金版教程高中化学高考一轮总复习(经典版)课件：选修3 物质结构与性质选3-1

,
基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为
形。
-16考点一
考点二
基础梳理
考点突破
(2)物质的结构决定物质的性质。请回答下列涉及物质结构和性
质的问题:
①第二周期中,元素的第一电离能处于B与N之间的元素有
种。
②某元素位于第四周期第Ⅷ族,其基态原子的未成对电子数与基
态碳原子的未成对电子数相同,则其基态原子的价层电子排布式
子自旋状态相同;硅原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2或
[Ne]3s23p2;(2)硅原子的质子数为14,根据电子排布式,其最高能层为
M层,具有的原子轨道数为9;每个氮气分子中有1个σ键和2个π键,N2
中σ键和π键的物质的量之比为1∶2;Ti是22号元素,其价电子包括M
层d能级与N层s能级上的电子;(3)基态Fe2+的电子排布式为
;原
子中能量最高的是
电子。
-21考点一
考点二
答案:(1)C或O
(2)Cl K
(3)Fe [Ar]3d64s2(或1s22s22p63s23p63d64s2)
(4)Cu [Ar]3d104s1(或1s22s22p63s23p63d104s1)
(5)2 2p
基础梳理
考点突破
-22考点一
考点二
基础梳理
核外电子排布式
[Ne]3s23p4
电子数
S2-:1s22s22p63s23p6
表示每个原子轨道中电
电子排布图
子的运动状态
O:
-14考点一
表示方法
考点二
基础梳理
含
义
价层电子排布式
表示价层电子的排布
或排布图

2．现有几组物质的熔点(℃)数据：
A组
B组 C组
D组
金刚石：3550 Li：181 HF：－83 NaCl
硅晶体：1410 Na：98 HCl：－115 KCl
硼晶体：2300 K：64 HBr：－89 RbCl
二氧化硅：1723 Rb：39 HI：－51 MgO：2800 ℃
据此回答下列问题：
4．(1)Ti 的氧化物和 CaO 相互作用形成钛酸盐，其晶 胞结构如图所示。该晶胞中 Ca2＋的配位数是___1_2____，该 晶胞的化学式为__C_a_T__iO__3__。
(2)M 原子的外围电子排布式为 3s23p5，与铜形成化合 物的晶胞如图所示(黑点代表铜原子)，该晶体的化学式为 __C__u_C_l__。
2．如图是 a、b 两种不同物质的熔化曲线，下列说法 中正确的是( )
①a 是晶体 ②a 是非晶体 ③b 是晶体 ④b 是非晶
体
A．①④
B．②④
C．①③
D．②③
解析 晶体有固定的熔点，由图 a 来分析，中间有一段 温度不变但一直在吸收能量，这段就代表 a 晶体在熔化；由 b 曲线可知，温度一直在升高，所以找不出固定的熔点，b 为非晶体。
(6)非长方体晶胞中粒子视具体情况而定，如石墨晶胞每 一层内碳原子排成六边形，其顶点(1 个碳原子)被三个六边形 共有，每个六边形占 1/3。
【基础辨析】 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 (1)具有规则几何外形的固体一定是晶体。(× ) (2)晶体内部的微粒按一定规律周期性地排列。(√ ) (3)区分晶体和非晶体最可靠的方法是测定其有无固定 熔、沸点。( × )
(5)D 组晶体中 NaCl、KCl、RbCl 的熔点由高到低的顺

能级
ns
np
nd
nf
原子轨道数
1
3
5
7
[特别提醒] (1)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，Fe：1s22s22p63s23p64s23d6 错误。
(2)书写轨道表示式时，空轨道不能省略。如C的轨道表示
(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。
考点2 原子结构与元素周期表
1．原子结构与周期的关系 (1)每周期第一种元素的最外层电子的排布式为ns1。每周期 结尾元素的最外层电子排布式除He为1s2外，其余为ns2np6。氦 原子核外只有2个电子，只有1个s轨道，还未出现p轨道，所以第 一周期结尾元素的电子排布跟其他周期不同。
[知能拓展] (1)在写基态原子的电子排布图时，常出现以下 几种错误：
(2)注意洪特规则特例：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， 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)。
。
• [固本自测] • 1. 下列说法错误的是( ) • A. ns电子的能量不一定高于(n－1)p电子的能
量
• B. 6C的电子排布式1s22s22px2违反了洪特规则 • C. 电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了

(4)对角线规则 在元素周期表中，某些主族元素与其 右下方 相邻的主族元素的某些性质相似，如Li 和 Mg ，Be和 Al 。 (5)元素周期律 ①概念 元素的性质随 核电荷数递增 呈现 周期性 变化。 ②实质 元素周期律的实质是 元素原子结构的周期性变化必然引起元素性质的周期性变化 。
升华：在同周期元素第一电离能的递变过程中，ⅡA族和ⅤA族作为特例出现， 第一电离能分别比同周期相邻的元素都高，这主要是因为ⅡA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，ⅤA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，如I(Al)＜I(Mg)、I(S)＜I(P)。
②基态与激发态
原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，跃迁过程中伴随着能量的变化。
基态原子
激发态原子
③光谱
光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释 放不同的光，用光谱仪摄取得到的各种元素电子的吸收光谱或发射光谱，总称为 原子光谱。利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。
(2)电离能 ①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 的最低能量。第一电离能越 小 ，越易失去电子，金属的活泼性就越强。 ②规律 同周期元素：从左到右第一电离能变 大 。 同族元素：从上到下第一电离能变 小 。 同种原子：随着电子的逐个失去，阳离子所带的正电荷数越来越 大 ， 再失去电子需克服的电性引力越来越 大 ，消耗的能量越来越大 ，逐级电离能越 来越大 。
化学用语是高考考查的重点之一，其中包括表示原子结构和化学变化的内容。表

)，最高化
解析： 同主族原子的电子层数越多，半径越大；电子层数相同时， 质子数越小，半径越大。元素的最高化合价等于原子的最外层电子数。 答案：A AB
菜
单
隐 藏
课 前 基 础 探 究 课 堂 优 化 探 究
课 时 演 练 探 究
1．核外电子排布规律
(1)遵守能量最低原理、泡利原理、洪特规则。
(2)能级交错现象：核外电子的能量并不是完全按电子层序数的增 加 而 升高 ，不 同 电子 层的 电 子级 之间 的 能量 高低 有交 错现象 ， 如
菜
单
隐 藏
课 前 基 础 探 究 课 堂 优 化 探 究
(2)构造原理示意图
课 时 演 练 探 究
菜
单
隐 藏
课 前 基 础 探 究 课 堂 优 化 探 究
(3)基态原子核外电子排布的表示方法
课 时 演 练 探 究
菜
单
隐 藏
课 前 基 础 探 究 课 堂 优 化 探 究
4.原子光谱和电子云
(1)基态原子：处于最低能量的原子。
选修3 物质结构与性质
课 前 基 础 探 究 课 堂 优 化 探 究
课 时 演 练 探 究
第一单元
[考纲展示] 动状态。
原子结构与性质
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
2.了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某种性质。 4. 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。
课 时 演 练 探 究
3．原子核外电子排布规律 (1)电子排布原理 ①能量最低原理：原子的核外电子排布遵循构造原理，使整个原 子的能量处于最低状态。 ②泡利不相容原理：1个原子轨道里最多容纳2个电子，且它们的 自旋状态相反。 ③洪特规则：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。

有的很低
溶解性
相似相溶
难溶于任 何溶剂
常见溶剂 难溶
大多易溶 于水等极
性溶剂
一般不导
晶体 不导
导电、 电，溶于水 一般不具 电和热的 电，水溶液
传热性 后有的导 有导电性 良导体 或熔融态
电
导电
大多数非金 部分非金 金属氧化物
属单质、气态 属单质(如 物质 氢化物、酸、 金刚石、 金属单质 (如 K2O、 类别 非金属氧化 硅、晶体 与合金(如 Na2O)、强
A．BaTi8O12
B．BaTi4O6
C．BaTi2O4
D．BaTiO3
解析：选 D。Ba 在立方体的中心，完全属于该晶胞；Ti 处于
立方体的 8 个顶点，每个 Ti 为与之相连的 8 个立方体所共用，即
只有18属于该晶胞；O 处于立方体的 12 条棱的中点，每条棱为四
个立方体共用，故每个
O
只
有
1 4
考点二 四类晶体的组成和性质比较
1．四类晶体的比较
类型 分子晶体 原子晶体 金属晶体 离子晶体
比较
构成 粒子
分子
原子
金属阳 离子 、自 阴、阳离子 由电子
粒子间 范德华力
的相互 (某些含氢 共价键 金属键 离子键
作用力 键)
硬度
较小
很大
有的很大， 较
大
有的很小
熔、沸点 较低 很 高
有的很高， 较高
由题意知，该晶胞中含有12个 XY2 或 Y2X，设晶胞的边长为 a
cm，则有 ρ a3NA＝12M，a＝ 3 2ρMNA，则晶体中两个距离最近的 X
之间的距离为
2
3
M 2ρNA
cm。

解 题
梳
指
理 形成遍布整块晶体的“电子气”，被所有原子所共用，从而 导
切 把所有金属原子维系在一起。
脉
课
搏 考
(2)金属晶体是由金属阳离子、自由电子通过金属键形成
时 提
点
升
突 的一种“巨分子”。
练
破
(3)金属键的强度差异很大。
菜单
高三总复习·化学
2．金属晶体的构成、通性及其解释
固 根 源 基 础
金属晶体 结构微粒
金属原子 金属原子间的电子气
升 练
碰撞而导 可以起到类似轴承中
热
滚珠之间润滑剂的作
用
菜单
高三总复习·化学
固
3.金属晶体的常见堆积
提
根
素
源
养
基 础
结构型式 常见金属 配位数 晶胞
解 题
梳
指
理
面心立方最 Cu、Ag、
密堆积 A1
Au
12
导
切
脉 搏 考 点
体心立方堆 积 A2
Na、K、Fe
8
课 时 提 升
指 导
力，每个水分子周围只有 4 个紧邻的水分子。
切
脉 搏
②干冰：CO2 分子之间存在范德华力，每个 CO2 分子周
课 时
考 点
围有 12 个紧邻的 CO2 分子。
提 升
突
练
破
菜单
高三总复习·化学
2．原子晶体
固
(1)结构特点
提
根
素
源 基
①晶体中只含原子。
养 解
础
题
梳 理
②原子间以共价键结合。
指 导

答案:(1)×
(2)×
(3)
(4)
(5)
(6)× (7)
12/12/2021
第八页，共八十三页。
)
考点一
自主(zìzhǔ)
预诊
-9-
考向突破
(tūpò)
2.某物质的晶体中含有A、B、C三种元素,其原子排列方式如图所示(其中
前后两面(liǎngmiàn)面心中的B元素的原子未能画出)。则晶体中A、B、C的原
子个数比为(
)
∶3∶∶3∶1
∶2∶∶3∶3
关闭
1
8
利用均摊法计算。根据图知,该正方体中 A 原子个数=8× =1,B 原
1
2
子个数=6× =3,C 原子个数=1,所以晶体中 A、B、C 的原子个数
比为 1∶3∶1。
A
关闭
解析
解析
12/12/2021
第九页，共八十三页。
答案
答案
考点一
自主
(zìzhǔ)预
④面心立方堆积 4r= 2a(r 为原子半径)。
晶胞中微粒体积
(3)空间利用率=
12/12/2021
晶胞体积
。
第七页，共八十三页。
考点一
自主(zìzhǔ)
预诊
-8-
考向突破
(tūpò)
自我诊断
1.判断正误,正确的打“ ”,错误的打“×”。
(1)晶体的熔点一定比非晶体的熔点高。 (
)
(2)冰和固体碘晶体中相互作用力相同。 (
(tūpò)
图中F-和O2-共同占据晶胞的上下底面位置,若两者的比例依次用x和1-x代表,
则该化合物的化学式表示为
;通过测定(cèdìng)密度

－1
解析
键长越长， 键能越小， 分子越不稳定， A 项错误；
水分子中键的夹角为 105° ，C 项错误；断裂 2 mol H—O 键 吸收 2×462.8 kJ 能量，18 g 水分解成 H2 和 O2 时，包含断 裂 2 mol OH 键，同时还形成 0.5 mol OO 键、1 mol HH 键， D 项错误。
题组一 共价键类型的判断 1．下列有关化学键类型的叙述正确的是( ) A． 化合物 NH5 所有原子最外层均满足 2 个或 8 个电子 的稳定结构，则 1 mol NH5 中含有 5NA 个 N—H σ 键(NA 表 示阿伏加德罗常数) B．乙烯酮的结构简式为 CH2===C===O，其分子中含 有极性共价键和非极性共价键，且 σ 键与 π 键数目之比为 1∶1。
C．已知乙炔的结构式为 存在 2 个 σ 键(C—H)和 3 个 π 键( ) D．乙烷分子中只存在 σ 键，不存在 π 键
，则乙炔中
解析 NH5 为离子化合物，1 mol NH5 中含有 4NA 个 σ 键，还含有离子键，A 项错误；乙烯酮分子中 σ 键与 π 键 之比为 2∶1， B 项错误； 乙炔中存在 3 个 σ 键和 2 个 π 键， 2 个 C—H 键和碳碳三键中的 1 个键是 σ 键，而碳碳三键 中的两个是 π 键，C 错。
原子总数 相同，
价电子总数
(1) 共价键的成键原子可以都是非金属原 子，也可以是金属原子与非金属原子。如 Al 与 Cl，Be 与 Cl 等。 (2)并不是所有的共价键都有方向性，如 s－s σ 键无论 s 轨道从哪个方向重叠都相同，因此这种共价键没有方向性。 (3)同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元 素原子间形成的共价键为极性键。 (4)共价单键全为 σ 键，双键中有一个 σ 键和一个 π 键， 三键中有一个 σ 键和两个 π 键。

(2)用熔融的镁在氩气中还原 TiCl4 可得到多孔的海绵 钛。已知 TiCl4 在通常情况下是无色液体，熔点为－25 ℃， 沸点为 136 ℃，由此可知 TiCl4 为___分__子___晶体。
3．下列有关离子晶体的数据大小比较不正确的是 ()
A．熔点：NaF>MgF2>AlF3 B．晶格能：NaF>NaCl>NaBr C．阴离子的配位数：CsCl>NaCl>CaF2 D．硬度：MgO>CaO>BaO
解析 由于 r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)，且 Na＋、Mg2＋、 Al3＋所带电荷依次增大，所以 NaF、MgF2、AlF3 的离子键 依次增强，晶格能依次增大，故熔点依次升高。r(F－)<r(Cl －)<r(Br－)，故 NaF、NaCl、NaBr 的晶格能依次减小。在 CsCl、NaCl、CaF2 中阴离子的配位数分别为 8、6、4。r(Mg2 ＋)<r(Ca2＋)<r(Ba2＋)，故 MgO、CaO、BaO 的晶格能依次减 小，硬度依次减小。
解析 根据题给信息，超氧化钾晶体是面心立方晶体， 超氧化钾晶体(KO2)是离子化合物，阴、阳离子分别为 O－ 2 、 K＋，晶体中 K＋与 O－ 2 间形成离子键，O－ 2 中 O—O 键为共价 键。作为面心立方晶体，每个晶胞中含有 K＋：8×18＋6×12＝ 4(个)，O－ 2 ：1＋12×14＝4(个)，晶胞中与每个 K＋最近且距 离相等的 O－ 2 有 6 个，最近且距离相等的 K＋有 12 个。
A．18 g 冰(图 1)中含 O—H 键数目为 2NA B．28 g 晶体硅(图 2)中含有 Si—Si 键数目为 2NA C．44 g 干冰(图 3)中含有 NA 个晶胞结构单元 D．石墨烯(图 4)是碳原子单层片状新材料，12 g 石墨 烯中含 C—C 键数目为 1.5NA

第一章 原子结构与性质【高考新动向】【考纲全景透析】一.原子结构1.能级与能层2.原子轨道3.原子核外电子排布规律⑴构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。

能级交错：由构造原理可知，电子先进入4s 轨道，后进入3d 轨道，这种现象叫能级交错。

说明：构造原理并不是说4s 能级比3d 能级能量低（实际上4s 能级比3d 能级能量高），而是指这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。

也就是说，整个原子的能量不能机械地看做是各电子所处轨道的能量之和。

（2）能量最低原理现代物质结构理论证实，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，简称能量最低原理。

构造原理和能量最低原理是从整体角度考虑原子的能量高低，而不局限于某个能级。

（3）泡利（不相容）原理：基态多电子原子中，不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。

换言之，一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反（用“↑↓”表示），这个原理称为泡利（Pauli ）原理。

（4）洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特（Hund ）规则。

比如，p 3的轨道式为或，而不是。

洪特规则特例：当p 、d 、f 轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。

即p 0、d 0、f 0、p 3、d 5、f 7、p 6、d 10、f 14时，是较稳定状态。

前36号元素中，全空状态的有4Be 2s 22p 0、12Mg 3s 23p 0、20Ca 4s 23d 0；半充满状态的有：7N 2s 22p 3、15P 3s 23p 3、24Cr 3d 54s 1、25Mn 3d 54s 2、33As 4s 24p 3；全充满状态的有10Ne 2s 22p 6、18Ar 3s 23p 6、29Cu 3d 104s 1、30Zn3d 104s 2、36Kr 4s 24p 6。

(3)(2014·全国卷Ⅰ)基态铁原子有________个未成对 电子，Fe3+的电子排布式为____________。 (4)(2014·安徽高考)S的基态原子核外有________个 未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为____。 (5)(2014·全国卷Ⅱ)Cu的价层电子轨道示意图为 ____________。
(3)核外电子在排布时三条原则要兼顾，不可顾此失彼， 同时要注意洪特规则的特例： 当原子轨道为全空、半充满或全充满时，这些状态下 总的电子云的分布是空间对称的，原子体系的能量低， 原子的电子排布最稳定。
(4)构造原理中的排布顺序，其实质是各能级的能量高 低顺序，能量大小规律是ns<(n-2)f<(n-1)d<np。 (5)电子的填充顺序与排布式的书写顺序不完全一致， 如21号以后的元素虽然电子先排布在能量较低的4s， 后填入3d，但书写电子排布式时仍把3d写在前面。
(3)基态铁原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，
所以有4个未成对电子，失去2个4s、1个3d电子形成
Fe3+，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。
(4)硫基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，其
中最外层的p轨道上有2个未成对电子，硅基态原子核
(3)洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、 d10、f14)、半满(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。
2.核外(价)电子排布的表示方法：
4.基态原子核外电子排布的表示方法：

复 选修3 第一节
习 目 标
复 选考部分
习 建 议
《 走 向 高 考
》
自 主 复
配 人 教
习
版
·
化
自
学
主
评
估
课 堂 师 生 互 动
备 选 习 题
首页
上页
下页
末页
复 选修3 第一节
习 目 标
复 习 建 议
《
走
1．理解原子的组成，理解原子序数、核电荷数、
向 高
考
自 主 复 习
质子数、中子数、核外电子数以及它们的相互关系。 2．了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布
习 目 标
复 习 建 议
《 走 向 高 考
自 主 复
1．下列各能层中，不包含d能级的是 ( )
》 配
A．M能层
B．L能层
人 教
习
版
·
C．Q能层
自
D．N能层
化 学
主 评
答案：B
估
课 堂 师 生 互 动
备 选 习 题
首页
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下页
末页
复 选修3 第一节
习
目
标
2．下列电子排布图中，能正确表示某元素原子的
复
·
版 化 学
估
根据以上条件，回答下列问题：
课
堂 师
(1) 推 断 五 种 元 素 分 别 是 ： A____________ ，
生
互 动
B____________ ， C____________ ， D____________ ，
备 选
E____________。
习
题
首页
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