(共38张PPT)
章末复习
1.能说明微观粒子的运动状态与宏观物体运动特点的差异。
2.能结合能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则书写1-36号元素基态原子的核外电子排布式和轨道表示式。
3.能说出元素电离能、电负性的含义,能描述主族元素第一电离能、电负性变化的一般规律,能从电子排布的角度对这一规律进行解释。能说明电离能大小与原子在化合物中吸引电子能力的关系,能利用电负性判断元素的金属性与非金属性的强弱,推测化学键的极性。
4.能从原子的价电子数目和价电子排布的角度解释元素周期表的分区、周期和族的划分。能例举元素周期律(表)的应用。
1.氢原子光谱和玻尔的原子结构模型
知识点一:原子结构模型
(1)光谱
a.定义:利用仪器将物质 的频率或波长和强度分布记录下来,得到光谱。
b.分类:
连续光谱:各种波长的光组成,且波长差别极小不能分辨,如太阳光
线状光谱:
特定波长、且彼此分离,如氢原子光谱
吸收的光或发射的光
(2)玻尔原子结构模型
a.原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上绕原子核运动,并且不辐射能量;
b.不同轨道上运动的电子具有不同能量(E),而且能量是 ,称为能量“量子化”。轨道能量依 n 值(1,2,3,…)的增大而升高,n称为 (即电子层数)。电子处在n=1的轨道时能量最低,这种状态称为 ,高于基态能量的状态,称为 。
c.只有当电子从一个轨道(能量为Ei)跃迁到另一个轨道(能量为Ej)时,才会辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并被记录下来,就形成了光谱。
不连续的
量子数
基态
激发态
2.量子力学对原子核外电子运动状态的描述
(1)原子轨道
a.量子数 n——电子层
b.能级——当n=x时,有x个能级用s、p、d、f等表示。
c.原子轨道数
各能级上对应的原子轨道数 s p d f ......
__ __ __ __ ......
1
3
5
7
d.电子自旋运动——同一原子轨道上,最多能容纳2个自旋方向相反的电子。
(2)原子轨道的图形描述
s轨道:
p轨道:
球形
哑铃型
电子云:
通常用单位体积内小点的 来表示电子在原子核外某处单位体积内出现 的大小。
疏密程度
概率
1.基态原子的核外电子排布原则
知识点二:基态原子的核外电子排布
(1)能量最低原理
原子核外的电子应优先排布在能量最低的能级里,然后有里到外,依次排布在能量逐渐升高的能级里。
(2)泡利不相容原理
一个原子轨道中最多只能容纳两个电子,且这两个电子的自旋相反。
(3)洪特规则
对于基态原子,电子在能量相同的轨道上排布时,将尽可能分占不同的轨道并且自旋方向相同。
第一步:
第二步:
第三步:
洪特规则的特例
能量相同的原子轨道处于全充满(如p6、d10、f14)、半充满(如p3、d5、f7)和全空(如p0、d0、f0)状态时,体系的能量较低,原子较稳定。
按照构造原理写出电子填入能级的顺序:1s→2s→2p→3s→3p→……
根据各能级容纳的电子数填充电子。
去掉空能级,并按照电子层顺序排列即可得到电子排布式。
2.基态原子电子排布式的书写方法
3.核外电子排布与元素周期表
(1)核外电子排布与周期的划分
周期序数=电子层数
(2)核外电子排布与族的划分
①主族元素
族序数=_________
价电子排布:ns1~2或________
价电子数
ns2np1~5
②稀有气体元素原子的价电子排布为1s2或________
ns2np6
ⅠB、ⅡB:根据ns轨道电子数划分
③过渡元素
价电子排布:_____________
(n-1)d1~10ns1~2
族序数
族序数=_________
价电子数
ⅢB~ⅦB:
(3)元素周期表的分区
ⅠA 0
ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
s 区
p 区
ds 区
d 区
f 区
知识点三:原子半径及其变化规律
1.原子半径变化规律
(1)主族元素
同一周期从左到右,原子半径逐渐减小
同一主族从上到下,原子半径逐渐增大
(2)过渡元素
同一周期过渡元素从左到右原子半径的变化幅度不大。因为同一周期过渡元素增加的电子一般分布在 ,电子间的排斥作用与核对电子的吸引作用大致相当。
内层d轨道或f轨道上
(1)同一周期主族元素从左到右,元素原子失去电子的能力越来越弱,获得电子的能力越来越强。
(2)同主族元素自上而下,金属元素原子失去电子的能力越来越强,非金属元素原子获得电子的能力越来越弱。
同周期元素和同主族元素原子结构递变的综合结果是:位于元素周期表中金属元素与非金属元素分界线周围元素的原子获得或失去电子的能力都不强。
2.元素原子得失电子的能力
知识点四:元素的电离能及其变化规律
1.电离能
(1)定义:气态基态原子或气态基态离子失去一个电子所需要的最小能量。
符号: I 单位: kJ·mol-1
可利用电离能数值判断金属元素的原子在气态时失去电子的难易程度。
2.影响电离能的因素
电离能数值大小主要取决于原子的核电荷数、原子半径及其电子构型。
3.电离能的变化规律
同一周期,碱金属元素的第一电离能最小,稀有气体元素的第一电离能最大;
从左到右,元素的第一电离能总体上呈现从小到大的变化趋势;
同主族元素自上而下第一电离能逐渐减小。
4.电离能的应用
(1)根据电离能数据,确定元素核外电子的排布
(2)根据电离能数据,确定元素在化合物中的化合价
(3)判断元素的金属性、非金属性强弱
知识点五:元素的电负性及其变化规律
1.电负性
(1)定义:用来描述两个不同原子在形成化学键时吸引电子能力的相对强弱。
a.对主族元素,同一周期从左到右,元素电负性逐渐增大;同一主族从上到下,元素的电负性逐渐减小;
b.对副族而言,同族元素的电负性也大体呈现同主族元素的变化趋势。
电负性标度——
氟的电负性为4.0
2.电负性的变化规律
3.电负性的应用
(1)判断元素类型
金属的电负性一般小于2,且电负性越小,金属元素越活泼。
非金属的电负性一般大于2,且电负性越大,非金属元素越活泼。
(2)判断元素的化合价
①电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力弱,元素的化合价为正值。
②电负性数值大的元素在化合物中吸收电子的能力强,元素的化合价为负值。
(3)判断化学键的类型
一般地,如果两种成键元素的电负性差值较大时易形成离子键;如果两种成键元素的电负性差值较小时易形成共价键。
【例1】下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述中,正确的是( )
A.基态原子的N层上只有一个电子的元素,一定是ⅠA族元素
B.原子的价电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素一定是副族元素
C.基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区
D.基态原子的价电子排布为(n-1)dxnsy的元素的族序数一定为x+y
【考点一】核外电子排布与元素周期表
C
分区 价电子排布 元素分布
s区 ns1~2 ⅠA、ⅡA族
p区 ns2np1~6 ⅢA族~ⅦA族、0族
d区 (n-1)d1~9ns1~2(Pd除外) ⅢB族~ⅦB族、
Ⅷ族(镧系、锕系除外)
ds区 (n-1)d10ns1~2 ⅠB族、ⅡB族
f区 (n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2 镧系、锕系
各区元素的原子最外层电子排布特点
1.已知某些元素在周期表中的位置如图所示:
下列说法正确的是( )
A.表中五种元素位于5个不同的区
B.元素4的基态原子的价电子排布式为3d104s2,与它具有相同最外层电子数的元素只可能处于ds区
C.元素1、2、3的基态原子中,未成对电子数之比为1∶3∶5
D.元素5的原子结构示意图为
【练一练】
D
【例1】(双选)下列各项叙述中,正确的是( )
A.Na、Mg、Al的未成对电子数依次增多
B.价电子排布式为4s24p3的元素位于第4周期ⅤA族,是p区元素
C.2p和3p轨道电子云图空间取向相同,能量不相等
D.氮原子的最外层轨道表示式为:
【考点二】元素在周期表中位置的判断方法
BC
由基态原子的价电子排布式给元素定位
元素的周期序数=价电子排布中最高电子层序数
(1)主族元素:元素的族序数=价电子总数。
(2)0族元素:价电子排布式为ns2np6(He为1s2)。
(3)副族元素:
①ⅠB族:价电子排布为(n-1)d10ns1。
②ⅡB族:价电子排布为(n-1)d10ns2。
③ⅢB~ⅦB族:价电子排布为(n-1)dxns2,元素的族序数为x+2(个别例外)。如Mn原子的价电子排布式为3d54s2,它在周期表中位于第4周期ⅦB族。
④Ⅷ族:价电子排布为(n-1)dxns0~2,价电子总数为8、9或10。
1.某元素原子价电子排布式为3d54s2,其应在( )
A.第4周期ⅡA族 B.第4周期ⅡB族
C.第4周期ⅦA族 D.第4周期ⅦB族
【练一练】
D
B
【考点三】元素推断题的解题思路和方法
【例1】已知元素周期表中1~18号元素中的四种元素的简单离子W3+、X+、Y2-、Z-都具有相同的电子层结构,下列判断正确的是( )
A.元素的第一电离能:X>W
B.离子的还原性:Y2->Z-
C.气态氢化物的稳定性:H2Y>HZ
D.原子半径:X元素推断步骤
【练一练】
已知A、B、C、D、E、F、G都是元素周期表中短周期主族元素,它们的原子序数依次增大。A是元素周期表中原子半径最小的元素,D3B中阴、阳离子具有相同的电子层结构,B、C均可与A形成10电子分子,B、C位于同一周期,二者可以形成多种共价化合物,C、F位于同一主族,B元素原子最外电子层的p能级上的电子处于半满状态,C元素原子的最外层电子数是内层电子总数的3倍,E元素原子最外层电子数比最内层电子数多1。请回答下列问题:
(1)E元素基态原子的电子排布式为 。
(2)F元素原子的价电子轨道表示式为 。
3s 3p
↓↑
↑
↑
1s22s22p63s23p1
已知A、B、C、D、E、F、G都是元素周期表中短周期主族元素,它们的原子序数依次增大。A是元素周期表中原子半径最小的元素,D3B中阴、阳离子具有相同的电子层结构,B、C均可与A形成10电子分子,B、C位于同一周期,二者可以形成多种共价化合物,C、F位于同一主族,B元素原子最外电子层的p能级上的电子处于半满状态,C元素原子的最外层电子数是内层电子总数的3倍,E元素原子最外层电子数比最内层电子数多1。请回答下列问题:
(3)F、G元素对应的最高价含氧酸中酸性较强的酸的化学式为 。
(4)离子半径:D+ (填“>”、“<”或“=”,下同)B3-,
第一电离能:B C,电负性:C F。
HClO4
<
>
>
【例1】A+、B2+、C-、D2-4种离子具有相同的电子层结构。现有以下排列顺序:
①B2+>A+>C->D2- ②C->D2->A+>B2+
③B2+>A+>D2->C- ④D2->C->A+>B2+
4种离子的半径由大到小以及4种元素原子序数由大到小的顺序分别是( )
A.①④ B.④① C.②③ D.③②
【考点四】粒子半径的比较
B
(1)“一层”:先看电子层数,电子层数越多,微粒半径一般越大。
(2)“二核”:若电子层数相同,则看核电荷数,核电荷数越大,微粒半径越小。
(3)“三电子”:若电子层数、核电荷数均相同,则看核外电子数,电子数多的半径大。
粒子半径比较的一般思路
1.具有下列电子排布式的原子中,半径最大的是( )
A.1s22s22p63s23p1 B.1s22s22p3
C.1s22s22p2 D.1s22s22p63s23p4
【练一练】
A
2.下列四种粒子的半径按由大到小顺序排列正确的是( )
①基态X原子的结构示意图:
②基态Y原子的价电子排布式:3s23p5
③基态Z2-的轨道表示式:
④基态W原子有2个电子层,电子式为
A.①>②>③>④
B.③>④>①>②
C.③>①>②>④
D.①>②>④>③
C
【例1】不能说明X的电负性比Y的大的是( )
A.与H2化合时X单质比Y单质容易
B.X的最高价氧化物的水化物的酸性比Y的最高价氧化物的水化物的酸性强
C.X原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多
D.X单质可以与Y的氢化物反应置换出Y单质
【考点五】元素的电负性大小
C
(1)同一周期从左到右,原子电子层数相同,核电荷数增大,原子半径减小,原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐增强,电负性逐渐增大。
(2)同一主族从上到下,原子核电荷数增大,电子层数增大,原子半径增大,原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐减弱,电负性逐渐减小。
(3)对副族而言,同族元素的电负性也大体呈现主族元素的变化趋势。因此,电负性大的元素位于元素周期表的右上角,电负性小的元素位于元素周期表的左下角。
(4)非金属元素的电负性一般比金属元素的电负性大。
(5)二元化合物中,显负价的元素的电负性更大。
(6)不同周期、不同主族两种元素电负性的比较可找第三种元素(与其中一种位于同主族或同周期)作为参照物。
比较元素电负性大小的方法
1.(双选)已知X、Y两种元素同周期,且电负性X>Y,下列说法错误的是( )
A.第一电离能:Y一定小于X
B.气态氢化物的稳定性:HmY大于HnX
C.最高价含氧酸的酸性:X对应的酸性强于Y对应的酸性
D.X和Y形成化合物时,X显负价,Y显正价
【练一练】
AB
【考点六】元素的位置、结构、性质之间的关系
【例1】下表为元素周期表前四周期的一部分,下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中,正确的是( )
A.W元素的第一电离能小于Y元素的第一电离能
B.Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同
C.p能级未成对电子最多的是Z元素的原子
D.X元素是电负性最大的元素
D
规律方法
最外层电子数=主族序数
电子层数=周期序数
①最外层电子数越少,电子层数越多,越易失电子,还原性越强。
②最外层电子数越多,电子层数越少,越易得电子,氧化性越强(稀有气体除外)。
非金属性逐渐增强
金属性逐渐增强
非
金
属
性
逐
渐
增
强
金
属
性
逐
渐
增
强
【练一练】
1.X、Y、Z、W均为短周期主族元素,它们在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法不正确的是( )
A.W的含氧酸的酸性比Z的强
B.Y的价层电子排布式可能是ns2np4
C.X、Z、W的最高价氧化物所对应的水化物可能都是强酸
D.四种元素所形成的氢化物中,沸点最高的可能是Y的氢化物
A
2.X、Y、Z三种短周期元素,原子半径的大小关系为:r(Y)>r(X)>r(Z),原子序数之和为16。X、Y、Z三种元素的常见单质在适当条件下可发生如图所示变化,其中B和C均为10电子分子。下列说法不正确的是( )
A.元素的非金属性:X>Y>Z
B.B和C中化学键类型相同
C.A和C不可能发生氧化还原反应
D.B的沸点高于C的沸点
C
能量最低原理
泡利不相容原理
洪特规则及特例
原子结构
原子结构
原子核外运动状态
元素周期表
元素性质
原子半径
电离能
电负性
排布原则
鲍林近似能级图
基态原子核外电子排布原则
电子层
能级
原子轨道
电子云