原子核外电子价电子的排布.ppt

选选修修3物物质结质结构与性构与性质质第一第一节节原子原子结结构与性构与性质质考考纲纲展示展示1了了解解原原子子核核外外电电子子的的排排布布原原理理及及能能级级分分布布，能能用用电电子子排排布布式式表表示示常常见见元元素素(136号号)原原子子核核外外电电子子、价价电电子子的的排排布布。了了解原子核外解原子核外电电子的运子的运动动状状态态。2了解元素了解元素电电离能的含离能的含义义，并能用以，并能用以说说明元素的某些性明元素的某些性质质。3了解原子核外了解原子核外电电子在一定条件下会子在一定条件下会发发生生跃跃迁，了解其迁，了解其简简单应单应用。用。4了解了解电负电负性的概念，知道元素的性性的概念，知道元素的性质质与与电负电负性的关系。性的关系。本节目录本节目录考考点点串串讲讲深深度度剖剖析析知知能能演演练练高高分分跨跨栏栏教教材材回回顾顾夯夯实实双双基基教材回顾夯实双基教材回顾夯实双基一、能一、能级级、能、能层层与原子与原子轨轨道道1能能层层与能与能级级(1)能能层层根据多根据多电电子原子的核外子原子的核外电电子的子的_不同，将核外不同，将核外电电子分成不子分成不同的能同的能层层，用，用n表示，表示，n1,2,3,4，n越大，越大，该该能能层层中的中的电电子能量越高。原子核外子能量越高。原子核外电电子的每一能子的每一能层层最多可容最多可容纳纳的的电电子子数数为为_。(2)能能级级多多电电子原子中，同一能子原子中，同一能层层的的电电子，能量也不同，子，能量也不同，还还可以把它可以把它们们分成分成_；同一能；同一能层层里，能里，能级级的能量按的能量按s、p、d、f的的顺顺序升高。序升高。能量能量2n2能能级级2原子原子轨轨道道球形球形哑铃哑铃37相等相等二、原子核外二、原子核外电电子排布子排布规规律律1能能量量最最低低原原理理：原原子子的的核核外外电电子子排排布布遵遵循循构构造造原原理理，使使整整个原子的能量个原子的能量处处于于_状状态态。构造原理示意构造原理示意图图最低最低2泡利原理：泡利原理：1个原子个原子轨轨道里最多只能容道里最多只能容纳纳_个个电电子，且它子，且它们们的自旋状的自旋状态态_。3洪特洪特规则规则：电电子排布在同一能子排布在同一能级级的不同的不同轨轨道道时时，基，基态态原子原子中的中的电电子子总总是是优优先先单单独占据一个独占据一个轨轨道，且自旋状道，且自旋状态态_。4原子状原子状态态与原子光与原子光谱谱(1)基基态态原子：原子：处处于于_能量的原子叫基能量的原子叫基态态原子。原子。(2)激激发态发态原子：当基原子：当基态态原子的原子的电电子吸收能量后，子吸收能量后，电电子会子会跃跃迁迁到到较较高能高能级级，变变成激成激发态发态原子。原子。(3)原子光原子光谱谱：不同元素的原子：不同元素的原子发发生生跃跃迁迁时时会吸收或会吸收或释释放不同放不同的光，可以用光的光，可以用光谱仪摄谱仪摄取各种元素的取各种元素的电电子的吸收光子的吸收光谱谱或或发发射光射光谱谱，总总称原子光称原子光谱谱。利用原子光。利用原子光谱谱上的特征上的特征谱线谱线来来鉴鉴定元素，定元素，称称为为光光谱谱分析。分析。2相反相反相同相同最低最低三、原子三、原子结结构与元素的性构与元素的性质质1元素的分区元素的分区分区分区s区区p区区d区区ds区区f区区分布分布_ _B_镧镧系、系、锕锕系系A、AA零族零族B、B2.元素周期律元素周期律(1)原子半径原子半径原子半径的大小取决于原子半径的大小取决于电电子的能子的能层层数和核数和核电电荷数。荷数。电电子的能子的能层层越多，越多，电电子之子之间负电间负电排斥将使原子的半径排斥将使原子的半径_；而核；而核电电荷数荷数越大，核越大，核对电对电子的引力也就越大，将使原子的半径子的引力也就越大，将使原子的半径缩缩小。原子小。原子半径的半径的变变化化规规律是同一周期元素律是同一周期元素(稀有气体元素除外稀有气体元素除外)从左到右从左到右逐逐渐渐_,同一主族元素从上到下逐同一主族元素从上到下逐渐渐_。短周期元素中。短周期元素中原子半径最小的是原子半径最小的是_,原子半径最大的是原子半径最大的是_。增大增大减小减小增大增大氢氢钠钠(2)电电离能离能气气态电态电中性基中性基态态原子失去一个原子失去一个电电子子转转化化为为气气态态基基态态正离子所需正离子所需的最低能量叫做的最低能量叫做_。常用符号。常用符号I1表示，表示，单单位位为为kJmol1。(3)电负电负性性元素相互化合，可理解元素相互化合，可理解为为原子之原子之间产间产生化学作用力，形象地称生化学作用力，形象地称为为_，原子中用于形成化学，原子中用于形成化学键键的的电电子称子称为键为键合合电电子。子。电负电负性用来描述不同元素的原子性用来描述不同元素的原子对键对键合合电电子子_的大小。的大小。电负电负性越大的原子，性越大的原子，对键对键合合电电子的吸引力越大，表示子的吸引力越大，表示该该元素的元素的原子越容易原子越容易_电电子，氧化性越子，氧化性越强强。第一第一电电离能离能化学化学键键吸引力吸引力得到得到考点串讲深度剖析考点串讲深度剖析考点考点1基基态态原子核外原子核外电电子排布的表示方法子排布的表示方法1核外核外电电子排布子排布规规律律(1)遵守能量最低原理、泡利原理、洪特遵守能量最低原理、泡利原理、洪特规则规则。(2)能能级级交交错错现现象象：核核外外电电子子的的能能量量并并不不是是完完全全按按能能层层序序数数的的增增加加而而升升高高，不不同同能能层层的的能能级级之之间间的的能能量量高高低低有有交交错错现现象象，如如E(3d)E(4s)、E(4d)E(5s)、E(5d)E(6s)、E(6d)E(7s)、E(4f)E(5p)、E(4f)E(6s)等。等。(3)当当能能量量相相同同的的原原子子轨轨道道在在全全满满(p6、d10、f14)、半半满满(p3、d5、f7)和和全全空空(p0、d0、f0)状状态态时时，体体系系的的能能量量最最低低。如如24Cr的的基基态态原原 子子 电电 子子 排排 布布 式式 为为 1s22s22p63s23p63d54s1，而而 不不 是是1s22s22p63s23p63d44s2。2表示方法表示方法(1)电电子排布式子排布式按按电电子子排排入入各各电电子子层层中中各各能能级级的的先先后后顺顺序序，用用能能级级符符号号依依次次写写出各能出各能级级中的中的电电子数，同子数，同时时注意特例。注意特例。如：如：Cu：1s22s22p63s23p63d104s1。(2)简简化化电电子排布式子排布式“稀有气体稀有气体价价层电层电子子”的形式表示。的形式表示。如：如：Cu：Ar3d104s1。(3)电电子排布子排布图图用用方方框框表表示示原原子子轨轨道道，用用“”或或“”表表示示自自旋旋方方向向不不同同的的电电子子，按按排排入入各各电电子子层层中中各各能能级级的的先先后后顺顺序序和和在在轨轨道道中中的的排排布布情况情况书书写。写。如：如：S：例例1 (2012高考安徽卷高考安徽卷)X、Y、Z、W是元是元素周期表前四周素周期表前四周期中的常期中的常见见元素，其相关信息如下表：元素，其相关信息如下表：元素元素相关信息相关信息XX的基的基态态原子原子L层电层电子数是子数是K层电层电子数的子数的2倍倍YY的基的基态态原子最外原子最外层电层电子排布式子排布式为为：nsnnpn2ZZ存在存在质质量数量数为为23，中子数，中子数为为12的核素的核素WW有多种化合价，其白色有多种化合价，其白色氢氢氧化物在空气中会迅氧化物在空气中会迅速速变变成灰成灰绿绿色，最后色，最后变变成成红红褐色褐色(1)W位于元素周期表第位于元素周期表第_周期第周期第_族，其基族，其基态态原子最外原子最外层层有有_个个电电子。子。(2)X的的电负电负性比性比Y的的_(填填“大大”或或“小小”)；X和和Y的气的气态氢态氢化物中，化物中，较稳较稳定的是定的是_(写化学式写化学式)。(3)写出写出Z2Y2与与XY2反反应应的化学方程式，并的化学方程式，并标标出出电电子子转转移的方向移的方向和数目：和数目：_。(4)在在X的原子与的原子与氢氢原子形成的多种分子中，有些分子的核磁共原子形成的多种分子中，有些分子的核磁共振振氢谱显氢谱显示有两种示有两种氢氢，写出其中一种分子的名称：，写出其中一种分子的名称：_。氢氢元素、元素、X、Y的原子也可共同形成多种分子和某种常的原子也可共同形成多种分子和某种常见见无机无机阴离子，写出其中一种分子与阴离子，写出其中一种分子与该该无机阴离子反无机阴离子反应应的离子方程式：的离子方程式：_。即即时应时应用用1已知已知X、Y、Z、W、Q、R、E七种元素中，原子序数七种元素中，原子序数XYZWQRE，其，其结结构或性构或性质质信息如下表。信息如下表。元素元素结结构或性构或性质质信息信息X原子的原子的L层层上上s电电子数等于子数等于p电电子数子数Y元素的原子最外元素的原子最外层电层电子排布式子排布式为为nsnnpn1Z单质单质常温、常常温、常压压下是气体，原子的下是气体，原子的M层层上有上有1个未成个未成对对的的p电电子。子。W元素的正一价离子的元素的正一价离子的电电子子层结层结构与构与氩氩相同相同Q元素的核元素的核电电荷数荷数为为Y和和Z之和之和R元素的正三价离子的元素的正三价离子的3d能能级为级为半充半充满满E元素基元素基态态原子的原子的M层层全充全充满满，N层层没有成没有成对电对电子，只有子，只有一个未成一个未成对电对电子子请请根据信息回答有关根据信息回答有关问题问题：(1)元素元素X的原子核外共有的原子核外共有_种不同运种不同运动动状状态态的的电电子，有子，有_种不同能种不同能级级的的电电子。子。(2)元素元素Y原子中能量最高的是原子中能量最高的是_电电子，其原子子，其原子轨轨道呈道呈_状。状。(3)Q的基的基态电态电子排布式子排布式为为_，R的元素符号的元素符号为为_，E元素原子的外元素原子的外围电围电子排布式子排布式为为_。(4)含有元素含有元素W的的盐盐的焰色反的焰色反应为应为_色，色，许许多金属多金属盐盐都都可以可以发发生焰色反生焰色反应应，其原因是，其原因是_。解解析析：(1)X原原子子的的L层层上上s电电子子数数等等于于p电电子子数数，即即其其电电子子排排布布式式为为1s22s22p2，故故X为为碳碳元元素素，其其原原子子核核外外共共有有6种种不不同同运运动动状状态态的的电电子，有子，有3种不同能种不同能级级的的电电子；子；(2)因因Y元元素素s轨轨道道最最多多容容纳纳2个个电电子子，所所以以n2，其其原原子子最最外外层层电电子子排排布布式式为为2s22p21，其其能能量量最最高高的的电电子子是是2p电电子子，原原子子轨轨道呈道呈哑铃哑铃状；状；(3)原原子子的的M层层上上有有一一个个未未成成对对的的p电电子子，可可能能为为Al或或Cl，单单质质常常温温、常常压压下下是是气气体体的的只只有有氯氯元元素素，故故Z为为氯氯元元素素，Q为为铬铬元元素素，基基态态电电子子排排布布式式为为1s22s22p63s23p63d54s1；R元元素素原原子子失失去去2个个4s电电子和子和1个个3d电电子后子后变变成成3价离子且价离子且3d能能级级半充半充满满，其原子的核外其原子的核外电电子排布式子排布式为为1s22s22p63s23p63d64s2即即26号元号元素素Fe；根根据据题题意意要要求求，E元元素素的的电电子子排排布布式式：1s22s22p63s23p63d104s1，该该元素元素为为29号元素号元素Cu，外，外围电围电子排布式子排布式为为3d104s1；(4)钾钾元元素素的的焰焰色色为为紫紫色色，激激发发态态的的电电子子从从能能量量较较高高的的轨轨道道跃跃迁迁到到能能量量较较低低的的轨轨道道时时，以以一一定定波波长长(可可见见光光区区域域)光光的的形形式式释释放能量，形成不同的放能量，形成不同的颜颜色。色。答案：答案：(1)63(2)2p哑铃哑铃(3)1s22s22p63s23p63d54s1Fe3d104s1(4)紫紫激激发发态态的的电电子子从从能能量量较较高高的的轨轨道道跃跃迁迁到到能能量量较较低低的的轨轨道道时时，以以一一定定波波长长(可可见见光光区区域域)光光的的形形式式释释放放能能量量，形形成成不不同同的的颜颜色色考点考点2电电离能和离能和电负电负性的性的应应用用1电电离能离能(1)判断元素金属性的判断元素金属性的强强弱弱电电离能越小，金属越容易失去离能越小，金属越容易失去电电子子,金属性越金属性越强强；反之越弱。；反之越弱。(2)判断元素的化合价判断元素的化合价如如果果某某元元素素的的In1In，则则该该元元素素的的常常见见化化合合价价为为n，如如钠钠元素元素I2I1，所以，所以钠钠元素的化合价元素的化合价为为1。(3)判断核外判断核外电电子的分子的分层层排布情况排布情况多多电电子子原原子子中中，元元素素的的各各级级电电离离能能逐逐级级增增大大，有有一一定定的的规规律律性性。当当电电离能的离能的变变化出化出现现突突变时变时,电电子子层层数就可能数就可能发发生生变变化。化。(4)反映元素原子的核外反映元素原子的核外电电子排布特点子排布特点同同周周期期元元素素从从左左向向右右，元元素素的的第第一一电电离离能能并并不不是是逐逐渐渐增增大大的的，当当元元素素的的核核外外电电子子排排布布是是全全空空、半半充充满满和和全全充充满满状状态态时时，第第一一电电离能就会反常的大。离能就会反常的大。2电负电负性性特特别别提醒：提醒：(1)第二、三、四周期的同周期主族元素，第第二、三、四周期的同周期主族元素，第A族族(ns2np0)和第和第A族族(ns2np3)，因，因p轨轨道道处处于全空和半充于全空和半充满满状状态态，比，比较稳较稳定，所以其第一定，所以其第一电电离能大于同周期相离能大于同周期相邻邻的的A和和A族元素族元素,如如第一第一电电离能离能MgAl，PS。(2)利用利用“电负电负性与性与1.8的关系的关系”判断判断金属性与非金属性只是一般金属性与非金属性只是一般规规律，不是律，不是绝对绝对的，如第的，如第族元素。族元素。利用利用电负电负性的差性的差值值判断化学判断化学键类键类型也不是型也不是绝对绝对的。的。根据信息回答下列根据信息回答下列问题问题：(1)如如图图是是部部分分元元素素原原子子的的第第一一电电离离能能I1随随原原子子序序数数变变化化的的曲曲线线图图(其中其中12号至号至17号元素的有关数据缺失号元素的有关数据缺失)。例例2认认真分析真分析图图中同周期元素第一中同周期元素第一电电离能的离能的变变化化规规律，推断律，推断NaAr元素中，元素中，Al的第一的第一电电离能的大小范离能的大小范围为围为_Al_(填元素符号填元素符号)；图图中第一中第一电电离能最小的元素在周期表中的位置是第离能最小的元素在周期表中的位置是第_周期第周期第_族；族；(2)已知元素的已知元素的电负电负性和元素的化合价一性和元素的化合价一样样，也是元素的一种，也是元素的一种基本性基本性质质。下面。下面给给出出14种元素的种元素的电负电负性：性：元素元素AlBBeCClFLi电负电负性性1.52.01.52.53.04.01.0元素元素MgNNaOPSSi电负电负性性3.00.93.52.12.51.8已知：两成已知：两成键键元素元素间电负间电负性差性差值值大于大于1.7时时，形成离子，形成离子键键，两，两成成键键元素元素间电负间电负性差性差值值小于小于1.7时时，形成共价，形成共价键键。根据表中根据表中给给出的数据，可推知元素的出的数据，可推知元素的电负电负性具有的性具有的变变化化规规律律是是_；通通过过分析分析电负电负性性值变值变化化规规律，确定律，确定Mg元素元素电负电负性性值值的最小的最小范范围围_；判断下列物判断下列物质质是离子化合物是离子化合物还还是共价化合物：是共价化合物：ALi3NBBeCl2CAlCl3 DSiC.属于离子化合物的是属于离子化合物的是_；.属于共价化合物的是属于共价化合物的是_；请设计请设计一个一个实验实验方案方案证证明上述所得到的明上述所得到的结论结论_。【解解析析】(1)由由信信息息所所给给的的图图可可以以看看出出，同同周周期期的的第第A族族元元素素的的第第一一电电离离能能最最小小，而而第第A族族元元素素的的第第一一电电离离能能小小于于第第A族元素的第一族元素的第一电电离能，故离能，故NaAlMg。图图中中电电离离能能最最小小的的应应是是碱碱金金属属元元素素Rb，在在元元素素周周期期表表中中第第五周期第五周期第A族。族。(2)元元素素的的电电负负性性是是元元素素的的基基本本性性质质，且且随随着着原原子子序序数数的的递递增呈周期性增呈周期性变变化。化。根根据据电电负负性性的的递递变变规规律律：同同周周期期从从左左到到右右电电负负性性逐逐渐渐增增大大，同同主主族族从从上上到到下下电电负负性性逐逐渐渐减减小小，可可知知，在在同同周周期期中中电电负负性性NaMgMgCa,最小范最小范围应为围应为0.91.5。根根据据已已知知条条件件及及表表中中数数值值：Li3N电电负负性性差差值值为为2.0，大大于于1.7形形成成离离子子键键，为为离离子子化化合合物物；BeCl2、AlCl3、SiC电电负负性性差差值值分分别别为为1.5、1.5、0.7，均均小小于于1.7，形形成成共共价价键键，为为共共价价化化合合物物。共共价价化化合合物物和和离离子子化化合合物物最最大大的的区区别别在在于于熔熔融融状状态态下下能能否否导导电电。离离子子化化合合物物在在熔熔融融状状态态下下以以离离子子形形式式存存在在，可可以以导导电电，但但共共价价化合物却不能。化合物却不能。【答案答案】(1)NaMg五五A(2)随随着着原原子子序序数数的的递递增增，元元素素的的电电负负性性与与原原子子半半径径一一样样呈呈周期性周期性变变化化0.91.5.A.B、C、D测测定定各各物物质质在在熔熔融融状状态态下下能能否否导导电电，若若导电则为导电则为离子化合物，反之离子化合物，反之则为则为共价化合物共价化合物即即时应时应用用2(1)元素元素C、N、O、K的的电负电负性从大到小依次性从大到小依次为为_。(2)CH4中共用中共用电电子子对对偏向偏向C，SiH4中共用中共用电电子子对对偏向偏向H，则则C、Si、H的的电负电负性由大到小的性由大到小的顺顺序序为为_。(3)右右图图是周期表中短周期的一部分，是周期表中短周期的一部分，A的的单质单质是空气中含量最是空气中含量最多的物多的物质质，其中第一，其中第一电电离能最小的元素是离能最小的元素是_(填填“A”、“B”、“C”或或“D”)。ABCD解解析析：(1)C、N、O位位于于第第二二周周期期，且且相相对对位位置置为为从从左左到到右右，电电负负性性逐逐渐渐增增大大，K位位于于第第四四周周期期最最左左边边，所所以以电电负负性性最最小小；(2)共共用用电电子子对对偏偏向向电电负负性性大大的的原原子子，所所以以C的的电电负负性性大大于于H的的电电负负性性，Si的的电电负负性性小小于于H的的电电负负性性；(3)A为为N，A、C为为第第A族族元元素素，其其第第一一电电离离能能大大于于第第A族族的的，同同一一主主族族从从上上往往下下第一第一电电离能逐离能逐渐渐减小，减小，D的最小。的最小。答案：答案：(1)ONCK(2)CHSi(3)D