2022届高考化学鲁科版一轮复习学案：选修3 第1节　原子结构与元素的性质 WORD版含答案.docx

1、选修3物质结构与性质第1节原子结构与元素的性质备考要点素养要求1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理,能正确书写136号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和电子排布图。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其简单应用。4.了解电负性的概念,并能用以说明元素的某些性质。1.宏观辨识与微观探析:能从电子层、能级等不同层次认识原子的结构,以及核外电子的排布规律,能从宏观和微观相结合的视角分析原子结构与元素性质的关系。2.科学探究与创新意识:能发现和提出有探索价值的原子结构与性质的问题,如核外电子排布、元素第一电离能的特殊性等,面对异常现象敢

2、于提出自己的见解。考点一原子核外电子排布原理必备知识自主预诊知识梳理1.电子层与能级(1)电子层(n):在多电子原子中,核外电子的是不同的,按照电子的差异将其分成不同电子层。通常用K、L、M、N表示,能量依次升高。(2)能级:同一电子层里电子的也可能不同,又将其分成不同的能级,通常用等表示。同一能层里,各能级的能量按的顺序依次升高,即:。特别提醒第一能层(K)只有s能级;第二能层(L)有s、p两种能级,p能级上有三个原子轨道px、py、pz,它们具有相同的能量;第三能层(M)有s、p、d三种能级,d能级包含了能量相等的五个原子轨道。2.基态与激发态原子光谱(1)原子的状态。基态原子:处于状态的

3、原子。激发态原子:基态原子吸收能量后,它的电子会跃迁到,变为激发态原子。(2)原子光谱:不同元素原子的电子发生跃迁时会或不同的光,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。在现代化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析。(3)基态、激发态及光谱的关系示意图。3.构造原理与电子排布式(1)构造原理:以光谱学事实为基础,从氢开始,随核电荷数递增,新增电子填入能级的顺序称为构造原理。下图为构造原理示意图。能级交错:随核电荷数递增,电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。如电子是按3p4s3d的顺序而不是按的顺序填充的,这种现象被称为能级交错。(2)基

4、态原子核外电子排布式。表示方法举例(以硫原子为例)电子排布式简化电子排布式Ne3s23p4价电子排布式3s23p4(3)原子结构示意图。(4)核外电子排布与元素性质的关系。金属元素原子的最外层电子数一般小于4,较易电子形成阳离子,表现出性,在化合物中显正化合价。非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4,较易电子,活泼非金属原子易形成阴离子。在化合物中主要显负化合价。稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构,不易失去或得到电子,通常表现为0价。4.电子云与原子轨道(1)由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾,因而被形象地称作电子云。电子云是处于一定空间运动状态的电子的形象化

5、描述。(2)原子轨道。量子力学把电子在原子核外的一个称为原子轨道。原子轨道轨道形状轨道个数sp5.泡利不相容原理、洪特规则、能量最低原理(1)泡利不相容原理:在一个原子轨道里,最多只能容纳个电子,它们的自旋方向。如2s轨道上的电子排布图为,不能表示为。(2)洪特规则:基态原子,电子在能量相同的轨道上排布时,将,且。如2p3的轨道表示式为,不能表示为或。洪特规则特例:当能量相同的原子轨道在(p6、d10、f14)、(p3、d5、f7)和(p0、d0、f0)状态时,体系的能量最低,如24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s1。(3)能量最低原理在构建基态原子

6、时,电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道,使整个原子的能量最低,这就是能量最低原理。【注意】基态原子的核外电子排布遵循泡利原理、洪特规则和能量最低原理。核外电子排布中的几个简单数量规律:数量规律每层最多容纳的电子为2n2个(n表示能层序数)最外层电子不超过8个(K层为最外层时不超过2个)次外层电子不超过18个,倒数第三层不超过32个自我诊断1.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。(1)两种粒子,若核外电子排布完全相同,则其化学性质一定相同。()(2)凡单原子形成的离子,一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布。()(3)稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子。()(4)当M层是最外层时,最多可

7、排布18个电子。()(5)某原子最外层只有一个电子,它一定是金属元素。()(6)某原子M层上电子数可能为L层上电子数的4倍。()(7)质子数和核外电子数分别相等的两种微粒可以是两种原子、两种分子、两种阳离子或两种阴离子。()(8)硫离子的结构示意图: 。()2.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。(1)原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围,故称电子云。()(2)p能级能量一定比s能级的能量高。()(3)基态钠原子的电子排布式为1s22s22p62d1。()(4)基态磷原子的轨道表示式为。()(5)同一原子中,2p、3p、4p能级的轨道数依次增多。()(6)Cr的电子排布式为1s22s22

8、p63s23p63d44s2。()(7)2p和3p轨道形状均为哑铃形,能量也相等。()关键能力考向突破考向1电子排布式、电子排布图的书写【典例1】按要求填空:(1)(2020江苏化学,21节选)基态铁原子的核外电子排布式为。(2)(2020全国2,35节选)基态钛原子的核外电子排布式为。(3)(2019全国2,35节选)Fe成为阳离子时首先失去轨道电子,Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+的价层电子排布式为。(4)(2019江苏化学,21节选)Cu2+基态核外电子排布式为。(5)(2018全国1,35节选)Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能

9、,得到广泛应用。回答下列问题:下列锂原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为、(填标号)。Li+与H-具有相同的电子构型,r(Li+)小于r(H-),原因是。(6)(2018全国2,35节选)基态铁原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为,基态硫原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为形。易错警示核外电子排布常见的错误(1)在书写基态原子的电子排布图(轨道表示式)时,常出现以下错误:(违反能量最低原则)(违反泡利不相容原理)(违反洪特规则)(违反洪特规则)(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之前面,如铁原子的电

10、子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,而失电子时,也是先失4s轨道上的电子,如Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。(3)半充满、全充满状态的原子结构稳定。如Cr、Mn、Cu、Zn的价电子排布式分别为3d54s1、3d54s2、3d104s1、3d104s2。对点演练1下列关于钠元素的几种表达式错误的是()A.Na+的轨道表示式:B.Na+的结构示意图: C.基态钠原子的电子排布式:1s22s22p53s2D.基态钠原子的简化电子排布式:Ne3s1考向2根据基态原子核外电子排布推断元素【典例2】(2020广东北江中学模拟)(1)A元素基态原子的最外层有3个

11、未成对电子,次外层有2个电子,其元素符号为;其价电子的轨道表示式(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。(4)E元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子且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。(5)F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+2,则n=;原子中能量最高的是电子,其基态原子核外电子轨道表示式(电子排布图)为。归纳总结熟记3种最外层电子的排布特征(1)最外层有3个未成

12、对电子的为ns2np3。136号元素中分别为N、P、As。(2)最外层有2个未成对电子的可能是ns2np2、ns2np4。短周期元素中分别为C、Si和O、S。(3)最外层有一个未成对电子的可能是ns1、ns2np1、(n-1)d5ns1、(n-1)d10ns1、ns2np5。第四周期中的对应元素有K、Ga、Cr、Cu、Br。对点演练2A、B、C三种短周期元素,它们的原子序数依次增大。A元素原子的核外p电子数比s电子数少1,B元素原子核外有4种能级,且全部充满电子;C元素的主族序数与周期序数的差为4。(1)A的基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有个方向,原子轨道呈形。(2)某同学推断基态B

13、原子的核外电子排布为,该同学所写的电子排布图违背了。(3)C位于族,属于区,其价电子排布式为。考点二原子结构与元素性质必备知识自主预诊知识梳理1.原子结构与元素在周期表中的位置关系(1)原子结构与元素周期表的关系。周期序数电子层数每周期第一种元素每周期最后一种元素原子序数基态原子的电子排布式原子序数基态原子的电子排布式1111s121s2223He2s1101s22s22p6续表周期序数电子层数每周期第一种元素每周期最后一种元素原子序数基态原子的电子排布式原子序数基态原子的电子排布式3311Ne3s1181s22s22p63s23p64419Ar4s1361s22s22p63s23p63d10

14、4s24p65537Kr5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66655Xe6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p67787Rn7s11181s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d105f146s26p66d107s27p6(2)每族元素的价电子排布特点。主族:主族AAAAAAA价电子排布式ns10族:He为1s2;其他为ns2np6。过渡元素(镧系和锕系除外):(n-1)d110ns12。(3)根据元素原子的价电子排布进行分区。分区简图:各区元

15、素分布与价电子排布特点及性质:分区元素分布价电子排布式元素性质特点s区A、A族ns12除氢外都是活泼金属元素;通常是最外层电子参与反应p区AA族、0族ns2np16通常是最外层电子参与反应d区BB族(镧系、锕系及钯除外)、族(n-1)d19ns12都是金属元素。d能级电子可以不同程度地参与化学键的形成ds区B、B族(n-1)d10ns12都是金属元素f区镧系、锕系(n-2)f014(n-1)d02ns2都是金属元素。镧系元素化学性质相近;锕系元素化学性质相近(4)根据元素金属性与非金属性分区。分区简图:特别说明:处于金属与非金属分界处的元素既具有一定的金属性,又具有一定的非金属性,可以找到半导

16、体材料。微点拨(1)能层序数=电子层数=周期序数主族序数=价电子数(2)对于主族元素原子,价电子层就是最外电子层;而对于过渡元素价电子层不仅仅是最外电子层,如Fe的价电子层排布式为3d64s2。2.元素周期律(1)原子半径。影响因素电子层数:电子层数越多,原子半径核电荷数:电子层数相同,核电荷数越大,原子半径变化规律。同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐;同主族元素从上到下,原子半径逐渐。(2)电离能。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。符号:;单位:。递变规律。a.同周期第一种元素的第一电离能,最后一种元素的第一电离能,总体呈现的变化趋势。b.同族元素从上

17、至下,第一电离能。c.同种元素原子的逐级电离能越来越(即I1I2I3)。(3)电负性。含义:元素的原子在化合物中的标度。元素的电负性越大,表示其原子在化合物中的能力越。标准:以最活泼的非金属元素氟的电负性为作为相对标准,比较得出其他元素的电负性(稀有气体不计)。变化规律。金属元素的电负性一般,非金属元素的电负性一般,而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右。在元素周期表中,同周期从左至右,主族元素的电负性逐渐;同主族从上至下,元素的电负性一般是逐渐。两元素电负性差值大于1.7时,一般形成离子键,小于1.7时,一般形成共价键。3.对角线规则在元素周期表中,某些主族元

18、素与右下方的主族元素的有些性质是相似的。如右图所示。微点拨金属活动性顺序与元素相应的电离能大小顺序不完全一致,故不能根据金属活动性顺序判断电离能的大小。第2、3、4周期的同周期主族元素,A族(ns2np0)和A族(ns2np3)因原子p轨道分别处于全空或半充满状态而比较稳定,所以其第一电离能分别大于同周期相邻的A族和A族元素,如第一电离能:MgAl,PS。共价化合物中,两种元素电负性差值越大,它们形成共价键的极性就越强。同周期主族元素从左到右,非金属性越来越强,电负性越来越大,第一电离能总体呈增大趋势。自我诊断1.已知某主族元素的逐级电离能为I1=500 kJmol-1、I2=4 600 kJ

19、mol-1,I3=6 900 kJmol-1,I4=9 500 kJmol-1,可推知该元素可能在哪一族?最高化合价可能为多少?2.判断正误,正确的打“”,错误的打“”。(1)第4周期元素中,锰原子价电子层中未成对电子数最多。()(2)最外层有2个未成对电子的可能是ns2np2或ns2np4,短周期元素中分别为C、Si和O、S。()(3)价电子排布式为4s24p3的元素位于第4周期A族,是p区元素。()(4)价电子排布式为5s25p1的元素位于第5周期A族,是s区元素。()(5)共价化合物中,成键元素电负性大的表现为负价。()(6)元素电负性越大,非金属性越强,第一电离能也越大。()(7)电负

20、性大于1.8的一定为非金属,小于1.8的一定为金属。()关键能力考向突破考向1电离能的判断及其应用【典例1】(1)(2020全国1,35节选)I1(Li)I1(Na),原因是。I1(Be)I1(B)I1(Li),原因是。(2)(2018全国3,35节选)锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题:锌原子核外电子排布式为。黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)I1(Cu)(填“大于”或“小于”),原因是。(3)(2017全国2,35节选)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问

21、题:元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是;氮元素的E1呈现异常的原因是。(4)(2017全国3,35节选)元素Mn与O中,第一电离能较大的是。归纳总结电离能的四大应用(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In+1In,则该元素的常见化合价为+n价。如钠元素I2I1,所以钠元素的化合价为+1价。(3)判断核外电子的分层排布情况。多电子原子的各级电

22、离能逐级增大,有一定的规律性。当电离能的变化出现突跃时,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,当元素的核外电子排布是全空、半充满或全充满状态时,第一电离能就会反常的大。对点演练1(2021湖北天门质检)X、Y是同周期的两种主族元素,它们的逐级电离能(I)数据如下表所示:电离能/(kJmol-1)I1I2I3I4I5X4964 5626 9129 54313 353Y7381 4517 73310 54013 630下列有关说法正确的是。电负性:XY与水反应剧烈程度:X”“=”或“”)F,下列表述中能证明这一事实的是(

23、填序号)。A.常温下氟气的颜色比D单质的颜色深B.氟气与D的氢化物剧烈反应,产生D的单质C.氟与D形成的化合物中D元素呈正价态D.比较两元素的单质与氢气化合时得电子的数目易错警示活泼金属与活泼非金属形成的化合物一般是离子化合物。但也不是绝对的,例如AlCl3是共价化合物。归纳总结电负性的三大应用对点演练3下表为一些元素的电负性:元素符号LiBeBCOFNaAlSiPSCl电负性1.01.52.02.53.54.00.91.51.82.12.53.0回答下列问题:(1)根据对角线规则,Be、Al元素最高价氧化物对应水化物的性质相似,它们都具有两性,其中Be(OH)2显示这种性质的离子方程式是。(

24、2)通过分析电负性变化规律,确定Mg元素电负性的最小范围:。(3)请归纳元素的电负性与金属性、非金属性的关系是。(4)从电负性角度判断AlCl3是离子化合物还是共价化合物?请说出理由,并设计一个实验方案证明上述所得结论。对点演练4(1)B和N相比,电负性较大的是。(2)中国古代四大发明之一黑火药,它的爆炸反应为2KNO3+3C+SK2S+N2+3CO2,除S外,所列元素的电负性从大到小依次为。(3)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B+具有相同的电子层结构;C、D为同周期元素,C原子核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素原子最外层有一个未成对电子。回答下列问题,四种元素中电

25、负性最大的是(填元素符号),其中C原子的核外电子排布式为。考向3“位、构、性”三者的关系与元素推断【典例3】现有属于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素,原子序数依次增大。A元素的价电子排布式为nsnnpn+1;C元素为最活泼的非金属元素;D元素原子核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的16;E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态;F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;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒。(1)A元素的第一电离能(填“”或“=”)B元素的第一电离能,A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为(用元素符号表示)。(2)D元素

26、原子的价电子排布式是。(3)C元素基态原子的电子排布图为;E3+的离子符号为。(4)F元素位于元素周期表的区,其基态原子的电子排布式为。(5)G元素可能的性质。A.其单质可作为半导体材料B.其电负性大于磷C.其原子半径大于锗D.其第一电离能小于硒(6)活泼性:D(填“”或“”,下同)Al,第一电离能I1(Mg)I1(Al),其原因是。对点演练5已知:A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素,它们的原子序数依次增大。其中A、C原子的L层有2个未成对电子。D与E同主族,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。F3+的M层3d轨道电子为半充满状态。请根据以上信息,回答下列问题:(

27、1)A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为(用元素符号表示)。(2)D元素的原子核外共有种不同运动状态的电子,有种不同能级的电子。(3)写出E的基态原子的电子排布式:。(4)F和X(质子数为25)两元素的部分电离能数据列于下表,比较两元素的I3可知,气态X2+再失去一个电子比气态F2+再失去一个电子难。对此,你的解释是。元素XF电离能/(kJmol-1)I1717759I21 5091 561I33 2482 957对点演练6下表列出了九种元素在元素周期表中的位置。(1)这九种元素中,电负性最大的是,第一电离能最小的元素是,最不活泼的是(均用元素符号填空)。(2)这九种元素中,最外层电子排

28、布式为4s1的元素为(用元素符号填空)。(3)c、d、e三种元素的原子半径由大到小的顺序是,第一电离能由大到小的顺序是,电负性由大到小的顺序是(均用元素符号填空)。(4)画出d元素基态原子的电子排布图:,i元素基态原子的电子排布式为。归纳总结正确表述元素周期律性质同周期(从左右)(稀有气体除外)同主族(从上下)原子核外电子排布电子层数相同,最外层电子数逐渐增多,17(第一周期12)最外层电子数相同,电子层数递增原子半径逐渐减小逐渐增大元素主要化合价最高正化合价由+1+7(O、F除外)最低负化合价由-4-1最高正化合价=主族序数(O、F除外),非金属最低负价=主族序数-8原子得、失电子能力得电子

29、能力逐渐增强,失电子能力逐渐减弱得电子能力逐渐减弱,失电子能力逐渐增强元素的第一电离能第一电离能呈增大的趋势第一电离能逐渐减小元素的电负性(稀有气体除外)电负性逐渐增大电负性逐渐减小元素金属性、非金属性金属性逐渐减弱非金属性逐渐增强金属性逐渐增强非金属性逐渐减弱单质氧化性、还原性氧化性逐渐增强还原性逐渐减弱氧化性逐渐减弱还原性逐渐增强最高价氧化物对应水化物的酸碱性碱性逐渐减弱酸性逐渐增强碱性逐渐增强酸性逐渐减弱非金属气态氢化物的稳定性生成由难到易,稳定性逐渐增强生成由易到难,稳定性逐渐减弱选修3物质结构与性质第1节原子结构与元素的性质考点一原子核外电子排布原理必备知识自主预诊1.(1)能量能量

30、(2)能量s、p、d、fs、p、d、fE(ns)E(np)E(nd)E(nf)2.(1)最低能量较高能级(2)吸收释放3.(1)3p3d4s(2)1s22s22p63s23p4(3)质子数电子层(4)失去还原得到4.(1)在原子核外空间的概率密度分布(2)空间运动状态球形1哑铃形35.(1)2相反(2)尽可能分占不同轨道自旋方向相同全充满半充满全空自我诊断1.答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2.答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)关键能力考向突破典例1答案(1)Ar3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2(2)1s22s22p63s23p63d24

31、s2或Ar3d24s2(3)4s4f5(4)Ar3d9或1s22s22p63s23p63d9(5)DCLi+核电荷数较大(6)哑铃解析(1)铁为26号元素,价电子数为26-18=8,在4s轨道上填充2个电子,在3d轨道上填充6个电子,则基态铁原子的核外电子排布式为Ar3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2。(2)钛元素是22号元素,故其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或Ar3d24s2。(3)Fe为26号元素,铁原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,铁原子失去1个电子使4s轨道为半充满状态,能量较低,故首先失去4s

32、轨道电子;Sm的价电子排布式为4f66s2,失去3个电子变成Sm3+成为稳定状态,要失去最外层6s上的2个电子和4f上的1个电子,所以Sm3+的价电子排布式为4f5。(4)Cu位于第4周期B族,其价电子排布式为3d104s1,因此Cu2+基态核外电子排布式为Ar3d9或1s22s22p63s23p63d9。(5)根据电子排布图(轨道表示式)可知,对应的四种电子排布式分别是1s12s2、2s22p1、2s12p2、1s22s1,根据构造原理可知能级能量大小关系是:1s2s2p,则D状态能量最低、C状态能量最高。由于Li+的核电荷数较大,原子核对核外电子的吸引力较大,因此Li+半径小于H-。(6)

33、基态铁原子核外电子排布式为Ar3d64s2,则价层电子轨道表示式为。基态S原子的核外电子排布式为Ne3s23p4,电子占据的最高能级为3p能级,p能级电子云轮廓图为哑铃形。对点演练1 C钠离子核外电子数为10,核外电子排布式为1s22s22p6,轨道表示式为,A项正确;Na+的结构示意图为,B项正确;基态钠原子的电子排布式为1s22s22p63s1,C项错误;钠原子的简化电子排布式为Ne3s1,D项正确。典例2答案(1)N(2)Cl(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(5)22p对点演练

34、2答案(1)3哑铃(2)泡利不相容原理(3)Ap3s23p5解析根据提供的信息,可以推断A为N,B为Mg,C为Cl。(1)N的基态原子中能量最高的电子为2p能级上的电子,其电子云在空间有3个方向,原子轨道呈哑铃形。(2)该同学所写的电子排布图中3s能级上两个电子自旋方向相同,违背了泡利不相容原理。(3)氯原子的价电子排布式为3s23p5,位于第3周期A族,属于p区元素。考点二原子结构与元素性质必备知识自主预诊1.(2)ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np52.(1)越大越小减小增大(2)最低能量IkJmol-1a.最小最大从左至右逐渐增大b.逐渐减小c.大I1(Na

35、);同周期元素从左至右,第一电离能呈现增大的趋势,但由于A族元素基态原子最外层s能级处于全充满的状态,能量更低更稳定,所以其第一电离能大于同周期的A族元素,因此I1(Be)I1(B)I1(Li)。(2)Zn位于第4周期B族,属于ds区,Zn的核外电子排布为Ar3d104s2。根据洪特规则特例进行判断,锌失去一个电子的价电子层变化为3d104s23d104s1,铜失去一个电子的价电子层变化为3d104s13d104s0,锌由稳定的全充满结构变为较稳定的半充满结构,而铜为较稳定的4s1半充满结构变为较稳定的4s0全空结构,故Zn的第一电离能比Cu的第一电离能大。(3)从题图可以看出:除N外,第2周

36、期元素随核电荷数依次增大,E1逐渐增大,这是因为随原子半径逐渐减小,元素非金属性增强,得电子能力增强;氮原子的2p轨道处于半充满状态,不易再结合一个电子,故E1呈现异常。(4)O是非金属元素,而Mn是金属元素,O易得电子而不易失电子,所以O的第一电离能大于Mn的。对点演练1答案解析由X的I2突然增大,说明X的最外层有1个电子,Y的I3突然增大,说明Y的最外层有2个电子;因为X、Y同周期,可推断Y在X的右侧。对点演练2答案(1)ds直线形(2)失去第二个电子时,Cu失去的是全充满的3d10电子,Fe失去的是4s1电子解析(1)Ag位于第5周期B族,价电子排布式为4d105s1,属于ds区;Ag(

37、NH3)2+中Ag+空的5s轨道和5p轨道以sp杂化成键,所以其空间构型为直线形。(2)根据表中数据可知,I2(Cu)大于I2(Fe),主要原因是失去第二个电子时,Cu失去的是全充满的3d10电子,Fe失去的是4s1电子。典例2答案(1)1s22s22p63s23p63d104s1(2)CON(3)BC解析A原子所处的周期序数、族序数都与其原子序数相等,则A是氢元素;B原子核外电子有6种不同的运动状态,s轨道电子数是p轨道电子数的两倍,则B是碳元素;D原子L层上有2对成对电子,则D是氧元素;A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,则C是氮元素;E+核外有3层电子且M层3d轨道电子全充满,

38、由此可知E是铜元素。(1)E为Cu元素,Cu的原子序数为29,基态铜原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。(2)B、C、D三种元素分别是C、N、O,三种元素都处于第2周期,同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势,N的2p能级为半充满结构,较稳定,第一电离能比O大,则第一电离能数值由小到大的顺序为CON。(3)同周期从左到右主族元素的电负性逐渐增大,O的电负性小于F。常温下F2的颜色比O2的颜色深,颜色属于物理性质,与电负性无关,A项不符合题意;F2与H2O反应可生成O2,说明F的非金属性强于O,元素非金属性越强,电负性越大,能说明F的电负性大于O的电负性,B项符合题

39、意;氟与氧形成的化合物中氧元素呈正价态,说明F得电子能力强于O,F的非金属性强于O,元素非金属性越强,电负性越大,能说明F的电负性大于O的电负性,C项符合题意;得电子数目多少不能说明得电子能力的强弱,因此比较两元素的单质与氢气化合时得电子的数目不能说明电负性的大小,D项不符合题意。对点演练3答案(1)Be(OH)2+2H+Be2+2H2O,Be(OH)2+2OH-BeO22-+2H2O(2)0.91.5(3)元素的非金属性越强,电负性越大;元素的金属性越强,电负性越小(4)铝元素和氯元素的电负性差值为1.5,小于1.7,所以形成共价键,为共价化合物。将AlCl3加热到熔融态,进行导电性实验,如

40、果不导电,说明是共价化合物解析(1)Be(OH)2的性质与Al(OH)3的性质相似,根据Al(OH)3既能和酸反应,又能与强碱溶液反应,可写出Be(OH)2分别与酸、碱反应的离子方程式。(2)根据同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,可知Mg的电负性大于Na的电负性,根据同主族元素从上到下,电负性依次减小,可知Mg的电负性小于Be的电负性,则Mg的电负性最小范围是0.91.5。(3)元素的非金属性越强,电负性越大;元素的金属性越强,电负性越小。(4)Al和Cl的电负性差值为1.5K。(3)C原子核外电子总数是最外层电子数的3倍,则C为磷元素。A、B的原子序数小于C,且A2-和B+具有相同的电

41、子层结构,则A为氧元素,B为钠元素。C、D为同周期元素,且D元素最外层有一个未成对电子,则D为氯元素。O、Na、P和Cl四种元素中,氧元素的电负性最大。磷原子核外有15个电子,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3或Ne3s23p3。典例3答案(1)NO镁原子的3p轨道处于全空状态,比较稳定,而铝原子的3p轨道只有一个电子,不稳定解析A元素的价电子排布为nsnnpn+1,则A是N元素;C元素为最活泼的非金属元素,则C是F(氟)元素,那么B是O元素;D元素原子核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的16,则D是Mg元素;E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态,则E是Fe

42、元素;F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,则F是Cu元素;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒,则G是As元素。(1)由于N原子的最外层p轨道处于半充满的稳定状态,失去电子比O难,所以元素的第一电离能AB;一般情况下同一周期的元素,原子序数越大,元素的电负性越大。所以A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为NOAl;因为Mg的3p轨道处于全空状态,比较稳定,而Al原子的3p轨道只有一个电子,不稳定,故第一电离能:I1(Mg)I1(Al)。对点演练5答案(1)CNO(2)124(3)1s22s22p63s23p64s2(4)Mn2+的3d轨道电子排布为半

43、充满状态,较稳定解析A、C原子的L层有2个未成对电子,且A的原子序数小于C,则A的电子排布式为1s22s22p2,C的电子排布式为1s22s22p4,即A为C(碳)元素,C为O元素,AF原子序数依次增大,则B为N元素。D与E同主族,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构,则D为Mg元素,E为Ca元素;F3+的M层3d轨道电子为半充满状态,则F为Fe元素。(1)C、N、O的电负性由小到大顺序为CNPSPSSiSPSi(4)1s22s22p63s23p63d104s24p1或Ar3d104s24p1解析(1)题中所给的九种元素中,电负性最大的是F,第一电离能最小的是K,最不活泼的是Ne。(2)最外层电子排布式为4s1的元素为K和Cu。(3)c、d、e三种元素分别为Si、P、S,原子半径:SiPS,第一电离能:PSSi,电负性:SPSi。(4)d元素原子的轨道表示式(电子排布图)为,i元素为Ga,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或Ar3d104s24p1。