【世纪金榜】2015-2016学年高中化学 模块复习课1 原子结构与元素的性质课件 苏教版选修3

课件45张PPT。第1课　
原子结构与元素的性质一、核外电子排布K、L、M、N 1纺锤57最低2不同1相同二、元素性质的递变最外层电子数核外电子层数由大到小由小到大增大趋势逐渐减小由小到大由大到小一、原子核外电子排布及表示方法
1.(2015·徐州高二检测)下列各组表述中,两个微粒不属于同种元素原子的是　(　　)
A.3p有一个空轨道的基态原子和核外电子的排布式为1s22s22p63s23p2的原子
B.2p无空轨道,且有一个未成对电子的基态原子和原子的最外层电子排布式为2s22p5的原子C.M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子
D.最外层电子数是核外电子总数的1/5的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子【解析】选C。A中3p有一个空轨道,根据洪特规则只能为 ,
又根据能量最低原理,能量低于3p的轨道均已充满,即其与电子排布
式为1s22s22p63s23p2的原子为同种元素;B中2p有一个未成对电子但
无空轨道,即为 ,其排布式为1s22s22p5,也为同种元素;C中M
层有s、p、d三个不同类型的轨道,全充满应为3s23p63d10与3s23p64s2
非同种元素;D中最外层电子排布式为4s24p5,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5,最外层电子数为7,核外电子总数为35,故也为同种元素。2.(双选)(2015·洛阳高二检测)下列叙述不正确的是(　　)
A.甲烷的电子式
B.氟化钠的电子式
C.硫离子的核外电子排布式1s22s22p63s23p4
D.碳-12原子 【解析】选B、C。B项氟化钠的电子式应为 ;C项中,1s22s22p63s23p4应是硫原子的核外电子排布式,硫离子比硫原子多两个电子,所以硫离子的核外电子排布式应是1s22s22p63s23p6。3.有A、B、C、D四种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大,其中A元素原子核外电子仅有一种原子轨道,也是宇宙中最丰富的元素,B元素原子的核外p电子数比s电子数少1,C为金属元素且原子核外p电子数和s电子数相等;D元素的原子核外所有p轨道全满或半满。(1)写出四种元素的元素符号:
A　　　　;B　　　　;C　　　　;D　　　　。
(2)写出C、D两种元素基态原子的轨道表示式:
C　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;
D　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)写出B、C两种元素单质在一定条件下反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)写出B元素单质和氢化物的电子式,单质　　　,氢化物　　　。【解析】A元素原子核外电子仅有一种原子轨道,氢、氦都符合,在宇宙中很丰富说明是氢元素,B元素原子的核外p电子数比s电子数小1应为1s22s22p3,为氮元素,C为金属元素,且原子核外p电子数和s电子数相等,应为1s22s22p63s2,是镁元素。D元素的原子核外所有p轨道全满或半满,说明为1s22s22p63s23p3,应为磷元素。答案:(1)H　N　Mg　P【名师点拨】核外电子排布的原则及表示方法
1.原子核外电子排布原理:
(1)能量最低原理:电子先占据能量低的轨道,再依次进入能量高的轨道。
(2)泡利不相容原理:每个轨道最多只能容纳两个自旋状态不同的电子。 (3)洪特规则:在能量相同的轨道上排布时,电子尽可能分占不同的轨道,且自旋状态相同。
洪特规则的特例:在等价轨道的全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)、全空时(p0、d0、f0)的状态,具有较低的能量和较大的稳定性。如24Cr:[Ar]3d54s1、29Cu:[Ar]3d104s1。2.核外电子排布的表示方法:
(1)原子结构示意图:可表示核外电子的分层排布和核内质子数,
如 。
(2)电子式:可表示原子最外层电子数目,如
(3)原子符号:侧重表示原子核的组成,它告诉人们该原子核内的
质子数和质量数,并推及中子数和核外电子数,如(4)电子排布式。
①用数字在原子轨道符号右上角标明该原子轨道上排布的电子数,这就是电子排布式。
例如:K:1s22s22p63s23p64s1。②简化电子排布式:为了避免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:[Ar]4s1。
③外围电子排布式:仅将外围电子排布表示出来的式子,如29Cu:3d104s1。(5)轨道表示式:用方框表示一个原子轨道,每个箭头代表一个电子,
如氮原子的轨道表示式为 。
说明:到目前为止,我们学过的表示原子结构的化学用语有多种,它
们各有不同的侧重。
①原子结构示意图只能表示核外电子的分层排布和原子核内的质子
数,如 。②原子符号:如 侧重于表示原子核的结构,它能告诉我们该原子核内的质子数和核外电子数以及质量数,并不能反映核外电子的排布情况。
③电子排布式:如氧原子的电子排布式为1s22s22p4,它能告诉我们氧原子核外的电子分为2个电子层,3种不同的原子轨道,并不能告诉我们原子核的情况,也不能告诉我们它的各个电子的运动状态。
④轨道表示式,如 。这个式子,对氮原子核外电子排布的情况表达得就更加详细。二、元素电离能和元素电负性
1.(2015·苏州高二检测)下列各元素,最易形成离子化合物的
是　(　　)
①第3周期第一电离能最小的元素
②外围电子构型为2s22p6的原子
③2p轨道为半满的元素
④电负性最大的元素
A.①②　　　B.③④ C.②③ D.①④【解析】选D。本题考查最易形成离子化合物的元素的判断。活泼金属与活泼的非金属易形成离子化合物。第3周期第一电离能最小的元素是钠,易失去电子;外围电子构型为2s22p6的原子是氖,化学性质不活泼;2p轨道为半满的元素是氮,为非金属;电负性最大的元素是氟,非金属性最强,故最易形成离子化合物的是钠和氟。2.(2015·长沙高二模拟)下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题:(1)元素p为26号元素,请写出其基态原子电子排布式　　　　　。
(2)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,请用原子结构的知识解释发光的原因:　　　　　　　。(3)o、p两元素的部分电离能数据列于下表:比较两元素的I2、I3可知,气态o2+再失去一个电子比气态p2+再失去一个电子难。对此,你的解释是　　　　　　　　　。
(4)第3周期8种元素按单质熔点高低的顺序情况如图(Ⅰ)所示,其主族元素中电负性最大的是　　　　(填下图中的序号)。(5)表中所列的某主族元素的电离能情况如图(Ⅱ)所示,则该元素
是　　　　(填元素符号)。【解析】(1)根据能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则可知26号元素基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。
(2)h为镁元素,Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光(子)的形式释放能量。(3)o元素为Mn,其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,Mn2+的基态离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,其3d能级为半充满结构,相对比较稳定,当其失去第三个电子时比较困难,而p2+的基态离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,其3d能级再失去一个电子即为半充满结构,形成相对比较稳定的结构,故其失去第三个电子比较容易。(4)第3周期8种元素分别为钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩,其单质中钠、镁、铝形成金属晶体,熔点依次升高;硅形成原子晶体;磷、硫、氯、氩形成分子晶体,且常温下磷、硫为固体,氯气、氩为气体,故8种元素按单质熔点由高到低的顺序为硅、铝、镁、硫、磷、钠、氯、氩,其主族元素中电负性最大的为氯。
(5)由题图可知,该元素的电离能I4远大于I3,故为第ⅢA族元素,周期表中所列的第ⅢA族元素i属于第3周期,应为Al。答案:(1)1s22s22p63s23p63d64s2
(2)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光(子)的形式释放能量
(3)Mn2+的3d轨道电子排布式为半满状态,比较稳定
(4)2　(5)Al【名师点拨】
1.元素的第一电离能递变规律及其应用:
(1)变化规律:同周期从左到右,第一电离能有逐渐增大的趋势,稀有气体的第一电离能最大,碱金属的第一电离能最小;同周期元素中,当元素原子的原子轨道为全满、半满、全空时较相邻元素要大,即第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素。如Be、N、Mg、P等。
同主族从上到下,第一电离能逐渐减小。(2)应用。
①电离能是原子核外电子分层排布的实验佐证。
②用来比较元素的金属性的强弱。
I1越小,金属性越强,表示原子失电子能力越强。2.元素的电负性递变规律及其应用:
(1)递变规律:随着原子序数的递增,元素的电负性呈周期性变化:同周期从左到右,主族元素电负性逐渐增大;同一主族从上到下,元素电负性呈现减小的趋势。(2)应用。
①判断元素类别
一般大于1.8时为非金属元素,小于1.8时为金属元素。
②确定化学键类型
两元素电负性差值大于1.7时一般形成离子键,小于1.7时一般形成共价键。
③判断元素价态正负
在形成的化合物中电负性大的为负价,小的为正价。三、元素“位置—结构—性质”关系
1.(2015·扬州高二检测)A、B、C、D四种元素,已知A元素是地壳中含量最多的元素;B元素为金属元素,它的原子核外K、L层上电子数之和等于M、N层电子数之和;C元素是第3周期第一电离能最小的元素;D元素在第3周期中第一电离能最大。下列有关叙述错误的是(　　)A.四种元素A、B、C、D分别为O、Ca、Na、Ar
B.元素A、B、C两两组成的化合物可为CaO、CaO2、Na2O、Na2O2等
C.元素A、C简单离子的半径大小关系为AD.元素B、C电负性大小关系为B>C【解析】选C。地壳中含量最多的元素为氧;由题意知B元素K层和L层电子数之和为10,则M层为8个,N层为2个,故B元素为钙;C元素是第3周期第一电离能最小的元素,为钠;第3周期中第一电离能最大的元素为氩,故D为氩。选项C中,A的简单离子O2-和C的简单离子Na+具有相同的电子层结构,根据“序大径小”的规律知r(O2-)>r(Na+)。2.(2015·大连高二检测)X、Y、Z为短周期元素,X原子最外层只有一个电子,Y原子的最外层电子数比内层电子总数少4,Z的最外层电子数是内层电子总数的3倍。下列有关叙述正确的是　(　　)
A.Y的外围电子排布式为3s23p5
B.稳定性:Y的氢化物>Z的氢化物
C.第一电离能:YD.X、Y两元素形成的化合物为离子化合物【解析】选C。Y原子应该有3个电子层,最外层电子数为6,是硫元素,外围电子排布式为3s23p4;Z元素是O,第一电离能O>S;X可能是H,也可能是Li或Na,H2S是共价化合物。3.(2015·银川高二检测)X、Y、Z、W为四种短周期主族元素,其中X、Z同族,Y、Z同周期,W是短周期主族元素中原子半径最大的,X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍,Y的最高正价与最低负价代数和为6。下列说法正确的是　(　　)
A.Y元素最高价氧化物对应的水化物化学式为H2YO4
B.原子半径由小到大的顺序为XC.Y、Z两种元素气态氢化物中,Z的气态氢化物最稳定
D.X与W形成的两种化合物中,阴、阳离子物质的量之比均为1∶2【解析】选D。W是短周期主族元素中原子半径最大的,推出W为Na,X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍,X为氧,X、Z同主族,Z为硫。Y的最高正价与最低负价代数和为6,则Y为Cl。Cl的最高价氧化物对应的水化物化学式为HClO4,A项错;原子半径S>Cl,B项错;Cl比S的非金属性强,HCl比H2S稳定,C项错;Na与O形成的化合物Na2O、Na2O2,阴、阳离子个数比均为1∶2,D项正确。4.(2015·扬州高二检测)A、B、C、D四种元素的核电荷数依次增加,它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等,D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半。
回答以下问题:
(1)四种元素的符号依次是A　　　　;B　　　　;
C　　　　;D　　　　。
它们原子半径由大到小的顺序是　　　　　　　。(2)试写出A元素的原子的电子排布式:　　　,
B元素离子的电子式:　　　　　,C元素离子的结构示意图:　　　,
D元素离子的电子排布式:　　　　。它们的离子半径由大到小的顺
序为　　　　　　。
(3)分别写出四种元素最高价氧化物对应水化物化学式:　　　　,
分别比较酸性和碱性的强弱:　　　　　　。
(4)写出气态氢化物分子式:　　　。比较其稳定性:　　　,理由
是　　　　。【解析】因A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等,所以A的核电荷数为2×8=16,A为硫元素。D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半,所以D原子的核电荷数是(2+8)×2=20,D为钙元素。根据核电荷数依次增大,并都形成离子,排除氩原子和磷元素,B为氯元素,C为钾元素。答案:(1)S　Cl　K　Ca　r(K)>r(Ca)>r(S)>r(Cl)
(2)1s22s22p63s23p4　　
1s22s22p63s23p6　r(S2-)>r(Cl-)>r(K+)>r(Ca2+)
(3)H2SO4、HClO4、KOH、Ca(OH)2
酸性:HClO4>H2SO4;碱性:KOH>Ca(OH)2
(4)HCl、H2S　HCl>H2S　因氯的原子半径小于硫,氯的非金属性强【名师点拨】