高考化學一輪復習第十一章-第一講-原子結構與性質省公開課金獎全國賽課一等獎微課獲獎課件

第一講原子結構與性質1.了解原子核外電子能級分布，能用電子排布式表示常見元素(1～36號)原子核外電子排布。了解原子核外電子運動狀態(tài)。2．了解元素電離能含義，并能用以說明元素一些性質。1/523．了解原子核外電子在一定條件下會發(fā)生躍遷，了解其簡單應用。4．了解電負性概念，知道元素性質與電負性關系。1．用原子結構理論分析和處理相關元素性責問題。2．書寫電子排布式、軌道表示式。3．用電離能、電負性等解釋元素一些性質。

2/52一、電子層、能級與原子軌道1．電子層(n)：在多電子原子中，核外電子_____是不同，按照電子_____差異將其分成不一樣電子層。通慣用K、L、M、N、O、P、Q……表示對應第1、2、3、4、5、6、7……電子層，能量依次升高2．能級：同一電子層里電子_____也可能不一樣，又將其分成不一樣能級，通慣用___________等表示，同一電子層里，各能級能量按___________次序升高，即___________________。能量能量能量s、p、d、fs、p、d、fE(s)<E(p)<E(d)<E(f)3/523．原子軌道：表示電子在原子核外一個空間運動狀態(tài)。電子云輪廓圖給出了電子在______________區(qū)域，這種電子云輪廓圖也就是原子軌道形象化描述。核外經(jīng)常出現(xiàn)能級軌道形狀軌道個數(shù)s_________p____________球形1紡綞形34/52

試分析前三電子層與能級、原子軌道關系。提醒第1電子層(K)，只有s能級；第2電子層(L)，有s、p兩種能級；第3電子層(M)，有s、p、d三種能級；s能級有一個原子軌道，p能級有三個原子軌道px、py、pz，d能級有五個原子軌道，各能級上原子軌道含有相同能量。5/52原子核外電子排布使整個原子能量處于最低狀態(tài)。一個原子軌道中最多只能容納_____電子，而且這兩個電子_________必須相反。對于基態(tài)原子，電子在能量相同軌道上排布時；將盡可能分占___________而且_________相同，如氮原子軌道表示式為_____________________。二、基態(tài)原子核外電子排布三標準1．能量最低標準2．泡利不相容原理3．洪特規(guī)則2個自旋方向不一樣軌道自旋方向6/52洪特規(guī)則特例：當能量相同原子軌道在_____(p6、d10、f14)、_____(p3、d5、f7)和_____(p0、d0、f0)狀態(tài)時，體系能量最低，如：24Cr電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1。全滿半滿全空

什么是基態(tài)原子和激發(fā)態(tài)原子？提醒基態(tài)原子就是處于最低能量狀態(tài)原子；當基態(tài)原子吸收能量后，電子會躍遷到較高能級，變成激發(fā)態(tài)原子。當電子從較高能量激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時，釋放一定頻率光子，相反，則吸收一定頻率光子，這是產(chǎn)生原子光譜原因。7/52(1)含義第一電離能：處于基態(tài)氣態(tài)原子失去一個電子轉化為＋1價氣態(tài)陽離子所需要_________，符號____，單位__________。(2)規(guī)律①同周期：第一個元素第一電離能_____，最終一個元素第一電離能_____，總體展現(xiàn)_________________改變趨勢。②同族元素：從上至下第一電離能_________。③同種原子：逐層電離能越來越___(即I1____I2___I3…)。三、電離能和電負性1．電離能最低能量I1kJ·mol－1最小最大從左至右逐步增大逐步減小大<<8/52(1)含義：元素原子在化合物中_________能力標度。元素電負性越大，表示其原子在化合物中_________能力越___。(2)標準：以最活潑非金屬氟電負性為____作為標度，計算得出其它元素電負性(稀有氣體未計)。(3)改變規(guī)律①金屬元素電負性普通________，非金屬元素電負性普通_______，而位于非金屬三角區(qū)邊界“類金屬”(如鍺、銻等)電負性則在1.8左右，它們現(xiàn)有金屬性又有非金屬性。②在元素周期表中，同周期從左至右，元素電負性逐步_____，同主族從上至下，元素電負性逐步_____。2．電負性吸引電子吸引電子強4.0小于1.8大于1.8減小增大9/5210/52原子結構“三、二、一”關鍵點三個標準：能量最低標準、泡利不相容原理、洪特規(guī)則。二個圖式：電子排布式、軌道表示式。一個次序：基態(tài)原子核外電子在原子軌道上排布次序。排布次序絕大多數(shù)元素原子核外電子排布將遵照以下列圖所表示排布次序。三個關鍵點……………………11/52交織現(xiàn)象從圖中可看出，不一樣能層能級有交織現(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。12/52(1)判斷金屬性與非金屬性強弱(2)分析原子核外電子層結構，如某元素In＋1?In，則該元素最外層電子數(shù)為n。(3)判斷化學鍵類型(1)判斷一個元素是金屬元素還是非金屬元素，以及金屬性與非金屬性強弱(2)判斷元素在化合物中價態(tài)(3)判斷化學鍵類型兩個應用…………………………1．電離能應用2．電負性應用13/52在寫基態(tài)原子軌道表示式時，常出現(xiàn)以下錯誤：我警示………………………14/52請用核外電子排布相關規(guī)則解釋Fe3＋較Fe2＋更穩(wěn)定原因？提醒

26Fe價層電子電子排布式為3d64s2，F(xiàn)e3＋價層電子電子排布式為3d5，F(xiàn)e2＋價層電子電子排布式為3d6。依據(jù)“能量相同軌道處于全空、全滿和半滿時能量最低”標準，3d5處于半滿狀態(tài)，結構更為穩(wěn)定，所以Fe3＋較Fe2＋更為穩(wěn)定。問題征解………………………15/521．電子層、能級、原子軌道及其最多容納電子數(shù)關系必考點85

基態(tài)原子核外電子排布及表示方法電子層n12345…n符號KLMNO……能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s………原子軌道11313513571………最多容納22626102610142………電子數(shù)281832……2n216/52(1)電子排布式：用數(shù)字在能級符號右上角表明該能級上排布電子數(shù)。比如，K：1s22s22p63s23p64s1。為了簡化，通常把內(nèi)層已達稀有氣體電子結構部分稱為“原子實”，用該稀有氣體元素符號加方括號來表示。比如，K：[Ar]4s1。(2)軌道表示式：用□或○表示原子軌道，↑和↓分別表示兩種不一樣自旋方向電子。如氧原子核外電子軌道表示式可表示為

。核外電子軌道表示式能直觀地反應出原子核外電子自旋情況以及成對電子對數(shù)和未成正確單電子數(shù)。2.原子核外電子排布表示方法17/52(3)價電子排布式：如Fe原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，價電子排布式為3d64s2。價電子排布式能反應基態(tài)原子能層數(shù)和參加成鍵電子數(shù)以及最外層電子數(shù)。(4)基態(tài)原子核外電子在原子軌道上排布次序是書寫基態(tài)原子電子排布式依據(jù)，也是繪制基態(tài)原子軌道表示式主要依據(jù)之一。18/523．基態(tài)原子核外電子排布表示方法(以硫原子為例)表示方法舉例原子結構示意圖電子式電子排布式1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p4軌道表示式19/52(1)寫出以下原子電子排布式與簡化電子排布式原子電子排布式簡化電子排布式NClCaFeCu【典例1】20/52(2)按要求用三種化學用語表示基態(tài)鐵原子和三價鐵離子，并回答下列問題。FeFe3＋原子(或離子)結構示意圖電子排布式電子排布圖21/52①鐵原子最外層電子數(shù)為________，鐵在發(fā)生化學反應時，參加反應電子可能是________________________。②請你經(jīng)過比較、歸納，分別說出3種不一樣化學用語所能反應粒子結構信息。解析

(2)依據(jù)結構原理，先寫26號鐵原子(基態(tài))電子排布式，畫出原子結構示意圖，依據(jù)洪特規(guī)則，畫出電子排布圖。22/52答案

(1)原子電子排布式簡化電子排布式N1s22s22p3[He]2s22p3Cl1s22s22p63s23p5[Ne]3s23p5Ca1s22s22p63s23p64s2[Ar]4s2Fe1s22s22p63s23p63d64s2[Ar]3d64s2Cu1s22s22p63s23p63d104s1[Ar]3d104s123/52(2)FeFe3＋原子(或離子)結構示意圖電子排布式[Ar]3d64s2[Ar]3d5軌道表示式24/52①2

4s上2個電子和3d上1個電子②結構示意圖：能直觀地反應核內(nèi)質子數(shù)和核外電子層數(shù)及各能層上電子數(shù)。電子排布式：能直觀地反應核外電子能層、能級和各能級上電子數(shù)。電子排布圖：能反應各軌道能量高低，各軌道上電子分布情況及自旋方向。25/52(1)任一電子層能級總是從s能級開始，而且能級數(shù)等于該電子層序數(shù)；(2)以s、p、d、f……排序各能級可容納最多電子數(shù)依次為其原子軌道數(shù)1、3、5、7……二倍；(3)基態(tài)原子核外電子在原子軌道上排布次序中存在著能級交織現(xiàn)象；(4)我們一定要記住前四電子層能級排布次序(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)。(5)當出現(xiàn)d軌道時，即使電子按ns，(n－1)d，np次序填充，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。26/52A、B、C、D、E、F代表6種元素。請?zhí)羁眨?1)A元素基態(tài)原子最外層有2個未成對電子，次外層有2個電子，其元素符號為____________；(2)B元素負一價離子和C元素正一價離子電子層結構都與氬相同，B元素符號為________，C元素符號為________；(3)D元素正三價離子3d能級為半充滿，D元素符號為________，其基態(tài)原子電子排布式為___________；【應用1】27/52(4)E元素基態(tài)原子M層全充滿，N層沒有成對電子，只有一個未成對電子，E元素符號為________，其基態(tài)原子電子排布式為________________________________。(5)F元素原子最外層電子排布式為nsnnpn＋1，則n＝________；原子中能量最高是________電子。28/52解析

(1)A元素基態(tài)原子次外層有2個電子，故次外層為K層，A元素有2個電子層，由題意可寫出其軌道表示式為：

，則該元素核外有6個電子，為碳元素，其元素符號為C，另外氧原子一樣也符合要求，其軌道表示式為：

。(2)B－、C＋電子層結構都與Ar相同，即核外都有18個電子，則B為17號元素Cl，C為19號元素K。29/52(3)D元素原子失去2個4s電子和1個3d電子后變成＋3價離子，其原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2即26號元素鐵。(4)依據(jù)題意要求，首先寫出電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，該元素為29號Cu。(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原子最外層電子排布式為2s22p3，由此可知F是N元素；依據(jù)核外電子排布能量最低原理，可知氮原子核外電子中2p能級能量最高。答案

(1)C或O

(2)Cl

K(3)Fe

1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2(4)Cu

1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(5)2

2p30/521．原子核外電子排布周期性改變必考點86核外電子排布與元素周期表關系周期電子層數(shù)每七天期第一個元素每七天期最終一個元素原子序數(shù)基態(tài)原子電子排布式原子序數(shù)基態(tài)原子電子排布式二23[He]2s1101s22s22p6三311[Ne]3s1181s22s22p63s23p6四419[Ar]4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五537[Kr]5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六655[Xe]6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p631/522.周期表分區(qū)與原子價電子排布關系分區(qū)元素分布外圍電子排布s區(qū)ⅠA族、ⅡA族ns1～2p區(qū)ⅢA族～ⅦA族、0族ns2np1～6(He除外)d區(qū)ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族(n－1)d1～9ns1～2(除鈀外)ds區(qū)ⅠB族、ⅡB族(n－1)d10ns1～2f區(qū)鑭系、錒系(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns232/52下表是元素周期表一部分，表中所列字母分別代表某一個化學元素。(1)以下________(填寫編號)組元素單質可能都是電良導體。①a、c、h

②b、g、k

③c、h、l

④d、e、f【典例2】33/52(2)如給核外電子足夠能量，這些電子便會擺脫原子核束縛而離去。核外電子離開該原子或離子所需要能量主要受兩大原因影響：①原子查對核外電子吸引力，②形成穩(wěn)定結構傾向。下表是一些氣態(tài)原子失去核外不一樣電子所需能量(kJ·mol－1)：鋰XY失去第一個電子519502580失去第二個電子729645701820失去第三個電子1179969202750失去第四個電子95501160034/52①經(jīng)過上述信息和表中數(shù)據(jù)分析為何鋰原子失去核外第二個電子時所需能量要遠遠大于失去第一個電子所需能量：_________________________________________________________________________________________。②表中X可能為以上13種元素中________(填寫字母)元素，則該元素屬于________區(qū)元素。用元素符號表示X和j所能形成化合物化學式是

________。③Y是周期表中________族元素。④以上13種元素中，________(填寫字母)元素原子失去核外第一個電子需要能量最多。35/52解析

b為H，a為Na，c為Mg，d為Sr，e為Ti，f為Al，g為Ge，h為C，i為P，j為O，k為Te，l為Cl，m為Ar。(1)金屬以及碳為電良導體，所以①④都符合。(2)①因為Li失去一個電子后，到達穩(wěn)定結構，所以再失去一個電子所需能量遠遠大于失去第一個電子所需能量。②依據(jù)X逐層電離能數(shù)據(jù)，X最外層應有1個電子，應為Na元素，即a，Na在s區(qū)，Na與O(j)可形成Na2O，Na2O2兩種化合物。③依據(jù)Y逐層電離能數(shù)據(jù)，Y最外層應有3個電子，對應元素應為Al(f)。④稀有氣體元素原子最穩(wěn)定，失去第1個電子需要能量最多。36/52答案

(1)①④(2)①鋰原子失去核外第一個電子后即到達穩(wěn)定結構，所以鋰原子失去核外第二個電子時所需能量要遠遠大于失去第一個電子所需能量②a

s

Na2O和Na2O2

③ⅢA

④m37/521．若已知元素價電子排布，可直接判斷該元素在周期表中位置。如：某元素價電子排布為4s24p4，由此可知，該元素位于p區(qū)，為第4周期ⅥA族元素。即最外電子層為其周期數(shù)，最外層電子數(shù)為其族序數(shù)，但應注意過渡元素(副族與第Ⅷ族)最外電子層為其周期數(shù)，外圍電子數(shù)應為其縱列數(shù)而不是其族序數(shù)(鑭系、錒系除外)。2．依據(jù)元素金屬性與非金屬性可將元素周期表分為金屬元素區(qū)和非金屬元素區(qū)，處于金屬與非金屬交界限(又稱梯形線)附近非金屬元素含有一定金屬性，又稱為半金屬或準金屬，但不能叫兩性非金屬。——原子結構與元素在周期表中位置關系38/52元素代號I1/(kJ·mol－1)I2/(kJ·mol－1)I3/(kJ·mol－1)I4/(kJ·mol－1)Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600U420310044005900【應用2】(1)在周期表中，最可能處于同一族是________。A．Q和R

B．S和T

C．T和UD．R和T

E．R和U39/52(2)電解它們?nèi)廴诼然?，以下過程最可能正確是________。A．Q2＋＋2e－―→Q B．R2＋＋2e－―→RC．S3＋＋3e－―→S D．T3＋＋3e－―→T(3)它們氯化物化學式，最可能正確是________。A．QCl2 B．RCl C．SCl3 D．TCl(4)S元素最可能是________。A．s區(qū)元素

B．稀有氣體元素C．p區(qū)元素

D．準金屬40/52(5)以下元素中，化學性質和物理性質最像Q元素是__。A．氦(1s2) B．鈹(1s22s2)C．鋰(1s22s1) D．氫(1s1)解析

(1)依據(jù)電離能改變趨勢，Q為稀有氣體元素，R為第ⅠA族元素，S為第ⅡA族元素，T為第ⅢA族元素，U為第ⅠA族元素，所以R和U處于同一主族。(2)Q不能形成陽離子，R形成＋1價陽離子，S形成＋2價陽離子，T應形成＋3價陽離子，選項D正確。(3)依據(jù)Q、R、S、T展現(xiàn)價態(tài)，B正確。(4)依據(jù)電離能數(shù)據(jù)，S最外層應有2個電子，所以該元素應處于s區(qū)。(5)因為Q是稀有氣體元素，所以氦物理性質和化學性質與此最像。答案

(1)E

(2)D

(3)B

(4)A

(5)A41/52考向1核外電子排布5年5考考向2元素性質改變規(guī)律5年4考考向3元素周期表應用5年5考Hold住考向42/52原子結構考查集中在核外電子排布規(guī)律以及元素性質周期性改變和應用方向。題型以填空題為主，常與物質結構和性質其它考點綜合在一起來考查。問題設置以核外電子排布表示方法和元素電負性、電離能大小判斷，及其改變規(guī)律和應用為主。年考查點和命題方式將保持不變。

名師揭秘43/521．(·全國課標卷，37節(jié)選)Se原子序數(shù)為________，其核外M層電子排布式為________。

解析

Se位于第四面期，與S原子序數(shù)相差18，故其原子序數(shù)為34。因為其核外M層有18個電子，故M層電子排布式為3s23p63d10。

答案

34

3s23p63d10原子核外電子排布與其表示方法44/522．(·浙江自選模塊，15節(jié)選)(1)可正確表示原子軌道是 (

)。 A．2s B．2d C．3px D．3f (2)寫出基態(tài)鎵(Ga)原子電子排布式________________。

答案

(1)AC

(2)1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p145/523．(·山東理綜，32節(jié)選)Ni是元素周期表中第28號元素，第二周期基態(tài)原子未成對電子數(shù)與Ni相同且電負性最小元素是________。

解析

Ni外圍電子排布式為3d84s2，3d能級上有2個未成對電子，第二周期中未成對電子數(shù)為2元素有C、O，其中C電負性較小。

答案

C(碳)4．(·江蘇，21A節(jié)選)Mn2＋基態(tài)電子排布式可表示為______________。

答案

1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d546/525．[·全國課標卷，37(2)]基態(tài)B原子電子排布式為________；B和N相比，電負性較大是________，BN中B元素化合價為________。

解析

B原子序數(shù)為5，不難寫出其電子排布式。B和