高中化学 第一章第三节 原子结构与元素的性质课件 鲁科版选修3

nd能级的电子云轮廓图：多纺锤形
b.电子云扩展程度
同类电子云能层序数n越大，电子能量越 大，活动范围越大电子云越向外扩张
2、原子轨道
①定义
电子在原子核外的一个空间运动状态
②原子轨道与能级
ns能级 ns轨道
npx轨道 简
np能级 npy轨道 npz轨道
并 轨 道
nd能级
ndz2轨道
ndx2—y2轨道
从K至Q ，能层离核越远，能层能量越大 每层最多容纳电子的数量：2n2
2、能级
同一个能层中电子的能量相同的电子亚层
能级名称：s、p、d、f、g、h…… 能级符号：ns、np、nd、nf…… n代表能层 最多容纳电子的数量 s:2 p:6 d:10 f:14
能层: 一 二
三
KL
M
四…… N ……
能级： 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
全满规则 半满规则
四、电子云与原子轨道
1、电子云 以量子力学为基础
①电子云 处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间 的概率密度分布的形象化描述
小黑点：概率密度 单位体积内出现的概率 小黑点越密概率密度越大
小黑点不是电子！
②电子云轮廓图 电子出现的概率约为90%的空间 即精简版电子云
③电子云轮廓图特点 a.形状 ns能级的电子云轮廓图：球形 np能级的电子云轮廓图：双纺锤形
2s
2p
F ↑↓ ↑ ↓ ↑ ↓ ↑
原子结构的表示方法 原子结构示意图
电子排布式 O原子：1s2 2s2 2p4
电子排布图
1s2 2s2
2p4
O原子
六、能量最低原理、基态与激发态、光谱
1、能量最低原理

若C为阳离子Cn＋，有2c－n＝18(n取偶数)：n＝2时，c＝ 10，为Ne，舍去；n＝4时，c＝11，为Na，无Na4＋，舍去； n＝6时，c＝12，为Mg，无Mg6＋，舍去。故C为O元素，由 ④知A、C、D必为相邻周期元素。C为O，则A为Al，D为 Na，B为S。
【答案】 (1)Al S O Na (2)Al3＋：1s22s22p6 S2－：1s22s22p63s23p6 O2－：1s22s22p6 Na＋：1s22s22p6 (3)r(S2－)＞r(O2－)＞r(Na＋)＞r(Al3＋) (4)Na＞Al (5)＜ (6)Na＜Al＜S＜O
第一电离能
电负性
增强 减弱 增强
减弱
增强 大体增大
变大
减弱 增强 减弱
增强
减弱 减小 变小
A、B、C、D为原子序数小于18的四种元素： ①A原子的电子层数等于最外层电子数； ②A与B处于同一周期，B与D可形成离子化合物D2B， 该化合物的水溶液显碱性； ③C的离子核内质子数与核外电子数之和为18； ④A、C、D三种元素的离子具有相同的电子层排布。 推断A～D各为何种元素，并用其元素符号填空： (1)A______，B______，C______，D______。
(5)B、C的电负性大小关系为B________C。 (6)A、B、C、D四种元素的第一电离能由大到小关系 为____________。 【解析】 A、B、C、D均为短周期元素成D2B离子化合物Li2O、Na2O、Na2S，它们的水溶 液都为碱性。由③可知若C为阴离子Cn－，则设核电荷数为 c，有2c＋n＝18(n取偶数)：n＝2时，c＝8，C为O；n＝4 时，c＝7为N，无N4－离子，舍去；n不可能大于5。
3．洪特规则 原子核外电子在能量相同的各个原子轨道上排布时， 应尽可能分占不同的原子轨道，且自旋方向平行(即自旋方 向相同)。例如：

【规律方法】 通常用电离能来表示原子或离子失去电子的难易程度。电 离能也是原子核外电子排布的实验佐证，根据电离能的数值可以判断核外电子 的分层排布，层与层之间电离能相差较大，电离能数值呈突跃性变化，同层内 电离能差别较小。还可以利用电离能来判断金属元素的化合价。
C．ⅢA 族
D．ⅣA 族
【解析】 由元素原子各级电离能递增数据分析：I3≫I2，所以这种元素最 外层应有 2 个电子，族序数为ⅡA 族。
【答案】 B
3．下列说法中正确的是( ) A．第 3 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．在所有的元素中，F 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
266.0
327.9
367.4
1 761
…
(1)电子离核越远，能量越高，电离能越________(填“大”或“小”)；阳离 子核电荷数越高，再失去电子时，电离能越_______________________(填“大” 或“小”)。
(2)上述 11 个电子分属________个电子层。 (3)去掉 11 个电子后，该元素还有________个电子。 (4)该元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式是________。 (5) 该 元 素 的 最 高 价 氧 化 物 对 应 水 化 物 的 碱 性 比 核 外 电 子 排 布 式 为 1s22s22p63s1 的元素的最高价氧化物对应水化物的碱性 ________(填“强”、 “弱”)。
(2)核外电子排布对电离能的影响 各周期中稀有气体元素的电离能最大，原因是稀有气体元素的原子具有相 对稳定的 8 电子(He 为 2 电子)最外层构型。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 族元素原子最外电子层的 p 轨道处 于半充满状态，故这两个主族的元素原子的第一电离能分别比同周期相邻元素 的第一电离能都高，属于电离能周期性变化的特例。例如 I1(Na)＜I1(Mg)、I1(Mg) ＞I1(Al)；I1(Si)＜I1(P)、I1(P)＞I1(S)。

例1 下表是某些短周期元素的电负性(X)值：
元素符号
Li
Be
B
C
OFBiblioteka X值1.01.5
2.0
2.5
3.5
4.0
元素符号
Na
Al
Si
P
S
Cl
X值
0.9
1.5
1.8
2.1
2.5
3.0
(1)根据表中数据归纳元素的电负性与原子吸引电子的能力的关系是 _元__素__的__电__负__性__越__大__，__原__子__吸__引__电__子__的__能__力__越__强__。
答案
二、元素的化合价及元素周期律的实质 1.元素的化合价 (1)决定因素：元素的化合价与原子的核外电子排布特别是 价电子排布 有 着密切关系。 (2)规律： ①除Ⅷ族的某些元素和0族外，元素的最高正价数＝族序数。 ②非金属元素的最高化合价和它的负化合价的绝对值之和＝ 8 (氢、氟、 氧除外)。 ③一般过渡元素具有多种价态。
解析答案
(5)第2周期元素的第一电离能____E____。
解析 第2周期元素的第一电离能由小到大的顺序为 E(Li)<E(B)<E(Be)<E(C)＜E(O)<E(N)<E(F)<E(Ne)，E符合。
解析答案
变式训练2 元素的性质呈现周期性变化的根本原因是( D ) A.原子半径呈周期性变化 B.元素的化合价呈周期性变化 C.元素的电负性呈周期性变化 D.元素原子的核外电子排布呈周期性变化 解析 元素的性质如原子半径、化合价、电负性、第一电离能、金属 性、非金属性等呈周期性变化都是由元素原子核外电子排布呈周期性 变化决定的。
元素符号 X值