四川省宜賓市南溪二中高中化學 第一章第一節(jié) 原子結構導學案 新人教版選修3

四川省宜賓市南溪二中高二化學（選修3）導學案：第一章第一節(jié)原子結構【學習目標】1、進一步認識原子核外電子的分層排布

2、知道原子核外電子的能層、能級分布及其能量關系3、知道原子核外電子的排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則

4、了解原子結構的構造原理，能用構造原理認識原子的核外電子排布能用電子排布式表示常見元素（1～36號）原子核外電子的排布【知識呈現(xiàn)】一、原子的誕生大爆炸宇宙學理論（H、He、Li→形成其他元素）現(xiàn)用周期表有種元素，其中非金屬元素有種（如果繼續(xù)完善應有種）二、能層、能級、軌道能層一（K）二(L)三(M)四(N)五(O)六(P)七(Q)能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d5f5g……..………..各能級軌道數(shù)(n2)11+3=41+3+5=91+3+5+7=161+3+5+7+9=25………………..各能級可容納電子數(shù)（2n2）22+6=82+6+10=182+6+10+14=322+6+10+14+18=50各能層的能級數(shù)=能層數(shù)例如：N能層有個能級，它們是各能層的軌道數(shù)=（能層數(shù)）2例如：N能層的軌道數(shù)有個各能層容納的電子數(shù)=2*（能層數(shù)）2例如：N能層容納的電子數(shù)有個能層KLMN能級符號[1s2s2p[3s3p3d[]4s4p4d4fm]能量：ns＜np＜nd＜nf……原子軌道1131351357能量：2p＜3p＜4p＜5p＜6p能級最多電子數(shù)2262610261014最多電子數(shù)==原子軌道數(shù)×2能層最多電子數(shù)281832各能層最多電子數(shù)==2×n2三、電子云與原子軌道：ns呈球形，n值越大，球半徑越大，能量越高（ns能級只有1個軌道）np呈啞鈴形，n值越大，啞鈴越大，能量越高。（np能級有3個軌道，即npx、npy、npz）nd能級有5個軌道（不作要求）四、能量最低原理原子的電子排布遵循構造原理使整個原子的能量處于最低狀態(tài)，簡稱能量最低原理。處于最低能量的原子叫做當基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會躍遷到能量的能級，變成態(tài)原子。激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定，回到基態(tài)，會能量，通常是以（輻射）的形式。五、泡利原理與洪特規(guī)則泡利原理——在一個原子軌道里，最多只能容納個電子，而且它們的自旋狀態(tài)。用和表示。洪特規(guī)則——當電子排布在同一能級的不同軌道時，基態(tài)原子的電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，而且自旋狀態(tài)?；鶓B(tài)原子的電子排布遵循：能量最低原理、泡利原理與洪特規(guī)則六、電子排布式與電子排布圖（軌道表示式）構造原理：5s5p5d5f5g4s4p4d4f3s3p3d2s2p1s排列順序：1s<2S<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<………例1.比較下列多電子原子的原子軌道的能量高低。(1)2s______3s(2)2s______3d

(3)3p______3s

(4)4f______6f(5)3d______4s

(6)3px________3pz例2：5B:1s22s22p113Al:注意：同一能層的電子排布寫在一起。如：26Fe:1s22s22p63s23p64s23d6應寫成：1s22s22p63s23p63d64s2簡寫成[Ar]3d64s2【特殊情況】半滿規(guī)則24Cr：按照構造原理可得：1s22s22p63s23p63d44s2但這種排布為3d↑↑↑↑不穩(wěn)定。而3d↑↑↑↑↑穩(wěn)定。于是正確的應為：簡寫為[Ar]全滿規(guī)則29Cu：按照構造原理可得：1s22s22p63s23p63d94s2但這種排布3d↑↓↑↓↑↓↑↓↑不穩(wěn)定。而3d↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓穩(wěn)定。于是正確的應為：簡寫為[Ar]核電荷數(shù)元素名稱元素符號電子排布式9氟F1s22s22p510氖Ne1s22s22p611鈉Na1s22s22p63s112鎂Mg1s22s22p63s213鋁Al1s22s22p63s23p114硅Si1s22s22p63s23p215磷P1s22s22p63s23p316硫S1s22s22p63s23p417氯Cl1s22s22p63s23p518氬Ar1s22s22p63s23p619鉀K1s22s22p63s23p64s120鈣Ca1s22s22p63s23p64s221鈧Sc1s22s22p63s23p63d14s222鈦Ti1s22s22p63s23p63d24s223釩V1s22s22p63s23p63d34s224鉻Cr1s22s22p63s23p63d54s125錳Mn1s22s22p63s23p63d54s226鐵Fe1s22s22p63s23p63d64s227鈷Co1s22s22p63s23p63d74s228鎳Ni1s22s22p63s23p63d84s229銅Cu1s22s22p63s23p63d104s1

30鋅Zn1s22s22p63s23p63d104s2

31鎵Ga1s22s22p63s23p63d104s24p1

32鍺Ge1s22s22p63s23p63d104s24p2

33砷As1s22s22p63s23p63d104s24p3

34硒Se1s22s22p63s23p63d104s24p4

35溴Br1s22s22p63s23p63d104s24p5

36氪Kr1s22s22p63s23p63d104s24p6

【課堂練習】1．以下能級符號正確的是()A．6s

B．2d

C．1d

D．3f2.以下能級符號錯誤的是()A.5s

B．2d

C．3f

D．6p3．下列能級中軌道數(shù)為5的是()A．s能級

B．p能級

C．d能級

D．f能級4．表示一個原子在第三個電子層上有10個電子可以寫成()A．3s10B．3d10

C．3s23p63d2

D．3s23p53d35．以下電子排布式不是基態(tài)原子的電子排布的是()A．1s12s1B．1s22s12p1

C．1s22s22p63s2

D．1s22s22p63s16．具有下列電子排布式的原子中，半徑最大的是()A．1s22s22p63s23p1

B．1s22s22p1

C．1s22s22p3

D．1s22s22p63s23p47．以下電子排布式是激發(fā)態(tài)原子的電子排布的是()A．1s22s1

B．1s22s22p1

C．1s22s22p63s2

D．1s22s22p63p18．下列能層中，原子軌道的數(shù)目為4的是()A．K層

B．L層

C．M層

D．N層9．在1s、2px、2py、2pz軌道中，具有球對稱性的是()A．1s

B．2px

C．2py

D．2pz10.分析發(fā)現(xiàn)，某隕石中含有半衰期極短的鎂的一種放射性同位素28Mg，該同位素的原子核內的中子數(shù)是()A.12

B．14

C．16

D．18【課后練習】1.將下列多電子原子的原子軌道按能量由高到低的順序排列：1s3p2p5d4s5f2.S元素在周期表中的位置是第周期，族。S原子的電子排布式為，價電子排布式為S原子的價電子排布圖為3.某原子的2p軌道上有2個未成對電子，則該原子可能是4．Cl－核外電子的運動狀態(tài)共有種5.CO2的電子式為；次氯酸的結構式為；S2-的結構示意圖為N的軌道表示式為。原子（離子）結構示意圖電子排布式價電子排布式軌道表示式（電子排布圖）FeFe3+原子結構與元素的性質【學習目標】熟記周期表的基本結構：掌握周期、族、分區(qū)掌握元素周期率：原子半徑、電離能、電負性的變化規(guī)律及對角線規(guī)則第一課時【原子結構與元素周期表】周期一二三四五六七元素種數(shù)28818183226→32各周期最外層電子排布：ns1→→→周期表共有個縱行。按照電子排布，把周期表分區(qū)。1-2縱行為區(qū)；3-10縱行為區(qū)；11-12縱行為區(qū)；13-18縱行為區(qū)；鑭系、錒系為區(qū)。一HHe二LiBeBCNOFNe三NaMgAlSiPSClAr四KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr五RbSrInSnSbTeIXe六CsBaTlPbBiPoAtRn七FrRa112金屬與非金屬的交界處的元素既有金屬性，又有非金屬性。族與列的關系：列123456789101112131415161718族ⅠAⅡAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡBⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAO第二課時【元素周期律】原子半徑第一電離能（I1）電負性變化規(guī)律（適用于主族元素）說明稀有氣體除外層數(shù)多半徑不一定大同周期有增大的趨勢，有反常。電負性越小，金屬性越強；電負性越大，非金屬性越強；（1）離子半徑比較：同周期：同主族：同元素：同電子層數(shù)：（2）同周期第一電離能規(guī)律：（3）電負性：原子對鍵合電子吸引力的大小。最大為F，最小為Cs.電負性大于1.8時為非金屬，并且越大，非金屬性越強。電負性小于1.8時為金屬，并且越小，金屬性越強。對角線規(guī)則：處于對角線的元素性質相似。電負性相近的緣故LiBeBMgAlSi【練習題】1.A、B、C、D都是短周期元素。A的原子核外有兩個電子層，最外層已達到飽和。B位于A元素的下一周期，最外層電子數(shù)是A最外層電子數(shù)的1/2。C的離子帶有兩個單位正電荷，它的核外電子排布與A元素原子相同。D與C屬同一周期，D原子的最外層電子數(shù)比A的最外層電子數(shù)少1.（1）根據(jù)上述事實判斷：A是，B是，C是，D是（2）C的離子的核外電子排布式為，D的原子的核外電子排布式為，（3）B位于周期，族，它的最高價氧化物的化學式為，最高價氧化物對應的水化物是一種酸。2、化合物YX2、ZX2中，X、Y、Z都是前三周期的元素，X與Y屬于同一周期，Z是X的同族元素，Z元素核內有16個質子，Y元素最外層電子數(shù)是K層所能容納的電子數(shù)的2倍，則YZ2為

；則ZX2為

。3、元素X和Y屬于同一個主族，負二價的元素X和氫的化合物在通常狀況下是一種液體，其中X的質量份數(shù)為88.9%；元素X和元素Y可以形成兩種化合物，在這兩種化合物中，X的質量分數(shù)分別是50%和60%。確定X、Y在元素周期表中的位置，X第

周期第

族，Y第

周期第

族。寫出X、Y形成的兩種化合物的化學式

、

。4、A、B、C三種元素，其中一種是金屬元素，A、B的電子層數(shù)相同，B、C的最外層電子數(shù)相同。這三種元素的最外層電子數(shù)之和為17，原子核中的質子數(shù)之和為31，試問：（1）A

的名稱

B的元素符合

C的電子排布式

（2）A、B兩種元素組成的兩種常見化合，寫出它們電子式：

（3）A、B、C三種元素也能組成常見的兩種化合物，寫出化學式

第3課時【課標要求】復習本節(jié)知識【例題講練】1.在下列空格中，填上適當?shù)脑胤枺?1)在第三周期中，第一電離能最小的元素是________，第一電離能最大的元素是__________。(2)在元素周期表中，電負性最大的元素是______，電負性最小的元素是___________。(3)最活潑的金屬元素是_________。(4)最活潑的氣態(tài)非金屬原子是__________。(5)第二、三、四周期原子中p軌道半充滿的元素是_________。電負性相差最大的兩種元素是______________。2.A、B、C、D為原子序數(shù)小于18的四種元素：①A原子的電子層數(shù)等于最外層電子數(shù)；②A與B處于同一周期，B與D可形成離子化合物D2B，該化合物的水溶液顯堿性；③C的離子核內質子數(shù)與核外電子數(shù)之和為18；④A、C、D三種元素的離子具有相同的電子層排布。推斷A～D各為何種元素，并填空：(1)A________，B__________，C________，D________。(2)各原子形成簡單離子的電子排布式______________、__________、___________、________________。(3)四種元素離子半徑的大小順序為________________。3.A、B、C、D、E、F代表六種元素，請?zhí)羁眨?）A元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子，其元素符號是（2）B元素的-1價離子C元素的+1價離子的電子層結構都與氬相同，則B的元素符號為，C的元素符號為（3）D元素的+3價離子的3d能級為半充滿，則D的元素符號為，其基態(tài)原子的電子排布式為（4）E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，只有1個未成對電子，E的元素符號為，其基態(tài)原子的電子排布式為（5）F元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn,則n等于，原子中能級最高的是能級?！緦W習效果自測】1.下列關于稀有氣體的敘述不正確的是()A.各原子軌道電子均已填滿B.其原子與同周期ⅠA、ⅡA族陽離子具有相同的核外電子排布C.化學性質非常不活潑D.同周期中第一電離能最大2.在短周期元素中，原子最外層只有1個電子或2個電子的元素是()A.金屬元素B．稀有氣體元素C.非金屬元素D．無法確定是哪一類元素3.同一主族的兩種元素的原子序數(shù)之差可能為()A.6B．12C4.A、B、C、D四種短周期元素的原子半徑依次減小，A與C的核電荷數(shù)之比為3∶4，D能分別與A、B、C形成電子總數(shù)相等的分子X、Y、Z。下列敘述正確的是()A.X、Y、Z的穩(wěn)定性逐漸減弱B.A、B、C、D只能形成5種單質C.X、Y、Z三種化合物的熔、沸點逐漸升高D.自然界中存在多種由A、B、C、D四種元素組成的化合物5.我國的納米基礎研究能力已躋身于世界的前列，例如曾作為我國兩年前十大科技成果之一的就是合成一種一維納米的材料，化學式為RN。已知該化合物里與氮微粒結合的Rn＋核外有28個電子，則R位于元素周期表的()A.第三周期ⅤA族B．第四周期ⅢA族C.第五周期ⅢA族D．第四周期ⅤA族6.下列關于堿金屬性質的敘述中錯誤的是()A.它們都能在空氣中燃燒生成M2O(M指堿金屬)B.它們都能與水反應生成氫氣和堿C.所形成的陽離子的氧化性依次減弱D.堿金屬中密度最小、熔、沸點最高的是銫7.具有下列電子排布式的原子中，半徑最大的是()A.1s22s22p63s23p2B．1s22s22p3C.1s22s22p2D．1s22s22p63s28.已知X、Y元素同周期，且電負性X>Y，下列說法錯誤的是()A.第一電離能：Y小于XB.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HmY強于HnXC.最高價含氧酸的酸性：X對應酸的酸性強于Y的D.X和Y形成化合物時，X顯負價，Y顯正價9.下列說法中正確的是()A.第三周期所含的元素中鈉的第一電離能最小B.鋁的第一電離能比鎂的第一電離能大C.在所有元素中，氟的第一電離能最大D.鉀的第一電離能比鎂的第一電離能大10.下列元素電負性最大的是()A.CB．ClC．FD．N11.某短周期元素原子的最外層有2個電子，則()A.一定是ⅡA族元素B.其最外層電子已形成了穩(wěn)定結構C.一定是鎂元素D.可能是氦元素或ⅡA族元素12.下列說法錯誤的是()A.欲研制新農藥，應著重研究非金屬元素化合物B.耐高溫、耐腐蝕的合金材料應在過渡元素中尋找C.當發(fā)現(xiàn)第七周期零族元素時，其原子序數(shù)肯定是118D.第七周期零族元素是金屬元素13.具有下列電子層結構的原子，其對應元素一定屬于同一周期的是()A.兩種原子的電子層上全部都是s電子B.3p上只有一個空軌道的原子和3p亞層上只有一個未成對電子的原子C.最外層電子排布為2s22p6的原子和最外層電子排布為2s22p6的離子D.原子核外的M層上的s亞層和p亞層都填滿了電子，而d軌道上尚未有電子的兩種原子14.下列原子的第一電離能最大的是()A.BB．CC．AlD．Si15.下列各組元素屬于p區(qū)的是()A.原子序數(shù)為1、2、7的元素B.O、S、PC.Fe、Ar、ClD.Na、Li、Mg16.某元素原子的電子排布式為[Ar]3d104s24p1，根據(jù)原子核外電子排布與元素在元素周期表中的位置關系，完成下列各題：(1)該元素處于元素周期表的第______周期，該周期的元素種數(shù)是__________；(2)該元素處于元素周期表的第______族，該族的非金屬元素種數(shù)是________；(3)試推測該元素處于周期表的______區(qū)，該區(qū)包括元素族的種類是________。17.已知元素的電負性和元素的化合價一樣，也是元素的一種基本性質。下面給出14種元素的電負性：元素AlBBeCClFLi電負性1.52.01.52.52.84.01.0元素MgNNaOPSSi電負性1.23.00.93.52.12.51.7已知：兩成鍵元素間電負性差值大于1.7時，形成離子鍵，兩成鍵元素間電負性差值小于1.7時，形成共價鍵。(1)根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，可推知元素的電負性具有的變化規(guī)律是________________________________________________________________________。(2)判斷下列物質是離子化合物還是共價化合物？Mg3N2BeCl2AlCl3SiC18.處于相鄰兩個周期的主族元素A、B、C、D，它們的原子半徑依次變?。籄離子和B離子的電子層相差兩層，且能形成BA2型的離子化合物；C的離子帶3個正電荷；D的氣態(tài)氫化物通式為H2R，D在它的最高價氧化物中的質量分數(shù)是40%，原子核中有16個中子。試回答：(1)寫出A、B、C、D的元素符號：A：________B：________C：________D：________(2)B、C、D的第一電離能從大到小的順序如何排列？______________________。(3)A、B、C的電負性從大到小的順序如何排列？________________________。(4)向D的氫化物的水溶液中滴入少量A的單質，發(fā)生什么現(xiàn)象？________________。寫出有關反應的化學方程式___________________________________________________。【課后作業(yè)】1.下列說法中，正確的是()A.在周期表里，主族元素所在的族序數(shù)等于原子核外電子數(shù)B.在周期表里，元素所在的周期數(shù)等于原子核外電子層數(shù)C.最外層電子數(shù)為8的粒子都是稀有氣體元素的原子D.元素的原子序數(shù)越大，其原子半徑也越大2.X、Y、Z是3種短周期元素，其中X、Y位于同一族，Y、Z處于同一周期。X原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍。Z原子的核外電子數(shù)比Y原子少1。下列說法正確的是()A.元素非金屬性由弱到強的順序為Z<Y<XB.Y元素最高價氧化物對應水化物的化學式可表示為H3YO4C.3種元素的氣態(tài)氫化物中，Z的氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定D.原子半徑由大到小的順序為Z>Y>X3.下列各組元素性質遞變情況錯誤的是()A.Li、Be、B原子最外層電子數(shù)依次增多B.P、S、Cl元素最高正化合價依次升高C.B、C、N、O、F原子半徑依次增大D.Li、Na、K、Rb原子半徑依次增大4.國際無機化學命名委員會將長式元素周期表原先的主、副族及族序序號取消，從左往右改為第18列，堿金屬為第1列，稀有氣體為第18列。按這個規(guī)定，下列說法不正確的是()A.只有第2列元素的原子最外層有2個電子B.第14列元素形成的化合物種類最多C.第3列元素種類最多D.第16、17列元素都是非金屬元素5.R、W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次遞增的同一短周期元素，下列說法一定正確的是(m、n均為正整數(shù))()A.若R(OH)n為強堿，則W(OH)(n＋1)也為強堿B.若HnXOm為強酸，則Y是活潑非金屬元素C.若Y的最低化合價為－2，則Z的最高正化合價為＋6D.若X的最高正化合價為＋5，則五種元素都是非金屬元素6.13C—NMR(核磁共振)、15N—NMR可用于測定蛋白質、核酸等生物大分子的空間結構，KurtWuithrich等人為此獲得2002年諾貝爾化學獎。下面有關13CA.13C與15N有相同的中子數(shù)B.13C電子排布式為1s2C.15N與14N互為同位素D.15N的電子排布式為1s22s22p47.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元素。(1)下列________(填寫編號)組元素的單質可能都是電的良導體。①a、c、h②b、g、k③c、h、l④d、e、f(2)如果給核外電子足夠的能量，這些電子便會擺脫原子核的束縛而離去。核外電子離開該原子或離子所需要的能量主要受兩大因素的影響：A.原子核對核外電子的吸引力B.形成穩(wěn)定結構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(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955011600①通過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電子時所需的能量要遠遠大于失去第一個電子所需的能量____________________________________________________。②表中X可能為以上13種元素中的(填寫字母)________元素。用元素符號表示X和j形成化合物的化學式____________________。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的能量最多。8.今有A、B、C、D四種元素，已知A元素是地殼中含量最多的元素；B元素為金屬元素，它的原子核外K、L層電子數(shù)之和等于M、N層電子數(shù)之和；C元素的單質及其化合物的焰色反應都顯黃色