(通用版)2019版高考化學一輪復習 選修3 物質結構與性質 第1節(jié) 原子結構與性質學案 新人教版.doc
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第1節(jié)原子結構與性質【考綱要求】 了解原子核外電子的運動狀態(tài)、能級分布和排布原理,能正確書寫136號元素原子核外電子、價電子的電子排布式和軌道表達式。 了解電離能的含義,并能用以說明元素的某些性質。 了解電子在原子軌道之間的躍遷及其簡單應用。 了解電負性的概念,并能用以說明元素的某些性質??键c一原子核外電子排布原理1能層、能級與原子軌道之間的關系能層(n)能級最多容納電子數序數符號符號原子軌道數各能級各能層一K1s122二L2s1282p36三M3s12183p363d510四N4s12324p364d5104f714n2n2HT2原子軌道的能量關系(1)軌道形狀s電子的原子軌道呈球形。p電子的原子軌道呈啞鈴形。(2)能量關系相同能層上原子軌道能量的高低:nsnpndnf。形狀相同的原子軌道能量的高低:1s2s3sB原子半徑:C電負性:D最高正化合價:解析:選A。根據元素的基態(tài)原子的電子排布式可知,三種元素分別是S、P、F。一般非金屬性越強,第一電離能越大,但P原子的3p軌道處于半充滿狀態(tài),穩(wěn)定性強,所以第一電離能大于S,A正確;原子半徑應是,B不正確;非金屬性越強,電負性越大,應是,C不正確;F沒有正價,S最高價為6,P最高價為5,D不正確。題組二考查電離能、電負性的應用3下表列出了某短周期元素R的各級電離能數據(用I1、I2表示,單位為kJmol1)。下列關于元素R的判斷中一定正確的是()I1I2I3I47401 5007 70010 500R的最高正價為3價R元素位于元素周期表中第A族R元素第一電離能大于同周期相鄰元素R元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s2ABC D解析:選B。由表中數據可知,R元素的第三電離能與第二電離能的差距最大,故最外層有兩個電子,最高正價為2價,位于第A族,可能為Be或Mg元素,因此不正確,正確,不確定;短周期第A族(ns2np0)的元素,因p軌道處于全空狀態(tài),比較穩(wěn)定,所以其第一電離能大于同周期相鄰元素,正確。4部分短周期元素的電負性值如表所示:元素符號LiBeBCOFNaAlSiPSCl電負性值0.981.572.042.553.443.980.931.611.902.192.583.16(1)根據對角線規(guī)則,Be、Al元素最高價氧化物對應水化物的性質相似,它們都具有兩性,其中Be(OH)2顯示這種性質的離子方程式是 。(2)通過分析電負性值變化規(guī)律,確定Mg元素電負性值的最小范圍: 。(3)請歸納元素的電負性和金屬性、非金屬性的關系: 。(4)從電負性角度,判斷AlCl3是離子化合物還是共價化合物?請說出理由,并設計一個實驗方案證明上述所得結論。答案:(1)Be(OH)22H=Be22H2O,Be(OH)22OH=BeO2H2O(2)0.931.57(3)非金屬性越強,電負性越大;金屬性越強,電負性越小(4)Al元素和Cl元素的電負性差值為1.551.7,所以形成共價鍵,AlCl3為共價化合物。將氯化鋁加熱到熔融態(tài),進行導電性實驗,如果不導電,說明是共價化合物。1應用電離能判斷元素的性質(1)判斷元素的金屬性和非金屬性強弱。一般I1越大,元素的非金屬性越強;I1越小,元素的金屬性越強。(2)判斷元素在化合物中的化合價,如鉀元素I1I2I3,表明鉀原子易失去1個電子形成1價陽離子。(3)判斷元素核外電子的分層排布情況,如鋰元素I1I2GeZn32016高考全國卷,37(1)(2)砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導體材料,可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等。回答下列問題:(1)寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式: 。(2)根據元素周期律,原子半徑Ga As,第一電離能Ga As。(填“大于”或“小于”)解析:(1)根據構造原理可寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式。(2)同周期主族元素從左到右,原子半徑逐漸減小,第一電離能呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(第A、A族除外)。Ga的原子半徑大于As,Ga的第一電離能小于As。答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或Ar3d104s24p3)(2)大于小于42016高考全國卷,37(1)(3)(1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為 ,3d能級上的未成對電子數為 。(2)單質銅及鎳都是由 鍵形成的晶體;元素銅與鎳的第二電離能分別為ICu1 958 kJ/mol、INi1 753 kJ/mol,ICu INi的原因是 。答案:(1)1s22s22p63s23p63d84s2(或Ar3d84s2)2(2)金屬銅失去的是全充滿的3d10電子,鎳失去的是4s1電子52015高考全國卷,37(1)處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用 形象化描述。在基態(tài)14C原子中,核外存在 對自旋相反的電子。解析:處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布用電子云形象地描述。基態(tài)14C原子的軌道表示式為,則核外存在2對自旋相反的電子。答案:電子云262014高考全國卷,37(2)基態(tài)Fe原子有 個未成對電子。Fe3的電子排布式為 。解析:基態(tài)Fe原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,在3d軌道有4個未成對電子;Fe原子失去3個電子得Fe3,則Fe3的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5。答案:41s22s22p63s23p63d5(或Ar3d5)學生用書P319(單獨成冊)一、選擇題1當鎂原子由1s22s22p63s21s22s22p63p2時,以下認識正確的是()A鎂原子由基態(tài)轉化成激發(fā)態(tài),這一過程中吸收能量B鎂原子由激發(fā)態(tài)轉化成基態(tài),這一過程中釋放能量C轉化后位于p能級上的兩個電子處于同一軌道,且自旋狀態(tài)相同D轉化后鎂原子與硅原子電子層結構相同,化學性質相似答案:A2如圖是第三周期1117號元素某些性質變化趨勢的柱形圖,下列有關說法中正確的是()Ay軸表示的可能是第一電離能By軸表示的可能是電負性Cy軸表示的可能是原子半徑Dy軸表示的可能是形成基態(tài)離子轉移的電子數解析:選B。對于第三周期1117號元素,隨著原子序數的增大,第一電離能總體上呈現(xiàn)增大的趨勢,但Mg、P特殊,A項錯誤;原子半徑逐漸減小,C項錯誤;形成基態(tài)離子轉移的電子數依次為Na為1,Mg為2,Al為3,Si不易形成離子,P為3,S為2,Cl為1,D項錯誤。3下列說法中正確的是()A所有非金屬元素都分布在p區(qū)B最外層電子數為2的元素都分布在s區(qū)C元素周期表中第B族到第B族10個縱行的元素都是金屬元素D同一主族元素從上到下,金屬性呈周期性變化解析:選C。非金屬元素中氫在s區(qū),其余非金屬元素均分布在p區(qū),A項錯誤;最外層電子數為2的元素可能在s區(qū)(如Mg)、p區(qū)(如He)或d區(qū)(如Ti、Fe)等,B項錯誤;同主族元素從上到下,金屬性逐漸增強,非金屬性逐漸減弱,屬遞變性質而不是周期性變化,D項錯誤。4周期表中27號元素鈷的方格中注明“3d74s2”,由此可以推斷()A它位于周期表的第四周期A族B它的基態(tài)核外電子排布式可簡寫為Ar4s2CCo2的核外價電子排布式為3d54s2DCo位于周期表中第9列解析:選D。從左向右數,應為過渡元素,A項錯誤;“3d74s2”為Co的價電子排布,其簡寫式中也要注明3d軌道,B項錯誤;失電子時,應失去最外層的電子,即先失去4s上的電子,Co2的價電子排布式為3d7,C項錯誤;“729”,說明它位于周期表的第9列,D項正確。5下列曲線表示鹵族元素某種性質隨核電荷數的變化趨勢,正確的是()解析:選A。同主族元素從上到下電負性依次減小,A正確;鹵族元素中氟無正價,B錯;HF分子間存在氫鍵,所以HF沸點最高,C錯;鹵族元素從上到下單質分子間范德華力依次增大,熔點依次升高,D錯。6已知X、Y元素同周期,且電負性XY,下列說法錯誤的是()A第一電離能:Y一定小于XB氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:HmY小于HnXC最高價含氧酸的酸性:X對應的酸性強于Y對應的酸性DX和Y形成化合物時,X顯負價,Y顯正價解析:選A。若Y為氮元素,X為氧元素,則第一電離能:YX;由于電負性:XY,則非金屬性:XY,故氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:HmYY;得電子能力:XY,X和Y形成化合物時,X顯負價,Y顯正價。7下表中是A、B、C、D、E五種短周期元素的某些性質,下列判斷正確的是()元素ABCDE最低化合價42121電負性2.52.53.03.54.0A.C、D、E的氫化物的穩(wěn)定性:CDEB元素A的原子最外層軌道中無自旋狀態(tài)相同的電子C元素B、C之間不可能形成化合物D與元素B同周期且第一電離能最小的元素的單質能與H2O發(fā)生置換反應解析:選D。根據電負性和最低化合價,推知A為C元素、B為S元素、C為Cl元素、D為O元素、E為F元素。A項,C、D、E的氫化物分別為HCl、H2O、HF,穩(wěn)定性:HFH2OHCl;B項,元素A的原子最外層電子排布式為2s22p2,2p2上的兩個電子分占兩個原子軌道,且自旋狀態(tài)相同;C項,S的最外層有6個電子,Cl的最外層有7個電子,它們之間可形成S2Cl2等化合物;D項,Na能與H2O發(fā)生置換反應生成NaOH和H2。8X、Y、Z、W是短周期元素,X元素原子的最外層未達到8電子穩(wěn)定結構,工業(yè)上通過分離液態(tài)空氣獲得其單質;Y元素原子最外電子層上s、p電子數相等;Z元素2價陽離子的核外電子排布與氖原子相同;W元素原子的M層有1個未成對的p電子。下列有關這些元素性質的說法一定正確的是()AX元素的氫化物的水溶液顯堿性BZ元素的離子半徑小于W元素的離子半徑CZ元素的單質在一定條件下能與X元素的單質反應DY元素最高價氧化物的晶體具有很高的熔點和沸點解析:選C。根據題意,Z元素為Mg,Y元素原子最外電子層電子排布為ns2np2,是C或Si,X為N或O,W為Al或Cl。N的氫化物的水溶液顯堿性,但O的氫化物的水溶液顯中性或弱酸性,A錯誤;Al3的半徑比Mg2小,B錯誤;氮氣、氧氣均能與鎂反應,C正確;CO2形成的晶體熔沸點低,D錯誤。二、非選擇題9如圖是s能級和p能級的原子軌道圖,試回答下列問題:(1)s電子的原子軌道呈 形,每個s能級有 個原子軌道;p電子的原子軌道呈 形,每個p能級有 個原子軌道。(2)元素X的原子最外層電子排布式為nsnnpn1,原子中能量最高的是 電子,其電子云在空間有 方向;元素X的名稱是 ,它的氫化物的電子式是 。若元素X的原子最外層電子排布式為nsn1npn1,那么X的元素符號為 ,原子的電子排布圖為 。解析:(1)s電子的原子軌道都是球形的,每個s能級有1個原子軌道;p電子的原子軌道都是啞鈴形的,每個p能級有3個原子軌道,它們相互垂直,分別以px、py、pz表示。(2)因為元素X的原子最外層電子排布式為nsnnpn1,np 軌道已排上電子,說明ns軌道已排滿電子,即n2,則元素X的原子核外電子排布式為1s22s22p3,是氮元素,其中原子中能量最高的是2p電子,其電子云在空間有三個互相垂直的伸展方向;氮元素的氫化物是氨氣,含有極性鍵,其電子式是 ;當元素X的原子最外層電子排布式為nsn1npn1時,根據上述分析,有n12,則n3,所以X元素的原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p4,是硫元素,元素符號為S,其原子的電子排布圖為。答案:(1)球1啞鈴3(2)2p三個互相垂直的伸展氮 10W、X、Y、Z、N是短周期元素,它們的核電荷數依次增大。元素元素性質或原子結構W原子核內無中子X原子核外s能級上的電子總數與p能級上的電子總數相等,且是非金屬元素Y元素的離子半徑在該周期中最小Z原子核外p能級上的電子總數比s能級上的電子總數多2N最外層電子數比次外層電子數少1(1)W單質的化學式為 ,Z元素原子核外有 個原子軌道填充了電子。(2)Y、Z和N三種元素第一電離能由大到小的順序為 (填元素符號)。(3)X與Z兩元素的電負性較大的是 (填元素符號)。(4)Z元素原子共有 種不同運動狀態(tài)的電子。解析:W、X、Y、Z、N是核電荷數依次增大的短周期元素,原子核內無中子的元素是氫元素;原子核外s能級電子數與p能級電子數相等的非金屬元素是氧元素(1s22s22p4);元素的離子半徑在該周期中最小的是Al3;原子核外s能級電子數比p能級電子數少2的是硅元素(1s22s22p63s23p2);最外層電子數比次外層電子數少1的是氯元素。核外有多少個電子就有多少種不同的運動狀態(tài)。答案:(1)H28(2)ClSiAl(3)O(4)1411如圖為周期表中部分元素的某種性質(X值)隨原子序數變化的關系。 (1)同主族內不同元素的X值變化的特點是 ,同周期內,隨著原子序數的增大,X值總體上呈現(xiàn) 趨勢。周期表中X值的這種變化特點體現(xiàn)了元素性質的 變化規(guī)律。(2)X值較小的元素集中在元素周期表的 。a左下角b右上角c金屬與非金屬分界線附近(3)下列關于元素該性質的說法中正確的是 (選填代號)。aX值可反映元素最高正化合價的變化規(guī)律bX值可反映原子在分子中吸引電子的能力cX值大小可用來衡量元素金屬性和非金屬性的強弱解析:(1)根據圖示,同主族元素從上到下,X值逐漸減小;同周期元素從左到右,X值總體上呈現(xiàn)增大趨勢。(2)X值較小的元素集中在元素周期表左下角。(3)X值為元素的電負性,能夠反映原子在分子中吸引電子的能力,能衡量元素金屬性和非金屬性的強弱。答案:(1)同一主族,從上到下,X值逐漸減小增大周期性(2)a(3)bc12有A、B、C、D、E 5種元素,它們的核電荷數依次增大,且都小于20。其中A為非金屬元素;A和E屬同一族,它們原子最外層電子排布為ns1,B和D也屬同一族,它們原子最外層的p能級電子數是s能級電子數的兩倍。C原子最外層電子數等于D原子最外層電子數的一半。請回答下列問題:(1)A是 ,B是 ,C是 ,D是 ,E是 。(2)由這五種元素組成的一種化合物是(寫化學式) 。寫出該物質的一種主要用途: 。(3)寫出C元素基態(tài)原子的電子排布式: 。(4)用電子排布圖表示D元素原子的價電子排布為 。(5)元素B與D的電負性的大小關系是B D,C與 E的第一電離能的大小關系是C E。(填“”“K。答案:(1)HOAlSK(寫元素名稱也可)(2)KAl(SO4)212H2O凈水劑(3)1s22s22p63s23p1(4)(5)13月球上的主要礦物有輝石(CaMgSi2O6)、斜長石(KAlSi3O8)和橄欖石可分為鐵橄欖石(Fe2SiO4)、鎂橄欖石(Mg2SiO4)、鐵鎂橄欖石(MgFe)2SiO4等。(1)鐵橄欖石中鐵元素化合價為 ,硅元素原子核外電子排布式為 。(2)硅元素的原子核外共有 種不同能級的電子,其原子最外層共有 種不同運動狀態(tài)的電子。(3)月球上的上述主要礦物中,屬于短周期元素的原子半徑由大到小的順序為 (填元素符號)。(4)某元素與氧元素同周期,且與氧元素組成的化合物中氧元素顯2價,兩者電負性關系是 (填元素符號)。解析:(1)根據氧元素為2價、硅元素為4價,鐵橄欖石Fe2SiO4中鐵元素化合價為2價,硅元素原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p2。(2)硅元素原子核外有5種不同能級的電子,最外層有4種不同運動狀態(tài)的電子。(3)屬于短周期元素的是Mg、Al、Si、O。(4)與氧元素組成的化合物中氧元素顯2價,說明電負性比氧元素更強,只有F元素。答案:(1)21s22s22p63s23p2(2)54(3)MgAlSiO(4)FO14已知:AF都是周期表中前四周期的元素,它們的原子序數依次增大。其中A、C原子的L層有2個未成對電子。D與E同主族,D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構。F3的M層3d軌道電子為半充滿狀態(tài)。請根據以上信息,回答下列問題:(1)A、B、C的電負性由小到大的順序為 (用元素符號表示)。(2)D元素的原子核外共有 種不同運動狀態(tài)的電子、 種不同能級的電子。(3)寫出E的基態(tài)原子的電子排布式: 。(4)F和X(質子數為25)兩元素的部分電離能數據列于下表,比較兩元素的I2、I3可知,氣態(tài)X2再失去一個電子比氣態(tài)F2再失去一個電子難。對此,你的解釋是 。元素XF電離能/kJmol1I1717759I21 5091 561I33 2482 957解析:據題意可知A原子電子排布式為1s22s22p2,故為碳元素;C原子電子排布式為1s22s22p4,故為氧元素,則B為氮元素;由D2與C2核外電子排布相同,可知D為Mg,則E為Ca;由F3的3d軌道電子半充滿可知為3d5,則F為Fe。答案:(1)CNO(2)124(3)1s22s22p63s23p64s2(或Ar4s2)(4)Mn2的3d軌道電子排布為半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定- 配套講稿:
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