第十三章学案63原子结构与性质(20200915095114)

咼考总复习同步训练

第十三章物质结构与性质（选考）

学案63原子结构与性质

［考纲要求］1.了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素（1 - 36号）原子核外电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。 2.了解元素电离能的含义，并能用以

说明元素的某些性质。 3.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。 4.

了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。

iXj^?SE I

知识点一原子核外电子排布及表示方法

能层-一- -二二-三四五

符号K L M N O

能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s……最多容

纳电子

数

22626102610142……

281832…2n2

2.原子轨道

电子云轮廓图给出了电子在

原子轨道轨道形状轨道个数

s

P

构造原理：多电子原子的核外电子排布遵循构造原理，根据构造原理可以写出元素基态原子的电子排布式。

随着_____________ 的递增，基态原子的核外电子按照右图中箭头的方向依次排布，即

1s,2s,2P, ____ ,_____ , _____ , _____ , _____ , ____ , 4d,5p ...... 该原理适用于绝大多数基态原

子的核外电子排布。

第

第

第

3.

电子层:

电子层:

电子层:

构造原理

只有

有S、

有S、

S轨道。

P两种轨道。

P、d三种轨道。

4.原子核外电子排布规律 (1) 能量最低原理

① 原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态。

② 基态原子： ________________ 。当基态原子 ______________ 能量后，电子会 变成 _____________ 原子。

(2) 泡利原理 一个原子轨道最多容纳 (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

__________________

并且 _____________ 相同。

［问题思考】

1.

电子按构造原理排布时，先排在 4s 轨道，再排3d 轨道，为什么？

而失电子时，是先

失4s 轨道上的，还是先失 3d 轨道上的？

知识点二元素周期表中元素及其化合物的性质递变规律

1. 电离能

(1) 第一电离能：气态电中性基态原子 最低能量。

(2) 元素第一电离能的意义： 元素的第一电离能可以衡量元

素的原子失去一个电子的难易

程度。第一电离能数值越小，原子越易失去一个电子，该元素的金属性越强；反之，第一电 离能数值越大，原子越难失去一个电子。

(3) 变化规律：

① 同一周期从左到右元素的第一电离能呈 如 _____ > ___ , _____ > ____ , _____ > ___ , _

② 同一族从上到下元素的第一电离能

2. 电负性

(1) 成键电子：原子中用于形成 ____________

(2) 电负性：用来描述不同元素的原子对 _________________ 吸引力的大小。

(3) 意义：电负性越大的原子，对成键电子的吸引力越大，非金属性越强。故电负性的大 小可用来衡量元素非金属

性和金属性的大小。

(4) 变化规律

① 同周期从 _____________ 元素的电负性逐渐增大。 ② 同主族从上到下元素的电负性逐渐

(5) 应用

① 判断元素的金属性和非金属性的强弱：非金属的电负性 金属的电负性在1.8

左右，它们既有金属性又有非金属性。

② 判断化学键的类型： 两元素的电负性差值大于 1.7,它们之间通常形成离子键；

两元素

的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键。

【问题思考】

2 .为什么同周期的n A 族元素的第一电离能大于 川A 族元素的，V A 族的大于W A 族的？

如 l 1(AI)< l 1(Mg) , l 1(S)

突破考点硏靳鷄点

一、原子结构

.个电子，并且

相反。

转化为气态基态正一价离子所需要的

的趋势，但某些地方出现曲折变化,

的电子。

>1.8;金属的电负性<1.8 ;类

1.构造原理

（1）能级序数与能层能量之间有什么关系?

⑵在同一能层中，各能级间的能量关系如何?

（3）当能层不同，能级相同时，其能量关系如何?

⑷高能层上的电子能量一定比低能层上的能量高吗?

2. 电子云

怎样理解电子云的小黑点及小黑点的疏密?

3. 基态原子核外电子排布的表示方法

基态原子核外电子的表示方法有哪些？各表示什么含义？请举例说明。

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 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 C 的元素符号为 ；

元素的正三价离子的 3d 亚层为半充满，D 的元素符号为 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 _____________________________ 。

二、元素周期律与元素推断

【典例导悟1】A 、B 、C 、D 、E 代表5种元素。请填空：

（1） A （2） B

为 ____ ,

⑶D

，其基态原子的电子

2.元素周期律与元素推断的关系

在试题中，通常用元素周期律的某项内容，来推断新元素名称，然后再考查该元素的其它性质。

【典例导悟

请回答下列问题：

（1）________________________________________ 以上10种元素中，第一电离能最小的是（填编号）。

（2）上述⑤⑥⑦三种元素中的某两种元素形成的化合物中，每一个原子都满足8电子稳定

结构的物质可能是_________________________ （写分子式）。元素⑨和⑩形成的化合物的化学式为，它是一种重要的结构材料，推测它应属于晶体；元素①的原子价电子排布式是。

（3）①⑥⑦⑩四种元素的气态氢化物的稳定性，由大到小的顺序是

（填化学式）。

（4）③和⑨两元素比较，非金属性较弱的是中的（填序

（填名称），可以验证你的结论的是下列号）。

A .气态氢化物的挥发性和稳定性

B .单质分子中的键能

C?两元素的电负性

D ?含氧酸的酸性

E. 氢化物中X — H 键的键长(X 代表③和⑨两兀素)

F. 两单质在自然界的存在形式

高琴集训

题组一

原子的核外电子排布

1. 判断正误

(1) 硫原子的最外层电子排布式为 3s 23p 4( )

(2010 上海—2C)

(2) B.电离能最小的电子能量最高 ( ) C .(在基态多电子原子中)p 轨道电子能量一定高于 s 轨道电子能量( )

(2008 海南—23B 、C)

2 . [2011福建理综—30(1)节选]氮元素可以形成多种化合物。基态氮原子的价电子排布

式是 _____________________________________________________________________________________________ O

3 . [2011山东理综—32(1)节选]氧是地壳中含量最多的元素。氧元素基态原子核外未成

对电子数为 ____________________________________________________________________________ 个。

4. [2010福建理综一30(2)]原子序数小于36的元素Q 和T ,在周期表中既处于同一周期 又位于同一族，且原子序数 T 比Q 多2O

T 的基态原子外围电子(价电子)排布式为 ______________________________________________

Q 2 +

的未成对电子数是

姓名： __________ 元素的

O

8. [2011课标全国卷一37(2)节选]基态B 原子的电子排布式为 ________________________________ N 相比，电负性较大的是 ____________________ , BN 中B 元素的化合价为 _________________ O

9 . [2011福建理综一30(2)节选]C 、N 、0三种元素第一电离能从大到小的顺序是

O

题组二—子结构与元素性质

10. [2010山东理综，32(2)]CH 4中共用电子对偏向 C , SiH 4中共用电子对偏向 H ，则C 、

Si 、H 的电负性由大到小的顺序为

Y 的第一电离能比X 的 ______________ (填“大”或“小” )O

⑶丫的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z 的单质反应的化学方程式是

考点集训

O

班级： _______

L 层电子排布式为 _____________ O

6. [2010江苏—21A(2)]Cu +基态核外电子排布式为

[2010海南，19(1)]Ni 原子的核外电子排布式为 5.[2010 课标全国卷一 41(1)]W(0)

学号:

7.

O

11 . (2009安徽理综，25改编)W 、X 、Y 、Z 是周期表前36号兀素中的四种常见兀素， 其原子序数依

次增大。W 、Y 的氧化物是导致酸雨的主要物质， 子轨道填充了电子，Z 能形成红色(或砖红色)的Z 2O

和黑色的Z0两种氧化物。

(1) ____________________________ W 位于元素周期表第 周期第 H 20(g) _______ (填“强”或“弱” )。

(2) Y 的基态原子核外电子排布式是

族。 X 的基态原子核外有 7个原 W 的气态氢化物稳定性比

题组一原子核外电子的排布

1?下列关于硅原子的核外电子排布表示式中，错误的是

2 2 6 2 2

A . 1s 2s 2p 3s 3p

B . [Ne]3s 23p 2

C.

T 1

r i

r i T I T i

T I

Is

2s

2p

r ￡

3卩

r 1

t I

T i r i f L

T 1

T t

2s

2p 3s

2. （2011大连质检）主族元素A 原子的结构示意图为 级上的电子数分别为（ ） A . 18、6、4 C . 18、 8、 6 题组二元素的推断 。贝U X 、Y 及该原子3p 能 B . 20、 8、 6 D . 15 ?20、3?& 1 ?6

3. （2011烟台调研）下列各组中的X 和丫两种原子，化学性质一定相似的是 （ ） A . X 原子和丫原子最外层都只有一个电子 B . X 原子的核外电子排布为 1s 2, Y 原子的核外电子排布为 1s 22s 2 C . X 原子2p 能级上有三个电子， 丫原子的3p 能级上有三个电子 D . X 原子核外M 层上仅有两个电子，丫原子核外N 层上仅有两个电子 4 . （2011南昌模拟）（1）某质量数为 32，核内有16个中子的原子，其电子排布式是 ,该原子中有 ______________ 个未成对电子， 这些未成对电子具有 _____________________________________ （填"相同”或 “相反”）的自旋状态。 （2） 某元素的原子最外层电子排布为 3s 23p 2,它的次外层上电子云形状有

所有电子占有 _______ 个轨道，核外共有 _______ 个电子。 （3） ______________ M 电子层上有 ___ 个能级，有 个轨道，作为内层最多可容纳 _ 外层时，最多可含有 ________ 个未成对电子。 （4） 在元素周期表中，最外层只有 1个未成对电子的主族元素原子处于 外层有2个未成对电子的主族元素原子处于 ______________________ 族。 （5） A 元素的最高正价是+ 4, A 原子次外层上有 2个电子， 种，原子中 .个电子，作为最 .族；最 A 原子的电子排布式是 O 6B 元素在气态氢化物中显- 3价，气态氢化物极易溶于水, B 原子的电子排布式是 O （7）E 原子核外占有 9个轨道，且具有 1个未成对电子, E 离子结构示意图是 o

（8）F 、G 都是短周期元素， F 2「与G 3 +的电子层结构相同，则 _______ , G 元素的原子序数是 题组三元素周期律 5?下列说法中正确的是（ ） A .第三周期所含元素中钠的第一电离能最小 B ?铝的第一电离能比镁的第一电离能大 C ?在所有元素中，氟的第一电离能最大 D ?钾的第一电离能比镁的第一电离能大 F 2的电子排布式是 题号 1 2

3 5

答案

6.（2011苏州模拟）不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量 （设其为E ）如

F 图所示。试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列问题。

2 500

(J

9 11 13 15 17 19 21 23 原子序数 3 5 能量国khmcL ）

2 000 1 500 1 (Win 5M

■T r I

I O

2

（1） 同主族内不同元素的 E 值变化的特点是 E 值的这种变化特点体现了元素性质的

（2） 同周期内，随原子序数增大， 列关系式中正确的是 。各主族中 ____________ 变化规律。 E 值增大。但个别元素的 E 值出现反常现象。试预测下 ①E （砷）＞E （硒） ②E （砷）＜E （硒） ③E （溴）＞E （硒） ④E （溴）＜E （硒） （3） 估计1 mol 气态Ca 原子失去最外层一个电子所需能量 E 值的范围: （4） 10 号兀素 E 值较大的原因是 号元糸

（填序号）。 B .基态原子第一电离能： D ＞E C ?五种元素中，电负性最大与最小的两种金属元素形成晶体的化学式为 晶体

D .晶格能：NaCI ＞DCl 2 （2） F 的核外电子排布式为

EB ,属于离子 与F 同一周期 的副族元素的 基态原子中最外层电子 数与F 原子相同的元 素为

_________ （填元素符号）。

（3） A 与C 形成的非极性分子中， b 键与n 键的个数之比为

反应生成的酸根离子的空间构型为 ____________________ 。 （4） 已知原子数和价电子数相同的分子或离子互为等电子体， 同，B 3中心原子的杂化轨道类型为 _____________________ 。 &有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所述：

;该分子与过量强碱 互为等电子体的微粒结构相

兀素

结构、性质等信息 A 是短周期中（除稀有气体外）原子半径最大的兀素，该兀素的某种合金是原子反应堆 的导热剂

B

B 与A 同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性

C 兀素的气态氢化物极易溶于水，可用作制冷剂 D

是海水中除氢、氧兀素外含量最多的兀素，其单质或化合物也是自来水生产过程中 常用的消毒杀菌剂

请根据表中信息填写：

（1）A 原子的核外电子排布式为 （2）B 元素在周期表中的位置是

离子半径：B _______ A(填“大于”或“小于”

(3)C 原子的电子排布图是

)

。

个未成对电子，能量最高的电子为 轨道上的电子，其轨道呈 其原子核外有 ______ 形O (4) D 原子的核外电子排布式为 __________________ , D 「的结构示意图是 ________________ O (5) B 的最高价氧化物对应的水化物与 A 的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式 为 ____________________________________________________________________________________________ 与D 的氢化物的水化物反应的化学方程式为 学案 63原子结构与性质

【课前准备区】

知识点一

2.核外经常出现

3. 原子核电荷数

4.

(1)②处于最低能量的原子 I

(2) 2 自旋状态 (3) 单独占据一个轨道

自旋状态

知识点二

1. (1)失去一个电子 (3)①增大 Be

②变小

2.

(1)化学键⑵成键电子 (4)①左到右②减小

问题思考

1. 先排4s 轨道再排3d 轨道，原因是3d 轨道能量高，而失电子时，却先失4s 轨道上的。 2?主要是因为

n A 族元素原子最外电子层的 s 轨道处于全充满状态，P 轨道处于全空状 态，V A 族的元素原子最外层 3个能量相同的P 轨道处于半充满状态，均属于相对稳定的状 态，故这两个主族的元素原子相对难失去第 1个电子，第一电离能相对较大，属于电离能周 期性变化的特例。 【课堂活动区】 一、1.(1)随着能级序数n 的增大，能层能量逐渐升高，即 E(K)E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(5d)>E(6s)、 E(6d)>E(7s)、E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)等。 2. (1)电子云表示电子在核外空间某处出现的几率，不代表电子的运动轨迹。 (2) 一个小黑点不代表一个电子，只是代表电子在此处出现过。 (3) 电子云图中的小黑点的疏密表示电子出现几率的大小。密：几率大；疏：几率小。 3?基态原子核外电子排布的表示方法

(1)原子结构示意图(或称原子结构简图)可表示核外电子分层排布和核内质子数，如

球形 3s 3p 1

4s 纺锤形 3

3d 吸收 4p 5s

跃迁到较高能级

激发态 B N O Mg Al PS

■C1：

O (2)电子式可表示原子最外层电子数目，如

’’。

(3)电子排布式

①用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式。例如:

“ 2 2 6 2 6 1

1s 2s 2p 3s 3p 4s 。

②为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分用 相应稀有气体的元素符号外加方括号表示。如

K : [Ar]4s 1。

(4)电子排布图(又称为轨道表示式)

每个圆圈(或方框)代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子，如第二周期元素基态原 子的电子排布图如图所示。

□ rm 回rm 囲回而n

El ES E3 El

L]

Be

H

L

增强减弱增强增强减弱难 典例导悟

1. (1)N

(2)CI K (3)Fe 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 或[Ar]3d 4s

⑷Cu 1s 22s 22p 63s 23 p^d%1 或[Ar]3d 104s 1

解析

(1)根据A 元素基态原子的最外层有

3个未成对电子，次外层有两个电子，可推知

该元素是氮元素，符号为 N 。

(2) 根据B 、C 元素的离子的电子层结构与氩相同，可推知 B 为氯(Cl) , C 为钾(K)。 (3) 因D 元素的正三价离子的 3d 亚层为半充满，可知 D 为铁元素(Fe)，其基态原子的排 布式为 1s 22s 22 P 63S 23 p 63d 64s 2。

(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，推知 为铜(Cu)，基态原子电子排布式为 1s 22s 22p 63s 23卩63『04〕。

2. (1)②

(2) PCI 3、CCI 4 Si 3N 4 原子 3s 23p 4 (3) HCI>H 2S>PH 3>SiH 4 ⑷氮元素 CE

【课后练习区】 高考集训

1 . (1) V (2)B. V C . X

解析 电离能是原子失去电子时所要吸收的能量，能量越高的电子在失去时消耗的能量

也就越少，因而电离能也就越小，

B 正确；同一层即同一

能级中的

s 轨道电子能量高，但外层 s 轨道电子能量则比内层

C C 2c 3

2. 2s 2p

解析

氮原子的价电子排布式：2s 22 P 3。

3. 2

解析 氧元素基态原子的核外电子轨道表示式为:

m IT II T 丨 T I

，故未成对电子数为

2

卩 4 2s

4. 3d 84s 2 解析原子序数小于36的元素既处于同一周期又位于同一族， 只有第忸族中的Fe 、Co 、 Ni 符合条件，由题意知 T 为Ni , Q 为Fe , Ni 为28号元素，价电子排布式为 3d 84s 2。Fe 2*外 围电子轨道表示式为 2个。 3d

，而内层电子全部成对，故未成对电子有

4个。

二、1.减小主族序数 增强减弱减弱

囲l + lflH gj n+lf HI 囲冶[川H 回I 川州川

N

主族序数-8

EB

()

V

W

增大逐渐减小增大逐渐减小减弱增强 易增强易难减弱

P 轨道电子的能量一定比

P 轨道电子能量高，C 错误。

(3)

2s 22p 4

1S 22S 22 P 63S 23 P ^C T 5. 6.

7. 1s 22s 22p 63s 23p 63d 84s 2或［Ar ］3d 84s 2

解析 核外电子排布式与价电子排布式要区别开。 8. 1s 22s 22 P 1 N + 3 解析 B 原子的原子序数为5，其电子排布式为1s 22s 22P 1； B 、N 处于同周期，依据同周 期元素随原子序数增大电负性依次增大可知， N 的电负性较大；B 位于元素周期表的第 川A 族，由化学式BN 得B 元素的化合价为+ 3价。 9. N>O>C 解析 同周期元素第一电离能从左向右有增大的趋势，第 V A 族元素最外层P 轨道电子 处于半充满稳定状态，第一电离能大于第 W A 族元素，因此三者的第一电离能从大到小的顺 序为N>O>C o 10.

C>H>Si 解析 共用电子对偏向电负性大的原子，故电负性：

11. C>H>Si 。 O O A O d r ⑴二 V A 弱（2）1s2s2p3s3p 大

△ (3)Cu + 2H 2SO 4(浓)=====CuSO 4 + SO 2 f + 2H 2O 考点集训 1. C ［A 和B 两个选项都是电子排布式， C 和D 两个选项都是轨道表示式，其中 C 选 项违背了洪特规则。］ 2. B 3. C ［A 项，H 与Na 最外层都只有一个电子，但二者性质差别很大； Y 为Be ,二者性质差别很大；C 项，X 为N , 丫为P ,二者同主族性质相似； Y 原子可能为Ca ,也可能是过渡金属元素的原子，故选 4. (1)1s 22s 22P 63S 23p 4 2 相同 (2) 2 8 14 (3) 3 9 18 3 (4) I A 、川 A 、'W A

222 (5) 1s 22s 22 p 3 (6) 1s 22s 22 P 3 (7)

少

、， 2 2 6

(8) 1s 2s 2p 13 5. A ［同周期中碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素最大，故 正确；由于Mg 为Ss 2而Al 为Ss 'sp 1,故铝的第一电离能小于镁的； 「 ......

钾的第一电离能小于镁的， D 不正确。］ 6. (1)随着原子序数的增大，E 值减小 周期性 (2)①③ ⑶485 738 (4)10号元素为氖，该元素原子的最外层电子排布已达到 8电子稳定结构 解析 (1)从H 、Li 、Na 、K 等可以看出，同主族元素随元素原子序数的增大， H 到He 、Li 至U Ne 、Na 到Ar 呈现明显的周期性。 (2) 从第二、三周期可以看出，第 川A 和W A 族元素比同周期相邻两种元素 此可以推测E(砷)>E(硒卜E(溴)>E(硒)o (3) 根据同主族、同周期规律可以推：

E(K)

(4) 10号元素是稀有气体元素氖，该元素原子的最外层电子排布已达到 2 2 6 2 6 10 1

7. (1)D

⑵ 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s Cr

(3)1 : 1 平面三角形

(4)sp 杂化

& (1)1s 32s 32卩63〕

(2)第三周期第川A 族 小于

B 项，X 为He , D 项X 为Mg , : A 正确，

C 不

D 中钾比镁更易失电子，

E 值变小; E 值都低。由

8电子稳定结构。

2s

T I

哑铃

(4) 1s 22s22 P63S23 p5或[Ne]3s 23p5V

(5) NaOH + AI(OH) 3===NaAIO 2+ 2H2O

3HCI + AI(OH) 2===AICI 3+ 3H2O

解析根据题中信息可推出：A为Na, B为AI , C为N , D为CI。

(1) A为Na，其核外电子排布式为1s22s22p63s1。

(2) B为AI，其在元素周期表中的位置为第三周期第川A族，Na"与AI3"核外电子排布相

同，核电荷数AI3+大于Na*，故r(AI3J

(3) C为N，其电子排布图为

15 2s 2p

，其中有3个未成对电子，能量最高的为P轨道上t

的电子，其轨道呈哑铃形。

⑷D为CI，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，简化电子排布式为[Ne]3s23p5, CI的

电歼8

结构示意图为丿。

(5) 本题考查AI(OH) 3与NaOH和HCI 反应的化学方程式，AI(OH) 3+ NaOH===NaAIO 2 +

2H2O, AI(OH) 3 + 3HCI===AICI 3+ 3出0。

(3)