2022届新高考一轮复习 第11章 第1讲原子结构与性质 教案.docx

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1、第十一章物质结构与性质第一课原子结构与性质考点1：原子核外电子排布原理知识全梳理一、能层、能级与原子轨道能层(n)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、L、M、N表示，能量依次升高。(2)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s、p、 d、f等表示。(3)电子云与原子轨道由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。 电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域，称为原子轨道。(4)能层、能级与原子轨道的关系(4)Zn2+的核外电子排布式为 o答案(l)3d64s2d (2”2s22P63s23P6

2、3。4s24P3 或Ar 3d。4s24P3 N0B (3)Is22s22P63s23P63d6 (4)ls22s22P63s23P63d【解析】B、N、O元素同周期，在第一电离能逐渐增大的趋势中出现了 I i(N)L(O)的曲折。 课后作业1 .下列关于化学用语的表示错误的是()1 s 2s2pA.基态Na+的电子排布图：四 EJ四| R |)B.氯离子的结构示意图： JII II ： C *C.甲基的电子式： HD.基态硫离子的核外电子排布式：Is22s22P63s23P6【答案】A【解析】Na +核外电子排布式为Is22s22P6,因此其电子排布图为Is 2s 2p四 UU HI N |

3、 N I,故A项错误；氯离子质子数为17,核外电子数为1IIH ： C -H-17)2 8 8.8,其结构示意图为 “乙 故B项正确；甲基为一CH3,其电子式为 u ,故C项正确；硫离子核外有18个电子，根据构造原理可知，其核外电子排布式为Is22s22P63s23P6,故 D 正确。2.下列说法正确的是()A.同一原子中3s、3p、3d、4s能量依次升高B.某原子核外电子由1S22s22P63s23Pl- 1S22s22P63sl3P2,原子放出能量c. p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层数的增加，P能级原子轨道数也在增多D.按照泡利原理，在同一个原子中不可能存在两个运动状态完全相同的电子【

4、答案】D【解析】多电子原子中，根据构造原理，各能级能量高低顺序：相同能层 而不同能级的能量高低八spdf,能层不同时的能量高低2s3s4s, 2p3p4p；不同能层不同能级的能量高低hs（2）f（/i l）d 4s 3d能量依次升高，故A错误；3s能级上的电子比3 p能级上的电子能量更低，所以原子核外电子由Is22s22P63s?3pi Is22822P63sl3P 2,原子要吸收能量，故B错误；p轨道是哑铃形的，任何能层的p能级都有3 个原子轨道，与能层的大小无关，故C错误；在多电子的原子中，电子填充在 不同的能层，能层又分不同的能级，同一能级又有不同的原子轨道，每个轨道中 最多可以填充两个

5、电子，自旋状态相反，在一个基态多电子的原子中，不可能有 两个运动状态完全相同的电子，故D正确。3 .下列有关光谱的说法不正确的是（）A.原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化，能量的表现形式之一是光（辐 射），这也是原子光谱产生的原因B.原子光谱只有发射光谱C.通过原子光谱可以发现新的元素D.通过光谱分析可以鉴定某些元素【答案】B【解析】电子在基态和激发态之间的跃迁会引起能量的变化，并以光的形式 体现，用光谱仪摄取得到光谱。电子从基态向激发态的跃迁会吸收能量，形成吸 收光谱；电子从激发态向基态的跃迁会放出能量，形成发射光谱。原子中的电子 在跃迁时会发生能量的变化，能量的表现形式之一是光（辐射），

6、这也是原子光谱 产生的原因，选项A正确；原子光谱既有发射光谱，也有吸收光谱，选项B不 正确；通过原子光谱可以发现新的元素，选项C正确；通过光谱分析可以鉴定 某些元素，选项D正确。4 .对Na、Mg、Al的有关性质的叙述不正确的是（）A.第一电离能：NaMgAlB.电负性：NaMgMgAlD.碱性：NaOHMg（OH）2 A1（OH）3【答案】A【解析】同周期从左到右元素的第一电离能一般呈增大趋势，但HA、VA 族元素的p轨道全空或半充满是较稳定结构，所以其第一电离能较相邻元素的略 大。5 . A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，有关两元素 的下列叙述：原子半径AB,原子序数AB

7、,原子 最外层电子数AB； 错误，具有相同的电子层结构的离子，核电荷数越大，离子半径越小；错误, A的第一电离能小于B的第一电离能。6 .下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据（用L、12表示，单位 为 kJmoi）。IIhI314 7401500770010500下列关于元素R的判断中一定正确的是（）A. R的最高正价为+3价B. R元素位于元素周期表中第H族C. R元素第一电离能大于同周期相邻元素D. R元素基态原子的电子排布式为Is22s2【答案】C【解析】由表中数据可知，R元素的第三电离能与第二电离能的差距最大, 故最外层有2个电子，最高正价为+2价，位于第n A族，可能为Be或Mg

8、元 素，故A、B、D错误；第IIA族（ns?叩。）的元素，因p轨道处于全空状态，比较 稳定，故其第一电离能大于同周期相邻主族元素，C正确。7 .“胃舒平”的主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁（Mg2Si3O8/H2O） 等化合物。下列叙述中错误的是（）A.镁元素基态原子的核外电子排布式是Is22s22P63s28 .铝元素原子核外共有5种不同运动状态的电子C.钠离子半径比铝离子半径大D.金属铝与钠的最高价氧化物对应的水化物溶液发生反应的离子方程式为 2A1+ 2OIT+2H2O=2A1O2 + 3H2 T【答案】B【解析】镁元素基态原子的核外电子排布式是Is22s22P63s2, A正确；铝

9、元 素原子核外共有13种不同运动状态的电子，B错误；钠离子半径比铝离子半径 大，C正确；金属铝与钠的最高价氧化物对应的水化物溶液发生反应的离子方程 式为 2A1+2OJT+2H2O=2A1O5 + 3H2T，D 正确。9 .下列叙述错误的是（）A.所有的非金属元素都在p区10 磷的价电子排布式为3s23P3C.碱金属元素具有较小的电负性D.当各原子轨道处于全充满、半充满、全空时原子较稳定【答案】A【解析】除氢元素外，所有的非金属元素都在p区，选项A错误；磷的最 外层电子数为5,其价电子排布式为3s23P3,选项B正确；碱金属极易失去电子， 元素的电负性很小，选项C正确；当各原子轨道处于全充满、

10、半充满、全空时 原子较稳定，选项D正确。11 下列说法正确的是（）A. HF、HCk H2S、PH3的稳定性依次增强B.在P、S,Mg、Ca,Al、Si三组元素中，每组中第一电离能较大 的元素的原子序数之和为41C.某主族元素的电离能h17数据如表所示（单位：kJ-mof1）,可推测该元素位于元素周期表第VA族1112h141516b5781817274511575148301837623293D.原子半径由小到大的顺序：Mg、Si、N、F【答案】B【解析】非金属性越强，简单氢化物越稳定，非金属性FC1SP,所以H F、HCL H2S、PH3的稳定性依次减弱，故A错误；P、S中由于P原子3P能

11、 级半充满，所以第一电离能较大；同主族元素自上而下第一电离能逐渐减小， 所以Mg、Ca中Mg的第一电离能较大；同周期元素自左至右，第一电离能呈 增大趋势，所以Al、Si中Si的第一电离能较大，P、Mg、Si的原子序数之和为 15+12+14=41,故B正确；根据表格数据可知该元素的第三电离能和第四电 离能相差较大，所以应为第HIA族元素，故C错误；电子层数越多原子半径越 大，电子层数相同核电荷数越小半径越大，所以按Mg、Si、N、F的顺序，原子 半径由大到小，故D错误。12 .基态原子的价电子排布式为5sl的元素应在（）A. s区、第五周期I A族 B. ds区、第五周期IB族C. d区、第四

12、周期IB族 D. ds区、第五周期I A族【答案】B【解析】已知基态原子的价电子排布式为4不。53 可知该元素原子核外有5 个能层，最外层有1个电子，在周期表中位置为第五周期IB族，属于ds区。13 .如图为元素周期表前三周期的一部分。（DX的基态原子的电子排布图是（填序号）；Is 2s 2pIs 2s 2PE3 E3 h b l I国国|）|H另一电子排布图不能作为基态原子的电子排布图是因为它不符合 （填字母）。A.能量最低原理B.泡利原理C.洪特规则(2)以上五种元素中，(填元素符号)元素第一电离能最大。(3)由以上某种元素与氢元素组成的三角锥形分子E和由以上某种元素组成 的直线形分子G反

13、应，生成两种直线形分子L和M(组成E、G、L、M分子的 元素原子序数均小于10),反应如图所示，该反应的化学方程式是【答案】 C (2)Ne (3)2NH3 + 3F2=6HF+N2【解析】根据元素周期表的结构可知X为N, Z为F, R为Ne, W为P, Y 为S。(1)当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且Is 2s 2P自旋状态相同，因此氮元素的基态原子的电子排布图为E 三(2)在所给五种元素中，笳元素最外层已达8电子的稳定结构，因此失去核 外第一个电子需要的能量最多，即第一电离能最大。(3)根据题给图示可知E为NH3, G为F2, L为HF, M为N2,故该反应的

14、 化学方程式为2NH3 + 3F2=6HF+N2。14 .回答下列问题：(1)基态Cr原子的价电子排布式为,占据最高能层的电子的电子云 轮廓图形状为 o(2)Mn、Fe均为第四周期过渡金属元素，两元素的部分电离能数据如表：元素MnFe电离能/(kJmori)Ii717759I215091561I332482957镒元素位于第四周期第VDB族。请写出基态MM+的价电子排布式, 比较两元素的12、13可知，气态Mn2+再失去1个电子比气态Fe2+再失去1个电 子难，对此你的解释是。(3)如表是第三周期部分元素的电离能单位：eV(电子伏特)数据。元素Ii/eVI2/eVI3/eV甲5.747.471

15、.8乙7.715.180.3丙13.023.940.0T15.727.640.7下列说法正确的是(填字母)。A.甲的金属性比乙强B.乙有+1价C.丙不可能为非金属元素D. 丁一定为金属元素(4)已知元素M的气态原子逐个失去第1至第4个电子所需能量(即电离能, 用符号II至14表示)如表所示：Ii12h14电昌能/(kJmol i)5781817274511578元素M的常见化合价是 oA. +1B. +2 C. +3 D. +4【答案】3d54sl球形(2)3d5由MM+转化为Mi?+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为 不稳定的3d4状态需要的能量较多；而FQ+转化为时，3d能级由不

16、稳定的3 d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对较少。(3)A(4)C【解析】(1)基态铭原子的电子排布式为Is22s22P63s23P63d54sl价电子排布 式为3d54sl 4s能级上的电子能量最高，4s能级电子云是球形。(2)Mn是25号元素，价电子为3d、4s能级上的电子，价电子排布式为3d5 4s2,则基态Md卜的价电子排布式为3d5；由Mi?*转化为Mrp+时,3d能级由较 稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而FQ+转化为 Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量 相对较少。(3)甲、乙、丙、丁为第

17、三周期元素，甲元素的第一电离能远远小于第二电 离能，说明甲元素最外层有1个电子，失去1个电子时达到稳定结构，所以甲为 Na元素；乙元素的第二电离能远远小于第三电离能，则乙元素最外层有2个电 子，失去两个电子后达到稳定结构，所以乙为Mg元素；第三周期共有Na、Mg、 Al 3种金属元素，且Al的第一电离能应介于Na和Mg第一电离能之间，说明 丙、丁一定为非金属元素。甲为Na元素，乙为Mg元素，故甲的金属性比乙强， 故A正确；乙为Mg元素，化合价为+2价，故B错误；丙元素最外层大于3 个电子，丙、丁一定为非金属元素，故C错误；丁一定为非金属元素，故D错 误。(4)从表中的数据可知，当原子失去第4个

18、电子时，其电离能急剧增加，说 明该元素失去3个电子时为稳定结构，因此该元素的常见化合价为+3价。13. (1)银、钳、翎等过渡金属单质及化合物在医疗领域有着广泛的应用。 基态原子银的价电子排布式为。(2)铜的化合物具有广泛的用途。CF+基态核外电子排布式为。往硫酸铜溶液中加入过量氨水，溶液最终变成深蓝色，继续加入乙醇，可 析出Cu(NH3)4SO4H2O, N、O、S原子的第一电离能由大到小的顺序为(3)在 HClO4-NaClO4 介质中,(简记为 Co3+w)催化氧化 NH20H的过程如下：C02+基态核外电子排布式为。N、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为 o【答案】(l)3d84s

19、2(2)Ar3d久或 Is22s22P63s23P63d，NOS(3)Ar3d7(或 Is22s22P63s23P63d7) H0S。(3)Co原子核外有27个电子，基态Co原子的核外电子排布式为Ar3d74s2, Co2+基态核外电子排布式为Ar3d7(或Is22s22P63s23P63d7)。非金属性越强电 负性越大，贝UN、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为HN0。轨道形状S电子的原子轨道呈球形对称P电子的原子轨道呈哑铃形“s能级1个p能级3个各能级上的原子轨道数目d能级5个猱级7个相同能层上原子轨道能量的高低： nsnpndnf能量关系形状相同的原子轨道能量的高低： ls2s3s4

20、s同一能层内形状相同而伸展方向不同的原 子轨道的能量相等，如2px、2py、2P渤道的 2p),、2Pz 的能量相等()(5)铁元素基态原子的核外电子排布式为Is22s22P63s23P64s23d6()磷元素基态原子的电子排布图为Is 2s 2p 3s 3p同旧FnWni同储i)(7)电子排布式Is22s22P63s23pi。违反了能量最低原理()Is 2s 2p 3s(8)EB SI。M I 表示的原子能量处于最低状态()【答案】X (2)X (3)X (4)1 (5)x (6)X (7)x (8)x2 .下列说法肯定错误的是()A.某原子K层上只有一个电子B.某原子M层上的电子数为L层上

21、电子数的4倍C.某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍D.某离子的核电荷数与最外层电子数相等【答案】B【解析】氢原子K层上只有一个电子，A正确；若某原子M层上的电子数 为L层上电子数的4倍，则M层上的电子有32个，因M层最多有18个电子, B错误；某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍，则M、L层均有8 个电子，符合电子排布规律，C正确；02一最外层电子数和核电荷数均为8, D正 确。3.下列电子排布式或轨道表示式正确的是()IN I ” IC原子的轨道表示式：L 左Cr原子的电子排布式：Is22s22P63s23P63d44s2IN | | H | |十 U , - fO原子的轨道表

22、示式：ls 2s 2PBr原子的外围电子排布式：3d104s24p5I I IB原子的轨道表示式：16 2sA. B. C. D.只有【答案】D【解析】违背了能量最低原理，电子优先填满能量低的轨道；违背了洪 特规则的特例；Br原子的最外层电子为第四能层的7个电子，不包括3d能级 上的电子，错误；每个原子轨道里只能容纳两个自旋方向相反的电子，违背了 泡利不相容原理。4.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（）A. 1S22s22P63s23P2- 1S22s22P63s23PlB. 1S22s22P63s23P3 1S22s22P63s23P2C. 1S22s22

23、P63s23P4- 1S22s22P63s23P3D. 1S22s22P63s23P63d 1。4s24P2T1S22s22P63s23P63d】。4s24P1【答案】B【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。考点2：原子结构与元素性质知识全梳理一、原子结构与周期表的关系1.原子结构与周期的关系原子的最大能层数=周期序数2.原子结构与族的关系主族元素主族I AIIAIIIAIVAVAVIAVDA排布特点ns1/?s2 s2pl病叩2病叩3/?s2np4ns2 nip5。族元素：ns2np6（其中He为ls2）o过渡元素（副族和第VIII族）：（nDdLOns广2（Pd

24、、锢系和钢系元素除外）。3.元素周期表的分区与价层电子排布的关系周期表的分区各区价层电子排布特点分区元素分布价层电子排布s区I A、IIA 族p区HIAVIIA族、0族几s2pi 6（除 He 外）d区IHBVUB族蔺系、钢系及钿除外)、 第VID族伽一l)d9s2(除钿外)ds区I B、IIB 族(n l)d107?s1 2f区锢系、钢系(n2)1 I4(/? l)d 2ns24.对角线规则在元素周期表中，某些主族元素与五工2的主族元素的有些性质是相似的,LiMg|Li2co3、MgCCh 都能溶于水，Be(0H)2 Al(0H)3 都具有两性等。二、元素周期律.原子半径(1)影响因素I能层

25、数：能层数越多，原子半径越大核电荷数：能层数相同，核电荷数越大，原子半径越小(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。1 .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：kJ.mo规律同周期：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,总体呈现从左至右逐渐增大的变化趋势同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小同种原子：逐级电离能越来越大(即)【特例】第二、三、四周期中，第HA族、第VA族元素的第一电离能比相邻元素都大。2 .电负性(1)含义：元素的原子在化合

26、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4.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体未计)。(3)变化规律同周期从左至右，元素的电负性逐渐增大；同主族从上至下，元素的电负性 逐渐减小。(4)电负性的应用判断金属性 与非金属性- 的强弱金属元素的电负件一般小于 厂L8,金属元素的电负性越小, 元素的金属性越强 非金属元素的电负性一般大于 1.8,非金属元素的电负性越大， 元素的非金属性越强1 /判断元素 在化合物一 中的价态二电负性大的元素显负价-电负性小的元素显正价判断化学 键类型判断化学 键类型L

27、两个成键电负性差值大(一般 大于1.7)的元素原子之间形 成的化学键一般为离子键两个成键电负性差值小(一般L小于L7)的元素原子之间形成的化学键一般为共价键诊断辨析诊断辨析1 .判断正误，正确的划“4”，错误的划“X”。(1)共价化合物中，成键元素电负性大的表现为负价()(2)根据元素周期表，氮与氧相比，后者的第一电离能大()(3)过渡元素中含有非金属元素()(4)s区全部是金属元素()(5)电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大()(6)价电子排布为4s24P3的元素位于第四周期VA族，是p区元素()(7)价电子排布为5s25Pl的元素位于第五周期I A族，是s区元素()(8)最外层有2

28、个未成对电子的可能是s2p2或成2p3短周期元素中分别为C、Si 和 0、S( )(9)元素Mn与O中，第一电离能较大的是Mn( )【答案】(1)B.原子半径：，C.电负性：，D.第一电离能：，【答案】D【解析】根据核外电子排布可知是S,是P,是F。F无最高正价，A 错误；同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族自上而下原子半径逐渐增大， 则原子半径：，B错误；非金属性越强，电负性越大，则电负性： ，C错误；非金属性越强，第一电离能越大，但P的3P轨道电子处于半充 满状态，稳定性强，第一电离能强于S,则第一电离能：，D正确。3 .已知镒的核电荷数为25,下列有关基态锌原子核外电子排布正确的是()

29、3d4sA 1 I A 1 I AA 1A.价电子排布图为I T广打1 I一8 .核外电子排布时，先排满4s轨道，再排3d轨道C.镒原子失去电子形成Mn2+时应失去3d轨道上的电子D.镐原子的2P和3P轨道的形状、能量均相同【答案】B 【解析】按洪特规则知，基态锦原子核外电子排布时，3d能级上5个轨道各有1个电子且自旋状态相同，价电子排布图为 错误；4s轨道能量比3d轨道低，故核外电子排布时，先排满4s轨道，再排3d 轨道,B正确；镒原子失去电子形成MM+时应先失去4s轨道上的电子,C错误;镒原子的2P和3P轨道的形状均为哑铃形、能量高低则不同，2P轨道能量低于3 p轨道，D错误。9 .回答下列问题：(1)已知铁是26号元素，写出Fe的价层电子排布式；在元素周期 表中，该元素在 区(填“s” “p” “d” “f”或“ds”)。(2)写出与N同主族的As的基态原子的核外电子排布式：o从原子结构的角度分析B、N和0的第一电离能由大到小的顺序为 o(3)写出Fe2+的核外电子排布式：。