高考專題物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)考點二原子結(jié)構(gòu)與元素周期律講義高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)

高考專題：選修三物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[考綱要求]1.了解原子核外電子的運動狀態(tài)、能級分布和排布原理，能正確書寫1～36號元素原子核外電子、價電子的電子排布式和軌道表達(dá)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)。考點二原子結(jié)構(gòu)與元素周期律[要點細(xì)化]1．原子結(jié)構(gòu)與周期表的關(guān)系(1)原子結(jié)構(gòu)與周期表的關(guān)系(完成下列表格)周期能層數(shù)每周期第一個元素每周期最后一個元素原子序數(shù)基態(tài)原子的簡化電子排布式原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式二23[He]2s1101s22s22p6三311[Ne]3s1181s22s22p63s23p6四419[Ar]4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五537[Kr]5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六655[Xe]6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6(2)每族元素的價層電子排布特點①主族主族ⅠAⅡAⅢAⅣA排布特點ns1ns2ns2np1ns2np2主族ⅤAⅥAⅦA排布特點ns2np3ns2np4ns2np5②0族：He：1s2；其他ns2np6。③過渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2。(3)元素周期表的分區(qū)與價層電子排布的關(guān)系①周期表的分區(qū)②各區(qū)價層電子排布特點分區(qū)價層電子排布s區(qū)ns1～2p區(qū)ns2np1～6(除He外)d區(qū)(n－1)d1～9ns1～2(除鈀外)ds區(qū)(n－1)d10ns1～2f區(qū)(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns22.原子半徑(1)影響因素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(能層數(shù)：能層數(shù)越多，原子半徑越大,核電荷數(shù)：能層數(shù)相同，核電荷數(shù)越大，,原子半徑越小))(2)變化規(guī)律元素周期表中的同周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸減?。煌髯逶貜纳系较?，原子半徑逐漸增大。3．電離能(1)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)正離子所需要的最低能量，符號：I1，單位：kJ·mol－1。(2)規(guī)律①同周期：第一種元素的第一電離能最小，最后一種元素的第一電離能最大，總體呈現(xiàn)從左至右逐漸增大的變化趨勢。②同族元素：從上至下第一電離能逐漸減小。③同種原子：逐級電離能越來越大(即I1＜I2＜I3…)。4．電負(fù)性(1)含義：元素的原子在化合物中吸引鍵合電子能力的標(biāo)度。元素的電負(fù)性越大，表示其原子在化合物中吸引鍵合電子的能力越強。(2)標(biāo)準(zhǔn)：以最活潑的非金屬氟的電負(fù)性為4.0作為相對標(biāo)準(zhǔn)，計算得出其他元素的電負(fù)性(稀有氣體未計)。(3)變化規(guī)律金屬元素的電負(fù)性一般小于1.8，非金屬元素的電負(fù)性一般大于1.8，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負(fù)性則在1.8左右。在元素周期表中，同周期從左至右，元素的電負(fù)性逐漸增大，同主族從上至下，元素的電負(fù)性逐漸減小。5．對角線規(guī)則在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質(zhì)是相似的，如。[理解應(yīng)用]1．按要求回答下列問題(1)第三周期所有元素的第一電離能(I1)大小順序為____________________(用元素符號表示)。(2)Na的逐級電離能中有________次突躍。分別是哪級電離能發(fā)生突躍？________、________。(3)F、Cl、Br、I的第一電離能由大到小的順序為__________________________________，電負(fù)性由大到小的順序為________________。2．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(fù)性。一般認(rèn)為：如果兩個成鍵原子間的電負(fù)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(fù)性差值小于1.7，通常形成共價鍵。下表是某些元素的電負(fù)性值：元素符號LiBeBCOFNaAlSiPSCl電負(fù)性值1.01.52.02.53.54.00.91.51.82.12.53.0(1)通過分析電負(fù)性值的變化規(guī)律，確定Mg元素的電負(fù)性值的最小范圍________________。(2)請歸納元素的電負(fù)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________________。3．根據(jù)對角線規(guī)則，Be、Al元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的性質(zhì)相似，它們都具有________性，其中Be(OH)2顯示這種性質(zhì)的離子方程式是_________________________________、________________________________________________________________________。答案1．(1)Na＜Al＜Mg＜Si＜S＜P＜Cl＜Ar(2)2I2?I1I10?I9F＞Cl＞Br＞IF＞Cl＞Br＞I2．(1)0.9～1.5(2)非金屬性越強，電負(fù)性越大；金屬性越強，電負(fù)性越小(3)離子化合物共價化合物共價化合物3．兩Be(OH)2＋2H＋=Be2＋＋2H2OBe(OH)2＋2OH－=BeOeq\o\al(2－,2)＋2H2O[正誤判斷](1)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()(2)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()(3)正三價陽離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于Ⅷ族()(4)價電子排布式為4s24p3的元素位于第四周期ⅤA族，是p區(qū)元素()(5)元素的電負(fù)性越大，非金屬性越強，第一電離能也越大()(6)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()(7)價電子排布式為5s25p1的元素位于第五周期ⅠA族，是s區(qū)元素()答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×(6)√(7)×[能力提升]1．明代宋應(yīng)星所著《天工開物》中已經(jīng)記載了我國古代用爐甘石(主要成分題：(1)Zn基態(tài)原子核外電子排布式為___________________________________________。(2)硫酸鋅溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。①與SOeq\o\al(2－,4)互為等電子體的陰離子化學(xué)式為________(寫出一種)。②氨的熱穩(wěn)定性強于膦(PH3)，原因是______________________________________。(3)黃銅是由銅和鋅所組成的合金，元素銅與鋅的第一電離能分別為ICu＝746kJ·mol－1，IZn＝906kJ·mol－1，ICu<IZn的原因是_______________________________________________。(4)《本草綱目》中記載爐甘石(主要成分為ZnCO3)可止血、消腫毒、生肌、明目等。Zn、C、O的電負(fù)性由大至小的順序是________________。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s2(或[Ar]3d104s2)(2)①POeq\o\al(3－,4)(或ClOeq\o\al(－,4))②氮元素的非金屬性強于磷元素(3)鋅失去的是全充滿的4s2電子，銅失去的是4s1電子(4)O>C>Zn2．硫和鈣的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：(1)鈣元素的焰色反應(yīng)呈磚紅色，其中紅色對應(yīng)的輻射波長為________nm(填字母)。A．435B．500C．580D．605E．700(2)元素S和Ca中，第一電離能較大的是________(填元素符號)，其基態(tài)原子價電子排布式為________，其基態(tài)原子中電子的空間運動狀態(tài)有________種。(3)基態(tài)Ca原子中，核外電子占據(jù)最高能層的符號是________，該能層為次外層時最多可以容納的電子數(shù)為________。鈣元素和錳元素屬于同一周期，且核外最外層電子排布相同，但金屬鈣的熔點、沸點等都比金屬錳的低，原因是__________________________________。[解析](1)鈣元素的焰色反應(yīng)呈磚紅色，其中紅色對應(yīng)的輻射波長為700nm，故選E。(2)S原子吸引電子的能力大于Ca原子，第一電離能較大的是S，S是16號元素，基態(tài)原子價電子排布式為3s23p4。(3)基態(tài)Ca原子含有4個電子層，核外電子占據(jù)最高能層的符號是N，該能層為次外層時容納的電子數(shù)不超過18個。Ca原子半徑較大且價電子數(shù)較少，導(dǎo)致鈣中金屬鍵較弱，使得金屬鈣的熔點、沸點等都比金屬錳的低。答案(1)E(2)S3s23p416(3)N18Ca原子半徑較大且價電子數(shù)較少，金屬鍵較弱[典題演練]1．電子排布式和電子排布圖(1)[2019·全國卷Ⅱ，35(2)]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________。(2)[2019·全國卷Ⅰ，35(1)]下列狀態(tài)的鎂中，電離最外層一個電子所需能量最大的是______(填標(biāo)號)。A．[Ne] B．[Ne]C．[Ne] D．[Ne](3)[2018·全國卷Ⅱ，35(1)節(jié)選]基態(tài)Fe原子價層電子的電子排布圖(軌道表達(dá)式)為___________________________________________________________。(4)[2018·全國卷Ⅲ，35(1)]Zn原子核外電子排布式為________________。(5)[2017·全國卷Ⅲ，35(1)節(jié)選]Co基態(tài)原子核外電子排布式為___________________。(6)[2016·全國卷Ⅰ，37(1)節(jié)選]基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]________________。(7)[2016·全國卷Ⅱ，37(1)節(jié)選]鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為____________________。(8)[2016·全國卷Ⅲ，37(1)]寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式_____________________。答案(1)4s4f5(2)A(3)(4)[Ar]3d104s2(5)1s22s22p63s23p63d74s2(或[Ar]3d74s2)(6)3d104s24p2(7)1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2)(8)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)2．核外未成對電子數(shù)(1)[2017·全國卷Ⅲ，35(1)節(jié)選]元素Mn與O中，基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的是________。(2)[2016·全國卷Ⅰ，37(1)節(jié)選]基態(tài)Ge原子有______個未成對電子。(3)[2016·全國卷Ⅱ，37(1)節(jié)選]鎳元素基態(tài)原子的3d能級上的未成對電子數(shù)為________。答案(1)Mn(2)2(3)23．電子云和電子運動狀態(tài)(1)[2018·全國卷Ⅱ，35(1)節(jié)選]基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為____________形。(2)[2017·全國卷Ⅰ，35(2)節(jié)選]基態(tài)K原子中，核外電子占據(jù)的最高能層的符號是________，占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為________。(3)[2015·全國卷Ⅰ，37(1)]處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用__________形象化描述。在基態(tài)14C原子中，核外存在________對自旋相反的電子。答案(1)啞鈴(紡錘)(2)N球形(3)電子云24．電離能(1)[2018·全國卷Ⅲ，35(2)]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______________________。(2)[2017·全國卷Ⅲ，35(1)節(jié)選]元素Mn與O中，第一電離能較大的是________。kJ·mol－1，ICu>INi的原因是_________________________________。(4)[2016·全國卷Ⅲ，37(2)節(jié)選]根據(jù)元素周期律，第一電離能Ga________As(填“大于”或“小于”)。答案(1)大于Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子(2)O(3)銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子(4)小于5．電負(fù)性(1)[2019·全國卷Ⅲ，35(4)節(jié)選]NH4H2PO4中，電負(fù)性最高的元素是______。(2)[2016·全國卷Ⅰ，37(4)]光催化還原CO2制備CH4反應(yīng)中，帶狀納米Zn2GeO4是該反應(yīng)的良好催化劑。Zn、Ge、O電負(fù)性由大至小的順序是______________。(3)[2015·全國卷Ⅱ，37(1)改編]O、Na、P、Cl四種元素中電負(fù)性最大的是___(填元素符號)。答案(1)O(2)O＞Ge＞Zn(3)O6．原子半徑或離子半徑(1)[2019·全國卷Ⅱ35，(3)]比較離子半徑：F－____O2－(填“大于”“等于”或“小于”)。(2)[2018·全國卷Ⅰ，35(2)]Li＋與H－具有相同的電子構(gòu)型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是________________________________________________________________________。(3)[2016·全國卷Ⅲ，37(2)節(jié)選]根據(jù)元素周期律，原子半徑Ga____As。(填“大于”或“小于”)答案(1)小于(2)Li＋核電荷數(shù)較大(3)大于7．對角線規(guī)則[2019·全國卷Ⅲ，35(1)]在周期表中，與Li的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素是______，該元素基態(tài)原子核外M層電子的自旋狀態(tài)______(填“相同”或“相反”)。答案Mg相反8．現(xiàn)有A、B、C、D、E、F、G、H八種元素，均為前四周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大。請根據(jù)下列相關(guān)信息，回答有關(guān)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元素是形成化合物種類最多的元素C元素基態(tài)原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1D元素基態(tài)原子的核外p軌道中有兩個未成對電子E元素的氣態(tài)基態(tài)原子的第一至第四電離能分別是：I1＝738kJ·mol－1，I2＝1451kJ·mol－1，I3＝7733kJ·mol－1，I4＝10540kJ·mol－1F元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4G元素是前四周期中電負(fù)性最小的元素H元素位于元素周期表中的第八列(1)C2A4的電子式為__________________。(用元素符號表示，下同)(2)B元素的原子核外共有________種不同