高三化学一轮复习 选修3 第1节 原子结构与性质

[答案] (1)N (2)Cl (3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 (4)Cu [Ar]3d104s1
(5)2 2p
4．(2016·四川高考改编)M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元 素，Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，R是 同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大 气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题：
(8)第四周期ⅤB族 (9成下列化学用语 (1)Cr原子的核外电子排布式________，外围电子排布式________，原子结构 示意图________，价电子排布图________________。 (2)Cu2＋的核外电子排布式________，离子结构示意图________。 (3)As的核外电子排布式________，原子结构示意图________价，价电子排布 图________________。 (4)Co的外围电子排布式_____________，外围电子排布图______________。
[提示] (1)①1s22s22p3 (2)①1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5
③5 ④3
[考点多维探究] 角度1 核外电子排布的表示 1．(高考组合题)(1)(2016·全国乙卷)基态Ge原子的核外电子排布式为 [Ar]________，有________个未成对电子。 (2)(2016·全国甲卷)镍元素基态原子的电子排布式为________，3d能级上的未 成对电子数为________。 (3)(2015·全国卷Ⅰ)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度 分布可用________形象化描述。在基态14C原子中，核外存在________对自旋相反 的电子。
考点1| 原子核外电子排布
[基础知识整合]
1．能层、能级和原子轨道
能层 能级 原子轨道数目
K
L
M
N
1s 2s、2p 3s、3p、3d 4s、4p、4d、4f
_1_ _1_＋__3_＝__4__ _1_＋__3_＋__5_＝__9__ 1＋3＋5＋7＝16
最多容纳电子数目 _2_ ____8_____ ___1_8________
[答案] (1)1s22s22p63s23p63d54s1 3d54s1
描述核外电子排布的两种化学用语 (1)电子排布式核 价外 外电围子电排子布排式布：式如：Fe如：F[eA：r]33dd6644ss22
注意：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， 1s22s22p63s23p64s23d6错误。
[答案] (1)2s22p4 3s1
(3)[Ar]3d54s1 6
根据电子排布推断元素的思维模板
能层电子数 分析题意―确―定→能 原级 子电 轨子 道数 电子数―→确定元素―→完成题中问题
其他特征等
角度3 电子跃迁与原子光谱 5．下列原子的电子跃迁能释放光能形成发射光谱的是( )
【导学号：95812282】 A．1s22s22p63s2―→1s22s22p63p2 B．1s22s22p33s1―→1s22s22p4 C．1s22s2―→1s22s12p1 D．1s22s22p1x―→1s22s22p1y B [A项，吸收光能，形成吸收光谱；B项，由激发态→基态，释放光能，形 成发射光谱；C项，形成吸收光谱；D项，2px与2py能量相同，不属于电子跃迁。]
3．电离能 (1)定义： 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。 (2)规律 ①同周期：第一种元素的第一电离能 最小，最后一种元素的第一电离能 最大 ，总体呈现从左至右 增大的变化趋势。 ②同族元素：从上至下第一电离能逐渐 减小 。 ③同种元素的逐级电离能逐渐 增大 ，即I1 < I2 < I3。不同能层的逐级电离能 发生突跃。如Na的I1≪I2。
32
2.原子轨道的形状、数目及能量关系
(1)轨道形状sp电电子子的的原原子子轨轨道道呈呈
球形 对称 哑铃形
(2)s、p、d、f能级上原子轨道数目依次为 1、3、5、7
，其中npx、
npy、npz三个原子轨道在三维空间相互 垂直 ，各能级的原子轨道半径随能层数(n)
的增大而 增大 。
①相同能层上原子轨道能量的高低： ns<np<nd<nf
[答案] (1)3d104s24p2 2 (2)[Ar]3d84s2或1s22s22p63s23p63d84s2 2 (3)电子云 2 (4)4 [Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5 (5)M 9 4 (6)34 3s23p63d10 (7)[Ar]3d10 或1s22s22p63s23p63d10
d0～2ns2
d轨道也不同程度地参与化 学键的形成 金属元素 镧系元素化学性质相近，锕 系元素化学性质相近
2.原子半径 (1)影响因素能核层电数荷：数能：层核数电越荷多数，越原大子，半原径子半越径大越小 (2)变化规律 元素周期表中的同周期主族元素从左到右，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 。
[答案] 吸收能量后，电子从激发态向基态发生跃迁，跃迁时以不同颜色光 的形式释放出不同能量
基态、激发态及光谱示意图
考点2| 原子结构与元素的性质 [基础知识整合]
1．元素周期表的结构与性质特点
分区
元素分布
外围电子排布
元素性质特点
s 区 ⅠA族、ⅡA族
n_s_1_～_2___
除氢外都是活泼金属元素
选修3 物质结构与性质 第一节 原子结构与性质
考纲定位
1.了解原子核外电子的运动状态、排布原理和能级分布，能正确书写 1～36号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表达式。 2.了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。 3.了解电子在原子轨道之间的跃迁及简单应用。 4.了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。
角度2 根据核外电子的排布特点推断元素 3．(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__________；其价层电子排布图为_____________________________。 (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离子的结构示意图为________。 (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________，其原子的结构示意图为________。
6．从电子跃迁的角度指出焰色反应呈现不同颜色光的原理是 _________________________________________________________________ _________________________________________________________________。
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，且它们的自旋状 态 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，且自旋状态 相同 。 注：洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在 全充满 (p6、d10、f14)、
半充满 (p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低。如 24Cr 的基态原 子电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1，而不是 1s22s22p63s23p63d44s2。
[解析] (1)A元素基态原子的电子排布图由题意可写成：
则该元素核外有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。 (4)E元素的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1故E为Cu。 (5)F最外层电子排布式为2s22p4。
(1)写出M、R的价电子排布式：M________、R________。 (2)写出X、Y的价电子排布图：X________、Y________。 (3)写出Z的核外电子排布式________，Z的核外未成对电子数为________。
[解析] 根据题目给出的M、R和X的信息确定，M是氧元素，R是钠元素，X 是硫元素。根据M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素确定Y是氯 元素。根据Z的基态原子4s和3d轨道半充满，则Z元素原子的核外有24个电子，它 是铬元素。
[应用体验] 写出下列原子或离子的①电子排布式②价电子排布图③电子占的原子轨道数 ④未成对电子数。 (1)N：①________②________③________④________。 (2)Cl：①________②________③________④________。 (3)Fe2＋：①________②________③________④________。 (4)Cu：①________②________③________④________。 (5)Se：①________②________③________④________。 (6)Br－：①________②________③________④________。
4．电子的跃迁与原子光谱 (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，电子会从 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较低能级时会 释放 出能量。 (2)原子光谱：不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或 释放 不同的光，用 光谱仪记录下来便得到原子光谱。包括 吸收 光谱和发射光谱。用原子光谱的特 征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。