1、第一节 原子结构与性质考纲要求考情分析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了解元素电离能、电负性的含义，并能用以说明元素的某些性质。3了解原子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。高考对本部分知识的考查主要有三方面：前四周期元素中基态原子核外电子排布式的书写以及根据电子排布式的特点进行元素推断；运用电离能、电负性解释、推测某些元素的性质；结合元素周期律、周期表以推断题的形式进行考查原子结构与性质的应用。近五年高考新课标卷对原子结构与性质考查4次，题型有选择题和非选择题。核 心考点突破 考点一 原子的结构基态原子的
2、核外电子排布1能层与能级(1)能层符号及各能层最多容纳电子数2n250321882最多电子数QPONMLK符号七n六五四三二一能层(2)能级的符号和所能容纳的最多电子数如下1410621062622最多电子数7531531311轨道数5s 5p4f4d4p4s3d3p3s2p2s1s能级符号ONMLK能层2.原子轨道的能量关系3原子核外电子排布规律(1)能量最低原理：原子的电子排布遵循构造原理，能使整个原子的能量处于状态，简称能量最低原理。构造原理即基态原子核外电子进入原子轨道的顺序。示意图如下：最低(2)泡利原理：在一个原子轨道里最多只能容纳电子，且它们的自旋状态。(3)洪特规则：电子排布在
3、同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先，且自旋状态。2个相反单独占据一个轨道相同4基态原子核外电子排布的表示方法5.原子状态与原子光谱(1)原子的状态基态原子：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电子跃迁时会或不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。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(1)任一电子层的能级总是从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)核外电子在
4、排布时三条原则要兼顾，不可顾此失彼，同时要注意洪特规则的特例：当原子轨道为全空、半充满或全充满时，这些状态下总的电子云的分布是空间对称的，原子体系的能量低，原子的电子排布最稳定。(4)构造原理中的排布顺序，其实质是各能级的能量高低顺序，能量大小规律是ns(n2)f(n1)dnp。1下列电子排布图分别违背了什么原理？答案 违背了能量最低原理。违背了泡利原理。违背了洪特规则。违背了洪特规则。2以下是表示铁原子和铁离子的3种不同化学用语。(1)铁原子最外层电子数为_，铁在发生化学反应时，参加反应的电子可能是_。(2)请你通过比较、归纳，分别说出3种不同化学用语所能反映的粒子结构信息。答案(1)2 4
5、s上的2个电子和3d上的1个电子(2)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电子层上的电子数。电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。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。角度一：基态原子核外电子排布及正误判断1下列电子排布图所表示的元素原子中，正确的是_。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。答案 2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()A1s22s22p63s23p21s22s22p63s23p1B1s22s22p63s23p31s22s22p63s23p2C1
6、s22s22p63s23p41s22s22p63s23p3D1s22s22p63s23p63d104s24p21s22s22p63s23p63d104s24p1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 B(1)在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：(2)当出现 d 轨道时，虽然电子按 ns、(n1)d、np 的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n1)d 放在 ns 前，如 Fe：1s22s22p63s23p63d64s2 正确，Fe：1s22s22p63s23p64s23d6 错误。角度二：正确使用表示原子、离子、分子组成的化学用语3按要求填空(1)质量数
7、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_，NH4 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_。4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NClCaFeCu答案(从左到右，从上到下)1s22s22p3 He2s22p3 1s22s22p63s23p5 Ne3s23p5 1s22s22p63s23p64s2 Ar4s2 1s22s22p63s23p63d64s2 Ar3d64s2 1s22s22p63s23p63d104s1 Ar3d104s1 化学用语的规范使用及意义为了书写和学术交流的方
8、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 16 8O，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
9、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 原子结构与元素的性质1原子结构与元素周期表(1)原子结构与周期表的关系(完成下列表格)(2)每族元素的价电子排布特点主族ns2np5ns2np4ns2np3排布特点AAA主族ns2np2ns2np1ns2ns1排布特点AAAA主族0族：He：1s2；其他：ns2np6。过渡元素(副族和第族)：(n1)d110ns12(Pd除外)。(3)元素周期表的分区周期表的分区各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近(n2)f014(n1)d102ns2镧系、锕系f区金属元素(n1)d10ns
10、12B族、B族ds区d轨道可以不同程度地参与化学键的形成(n1)d19ns12(Pd除外)B族B族、族(除镧系、锕系外)d区通常是最外层电子参与反应ns2np16AA族、0族p区除氢外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反应ns12A、A族s区元素性质特点价电子排布元素分布分区元素的分布：非金属在元素周期表中主要集中在右上角三角区内；处于非金属三角区与金属接近的边缘的元素常被称为或。半金属准金属2元素周期律(1)电离能、电负性第一电离能：气态电中性基态原子一个电子转化为气态基态正离子所需的最低能量。电负性：用来描述不同元素的原子对键合电子的大小。失去吸引力(2)原子结构与元素性质的递变规律(
11、3)对角线规则在元素周期表中，某些主族元素与的主族元素的有些性质是相似的，如。右下方1前四周期中，未成对电子数与周期数相等的元素有_。答案 H、C、O、P、Fe2第四周期中，未成对电子数最多的元素是_。(填名称)(1)它位于第_族。(2)核外电子排布式是_。(3)它有_个能层，_个能级，_种运动状态不同的电子。(4)价电子排布式_，价电子排布图_。(5)属于_分区。答案 铬(1)B(2)1s22s22p63s23p63d54s1(3)4 7 24(5)d3为什么一个原子的逐级电离能是逐渐增大的？答案 随着电子的逐个失去，阳离子所带的正电荷数越来越大，再要失去一个电子需克服的电性吸引力也越来越大
12、，消耗的能量越来越多。4为什么Na容易形成1价离子，而Mg、Al易形成2价、3价离子？答案 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。而电离能的突跃变化，说明核外电子是分能层排布的。5已知某主族元素的逐级电离能为I1500 kJ/mol、I24600 kJ/mol，I36900 kJ/mol，I49500 kJ/mol，可推知该元素可能在哪一族
13、？最高化合价可能为多少？答案 A族，1价角度一：电离能的判断及其应用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对于同一元素而言，原子的电离能I1I2I3解析 同周期元素第一电离能从左到右不是依次逐渐增大，同周期的A、A元素反常，较高。答案 B2(2017福建漳洲检测)已知 X、Y 是主族元素，I 为电离能，单位是 kJ/mol。请根据下表所列数据判断，错误的是()元素I1I2I3I4X5004
14、60069009500Y5801820275011600A.元素 X 的常见化合价是1B元素 Y 是第A 族元素C元素 X 与氯形成化合物时，化学式可能是 XClD若元素 Y 处于第 3 周期，它可与冷水剧烈反应解析 对于 X 元素，I1I2，X 应为A 族；对于 Y 元素，I3I4，Y 应为A 族，若处于第 3 周期则为铝元素，金属铝与水反应缓慢。答案 D 电离能的应用规律(1)判断元素金属性的强弱电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。(2)判断元素的化合价(I1、I2表示各级电离能)如果某元素的 In1In，则该元素的常见化合价为n。如钠元素 I2I1，所以钠元素的化合价为
15、1。(3)判断核外电子的分层排布情况多电子原子中，元素的各级电离能逐级增大，有一定的规律性。当电离能的变化出现突变时，电子层数就可能发生变化。(4)反映元素原子的核外电子排布特点同周期元素从左向右，元素的第一电离能并不是逐渐增大的，当元素的核外电子排布是全空、半充满和全充满状态时，第一电离能就会反常的大。角度二：电负性的判断及应用3(1)(2015新课标全国卷)O、Na、P、Cl 四种元素中电负性最大的是_(填元素符号)。(2)Ni 是元素周期表中第 28 号元素，第二周期基态原子中未成对电子数与 Ni 相同且电负性最小的元素是_。解析(1)非金属性越强，电负性越大，四种元素中 O 的非金属性
16、最强，电负性最大。(2)Ni 的外围电子排布为 3d84s2,3d能级上有 2 个未成对电子。第二周期中未成对电子数为 2 的元素有 C、O，其中 C 的电负性小于 O。答案(1)O(2)C4如表：元素符号LiBeBCOFNaAlSiPSCl电负性值0.981.572.042.553.443.980.931.611.902.192.583.16(1)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_。(2)请归纳元素的电负性和金属、非金属性的关系是_。(3)从电负性角度，判断AlCl3是离子化合物还是共价化合物_，理由是_。解析(1)根据同周期和同主族的电负性的变化规律Mg的电负性范围
17、为0.931.57。(2)电负性是原子对电子对的吸引力，非金属性越强，电负性越大。(3)可根据Al与Cl的电负性差值确定。答案(1)0.931.57(2)非金属性越强，电负性越大；金属性越强，电负性越小(3)共价化合物 Al元素和Cl元素的电负性差值为1.55GeZn8(2015福建卷节选)(1)CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为_。(2)在Ni基催化剂作用下，CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。基态Ni原子的电子排布式为_，该元素位于元素周期表的第_族。答案(1)H、C、O(2)Ar3d84s2 9(2015安徽卷节选)原子半径：Al_Si，电负性：N_O(用“”或“
18、”或“”填空)。解析(1)Na元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s1，则Na位于元素周期表中第三周期第A族。S元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，其中3p轨道有两个未成对电子。Si元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2或Ne3s23p2。答案(1)三 A 2 1s22s22p63s23p2或Ne3s23p2(2)13(2014四川卷改编)已知XY2是红棕色气体，Z基态原子的M层与K层电子数相等。Y基态原子的电子排布式是_；Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是_。解析 根据题意可以判断XY2为NO2，Z为Mg。O元素基态原子的电子排布式是1s22s22p4；第三周期元素中第一电离能最大的主族元素为Cl元素。答案 1s22s22p4 Cl请做：课时跟踪训练（三十九）