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文档介绍
2019届一轮复习全国通用版选修3原子结构与性质学案
选修物质结构与性质 第一节 原子结构与性质 考纲定位 1.了解原子核外电子的运动状态、排布原理和能级分布，能正确书写1～36号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和电子排布图(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。 考点1| 原子核外电子排布 (对应学生用书第232页) [考纲知识整合] 1．能层、能级和原子轨道 能层 K L M N 能级 1s 2s、2p 3s、3p、3d 4s、4p、4d、4f 原子轨道数目 1 1＋3＝4 1＋3＋5＝9 1＋3＋5＋7＝16 最多容纳电子数目 2 8 18 32 2. 原子轨道的形状、数目及能量关系 (1)轨道形状 (2)s、p、d、f能级上原子轨道数目依次为1、3、5、7，其中npx、npy、npz三个原子轨道在三维空间相互垂直，各能级的原子轨道半径随能层数(n)的增大而增大。 (3)能量关系 示例 (1)(2017·全国Ⅰ卷)基态K原子中，核外电子占据最高能层符号是N，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为球形。 (2)(2015·全国Ⅰ卷)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用电子云形象化描述。 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最低状态，简称能量最低原理。 构造原理：原子的核外电子在填充原子轨道时，随着原子核电荷数的递增，原子核每增加一个质子，原子核外便增加一个电子，这个电子大多是按着能级的能量由低到高的顺序依次填充的，填满一个能级再填一个新能级，这种规律称为构造原理。 构造原理示意图： (2)泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，且它们的自旋状态相反。 (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单独占据一个轨道，且自旋状态相同。 注：洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低。如24Cr的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。 提醒：(1)一个原子轨道若有2个电子且自旋状态相反，这2个电子称成对电子，即电子对。 (2)一个原子轨道若有1个电子，这个电子称为未成对电子，即单电子。 示例 氮原子(N)的电子排布式为1s22s22p3，电子排布图(又称轨道表示式)为 ， 核外电子占据的原子能级数为3，轨道数为5，未成对电子数为3，存在2对自旋相反的电子。 4．电子的跃迁与原子光谱 (1)电子的跃迁 ①基态―→激发态： 当基态原子的电子吸收能量后，电子会从低能级跃迁到较高能级，变成激发态原子。 ②激发态―→基态： 激发态原子的电子从较高能级跃迁到较低能级时会释放出能量。 (2)原子光谱：不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。包括吸收光谱和发射光谱。用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。 提醒：“七基色”与波长的关系为：按“红、橙、黄、绿、青、蓝、紫”的顺序，波长逐渐变小。 [高考命题点突破] 命题点1 核外电子排布及其表示方式 1．(高考组合题)(1)(2017·全国Ⅱ卷)氮原子价层电子的轨道表示式(电子排布图)为______________________________________________________________ _______________________________________________________________。 (2)(2017·全国Ⅲ卷)Co基态原子核外电子排布式为________________。元素Mn与O中，基态原子核外未成对电子数较多的是________。 (3)(2016·全国Ⅰ卷)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]________，有________个未成对电子。 (4)(2016·全国Ⅱ卷)镍元素基态原子的电子排布式为________，3d能级上的未成对电子数为________。 (5)(2014·全国Ⅰ卷)基态Fe原子有________个未成对电子。Fe3＋的电子排布式为________。 (6)(2013·全国Ⅰ卷)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________。 (7)(2012·全国卷)Se原子序数为________，其核外M层电子的排布式为________。 (8)(2016·江苏高考)Zn2＋基态核外电子排布式为________。 【答案】 (1) (2)1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 Mn (3)3d104s24p2 2 (4)[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2 2 (5)4 [Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5 (6)M 9 4 (7)34 3s23p63d10 (8)[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10 2．完成下列化学用语 (1)Cr原子的核外电子排布式________，外围电子排布式________，原子结构示意图________，价电子排布图________________。 (2)Cu2＋的核外电子排布式________，离子结构示意图________。 (3)As的核外电子排布式________，原子结构示意图________，价电子排布图________________。 (4)Co的外围电子排布式_____________，外围电子排布图_______________。 【答案】 (1)1s22s22p63s23p63d54s1 3d54s1 (2)1s22s22p63s23p63d9 (3)[Ar]3d104s24p3 (4)3d74s2 3．写出下列原子或离子的①电子占的原子轨道数②未成对电子数。 (1)Fe2＋：①________②________。 (2)Cu：①________②________。 (3)Se：①________②________。 (4)Br－：①________②________。 【答案】 (1)①14 ②4 (2)①15 ②1 (3)①18 ②2 (4)①18 ②0 (1)电子排布式 (2) 注意：(1)上述两类化学用语还应注意是原子还是离子，对于阳离子，先失去最外层电子再失去次外层的d电子，如Fe2＋的电子排布式为[Ar]3d6。 (2)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前。 (3)电子排布图常出现以下错误： ①； ②； ③； ④。 命题点2 根据核外电子的排布特点推断元素 4．(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为__________；其价层电子排布图为________________________。 (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＋的结构示意图为________。 (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________，其原子的结构示意图为________。 (4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子且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nsnnpn＋2，则n＝________；原子中能量最高的是________电子，核外电子排布图为_________________________。 (6)G基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，则G的价电子排布式为________________。 (7)H的基态原子4s和3d轨道电子半充满，则H的外围电子排布图为________________，未成对电子数为________________。 【解析】 (1)A元素基态原子的电子排布图由题意可写成： ，则该元素核外有7个电子，为氮元素，其元素符号为N。 (2)B－、C＋的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C为19号元素K。 (3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即26号元素铁。 (4)E元素的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故E为Cu。 (5)F元素最外层电子排布式为2s22p4。 (6)G基态原子的L层电子排布式为 2s22p4，也是价电子排布式。 (7)H基态原子的外围电子排布式为3d54s1，为Cr；其未成对电子数有6个。 【答案】 (1)N (3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 (4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1或 [Ar]3d104s1 (5)2 2p (6)2s22p4 分析题意―→确定元素―→ 命题点3 电子跃迁与原子光谱 5．下列原子的电子跃迁能释放光能形成发射光谱的是( ) A．1s22s22p63s2―→1s22s22p63p2 B．1s22s22p33s1―→1s22s22p4 C．1s22s2―→1s22s12p1 D．1s22s22p―→1s22s22p B [A项，吸收光能，形成吸收光谱；B项，由激发态→基态，释放光能，形成发射光谱；C项，形成吸收光谱；D项，2px与2py能量相同，不属于电子跃迁。] 6．(2017·全国Ⅰ卷)元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为________nm(填标号)。 A 404.4 B．553.5 C．589.2 D．670.8 E．766.5 A [紫色光对应的波长最短，一般范围为400～430 nm。] 7．从电子跃迁的角度指出焰色反应呈现不同颜色光的原理是 _______________________________________________________________ ______________________________________________________________。 【答案】 吸收能量后，电子从激发态向基态发生跃迁，跃迁时以不同颜色光的形式释放出不同能量 考点2| 原子结构与元素的性质 (对应学生用书第234页) [考纲知识整合] 1．元素周期表的结构与性质特点 分区 元素分布 外围电子排布 元素性质特点 s区 ⅠA族、ⅡA族 ns1～2 除氢外都是活泼金属元素 p区 ⅢA族～ⅦA族、 0族 ns2np1～6 (He除外) 最外层电子参与反应(0族元素一般不考虑) d区 ⅢB族～ⅦB族、 Ⅷ族(镧系、 锕系除外) (n－1)d1～9ns1～2 (Pd除外) d轨道也不同程度地参与化学键的形成 ds区 ⅠB族、ⅡB族 (n－1)d10ns1～2 金属元素 f区 镧系、锕系 (n－2)f0～14 (n－1)d0～2ns2 镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近 示例 第四周期中，未成对电子数最多的元素是铬(填名称)。 (1)它位于ⅥB族。 (2)核外电子排布式是[Ar]3d54s1。 (3)它有4个能层，7个能级，24种运动状态不同的电子。 (4)价电子排布式为3d54s1，价电子排布图为 (5)属于d区。 2．原子半径 (1)影响因素 (2)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。 3．电离能 (1)定义：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叫作第一电离能。 (2)规律 ①同周期：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，总体呈现从左至右增大的变化趋势。 ②同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小。 ③同种元素的逐级电离能逐渐增大，即I1查看更多