高考化学(人教通用版)一轮总复习讲义+课时检测+章末验

第一节原子结构和性质
1．能层、能级、原子轨道和容纳电子数之间的关系
2.
(1)轨道形状
①s电子的原子轨道呈球形。

②p电子的原子轨道呈纺锤形。

(2)能量高低
①相同能层上原子轨道能量的高低：n s<n p<n d<n f。

②形状相同的原子轨道能量的高低：1s<2s<3s<4s…。

③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如n p x、n p y、n p z轨道的能量相等。

3．原子核外电子的排布规律
(1)三个原理
①能量最低原理：原子的核外电子排布遵循构造原理，使整个原子的能量处于最低状态。

构造原理示意图：
②泡利原理：在一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋方向相反。

③洪特规则：当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，而且自旋方向相同。

(2)基态原子核外电子排布的表示方法
4.
(1)电子的跃迁
①基态→激发态：
当基态原子的电子吸收能量后，会从低能级跃迁到较高能级_，变成激发态原子。

②激发态→基态：
激发态原子的电子从较高能级_跃迁到低能级时会释放出能量。

(2)原子光谱
不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。

1．判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。

(1)p能级能量一定比s能级的能量高。

()
(2)铁元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6。

()
(3)磷元素基态原子的电子排布图为。

()
(4)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多。

()
(5)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原则。

()
(6)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等。

()
提示：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×
2．请用核外电子排布的相关规则解释Fe3＋较Fe2＋更稳定的原因。

提示：26Fe的价电子排布式为3d64s2，Fe3＋的3d能级电子排布为3d5，Fe2＋3d能级电子排布为3d6。

根据“能量相同的轨道处于全空、全满和半满时能量最低”的原则，3d5处于半满状态，结构更为稳定，所以Fe3＋较Fe2＋更为稳定。

基态原子核外电子排布的表示方法
1．核外电子排布的两种现象
(1)能级交错现象：核外电子的能量并不是完全按能层序数的增加而升高，不同能层的能级之间的能量高低有交错现象，如E(3d)>E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(5d)>E(6s)、E(6d)>E(7s)、E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)等。

(2)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，原子的能量最低。

如24Cr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：
用“[稀有气体]＋价层电子”的形式表示。

如：Cu：[Ar]3d104s1。

(3)电子排布图(轨道表示式)：
用方框表示原子轨道，用“↑”或“↓”表示自旋方向不同的电子，按排入各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写。

如S：
1．下列说法错误的是()
A．n s电子的能量不一定高于(n－1)p电子的能量
B．6C的电子排布式1s22s22p2x违反了洪特规则
C．电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理
D．电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利原理
解析：选A A项，根据构造原理，各能级能量的高低顺序为1s2s2p3s3p4s3d4p5s……，n s电子的能量一定高于(n－1)p电子的能量；B项，对于C原子，2p能级有3个能量相同的原子轨道，最后2个电子应该以自旋状态相同的方式分布在两个不同的2p轨道上，违反了洪特规则；C项，根据轨道能量高低顺序可知E4s<E3d，对于21Sc原子，最后3个电子应先排满4s轨道，再排3d轨道，应为1s22s22p63s23p63d14s2，故违反了能量最低原理；D项，对于22Ti原子，3p能级共有3个轨道，最多可以排6个电子，如果排10个电子，则违反了泡利原理。

2．(1)(2012·浙江高考)①可正确表示原子轨道的是________。

A．2s B．2d
C．3p x D．3f
②写出基态镓(Ga)原子的电子排布式：________。

(2)(2012·福建高考)基态Mn2＋的核外电子排布式为________。

(3)(2013·福建理综)基态铜原子的核外电子排布式为________。

(4)(2011·福建高考)基态氮原子的价电子排布式是________。

(5)(2013·新课标Ⅱ)Ni2＋的价层电子排布图为________。

解析：(1)①能(电子)层数为2的能层包括s、p能级；能(电子)层数为3的能层包括s、p、d能级；②镓(Ga)的原子序数为31，电子分布的能级为1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p。

(2)Mn是25号元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，失去最外层的2个电子，即得Mn2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。

(3)Cu是29号元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。

(4)氮原子的最外层有5个电子，其价电子排布式为2s22p3。

(5)Ni2＋的价电子排布图为
答案：(1)①A、C②1s22s22p63s23p63d104s24p1[Ar]3d104s24p1(2)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5 (3)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(4)2s22p3
(5)
3．A、B、C、D、E代表5种元素。

请填空：
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为________；
(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为________，C的元素符号为________；
(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________________________________；
(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________________________________。

解析：(1)A元素基态原子的电子排布图由题意可写成：，该原子核外有7个电子，为氮元素，其元素符号为N。

(2)B－、C＋的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号Cl元素，C为19号K元素。

(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即为26号Fe元素。

(4)根据题意，首先写出电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号Cu元素。

答案：(1)N(2)Cl K(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
1．元素周期表中每周期所含元素种数
2.
(1)主族：
(2)0族：He：1s2
(3)过渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10n s1～2。

3．元素周期表的分区与价电子排布的关系
(1)元素周期表的分区：
(2)各区外围电子排布特点：
1．判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。

(1)1～36号元素中，原子最外层有3个未成对电子的元素为N、P、As。

()
(2)最外层有2个未成对电子的可能是n s2n p2或n s2n p4。

短周期元素中分别为C、Si和O、S。

()
(3)Fe的价电子排布为3d64s2。

()
(4)价电子排布为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族，是p区元素。

()
(5)价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素。

()
提示：(1)√(2)√(3)√(4)√(5)×
2．某元素的原子序数为29，试问：
(1)该元素的元素名称及元素符号是什么。

(2)该元素原子的电子排布式是什么。

(3)其电子占有多少个能层？多少个能级？
(4)它的价电子排布式是什么？
(5)它属于第几周期？第几族？主族还是副族？属于哪一个区？
(6)它有多少个未成对电子？
提示：(1)铜Cu(2)1s22s22p63s23p63d104s1
(3)4个电子层7个能级(4)3d104s1(5)第四周期
ⅠB族副族ds区(6)有1个未成对电子
3．元素周期表可以划分为5个区，下列有关说法正确的是()
A．s区全部是金属元素
B．p区全部是非金属元素
C．d区内元素原子的价电子排布必为(n－1)d1～10n s2
D．除ds区外，以最后填入电子的轨道能级符号作为区的符号
解析：选D A项，s区内H为非金属元素，B项，p区左下角元素为金属元素，C项，d区内Cr为3d54s1。

1．元素的电离能、电负性
(1)第一电离能：
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。

(2)电负性：
用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。

电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。

2．原子结构与元素性质的递变规律
在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如：
1．为什么一个原子的逐级电离能是逐渐增大的？
提示：电子离原子核越来越近，能量越来越低，失去电子消耗的能量也越多，同时，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吸力也越来越大，消耗的能量越来越多。

2．为什么镁的第一电离能比铝的大，磷的第一电离能比硫的大？
提示：Mg电子排布式为：1s22s22p63s2P电子排布式为：1s22s22p63s23p3，镁原子、磷原子最外层的能级中，电子处于全满或半满状态，比较稳定，失电子较难。

如此相同观点可以解释N的第一电离能大于O，Zn的第一电离能大于Ga。

3．现有四种元素基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3
④1s22s22p5
则下列有关比较中正确的是()
A．第一电离能：④>③>②>①
B．原子半径：④>③>②>①
C．电负性：④>③>②>①
D．最高正化合价④>③＝②>①
解析：选A①～④四种元素分别为S、P、N、F，第一电离能F>N>P>S，A项正确。

原子半径P>S>N>F，B项错误。

电负性F>N>S>P，C项错误。

F无正化合价，N、S、P最高正化合价分别为＋5、＋6、＋5价，D项错误。

电离能和电负性的应用
1．电离能的应用
(1)判断元素金属性的强弱：
电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。

(2)判断元素的化合价(I1、I2……表示各级电离能)：
如果某元素的I n＋1≫I n，则该元素的常见化合价为＋n。

如钠元素I2≫I1，所以钠元素的化合价为＋1。

(3)判断核外电子的分层排布情况：
多电子原子中，元素的各级电离能逐级增大，有一定的规律性。

当电离能的变化出现突变时，电子层数就可能发生变化。

(4)反映元素原子的核外电子排布特点：
同周期元素从左向右，元素的第一电离能并不是逐渐增大的，当能量相同的原子轨道在全空、半充满和全充满状态时，第一电离能就会反常的大。

2．电负性的应用
[特别提醒]利用电负性与1.8的关系判断金属性与非金属性只是一般规律，不是绝对的，如第Ⅷ族元素。

利用电负性的差值判断化学键类型也不是绝对的。

1．电负性的大小可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度。

下列关于电负性的变化规律正确的是()
A．周期表从左到右，元素的电负性逐渐变大
B．周期表从上到下，元素的电负性逐渐变大
C．电负性越大，金属性越强
D．电负性越小，非金属性越强
解析：选A利用同周期从左至右元素电负性逐渐增大，同主族从上至下元素电负性逐渐减小的规律来判断。

电负性越大，金属性越弱，非金属性越强。

2．下列关于电离能和电负性的说法不．正确的是()
A．(2012·浙江高考)第一电离能的大小：Mg>Al。

B．(2012·海南高考)锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳
C．(2012·山东高考)Ni是元素周期表中第28号元素，第2周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是碳
D．(2013·新课标Ⅱ)F、K、Fe、Ni四种元素中电负性最大的是F。

解析：选B同周期从左到右第一电离能增大，但第ⅡA族元素的第一电离能比相邻的第ⅢA 族元素大，A正确；锗是金属元素而碳是非金属元素，第一电离能低于碳，B不正确；Ni的价电子排布为3d84s2，未成对电子数为2，第2周期未成对电子数为2的元素有碳和氧，同周期从左到右电负性逐渐增大，则电负性C<O，故该元素为碳，C正确；一般来说，元素的非金属性越强，电负性就越大，D项正确。

3．(2013·盘锦模拟)下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示，单位为kJ·mol－1)。

下列关于元素R的判断中一定正确的是()
①R
期相邻元素④R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
A．①②B．②③
C．③④D．①④
解析：选B 由表中数据可知，R元素的第三电离能与第二电离能的差距最大，故最外层有两个
电子，最高正价为＋2价，位于第ⅡA族，可能为Be或者Mg元素，因此①不正确，②正确，④不确定；短周期第ⅡA族(n s2n p0)的元素，因其原子的s轨道全充满，p轨道处于全空状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻主族元素，③正确。