高三第一轮复习教案高中化学选修3第1章.docx

1、高三第一轮复习教案高中化学选修3第1章第一章 原子结构与性质本节是选修3的重要组成部分，在高考中常与必修中所学有关知识联合考查，其主要考点是：原子结构；原子结构与元素的性质。这部分内容可以培养学生探索物质及变化的兴趣，揭示微观世界的本质和规律，是高考中的重点。【教学目标】1了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素（136号）原子核外电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。2了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。3了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。4了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。【教学重难点】原子核外电子的能级分布；电离能、电负性

2、的应用。第1课时 原子结构与性质基础知识梳理一、原子结构1能层与能级能层KLMN能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f各能级最多容纳的电子数各能层最多容纳的电子数2.构造原理随着原子核电荷数的递增，绝大多数元素的原子核外电子排布将遵循1s_2p 3s_ _ _4p 5s_ _6s即ns_f_d_p.不同能级中的电子排布顺序一般为：3核外电子排布遵循的三个原理(1)能量最低原理原子的电子排布遵循的构造原理使整个原子的能量处于_状态。如32Ge的电子排布式为_。(2)泡利不相容原理1个原子轨道最多只容纳_个自旋状态不同的电子。(3)洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先_，而且自

3、旋方向_。4基态与激发态、光谱(1)基态与激发态处于_的原子叫基态原子；当基态原子的电子_后，电子会跃迁到_而变成激发态原子。(2)光谱把原子吸收或释放的光的_分布记录下来，即为光谱。5电子云和原子轨道(1)电子云描述电子在空间出现机会多少的_。(2)原子轨道表达电子在空间里经常出现的电子云区域。(3)原子轨道的形状s能级的原子轨道是_，p能级的原子轨道是_的。(4)各能级的原子轨道数能级 nsnpndnf原子轨道数 1 3 5 7二、原子结构与元素性质1原子结构与元素周期表(1)元素周期律的形成是由于元素的原子中_的排布发生周期性的重复。(2)元素的分区s区：包括_和_，价电子排布为_，容易

4、失去_电子，形成_价离子，除_外，这些元素都是_。价电子数等于主族族序数。p区：包括从_到_、_(氦除外)共六族元素，它们原子的价电子排布为_。价电子总数等于主族序数。d区：包括_族的元素(镧系和锕系元素除外)，价电子排布为_，一般最外层电子数为_，价电子总数等于副族序数。ds区：包括_元素，它们的原子的_轨道为充满电子的轨道，价电子排布为_。f区：包括_元素。2元素周期律(1)随着原子序数的递增，主族元素原子半径的大小呈现周期性变化：同周期中(除稀有气体)，随着原子序数的增大，元素的原子半径_。原子半径的大小取决于两个相反的因素：一是原子的_，另一个是_。(2)电离能及其变化规律气态电中性基

5、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。由电离能的定义推知，电离能越小，表示在气态时该原子_，反之电离能越大，表明气态时该原子_，因此运用电离能的数值可以判断_。由电离能大小可以看出，对同一周期元素而言，_的第一电离能最小，_的第一电离能最大；从左到右呈现_的变化趋势。同主族元素从上到下的第一电离能逐渐_。3电负性及其变化规律(1)电负性：用来描述不同元素的原子_。(2)同一周期的元素从左到右，元素的电负性逐渐_，同主族元素的电负性从上而下逐渐_。电负性以氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准。电负性没有单位。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。参考答案一、原

6、子结构1(1)2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 8 18 322.2s 3p 4s 3d 4d 5p (n2) (n1) n3.(1)最低 1s22s22p63s23p63d104s24p2 (2)2 (3)单独占据一个轨道 相同4.(1)最低能量 吸收能量 较高能级 (2)波长和强度5.(1)概率分布图 (3)球形的 纺锤形二、原子结构与元素的性质1(1)核外电子(2)A族 A族 ns12 1个或2个 1或2 H 活泼金属元素A A 0族 ns2np16B到 (n1)d19ns12 12B族、B族 (n1)d (n1)d10ns12镧系和锕系2.(1)减小 核电荷数 核外电子

7、数(2)失电子越容易 失电子越难 原子失去电子的难易程度碱金属元素 稀有气体 从小到大 减小3.(1)吸引电子的能力强弱(2)增大 减小第2课时原子结构与性质重难点剖析一、原子核外电子排布规律及表示方法1原子核外电子排布规律(1)各原子轨道的能量高低多电子原子中，电子进入原子轨道时，原子轨道能量的高低存在以下规律：相同电子层上原子轨道能量的高低为：nsnpndnf。形状相同的原子轨道能量的高低为：1s2s3s4s。电子层和形状相同的原子轨道的能量相等，如2 px、2 py、2 pz轨道的能量相等。(2)核外电子分层排布的一般规律能层最多容纳电子数最外层(K层为最外层时，2个)8次外层18倒数第

8、3层32第n层2n22.基态原子核外电子排布的表示方法(1)原子结构示意图(或称原子结构简图)可表示核外电子分层排布和核内质子数，如. (2)电子式可表示原子最外层电子数目，如(3)电子排布式用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，如K：1s22s22p63s23p64s1。为了避免电子排布式书写过于烦琐，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，如K：Ar4s1。 (4)电子排布图(又称为轨道表示式)每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子，如第二周期碳元素基态原子的电子排布如图所示。(1)在写基态原子的电子排布图时，常出现以下几种错误a

9、(违反泡利原理)b (违反洪特规则)c (违反洪特规则)(2)当出现d轨道时，虽然电子按ns，(n1)d，np顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n1)d放在ns前，如 Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正确；Fe：1s22s22p63s23p64s23d6错误。(3)注意洪特规则特例：能量相同的原子轨道在全满(如p6、d10)、半满(如p3、d5)和全空(p0、d0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1(3d5、4s1均为半充满状态)；29Cu的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1(3d10为全充满状

10、态，4s1为半充满状态)。 例1(2007海南)A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：(1)A元素基态原子的最外层有3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层为全充满，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_。解析(1)A元素基态原子的轨道表示式由题意可写成，可见该元素核外有7个电子，为氮元素，其元素符号为N。(2)B、C的电

11、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元素的原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成3价离子，其基态原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，即为26号元素Fe。(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。 答案(1)N (2)ClK(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2或Ar 3d64s2(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1或Ar 3d104s1二、原子结构与元素周期表1原子结构与周期的关系(1)每周期第一种元素的最

12、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。氦原子核外只有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原子结构与族的关系(1)对主族元素：主族元素的族序数原子的最外层电子数(2)对副族元素：次外层电子数多于8个而少于18个的一些元素，它们除了能失去最外层的电子外，还能失去次外层上的一部分电子。例如元素钪Ar3d14s2，可以失去三个电子，钪为B族。所以，失去的(或参加反应的)电

13、子总数，就等于该元素所在的族数。除第族元素外，其大多族序数等于(n1)dns的电子数。3元素周期表的分区(1)根据核外电子排布分区分区元素分布外围电子排布元素性质特点s区A、A族ns12除氢外都是活泼金属元素p区A族A族、0族ns2np16最外层电子参与反应d区B族B族、第族(n1)d19ns12d轨道也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(2)根据元素金属性与非金属性分区处于金属与非金属交界线(又称梯形线)附近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

14、不能叫两性非金属。例2四种短周期元素的性质或结构信息如下表。请根据信息回答下列问题。元素 性质或结构信息A室温下单质呈粉末状固体，加热易熔化；单质在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰B单质常温、常压下是气体，能溶于水；原子的M层有1个未成对的p电子C单质质软、银白色固体、导电性强；单质在空气中燃烧发出黄色的火焰D原子最外层电子层上s电子数等于p电子数；单质为空间网状晶体，具有很高的熔、沸点(1)B元素在周期表中的位置为_，写出A原子的电子排布式_。(2)写出C单质与水反应的化学方程式_。A与C形成的化合物溶于水后，溶液的pH_7(填“大于”、“等于”或“小于”)。(3)D元素最高价氧化物晶体的硬度_(

15、填“大”、“小”)，其理由是_。(4)A、B两元素非金属性较强的是_(写元素符号)。写出证明这一结论的一个实验事实_。解析由单质燃烧呈淡蓝色火焰和室温下是固体粉末可知A是硫元素；M层有一个未成对的p电子，可能是铝或氯，其单质在常温下是气体，则B为氯元素；单质是银白色固体且燃烧时呈黄色火焰，说明C是钠；D的最外层电子排布是ns2np2，故可能是碳或硅，因此对(3)中答案应分别讨论。答案(1)第三周期A族 1s22s22p63s23p4(2)2Na2H2O=2NaOHH2 大于(3)大 SiO2是原子晶体(或小 CO2是分子晶体)(4)Cl 高氯酸的酸性大于硫酸的酸性(或氯化氢稳定性比硫化氢强)三

16、、元素周期律1.原子半径(1)原子半径周期性变化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(稀有气体元素除外)，同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。(2)微粒半径比较在中学要求的范围内可按“三看”规律来比较微粒半径的大小。“一看”电子层数：当电子层数不同时，电子层数越多，半径越大。“二看”核电荷数：当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。“三看”核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。判断微粒半径大小的规律：同周期从左到右，原子半径依次减小(稀有气体元素除外)。同主族从上到下，原子或同价态离子半径均增大。阳离子半径小于对应的原子半径，阴离子半径大于对

17、应的原子半径，如r(Na)r(Na)，r(S)r(Cl)r(K)r(Ca2)。不同价态的同种元素的离子，核外电子数多的半径大，如r(Fe2)r(Fe3)，r(Cu)r(Cu2)。2.电离能、电负性(1)第一电离能：气态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。电离能是衡量气态原子失去电子难易程度的物理量，元素的电离能越小，表示气态时越容易失电子，还原性越强。镁和铝相比，镁第一电离能大，磷与硫相比，磷第一电离能大。(2)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。电负性越大，非金属性越强，反之越弱。电负性的变化规律是：同周期从左到右，元素的电负性逐渐变大，同主族从

18、上到下，元素的电负性逐渐变小。因此电负性大的元素集中在元素周期表的右上角，电负性小的元素位于元素周期表的左下角。在元素周期表中，电负性最大的元素是氟，电负性最小的元素是铯。短周期元素中电负性最小的是钠。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，被称为“对角线规则”。用电负性判断化学键的类型一般认为：如果两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成离子键；如果两个成键元素原子间的电负性差值小于1.7，它们之间通常形

19、成共价键。例3(2010苏州模拟)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_。E(砷)E(硒) E(砷)E(硒) E(溴)E(硒)(3)估计1 mol气态Ca原子失去最外层一个电子所需能量E值的范围：_EE(硒)、E(溴)E(硒)。(3)根据同主族、同周期元素性质变化规律可以推出：E(K)E(Ca)SP

20、Si，故其氢化物稳定性为HClH2SPH3SiH4。(4)氧元素和氮元素相比，非金属性较弱的是氮元素，可通过C、E验证。答案(1) (2)PCl3、CCl4 Si3N4 原子 3s23p4 (3)HClH2SPH3SiH4 (4)氮元素 CE【作业】课时训练第3课时原子结构与性质课时训练一、选择题1(基础题)下列说法中正确的是 ()A处于能量最低状态的原子叫基态原子B3p2表示3p能级上有两个轨道C同一原子中，1s、2p、4p电子的能量呈逐渐降低排列D同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多答案：A解析：3p2表示第3层的p轨道中有2个电子，同一原子中，1s、2p、4p电子的能量逐渐升

21、高，2p、3p、4p能级的轨道数相同。2(基础题)具有下列电子排布式的原子中，半径最大的为()A1s22s22p63s1 B1s22s22p63s23p64s1 C1s22s22p63s2 D1s22s22p63s23p64s2答案：B解析：根据电子排布式可知A为Na，B为K，C为Mg，D为Ca，显然K半径最大。3(基础题)在d轨道中电子排布成，而不排布成，其最直接的依据是() A能量最低原理B泡利不相容原理 C原子轨道能级图 D洪特规则答案：D解析：根据洪特规则，电子优先进入平行轨道，选择使体系能量最低的状态。4前四周期元素中，基态原子中未成对电子与其所在周期数相同的元素有几种()A3种 B

22、4种 C5种 D6种答案：C5(基础题)下列元素原子的电子层结构违背了泡利不相容原理的是()AAl：1s22s22p63s13p2 BN：He CB：1s22s3 DLi： 答案：C解析：泡利不相容原理的内容是：每个原子轨道最多只能容纳两个电子，且自旋方向相反。该原理限定一个原子轨道中最多容纳的电子数目和同一个原子轨道中电子的自旋方向。s能级只有一个原子轨道，因此s能级中最多容纳两个自旋方向相反的电子，由此知C项中2s3违背了泡利不相容原理；A项违背了能量最低原理；B项违背了洪特规则；D项的轨道表示式正确。6. (能力题)某元素A的2价离子的最外层电子排布为5s2，则下列有关元素A的说法正确的是 ()AA原子的价电子排布为4d25s2，原子中有两个未成对电子BA为p区元素，其原子中电子全部成对CA2最外层电子处于8电子稳定结构DA处于周期表第5周