1.能層(電子層)與能級2.電子云與原子軌道

同一能層電子的能量也可能不同，又將其分成不同的能級，通常用________________表示。能級種類數(shù)等于所在能層的能層序數(shù)。s、p、d、f(1)電子云：(1)能層：(2)能級：(2)原子軌道——電子云輪廓圖能級符號nsnpndnf軌道形狀——軌道數(shù)目軌道能量①相同能層上的原子軌道：ns<np<nd<nf；②形狀相同的原子軌道：1s<2s<3s<4s；③同一能層內(nèi)形狀相同而伸展方向不同的原子軌道：px＝py＝pz；④第n能層的軌道數(shù)為n2球形啞鈴形1357（3）原子核外能層、能級、原子軌道之間的關(guān)系能層(n)一二三四能層符號KLMN能級符號1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f各能級原子軌道數(shù)1131351357各能層原子軌道數(shù)14916最多容納電子數(shù)2818323.電子自旋(1)電子自旋在空間有順時針和逆時針兩種取向，簡稱自旋相反，常用上下箭頭(↑和↓)表示自旋______的電子。(2)能量相同的原子軌道(簡并軌道)，箭頭表示一種__________的電子，“↑↓”稱電子對，“↑”或“↓”稱單電子(或稱未成對電子)。箭頭同向的單電子稱自旋______。相反自旋狀態(tài)平行②

：在一個原子軌道里，最多只能容納2個電子，它們的自旋

。

如2s軌道上的電子排布為

，不能表示為

。4.基態(tài)原子的核外電子排布(1)排布原則①

：在構(gòu)建基態(tài)原子時，電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道，使整個原子的能量最低。能量最低原理泡利原理相反③

：基態(tài)原子中，填入簡并軌道的電子總是先單獨分占，且自旋平行。如2p3的電子排布為____________，不能表示為

或

。洪特規(guī)則當能量相同的原子軌道在全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)、全空(p0、d0、f0)時原子的能量最低.如24Cr的電子排布式為[Ar]3d54s129Cu的電子排布式為[Ar]3d104s1。(2)特例：以光譜學(xué)事實為基礎(chǔ)，從氫開始，隨核電荷數(shù)遞增，新增電子填入能級的順序稱為構(gòu)造原理。(3)填充順序——構(gòu)造原理(4)表示方法5.電子的躍遷與原子光譜吸收發(fā)射(1)原子光譜不同元素原子的電子發(fā)生躍遷時會

或

不同的光，用光譜儀記錄下來便得到原子光譜。利用原子光譜上的特征譜線可以鑒定元素，稱為光譜分析。(2)電子的躍遷吸收釋放思想在線【判一判】正誤判斷(正確打“√”，錯誤打“×”)。××××××2.下列電子排布式或電子排布圖正確的是(

)D3.回答下列問題：(1)鉀和碘的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。元素K的焰色反應(yīng)呈紫色，其中紫色對應(yīng)的輻射波長為________(填字母)nm。A.404.4B.553.5C.589.2D.670.8E.766.5(2)鉀發(fā)生焰色反應(yīng)的原因是_____________________________________________________________________________。A

電子由較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)或基態(tài)時，以光的形式釋放能量4.(1)基態(tài)F原子核外電子的運動狀態(tài)有

種。(2)基態(tài)硅原子最外層的電子排布圖為______________________。(3)在KH2PO4的四種組成元素各自所能形成的簡單離子中，核外電子排布相同的是

(填離子符號)。(4)Zn原子核外電子排布式為

。(5)Co基態(tài)原子核外電子排布式為

。(6)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]_____________，有

個未成對電子。(7)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為

，3d能級上的未成對電子數(shù)為

。(8)寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式：

。9K＋和P3－1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s21s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s23d104s24p221s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s221s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3【課堂點撥】(1)原子的電子排布式①簡單原子：

按照構(gòu)造原理將電子依次填充到能量逐漸升高的能級中。

如：14Si：1s22s22p63s23p2。②復(fù)雜原子：

先按構(gòu)造原理從低到高排列，然后將同能層的能級移到一起。如26Fe，先排列為：1s22s22p63s23p64s23d6，然后將同一能層的能級排到一起，

即該原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2。(2)離子的電子排布式①判斷該原子變成離子時會得到或失去多少個電子。②原子失去電子時，總是從能量高的能級失去電子，即失去電子的順序是由外向里。

一般來說，主族元素只失去它們的最外層電子，而副族和第Ⅷ族元素可能還會進一步向里失去內(nèi)層電子。③原子得到電子而形成陰離子，則得到的電子填充在最外一個能層的某一個能級上。(3)簡化電子排布式如K：1s22s22p63s23p64s1，其簡化電子排布式可表示為[Ar]4s1

其中[Ar]代表Ar的核外電子排布式，即1s22s22p63s23p6。(4)價層電子排布式如K：1s22s22p63s23p64s1，其價層電子排布式可表示為4s1。（5）電子的運動狀態(tài)與原子核外電子數(shù)目相等；空間運動狀態(tài)與核外電子填充原子軌道的數(shù)目相等。2原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)主族ⅠAⅡAⅢAⅣA排布特點_________________________________________主族ⅤAⅥAⅦA

排布特點_________________________________

1.原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系(1)原子結(jié)構(gòu)與周期的關(guān)系

原子的最大能層數(shù)＝周期序數(shù)。(2)原子結(jié)構(gòu)與族的關(guān)系①主族元素的價層電子排布特點ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5②0族元素的價層電子排布：

He為1s2；其他為ns2np6。③過渡元素(鑭系、錒系元素除外)的價層電子排布：

(n－1)d1～10ns1～2。(3)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表分區(qū)的關(guān)系①元素周期表分區(qū)（4）各區(qū)元素原子外圍電子排布及性質(zhì)特點分區(qū)元素分布外圍電子排布元素性質(zhì)特點s區(qū)ⅠA、ⅡA族ns1～2除氫外都是活潑金屬元素；通常是最外層電子參與反應(yīng)p區(qū)ⅢA族～Ⅶ族、0族ns2np1～6(除He外)通常是最外層電子參與反應(yīng)d區(qū)ⅢB族～ⅦB族(除鑭系、錒系外)、Ⅷ族(n－1)d1－9ns1～2除鈀外d軌道可以不同程度地參與化學(xué)鍵的形成ds區(qū)ⅠB族、ⅡB族(n－1)d10ns1～2金屬元素f區(qū)鑭系、錒系(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2鑭系元素化學(xué)性質(zhì)相近，錒系元素化學(xué)性質(zhì)相近②同周期核電荷數(shù)越大，原子半徑______。①能層數(shù)越多，原子半徑______；2.原子半徑(1)影響因素：越大越小減小增大(2)變化規(guī)律：②同主族元素從上到下，原子半徑逐漸______。①同周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸______；3.電離能(1)含義第一電離能：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的

，符號：

，單位：

。(2)規(guī)律①同周期元素：從左往右，元素第一電離能呈

的趨勢，其中第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一電離能出現(xiàn)反常。②同族元素：

從上到下第一電離能逐漸

。③同種原子：

逐級電離能越來越大。最低能量I1kJ·mol－1增大變小(3)應(yīng)用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；反之金屬性越弱。②判斷元素的化合價

如果某元素的In＋1?In，則該元素的常見化合價為＋n，如鈉元素的I2?I1，所以鈉元素的化合價為＋1。③判斷核外電子的分層排布情況

多電子原子中，元素的各級電離能逐漸增大，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.電負性(1)含義：不同元素的原子

的標度。元素的電負性越大，表示其原子

越

。(2)標準：以氟的電負性為

和鋰的電負性為1.0作為相對標準，計算得出其他元素的電負性(稀有氣體元素未計)。(3)變化規(guī)律①在元素周期表中，同周期元素從左至右，元素的電負性逐漸

，同主族元素從上至下，元素的電負性逐漸

。②金屬元素的電負性一般

，非金屬元素的電負性一般

，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負性則在1.8左右，它們既有金屬性又有非金屬性。對鍵合電子吸引力對鍵合電子的吸引力大4.0變大變小小于1.8大于1.8(4)應(yīng)用小大負正離子共價5.對角線規(guī)則右下方1.最外層電子數(shù)是ns2的元素，都是第ⅡA族元素(

)2.價層電子排布式為4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族，是p區(qū)元素(

)3.最外層有2個未成對電子的可能是ns2np2或ns2np4，短周期元素中分別為C、Si和O、S(

)4.NH4H2PO4中，電負性最高的元素是氧(

)5.元素Mn與O中，第一電離能較大的是Mn(

)6.鈉元素的第一、第二電離能分別小于鎂元素的第一、第二電離能(

)7.C、N、O、F四種元素第一電離能從大到小的順序是N>O>F>C(

)8.元素的電負性越大，非金屬性越強，第一電離能也越大(

)×√√√××××思想在線【判一判】正誤判斷(正確打“√”，錯誤打“×”)。2.(2023·寶雞模擬)如圖所示為元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W為短周期元素，T的單質(zhì)常溫下為液體。下列說法錯誤的是（

）A.X、Y的單質(zhì)均存在同素異形體B.Y、Z的簡單氫化物的穩(wěn)定性依次遞增C.R的單質(zhì)可用于制造半導(dǎo)體材料D.Y、Z、W元素簡單陰離子的半徑：Y>Z>WD3.(2022·常州模擬)x、y為兩種元素的原子，x的陰離子與y的陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，由此可知(

)A.x的原子半徑大于y的原子半徑B.x的電負性小于y的電負性C.x的氧化性大于y的氧化性D.x的第一電離能小于y的第一電離能C4.(2022·蘇州模擬)前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。X與Z同主族，且基態(tài)X原子中p能級和s能級上的電子數(shù)相同。Y、Z同周期，Y位于第ⅢA族，W最外層有2個電子。下列說法正確的是（

）A.原子半徑：r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)B.最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性：W<YC.第一電離能：I1(Z)<I1(X)D.基態(tài)W原子內(nèi)層原子軌道均已充滿電子C5.(1)C、N、O、S四種元素中，第一電離能最大的是

。(2)觀察下面四種鑭系元素的電離能數(shù)據(jù)，判斷最有可能顯示＋3價的元素是

(填元素名稱)。幾種鑭系元素的電離能(單位：kJ·mol－1)元素I1I2I3I4Yb(鐿)604121744945014Lu(镥)532139041114987La(鑭)538106718505419Ce(鈰)527104719493547N鑭(3)銅、鋅兩種元素的第一電離能、第二電離能如表所示：電離能/(kJ·mol－1)I1I2銅7461958鋅9061733銅的第一電離能(I1)小于鋅的第一電離能，而銅的第二電離能(I2)卻大于鋅的第二電離能，其主要原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。銅原子失去一個電子后，核外電子排布式為[Ar]3d10，而鋅原子失去一個電子后的核外電子排布式變?yōu)閇Ar]3d104s1，銅達到了較穩(wěn)定狀態(tài)，所以銅的第二電離能相對較大6.根據(jù)信息回答下列問題：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：元素符號LiBeBCOFNaAlSiPSCl電負性值1.01.52.02.53.54.00.91.51.82.12.53.0(1)通過分析電負性值的變化規(guī)律，確定Mg元素的電負性值的最小范圍：___________。0.9～1.5(2)請歸納元素的電負性和金屬性、非金屬性的關(guān)系是____________________________________________________。(3)推測AlF3、AlCl3、AlBr3是離子化合物還是共價化合物：AlF3____________，AlCl3____________，AlBr3__________________。非金屬性越強，電負性越大；金屬性越強，電負性越小離子化合物共價化合物共價化合物【課堂點撥】

(1)電離能的三大應(yīng)用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；反之金屬性越弱。②判斷元素的化合價如果某元素的In＋1?In，則該元素的常見化合價為＋n，如鈉元素的I2?I1，所以鈉元素的化合價為＋1。③判斷核外電子的分層排布情況多電子原子中，元素的各級電離能逐漸增大，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。(2)電負性的三大應(yīng)用1.電離能與原子結(jié)構(gòu)答題策略：從原子核對最外層電子的吸引力來判斷。答題模板：A原子比B原子的半徑大，且A原子的核電荷數(shù)比B原子的小，所以A原子對最外層電子的吸引力小于B,故第一電離能A小于B。2.電離能與半充滿、全充滿答題策略：能量相同的原子軌道在全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)時，比較穩(wěn)定，難失電子。答題模板：A原子的價層電子排布式為×××，處于半充滿(全充滿)，比較穩(wěn)定，難失電子，×××電離能大?！敬痤}策略】

3真題驗收制勝高考1.[2022·全國甲卷]①基態(tài)F原子的價層電子排布圖(軌道表示式)為_________________。②圖a、b、c分別表示C、N、O和F的逐級電離能I變化趨勢(縱坐標的標度不同)。第一電離能的變化圖是__(填標號)，判斷的根據(jù)是_____________________________________________________________________________________________________________________；第三電離能的變化圖是______(填標號)。圖a同周期元素第一電離能的總體趨勢是依次升高的，但由于N元素的2p能級為半充滿狀態(tài)，因此N元素的第一電離能較C、O兩種元素高圖b2（2023.全國乙卷）基態(tài)Fe原子的價電子排布式為___________。橄欖石中，各元素電負性大小順序為_____________________，鐵的化合價為_______。O＞Si＞Fe＞Mg3d64s2+23.(2021·全國乙卷節(jié)選)過渡金屬元素鉻是不銹鋼的重要成分，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)中有著廣泛應(yīng)用。對于基態(tài)Cr原子，下列敘述正確的是

(填標號)。A.軌道處于半充滿時體系總能量低，核外電子排布應(yīng)為[Ar]3d54s1B.4s電子能量較高，總是在比3s電子離核更遠的地方運動C.電負性比鉀高，原子對鍵合電子的吸引力比鉀大AC4.(高考題組合)電子排布式和電子排布圖的書寫。(1)(2021·全國甲卷)太陽能電池板主要材料為單晶硅或多晶硅。Si的價電子層的電子排布式為

。(2)(2020·全國卷Ⅱ)基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為

。(3)(2020·天津卷)Fe、Co、Ni在周期表中的位置為

，基態(tài)Fe原子的電子排布式為__________________________________________。(4)(2019·全國卷Ⅱ)Fe成為陽離子時首先失去

軌道電子，Sm的價層電子排布式4f66s2，Sm3＋價層電子排布式為__________。3s23p21s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2第四周期第Ⅷ族1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s24s4f55.(高考題組合)電離能大小的比較及原因。I1/(kJ·mol－1)Li520Be900B801Na496Mg738Al578(1)(2020·全國卷Ⅰ)Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na)，原因是_________________________________________________。I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。Na與Li同主族，Na的電子層數(shù)更多，原子半徑更大，故第一電離能更小Li，Be和B為同周期元素，同周期元素從左至右，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢；但由于基態(tài)Be原子的s能級處于全充滿狀態(tài)，能量更低更穩(wěn)定，故其第一電離能大于B的。(2)(2018·全國卷Ⅲ)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)

I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是____________________________________。(3)(2017·全國卷Ⅲ)元素Mn與O中，第一電離能較大的是

。大于Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子O6.(1)[2022·山東，16(1)]基態(tài)Ni原子的價層電子排布式為________，在元素周期表中位置為________________。(2)[2022·河北，17(1)(2)]①基態(tài)S原子的價電子中，兩種自旋狀態(tài)的電子數(shù)之比為____________。②Cu與Zn相比，第二電離能與第一電離能差值更大的是________，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3d84s2第四周期第Ⅷ族1∶2(或2∶1)CuCu的第二電離能失去的是3d10的電子，第一電離能失去的是4s1電子，Zn的第二電離能失去的是4s1的電子，第一電離能失去的是4s2電子，3d10電子處于全充滿狀態(tài)，其與4s1電子能量差值更大4知能訓(xùn)練素養(yǎng)落實1.下列說法正確的是（

）A.p能級電子能量一定比d能級的低B.某原子核外電子由1s22s22p63s23p1→1s22s22p63s13p2，原子釋放能量C.p能級的原子軌道呈啞鈴形，隨著電子層數(shù)的增加，p能級原子軌道數(shù)也在增多D.按照泡利原理，在同一個原子中不可能存在兩個運動狀態(tài)完全相同的電子D2.(2022·海南卷)鈉和鉀是兩種常見金屬，下列說法正確的是(

)A3.(2023·寶雞模擬)元素周期表完美地將元素的結(jié)構(gòu)、位置與性質(zhì)結(jié)合在一起，根據(jù)元素的原子序數(shù)就能推斷出該元素在周期表中的位置，進而推斷出該元素原子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。下列關(guān)于33號元素的說法正確的是（

）A.該元素位于d區(qū)

B.該元素為金屬元素C.該元素位于第四周期第ⅢA族D.該元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3D4.(2022·湖北卷)短周期元素X、Y、Z、W、Q原子序數(shù)依次增大?；鶓B(tài)X、Z、Q原子均有兩個單電子，W簡單離子在同周期離子中半徑最小，Q與Z同主族。下列說法錯誤的是(

)A.X能與多種元素形成共價鍵

B.簡單氫化物沸點：Z<QC.第一電離能：Y>ZD.電負性：W<ZB5.A、B為兩短周期元素，A元素原子的L層比B元素原子的L層少3個電子，B原子核外電子總數(shù)比A原子核外電子總數(shù)多5，則A和B形成的化合物的化學(xué)式為（

）A.A2B3

B.BA2 C.AB4 D.B3A2D6.下列四種粒子中，半徑按由大到小順序排列正確的是(

)C7.(2022·煙臺模擬)某種具有高效率電子傳輸性能的有機發(fā)光材料的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列關(guān)于該材料組成元素的說法錯誤的是（

）A.五種組成元素中有四種元素位于p區(qū)且均位于同一周期B.原子半徑：Al＞C＞N＞O＞HC.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：H2O＞NH3＞CH4D.基態(tài)N原子核外有7種運動狀態(tài)不同的電子A8.根據(jù)下表中五種元素的電離能數(shù)據(jù)(單位：kJ·mol－1)，下列說法不正確的是（

）電離能

元素代號I1I2I3I4Q2080400061009400R5004600