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2013年高考化学一轮复习教学教案：1.2《原子结构与元素的性质》第1课时（人教版选修3）学习目标：1.进一步认识周期表中原子结构和位置、价态、元素数目等之间的关系；2.知道外围电子排布和价电子层的涵义；3.认识周期表中各区、周期、族元素的原子核外电子排布的规律；4.知道周期表中各区、周期、族元素的原子结构和位置间的关系。
导学提纲：1.（复习、回顾）必修2中学习的什么是元素周期律？元素的性质包括哪些方面？元素性质周期性变化的根本原因是什么？2.3.（复习、思考）写出前36号基态原子的电子排布式，并观察原子的核外电子排布变化有什么规律？随着原子序数的递增，每到出现碱金属元素，就开始建立一个新的电子层，随后最外层上的电子逐渐增多，最后达到8个电子。
然后最外层电子又由1开始到 8结束，如此循环往复。
4.（自学、思考）结合构造原理，以前四周期为例，请你谈谈对“元素周期系里的周期不是单调的，每一周期里的元素并不是一样多，而是随周期序号的递增渐渐增多。
”这句话的理解。
5.（自学、思考）元素在周期表中排布在哪个横行，由原子结构中的什么决定？什么叫外围电子排布？什么叫价电子层？什么叫价电子？元素在周期表中排在哪个列，由原子结构中的什么决定？元素在周期表中的位置由原子结构决定：原子核外电子层数决定元素所在的周期，原子的价电子总数决定元素所在的族。
外围电子排布式：是指将过渡元素原子的电子排布式中符合稀有气体的原子的电子排布的部分（原子实）或主族、0族元素的内层电子排布省略后剩下的式子。
价电子所处的能级称为价电子层。
价层电子指原子核外电子中能与其他原子相互作用形成化学键，跟元素化合价有关的电子，又称价电子。
6.（自学、思考）每个纵列的价电子层的电子总数是否相等?按电子排布，可把周期表里的元素划分成几个区？是按什么原则划分的？7.（自学、思考）s区、d区和p区分别有几个纵列?为什么s区、d区和ds区的元素都是金属(除H外)?8.（自学、思考）元素周期表可分为哪些族?为什么副族元素又称为过渡元素？ 7个主族，7个副族，1个第Ⅷ族，1个0副族元素处于金属元素向非金属元素过渡的区域，因此，又把副族元素称为过渡元素。
（人教版）高中化学选修3 《物质结构与性质》全部教案学案第一章原子结构与性质一、本章教学目标1．了解原子结构的构造原理，知道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。
2．了解能量最低原理，知道基态与激发态，知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁产生原子光谱。
3．了解原子核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道。
4．认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值。
5．能说出元素电离能、电负性的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质。
6．从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，在抽象思维、理论分析的过程中逐步形成科学的价值观。
本章知识分析：本章是在学生已有原子结构知识的基础上，进一步深入地研究原子的结构，从构造原理和能量最低原理介绍了原子的核外电子排布以及原子光谱等，并图文并茂地描述了电子云和原子轨道；在原子结构知识的基础上，介绍了元素周期系、元素周期表及元素周期律。
总之，本章按照课程标准要求比较系统而深入地介绍了原子结构与元素的性质，为后续章节内容的学习奠定基础。
尽管本章内容比较抽象，是学习难点，但作为本书的第一章，教科书从内容和形式上都比较注意激发和保持学生的学习兴趣，重视培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。
通过本章的学习，学生能够比较系统地掌握原子结构的知识，在原子水平上认识物质构成的规律，并能运用原子结构知识解释一些化学现象。
注意本章不能挖得很深，属于略微展开。
相关知识回顾（必修2）1.原子序数：含义：（1）原子序数与构成原子的粒子间的关系：原子序数＝＝＝＝。
（3）原子组成的表示方法a. 原子符号：A z X A zb. 原子结构示意图：c.电子式：d.符号表示的意义： A B C D E（4）特殊结构微粒汇总：无电子微粒无中子微粒2e-微粒8e-微粒10e-微粒 18e-微粒2. 元素周期表：（1）编排原则：把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成横行叫周期；再把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序有上到下排成纵行，叫族。
第1讲原子结构与性质[考纲要求]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1～36号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表达式。
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。
考点一原子结构知识梳理1.能层与能级(1)能层(n)：在多电子原子中，核外电子的____是不同的，按照电子的____差异将其分成不同能层。
通常用________________表示相应的第一、二、三、四、五、六、七……能层，能量依次升高。
(2)能级：同一能层的电子的____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________的顺序升高，即__________。
2．原子轨道(1)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。
(2)①相同能层上原子轨道能量的高低：____________。
②形状相同的原子轨道能量的高低：____________。
③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如n p x、n p y、n p z轨道的能量相等。
3．基态原子的核外电子排布(1)能量最低原理：即电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。
下图为构造原理示意图，即基态原子核外电子原子轨道排布顺序图：(2)泡利原理每个原子轨道里最多只能容纳____个电子，且自旋状态____。
如2s轨道上的电子排布为，不能表示为。
(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________占据一个轨道，且自旋状态相同。
如2p3的电子排布为，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________________________________________________________________________。
第2课时元素周期律课后训练巩固提升一、基础巩固1.具有下列核外电子排布式的原子,其半径最大的是( )。
A.1s22s22p3B.1s22s22p1C.1s22s22p63s23p1D.1s22s22p63s23p4,A项中原子为氮(N),B项中原子为硼(B),C项中原子为铝(Al),D项中原子为硫(S)。
根据原子半径变化规律可知,r(B)>r(N)、r(Al)>r(S)、r(Al)>r(B),故Al原子半径最大。
2.下列各组原子中,第一电离能前者大于后者的是( )。
A.S和PB.Mg和AlC.Na和MgD.Ne和He和P的价层电子排布分别为3s23p4和3s23p3,由于P原子中p轨道处于半充满状态,较稳定,第一电离能较高,所以I1(S)<I1(P);Na、Mg和Al的价层电子排布分别为3s1、3s2、3s23p1,镁原子s轨道处于全充满状态,Al 的第一电离能失去的电子是3p能级的,该能级的能量比左边的3s能级的能量高,故Mg的第一电离能最大;D项中He与Ne同族,I1(He)>I1(Ne)。
3.下列关于电负性的叙述中不正确的是( )。
A.电负性越大的主族元素,其第一电离能越大B.电负性是以氟为4.0和锂为1.0作为标准的相对值C.元素的电负性越大,元素的非金属性越强D.一般来说,同一周期主族元素从左到右,电负性逐渐变大,其第一电离能不一定越大,如电负性O>N,但第一电离能N>O,A项错误。
4.下列离子半径的大小顺序正确的是( )。
①Na+②X2-:1s22s22p63s23p6③Y2-:1s22s22p6④Z-:1s22s22p63s23p6A.③>④>②>①B.④>③>②>①C.④>③>①>②D.②>④>③>①,②、③、④三种离子分别是S 2-、O 2-、Cl -,电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小,则有②>④,③>①;能层数越大,半径越大,则大小顺序为②>④>③>①。
原子结构与性质下列有关化学用语正确的是( ) ．某元素基态原子的电子排布图电子式为H,H＋Cl－基态电子排布式为1s22s22p63s23p6原子的结构示意图：解析：A中电子排布图应为↑↓，错误；，错误；中结构示意图应为，错误。
答案：C2．(2017·北京调研)下列电子排布式或轨道表示式正确的是(①C原子的轨道表示式：原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d44s2原子的轨道表示式：原子的外围电子排布式：3d104s24p5原子的轨道表示式：B．②③④答案：B4．(2017·沈阳模拟)下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是( )A．原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子B．原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子C．2p轨道上只有2个电子的X原子与3p轨道上只有2个电子的Y原子D．最外层都只有一个电子的X、Y原子解析：原子核外电子排布式为1s2的X原子是He，原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子是Be，二者的性质不同，A错误；原子核外M层上仅有两个电子的X原子是Mg，原子核外N层上仅有两个电子的Y原子不一定是Ca，还可以为副族元素，二者的性质不一定相似，B错误；2p轨道上只有2个电子的X原子与3p轨道上只有2个电子的Y原子分别是第ⅣA 族的C和Si，性质相似，C正确；最外层都只有一个电子的X、Y原子可以是H和Na等，性质不同，D错误。
答案：C5．在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是( )A．最易失去的电子能量最高B．电离能最小的电子能量最高C．p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量D．在离核最近区域内运动的电子能量最低解析：在同一能层中p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量，但在不同能层中s轨道电子能量也可能高于p轨道电子能量，如E(3s)>E(2p)。
答案：C6．(2017·衡水模拟)下列有关电子排布图的表述正确的是( )A．可表示单核10电子粒子基态时电子排布B．此图错误，违背了泡利原理C. 表示基态N原子的价电子排布D．表示处于激发态的B的电子排布图解析：A.单核10个电子粒子基态时电子排布式为1s22s22p6，每个轨道内排布2个电子，自旋方向相反，正确；B.此图违背了洪特规则，错误；C.正确的价电子排布图为，错误；D.该电子排布图中的电子没有激发跃迁到能量更高的轨道上，错误。
物质结构与性质考点一原子结构一、理清2个概念1．能层：原子核外电子是分层排布的，根据电子的能量差异，可将核外电子分成不同的能层。
2．能级：在多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同，不同能量的电子分成不同的能级。
3．能层与能级的关系二、熟记原子轨道的形状、数目和能量关系三、掌握基态原子核外电子排布1．排布原则[注意] 当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)、全空(p0、d0、f0)时原子的能量最低，如24Cr的电子排布式为[Ar]3d54s1,29Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1。
2．填充顺序——构造原理绝大多数元素的原子核外电子的排布遵循如图所示的排布顺序，人们把它称为构造原理。
它是书写基态原子核外电子排布式的依据。
3．电子排布式和电子排布图(或轨道表达式)四、明晰原子的状态和原子光谱1．原子的状态(1)基态原子：处于最低能量的原子。
(2)激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，从低能级跃迁到较高能级状态的原子。
2．原子光谱不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。
利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。
3．基态、激发态及光谱示意图[基点小练]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)p能级能量一定比s能级的能量高(×)(2)基态钠原子的电子排布式为1s22s22p62d1(×)(3)基态磷原子的电子排布图为(×)(4)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多(×)(5)Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2(×)(6)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等(×)2．请用核外电子排布的相关规则解释Fe3＋较Fe2＋更稳定的原因。
提示：26Fe的价电子排布式为3d64s2，Fe3＋的价电子排布式为3d5，Fe2＋的价电子排布式为3d6。
原子结构与性质一、选择题1．(2016·四川绵阳质检)下列原子外围电子层的电子排布图正确的是导学号 25471600( B )[解析]A项错误，当轨道中均只有一个电子时，电子的自旋方向应相同，氧原子的外围电子排布图应为；B项正确，铁原子外围电子排布图为；C项错误，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，硅原子外围电子排布图；D项错误，在同一能级上的电子排布处于全充满、半充满或全空状态时，原子体系更稳定，所以铬原子外围电子排布图应为。
2．(2016·福建晋江期中)下列基态原子或离子的电子排布式错误的是导学号 25471601( C )A．K 1s22s22p63s23p64s1B．Mg2＋1s22s22p6C．F－1s22s22p5D．Br 1s22s22p63s23p63d104s24p5[解析]A项，K原子核外有19个电子，根锯构造原理可得其核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，正确；B项，Mg2＋核外有10个电子，根据构造原理可得其核外电子排布式为1s22s22p6，正确；C项，F－核外有10个电子，根据构造原理可得其核外电子排布式为1s22s22p6，错误；D项，Br原子核外有35个电子，根据构造原理可得其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，正确。
3．(2016·福建泉州期末改编)X、Y两元素可形成X2Y3型化合物，则X、Y原子最外层的电子排布式可能是导学号 25471602( A )①X：3s23p1Y：3s23p5②X：2s22p3Y：2s22p4③X：3s23p1Y：3s23p4④X：3s2Y：2s22p3A．②③B．①②C．①④D．③④[解析]①X为Al元素，Y为Cl元素，组成的化合物为AlCl3，错误；②当X的价电子排布式为2s22p3时，为N元素，Y为O元素，可形成N2O3，正确；③当X的价电子排布式为3s23p1时，为Al元素，Y为S元素，可形成Al2S3，正确；④X为Mg元素，Y为N元素，形成化合物为Mg3N2，错误。
4．(2017·安徽省六安市一中)下列各项叙述中，正确的是导学号 25471603( C ) A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态B．24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2C．若某基态原子的外围电子排布为4d25s2，它是第五周期ⅣB族元素D．M层全充满而N层为4s1的原子和位于第四周期第ⅠA族的原子是同一种元素[解析]A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，由基态转化成激发态，原子需要吸收能量，A错误；B.根据洪特规则 24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，B错误；C.若某基态原子的外围电子排布为4d25s2，它是第五周期IVB族元素，C正确；D.M层全充满而N层为4s1的原子是Cu，位于第四周期第ⅠA族的原子是K，二者不是同一种元素，D错误，答案选C。
5．(2016·宁夏开学考试)外围电子构型为3d104s1的元素的原子在周期表中应位于导学号 25471604( D )A．第五周期第ⅠB族B．第五周期第ⅡB族C．第四周期第ⅦB族D．第四周期第ⅠB族[解析]该元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，根据电子排布式知，该原子含有4个能层，所以位于第四周期，其价电子排布式为3d104s1，属于第ⅠB族元素，所以该元素位于第四周期第ⅠB族，故选D。
6．(2017·四川省绵阳市)元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。
已知Y元素原子的外围电子排布为n s n－1n p n＋1，则下列说法不正确．．．的是导学号 25471605( A )A.Y元素原子的外围电子排布为4s24p4B．Y元素在周期表的第三周期ⅥA族C．X元素所在周期中所含非金属元素最多D．Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3[解析]Y元素原子的外围电子排布为n s n－1n p n＋1，s能级最多容纳2个电子，故n－1＝2，解得n＝3，故Y元素原子的外围电子排布为3s23p4，Y为S元素，由X、Y、Z在周期表中的位置可知，X为F元素，Z为As元素，A.S元素原子的外围电子排布为3s23p4，A错误；B.Y 为S元素，处于第三周期第ⅥA族，B正确；C.X为F元素，处于第二周期，只有2两种金属元素，含有6种非金属元素，含非金属元素最多，C正确；D.Z为As元素，是33号元素，原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，D正确，答案选A。
7．(2016·宁夏吴忠中学)在第二周期中，B、C、N、O四种元素的第一电离能由大到小的排列顺序正确的是导学号 25471606( A )A．I1(N)>I1(O)>I1(C)>I1(B)B．I1(N)>I1(O)>I1(B)>I1(C)C．I1(N)>I1(C)>I1(O)>I1(B)D．I(O)>I1(N)>I1(C)>I1(B)[解析]同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第ⅡA 族、第ⅤA族元素的第一电离能大于相邻元素，这四种第三周期元素，它们的族序数分别是：第ⅢA族、第ⅣA族、第ⅤA族、第ⅥA族，所以它们的第一电离能大小顺序是I1(N)>I1(O)>I1(C)>I1(B)，A正确。
8．(2016·江苏清江中学期末)已知X、Y元素同周期，且电负性X>Y，下列说法错误的是导学号 25471607( C )A．X与Y形成化合物时，X显负价、Y显正价B．第一电离能X可能小于YC．最高价含氧酸的酸性：X对应的酸性弱于Y对应的酸性D．气态氢化物的稳定性：H m Y<H n X[解析]根X、Y元素同周期，且电负性X>Y可知，X的非金属性强于Y的非金属性，X 与Y形成化合物时，X显负价，Y显正价，A正确；同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，由于N原子的最外层p轨道处于半充满状态，结构相对稳定，第一电离能比O原子的大，所以第一电离能X可能小于Y，B正确；根据上述推断，非金属性X>Y，则最高价含氧酸的酸性：X对应的酸性强于Y对应的酸性，C错误；根据上述推断，非金属性X>Y，则气态氢化物的稳定性：H m Y<H n X，D正确。
9．(2016·福建厦门期末质检)下列说法正确的是导学号 25471608( C )A．Na、Mg、Al的第一电离能逐渐增大B．V、Cr、Mn的最外层电子数逐渐增大C．S2－、Cl－、K＋的半径逐渐减小D．O、F、Ne的电负性逐渐增大[解析]一般情况下，同一周期元素的第一电离能呈增大趋势，由于Mg 3p轨道为全空的稳定状态，所以Mg元素的第一电离能比Al的大，A错误；V、Mn原子的最外层电子数都是2个，而Cr原子处于3d、4s轨道的半充满的稳定状态，最外层电子数只有1个，B错误；S2－、Cl－、K＋是核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以S2－、Cl－、K＋的半径逐渐减小，C正确；O、F的电负性逐渐增大，而Ne的各原子轨道处于全充满的稳定状态，电负性较小，D错误。
10．(2016·福建厦门期末质检)图中三条曲线表示C、Si和P元素的四级电离能变化趋势。
下列说法正确的是导学号 25471609( C )A．电负性：c>b>aB．最简单氢化物的稳定性：c>a>bC．I5：a>c>bD．最简单氢化物的沸点：a>b>c[解析]根据碳、硅、磷元素的原子核外电子排布规律，结合电离能变化规律可知，a、c为同一主族元素，则a是碳，b是磷，c是硅。
元素的非金属性越强，其电负性就越大，由于元素的非金属性：C>Si，所以元素的电负性：C>Si，A错误；元素的非金属性越强，其最简单氢化物的稳定性就越强，由于元素的非金属性：C>Si，所以最简单氢化物的稳定性：C>Si，B错误；C、Si失去4个电子为n s2全满状态，能量更低，再失去1个电子时，第五电离能与第四电离能相差较大，P失去4个电子为3s1状态，第四电离能与第五电离能均失去3s能级电子，二者能量相差不大，所以元素的I5：C>Si>P，C正确；对于组成结构相似的物质来说，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点就越高，由于相对分子质量PH3>SiH4>CH4，所以最简单氢化物的沸点：PH3>SiH4>CH4，D错误。
二、非选择题11．(2016·江西南昌联考)现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。
请根据下列相关信息，回答问题。
导学号 25471610(1)已知BA5为离子化合物，写出其电子式：。
(2)B基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有__3__个方向，原子轨道呈__纺缍__形。
(3)某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子排布图为。
该同学所画的电子排布图违背了__泡利原理__。
(4)G位于__第ⅦB__族__d__区，价电子排布式为__3d54s2__。
[解析]A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。
A元素的核外电子数和电子层数相等，是宇宙中最丰富的元素，则A为H元素；B 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2个电子层，为1s22s22p3，故B 为N元素；由C原子的第一至第四电离能数据可知，第三电离能陡增，故C处于第ⅡA族，原子序数大于N元素，故C为Mg元素；D处于第三周期，D原子核外所有p轨道全满或半满，最外层电子排布式为3s23p3，故D为P元素；E应为第三周期，E元素的主族序数与周期数的差为4，应为第ⅦA族元素，故E为Cl元素；F是前四周期中电负性最小的元素，故F为K 元素；G在周期表的第七列，G为Mn元素。
(1)NH5是离子化合物，则含有NH＋4，阴离子是H－。
(2)氮元素的最高能量电子为2p轨道上的电子，p轨道有3个方向，呈纺锤形。
(3)3s轨道的两个电子自旋方向相同，违反了泡利原理。
(4)Mn原子的价电子排布式为3d54s2，最后填充的电子为3d轨道，故属于d区元素，处于第四周期第ⅦB族。
12．(2016·山西大学附属中学月考)第一电离能，I1是指气态原子X(g)失去一个电子成为气态阳离子X＋(g)所需的能量。
