1、化 学 选修3 人教版新课标导学第一章原子结构与性质 章末复习提升1 知 识 网 络 宏 观 掌 控 2 专 题 归 纳 整 合 提 升 3 步 入 考 场 体 验 真 题 知识网络宏观掌控原子结构与性质原子结构原子核中子N不带电荷质子Z带正电荷决定原子种类同位素核素质量数ANZ近似相对原子质量核电荷数元素元素符号核外电子运动特征质量小，运动速率高接近光速，运动范围小无法确定某一时刻处于核外的哪一位置只能确定它在原子核外各处出现的概率描述方法电子云：电子在原子核外出现的概率密度分布图原子轨道：电子云的轮廓图存在状态基态：处于最低能级产生原子光谱激发态：处于较高能级 原子结构与性质原子结构核外电
2、子电子排布 构造原理能层：分成K、L、M、N等电子层能级：同一能层又分s、p、d等能级排布规律能量最低原理：从能量最低的轨道排起泡利原理洪特规则表示方法原子结构示意图电子排布式原子轨道排布图与元素性质关系电子层数：影响原子的半径大小价电子数最外层电子：决定元素的化学性质 原子结构与性质元素性质元素周期表结构周期7个横行短周期一、二、三周期长周期四、五、六、七周期族18个纵行主族AA共7个副族BB共7个族8、9、10纵行0族稀有气体三七短主和七四副长零，和八性质递变同周期元素性质的递变规律从左向右金属性减弱、非金属性增强同主族元素性质的递变规律从上到下金属性增强、非金属性减弱原子结构与性质元素性
3、质元素周期律内容 核外电子排布的周期性变化同周期：最外层电子数18同主族：最外层电子数主族序数元素主要化合价呈周期性变化同周期正价：17负价：41同主族最高正价主族序数|最低负化合价|8主族序数原子半径呈周期性变化元素原子的第一电离能呈周期性变化元素的电负性呈周期性变化元素的金属性、非金属性呈周期性变化实质：元素性质周期性变化是元素原子的核外电子排布呈周期性变化的必然结果专题归纳整合提升专题1 核外电子排布表示六方法意义 将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子结构示意图实例Al：S2：意义用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式电子排布式实例 K：1s22s22p6
4、3s23p64s1意义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结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示简化电子排布式实例 K：Ar4s1意义主族元素的价层电子指最外层电子，价层电子排布式即最外层电子排布式价电子排布式实例 Al：3s23p1意义 每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子电子排布图实例含义化学中常在元素符号周围用“”或“”来表示元素原子的最外层电子，相应的式子叫做电子式电子式实例D 典例 1 已知某原子结构示意图为：下列有关说法正确的是()A结构示意图中 x4B该原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p4C 该 原 子 的 电 子 排 布 图
5、为 D该原子结构中共有 5 个能级上填充电子解析：在原子结构示意图中第一能层上只能排2个电子，故x2，最外层有4个电子，为Si元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p2，A、B均错误；根据洪特规则，该原子3p轨道上的两个电子应分占两个轨道且自旋状态相同，C错误；该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，共有5个能级上填充了电子，D正确。B 1下列表示方法错误的是()A硫离子的电子式为B溴原子的简化电子排布式为Ar3d104s14p6C氮原子的电子排布图为D铜原子的结构示意图为解 析：Br 是 35 号 元 素，位 于 第 四 周 期 第 A 其 简 化 电 子 排 布 式 为
6、Ar3d104s24p5。专题2 元素推断技巧1元素推断的一般思路2推断元素名称的方法(1)利用稀有气体元素原子结构的特殊性。稀有气体元素原子的电子层结构与同周期的非金属元素原子形成的阴离子的电子层结构相同，与下一周期的金属元素原子形成的阳离子的电子层结构相同。与He电子层结构相同的离子有H、Li、Be2等。与Ne电子层结构相同的离子有F、O2、Na、Mg2、Al3等。与Ar电子层结构相同的离子有Cl、S2、K、Ca2等。(2)利用常见元素及其化合物的特征。形成化合物种类最多的元素之一、单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素：C。空气中含量最多的元素或气态氢化物
7、的水溶液呈碱性的元素；N。地壳中含量最多的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素；O。单质密度最小的元素：H；单质密度最小的金属元素：Li。单质在常温下呈液态的非金属元素：Br；金属元素：Hg。最高价氧化物及其对应水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素：Be、Al。元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物能发生化合反应的元素：N；能发生氧化还原反应的元素：S。元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。3确定元素位置的方法(1)由基态原子的价电子排布式给元素定位。周期序数电子层数最高能层序数主族元素的族序数价电子数第B族第B族的价电子排布式为(n1)d110ns12
8、(镧系、锕系除外)，族序数价电子数。如锰的价电子排布式为3d54s2，它位于元素周期表中第四周期第B族。第B族和第B族的价电子排布式为(n1)d10ns12，族序数ns轨道上的电子数。(2)根据原子序数以0族为基准给元素定位：原子序数稀有气体元素的原子序数(相近且小)元素所在的纵列数。第1、2纵列为第A族、A族，第37纵列为第B族第B族，第810纵列为第族，第11、12纵列为第B族、B族，第1317纵列为第A族第A族。该元素的周期数稀有气体元素的周期数1。稀有气体元素HeNeArKrXeRn周期序数一二三四五六原子序数21018365486如判断原子序数为41的元素在元素周期表中的位置。分析：
9、41与36接近，有41365，故该元素位于第五周期第B族。注意：使用此法若为第六、七周期第B族(合镧系、锕系元素)后的元素需再减14定位。稀有气体元素的原子序数(相近且大)原子序数18该元素所在纵列数。如判断新发现的114号元素在元素周期表中的位置。分析：1181144，为顺数第14纵列或倒数第5纵列，故114号元素位于第七周期第A族。现 有 七 种 元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。典例 2元素相关信息A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素B元素原子的核外p电子数比s电子数少1C原子的第
10、一至第四电离能分别是I1738 kJmol1；I21 451 kJmol1；I37 733 kJmol1；I410 540 kJmol1D原子核外所有p轨道全满或半满E元素的主族序数与周期数的差为4F是前四周期中电负性最小的元素G在周期表的第七列(1)已知 BA5 为离子化合物，写出其电子式：_。(2)B 基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有_个方向，原子轨道呈_形。(3)某 同 学 根 据 上 述 信 息，推 断 C 基 态 原 子 的 核 外 电 子 排 布 图 为 该 同 学 所 画 的 电 子 排 布 图 违 背 了_。(4)G 位于_族_区，价电子排布式为_。3 哑铃泡利原理第
11、B d 3d54s2解析：A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。A元素的核外电子数和电子层数相等，是宇宙中最丰富的元素，则A为H元素；B元素原子的核外p电子数比s电子数少1，B元素原子核外有2个电子层，为1s22s22p3，故B为N元素；由C原子的第一至第四电离能数据可知，第三电离能陡增，故C处于第A族，原子序数大于N元素，故C为Mg元素；D处于第三周期，D原子核外所有p轨道全满或半满，最外层电子排布式为3s23p3，故D为P元素；E应为第三周期，E元素的主族序数与周期数的差为4，应为第A族元素，故E为Cl元素；F是前四周期中电负性最小的元素，故F为
12、K元素；G在周期表的第七列，G为Mn元素。(1)NH5 是离子化合物，则含有 NH4，阴离子是 H。(2)氮元素的最高能量电子为 2p 轨道上的电子，p 轨道有 3 个方向，呈哑铃形。(3)3s 轨道的两个电子自旋方向相同，违反了泡利原理。(4)Mn 原子的价电子排布式为 3d54s2，最后填充的电子为 3d 轨道，故属于 d区元素，处于第四周期第B 族。2有A、B、C、D、E 5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中A为非金属元素，A和E属同一族，它们原子最外层电子排布式为ns1；B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍；C原子最外层上电子数等于D原子最
13、外层上电子数的一半。请回答下列问题：(1)A是_，B是_，C是_，D是_，E是_。(2)由这五种元素组成的一种化合物是_(写化学式)。写出该物质的一种主要用途：_。(3)写出C元素基态原子的核外电子排布式：_。H O Al S K KAl(SO4)212H2O 作净水剂1s22s22p63s23p1(4)用电子排布图表示D元素原子的价电子排布为_。(5)元素B与D的电负性的大小关系是B_D，C与E的第一电离能的大小关系是C_E(填“”“K。专题3 元素“位、构、性”关系1元素“位、构、性”关系图解2同周期、同主族元素性质变化规律性质同一周期(从左到右)同一主族(从上到下)核外电子的排布电子层数
14、相同增加最外层电子数12或8相同金属性和非金属性金属性减弱增强非金属性增强减弱原子半径减小增大性质同一周期(从左到右)同一主族(从上到下)单质的氧化性和还原性氧化性增强减弱还原性减弱增强最高价氧化物对应水化物的酸碱性酸性增强减弱碱性减弱增强气态氢化物的稳定性增强减弱第一电离能增大(但AA，AA)减小电负性增大减小现有下列短周期元素性质的数据：典例 3元素编号元素性质原子半径(1010m)0.741.601.521.100.991.860.751.432157153最高或最低化合价2313试回答下列问题：(1)上述元素中处于第A族的有_，处于第二周期的有_(以上均用编号表示)。(2)上述元素中金
15、属性最强的是_(用编号表示)。(3)写 出 元 素 形 成 的 化 合 物 与 KOH 溶 液 反 应 的 化 学 方 程 式：_。(4)经验表明，除氢和氦外，当元素原子的电子层数(n)多于或等于原子最外层电子数(m)即(nm)0时，该元素属于金属元素；当元素原子的最外层电子数(m)多于原子的电子层数(n)即(nm)0时，该元素属于非金属元素，试回答：Al2O32KOH=2KAlO2H2O a第n(n2)周期有_种非金属元素(含0族元素)。b根据周期表中每个周期非金属元素的种类，预测周期表中应有_种非金属元素(含0族元素)。还有_种未发现，未发现的非金属元素处在第_周期第_族(注：将0族看作A
16、族)。解析：(1)由化合价知，和在第A族，在第A族，在第A族，在第A族，在第A族，在第A族，因为的原子半径小于的原子半径，的原子半径小于的原子半径，由原子半径变化规律可知，是N、是P、是Li、是Na、是O、是Mg、是Cl、是Al。因为当元素原子的最外层电子数(m)多于原子的电子层(n)即(nm)I1(Na)，原因是_。I1(Be)I1(B)I1(Li)，原因是_。45 Na与Li同主族，Na的电子层数更多，原子半径更大，故第一电离能更小Li、Be和B为同周期元素，同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大的趋势；但由于基态Be原子的s能级轨道处于全充满状态，能量更低更稳定，故其第一电离能大于B的解
17、析：(1)基态铁原子的价电子排布式为3d64s2，失去外层电子转化为Fe2和Fe3，这两种基态离子的价电子排布式分别为3d6和3d5，根据Hund规则可知，基态Fe2有4个未成对电子，基态Fe3有5个未成对电子，所以未成对电子个数之比为45；(2)同主族元素，从上至下，原子半径逐渐增大，第一电离能逐渐减小，所以I1(Li)I1(Na)；同周期元素，从左至右，第一电离能呈现增大的趋势，但由于A元素基态原子s能级轨道处于全充满的状态，能量更低更稳定，所以其第一电离能大于同一周期的A元素，因此I1(Be)I1(B)I1(Li)。2(2020浙 江 卷)(1)气态氢化物热稳定性 HF大于HCl的主要原
18、因是_。(2)CaCN2是离子化合物，各原子均满足8电子稳定结构，CaCN2的电子式是_。解析：(1)由于原子半径FCl，故键长：FHClH，键能：FHClH，所以HF比HCl稳定。原子半径FClH(2)CaCN2 是离子化合物，则阳离子为 Ca2、CN22 为阴离子；Ca 原子最外层有 2 个电子，易失去最外层的 2 个电子达到 8 电子的稳定结构；N 原子最外层有 5 个电子，易得到 3 个电子或形成 3 对共用电子对达到 8 电子的稳定结构；C原子最外层有 4 个电子，通常形成 4 对共用电子对达到 8 电子的稳定结构；则每个 N 原子分别得到 Ca 失去的 1 个电子、与 C 原子形成
19、两对共用电子对，Ca、C、N 都达到 8 电子的稳定结构，CaCN2 的电子式为。3(2018全国卷)Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题：(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_、_(填标号)。(2)Li 与 H 具 有 相 同 的 电 子 构 型，r(Li )小 于 r(H )，原 因 是_。D C Li核电荷数较大，对外层电子的吸引力较强解析：(1)根据核外电子排布规律可知Li的基态核外电子排布式为1s22s1，则D项排布能量最低；选项C中有2个电子处于2p能级上，能量最高。(2)由于锂的核
20、电荷数较大，原子核对最外层电子的吸引力较大，因此Li半径小于H。4(2018全国卷)锌在工业中有重要作用，也是人体必需的微量元素。回答下列问题：(1)Zn原子核外电子排布式为_。(2)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)_I1(Cu)(填“大 于”或“小 于”)。原 因 是_。解析：(1)锌原子为30号元素，核外电子排布式为Ar3d104s2。(2)Zn核外电子排布式为Ar3d104s2，Cu核外电子排布式为Ar3d104s1。Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子，所以第一电离能I1(Zn)大于I1(Cu)。Ar3d104s2大于Zn核外电子排布为全
21、满稳定结构，较难失电子5(2018全国卷)硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示：回答问题：(1)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为_，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_形。H2SS8FeS2SO2SO3H2SO4熔点/85.5115.2 600(分解)75.516.810.3沸点/60.3444.610.045.0337.0哑铃(纺锤)解析：(1)铁元素为 26 号元素，基态铁原子的价层电子排布式为 3d64s2，因此 其 价 层 电 子 排 布 图 为。基 态 硫 原 子 电 子 排 布 式 为1s22s22p63s23p4，最高能级为 3p 能级，其电子云形状轮廓图为哑铃形或纺锤形。
