高考化学一轮综合复习第十二章有机化学基础第37讲原子结构与性质练习.doc
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1、- 1 - / 29【2019【2019 最新最新】精选高考化学一轮综合复习第十二章有机化学基精选高考化学一轮综合复习第十二章有机化学基础第础第 3737 讲原子结构与性质练习讲原子结构与性质练习考纲要求 1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理,能正确书写 136 号元素原子核外电子、价电子的排布式和轨道表达式。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其简单应用。4.了解电负性的概念,并能用以说明元素的某些性质。考点一考点一 原子核外电子排布原理原子核外电子排布原理1能层、能级与原子轨道(1)能层(n):在多电子原子中,核外电子的能量是不
2、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,同一能层里,各能级的能量按 s、p、d、f的顺序依次升高,即:E(s)E(p)E(d)E(f)。(3)原子轨道:电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。原子轨道轨道形状轨道个数s球形1p哑铃形3- 2 - / 29特别提醒 第一能层(K),只有 s 能级;第二能层(L),有 s、p 两种能级,p 能级上有三个原子轨道 px、py、pz,它们具有相同的能量;第三能层(M),有 s、p
3、、d 三种能级。2基态原子的核外电子排布(1)能量最低原理:即电子尽可能地先占有能量低的轨道,然后进入能量高的轨道,使整个原子的能量处于最低状态。如图为构造原理示意图,即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图:注意 所有电子排布规则都需要满足能量最低原理。(2)泡利原理每个原子轨道里最多只能容纳 2 个电子,且自旋状态相反。如 2s 轨道上的电子排布为,不能表示为。(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。如 2p3 的电子排布为,不能表示为或。洪特规则特例:当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、
4、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,体系的能量最低,如:24Cr的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1 或Ar3d54s1。3基态、激发态及光谱示意图(1)p 能级的能量一定比 s 能级的能量高()(2)同一原子中,2p、3p、4p 能级的轨道数依次增多()(3)2p 和 3p 轨道形状均为哑铃形,能量也相等()(4)2px、2py、2pz 的能量相等()- 3 - / 29(5)铁元素基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p64s23d6()(6)Cr 的基态原子的简化电子排布式为Ar3d44s2()(7)基态原子电子能量的高低顺序为 E(1s)E(2s)
5、E(2px)E(2py)E(2pz)()(8)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10 违反了能量最低原则()(9)磷元素基态原子的电子排布图为()写出下列原子或离子的电子排布式、价电子排布图、电子占的原子轨道数、未成对电子数。(1)N:_。(2)Cl:_。(3)Fe2:_。(4)- 4 - / 29Cu:_。(5)Se:_。(6)Br:_。答案 (1)1s22s22p3 5 3(2)1s22s22p63s23p5(或Ne3s23p5) 9 1(3)1s22s22p63s23p63d6(或Ar3d6) 14 4(4)1s22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d104s
6、1) 15 1(5)1s22s22p63s23p63d104s24p4(或Ar3d104s24p4) 18 2(6)1s22s22p63s23p63d104s24p6(或Ar3d104s24p6) 18 0- 5 - / 29核外电子排布常见错误(1)在写基态原子的电子排布图时,常出现以下错误:(违反能量最低原理)(违反泡利原理)(违反洪特规则)(违反洪特规则)(2)当出现 d 轨道时,虽然电子按 ns、(n1)d、np 的顺序填充,但在书写电子排布式时,仍把(n1)d 放在 ns 前,如Fe:1s22s22p63s23p63d64s2,而失电子时,却先失 4s 轨道上的电子,如 Fe3:1s
7、22s22p63s23p63d5。(3)注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、价电子排布式的区别与联系。如 Cu 的电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1;简化电子排布式:Ar3d104s1;价电子排布式:3d104s1。1(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 离子的结构示意图为_。(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-
8、6 - / 29_。(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 nsnnpn2,则 n_;原子中能量最高的是_电子,电子排布图为_。答案 (1)N (2)Cl (3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2(或Ar3d64s2) (4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d104s1)(5)2 2p 2M、R、X、Y 为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z 是一种过渡元素。M 基态原子 L 层中 p 轨道电子数是 s 轨道电子数的 2 倍,
9、R 是同周期元素中最活泼的金属元素,X 和 M 形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物,Z 的基态原子 4s 和 3d 轨道半充满。请回答下列问题:(1)写出 M、R 的价电子排布式:M_、R_。(2)写出 X、Y 的价电子排布图:X_、Y_。(3)写出 Z 的核外电子排布式:- 7 - / 29_,Z 的核外未成对电子数为_。答案 (1)2s22p4 3s1(2)(3)1s22s22p63s23p63d54s1 或Ar3d54s1 6解析 根据题目给出的 M、R 和 X 的信息确定,M 是氧元素,R 是钠元素,X 是硫元素。根据 M、R、X、Y 为原子序数依次增大的短周期主族元素确定 Y
10、 是氯元素。根据 Z 的基态原子 4s 和 3d 轨道半充满,则 Z 元素原子的核外有 24 个电子,是铬元素。考点二考点二 原子结构与周期表、元素性质的关系原子结构与周期表、元素性质的关系1原子结构与周期表的关系(1)原子结构与周期表的关系(完成下列表格)每周期第一个元素每周期最后一个元素周期能层数原子序数基态原子的简化电子排布式原子序数基态原子的电子排布式二23He2s1101s22s22p6三311Ne3s1181s22s22p63s23p6四419Ar4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五537Kr5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d
11、105s25p6六655Xe6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6(2)每族元素的价层电子排布特点主族主族AAAA排布特点ns1ns2ns2np1ns2np2- 8 - / 29主族AAA排布特点ns2np3ns2np4ns2np50 族:He:1s2;其他 ns2np6。过渡元素(副族和第族):(n1)d110ns12。(3)元素周期表的分区与价电子排布的关系周期表的分区各区外围电子排布特点分区外围电子排布s 区ns12p 区ns2np16d 区(n1)d19ns12(除钯外)ds 区(n1)d10ns12f 区(n2)f
12、014(n1)d02ns22.原子半径(1)影响因素Error!(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)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:I1,单位:kJmol1。(2)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 I1I2I3)。- 9 - / 294电负性(1)含义:元素的原子在化合物中吸引键合电子能力的标度。元素的电负性越大,
13、表示其原子在化合物中吸引键合电子的能力越强。(2)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)变化规律金属元素的电负性一般小于 1.8,非金属元素的电负性一般大于 1.8,而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在 1.8左右。在元素周期表中,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。5对角线规则在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的,如。(1)价电子排布为 5s25p1 的元素位于第五周期A 族,是 s 区元素()(2)电负性大的元素非金属性强()(3)
14、主族元素的电负性越大,元素原子的第一电离能一定越大()(4)在元素周期表中,同周期主族元素电负性从左到右越来越大()(5)在形成化合物时,电负性越小的元素越容易显示正价()(6)第一电离能:ON()(7)正三价阳离子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d5 的元素在周期表中位于族()(8)价电子排布式为 4s24p3 的元素位于第四周期A 族,是 p 区元素()(1)第三周期所有元素的第一电离能(I1)大小顺序为_(用元素符号表示)。- 10 - / 29(2)Na 的逐级电离能中有_次突跃。分别是哪级电离能发生突跃?_、_。(3)C、N、O、F 的电负性大小顺序为_,第一电离能大
15、小顺序为_。(4)F、Cl、Br、I 的第一电离能大小顺序为_,电负性大小顺序为_。答案 (1)NaAlMgSiSPClAr(2)2 I2I1 I10I9(3)CNOF CONF(4)FClBrI FClBrI1(2018江西省景德镇模拟)根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位:kJmol1),回答下列各题:元素代号I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600U420310044005900(1)在周期表中,最可能处于同一族的是_。AQ 和 RBS 和 TCT 和 UDR 和 TER
16、 和 U(2)下列离子的氧化性最弱的是_。AS2BR2CT3DU(3)下列元素中,化学性质和物理性质最像 Q 元素的是_。- 11 - / 29A硼 B铍 C氦 D氢(4)每种元素都出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况,这一事实从一个侧面说明:_,如果 U 元素是短周期元素,你估计它的第 2 次电离能飞跃数据将发生在失去第_个电子时。(5)如果 R、S、T 是同周期的三种主族元素,则它们的原子序数由小到大的顺序是_,其中_元素的第一电离能异常高的原因是_。答案 (1)E (2)D (3)C(4)电子分层排布,各能层能量不同 10(5)RST S S 元素的最外层电子处于 s 能级全充满状态,
17、能量较低,比较稳定,失去第一个电子吸收的能量较多解析 (1)根据电离能的变化趋势知,Q 为稀有气体元素,R 为第A 族元素,S 为第A 族元素,T 为第A 族元素,U 为第A 族元素,所以R 和 U 处于同一主族。(2)由于 U为第A 族元素且比 R 电离能小,所以 U的氧化性最弱。(3)由于 Q 是稀有气体元素,所以氦的物理性质和化学性质与其最像。(4)电离能的突跃变化,说明核外电子是分层排布的。若 U 是短周期元素,则 U 是 Na,其核外电子排布式为 1s22s22p63s1,由于 2s22p6 所处能层相同,所以它的第 2 次电离能飞跃数据发生在失去第 10 个电子时。(5)同一周期,
18、第一电离能呈增大趋势,但A、A 族比相邻元素要高,因为其最外层电子呈全充满或半充满结构。2根据信息回答下列问题:- 12 - / 29不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用数值表示,该数值称为电负性。一般认为:如果两个成键原子间的电负性差值大于 1.7,原子之间通常形成离子键;如果两个成键原子间的电负性差值小于 1.7,通常形成共价键。下表是某些元素的电负性值:元素符号LiBeBCOFNaAlSiPSCl电负性值1.01.52.02.53.54.00.91.51.82.12.53.0(1)根据对角线规则,Be、Al 元素最高价氧化物对应水化物的性质相似,它们都具有_性,其中 Be(OH)
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- 高考 化学 一轮 综合 复习 第十二 有机化学 基础 37 原子结构 性质 练习
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