第1讲原子结构与性质.docx

第十二章物质结构与性质选修第1讲原子结构与性质【2023备考】最新考纲命题统计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示式。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其简单应用。4.了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。20152016201720IK2010届考)(选考)混考)(选济(这专)素养落地：1.宏观辨识与微观探析：能从能层、能级等不同层次认识原子的结构，以及核外电子的排布规律，能从宏观和微观相结合的视角分析原子结构与元素性质的关系。2.科学探究与创新意识：能发现和提出有探究价值的原子结构及性质的问题，如核外电子排布、元素第一电离能的特殊性等，面对异常现象敢于提出自己的见解。主干知识知识唯理者向突破考点一原子核外电子排布原理知识梳理J1.能层、能级与原子轨道(1)能层()：在多电子原子中，核外电子的能量是不同的,按照电子的能量差异将其分成不同能层，通常用K、1、M、N表示，能量依次升高。能级：同一能层里电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用心D、d、f等表示。同一能层里，各能级的能量按s、D、d、f的顺序依次升高,即：E(S)VE(P)VE(d)VE(D°(3)原子轨道：电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域。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球形1P哑铃形3名师提示你能层数=电子层数，能级数=能层序数。即：第一能层（K,1层电子），只有S能级；第二能层（1,2层电子），有S、P两种能级，P能级上有三个原子轨道p.r、P.V、P二，它们具有相同的能量；第三能层（M,3层电子），有s、p、d三种能级。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：（2）泡利原理每个原子轨道里最多只能容纳&个电子，且自旋状态相反。2s2s如2s轨道上的电子排布为巴，不能表示为凹。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2p轨道，且自旋状态相同。如2p3的电子排布为卜什不能表示为2p2pHp1I或”讨11111111O洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(D6、d10sP，、半满(D3、df7)和全空(D°、d。、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s,0在书写简化的电子排布式时，并不是所有的都是X+价电子排布式(注：X代表上一周期稀有气体元素符号)，如Ga的电子排布式为Ar3d04s24p°3 .基态、激发态与光谱(1)基态原子：处于最低能量的原子。(2)激发态原子：当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。(3)原子光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。r考向突破命题角度1考向电子排布式和电子云原子核外电子排布原理概念辨析题目设计1 .判断正误(正确的打“J”，错误的打“X”)(I)Cr的电子排布式为1ss22p63s23p63d44s2(×)(2)p能级能量一定比s能级的能量高(X)(3)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多(X)(4)基态钠原子的电子排布式为1s22s22p62d1(×)Is2>?|>3s3p(5)基态磷原子的电子排布图为国四巫四配叵n(x)命题角度2由电子排布图判断能量高低命题素材能量最低原理：基态原子核外电子在原子轨道上的排布按能量由低到高的原则。题目设计2 .(2018课标全国I卷，35节选)下列1i原子电子排布图表示的状态中，能量最低.(填标号)。和最高的分别为.解析基态1i原子能量最低，而电子排布图中D项所示状态为基态。处于激发态的电子数越多，原子能量越高，A项中只有1个IS电子跃迁到2s轨道；B项中心轨道中的两个电子一个跃迁到2s轨道，另一个跃迁到2p轨道；C项图中Is轨道的两个电子都跃迁到2p轨道，故C项表示的原子能量最高。答案DC命题角度3书写给定元素的核外电子排布式、价电子排布式或排布图命题素材原子（离子）核外电子排布式（图）的书写（1）核外电子排布式：按电子排入各能层中各能级的先后顺序，用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数的式子。如Cu：1s22s22p63s23p63d,04s1,其简化电子排布式为Ar3d04s1（2）价电子排布式：如Fe原子的电子排布式为I2s22p63s23p63d64s2,价电子排布式为3d64s2o价电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。（3）电子排布图（轨道表示式）：用方框表示原子轨道，用“t”或"I”表示自旋方向不同的电子，按排入各能层中的各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书Is2s2p3s3p写。如：S：，回储回忖A1A1核外电子排布图能直观地反映出原子的核外电子的自旋情况以及成对的电子对数和未成对的单电子数。题目设计3 .按要求填空。（1）（2019全国II卷，35节选）Sm的价层电子排布式为4f%s?,Sn?-的价层电子排布式为O（2018全国In卷，21节选）Zn原子核外电子排布式为。解析(I)Sm的价电子排布式为4f66s2,失去3个电子变成S成为稳定状态,则应先失去能量较高的6s电子，所以Sm3+的价电子排布式为4f6o(2)Zn为30号元素,则电子排布式为Ar3dK)4s2°答案(1)4f5(2)Ar3d,04s2命题角度4命题素材轨道形状(Ds电子的原子轨道呈球形。(2)p电子的原子轨道呈哑铃形。题目设计4 .(1)(2018全国II卷，35节选)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。(2)(2017全国I卷，35节选)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为O3d4s答案(DE3HHH3E3哑铃(纺锤)N球形【归纳拓展】1 .当出现d轨道时，虽然电子按s、(/11)d>p的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(一Dd放在ns前,如Fe：1s22s¾p63s23p63d64s2(JE),Fe：1s22s22p63s23p64s23d6(ti)02 .注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、原子价电子排布式的区别与联系。如CU的电子排布式为Is22s22p63s23p63d4s,简化电子排布式为Ar3di4s,价电子排布式为3d,04s1o3 .在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：（I）111（违反能量最低原理）凹（违反泡利原理）（3）EIIZ（违反洪特规则）（4）1aII（违反洪特规则）考点二原子结构与元素性质知识梳理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简化电子排布式原子序数基态原子的电子排布式二23He2s110Is22s22p6三311Ne3si18Is22s22p63s23p6四419Ar14s363d")4s24p6五5371Kr5s1541s22s22p63s23p63d,04s24p64d,05s25p6六655IXe16sI861s22s22p63s23p63d,04s24p64d,04f145s25p65d,06s26p6（2）每族元素的价层电子排布特点主族主族IAIIAIIIAIVA排布特点MS1ns221府P后后主族VAVIAVA排布特点23242SO族：He：Is2；其他§2叩6。过渡元素（副族和第V1I1族）：（一1对r为2。（3）元素周期表的分区根据核外电子排布分区各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点分区元素分布外围电子排布元素性质特点S区IA族、HA族ZZS12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InA族VA族、O族sp,6(He除外)通常是最外层电子参与反应d区InB族VB族、V111族（锢系、钢系除外）51)dfs12(把除外)d轨道可以不同程度地参与化学键的形成ds区IB族、IIB族(/?1)d,0Ms,2金属元素f区锢系、钢系(-2)f0',4(-1)d02HS2镯系元素化学性质相近，婀系元素化学性质相近根据元素金属性与非金属性可将元素周期表分为金属元素区和非金属元素区（如下图），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，但不能叫两性非金属。非金属元素区名师提示你能层数=电子层数=周期数主族序数=价电子数(2)对于主族元素原子，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3d64s2o2 .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，如匕BcMgA1Si3 .元素周期律(1)原子半径俨层数：能层数越多，原子半径越大影响因素核电荷数：能层数相同核电荷数越大，原子半径越小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£1，单位低mo1I。规律a.同周期元素：第一种元素的第一电离能量小，最后一种元素的第一电离能量大,总体呈现从左至右逐渐增大的变化趋势。其中I1A族原子第一电离能大于H1A族原子，VA族原子大于VIA族原子。b.同族元素：从上至下第一电离能逐渐避小。C.同种原子：逐级电离能越来越大(即f203)。(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。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王!上，非金属元素的电负性一般人王1上，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如楮、睇等)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，同主族从上至下，元素的电负性逐渐避小。名师