原子结构与性质.docx

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原子结构与性质

《选修3物质结构与性质》　

　　人教版

　　第一章原子结构与性质

　　第一节原子结构

　　第二节原子结构与元素的性质

　　第二章分子结构与性质

　　第一节共价键

　　第二节分子的立体结构

　　第三节分子的性质

　第三章晶体结构与性质

　　第一节晶体的常识

　　第二节分子晶体与原子晶体

　　第三节金属晶体

第四节离子晶体

人教版是按两条线索呈现内容，

纵向：

（章与章之间）

分子间作用力

共价键

原子分子晶体

决定

横向：

结构性质

反映

课程目标

1．从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，增强学习化学的兴趣。

2．进一步形成有关物质结构的基本观念，初步认识物质的结构与性质之间的关系。

3．能从物质结构决定性质的视角解释一些化学现象，预测物质的有关性质。

4．在理论分析和实验探究过程中学习辩证唯物主义的方法论，逐步形成科学的价值观。

第一章原子结构与性质

原子核

同位素，质量数，相对原子质量

中子：

n中性

质子：

Z带正电

一、基础巩固

排布规律

运动特征

核外电子

1、原子结构

能层，能级，轨道，构造原理，泡利原理，洪特规则

基本考点：

1．质量数=质子数+中子数

2．同位素的基本概念及计算

3．核外电子排布规律：

1-32号元素的原子和离子的核外电子排布

“位，构，性”三角关系

同周期元素性质关系：

递变性

元素周期表的结构

2、原子结构与元素的性质

同主族元素性质关系：

递变性和相似性

二.知识要点

内容标准

学习要求

教学建议

1．了解原子核外电子的运动状态。

1．了解原子核外电子的运动特征。

用图形、模型或电教手段等来说明核外电子的运动状态、电子云。

2．知道电子云的涵义。

2．了解原子结构的构造原理，知道原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布。

3．知道在多电子原子中，核外电子是分层排布的。

4．知道能层、能级（原子轨道）、电子的自旋的涵义。

主量子数、角量子数、磁量子数和自旋磁量子数等概念不作要求。

5．知道不同原子轨道的形状、伸展方向、能量高低顺序和表示形式。

6．知道不同的电子层含有的原子轨道的类型、数目和不同能级最多可容纳的电子数。

7．知道多电子原子中核外电子分层排布遵循的原理（能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则）。

8．了解电子排布式的涵义，能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布。

9．知道元素的原子外围电子排布式的涵义，能说出根据元素原子外围电子排布的特征对元素周期表分区的情况。

3．能说出元素电离能、电负性的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质。

10．知道元素电离能的涵义。

引导学生利用有关图表讨论主族元素电离能的变化与核外电子排布的关系；查阅有关元素的电负性资料，解释元素的“对角线规则”，列举实例予以说明。

11．了解元素电离能和原子或离子失去电子难易的关系，了解元素电离能和原子核外电子分层排布的关系，认识同一周期、同一主族中元素电离能的周期性变化。

12．能应用元素电离能说明原子失去电子的难易、元素主要化合价等的周期性变化。

13．知道元素电负性的涵义。

14．了解元素电负性和元素在化合物中吸引电子能力的关系，认识同一周期、同一主族中元素电负性的周期性变化。

15．能根据元素电负性说出主族元素的金属性和非金属性的强弱。

4．知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。

16．知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁。

17．了解原子核外电子在一定条件下发生跃迁在生活、生产和科学研究等的简单应用。

三．难点重点突破

1.对能层、能级，原子轨道的理解

列表找关系

能层

K

L

M

N

O

能级

1s

2s2p

轨道数

1

1+3

电子数

2

2+6

2.电子在不同能层或能级的能量大小比较规律：

能层：

由里往外能量依次升高。

即：

K

能级：

ns<（n-2）f<（n-1）d

轨道：

同一能级不同轨道上的电子能量相同。

同一轨道上的电子运动状态不相同。

练1.比较下列多电子原子的各轨道的能量高低

（1）1s,3d

（2）3s,3p,3d（3）2p,3p,4p

练2.He+离子中,3s,3p,3d,4s轨道能量高低的关系为（）

A.3s=3p=3d=4sB.3s＜3p＜4s＜3dC.3s=3p=3d＜4sD.3s＞3p＞3d＞4s

3.核外电子排布的三原理的应用

①（能量最低原理）

核外电子为什么不是排满M层后再排N层？

为什么任何原子的最外层上最多只能有8个电子？

次外层最多只能有18个电子？

②为什么每一层最多容纳2n2个电子？

（泡利不相容原理）

③（洪特规则）

为什么原子轨道上电子在半充满状态下能量较低，较稳定？

试举例（1－36号元素）

为什么同周期第一电离能VIA族

练1.指出下列各元素的基态原子的电子排布式的写法违背了什么原理并予以改正。

（1）Be1s22p2

（2）B1s22s3（3）N1s22s22px22py

练2.下列各原子的电子构型中，属于基态的是（）。

A．1s22s12d1B．1s22s12p2C．1s22s22p63s13p5D．1s22s22p63s23p1

练3．下列各原子的电子构型中，属于激发态的是（）。

A．1s22s13d1B．1s22s22p2C．1s22s22p63s23p5D．1s22s22p63s23p1

4结构与性质的关系

原子结构与电离能的关系

练1.具有下列外层电子构型的原子，第一电离能最低的是（）

A.ns2np3；B.ns2np4；C.ns2np5；D.ns2np6

练2.、电离能是指1mol气态原子（或阳离子）失去1mol电子形成1mol气态阳离.子（或更高价气态阳离子）所需吸收的能量。

现有核电荷数小于20的元素A，其电离能数据如下（I1表示原子失去第一个电子的电离能，In表示原子失去第n个电子的电离能。

单位：

eV）

序号

I1

I2

I3

I4

I5

I6

电离能

7.644

15.03

80.12

109.3

141.2

186.5

序号

I7

I8

I9

I10

I11

┈

电离能

224.9

266.0

327.9

367.4

1761

┈

（1）外层电子离核越远，能量越高，电离能＿＿＿＿（填“大”或“小”）。

阳离子电荷数越高，再失去电子时，电离能越＿＿＿＿（填“大”或“小”）。

（2）上述11电子分属几个电子层？

（3）去掉11个电子后，该元素还有＿＿＿＿个电子

答案:

（1）小；大

（2）3（3）1（4）Mg（OH）2

练3、不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量（设其为Ｅ）如下图所示。

试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列问题。

（1）同主族内不同元素的Ｅ值变化的特点是：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

各主族中Ｅ值的这种变化特点体现了元素性质的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿变化规律。

（2）同周期内，随原子序数增大，Ｅ值增大。

但个别元素的Ｅ值出现反常现象。

试预测下列关系式中正确的是＿＿＿＿＿＿（填写编号，多选倒扣）

　　①Ｅ（砷）＞Ｅ（硒）②Ｅ（砷）＜Ｅ（硒）　③Ｅ（溴）＞Ｅ（硒）④Ｅ（溴）＜Ｅ（硒）

（３）估计１ｍｏｌ气态Ｃａ原子失去最外层一个电子所需能量Ｅ值的范围：

＿＿＿＿＿＿＿＜Ｅ＜＿＿＿＿＿＿＿

（４）１０号元素Ｅ值较大的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿。

答案:

（1）随着原子序数增大．E值变小 周期性 

（2）①③（3）419 738［或填E（钾） E（镁）］（4）10号元素是氖．该元素原子的最外层电子排布已达到8个电子稳定结构。

练4、根据下列五种元素的电离能数据（单位：

kJ/mol），回答下面各题。

元素代号

I1

I2

I3

I4

Q

2080

4000

6100

9400

R

500

4600

6900

9500

S

740

1500

7700

10500

T

580

1800

2700

11600

U

420

3100

4400

5900

1．在周期表中，最可能处于同一族的是

AQ和RBS和TCT和UDR和TER和U

2．电解它们的熔融氯化物，阴极放电反应最可能正确的是

AQ2＋＋2e－→QBR2＋＋2e－→RCS3＋＋3e－→S

DT3＋＋3e－→TEU2＋＋2e－→U

3．它们的氯化物的化学式，最可能正确的是

AQCl2BRClCSCl3DTClEUCl4

4．S元素最可能是

AS区元素B稀有气体元素Cp区元素

D准金属Ed区元素

5．下列元素中，化学性质和物理性质最像Q元素的是

A硼（1s22s22p1）B铍（1s22s2）C锂（1s22s1）

D氢（1s1）E氦（1s2）

1-5:

EDBAE

与周期表的关系

原子序数

电子分布式

价电子构型

周期

族

区

33

3d34s2

29

4s24p5

4d105s2

27

与电负性的关系

练1．已知元素的某种性质“X”和原子半径、金属性、非金属性等一样，也是元素的一种基本性质。

下面给出13种元素的X的数值：

元素

Al

B

Be

C

Cl

F

Li

X的数值

1.5

2.0

1.5

2.5

2.8

4.0

1.0

元素

Mg

Na

O

P

S

Si

X的数值

1.2

0.9

3.5

2.1

2.5

1.7

试结合元素周期律知识完成下列问题：

（1）经验规律告诉我们：

当形成化学键的两原子相应元素的X差值大于1.7时，所形成的一般为离子键；当小于1.7时，一般为共价键。

试推断AlBr3中的化学键类型是______。

（2）根据上表给出的数据，简述主族元素的X的数值大小与元素的金属性或非金属性强弱之间的关系______________________________；简述第二周期元素（除惰性气体外）的X的数值大小与原子半径之间的关系_____________________________________________。

（3）请你预测Br与I元素的X数值的大小关系________。

（4）某有机化合物分子中含有S—N键，你认为该共用电子对偏向于________原子（填元素符号）。

答案．

（1）共价键

（2）元素X的数值越大，元素的非金属性越强（或元素X的数值越小，元素的金属性越强）原子半径越小，X的数值越大

（3）Br大于I（4）N

练2、不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用一定的数值x来表示．若x值越大．其原子吸引电子的能力越强．在分子中形成负电荷的一方．下面是某些短周期元素的x值：

⑴通过分析x值变化规律,确定N、Mg的x值范围：

_＜x（Mg）＜_，_＜x（N）＜__。

⑵推测x值与原子半径关系是                                  _________。

根据短周期元素的x值变化特点，体现了元素性质的               变化规律。

⑶某有机化合物结构式为：

其中S—N中，你认为共用电子对偏向谁？

         （写原子名称）。

⑷经验规律告诉我们：

当成键的两原子相应元素的x差值（Δx）即Δx＞1.7时，一般为离子键，Δx＜1.7，一般为共价键，试推断：

AlBr3中化学键类型是           。

⑸预测元素周期表中，x值最小的元素的位置：

            （放射性元素除外）。

答案：

（1）0.93

（2）同周期（同主族）中，x值大，其原子半径越小；周期性。

（3）氮原子。

（4）共价键。

（5）第六周期IA主族

第一章原子结构与性质检测题

一、选择题

1、短周期元素R的原子核外电子数等于核内中子数，该元素单质7.8g与氧气充分反应可生成13g化合物RO，则该元素的价电子层是：

A、1S2B、2S2C、3S2D4S2

2、下列关于稀有气体的叙述不正确的是：

A、原子的电子排布最外层都是以P6结束；

B、其原子与同周期ⅠA、ⅡA族阳离子具有相同电子排布式；

C、化学性质非常不活泼；

D、原子半径比同周期ⅦA族元素原子的大

3、居里夫人发现的镭是元素周期表的第七周期的ⅡA族，下列关于镭的性质的描述中不正确的是：

A、在化合物中呈+2价B、氢氧化物呈两性

C、单质使水分解，放出氢气D、碳酸盐难溶于水

4、在下列所示的微粒中，氧化性最强的是：

A、1S22S22P2B、1S22S22P5C、1S22S22P63S1D、1S22S22P6

5、元素电负性随原子序数的递增而增强的是：

A、Na,K,RbB、N,P,AsC、O,S,ClD、Si,P,Cl

6、根据对角线规则，下列物质的性质具有相似性的是：

A、硼和硅B、铝和铁C、铍和铝D、铜和金

7、按电子排布，可把周期表里的元素划分成5个区，以下元素属于P区的是：

A、FeB、MgC、PD、La

8.以下能级符号不正确的是（）

A.3sB.3p

C.3dD.3f

9.下列各原子或离子的电子排列式错误的是（）

A.Na+1s22s22p6B.F¯1s22s22p6

C.N3+1s22s22p6D.O2¯1s22s22p6

10.以下各分子中，所有原子都满足最外层为8电子结构的是（）

A.H3O+B.BF3

C.CCl4D.pCl5

11.下列关于氢原子电子云图的说法正确的是（）

A.通常用小黑点来表示电子的多少，黑点密度大，电子数目大。

B.黑点密度大，单位体积内电子出现的机会大。

C.通常用小黑点来表示电子绕核作高速圆周运动。

D.电子云图是对运动无规律性的描述。

12.下列轨道表示式能表示氮原子的最低能量状态的是（）

↑↓

↑

↑

↑

↑↓

A.1S2S2P

↑↓

↑↓

↑

↑↓

B.1S2S2P

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

↑↓

C.1S2S2P

↑↓

↑

↑↓

D.1S2S2P

13.x、y为两种元素的原子，x的阴离子与y的阳离子具有相同的电子层结构，由此可知（）

A.x的原子半径大于y的原子半径。

B.x的电负性小于y的电负性。

C.x的氧化性大于y的氧化性。

D.x的第一电离能大于y的第一电离能。

14．氢原子的电子云图中的小黑点表示的意义是（）

A一个小黑点表示一个电子B黑点的多少表示电子个数的多少

C表示电子运动的轨迹D电子在核外空间出现机会的多少

15、电子构型为[Ar]3d54s2的元素是（）

A．稀有气体B．过渡元素C．主族元素D．卤族元素

16、下列能级轨道数为3的是：

A、s能级B、p能级C、d能级D、f能级

17、对Na、Mg、Al的有关性质的叙述正确的是：

A、碱性：

NaOH

B、第一电离能：

Na

C、电负性：

Na>Mg>Al

D、还原性：

Na>Mg>Al

18、X、Y、Z三种元素的原子，其最外层电子排布为ns1，3s23p1和2s22p4，由这三种元素组成的化合物的化学式可能是：

A、X2YZ3B、X2YZ2C、XYZ2D、XYZ3

19、下列关于能层与能级的说法中正确的是：

A、原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数为2n2

B、任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数

C、同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数是不相同的

D、1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，但自旋方向相同。

20、

C－NMR（核磁共振）可以用于含碳化合物的结构分析。

C表示的碳原子（）

A核外有13个电子，其中最外层有4个电子

B核内有6个质子，核外有7个电子

C质量数为13，原子序数为6，核内有7个质子

D质量数为13，原子序数为6，核内有7个中子

21、基态铬原子的电子排布式是（）

A、1S22S22p63S23p64S14p5B、1S22S22p63S23p63d6

C、1S22S22p63S23p64S23d4D、1S22S22p63S23d54S1

22、下列元素中基态原子的第一电离能最大的是（）

A、BB、CC、ND、O

23、下列原子中第一电离能最大的是（C）

A、NaB、LiC、BeD、Mg

24、基态碳原子的电子排布式为（）

A、1S22S22px2B、1S22S22py2

C、1S22S22pz2D、1S22S22px12py1

25、下列各组元素按电离能增加顺序排列的是（）

（A）Li、Na、K（B）B、Be、Li

（C）O、F、Ne（D）C、P、Se

26、4p轨道填充一半的元素，其原子序数是（）

A、15B、33C、35D、51

27、各周期包含的元素为（）

A、2、8、18、32、72、98B、2、8、8、18、18、32

C、2、8、8、18、32、32D、2、8、18、32、32、72

28、某元素价电子构型3dS4S2，是该元素是（）

A、FeB、CoC、MnD、Ni

29、某元素质量数51，中子数28，其基态原子未成对电子数为（）

A、0B、1C、2D、3

30、某原子第六电子层只有二个电子，其第五电子层电子数为（）

A、8B、18C、8～18D、8～32

31、下列原子各电子层中电子数不合理的是（）

21Sc：

K

（2）L（8）M（8）N（3）24Cr：

K

（2）L（8）M（13）N

（1）

32Ge：

K

（2）L（8）M（18）N（4）29Cu：

K

（2）L（8）M（18）N

（1）

32、某元素原子价电子构型3d54S2，其应在（）

第四周期ⅡA族第四周期ⅡB族第四周期ⅦA族第四周期ⅦB族

33、某元素电子构型为[Xe]4f46S2，其应在（）

A、S区B、p区C、d区D、f区

34、3d轨道中最多容纳电子数为（）

A、2B、10C、14D、18

35、第三能层含有的轨道数为（）

A、3B、5C、7D、9

二、填空

37、某元素最高化合价为＋5，原子最外层电子数为2，半径是同族中最小的，其核外电子排布式为_____________，价电子构型为_________________，属_________区元素。

38、3d轨道半充满和全充满的元素分别为和。

39、铜原子核外电子排布式为，属于第周期，是族。

40、第四周期第六个元素的电子构型是。

41、某元素原子的所电子构型为4S24p1，它属于第周期，族，最高正化合价为，元素符号是。

42、某元素原子的价电子构型为3S23p3，它属于第周期，是族，最高正化合价为，元素名称是。

43、某元素原子的价电子构型为3S2，它是区元素，元素符号为。

44、某元素原子的价电子构型为3d104S2，它属于第周期，是族，区元素，元素符号是。

45、某元素原子的价电子构型为3d54S1，它属于第四周期，d区元素，最高正化合价为，元素符号是。

46、按原子序数从锂到氟，第一电离能由小到大的次序是。

47、电负性最大的元素是，最小的是。

48、原子序数为24的元素原子中有个电子层，个能级，个价电子，个未成对电子。

49、按构造原理写出35号元素的基态原子的电子排布式：

---------------；其价电子层为—————————，其所在主族的价电子层为：

————；，最高化合价为：

————————，最低化合价为：

———

50.A、B、C三种短周期元素，原子序数依次增大，三种元素数依次之和为35，A、C同族，B+离子核外有10个电子，回答下列问题

①.A、B、C三种元素分别是_________、_________、_________。

②.A、B、C之间形成多种化合物，其中属于离子化合物的化学式分别为_________、__________、___________。

③分别写出A、B、C的电子排列式：

A._______________________________________

B._______________________________________

C._______________________________________

51、1932年美国化学家鲍林首先提出了电负性的概念。

电负性（用X表示）也是元素的一种重要性质，下表给出的是原子序数小于20的16种元素的电负性数值：

元素

H

Li

Be

B

C

N

O

F

电负性

2.1

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

元素

Na

Mg

Al

Si

P

S

Cl

K

电负性

0.9

1.2

1.5

1.7

2.1

2.3

3.0

0.8

请仔细分析，回答下列有关问题：

①预测周期表中电负性最大的元素应为____________；估计钙元素的电负性的取值范围：

___________＜X＜___________。

②根据表中的所给数据分析，同主族内的不同元素X的值变化的规律是_______________________________________________________________________________；简述元素电负性X的大小与元素金属性、非金属性之间的关系_____________

____________________________________________________________________________。

③经验规律告诉我们：

当形成化学键的两原子相应元素的电负性差值大于1.7时，所形成的一般为离子键；当小于1.7时，一般为共价键。

试推断AlBr3中形成的化学键的类型为__