《学霸笔记 同步精讲》第1章 原子结构与性质 本章整合（课件）高中化学人教版选择性必修2

(共32张PPT)
本章整合
第一章
2026
内容索引
01
02
知识网络·系统构建
专题归纳·素养整合
知识网络·系统构建
专题归纳·素养整合
专题1
原子核外电子排布的四种表示方法(宏观辨析与微观探析)
原子核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利原理(又叫做泡利不相容原理)和洪特规则(还有洪特规则特例)。原子核外电子排布可以用一定的图(式)表示出来。常用来表示原子核外电子排布的图(式)有下列四种:
1.原子结构示意图
如30Zn原子的结构示意图为 。原子结构示意图能直观地体现原子的核电荷数和核外电子分能层排布的情况。
2.电子排布式
如30Zn原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2。电子排布式能直观地体现原子核外电子分能层、分能级排布的情况。
3.轨道表示式(电子排布图)
如30Zn原子的轨道表示式为: 。轨道表示式能直观地体现原子核外电子分能层、分能级、分轨道排布的情况以及电子的自旋状态。
4.价层电子排布式
价层电子排布式能反映基态原子的能层数、参与成键的电子数以及最外层电子数。如30Zn的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,价层电子排布式为3d104s2。
综上所述,对原子核外电子排布表达的具体化程度最低的是原子结构示意图,最高的是轨道表示式。对这些图(式)的应用,要根据实际需要适当选择。同时要注意将这些图(式)应用于表示与某原子相对应的离子的核外电子排布。
【例题1】 根据原子结构、元素周期表和元素周期律的知识回答下列问题:
(1)A元素原子次外层电子数是最外层电子数的 ,其价层电子轨道表示式是　　　　　　　　　　　。
(2)B是1~36号元素原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素,B元素是　　　　,在元素周期表中的位置是　　　　　　　　。
(3)C元素基态原子的轨道表示式是下图中的　　　　(填序号),另一轨道表示式不能作为基态原子的轨道表示式是因为它不符合　　　　(填字母)。
A.能量最低原理　 B.泡利原理　 C.洪特规则
(4)第三周期元素的第一电离能(用I1表示)如图所示:
①根据图中提供的信息,可推断同周期内,随着原子序数的增大,I1值变化的总趋势是　　　　;
②根据图中提供的信息,可推断出I1(氧)　　　(填“>”“<”或“=”,下同)I1(氟);
③根据第一电离能的含义和元素周期律,可推断出I1(镁)　　　　I1(钙)。
答案:(1)
(2)铬　第四周期第ⅥB族
(3)②　C
(4)①增大　②<　③>
解析:(1)次外层电子数是最外层电子数 的元素是氖。(2)1~36号元素中,原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素是铬,共有6个未成对电子。(3)由该基态原子的轨道表示式中的电子数可知,C元素是硅,根据洪特规则,当电子填入简并轨道时总是先单独分占,且自旋平行,故硅元素基态原子的轨道表示式为②。(4)一般来说,同周期内,随着原子序数的增大,第一电离能变化的总趋势是增大;同主族内,随着电子层数的增多,第一电离能变化的总趋势是减小。
专题2
元素推断方法与技巧(证据推理与模型认知)
1.元素推断的一般思路
2.已知元素原子或离子的核外电子排布推断其单质及化合物的性质
推断的步骤一般为:
要注意一些元素原子核外电子排布的特殊性,如前18号元素中:
(1)族序数等于周期序数的元素:H、Be、Al。
(2)族序数等于周期序数两倍的元素:C、S。
(3)族序数等于周期序数三倍的元素:O。
(4)周期序数等于族序数两倍的元素:Li。
(5)周期序数等于族序数三倍的元素:Na。
3.已知元素的特殊性质推断元素在周期表中的位置
推断的步骤一般为:
某些具有特殊性质的元素如下:
(1)最高正价与最低负价代数和为0的短周期元素:H、C、Si。
(2)最高正价是最低负价绝对值三倍的短周期元素:S。
(3)除H外,原子半径最小的主族元素:F。
(4)第一电离能最大的主族元素:F。第一电离能最小的主族元素:Cs(放射性元素除外)。
(5)电负性最小的主族元素:Cs(0.7)(放射性元素除外);电负性最大的主族元素:F(4.0)。
(6)同主族相邻两种元素的原子序数若具有2倍关系,此两种元素为O和S。
(7)与He电子层结构相同的离子有H-、Li+、Be2+等。
(8)与Ne电子层结构相同的离子有F-、O2-、Na+、Mg2+、Al3+等。
(9)与Ar电子层结构相同的离子有Cl-、S2-、K+、Ca2+等。
4.确定元素位置的方法
(1)由基态原子的价层电子排布式给元素定位。
①周期序数=能层数=最高能层序数,主族元素的族序数=价层电子数。
②第ⅢB族到第Ⅷ族的价层电子排布式为(n-1)d1~9ns1~2(镧系、锕系除外,Pd除外),族序数=价层电子数(第Ⅷ族除外)。如锰的价层电子排布式为3d54s2,它位于元素周期表中第四周期第ⅦB族。
③第ⅠB族和第ⅡB族的价层电子排布式为(n-1)d10ns1~2,族序数=ns轨道上的电子数。
(2)根据原子序数以0族为基准给元素定位:
①原子序数-稀有气体元素的原子序数(相近且小)=元素所在的列数。
第1、2列为第ⅠA族、第ⅡA族,第3~7列为第ⅢB族到第ⅦB族,第8~10列为第Ⅷ族,第11、12列为第ⅠB族、第ⅡB族,第13~17列为第ⅢA族到第ⅦA族。该元素所在的周期序数=稀有气体元素所在的周期序数+1。如判断原子序数为41的元素在元素周期表中的位置:41与36接近,41-36=5,故该元素位于第五周期第ⅤB族。
注意:使用此法的若为第六、第七周期第ⅢB族(含镧系、锕系元素)后的元素需原子序数再减14后定位。
②稀有气体元素的原子序数(相近且大)-原子序数=18-该元素所在纵列数。如判断114号元素在元素周期表中的位置:118-114=4,为顺数第14列或倒数第5列,故114号元素位于第七周期第ⅣA族。
【例题2】 A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中五种常见的元素,其相关信息如下表:
请回答下列问题。
(1)A元素的原子结构示意图为　　　　　　;B元素的轨道表示式为　　　　　　　　　　。
(2)C在元素周期表中位于第　　　　 周期第　　　族、　　　　区;E的基态原子的核外电子排布式是　　　　　　　。
(3)B、C、D的简单离子半径由大到小的顺序为(用化学符号表示,下同)　　　　　　　　　　　,B、D的简单气态氢化物中稳定性较强的是　　　　。
(4)B、C的单质按物质的量之比为1∶2形成的化合物中化学键的类型为　　　　　　　　　。
(2)三　ⅠA　s　1s22s22p63s23p63d64s2
(3)S2->O2->Na+　H2O
(4)共价键、离子键
解析:原子核外L层电子数是K层的2倍,则A为碳元素;臭氧层是地球生物的“保护伞”,则B为氧元素;同一周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,则C为钠元素;根据D的基态原子的最外层电子排布式可知n=2,则D为硫元素;根据题给信息可形成多种氧化物,其中一种为具有磁性的黑色晶体,可推知E为铁元素。B、C的单质按物质的量之比为1∶2形成的化合物为Na2O2,既含共价键,又含离子键。
专题3
元素周期律及应用(证据推理与模型认知)
1.元素周期表中的隐含规律
(1)相等规律。
①周期序数=能层数。
②主族元素的最外层电子数=价层电子数=主族序数=最高正化合价(O、F除外)。
③主族非金属元素最低负价绝对值=8-族序数(H除外)。
(2)序差规律。
同主族相邻元素的原子序数差与主族序数有关,第ⅠA族、第ⅡA族(s区)上下相邻元素的原子序数之差等于上面元素所在周期包含的元素种数,第ⅢA~0族(p区)上下相邻元素的原子序数之差等于下面元素所在周期包含的元素种数,如Na和K的原子序数相差8(第三周期含8种元素),Cl和Br的原子序数相差18(第四周期含18种元素)。第ⅠA族、第ⅡA族元素在过渡元素之前,第ⅢA~0族元素在过渡元素之后,故该规律可简称为“前差上,后差下”。
2.主族元素的周期性变化规律
3.元素金属性和非金属性强弱的判断方法
金属性 判断 依据 ①一般来说,在金属活动性顺序中位置越靠前,金属性越强
②单质还原性越强或离子氧化性越弱,金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性越强
④若存在反应Xn++Y→X+Ym+,则Y元素的金属性比X元素的金属性强
⑤元素在周期表中的位置:左边或下方元素的金属性强
⑥电离能越小,金属性越强
⑦金属元素的电负性一般小于1.8,金属元素的电负性越小,元素的金属性越强
非金 属性 判断 依据 ①与H2化合越容易,气态氢化物越稳定,非金属性越强(注:不适用于第二周期的硼烷,因为其有氢桥键,不适用于第三周期的硅烷,因为硅有正价)
②单质氧化性越强,简单阴离子或氢化物的还原性越弱,非金属性越强
③最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强
④若存在反应An-+Bx→Bm-+Ay,则B元素的非金属性比A元素的非金属性强
⑤电离能越大,非金属性越强
⑥非金属元素的电负性一般大于1.8,非金属元素的电负性越大,元素的非金属性越强
4.几组易混概念比较
电子层次外层、最外层、最内层、内层 次外层:紧邻最外层的电子层。最多容纳18个电子
最外层:距离原子核最远的电子层,也称为最外层电子层。最多容纳8个电子,但如果第一层是最外层时,则不超过2个
最内层:距离原子核最近的电子层,也称为第一层,用符号K表示。最多容纳2个电子
内层:除了最外层以外的其他电子层,包括最内层以及介于最内层和最外层之间的电子层。不同内层容纳的电子数不同,一般来说,第二层最多容纳8个电子,第三层最多容纳18个电子等
价电子、最外层电子 价电子:元素原子的最外电子层中的电子也叫价电子,有些元素的化合价与原子的次外层或倒数第三层的部分电子有关,这部分电子也叫价电子
最外层电子:原子结构示意图中最外面的一层电子
能层、能级、轨道 能层:在多电子原子中,核外电子的能量是不同的,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
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)轨道:量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道
【例题3】 已知A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的前四周期元素。其中A原子1s轨道只有1个电子;B原子第二能层的最高能级不同轨道上都有电子,并且自旋方向相同;C原子的价层电子排布式是nsnnp2n;D原子有三个能层,能量最高的能层上只有一个电子;E与D的最高能层数相同,但其价层电子数等于其能层数;F的原子序数为26。请用化学用语或相关叙述按要求回答下列问题。
(1)A原子的电子式:　　　　　　　　。
(2)B原子的轨道表示式:　　　　　　　　。
(3)A、B、C三种元素的电负性:　　　>　　　　　>　　　　　。
(4)B、C、D元素的第一电离能:　　　>　　　　　>　　　　　。
(5)已知E元素原子逐级失去电子的电离能分别为578 kJ·mol-1、1 817 kJ·mol-1、2 745 kJ·mol-1、11 575 kJ·mol-1。
①E元素原子逐级电离能越来越大的原因:　　　　　　　　　　。
②这些数据说明E的最高正化合价为　　　价。
(6)关于F元素:
①位于周期表的　　　　区;
②它的价层电子排布式为　　　　　;
③气态的+3价F离子较+2价F离子再失去一个电子更难,其原因是　　　　　　　　　　　　　　。
答案:(1)H
(2)
(3)O　N　H
(4)N　O　Na
(5)①Al随着电子的逐个失去,阳离子所带的正电荷数越来越大,再失去一个电子需克服的电性引力也越来越大,消耗的能量也越来越多　②+3
(6)①d　②3d64s2　③Fe3+比Fe2+的电荷多,Fe2+的价层电子排布式为3d6,容易失去一个电子变为Fe3+,达到3d轨道半充满的较稳定状态
解析:A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的前四周期元素,A原子1s轨道只有1个电子,则A为氢元素;B原子第二能层的最高能级不同轨道上都有电子,并且自旋方向相同,则其价层电子排布式为2s22p3,B为氮元素;C原子的价层电子排布式是nsnnp2n,即为2s22p4,则C为氧元素;D原子有三个能层,能量最高的能层上只有一个电子,则其为钠元素;E与D的最高能层数相同,但其价层电子数等于其能层数,则其价层电子排布式为3s23p1,E为铝元素;F的原子序数为26,则为铁元素。从而得出A、B、C、D、E、F分别为H、N、O、Na、Al、Fe。