1、专题十一 物质结构与性质(选修3)第一单元 原子结构与性质1 原子核外电子排布原理 2 原子结构与元素性质3 课时达标检测 课堂真题集训明考向4 课时达标检测 课下能力测评查缺漏目 录 CONTENTS 考点1 原子核外电子排布原理 教材基础自热身1能层、能级与原子轨道(1)能层(n)：在多电子原子中，核外电子的是不同的，按照电子的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：同一能层里的电子的也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用等表示，同一能层里，各能级的能量按的顺序升高，即。能量能量能量s、p、d、fs、p、d、fE(ns)E(np)E(nd)E(nf)(
2、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。(4)原子轨道：电子云轮廓图给出了电子在的区域。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_p哑铃形_核外经常出现球形132基态原子的核外电子排布(1)能量最低原理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，亦即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：注意 所有电子排布规则都需满足能量最低原理。(2)泡利不相容原理每个原子轨道里最多只能容纳
3、个电子，且自旋状态。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，不能表示为洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在(p6、d10、f14)、(p3、d5、f7)和(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr 的电子排布式为。2相反全满半满全空1s22s22p63s23p63d54s13原子状态与原子光谱(1)原子状态基态原子：处于的原子。激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，从跃迁到状态的原子。(2)原子光谱不同元素的原子发生跃迁时会或不同的光，用光谱仪记录下来
4、便得到原子光谱。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。最低能量低能级高能级吸收释放(3)基态、激发态及光谱示意图4电子排布式和电子排布图(或轨道表达式)以硫原子为例电子排布式1s22s22p63s23p4简化电子排布式Ne3s23p4电子排布图(或轨道表示式)价电子排布式3s23p4知能深化扫盲点 提能点 一 理解能层、能级及其最多容纳电子数的关系 1任一能层的能级总是从 s 能级开始，而且能级数等于该电子层序数。2以 s、p、d、f排序的各能级可容纳的最多电子数依次为 1、3、5、7的二倍。3构造原理中存在着能级交错现象。4牢记前四周期的能级排布(1s、2s、2p、3s、3p、4
5、s、3d、4p)。5各能层电子数 提能点 二 核外电子排布式的表示方法 1“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，则原子能量不处于最低状态。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，即 ns2、np3、np6 等处于相对稳定结构状态。如 Cr：3d54s1、Mn：3d54s2、Cu：3d104s1、Zn：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。(4)在书写简化的电子排布式时，并不是所有的都是X价电子排
6、布式(注：X 代表上一周期稀有气体元素符号)。2熟记 3 种最外层电子的特征排布(1)最外层有 3 个未成对电子的为 ns2np3,136 号元素中分别为 N、P、As。(2)最外层有 2 个未成对电子的可能是 ns2np2 或 ns2np4。短周期元素中分别为 C、Si 和 O、S。(3)最外层有一个单电子的可能是 ns1、ns2np1、(n1)d5ns1、(n1)d10ns1。第四周期中有 K、Ga(镓)、Cr(3d54s1)、Cu(3d104s1)。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N1s22s22p3He2s22p3ClCaFeCuAs1s22s22
7、p63s23p5Ne3s23p51s22s22p63s23p64s2Ar4s21s22s22p63s23p63d64s2Ar3d64s21s22s22p63s23p63d104s1Ar3d104s11s22s22p63s23p63d104s24p3Ar3d104s24p3题点全练过高考 题点一根据核外电子排布，正确理解电子能量状态1(2018天水模拟)下列轨道表示式能表示氮原子的最低能量状态的是()解析：A 项，符合电子的基态排布原理，表示氮原子的最低能量状态，正确；B、C 项，2p 的 3 个电子排布违背洪特规则，不是基态原子的排布，错误；D 项，表示 B 原子的基态核外电子，错误。2下列轨
8、道表示式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；不符合能量最低原理。3请用核外电子排布的相关规则解释 Fe3较 Fe2更稳定的原因。_。26Fe 的价电子排布式为 3d64s2，Fe3的价电子排布式为 3d5，Fe2的价电子排布式为 3d6。根据“能量相同的轨道处于全空、全满和半满时能量最低”的原则，3d5 处于半满状态，结构更稳定，所以 Fe3较 Fe2更稳定题点二三种核外电子排布表示方法的规范书写4下列关于钠元素的几种表达式错误的是()ANa的电子排布图：BNa的结构示意图：CNa 的电子排布式：1s22s22p53s2DNa 的简化电子排布
9、式：Ne3s1解析：基态 Na 原子的电子排布式：1s22s22p63s1，C 错误。5(1)元素 Cu 基态原子的核外电子排布式为_。(2)基态硼原子的电子排布式为_。(3)基态 Si 原子中，电子占据的最高能层符号为_，该能层具有的原子轨道数为_、电子数为_。(4)Ni2的价电子排布图为_。(5)Se 原子序数为_，其核外 M 层电子的排布式为_。解析：(2)B 是 5 号元素，故其基态原子的电子排布式为1s22s22p1。(3)Si 的最高能层为第三能层，其符号为 M，该能层有 1 个 s 轨道、3 个 p 轨道和 5 个 d 轨道，共 9 个轨道，Si 在该能层有 4 个电子。(4)N
10、i 是 28 号元素，价电子排布式为 3d84s2，Ni2的价电子排布式为 3d8，电子排布图为。(5)Se 是 34 号元素，M 层有 18 个电子，M 层电子的排布式为 3s23p63d10。1s22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d104s1)1s22s22p1M94343s23p63d10题点三 根据核外电子排布推断元素6(2018济南模拟)下列各组表述中，两个原子不属于同种元素原子的是()A3p 能级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 能级无空轨道，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
11、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15的原子和最外层电子排布式为 4s24p5 的原子7A、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
12、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。C 或 OClKFe1s22s22p63s23p63d64s2 或Ar3d64s2Cu1s22s22p63s23p63d104s1 或Ar3d104s122p考点2 原子结构与元素性质 教材基础自热身1原子结构与元素周期表(1)原子结构与元素周期表的关系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电子排布式原子序数基态原子的电子排布式二23He2s1101s22s22p6三311_18_四419
13、_36_五537Kr5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6 六655Xe6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6Ne3s11s22s22p63s23p6Ar4s11s22s22p63s23p63d104s24p6(2)每族元素的价电子排布特点主族主族 A AAAAAA排布特点ns1_0 族：He：1s2；其他：ns2np6。过渡元素(副族和第族)：(n1)d110ns12。ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5(3)元素周期表的分区周期表的分区简图各区元素分
14、布及性质与价电子排布特点分区元素分布价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；通常是最外层电子参与反应p区A族A族、0族 ns2np16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 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2元素周期律(1)原子半径影响因素电子层数：电子层数越多，原子半径核电荷数：电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径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；同主族元
15、素从上到下，原子半径逐渐。越大越小减小增大(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，符号：，单位：。规律a同周期：第一种元素的第一电离能，最后一种元素的第一电离能，总体呈现的变化趋势。b同族元素：从上至下第一电离能。c同种原子：逐级电离能越来越(I1I2I3)。最低能量I1kJmol1最小最大从左至右逐渐增大逐渐减小大1.8，非金属元素；电负性1.7，离子键；两成键元素电负性差值1.7，共价键。(3)判断元素价态正负：电负性大的元素呈现负价，电负性小的元素呈现正价。(4)电负性是判断元素金属性和非金属性强弱的重要参数之一(表征原子得电子能力强弱)。对点
16、练 1镁的第一电离能比铝的大，磷的第一电离能比硫的大，原因是_。2Na 容易形成1 价离子，而 Mg、Al 易形成2 价、3 价离子，原因是_。3从电负性角度，判断 AlCl3 是离子化合物还是共价化合物，说出理由并写出判断的方法_。Mg：1s22s22p63s2 P：1s22s22p63s23p3。镁原子、磷原子最外层能级中，电子处于全满或半满状态，相对比较稳定，失电子较难Na 的 I1 比 I2 小很多，电离能差值很大，说明失去第一个电子比失去第二个电子容易得多，所以 Na 容易失去一个电子形成1 价离子；Mg 的 I1 和 I2 相差不多，而 I2 比I3 小很多，所以 Mg 容易失去两
17、个电子形成2 价离子；Al的 I1、I2、I3 相差不多，而 I3 比 I4 小很多，所以 Al 容易失去三个电子形成3 价离子Al 和 Cl 的电负性差值为 1.51.7，所以形成共价键，AlCl3 为共价化合物。将 AlCl3 加热到熔融态，进行导电性实验，如果不导电，说明是共价化合物题点全练过高考 题点一 电离能与元素的性质1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，故第一电离能依次增大C最外层电子排布为 ns2np6(若只有 K 层时为 1s2)的原子，第一电离能较大D对于同一元素而
18、言，原子的电离能 I1I2I3解析：A 项，同一主族，从上到下元素的第一电离能越来越小，活泼性越来越强；B 项，同周期的第A 族与第A 族，第一电离能出现了反常；C 项，ns2np6 的原子为稀有气体原子，第一电离能较大；D 项，同一元素的原子，I1I2I3。2根据表中所列五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kJmol1)，回答下列问题：元素代号I1I2I3I4Q2 0804 0006 1009 400R5004 6006 9009 500S7401 5007 70010 500T5801 8002 70011 600U4203 1004 4005 900(1)在元素周期表中，最可能处于同一
19、族的是_(填字母，下同)。AQ 和 R BS 和 T CT 和 UDR 和 T ER 和 U解析：(1)根据电离能的变化趋势知，Q 为稀有气体元素，R 为第A 族元素，S 为第A 族元素，T 为第A 族元素，U 为第A 族元素，所以 R 和 U 处于同一主族。E(2)下列离子的氧化性最弱的是_。AS2 BR CT3 DU(3)下列元素中，化学性质和物理性质最像 Q 元素的是_。A硼B铍C氦D氢(4)每种元素都出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况，这一事实从一个侧面说明：_，如果 U 元素是短周期元素，你估计它的第 2 次电离能突跃数据将发生在失去第_个电子时。(5)如果 R、S、T 是同周期
20、的三种主族元素，则它们的原子序数由小到大的顺序是_，其中_元素的第一电离能异常高的原因是_。DC电子分层排布，各能层能量不同10RSTSS 元素的最外层电子处于 s 能级全充满状态，能量较低，比较稳定，失去一个电子吸收的能量较多题点二 电负性与元素性质3电负性的大小也可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度。下列关于电负性的变化规律正确的是()A元素周期表从左到右，元素的电负性逐渐变大B元素周期表从上到下，元素的电负性逐渐变大C电负性越大，金属性越强D电负性越小，非金属性越强解析：利用同周期从左至右元素电负性逐渐增大，同主族从上至下元素电负性逐渐减小的规律来判断。电负性越大，金属性越弱，非金
21、属性越强。4一般认为：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健；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1.0 1.5 2.0 2.5 3.5 4.0 0.9 1.5 1.8 2.1 2.5 3.0(1)根据对角线规则，Be、Al 的最高价氧化物对应水化物的性质相似，它们都具有_性，其中 Be(OH)2 显示这种性质的离子方程式是_。两Be(OH)22H=Be22H2O、Be(OH)22OH=BeO22 2H2O(2)通过分析电负性值的变化规律，确定 Mg 的电负性值的最
22、小范围为_。(3)请 归 纳 元 素 的 电 负 性 和 金 属 性、非 金 属 性 的 关 系 是_。0.91.5非金属性越强，电负性越大；金属性越强，电负性越小题点三“位、构、性”三者的关系与元素推断5过渡元素及其化合物的应用研究是目前科学研究的前沿之一。请回答下列问题：(1)原子序数小于 36 的过渡元素 A 和 B，在元素周期表中位于同一族，且原子序数 B 比 A 多 1，基态 B 原子中含有三个未成对电子。B 元素在元素周期表中的位置为_，A2在基态时的价层电子排布式为_，元素 A 具有变 价，其 中 较 稳 定 的 价 态 是 _，原 因 是_。(2)过渡金属离子与水分子形成的配合
23、物是否有颜色，与其 d轨道电子排布有关。一般而言，为 d0 或 d10 排布时，无颜色；为 d1d9 排布时，有颜色，如Co(H2O)62显粉红色。据此判断，Mn(H2O)62_(填“有”或“无”)颜色。第四周期第族3d63 价Fe3的价层电子排布式为 3d5,3d 轨道处于半充满状态，其他轨道处于全充满状态，此时能量最低有6A、B、C、D、E、F 六种短周期元素，原子序数依次增大；A、B 的阴离子与 C、D 的阳离子的电子排布式均为 1s22s22p6，A 原子核外有 2 个未成对电子，C 单质可与热水反应但不能与冷水反应；E、F 原子在基态时填充电子的轨道数有 9 个，且 E 原子核外有
24、3 个未成对电子，F 能与 A 形成相同价态的阴离子，且离子半径 A 小于 F。用元素符号回答下列问题：(1)上述六种元素中，_元素的第一电离能最大，理由是_。(2)C、D 元素的第一电离能较大的是_(填写元素符号)，原因是_。(3)六 种 元 素 按 电 负 性 从 小 到 大 的 排 列 顺 序 是_。(4)C、D、E、F 元素形成的最高价氧化物中属于离子化合物的是_，属于共价化合物的是_。F其最外层有 7 个电子且原子半径小，容易得电子，不容易失电子MgMg 最外层 3s 轨道全满，3p 全空，能量最低MgAlPSOFMgO、Al2O3P2O5、SO3课时达标检测 课堂真题集训明考向1(2017江苏高考节选)铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某 FexNy 的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。(1)Fe3基态核外电子排布式为_。(2)C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为_。解析：(1)Fe 为 26 号元素，Fe3基态核外电子排布式为Ar3d5或 1s22s22p63s23p63d5。(2)非金属性：HCO，则电负性：HCO。Ar3d5 或 1s22s22p63s23p63d5HCGeZn金属铜失去的是全充满的 3d10 电子，镍失去的是 4s1 电子大于小于NKF
