原子的结构与性质

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。

知识点一 原子核外电子排布及表示方法

第1电子层：只有s第2电子层：有s、p两种轨道。 第3电子层：有s、p、d三种轨道。 3．构造原理

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。

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____个电子，并且____________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________________，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____________转化为气态基态正一价离子所需要的最低能量。 (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________的趋势，但某些地方出现曲折变化，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________的电子。

(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>1.8；金属的电负性

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ⅡA族元素的第一电离能大于ⅢA族元素的，ⅤA族的大于ⅥA族的？如I1(Al)

一、原子结构

1．构造原理

(1)能级序数与能层能量之间有什么关系？

(2)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？

(4)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。

典例导悟1 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亚层为半充满，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__________________。

二、元素周期律与元素推断

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(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______(填名称)，可以验证你的结论的是下列中的______(填序号)。

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⑨两元素) F．两单质在自然界的存在形式

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3s23p4( ) (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( ) 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________________________________________________________________________。

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－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2。T的基态原子外围电子(价电子)排布式为________，Q2的未成对电子数是________。

5.[2010·课标全国卷一41(1)]W(O)元素的L层电子排布式为________。

＋

6．[2010·江苏－21A(2)]Cu基态核外电子排布式为______________。 7．[2010·海南，19(1)]Ni原子的核外电子排布式为

________________________________________________________________________ ____________。 8．[2011·课标全国卷－37(2)节选]基态B原子的电子排布式为________________；B和N相比，电负性较大的是____________，BN中B元素的化合价为__________。

9．[2011·福建理综－30(2)节选]C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是______________。 题组二 原子结构与元素性质

10．[2010·山东理综，32(2)]CH4中共用电子对偏向C，SiH4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

________________________________________________________________________。 11．(2009·安徽理综，25改编)W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，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，X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，Z能形成红色(或砖红色)的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。

(1)W位于元素周期表第________周期第________族。W的气态氢化物稳定性比H2O(g)________(填“强”或“弱”)。

(2)Y的基态原子核外电子排布式是

________________________________________________________________________， Y的第一电离能比X的________(填“大”或“小”)。

(3)Y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________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

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( ) A．1s22s22p63s23p2 B．[Ne]3s23p2

2．(2011·大连质检)主族元素A原子的结构示意图为。则X、Y及该原子3p能级上的电子数分别为( )

A．18、6、4 B．20、8、6 C．18、8、6 D．15～20、3～8、1～6 题组二 元素的推断

3．(2011·烟台调研)下列各组中的X和Y两种原子，化学性质一定相似的是( ) A．X原子和Y原子最外层都只有一个电子

B．X原子的核外电子排布为1s2，Y原子的核外电子排布为1s22s2 C．X原子2p能级上有三个电子，Y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，Y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3s23p2，它的次外层上电子云形状有____种，原子中所有电子占有____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____个电子，作为最外层时，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__________族；最外层有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，A原子的电子排布式是____________。 (6)B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__________。 (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 ____________。

－＋－

(8)F、G都是短周期元素，F2与G3的电子层结构相同，则F2的电子排布式是____________，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

6.(2011·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。

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

(2)同周期内，随原子序数增大，E值增大。但个别元素的E值出现反常现象。试预测下列关系式中正确的是

________________________________________________________________________。 ①E(砷)>E(硒) ②E(砷)E(硒) ④E(溴)

(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：______

________________________________________________________________________。

题组四 综合探究

7．A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次递增。已知：

－

①F的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素；②E原子价电子(外围电子)排布式为msnmpn1；③D原子最外层电子数为偶数；④A、C原子p轨道的电子数分别为2和4。

请回答下列问题：

(1)下列叙述正确的是________(填序号)。 A．金属键的强弱：D>E

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EB，属于离子晶体 D．晶格能：NaCl>DCl2 (2)F的核外电子排布式为

________________________________________________________________________；

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，σ键与π键的个数之比为________；该分子与过量强碱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，互为等电子体的微粒结构相同，B3中心原子的杂化轨道类型为____________。

(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

________________________________________________________________________，

其原子核外有____个未成对电子，能量最高的电子为______轨道上的电子，其轨道呈______形。

－

(4)D原子的核外电子排布式为__________，D的结构示意图是__________。

(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

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。