选修3原子结构与性质知识点高二.docx

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选修3原子结构与性质知识点高二

第一章原子结构与性质

一.原子结构

1、能级与能层

2、原子轨道

3、原子核外电子排布规律

（1）构造原理：

随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基

态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。

能级交错：

由构造原理可知，电子先进入4s轨道，后进入3d轨道，这种现象叫能级交错。

（说明：

构造原理并不是说4s能级比3d能级能量低（实际上4s能级比3d能级能量高），而是指这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。

）

（2）基态和激发态

①基态：

最低能量状态。

处于最低能量状态的原子称为基态原子。

②激发态：

较高能量状态（相对基态而言）。

基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至较高能级时的状态。

处于激发态的原子称为激发态原子。

③原子光谱：

不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收（基态→激发态）和放出（激发态→较低激发态或基态）不同的能量（主要是光能），产生不同的光谱——原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。

利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素。

（3）、电子云与原子轨道

①电子云：

电子在核外空间做高速运动，没有确定的轨道。

因此，人们用“电子云”模型来描述核外电子的运动。

“电子云”描述了电子在原子核外出现的概率密度分布，是核外电子运动状态的形象化描述。

②原子轨道：

不同能级上的电子出现概率约为90%的电子云空间轮廓图称为原子轨道。

s电子的原子轨道呈球形对称，ns能级各有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈纺锤形，np能级各有3个原子轨道，相互垂直（用px、py、pz表示）；nd能级各有5个原子轨道；nf能级各有7个原子轨道。

（2）、核外电子排布规律

①能量最低原理：

原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最

低原理。

②泡利（不相容）原理：

一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反（用“↑↓”表示），这个原理称为泡利原理。

③洪特规则：

当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特规则。

比如，p3的轨道式为

，而不是

。

洪特规则特例：

当p、d、f轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。

即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14时，是较稳定状态。

前36号元素中，全空状态的有4Be2s22p0、12Mg3s23p0、20Ca4s23d0；半充满状态的有：

7N2s22p3、15P3s23p3、24Cr3d54s1、25Mn3d54s2、33As4s24p3；全充满状态的有10Ne2s22p6、18Ar3s23p6、29Cu3d104s1、30Zn3d104s2、36Kr4s24p6。

4、基态原子核外电子排布的表示方法

（1）电子排布式

①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，例如K：

1s22s22p63s23p64s1。

②为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示，例如K：

[Ar]4s1。

（2）电子排布图（轨道表示式）

每个方框或圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。

如基态硫原子的轨道表示式为

二、原子结构与元素周期表

1、原子的电子构型与周期的关系

（1）每周期第一种元素的最外层电子的排布式为ns1。

每周期结尾元素的最外层电子排布式除He为1s2外，其余为ns2np6。

He核外只有2个电子，只有1个s轨道，还未出现p轨道，所以第一周期结尾元素的电子排布跟其他周期不同。

（2）一个能级组最多所容纳的电子数等于一个周期所包含的元素种类。

但一个能级组不一定全部是能量相同的能级，而是能量相近的能级。

2、元素周期表的分区

根据核外电子排布①分区

②各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点

③若已知元素的外围电子排布，可直接判断该元素在周期表中的位置。

如：

某元素的外围电子排布为4s24p4，由此可知，该元素位于p区，为第四周期ⅥA族元素。

即最大能层为其周期数，最外层电子数为其族序数，但应注意过渡元素（副族与第Ⅷ族）的最大能层为其周期数，外围电子数应为其纵列数而不是其族序数（镧系、锕系除外）。

三、元素周期律

1、电离能、电负性

（1）电离能是指气态原子或离子失去1个电子时所需要的最低能量，第一电离能是指电中性基态原子失去1个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。

第一电离能数值越小，原子越容易失去1个电子。

在同一周期的元素中，碱金属（或第ⅠA族）第一电离能最小，稀有气体（或0族）第一电离能最大，从左到右总体呈现增大趋势。

同主族元素，从上到下

，第一电离能逐渐减小。

同一原子的第二电离能比第一电离能要大

（2）元素的电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。

以氟的电负性为4.0，锂的电负性为1.0作为相对标准,得出了各元素的电负性。

电负性的大小也可以作为判断金属性和非金属性强弱的尺度，金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”的电负性在1.8左右。

它们既有金属性，又有非金属性。

（3）电负性的应用

①判断元素的金属性和非金属性及其强弱

②金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”（如锗、锑等）的电负性则在1.8左右，它们既有金属性，又有非金属性。

③金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。

④同周期自左到右，电负性逐渐增大，同主族自上而下，电负性逐渐减小。

2、原子结构与元素性质的递变规律

3、对角线规则

在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如

第一章原子结构与性质

第一节原子结构

1．下列说法中正确的是（）。

A．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小

B．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多

C．能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动

D．各能层含有的能级数为n（n为能层序数）

2．下列说法中正确的是（）。

A．1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布

B．3p2表示3p能级有两个轨道

C．同一原子中，3d轨道的能量小于4s轨道的能量

D．同一原子中，2p、3p、4p电子的能量逐渐减小

3．比较下列多电子原子的能级的能量高低

（1）2s____3s

（2）2s____3d（3）3p____3s（4）4f____6f

4．主族元素原子失去最外层电子形成阳离子，主族元素的原子得到电子填充在最外层形成阴离子。

下列各原子或离子的电子排布式错误的是（）。

A．Ca2＋：

1s22s22p63s23p6B．O2－：

1s22s22p4

C．Cl－：

1s22s22p63s23p6D．Ar：

1s22s22p63s23p6

5．铁是常见金属，它在元素周期表中位于第四周期Ⅷ族，原子序数为26，则

Fe2＋的结构示意图为（）。

A.

B.

C.

D.

6．写出具有下列电子排布的原子的核电荷数、名称、元素符号及在元素周期表中的位置。

（1）1s22s22p63s23p4；

（2）1s22s22p63s23p63d104s24p65s2；

（3）1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1

7．以下电子排布式是基态原子的电子排布的是（）。

①1s12s1②1s22s12p1③1s22s22p63s2④1s22s22p63s23p1

A．①②B．①③C．②③D．③④

8．下列有关电子云和原子轨道的说法中正确的是（）。

A．原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云

B．s能级原子轨道呈球形，处于该轨道上的电子只能在球壳内运动

C．p能级原子轨道呈哑铃状，随着能层的增加，p能级原子轨道也在增多

D．p能级原子轨道与s能级原子轨道的平均半径都随能层序数的增大而增大

9．X元素原子的最外层电子排布式为nsnnpn＋1，试回答下列问题：

（1）电子排布式中的n＝________；原子中能量最高的是________电子，其电子云在空间有________方向，呈现________形。

（2）X元素的名称是________；它的氢化物的电子式是________。

10．短周期的三种主族元素A、B、C，原子序数依次减小。

A元素的2p能级上有3个未成对电子；B元素原子的最外电子层上的电子数是其电子层数的2倍；A、B、C三原子的核外电子层数之和是5。

请回答：

（1）三种元素的元素符号分别为：

A________，B________，C________。

（2）A与C形成的化合物的分子式是________，写出该化合物与A的最高价

氧化物对应水化物发生反应的化学方程式_________________________

_________________________________________________________________。

11．有A、B、C、D、E5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。

其中A为非金属元素，A和E属同一族，它们原子的最外层电子排布式为ns1。

B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，C原子最外层上电子数等于D原子最外层上电子数的一半。

请回答下列问题：

（1）A是________，B是________，C是________，D是________，E是________。

（2）由这5种元素组成的一种化合物是（写化学式）______________________。

写出该物质的一种主要用途_________________________________________

_________________________________________________________________。

（3）写出C元素基态原子的电子排布式：

_______________________________。

（4）用电子排布图表示D元素原子的最外层电子排布：

________________。

（3）1s22s22p63s23p1（4）

12.已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。

X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。

X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子。

请回答下列问题：

（1）X元素原子基态时的电子排布式为，该元素的符号是。

（2）Y元素原子的价层电子的电子排布图为，该元素的名称是。

（3）已知化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为XZ3，产物还有ZnSO4和H2O，该反应的化学方程式是,______________________________________________________________。

第二节原子结构与元素的性质

1．元素周期表中，非金属元素存在的区域为（）。

A．只有s区B．只有p区

C．s区、d区和ds区D．s区和p区

2．闪烁着银白色光泽的金属钛（22Ti）因具有密度小、强度大、无磁性等优良的机械性能，被广泛的应用于军事、医学等领域，号称“崛起的第三金属”。

已知钛有48Ti、49Ti、50Ti等同位素，下列关于金属钛的叙述中不正确的是（）。

A．上述钛原子中，中子数不可能为22

B．钛元素在周期表中处于第四周期

C．钛的不同同位素在周期表中处于不同的位置

D．钛元素是d区的过渡元素

3．下列各组元素性质的递变情况错误的是（）。

A．Li、Be、B原子的最外层电子数依次增多

B．P、S、Cl元素的最高化合价依次升高

C．N、O、F电负性依次增大

D．Na、K、Rb第一电离能逐渐增大

4．下列叙述中正确的是（）。

A．同一周期中，ⅦA族元素的原子半径最大

B．ⅥA族元素的原子，其半径越大，越容易得到电子

C．室温时，0族元素的单质都是气体

D．同一周期中，碱金属元素的第一电离能最大

5．下列各元素，最易形成离子化合物的组合是·（）。

①第三周期第一电离能最小的元素②外围电子构型为2s22p6的原子③2p

能级为半满的元素④电负性最大的元素

A．①②B．③④C．②③D．①④

6．现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：

①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3④1s22s22p5

则下列有关比较中正确的是（）。

A．第一电离能：

④>③>②>①

B．原子半径：

④>③>②>①

C．电负性：

④>③>②>①

D．最高正化合价：

④>③＝②>①

7．已知An＋、B（n＋1）＋、Cn－、D（n＋1）－都有相同的电子层结构，则原子半径由大到小的顺序是（）。

A．C>D>B>AB．A>B>C>D

C．D>C>A>BD．A>B>D>C

8．a、b、c、d是四种短周期元素。

a、b、d同周期，c、d同主族。

a的原子结构示意图为

，b与c形成的化合物的电子式为

。

下列说法中正确的是（）。

A．原子半径：

a>c>d>b

B．电负性：

a>b>d>c

C．原子序数：

d>a>c>b

D．最高价含氧酸的酸性：

c>d>a