1、课时1原子结构与元素的性质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(考点层次A自学、识记、辨析)对应学生用书P2571电子层与原子轨道电子层一二三四五符号KLMNO原子轨道1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s最多容纳电子数226261026101422818322n2提醒：第一电子层(K)，只有s能级；第二电子层(L)，有s、p两种能级，p原
2、子轨道上有三个原子轨道px、py、pz，它们具有相同的能量；第三电子层(M)，有s、p、d三种原子轨道。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：提醒：所有电子排布规则都需要满足能量最低原理。(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
3、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。提醒：当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n-1)d、np顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n-1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，正确；Fe：1s22s22p63s23p64s23d6，错误。在书写简化的电子排布式时，并不是所有的都是价电子排布式(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教材高考1(SJ选修3P164改编)下列各原子或
4、离子的电子排布式错误的是()AK1s22s22p63s23p6 BF1s22s22p5CS2-1s22s22p63s23p4 DAr1s22s22p63s23p6答案C2(SJ选修3P179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2s22p517号：1s22s22p63s23p5或3s23p535号：1s22s22p63s23p63d104s24p5或3d104s24p53(溯源题)(1)Zn2基态核外电子排布式为_。(2016江苏)(2)Cr3基态核外电子排布式为_。(3)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。(4)Si元素基
5、态原子的电子排布式是_。(5)基态硼原子的电子排布式为_。(6)31Ga基态原子的核外电子排布式是_。(7)Cu基态核外电子排布式为_。答案(1)1s22s22p63s23p63d9(或3d9)(2)1s22s22p63s23p63d3或3d3(3)1s22s22p31(4)1s22s22p63s23p2(或3s23p2)(5)1s22s22p1或2s22p1(6)1s22s22p63s23p63d104s24p1或3d104s24p1(7)1s22s22p63s23p63d10或3d10探源：该高考题组源于教材SJ选修3 P14“交流与讨论”，考查的是核外电子排布式的书写。1气态电中性基态原
6、子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是()A1s22s22p63s23p21s22s22p63s23p1B1s22s22p63s23p31s22s22p63s23p2C1s22s22p63s23p41s22s22p63s23p3D1s22s22p63s23p63d104s24p21s22s22p63s23p63d104s24p1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B2(2016昆明模拟)下列各组表述中，两个原子不属于同种元素原子的是()A3P 原子轨道有一个空轨道的基态原子和核外电子的排布式为1s22s22p63s23p2的原子B2p原子轨道无空轨道，
7、且有一个未成对电子的基态原子和原子的最外层电子排布式为2s22p5的原子CM层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子D最外层电子数是核外电子总数的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子解析A项，3p原子轨道有一个空轨道的基态原子，按洪特规则可得其3p轨道上只能有两个电子，所以两个原子是同种元素的原子；B项，2p原子轨道无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子，它的2p原子轨道上只能是5个电子，所以两原子是同种元素的原子；C项，M层全充满而N层为4s2的原子，其M层应为18个电子，而后者的M层上只有8个电子，所以两原子不是同种元素的原子；D项，最
8、外层电子数是核外电子总数的的原子中，最外层电子数要小于或等于8个电子，且电子总数为5的倍数，所以可得该原子可能是原子序数为5、10、15、20、25、30、35、40，其中满足最外层电子数是核外电子总数的且符合核外电子排布规则的只能是35号元素，该元素原子的外围电子排布式为4s24p5，所以两原子是同种元素的原子。答案C3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N1s22s22p32s22p3Cl1s22s22p63s23p53s23p5Ca1s22s22p63s23p64s24s2Fe1s22s22p63s23p63d64s23d64s2Cu1s22s22p63s
9、23p63d104s13d104s1As1s22s22p63s23p63d104s24p33d104s24p34.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
10、，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
11、)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3d64s2(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1或3d104s1(5)22p【方法归纳】“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、泡利不相容原理，若违背其一，则电子能量不处于最低状态。易误警示在书写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：(违反能量最低原理)(违
12、反泡利不相容原理)(违反洪特规则)(违反洪特规则)书写轨道表示式(或电子排布图)时，空轨道不能省略。如C的轨道排布图表示为，而不是。(2)半充满、全充满状态原子结构稳定如ns2、np3、np6Cr：3d54s1Mn：3d54s2Cu：3d104s1Zn：3d104s2考点二原子结构与元素的性质(考点层次B共研、理解、整合)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)周期电子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电子排布式原子序数基态原子的电子排布式二232s1101s22s22p6三3113s1181s22s22p63s23p6四4194s1361s2
13、2s22p63s23p63d104s24p6五5375s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六6556s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6提醒：电子层数周期数价电子数主族序数(2)每族元素的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)：(n-1)d110ns12。(3)元素周期表的分区a根据核外电子排布分区b各区元素化学性质及原子最外层电子排布特
14、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)(n-1)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(n-1)d10ns12金属元素f区镧系、锕系(n-2)f014(n-1)d02ns2镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近提醒：“外围电子排布”即“价电子层”，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
15、，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kJmol-1。规律a同周期：第一种元素的第一电离能最小，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)。提醒：第二、三、四周期的同周期主族元素，第A族(ns2np0)和第A族(ns2np3)，因
16、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。(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。在元素周期表中，同周期从左至右，元素的电负性逐渐增大，同主族
17、从上至下，元素的电负性逐渐减小。应用提醒：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。教材高考1(SJ选修3P268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
18、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_。(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3s2)1s22s22p63s23p6(3)三ASiO2弱2(溯源题)(1)(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
19、”)。(2)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)，其中C原子的核外电子排布式为_。答案(1)3d104s24p3大于小于(2)O1s22s22p63s23p3(或3s23p3)探源：本高考题组分别源于教材SJ选修3 P20“交流与讨论”及P23“图214主族元素的电负性”，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。题组一元素的电离能与电负性及元素推断1(2016沈阳调研)已知A、B、C、
20、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，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
21、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4s22下列关于元素第一电离能的说法不正确的是()A钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾的活泼性强于钠B因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，故第一电离能必依次增大C最外层电子排布为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子，第一电离能较大D对于同一元素而言，原子的电离能I1I2I3解析第一电离能越小，表明该元素原子越易失去电子，活泼性越强，A项正确；同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，第一电离能一般来说依次增大，但有反常，如第一电离能：NO、MgAl，
22、B项错误；C项所述元素为零族元素，性质稳定，第一电离能都较大。答案B3如图：元素符号LiBeBCOFNaAlSiPSCl电负性0.981.572.042.553.443.980.931.611.902.192.583.16(1)根据对角线规则，Be、Al元素最高价氧化物对应水化物的性质相似，它们都具有两性，其中Be(OH)2显示这种性质的离子方程式是_。(2)通过分析电负性变化规律，确定Mg元素电负性的最小范围_。(3)请归纳元素的电负性和金属、非金属的关系是_。(4)从电负性角度，判断AlCl3是离子化合物还是共价化合物？请说出理由，并设计一个实验方案证明上述所得结论。_。答案(1)Be(O
23、H)22H=Be22H2O，Be(OH)22OH-=BeO2H2O(2)0.931.57(3)元素的非金属性越强，电负性越大；元素的金属性越强，电负性越小(4)Al元素和Cl元素的电负性差值为1.551.7，所以形成共价键，为共价化合物。将氯化铝加热到熔融态，进行导电性实验，如果不导电，说明是共价化合物【思维建模】题组二原子结构与元素性质的综合应用4(2016天水模拟)现有三种元素的基态原子的电子排布式如下：1s22s22p63s23p4；1s22s22p63s23p3；1s22s22p5。则下列有关比较中正确的是()A最高正化合价：B原子半径：C电负性：D第一电子能：解析根据核外电子排布可知
24、是S，是P，是F。F无最高正价，A错误；同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族自上而下原子半径逐渐增大，则原子半径：，B错误；非金属性越强，电负性越大，则电负性：，C错误；非金属性越强第一电离能越大，但P的3p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，第一电离能强于S，则第一电离能：，D正确。答案D5根据信息回答下列问题：(1)如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)。认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断NaAr元素中，Al的第一电离能的大小范围为_Al_(填元素符号)；图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是第_周期_族。(2)已
25、知元素的电负性和元素的化合价一样，也是元素的一种基本性质。下面给出14种元素的电负性。元素AlBBeCClFLi电负性1.52.01.52.53.04.01.0元素MgNNaOPSSi电负性3.00.93.52.12.51.8已知：两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键，两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。根据表中给出的数据，可推知元素的电负性具有的变化规律是_；通过分析电负性值变化规律，确定Mg元素电负性值的最小范围_；判断下列物质是离子化合物还是共价化合物：ALi3NBBeCl2CAlCl3DSiC.属于离子化合物的是_；.属于共价化合物的是_；请设计一个实验方案证明上
26、述所得到的结论_。解析(1)由图可以看出，同周期的第A族元素的第一电离能最小，而第A族元素的第一电离能小于第A族元素的第一电离能，故Al的第一电离能：NaAlMg。图中电离能最小的应是碱金属元素Rb，在元素周期表中第五周期A族。(2)将表中数据按照元素周期表的顺序重排，可以看出电负性随着原子序数的递增呈周期性变化。根据电负性的递变规律：同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，可知，在同周期中电负性NaMgAl，同主族BeMgCa，最小范围应为0.91.5。根据已知条件及表中数值：Li3N电负性差值为2.0，大于1.7，形成离子键，为离子化合物；BeCl2、AlCl3、SiC
27、电负性差值分别为1.5、1.5、0.7，均小于1.7，形成共价键，为共价化合物。共价化合物和离子化合物最大的区别在于熔融状态下能否导电。离子化合物在熔融状态下以离子形式存在，可以导电，但共价化合物却不能。答案(1)NaMg五I A(2)随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化0.91.5ABCD测定各物质在熔融状态下能否导电，若导电则为离子化合物，反之则为共价化合物【规律方法】正确表述元素周期律项目同周期(从左右)同主族(从上下)原子核外电子排布电子层数相同，最外层电子数逐渐增多，17(第一周期12)最外层电子数相同，电子层数递增原子半径逐渐减小(0族除外)逐渐增大元素主要化合价最高正价由17最低负价由-4-1最高正价主族序数(O、F除外)，非金属最低负价主族序数-8原子得、失电子能力得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强元素的第一电离能第一电离能呈增大的趋势第一电离能逐渐减小元素的电负性电负性逐渐增大电负性逐渐减小元素金属性、非金属性金属性逐渐减弱非金属性逐渐增强金属性逐渐增强非金属性逐渐减弱