【人教版】高中化学选修三:第一章 本章重难点专题突破 3
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一、原子结构与性质
1、基础知识梳理
一、原子结构
1.能层与能级
2.构造原理
随着原子核电荷数的递增,绝大多数元素的原子核外电子排布将遵循1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s. 不同能级中的电子排布顺序一般为:
3.核外电子排布遵循的三个原理
(1)能量最低原理:原子的电子排布遵循的构造原理使整个原子的能量处于就最低状态。
(2)泡利不相容原理:在任何一个原子中,不可能有运动状态完全相同的两个电子,这就是泡利不相容原理。
1个原子轨道最多只容纳2个自旋状态不同的电子。
(3)洪特规则:当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先占据不同的轨道,而且自旋方向相同,又称最多轨道原理。
特别的,当同一上的电子抱有成见为全充满、半充满和全空状态时,具有较低的能量和较大的稳定性。
如24Cr(3d54s1)、29Cu(3d104s1)
4.基态与激发态、光谱
(1)基态与激发态:处于最低能量的原子叫基态原子;当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级而变成激发态原子。
(2)光谱:把原子吸收或释放的光的能量分布记录下来,即为光谱。
5.电子云和原子轨道
(1)电子云:描述电子在原子核外运动的概率分布图。
电子云密度大的说明电子在核外空间单位体积内出现的机会多;电子云密度小的则说明机会小。
(2)原子轨道:表达电子在空间里经常出现的电子云区域,即电子云的轮廓图。
(3)原子轨道的形状:s能级的原子轨道是球形,p能级的原子轨道是纺缍形的。
(4)各能级的原子轨道数
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本章知识整合[本章知识体系][专题归纳拓展]一、易混概念的比较原子结构与性质中,相似概念可以采用比较法学习,在比较中找差异,通过概念之间的差异加深理解,抓住本质,避免应用时出现错误。
重点抓住下列概念辨析与比较:1.电子层、次外层、最外层、最内层、内层在推断题中经常出现与层数有关的概念,理解这些概念是正确推断的关键。
为了研究方便,人们形象地把原子核外电子运动看成分层运动,在原子结构示意图中,按能量高低将电子运动分为K、L、M、N、O、P、Q……统称为电子层。
一个原子在基态时,电子所占据的电子层数等于该元素在周期表中所在的周期数。
倒数第一层,称为最外层;从外向内,倒数第二层称为次外层;最内层就是第一层(K层),内层是除最外层外剩下的电子层的统称。
以基态铁原子结构示意图为例:Fe。
铁原子共有4个电子层,最外层(N层)只有2个电子,次外层(M 层)有14个电子,最内层(K层)有2个电子,内层共24个电子。
2.基态、激发态基态指原子处于稳定状态,能量最低。
基态的原子核外电子排布遵循泡利原理、洪特规则、能量最低原理。
激发态指原子接受能量,外围电子向较高能级跃迁。
例如,碱金属原子的焰色反应,就是灼烧时,原子最外层电子向较高能级跃迁,冷却时又回到基态,在此过程中,“能量”以光能等形式释放。
3.价电子、最外层电子价电子指原子参加化学反应时形成化合价的电子,称为价态电子;最外层电子指电子层数最高的电子,对于主族元素,最外层电子数等于价电子数;对于副族元素,部分能量高的次外层电子参与成键,即次外层部分电子与最外层电子统称为价电子。
4.能层、能级、轨道同一电子层称为同一能层,同一能层中能级能量有差异,同一能级中有多个轨道,其能量相同。
例如,镍(Ni)原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,其中1、2、3、4称为能层,2s、2p表明第2能层上有2个能级,即镍原子基态核外电子排布有4个能层,7个能级(1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s)。
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随着原子序数(核电荷数)的递增:元素的性质呈现周期性变化: ①、原子最外层电子数呈周期性变化 元素周期律 ②、原子半径呈周期性变化③、元素主要化合价呈周期性变化④、元素的金属性与非金属性呈周期性变化元素周期律和 排列原则 ②、将电子层数相同的元素排成一个横行; 元素周期表 ③、把最外层电子数相同的元素(个别除外)排成一个纵行。
①、短周期(一、二、三周期) 周期(7个横行) ②、长周期(四、五、六周期)周期表结构 ③、不完全周期(第七周期) ①、主族(ⅠA~ⅦA 共7个) 元素周期表 族(18个纵行) ②、副族(ⅠB ~ⅦB 共7个)③、Ⅷ族(8、9、10纵行)④、零族(稀有气体)①、核电荷数,电子层结构,最外层电子数②、原子半径性质递变 ③、主要化合价④、金属性与非金属性⑤、气态氢化物的稳定性电子层数: 相同条件下,电子层越多,半径越大.判断的依据 核电荷数 相同条件下,核电荷数越多,半径越小.最外层电子数 相同条件下,最外层电子数越多,半径越大。
微粒半径的比较 1、同周期元素的原子半径随核电荷数的增大而减小(稀有气体除外)如:Na 〉Mg>Al 〉Si>P>S 〉Cl.2、同主族元素的原子半径随核电荷数的增大而增大。
第一章原子结构与性质一、选择题1.已知X、Y元素同周期,且电负性X>Y,下列说法错误的是()A.X与Y形成化合物中X可以显负价,Y显正价B.第一电离能可能Y小于XC.最高价含氧酸的酸性:X对应的酸的酸性弱于Y对应的D.气态氢化物的稳定性:H m Y小于H n X2.以下有关元素性质的说法不正确的是()A.具有下列电子排布式的原子中:①1s22s22p63s23p2、②1s22s22p3、③1s22s22p2、④1s22s22p63s23p4,原子半径最大的是①B.下列原子的价电子排布中:①3s23p1、②3s23p2、③3s23p3、④3s23p4,对应的第一电离能最大的是③C.①Na、K、Rb、②N、P、As、③O、S、Se、④Na、P、Cl,元素的电负性随原子序数的增加而递增的是④D.某元素的逐级电离能(kJ·mol-1)分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703,当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X3+3.某元素X的逐级电离能如图所示,下列说法正确的是()A.X元素可能为+4价B.X可能为非金属元素C.X为第五周期元素D.X与氯气反应时最可能生成的阳离子为X3+4.下列对不同时期原子结构模型提出的时间排列正确的是()①电子分层排布模型②“葡萄干布丁”模型③量子力学模型④道尔顿原子学说⑤核式模型A.①③②⑤④ B.④②③①⑤C.④②⑤①③ D.④⑤②①③5.下列说法正确的是()A.符号3p x所代表的含义是第三个电子层p x轨道有3个伸展方向B.能层数为3时,有3s、3p、3d三个轨道C.氢原子中只有1个电子,故氢原子核外只有1个轨道D.s能级的原子轨道半径与能层序数有关6.在d轨道中填入4个电子时电子排布成↑↑↑↑,而不排布成↑↓↑↓,其最直接的根据是(A.能量最低原理 B.泡利原理C.能量守恒原理 D.洪特规则7.已知周期表中镓(Ga)元素处在铝元素下方。
高考化学本章复习课3.下列元素中,基态原子的最外层电子排布式不正确的是()A.As4s24p3B.Cr3d44s2C.Ar3s23p6D.Ni3d84s2二、原子结构与元素在周期表中的位置4.我国的纳米基础研究能力已跻身于世界的前列,例如曾作为我国两年前十大科技成果之一的就是合成一种一维纳米的材料,化学式为RN。
已知该化合物里与氮结合的R n+核外有28个电子,则R位于元素周期表的()A.第三周期ⅤA族B.第四周期ⅢA族C.第五周期ⅢA族D.第四周期ⅤA族5.某原子第六电子层只有2个电子,其第五电子层电子数为()A.8 B.18 C.8~18 D.8~32三、元素周期律的应用6.已知X、Y元素同周期,且电负性X>Y,下列说法错误的是()A.X与Y形成化合物时,X显负价,Y显正价B.第一电离能Y一定小于XC.最高价含氧酸的酸性:X对应的酸性强于Y对应的酸性D.气态氢化物的稳定性:H m Y小于H n X7.下列各组元素性质的递变情况错误的是()A.Li、Be、B原子的最外层电子数依次增多B.P、S、Cl元素的最高正价依次升高C.N、O、F元素的电负性依次增大D.Na、K、Rb元素的第一电离能依次增大四、高考真题8.(2009·江苏,8)X、Y、Z、W、R是5种短周期元素,其原子序数依次增大。
X是周期表中原子半径最小的元素,Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍,Z、W、R处于同一周期,R与Y处于同一族,Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。
下列说法正确的是()A.元素Y、Z、W具有相同电子层结构的离子,其半径依次增大B.元素X不能与元素Y形成化合物X2Y2C.元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性:X m Y>X m RD.元素W、R的最高价氧化物的水化物都是强酸9.(2008·天津理综,26)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短周期元素,W、X是金属元素,Y、Z是非金属元素。
【人教版】高中化学选修3知识点总结:第一章原子结构与性质【人教版】高中化学选修3知识点总结:第一章原子结构与性质第一章原子结构与性质课标要求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的(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种性质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。
要点精讲一.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,p3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p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14时,是较稳定状态。
选修三第一章知识点小结一.核外电子排布:1、能层:原子核外电子按______大小______排布,从内到外分为____、____、____、____、____、____、____七层,能量依次_____。
各能层所能容纳的电子个数为______。
2、能级:各能层电子的能量_______(填“相同”或“不相同”),不同能量的电子分别排布在____、____、____、____能级上,各能层的能级个数与__________相等,各能级上所能容纳的电子数分别为_____、____、____、____。
3、原子轨道:表示电子在原子核外的一个空间运动状态。
电子云轮廓图给出了电子在的区域,这种电子云轮廓图也就是原子轨道的形象化描述。
4.能层、能级、原子轨道及其最多容纳电子数的关系•能级数=能层序数•S、p、d、f能级分别有1、3、5、7个原子轨道,最多容纳电子数分别是2、6、10、14•各能层(n)原子轨道数目=•各能层(n)最多容纳的电子数=5、原子轨道能量高低规律●同能层:ns np nd nf●形状相同的原子轨道:1s 2s 3s 4s, 2p 3p 4p 5p●同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道:2p x=2p y=2p z练习.比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。
(1)2s______3s (2) 2s______3d (3)3p______3s(4) 4f______6f (5) 3d______4s二.核外电子排布的规律:1核外电子排布遵守原理,原理和原理。
(1).能量最低原理:内容: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。
构造原理电子的排布先后顺序为:1s_______________________________________________________________。
(2).泡利不相容原理:在一个原子轨道里,最多容纳_____个电子,且自旋______。
人教版高中化学选修三第一章知识点汇总第一章原子结构与性质一.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。
洪特规则(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,p3的轨道式为 或, 而不是 。
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p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14时,是较稳定状态。
前36号元素中,全空状态的有4Be 2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23d0;半充满状态的有:7N 2s22p3、15P 3s23p3、24Cr 3d54s1、25Mn 3d54s2、33As 4s24p3;全充满状态的有10Ne 2s22p6、18Ar 3s23p6、29Cu 3d104s1、30Zn 3d104s2、36Kr 4s24p6。
4. 基态原子核外电子排布的表示方法(1)电子排布式①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数,这就是电子排布式,例如K :1s22s22p63s23p64s1。
选修3课时突破:——原子结构与性质章节专题突破【例1】已知某元素原子的下列结构或性质,能确定其在周期表中位置的是( )A.某元素原子的第二电子层电子排布图为↑↓B.某元素原子在某种化合物中的化合价为+4C.某元素的原子最外层上电子数为6D.某元素原子的外围电子排布式为5s25p1【解析】A项错误,所给的第二电子层为充满结构,不能确定其第二层以外是否还有电子;B项错误,仅凭化合价不能确定元素所在的周期和族;C项错误,据最外层电子数为6仅能确定该元素所在主族,不能确定其所在周期;D项已明确给出了原子的外围电子排布,即可顺利找到元素所在的周期和族,这是铟(In)元素。
【答案】 D专题2 元素的原子半径、离子半径大小的比较规律1.原子半径大小的比较(1)同周期元素的原子半径随原子序数的递增逐渐减小(稀有气体除外)。
如第三周期元素的原子半径由大到小的顺序为:Na>Mg>Al>Si>P>S>Cl。
(2)同主族元素的原子半径随原子序数的递增逐渐增大。
如ⅠA 主族元素的原子半径由大到小的顺序为:Cs>Rb>K>Na>Li。
2.原子半径、离子半径大小的比较阳离子半径总比原子半径小,阴离子半径总比原子半径大。
如Na+<Na,S2->S。
3.离子半径大小的比较(1)同周期元素的阳离子半径随原子序数的递增逐渐减小(稀有气体除外),如第三周期元素:Na+>Mg2+>Al3+;阴离子半径随原子序数的递增也逐渐减小。
如第三周期元素:P3->S2->Cl-。
(2)同主族元素的阳离子半径、阴离子半径随原子序数的递增都逐渐增大。
如ⅠA元素:Cs+>Rb+>K+>Na+>Li+;ⅦA元素:F-<Cl-<Br -<I-。
(3)电子层结构相同的离子半径随原子序数的递增而减小。
如S2->Cl->K+>Ca2+,F->Na+>Mg2+>Al3+。