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1、版高考化学大一轮复习第十一章物质结构与性质第1讲原子结构与性质学案第1讲原子结构与性质【2019备考】最新考纲：1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理，能正确书写136号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表达式。2.了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。3.了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。4.了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。考点一原子核外电子排布原理(频数：难度：)1能层、能级与原子轨道(1)能层(n)：在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的能量差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N表示，能量依次升高。(2)能级：同一能层里电

2、子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用s、p、d、f等表示，同一能层里，各能级的能量按s、p、d、f的顺序依次升高，即：E(s)E(p)E(d)E(f)。(3)原子轨道：电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。原子轨道轨道形状轨道个数s球形1p哑铃形3第一能层(K)，只有s能级；第二能层(L)，有s、p两种能级，p能级上有三个原子轨道px、py、pz，它们具有相同的能量；第三能层(M)，有s、p、d三种能级。能层数电子层数，每个能层所包含的能级数能层序数。2基态原子的核外电子排布(1)能量最低原理：即电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨

3、道，使整个原子的能量处于最低状态。如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：(2)泡利原理每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋状态相反。如2s轨道上的电子排布为，不能表示为。(3)洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。如2p3的电子排布为，不能表示为或。洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。在书写简化的电子排布式时，并不是所有的都是X

4、价电子排布式(注：X代表上一周期稀有气体元素符号)。3基态、激发态及光谱示意图1(RJ选修3P124改编)下列各原子或离子的电子排布式错误的是()AK1s22s22p63s23p6 BF1s22s22p5CS21s22s22p63s23p4 DAr1s22s22p63s23p6答案C2(RJ选修3P127改编)写出第9、17、35号元素原子的电子排布式。答案9号：1s22s22p5或He2s22p517号：1s22s22p63s23p5或Ne3s23p535号：1s22s22p63s23p63d104s24p5或Ar3d104s24p53(溯源题)(1)Co基态原子核外电子排布式为_。(201

5、7课标全国，35节选)(2)Zn2基态核外电子排布式为_。2016江苏化学，21A(1)(3)Cr3基态核外电子排布式为_。2015江苏化学，21A(1)节选(4)N的基态原子核外电子排布式为_；Cu的基态原子最外层有_个电子。2015安徽理综，25(2)(5)Si元素基态原子的电子排布式是_。2015四川理综，8(1)答案(1)Ar3d74s2或1s22s22p63s23p63d74s2(2)1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10(3)1s22s22p63s23p63d3或Ar3d3(4)1s22s22p31(5)1s22s22p63s23p2或Ne3s23p2探源：该高考题组

6、源于教材RJ选修3 P12“学与问”，考查的是核外电子排布式的书写。题组一电子排布式、排布图的书写与判断1写出下列原子的电子排布式与简化电子排布式原子电子排布式简化电子排布式N1s22s22p3He2s22p3Cl1s22s22p63s23p5Ne3s23p5Ca1s22s22p63s23p64s2Ar4s2Fe1s22s22p63s23p63d64s2Ar3d64s2Cu1s22s22p63s23p63d104s1Ar3d104s1As1s22s22p63s23p63d104s24p3Ar3d104s24p32.气态电中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是()A1s22

7、s22p63s23p21s22s22p63s23p1B1s22s22p63s23p31s22s22p63s23p2C1s22s22p63s23p41s22s22p63s23p3D1s22s22p63s23p63d104s24p21s22s22p63s23p63d104s24p1解析np3处于半充满状态，结构稳定，失去一个电子吸收的能量多。答案B3下列电子排布图所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是_。解析、不符合能量最低原理；不符合洪特规则。答案【反思归纳】“两原理，一规则”的正确理解(1)原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规则、泡利原理，若违背其一，则电子能量不处于最低状态。易误警示

8、在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：(2)半充满、全充满状态的原子结构稳定如ns2、np3、np6；nd5、nd10Cr：3d54s1Mn：3d54s2Cu：3d104s1Zn：3d104s2(3)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n1)d、np的顺序填充，但在书写时，仍把(n1)d放在ns前。题组二规范使用化学用语4按要求填空：(1)质量数为37的氯原子符号为_。(2)S2的结构示意图_。(3)氮原子的电子式_，N2的电子式_，NH的电子式_。(4)磷原子的核外电子排布式_，价电子排布式_，价电子排布图_。(5)按要求用三种化学用语表示基态铁原子和三价铁离子。答案(1)Cl(2)(5

9、)5.A、B、C、D、E、F代表6种元素。请填空：(1)A元素基态原子的最外层有2个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为_；(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为_，C的元素符号为_；(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为_，其基态原子的电子排布式为_；(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为_，其基态原子的电子排布式为_。(5)F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn1，则n_；原子中能量最高的是_电子。解析(1)A元素基态原子次外层有2个电子，故次外层为K层，A元素有2个电

10、子层，由题意可写出其电子排布图为：，则该元素核外有6个电子，为碳元素，其元素符号为C，另外氧原子同样也符合要求，其电子排布图为：。(2)B、C的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C为19号元素K。(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2即为26号元素铁。(4)根据题意要求，首先写出电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号元素Cu。(5)s能级只有1个原子轨道，故最多只能容纳2个电子，即n2，所以元素F的原子的最外层电子排布式为2s22p3，由

11、此可知F是N元素；根据核外电子排布的能量最低原理，可知氮原子的核外电子中的2p能级能量最高。答案(1)C或O(2)ClK(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(5)22p【解题指导】为了书写和学术交流的方便，采用国际统一的符号来表示各个元素。它们有各自不同的侧重点：(1)结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各层上的电子数。(2)核组成式：如O，侧重于表示原子核的结构，它能告诉我们该原子核内的质子数和核外电子数以及质量数，但不能反映核外电子的排布情况。(3)电子排布式：能直

12、观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数，但不能表示原子核的情况，也不能表示各个电子的运动状态。(4)电子排布图：能反映各轨道的能量的高低，各轨道上的电子分布情况及自旋方向。(5)价电子排布式：如Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布式为3d64s2。价电子排布式能反映基态原子的能层数和参与成键的电子数以及最外层电子数。考点二原子结构与元素性质(频数：难度：)1原子结构与周期表的关系(1)原子结构与周期表的关系(完成下列表格)周期能层数每周期第一种元素每周期最后一种元素原子序数基态原子的简化电子排布式原子序数基态原子的电子排布式二23He2s1101

13、s22s22p6三311Ne3s1181s22s22p63s23p6四419Ar4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五537Kr5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六655Xe6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6(2)每族元素的价层电子排布特点主族主族AAAA排布特点ns1ns2ns2np1ns2np2主族AAA排布特点ns2np3ns2np4ns2np50族：He：1s2；其他ns2np6。过渡元素(副族和第族)：(n1)d110ns12。(3)元素周期

14、表的分区根据核外电子排布分区各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点分区元素分布外围电子排布元素性质特点s区A族、A族ns12除氢外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反应p区A族A族、0族ns2np16(He除外)通常是最外层电子参与反应d区B族B族、族(除镧系、锕系外)(n1)d19ns12(除钯外)d轨道可以不同程度地参与化学键的形成ds区B族、B族(n1)d10ns12金属元素f区镧系、锕系(n2)f014(n1)d02ns2镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近根据元素金属性与非金属性可将元素周期表分为金属元素区和非金属元素区(如下图)，处于金属与非金属交界线(又称梯形线)附近

15、的非金属元素具有一定的金属性，又称为半金属或准金属，但不能叫两性非金属。(1)能层数电子层数周期数主族序数价电子数(2)对于主族元素，价电子层就是最外电子层，而对于过渡元素原子不仅仅是最外电子层，如Fe的价电子层排布为3d64s2。2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3元素周期律(1)原子半径影响因素变化规律元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。(2)电离能第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，符号I1，单位kJmol1。规律a同周期元素：第一种元素的第

16、一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，总体呈现从左至右逐渐增大的变化趋势。b同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小。c同种原子：逐级电离能越来越大(即I1I2I3)。(3)电负性含义：元素的原子在化合物中吸引键合电子能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引键合电子的能力越强。标准：以最活泼的非金属氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体元素未计)。变化规律金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于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。在元素周期表

17、中，同周期从左至右，元素的电负性逐渐增大，同主族从上至下，元素的电负性逐渐减小。(1)第二、三、四周期的同周期主族元素，第A族(ns2np0)和第A族(ns2np3)，因p轨道处于全空或半充满状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的第A族和第A族元素的，如第一电离能：MgAl，PS。(2)金属活动性顺序与元素相应的电离能大小顺序不完全一致，故不能根据金属活动性顺序表判断电离能的大小。不能将电负性1.8作为划分金属和非金属的绝对标准。共价化合物中，两种元素电负性差值越大，它们形成共价键的极性就越强。同周期元素，从左到右，非金属性越来越强，电负性越来越大，第一电离能总体呈增大趋势。1(RJ

18、选修3P246改编)A、B、C、D都是短周期元素。A的原子核外有两个电子层，最外层已达到饱和。B位于A元素的下一周期，最外层的电子数是A最外层电子数的1/2。C的离子带有两个单位正电荷，它的核外电子排布与A元素原子相同。D与C属同一周期，D原子的最外层电子数比A的最外层电子数少1。(1)根据上述事实判断：A是_，B是_，C是_，D是_(用元素符号填空)。(2)C原子的核外电子排布式为_；D离子的核外电子排布式为_。(3)B位于第_周期_族，它的最高价氧化物的化学式是_，最高价氧化物的水化物是一种_酸。答案(1)NeSiMgCl(2)1s22s22p63s2或Ne3s21s22s22p63s23

19、p6(3)三ASiO2弱2(LK选修3P28改编题)下表列出了九种元素在元素周期表中的位置。(1)这九种元素电负性最大的是_，第一电离能最小的元素是_，最不活泼的是_(均用元素符号填空)。(2)这九种元素中最外层电子排布为4s1的元素为_(用元素符号填空)。(3)c、d、e三种元素第一电离能由大到小的顺序是_，电负性由大到小的顺序是_(均用元素符号填空)。(4)写出d元素原子的轨道表示式_，i元素原子基态电子排布式_。解析(1)九种元素中电负性最大的是F，第一电离能最小的是K，最不活泼的是Ne。(2)最外层电子排布为4s1的元素为K和Cu。(3)c、d、e三种元素分别为Si、P、S，第一电离能

20、PSSi，电负性SPSi。(4)d的轨道表示式为，i元素为Ga，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或Ar3d104s24p1。答案(1)FKNe(2)K和Cu(3)PSSiSPSi1s22s22p63s23p63d104s24p1(或Ar3d104s24p1)3(溯源题)(1)2017课标全国，35(1)(2)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题：氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为_。元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分

21、元素的E1变化趋势如图(a)所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是_；氮元素的E1呈现异常的原因是_。(2)(2016全国卷)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：写出基态As原子的核外电子排布式_。根据元素周期律，原子半径Ga_As，第一电离能Ga_As(填“大于”或“小于”)。(3)2015课标，37(1)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2和B具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：四种元素中电负性最大的是_(填元素符号

22、)，其中C原子的核外电子排布式为_。答案(1) 同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大N的p能级处于半充满状态，具有稳定性，故不易结合一个电子(2)Ar3d104s24p3大于小于(3)O1s22s22p63s23p3或Ne3s23p3探源：本高考题组分别源于教材RJ选修3 P18“图121元素的第一电离能的周期性变化”及P19“图123电负性的周期性变化”，分别考查了元素第一电离能和电负性的周期性变化及A族元素第一电离能的特殊性。题组一元素周期律的准确判断1下列四种元素的基态原子的电子排布式如下：1s22s22p63s23p41s22s22p63s

23、23p31s22s22p31s22s22p5则下列有关的比较中正确的是()A第一电离能：B原子半径：C电负性：D最高正化合价：解析由电子排布式可知：为S，为P，为N，为F。第一电离能为，A正确；B不正确，原子半径应是最大，最小；C不正确，电负性：最大，最小；D不正确，F无正价，最高正价：。答案A2A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，有关两元素的下列叙述：原子半径AB，离子半径AB，原子序数AB，原子最外层电子数AB，A的正价与B的负价绝对值一定相等，A的电负性小于B的电负性，A的第一电离能大于B的第一电离能。其中正确的是()A BC D解析A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同

24、的电子层结构，则A在B的下一周期。错误，因A原子半径大于同一主族的上一周期元素原子的半径，该原子的半径又大于同一周期的B原子的半径，所以原子半径AB；因原子序数AB，则离子半径AB，错误；A的正价与B的负价绝对值不一定相等，错误；A的第一电离能小于B的第一电离能，因为A为金属，B为非金属，错误。答案B题组二元素的电离能与电负性及元素推断3(2017沈阳调研)已知A、B、C、D、E都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大。A原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，B原子基态时s电子数与p电子数相等，C在元素周期表的各元素中电负性最大，D的基态原子核外有6个能级且全部充满电子，

25、E原子基态时未成对电子数是同周期元素中最多的。(1)基态E原子的价电子排布式为_，E在_区。(2)A、B、C的电负性大小顺序(填元素符号，下同)_，第一电离能大小顺序为_。(3)D的核外电子排布式为_，价电子排布图为_。解析由题意可知A为C，B为O，C为F，D为Ca，E为Cr。(1)铬原子的价电子排布式为3d54s1, 在d区。(2)根据同周期电负性和第一电离能的递变性可知答案。(3)价电子数为2，价电子排布图为答案(1)3d54s1d(2)FOCFOC(3)1s22s22p63s23p64s2或Ar4s2 题组三原子结构与元素性质的综合应用4根据信息回答下列问题：A第一电离能I1是指气态原子

26、X(g)处于基态时，失去一个电子成为气态阳离子X(g)所需的最低能量。下图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图(其中12号至17号元素的有关数据缺失)。B不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用数值表示，该数值称为电负性。一般认为：如果两个成键原子间的电负性差值大于1.7，原子之间通常形成离子键，如果两个成键原子间的电负性差值小于1.7，通常形成共价键。下表是某些元素的电负性值。元素符号LiBeBCOFNaAlSiPSCl电负性值1.01.52.02.53.54.00.91.51.82.12.53.0(1)认真分析信息A图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断第三周期NaAr这几种元素中，Al的第一电离能的大小范围为_Al_(填元素符号)。(2)信息A图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是_周期_族。(3)根据对角线规则，Be、Al元素最高