2014届高考化学一轮复习名师讲解课件：选修三_物质结构与性质x3-1

最高正价＝主族序 最高正价由＋1→＋7(O，F 数(O，F除外) 非金 元素主要化 除外) 合价 属最低负价＝主族 最低负价由－4→－1 序数－8
同周期主族元素，第ⅡA族(np0)和第ⅤA族(ns2np3)，因p 轨道处于全空或半满状态，比较稳定，所以其第一电离能大于 同周期右侧相邻的ⅢA族或ⅥA族元素，如第一电离能 Mg>Al，P>S。
提示：①③⑤⑥⑦
2．泡利原理：1个原子轨道里最多容纳 2 个电子，且它们 的自旋状态 相反 。
3．洪特规则：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 。
问题探究2：下列说法正确的是________。 ①2px和2py的能量相等；②3p3轨道中的电子自旋方向全 部相同；③Na原子的基态核外电子排布式为1s22s22p53s2； ④Cr原子的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2；⑤ 核外电子排布式：1s22s22p63s1，属于激发态；⑥原子光谱是因 为电子的跃迁引起的。
2．原子轨道
球形 哑铃
3 7
相等
问题探究1：下列说法错误的是________。 ①在n＝3的电子层中，可能有的最多轨道数是8；②电子 云表示电子在核外单位体积的空间出现的机会多少；③3s的能 量<2p的能量；④3p的能量<4p的能量；⑤3d的能量<4s的能 量；⑥Fe原子中有3f轨道；⑦3d轨道最多容纳的电子数小于4d 轨道最多容纳的电子数；⑧L电子层只有两个能级。
(3)对角线规则 在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素的 有些性质是相似的，如 。
根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位： kJ· mol－1)，回答下列各题：
I2 I3 I4 元素代号 I1 Q 2080 4000 6100 9400 R 500 4600 6900 9500 S 740 1500 7700 10500 T 580 1800 2700 11600 U 420 3100 4400 5900
判断微粒半径大小的规律 ①阳离子半径小于对应的原子半径，阴离子半径大于对应 的原子半径，如r(Na )<r(Na)，r(S)<r(S2 )。
＋ －
②电子层结构相同的离子，随核电荷数增大，离子半径减 小，如r(S2 )>r(Cl )>r(K )>r(Ca2 )。
－ － ＋ ＋
③不同价态的同种元素的离子，核外电子数多的半径大， 如r(Fe2＋)>r(Fe3＋)，r(Cu＋)>r(Cu2＋)。 ④同周期元素，半径最大的简单离子是带负电荷最多的阴 离子，半径最小的简单离子是带正电荷最多的阳离子层排布，各能层能量不同 (5)R<S<T S S元素的最外层电子处于s能级全充满状
态，能量较低，比较稳定，失去一个电子吸收的能量较多
1．(2010年上海化学)下列有关物质结构的表述正确的是 ( A．次氯酸的电子式 B．二氧化硅的分子式SiO2 C．硫原子的最外层电子排布式3s23p4 D．钠离子的结构示意图 )
答案：D
3．(2012年课标节选)ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等 元素在化合物中常表现出多种氧化态，含ⅥA族元素的化合物 在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题： (1)Se原子序数为________，其核外M层电子的排布式为 ________。 (2)原子的第一电离能是指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，O、S、Se原 子的第一电离能由大到小的顺序为________。
解析：(1)根据核外电子排布规律可写出Se的M层电子的 排布式为3s23p63d10。 (2)根据第一电离能的定义知，同一主族元素，从上到下 失电子能力逐渐增强，故O、S、Se原子的第一电离能由大到 小的顺序是O>S>Se。
提示：①②④⑤
(3)当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满 (p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低。如
24
Cr的基态原子电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，而不
是：1s22s22p63s23p63d44s2。
2．表示方法 (1)电子排布式 按电子排入各电子层中各能级的先后顺序，用能级符号依 次写出各能级中的电子数，同时注意特例。 如：Cu：1s22s22p63s23p63d104s1 (2)简化电子排布式 “[稀有气体]＋价层电子”的形式表示。 如：Cu：[Ar]3d104s1
【答案】(1)C或O (3)Fe (4)Cu (5)2
(2)Cl
K
1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 2p 哑铃
下列表示钠原子的式子中能反映能级差别和电子自旋状态 的是 A. B.23 11 Na ( )
③同周期自左到右，电负性逐渐增大，同主族自上而下， 电负性逐渐减小。 ④电负性较大的元素集中在元素周期表的右上角。 ⑤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；电负性数值大的元素在化合物中吸引电子 的能力强，元素的化合价为负值。
(2)判断化学键的类型 一般认为：如果两个成键原子间元素的电负性差值大于 1.7，它们之间通常形成离子键；如果两个成键元素原子间的 电负性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键。
C．1s22s22p63s1
D.
【解析】A、C项不能反映电子自旋状态；B项不能反映 能级差别和自旋状态，故只有D项正确。
【答案】D
1.元素性质的递变规律
项目
同周期(从左→右)
同主族(从上→下) 最外层电子数相同， 电子层数递增 逐渐增大
电子层数相同，最外层电 原子核外电 子数逐渐增多，1→7(第一 子排布 周期1→2) 逐渐减小(0族除外) 原子半径
(1)在周期表中，最可能处于同一族的是________。 A．Q和R C．T和U E．R和U (2)下列离子的氧化性最弱的是________。 A．S2＋ C．T3＋ B．R2＋ D．U＋ B．S和T D．R和T
(3)下列元素中，化学性质和物理性质最像Q元素的是__。 A．硼 C．氦 B．铍 D．氢
(对应学生用书P243)
一、能级、能层与原子轨道 1．能层与能级 (1)能层 根据多电子原子的核外电子的能量 不同，将核外电子分成 不同的能层，用n表示，n＝1,2,3,4„„，n越大，该能层中的 电子能量越高。原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数 为 2n2 。
(2)能级 多电子原子中，同一能层的电子，能量也不同，还可以把 它们分成 能级 ；同一能层里，能级的能量按s、p、d、f„„ 的顺序升高。
3．电离能的应用 (1)电离能用于判断金属性的强弱：电离能越小，价电子 越易失去，该元素的金属性越强，金属越活泼。 (2)根据逐级电离能的大小可判断金属的稳定价态。 (3)用电离能判断元素的主要化合价 钠、镁、铝的电离能数据如下表所示
由上表可知，钠原子的第一电离能较低，而第二电离能突 跃式变高，也就是说I2≫I1。这说明钠原子很容易失去1个电子 成为＋1价阳离子，形成具有稀有气体元素原子电子层结构的 稳定状态后，核对外层电子的有效吸引作用变得更强。因此， 钠元素的常见价态为＋1价。一般情况下，钠原子不能生成＋2 价阳离子。类似地，镁元素的I3≫I2，铝元素的I4≫I3，说明镁 原子通常形成＋2价阳离子，铝原子通常形成＋3价阳离子。
(3)电子排布图 用方框表示原子轨道，用“↑”或“↓”表示自旋方向不 同的电子，按排入各电子层中各能级的先后顺序和在轨道中的 排布情况书写。
如：S：
(1)在写基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误：
(2)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填 充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前，如 Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正确， Fe：1s22s22p63s23p64s23d6错误。
4．电负性的应用 (1)判断元素的金属性和非金属性及其强弱 ①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，而位于非金属元素三角区边界的“类金属”元 素(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右，它们既有金属性，又有 非金属性。 ②金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素 的电负性越大，非金属元素越活泼。
C．根据溶液的pH与溶液酸碱性的关系，推出pH＝6.8的 溶液一定显酸性 D．根据较强酸可以制取较弱酸的规律，推出CO2通入 NaClO溶液中能生成HClO
解析：一般来说，同周期元素的第一电离能随着核电荷数 的增大而逐渐增大，但Al的第一电离能比Mg小，A错误；氟 元素无正价，B错误；如果在常温下pH＝6.8的溶液一定显酸 性，而在100℃时pH＝6.8的溶液却显碱性，因此用pH判断溶 液酸碱性时必须考虑温度，C不正确；碳酸的酸性强于次氯 酸，所以CO2通入NaClO溶液中能生成HClO，方程式为： CO2＋ClO－＋H2O===HCO－ 3 ＋HClO，D正确。
(2)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 所需要的最低能量叫做 单位为kJ· mol－1。
第一电离能
。常用符号I1表示，
问题探究3：下列说法正确的是________。 ①同主族元素，随着核电荷数增加，原子半径增大；②第 一电离能F>Cl>Br；③第一电离能O>N>C；④电负性 O>N>C；⑤F的电负性最大。
(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：______________。 (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__________________。
解析：HClO的电子式：