新课标高考化学大一轮复习37原子结构与性质

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D.最外层电子数是核外电子总数 1/5 的原子和最外层电子排布式为 4s24p5 的原子
解析 A 项,3p 能级有一个空轨道的基态原子,按洪特规则可得其 3p 轨道上只能有两个电子,所以两个原子是同种元素的原子;B 项,2p 能级 无空轨道,且有一个未成对电子的基态原子,它的 2p 能级上只能是 5 个电 子,所以两原子是同种元素的原子;C 项,M 层全充满而 N 层为 4s2 的原 子,其 M 层应为 18 个电子,而后者的 M 层上只有 8 个电子,所以两原子 不是同种元素的原子;D 项,最外层电子数是核外电子总数的 1/5 的原子 中,最外层电子数要小于或等于 8 个电子,且电子总数为 5 的倍数,所以 可得该原子可能是原子序数为 5、10、15、20、25、30、35、40,其中满 足最外层电子数是核外电子总数的 1/5 且符合核外电子排布规则的只能是 35 号元素,该元素原子的外围电子排布式为 4s24p5,所以两原子是同种元 素的原子。
新课标高考化学大一 轮复习37原子结构与
性质
【考情微解读】
第37讲 原子结构与性质
微考点·大突破 微真题·大揭秘
微考点·大突破
层级一 知识层面
微考点 1 原子结构与核外电子排布 基|础|微|回|扣
1.能层与能级 多电子原子的核外电子的能量是不同的,按电子的能量差异将其分成 不同的能层(n);各能层最多容纳的电子数为 n2 。对于同一能层里能量不 同的电子,将其分成不同的能级(l);同一能层里,能级的能量按 s、p、d、f 的顺序升高,即 E(s)<E(p)<E(d)<E(f)。
(2)元素 X 的名称是___氮___;它的氢化物的电子式是____________;该 氢化物分子结构呈_三__角__锥___形。
解析 (1)根据构造原理,先填满 ns 能级,而 s 能级只有 1 个原子轨道, 故最多只能容纳 2 个电子,即 n=2,所以元素 X 的原子最外层电子排布式 为 2s22p3,由此可知 X 是 N 元素;根据核外电子排布的能量最低原理,可 知氮原子的核外电子中的 2p 能级能量最高,p 电子的原子轨道呈纺锤形, 在空间有三种互相垂直的伸展方向。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
族与价 电子数 关系
族序数等 于价电子 数目
ⅢB~ⅦB 族序数等
于价电子数目,ⅠB、


ⅡB 族序数与 s 轨道
电子数相等
(3)元素周期表区的划分。 s 区元素: ⅠA 族和ⅡA 族 ;p 区元素: ⅢA~ⅦA 和 0 族 ;d 区 元素: ⅢB~Ⅷ族 ;ds 区元素:包括 ⅠB 和ⅡB 族 ;f 区元素:包 括 镧系元素和锕系元素 。
4.磷元素基态原子的电子排布图为
( ×)
警示:由洪特规则可知,磷元素基态原子的电子排布图为 。
应|用|微|提|升
对点微练一 原子核外电子的排布
1.(2017·厦门月考)现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:
①1s22s22p63s23p4
②1s22s22p63s23p3
③1s22s22p3 ④1s22s22p5
(2)核外电子排布与族的划分:族的划分与原子的价电子数和价电子排
布有关。
族 价电子 (或最外 层电子) 排布
主族
0族
价电子都 ns2np6(
排在最外 最外层
层的 ns 和 电子排
np 轨道上 布)
副族
(n-1)d1~5ns1~2 或(n -1)d10ns1~2
Ⅷ族
(n- 1)d6~ 10ns0~2
对点微练二 元素的推断 4.元素 X 的原子最外层电子排布式为 nsnnpn+1。试解答下列各题: (1)元素 X 的原子最外层电子排布式中的 n=____2____;原子中能量最 高的是_2_p_(_写__成__n_p__也__可__以__)_电子,其电子云在空间有三__种__互__相___垂__直__的__伸__展_ 方向,原子轨道呈__纺__锤____形。
(2)电子跃迁的应用:因为每种原子的原子光谱是特定的,所以用电子 的跃迁可以判断元素的存在,如应用焰色反应来判断元素的种类就是电子 跃迁的应用。
4.电子云和原子轨道 原子核外电子运动的特点是运动空间极小、极高速运动。所以要用电 子云来描述核外电子运动特征。 1s、2s、3s、4s 相比较,原子轨道半径大小顺序是 1s<2s<3s<4s。 2px、3px、4px 相比较,原子轨道半径大小顺序是 2px<3px<4px。下面是 部分原子轨道图:
A . 3p 能 级 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 能级无空轨道,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
解 析 (1)A 元 素 基 态 原 子 的 电 子 排 布 图 由 题 意 可 写 成 :
,可见该元素原子核外有 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 号元素 Cl,C 为 19 号元素 K。
(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 26 号元素铁。
各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数见下表:
2.构造原理 绝大多数元素的原子核外电子的排布遵循如下图所示的排布顺序,人 们把它称为 构造原理 。
说明:(1)从图中可以看出,不同能层的能级有交错现象,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.原子半径、电离能、电负性等元素性质的周期性变化 (1)原子半径:影响原子半径大小的因素有电子的能层数、核电荷数。 同周期元素(稀有气体元素除外)从左到右原子半径逐渐 减小 ,同主族元 素从上到下原子半径逐渐 增大 。
(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第一电离能(用 I1 表示),一价气态基态正离子再失 去一个电子所需消耗的最低能量叫做第二电离能(用 I2 表示),依此类推, 可得到 I3、I4……同一种元素的逐级电离能的大小关系为 I1<I2<I3<I4 <……即一个原子的逐级电离能是逐渐增大的。这是因为随着电子的逐个 失去,阳离子所带的正电荷数越来越大,再要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。
答案 C
3.下列电子排布图所表示的元素原子中,其能量处于最低状态的是 ________(填序号)。
解析 ①④不符合能量最低原理;②不符合洪特规则。 答案 ③⑤
表示原子结构的化学用语 1.原子结构示意图 (1)含义:表示原子核外电子分层排布和核电荷数。
(2)举例:硫的原子结构示意图:

2.电子式
(2)既然已经推断出 X 是氮元素,则其氢化物分子式为 NH3,中心氮原
子有 4 对电子,所以其电子式是
;空间构型就是三角锥形。
5.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___N_____; (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__l __,C 的元素符号为____K____; (3)D 元素的正三价离子的 3d 亚层为半充满,D 的元素符号为___F_e____, 其基态原子的电子排布式为__1_s_2_2_s_22_p_6_3_s_2_3_p_63_d__64_s_2_(或__[_A__r]_3_d_6_4_s_2)____; (4)E 元素的基态原子的 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 ___C_u__ , 其 基 态 原 子 的 电 子 排 布 式 为 ___1_s2_2_s_2_2_p_63_s_2_3_p_6_3_d_1_04_s_1_(或__[_A__r]_3_d_1_0_4_s1_)__。
(4)根据题意要求,首先写出电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1,该元 素为 29 号元素 Cu。
微考点 2 原子结构与元素周期律 基|础|微|回|扣
1.原子结构与元素周期表 (1)核外电子排布与周期的划分:一个能级组最多容纳的电子数等于一 个周期所包含的元素种数,因此元素周期表中 7 个周期分别对应着 7 个能 级组,前 6 个周期对应的元素种数分别为 2、8、8、18、18、32 。 周期的划分与主量子数 n 有关:最外层电子的主量子数为 n 时,该元 素属第 n 周期。
我的警示 在写基态原子的电子排布图时,常出现以下错误:
微诊断 判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 1.p 能级能量一定比 s 能级的能量高( × )
警示:决定电子能量高低的首先是能层,2p 能级的能量比 3s 能级能 量低。
2.钾元素的基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d1( × )
每个周期的第一个元素第一电离能 最小 ,最后一个元素的第一电离 能 最大 ;同族元素从上到下第一电离能 变小 。
(3)电负性:元素的电负性用以量度原子对成键电子吸引能力的相对大 小,所以电负性表示的是原子吸引成键电子能力的相对强弱。同周期元素 从左向右随着原子序数的递增,原子的电负性逐渐增大;同一主族元素从 上到下,电负性逐渐减小。电负性的大小也可以作为判断元素金属性和非 金属性强弱的尺度。金属的电负性一般小于 1.8,非金属的电负性一般大 于 1.8。
警示:基态原子的电子排布要遵守能量最低原理,3d 能级的能量高于 4s 能级,所以钾元素的基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p64s1。
3.铁元素基态原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p64s23d6( × )
警示:基态原子的核外电子填充原子轨道时,是按构造原理的顺序, 但书写电子排布式时,应按能层顺序,而不按填充顺序。
(2)构造原理是书写基态原子电子排布式的依据,也是绘制基态原子电 子排布图(即轨道表示式)的主要依据之一。
3.基态原子核外电子排布式书写应遵循的规律 基态原子核外电子排布式的书写要考虑 能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则 等多方面因素。 “能量相同的原子轨道在全满(如 p6,d10)、半满(如 p3,d5)和全空(p0, d0)状态时,体系的能量最低”,这一点违反了洪特规则,可看成是洪特规 则的特例。如:24Cr 的电子排布式:1s22s22p63s23p63d54s1(3d5、4s1 均为半 充满状态);29Cu 的电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1(3d10 为全充满状态, 4s1 为半充满状态)。 注意 (1)电子在跃迁时,从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发 态乃至基态时,将释放能量,相反则吸收能量。
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 ①为 S,②为 P,③为 N,④为 F,由于 P 的 p 轨道处于半充
满状态,所以其第一电离能大于 S 的第一电离能。
答案 A
2.(2017·昆明考试)下列各组表述中,两个原子不属于同种元素原子的 是( )
(1)含义:表示原子的最外层电子数。
(2)举例:氮原子的电子式·N··· ·。
3.电子排布式 (1)含义:用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数。 (2)举例:氯原子的电子排布式:1s22s22p63s23p5 或[Ne]3s23p5。 4.电子排布图 (1)含义:每个方框代表一个原子轨道,每个箭头代表一个电子。 (2)举例:氟原子的电子排布图:
特别提醒 确定某个原子轨道需能层、能级、伸展方向三个方面, 而确定某个电子运动状态需能层、能级、伸展方向、自旋状态四个方面。
微助学 三个要点
原子结构“三、二、一”要点 三个原理:核外电子排布三个原理——能量最低原理、泡利原理、洪 特规则 两个图式:核外电子排布两个表示方法——电子排布式、电子排布图 一个顺序:核外电子排布顺序——构造原理
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