2022年高中化学选修三第一章原子结构与性质讲义及习题学生版.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆第一章 原子结构与性质一. 原子结构 1、能级与能层2、原子轨道3、原子核外电子排布规律（1）构造原理 ：随着核电荷数递增,大多数元素的电中性基 轨道（能级） ,叫做构造原理；态原子的电子按下图次序填入核外电子运动能级交叉 ：由构造原理可知,电子先进入 4s 轨道,后进入 3d 轨道,这种现象叫能级交叉；（PS：构造原理并非 4s 能级比 3d 能级能量低, 而是指这样次序填充电子可以使整个原子的能量最低；）（2）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；（3）泡利（不相

2、容）原理：一个轨道里最多只能容纳两个电子,且电旋方向相反（用“ ” 表示）,这个原理称为泡利原理；（4）洪特规章 ：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时,总是优先单独占据一个轨道,而且自旋方向相同, 这个规章叫洪特规章； 比如,p3 的轨道式为,而不是 ；洪特规章特例：当 p、d、f 轨道填充的电子数为全空、半布满或全布满时,原子处于较稳固的状态；即 p0、 d0、f0、 p3、d5、f7、 p6、 d10、 f14 时,是较稳固状态；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆前 36 号元

3、素中,全空状态的有 4Be 2s 22p 0、 12Mg 3s 23p 0、20Ca 4s 23d 0；半布满状态的有：7N 2s 22p 3、15P 3s 23p 3、24Cr 3d54s 1、25Mn 3d 54s 2、33As 4s24p 3；全布满状态的有 10Ne 2s22p 6、18Ar 3s23p 6、29Cu 3d104s 1、30Zn 3d 104s 2、 36Kr 4s24p 6；4、基态原子核外电子排布的表示方法（1）电子排布式 用 数 字 在 能 级 符 号 的 右 上 角 表 明 该 能 级 上 排 布 的 电 子 数 , 这 就 是 电 子 排 布 式 , 例 如

4、K：1s 22s 22p 63s 23p 64s 1；为了防止电子排布式书写过于繁琐,把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示,例如K：Ar4s1；（2）电子排布图 轨道表示式 每个方框或圆圈代表一个原子轨道,每个箭头代表一个电子；如基态硫原子的轨道表示式为二、原子结构与元素周期表1、原子的电子构型与周期的关系（1）每周期第一种元素的最外层电子的排布式为 ns1；每周期结尾元素的最外层电子排布式除 He 为 1s2外,其余为 ns2np6；He 核外只有 2 个电子,只有 1 个 s 轨道,仍未显现 p 轨道,所以第一周期结尾元素的电子排布跟其他周期不同；

5、（2）一个能级组最多所容纳的电子数等于一个周期所包含的元素种类；同的能级,而是能量相近的能级；2、元素周期表的分区但一个能级组不肯定全部是能量相分区元素分布外围电子排布元素性质特点s 区A 族、A 族及12 ns除氢、氦外都是活泼金属元素；通常是最外层电He 元素子参加反应p 区 A A 族、 0ns 2np16通常是最外层电子参加反应族（除氦外）d 区B B 族、n-1d19ns 12d 轨道可以不同程度地参加化学键的形成除镧系、 锕系外 ds 区B 族、 B 族n-1d10ns12金属元素f 区镧系、锕系n-2f014n-1d02 ns 2镧系元素化学性质相近、锕系元素化学性质相近依据核外

6、电子排布,可确定：分区 各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点 如已知元素的外围电子排布,可直接判定该元素在周期表中的位置；如：某元素的外围电子排布为 4s24p4,由此可知,该元素位于 p 区,为第四周期 A 族元素；即最大 能层为其周期数, 最外层电子数为其族序数,但应留意过渡元素 副族与第族 的最大能层为其周期数,外 围电子数应为其纵列数而不是其族序数 镧系、锕系除外 ；三、元素周期律1、电离能、电负性名师归纳总结 （ 1）电离能是指气态原子或离子失去1 个电子时所需要的最低能量,第一电离能是指电中性基态原子失第 2 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - -

7、 - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆去 1 个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量；第一电离能数值越小,原子越简单失去 1 个电子；在同一周期的元素中,碱金属 或第 A 族 第一电离能最小,稀有气体 或 0 族第一电离能最大,从左到右总体出现增大趋势；同主族元素,从上到下 要大；,第一电离能逐步减小；同一原子的其次电离能比第一电离能（2）元素的电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小；以氟的电负性为 4.0,锂的电负性为 1.0 作为相对标准 ,得出了各元素的电负性；电负性的大小也可以作为判定金属性和非金属性强弱的尺度,金属的电负性一般小于 1.8,非金属的电负性一般

8、大于 1.8,而位于非金属三角区边界的“类金属 ”的电负性在 1.8 左右；它们既有金属性,又有非金属性；（3）电负性的应用判定元素的金属性和非金属性及其强弱金属的电负性一般小于1.8,非金属的电负性一般大于1.8,而位于非金属三角区边界的“ 类金属”如锗、锑等 的电负性就在1.8 左右,它们既有金属性,又有非金属性；金属元素的电负性越小,金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大,非金属元素越活泼；同周期自左到右,电负性逐步增大,同主族自上而下,电负性逐步减小；2、原子结构与元素性质的递变规律性质同周期（从左往右）同主族（自上而下）（ 1）能层数（电子层数）相同从 1 递增到 6（或 7）（ 2

9、）最外层电子数从 1 递增到 8（第一周期例外）相同（ 3）原子半径减小增大（ 4）金属性（原子失电子才能）减弱增强（ 5）非金属性（原子得电子才能）增强减弱（ 6）电负性增强减弱（ 7）第一电离能增大的趋势减小（ 8）单质仍原性减弱增强（ 9）单质氧化性增强减弱（ 10）最高价氧化物对应水化物的酸碱性碱性减弱,酸性增强碱性增强、酸性减弱（ 11）非金属形成气态氢化物的难易程度由难到易由易到难（ 12）气态氢化物的稳固性增强减弱（ 13）主要化合价最高正价从 +1 递增到 +7（O、F相同除外）,最低负价从 -4 递增到 -1 （ 14）离子半径r（阴离子）减小, r（阳离子）增大减小； r阴

10、r阳 3、对角线规章在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相像的,如名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆第一节原子结构；考查点一能层、能级、构造原理1以下说法中正确选项A同一原子中, 1s、2s、3s 电子的能量逐步减小B同一原子中,2p、3p、4p 能级的轨道数依次增多C能量高的电子在离核近的区域运动,能量低的电子在离核远的区域运动D各能层含有的能级数为nn 为能层序数 ；2以下说法中正确选项A1s 22s 12p 1 表示的是激发态原子的电子排布B 3p 2表示 3p

11、能级有两个轨道C同一原子中,3d 轨道的能量小于 4s 轨道的能量D同一原子中, 2p、3p、4p 电子的能量逐步减小3比较以下多电子原子的能级的能量高低12s_3s 22s_3d 33p_3s 44f_6f 考查点二核外电子排布规律4主族元素原子失去最外层电子形成阳离子,主族元素的原子得到电子填充在最外层形成阴离子；以下各原子或离子的电子排布式错误选项；ACa 2：1s 22s 22p63s 23p 6BO 2：1s 22s 22p 426,就C Cl： 1s 22s 22p63s 23p6DAr ：1s 22s 22p 63s 23p 65铁是常见金属,它在元素周期表中位于第四周期族,原子

12、序数为Fe 2的结构示意图为A.B.C. D.6写出具有以下电子排布的原子的核电荷数、名称、元素符号及元素周期表中的位置；名师归纳总结 11s 22s 22p 63s 23p4；1s 22s 22p63s 23p1D；第 4 页,共 8 页21s 22s 22p 63s 23p63d104s 24p 65s 2；31s 22s 22p 63s 23p63d104s 24p 64d 105s 25p 66s 1考查点三原子光谱、电子云与原子轨道7以下电子排布式是基态原子的电子排布的是1s 12s 11s 22s 12p 11s 22s 22p63s 2 ABC- - - - - - -精选学习资

13、料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆8以下有关电子云和原子轨道的说法中正确选项；A原子核外的电子像云雾一样覆盖在原子核四周,故称电子云B s 能级原子轨道呈球形,处于该轨道上的电子只能在球壳内运动C p 能级原子轨道呈哑铃状,随着能层的增加,p 能级原子轨道也在增多Dp 能级原子轨道与 s 能级原子轨道的平均半径都随能层序数的增大而增大9X 元素原子的最外层电子排布式为 ns nnp n1,试回答以下问题：1电子排布式中的 n_；原子中能量最高的是 _电子,其电子云在空间有 _方向,出现 _形；2X 元素的名称是 _；它的氢化物的电子式是 _；考查点四 综合应用1

14、0短周期的三种主族元素 A、B、C,原子序数依次减小；A 元素的 2p 能级上有 3 个未成对电子； B 元素原子的最外电子层上的电子数是其电子层数的 2 倍； A、B、C三原子的核外电子层数之和是 5；请回答：1三种元素的元素符号分别为：A_, B_,C_；2A 与 C 形成的化合物的分子式是_,写出该化合物与A 的最高价氧化物对应水化物发生反应的化学方程式_；11有 A、B、C、D、E 5 种元素,它们的核电荷数依次增大,且都小于 20；其中 A 为非金属元素, A 和 E 属同一族,它们原子的最外层电子排布式为ns 1；B 和 D 也属同一族,它们原子最外层的p 能级电子数是s 能级电子

15、数的两倍,C 原子最外层上电子数等于 D 原子最外层上电子数的一半；请回答以下问题：1A 是_,B 是_,C 是_,D 是_,E 是 _；2由这 5 种元素组成的一种化合物是写化学式 _；写出该物质的一种主要用途：_；3写出 C 元素基态原子的电子排布式：_；4用电子排布图表示 D 元素原子的最外层电子排布：_；12. 已知 X、Y 和 Z 三种元素的原子序数之和等于 42；X 元素原子的 4p 轨道上有 3 个未成对电子, Y 元素原子的最外层 2p 轨道上有 2 个未成对电子； X 跟 Y 可形成化合物 X 2Y 3,Z 元素可以形成负一价离子；请回答以下问题：（1）X 元素原子基态时的电

16、子排布式为,该元素的符号是；（2）Y 元素原子的价层电子的电子排布图为,该元素的名称是（3）已知化合物 X 2Y 3 在稀硫酸溶液中可被金属锌仍原为XZ 3,产物仍有 ZnSO4和 H2O,名师归纳总结 该反应的化学方程式是_；第 5 页,共 8 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆其次节原子结构与元素的性质B只有 p 区；考查点一原子结构与元素周期表1元素周期表中,非金属元素存在的区域为A只有 s 区Cs 区、 d 区和 ds 区 Ds 区和 p 区2闪耀着银白色光泽的金属钛 22Ti因具有密度小、 强度大、 无磁性等优良的

17、机械性能,被广泛的应用于军事、医学等领域,号称“ 崛起的第三金属” ；已知钛有 48Ti 、49Ti 、50Ti 等同位素,以下关于金属钛的表达中不正确选项 ；22 A上述钛原子中,中子数不行能为 B钛元素在周期表中处于第四周期 C钛的不同同位素在周期表中处于不同的位置D钛元素是d 区的过渡元素；考查点二元素周期律的应用3以下各组元素性质的递变情形错误选项ALi 、Be、B 原子的最外层电子数依次增多 BP、S、Cl 元素的最高化合价依次上升 CN、O、F 电负性依次增大 DNa、K、Rb 第一电离能逐步增大4以下表达中正确选项A 族元素的原子半径最大；A同一周期中,B A 族元素的原子,其半

18、径越大,越简单得到电子 C室温时, 0 族元素的单质都是气体 D同一周期中,碱金属元素的第一电离能最大5以下各元素,最易形成离子化合物的组合是2s 22p6 的原子；第三周期第一电离能最小的元素外围电子构型为2p 能级为半满的元素电负性最大的元素DABC6现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆1s 22s 22p 63s 23p41s 22s 22p63s 23p 31s 22s 22p31s 22s22p5；就以下有关比较中正确选项A第一电离能：B原子半

19、径： C电负性： D最高正化合价： 考查点三 微粒半径大小比较7A n、B n1、 C n、 D n1有相同的电子层结构,就原子半径由大到小的次序是ACDBA BABCD CDCAB D ABDC 8a、b、c、d 是四种短周期元素；a、b、d 同周期, c、d 同主族； a 的原子结构示意图为,b 与 c 形成的化合物的电子式为；以下说法正确选项；A原子半径： acdb B电负性： abdc C原子序数： dacb D最高价含氧酸的酸性：cda 考查点四 综合应用9如下列图为元素周期表的大致框架1 在如下列图元素周期表中画出金属元素与非金属元素的分界线2 鉴于 NaH 的存在, 有人建议可把

20、氢元素归到A 族；但依据氢元素最高正化合价与最低负化合价的肯定值相等,可把氢元素归到元素周期表中的 _族；3 现有甲、 乙两种元素, 甲元素原子核外 3p 能级上有 5 个电子, 乙元素的焰色反应呈黄色；在如下列图的元素周期表中,将甲、乙两元素的元素符号填在甲、乙两元素在元素周期表中的相应位置；甲元素与硫元素相比较,非金属性较强的是 _填名称 ,写出可以验证该结论的一个化学方程式：_；420XX 年 8 月 2 日, CCTV 1焦点访谈栏目中报道了“ 铊中毒大事” ,铊再名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 8 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就

21、惘,思而不学就殆次成为公众关注的焦点；铊的相关信息如右图卡片中所示；以下表达不正确选项；81 Tl 3 个电子204.4 铊6s 26p 1A铊在元素周期表中的位置是第六周期A 族B铊原子的中子数为20481123 C6s 26p 1 表示铊原子有6 个电子层,最外电子层中有D铊的金属性比铝的强E铊元素是p 区元素I3I 410第三周期元素X、Y、Z 的各级电离能数据如下表：I /kJ mol1 I 1I 2X 738 1 451 7 733 10 540Y 496 4 562 Z 577 1 817 请回答： X、Y、Z 三种元素的元素符号分别为6 912 9 5402 745 11 578

22、 _、_、_；常见化合价分别为 _、_、_；电负性由小到大的次序是 _；11W、X、Y、Z 是周期表前 36 号元素中的四种常见元素,其原子序数一次增大；W、Y 的氧化物是导致酸雨的主要物质,X 的基态原子核外有 7 个原子轨道填充了电子,Z 能形成红色 或砖红色 的 Z2O 和黑色的 ZO 两种氧化物；1W 位于元素周期表第_周期第 _族； W 的气态氢化物稳固性比H2Og_“ 强” 或“ 弱” _,Y 的第一电离能比X 的_“ 大” 或“ 小” 2Y 的基态原子核外电子排布式是3Y 的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z 的单质反应的化学方程式是_；12电离能是指由蒸气状态的孤立原子移去电子形成阳离子需要的能量；从中性原子中移去第一个电子所需的能量为第一电离能 电离能 I 2,依次类推；I 1,移去其次个电子所需要的能量为其次现有 5 种元素 A, B,C,D, E,其中 I 1I 3 分裂下表,依据表中数据判定其中的金 属元素有 _,稀有气体元素有 _,最活泼的金属是 _,显二价的金属是 _；名师归纳总结 附表各元素的电离能I 1/eV I2/eV I 3/eV第 8 页,共 8 页元素A 13.0 23.9 40.0 B 4.3 31.9 47.8 C 5.7 47.4 71.8 D 7.7 15.1 80.3 E 21.6 41.1 65.2 - - - - - - -