【与名师对话】高考化学总复习(JS版)《12.1 原子结构与元素的性质》课件.ppt
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1、1.了解原子核外电子的能级分布。能用电了解原子核外电子的能级分布。能用电子排布式表示常见元素子排布式表示常见元素(136号号)原子核原子核外电子排布。了解原子核外电子的运动状外电子排布。了解原子核外电子的运动状态。态。2了解原子核外电子在一定条件下会发了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁,了解其简单应用。生跃迁,了解其简单应用。3了解元素电离能的含义,并能用以说了解元素电离能的含义,并能用以说明元素的某些性质。明元素的某些性质。4了解电负性的概念,知道元素的性质了解电负性的概念,知道元素的性质与电负性的关系。与电负性的关系。1.原子轨道的能量原子轨道的能量比较。比较。2对核外电子排对核外电子
2、排布遵循三个规律的布遵循三个规律的理解。理解。3元素电负性大元素电负性大小的比较。小的比较。4元素电负性的元素电负性的规律与应用。规律与应用。5电离能大小与电离能大小与原子结构的关系。原子结构的关系。一、人一、人类对类对原子原子结结构的构的认识历认识历史史1原子原子结结构有核模型构有核模型1911年,英国物理学家年,英国物理学家 通通过过 提出。原子的提出。原子的质质量主要集中在量主要集中在 上,上,电电子在子在 空空间间高速运高速运动动。卢卢瑟福瑟福粒子的散射粒子的散射实验实验原子核原子核原子核外原子核外2玻玻尔尔原子原子结结构模型构模型1913年,丹麦物理学家年,丹麦物理学家研究研究 后提
3、出。后提出。原子核外原子核外电电子在一系列子在一系列 上运上运动动,既不,既不 ,也不,也不 。3电电子云子云(1)概念:人概念:人们们用用的方法来形象地描的方法来形象地描绘电绘电子在原子核外空子在原子核外空间间出出现现的的的大小。的大小。(2)含含义义用小黑点代表用小黑点代表电电子在核外空子在核外空间间区域区域,用用小小黑黑点点的的疏疏密密描描述述电电子子在在原原子子核核外外某某一一区区域域出出现现的的机机会会的的 。运运动动区区域域离离核核近近,电电子子出出现现的的机机会会 ;运;运动动区域离核区域离核远远,电电子出子出现现的机会的机会 。玻玻尔尔氢氢原子光原子光谱谱稳稳定定轨轨道道放出能
4、量放出能量吸收能量吸收能量统计统计机会机会出出现现的机会的机会大小大小大大小小二、原子核外电子的运动特征二、原子核外电子的运动特征1电子层电子层(1)划分依据划分依据划分电子层的依据为划分电子层的依据为和和 的不同。的不同。(2)表示表示电电 子子 层层 用用 n表表 示示,原原 子子 中中 由由 里里 向向 外外 的的 电电 子子 层层 数数 可可 取取 等正整数,对应电子层符号分别为等正整数,对应电子层符号分别为 等。等。2原子轨道原子轨道(1)含义含义处于同一处于同一 的原子核外电子运动的不同区域。的原子核外电子运动的不同区域。能量差异能量差异主要运主要运动动区域区域1,2,3,4,5K
5、、L、M、N、O电电子子层层(2)表示及形状表示及形状不同形状的不同形状的轨轨道可用道可用 等等表表示示,s轨轨道道呈呈 ,p轨轨道呈道呈 。(3)伸展方向伸展方向s、p、d、f轨轨道分道分别别有有个伸展方向,例如个伸展方向,例如p轨轨道包含道包含个个轨轨道。道。(4)原子原子轨轨道能量高低的比道能量高低的比较较相相同同电电子子层层上上原原子子轨轨道道能能量量的的高高低低:ns np nd nf。形形状状相相同同的的原原子子轨轨道道能能量量的的高高低低:1s 2s 3s 4s;2p 3p p 5p。电电子子层层和和形形状状相相同同的的原原子子轨轨道道的的能能量量相相等等,如如2px 2py 2
6、pz。s、p、d、f球形球形纺锤纺锤形形1、3、5、7px、py、pz3氧氧C元素第一元素第一电电离能:氮离能:氮氧氧D在自然界,在自然界,氢氢元素只有一种核素元素只有一种核素解解析析:核核反反应应不不属属于于化化学学变变化化,A不不正正确确;同同周周期期元元素素从从左左向向右右 电电 负负 性性 增增 大大,B不不 正正 确确;氮氮 的的 价价 电电 子子 排排 布布 式式 2s22p3,半半充充满满结结构构更更稳稳定定,第第一一电电离离能能氮氮氧氧,C正正确确;氢氢元元素素有有11H、12H、13H三种核素,三种核素,D不正确。不正确。答案:答案:C7最最活活泼泼的的金金属属,最最活活泼泼
7、的的非非金金属属,常常温温下下呈呈液液态态的的金金属属(价价电电子排布子排布为为5d106s2)分分别别位于下面元素周期表中的位于下面元素周期表中的()As区、区、p区、区、ds区区 Bs区、区、p区、区、d区区Cf区、区、p区、区、ds区区 Ds区、区、f区和区和ds区区解解析析:如如果果考考虑虑放放射射性性元元素素,最最活活泼泼的的金金属属是是Fr,如如果果不不考考虑虑放放射射性性元元素素,最最活活泼泼的的金金属属是是Cs,而而Cs和和Fr都都属属于于第第A族族元元素素,位位于于s区区;最最活活泼泼的的非非金金属属是是F,位位于于p区区;常常温温下下呈呈液液态态的的金金属属为为Hg,Hg属
8、属于于过过渡渡元元素素,其其价价电电子子排排布布为为5d106s2,可知,可知Hg属于第属于第6周期第周期第B族元素,位于族元素,位于ds区。区。答案:答案:A8(2010年年无无锡锡一一中中检检测测)下下列列关关于于元元素素第第一一电电离离能能的的说说法不正确的是法不正确的是()A钾钾元元素素的的第第一一电电离离能能小小于于钠钠元元素素的的第第一一电电离离能能,故故钾钾的活的活泼泼性性强强于于钠钠B因因同同周周期期元元素素的的原原子子半半径径从从左左到到右右逐逐渐渐减减小小,故故第第一一电电离能必依次增大离能必依次增大C 最最 外外 层层 电电 子子 排排 布布 为为 ns2np6(若若 只
9、只 有有 K层层 时时 为为 1s2)的原子,第一的原子,第一电电离能离能较较大大D对对于同一元素而言,原子的于同一元素而言,原子的电电离能离能I1I2I3解解析析:A项项同同一一主主族族,从从上上到到下下元元素素的的第第一一电电离离能能越越来来越越小小,活活泼泼性性越越来来越越强强。B项项,同同周周期期的的第第A与与第第A族族,第第A与与第第A族族,第第一一电电离离出出现现了了反反常常,C项项ns2np6的的原原子子为为稀稀有有气气体体原原子子,第第一一电电离离能能较较大大,D项项,同同一一元元素素的的原原子,子,I1I2OSiK要点要点1原子核外电子排布的表示方法原子核外电子排布的表示方法
10、1电电子排布式子排布式原原子子核核外外电电子子排排布布的的轨轨道道能能量量顺顺序序是是书书写写基基态态原原子子电电子子排排布布式式的的依依据据,也也是是绘绘制制基基态态原原子子轨轨道道表表示示式式的的主主要要依依据据电电子子排排布布式式:我我们们先先用用阿阿拉拉伯伯数数字字写写出出电电子子层层的的符符号号,然然后后再再写写出出原原子子轨轨道道的的符符号号(s、p、d、f),再再把把各各原原子子轨轨道道中中包包含含的的电电子子数数标标记记在在原原子子轨轨道道符符号号的的右右上上方方,这这种种表表示示原原子子核核外外电电子子排排布布的的方方法法叫叫电电子子排排布布式式。例例如如,氢氢原原子子的的电
11、电子子排排布布式式为为1s1,由由于于2s、2p、中中没没有有电电子子填填充充,书书写写时时可可以以略略去去;碳碳原原子子的的电电子子排排布布式式为为1s22s22p2。电电子子排排布布式式表表示示了了电电子子所所在在的的电电子子层层、原原子子轨轨道道和和各各轨轨道道上上的的电电子数。子数。(1)简单简单原子的核外原子的核外电电子排布式子排布式按按照照原原子子核核外外电电子子排排布布的的轨轨道道能能量量顺顺序序,将将电电子子依依次次填填充充到到能能量量逐逐渐渐升升高高的的轨轨道道中中,如如6C:1s22s22p2,19K:1s22s22p63s23p64s1。(2)复复杂杂原子的核外原子的核外
12、电电子排布式子排布式对对于于复复杂杂原原子子的的电电子子排排布布式式,应应先先按按能能量量最最低低原原理理从从低低到到高高排排列列,然然后后将将同同一一层层的的电电子子移移动动排排在在一一起起如如:26Fe,先先 按按 能能 量量 从从 低低 到到 高高 排排 列列 为为:1s22s22p63s23p64s23d6,然然后后将将同同一一层层的的排排在在一一起起,即即该该原原子子的的核核外外电电子子排排布布式式为为:1s22s22p63s23p63d64s2。(3)特殊原子的核外特殊原子的核外电电子排布式子排布式当当p、d、f原原子子轨轨道道处处于于全全空空、全全充充满满或或半半充充满满状状态态
13、时时,能量相能量相对较对较低,原子低,原子结结构构较稳较稳定。定。如如24Cr:先按能量从低到高排列:先按能量从低到高排列为为1s22s22p63s23p64s23d4,因因3d5半半充充满满较较稳稳定定,因因此此需需要要将将4s2上上 的的 一一 个个 电电 子子 调调 整整 到到 3d轨轨 道道 上上 得得 1s22s22p63s33p64s13d5,再再将将同同一一层层的的排排到到一一起起,得得该该原原子子的的核核外外电电子子排排布布式式为为1s22s22p63s23p63d54s1。29Cu:先按能量从低到高排列:先按能量从低到高排列为为1s22s22p63s23p64s23d9,因因
14、3d10全充全充满较稳满较稳定,因此需要将定,因此需要将4s2上的一个上的一个电电子子调调整到整到3d轨轨道,得道,得1s22s22p63s23p64s13d10,再再将将同同一一层层的的排排到到一一起起,得得该该原原子子的的核核外外电电子子排排布布式式为为1s22s22p63s23p63d104s1。(4)书书写写简简易易电电子排布式子排布式为为了了方方便便,常常把把内内层层已已达达到到稀稀有有气气体体的的电电子子层层结结构构的的部部分分写写成成“原原子子实实”,用用稀稀有有气气体体符符号号外外加加方方括括号号来来表表示示。如如K:1s22s22p63s23p64s1,其其中中1s22s22
15、p63s23p6看作看作Ar“原子原子实实”,故,故K的的电电子子层结层结构可表示构可表示为为:Ar4s1。2轨轨道表示式道表示式轨轨道道表表示示式式是是用用方方框框和和箭箭头头表表示示核核外外电电子子排排布布的的式式子子。每每一一个个方方框框表表示示一一个个轨轨道道。与与电电子子排排布布式式相相比比,它它具具有有轨轨道道上上电电子子自自旋旋方方向向和和在在成成键键时时电电子子变变化化明明晰晰的的特特点点,但但书书写写时时稍稍麻麻烦烦些些。书书写写时时先先写写元元素素符符号号,再再根根据据能能量量最最低低原原理理、泡泡利利不不相相容原理和洪特容原理和洪特规则书规则书写。写。3外外围电围电子排布
16、式子排布式化化学学反反应应中中,原原子子的的外外围围电电子子发发生生变变化化而而原原子子实实不不受受影影响响。所所以以,描描述述原原子子核核外外电电子子排排布布时时,可可仅仅写写出出原原子子的的外外围围电电子子排排布布式式(主主族族元元素素的的外外围围电电子子又又称称价价电电子子)。如如碳碳原原子子外外围围电电子子排布式排布式为为2s22p2,铁铁原子外原子外围电围电子排布式子排布式为为3d64s2。例例1在在短短周周期期元元素素中中,3p轨轨道道上上有有两两个个未未成成对对电电子子(即即一一个个原原子子轨轨道道上上只只有有一一个个电电子子)的的元元素素是是_,分分别别写写出出其其电电子子排排
17、布布式式,并写出其并写出其3p轨道的轨道表示式轨道的轨道表示式_。【解解析析】3p轨轨道道上上有有两两个个未未成成对对电电子子的的元元素素肯肯定定位位于于第第三三周周期期,其其内内层层电电子子数数为为10,其其3s轨轨道道上上已已排排满满2个个电电子子,3p轨轨道道上上的的电电子子数数可可能是能是2个或个或4个,即为个,即为14号或号或16号元素。号元素。【答答案案】Si和和S电电子子排排布布式式分分别别为为1s22s22p63s23p2和和1s22s22p63s23p4;3p轨道的轨道表示式分别为:轨道的轨道表示式分别为:【迁移应用迁移应用】(即时迁移小试牛刀即时迁移小试牛刀)1写写出出具具
18、有有下下列列电电子子排排布布的的原原子子的的核核电电荷荷数数、名名称称、元元素符号及在周期表中的位置。素符号及在周期表中的位置。(1)1s22s22p63s23p4_;(2)1s22s22p63s23p63d104s24p65s2_;(3)1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1_。【解解析析】此此题题的的突突破破口口是是看看各各原原子子的的电电子子排排布布式式。根根据据具具有有的的电电子子层层数数和和最最外外层层电电子子数数确确定定在在周周期期表表中中的的位位置置。所所有有的的问问题题也也就就迎迎刃刃而解了。而解了。【答案答案】(1)核电荷数核电荷数16硫
19、硫(S)第第3周期周期A族族(2)核电荷数核电荷数38锶锶(Sr)第第5周期周期A族族(3)核电荷数核电荷数55铯铯(Cs)第第6周期周期A族族要点要点2原子核外电子排布遵循的原理原子核外电子排布遵循的原理1能量最低原理能量最低原理原原子子核核外外电电子子先先占占有有能能量量低低的的轨轨道道,然然后后依依次次进进入入能能量量较较高的高的轨轨道,道,这样这样使整个原子使整个原子处处于能量最低的状于能量最低的状态态。2泡利不相容原理泡利不相容原理每每个个原原子子轨轨道道上上最最多多只只能能容容纳纳两两个个自自旋旋状状态态不不同同的的电电子子。如。如2s轨轨道上的道上的电电子排布子排布为为 ,不能表
20、示,不能表示为为 。3洪特洪特规则规则(1)洪洪特特规规则则:原原子子核核外外电电子子在在能能量量相相同同的的各各个个轨轨道道上上排排布布时时,电电子子尽尽可可能能分分占占不不同同的的原原子子轨轨道道,且且自自旋旋状状态态相相同同,这这样样整个原子的能量最低。如整个原子的能量最低。如2p3的的轨轨道表示式道表示式为为(2)洪特洪特规则规则的特例:在等价的特例:在等价轨轨道上的道上的电电子排布全充子排布全充满满、半充半充满满和全空状和全空状态时态时,具有,具有较较低的能量和低的能量和较较大的大的稳稳定性。定性。4原子核外原子核外电电子排布的子排布的轨轨道能量道能量顺顺序序(1)在在多多电电子子原
21、原子子中中,电电子子在在轨轨道道上上的的排排布布顺顺序序是是:电电子子最最先先排排布布在在能能量量低低的的轨轨道道上上,然然后后依依次次排排布布在在能能量量较较高高的的轨轨道道上。上。(2)多多电电子原子核外子原子核外电电子排布遵循的排布子排布遵循的排布顺顺序如序如图图所示:所示:原子核外电子排布的轨道能量顺序原子核外电子排布的轨道能量顺序(3)“能能级级交交错错”现现象:由原子核外象:由原子核外电电子排布的子排布的轨轨道能量道能量顺顺序可知,从第三序可知,从第三层层开始各开始各轨轨道不完全遵循道不完全遵循层层的的顺顺序,序,产产生了能生了能级级交交错错排列,即排列,即产产生生“能能级级交交错
22、错”现现象。象。例例2已知已知锰锰的核的核电电荷数荷数为为25,以下是一些同学,以下是一些同学绘绘制的基制的基态锰态锰原子核原子核外外电电子的子的轨轨道表示式道表示式(即即电电子排布子排布图图),其中最能准确表示基,其中最能准确表示基态锰态锰原子核外原子核外电电子运子运动动状状态态的是的是()【解解析析】此此题题综综合合考考查查了了原原子子核核外外电电子子排排布布的的三三条条规规律律在在实实际际书书写写轨轨道道表表示示式式时时的的应应用用。图图中中各各轨轨道道的的排排列列情情况况,反反映映了了原原子子轨轨道道能能量量的的相相对对高高低低,Mn原原子子的的电电子子排排布布式式为为1s22s22p
23、63s23p63d54s2,原原子子轨轨道道的的能能量量由由低低到到高高的的顺顺序序为为1s2s2p3s3p4s3d,其其中中3d轨轨道道上上排排布布了了5个个电电子子,为为半半充充满满状状态态,各各电电子子分分占占不不同同的的轨轨道道,且且自自旋旋状状态态相相同同。A中中有有两两个个错错误误,轨轨道道能能量量顺顺序序不不对对,3d轨轨道道上上电电子子排排布布不不对对,违违反反了了洪洪特特规规则则;B中中有有两两处处错错误误,s轨轨道道上上两两个个电电子子的的自自旋旋状状态态应应相相反反,轨轨道道能能量量顺顺序序也也不不对对;C中中3d轨道上电子排布不对,违反了洪特规则。轨道上电子排布不对,违
24、反了洪特规则。【答案答案】D方法总结:方法总结:解答本题时要综合考虑原子核外电子排布的解答本题时要综合考虑原子核外电子排布的三条规律,并要观察仔细,发现选项中的错误之处本题很容三条规律,并要观察仔细,发现选项中的错误之处本题很容易错选易错选C,没有看清,没有看清C选项中选项中3d轨道上电子的自旋状态也可能轨道上电子的自旋状态也可能认为认为D错误,因为通常我们写电子自旋状态时都用向上的箭头,错误,因为通常我们写电子自旋状态时都用向上的箭头,其实,向上的箭头和向下的箭头的含义是一样的。其实,向上的箭头和向下的箭头的含义是一样的。【迁移应用迁移应用】(即时迁移小试牛刀即时迁移小试牛刀)2以以下下列列
25、出出的的是是一一些些原原子子的的2p轨轨道道和和3d轨轨道道中中电电子子排排布的情况。其中违反了泡利不相容原理的是布的情况。其中违反了泡利不相容原理的是()【解解析析】首首先先要要知知道道泡泡利利不不相相容容原原理理的的内内容容是是每每个个原原子子轨轨道道上上最最多多只只能能容容纳纳两两个个自自旋旋状状态态不不同同的的电电子子,然然后后才才可可以以解解题题。A中中有有一一个个原原子子轨轨道道上上电电子子的的自自旋旋状状态态相相同同,C中中也也有有一一个个原原子子轨轨道道上上电电子子的的自旋状态相同,均违反了泡利不相容原理。自旋状态相同,均违反了泡利不相容原理。【答案答案】AC要点要点3核外电子
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