高考化学一轮复习 第十二章 物质结构与性质导学案(含解析)

第十二章 物质结构与性质(选修三)考点一 | 原子结构[教材知识层面]1．能层、能级和最多容纳电子数之间的关系第一节 原子结构与性质1.了解原子核外电子的排布原理及能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子、价电子的排布。

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。

(1)轨道形状：①s 电子的原子轨道呈球形。

②p 电子的原子轨道呈纺锤形。

(2)能量关系：①相同能层上原子轨道能量的高低：n s<n p<n d<n f 。

②形状相同的原子轨道能量的高低：1s<2s<3s<4s…。

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．原子核外电子的排布规律 (1)三个原理：①能量最低原理：原子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。

构造原理示意图如下图。

②泡利原理：在一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且自旋状态相反。

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，而且自旋状态相同。

(2)基态原子核外电子排布的表示方法：4.(1)电子的跃迁：①基态→激发态：当基态原子的电子吸收能量后，会从低能级跃迁到较高能级_，变成激发态原子。

②激发态→基态：激发态原子的电子从较高能级跃迁到低能级时会释放出能量。

(2)原子光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。

[高考考查层面]命题点1 核外电子排布的表示方法1．电子排布式按电子排入各电子层中各能级的先后顺序，用能级符号依次写出各能级中的电子数，同时注意特例。

如Cu：1s22s22p63s23p63d104s1。

2．简化电子排布式用“[稀有气体]＋价层电子”的形式表示。

如Cu：[Ar]3d104s1。

3．电子排布图(轨道表示式)用方框(或圆圈)表示原子轨道，用“↑”或“↓”表示自旋状态不同的电子，按排入各电子层中各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写。

如：4．原子结构示意图如S的原子结构示意图为[典题示例]1．下列表示钠原子的式子中能反映能级差别和电子自旋状态的是( )A. B.2311NaC．1s22s22p63s1 D.解析：选D 只有轨道排布式(电子排布图)才能反映出电子的自旋状态。

2．(1)(2014·浙江高考)基态镓(Ga)原子的电子排布式：________。

(2)(2014·全国卷Ⅰ)Fe3＋的电子排布式为________。

(3)(2012·福建高考)基态Mn2＋的核外电子排布式为________。

(4)(2011·福建高考)基态氮原子的价电子排布式是________。

(5)(2013·全国卷Ⅱ)Ni2＋的价层电子排布图为________。

解析：(1)镓(Ga)的原子序数为31，电子分布的能级为1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p。

(2)Fe的原子序数为26，Fe3＋的电子分布的能级为1s、2s、2p、3s、3p、3d。

(3)Mn是25号元素，其电子排布式为[Ar]3d54s2，失去最外层2个电子，即得Mn2＋的电子排布式为[Ar]3d5。

(4)氮原子的最外层有5个电子，其价电子排布式为2s22p3。

(5)Ni2＋的价电子排布图为。

答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1(2)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5或[Ar]3d5(3)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5(4)2s22p3(5)命题点2 核外电子的排布规律及应用1．下列说法错误的是( )A．n s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1s22s22p2x违反了洪特规则C．电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理D．电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利原理解析：选A A项，各能级能量的大小顺序为1s2s2p3s3p4s3d4p5s……n s电子的能量一定高于(n－1)p电子的能量；B项，对于C原子来说，2p能级有3个能量相同的原子轨道，最后2个电子应以自旋状态相同的方式分布在两个不同的2p轨道上，违反了洪特规则；C项，根据轨道能量高低顺序可知E4s<E3d，对于21Sc原子来说，最后3个电子应先排满4s轨道，再排3d轨道，应为1s22s22p63s23p63d14s2，故违反了能量最低原理；D项，对于22Ti原子来说，3p能级共有3个轨道，最多可以排6个电子，如果排10个电子，则违反了泡利原理。

2．(2015·昆明模拟)下列各组表述中，两个原子不属于同种元素原子的是( )A．3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子的排布式为1s22s22p63s23p2的原子B．2p能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子和原子的最外层电子排布式为2s22p5的原子C．M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子D．最外层电子数是核外电子总数1/5的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子解析：选C A项，3p能级有一个空轨道的基态原子，按洪特规则可得其3p轨道上只能有两个电子，所以两个原子是同种元素的原子；B项，2p能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子，它的2p能级上只能是5个电子，所以两原子是同种元素的原子；C项，M层全充满而N层为4s2的原子，其M层应为18个电子，而后者的M层上只有8个电子，所以两原子不是同种元素的原子；D项，最外层电子数是核外电子总数的1/5的原子中，最外层电子数要小于或等于8个电子，且电子总数为5的倍数，所以可得该原子可能是原子序数为5、10、15、20、25、30、35、40，其中满足最外层电子数是核外电子总数的1/5且符合核外电子排布规则的只能是35号元素，该元素原子的外围电子排布式为4s24p5，所以两原子是同种元素的原子。

[考点达标层面]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能级为半充满，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__________________。

解析：(1)A元素基态原子的电子排布图由题意可写成：可见该元素核外有7个电子，为氮元素，其元素符号为N。

(2)B－、C＋的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C为19号元素K。

(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2即26号元素Fe。

(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。

答案：(1)N (2)Cl K(3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2(4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1考点二| 原子结构、元素周期表与元素性质的关系[教材知识层面]1．原子结构与元素周期表的关系2．每族元素的价电子排布特点(1)主族：(2)0族：He: 1s2；其他：n s2n p6。

(3)过渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10n s1～2。

3．元素周期表的分区与价电子排布的关系(1)元素周期表的分区：(2)各区外围电子排布特点：4．第一电离能、电负性(1)第一电离能：气态基态电中性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。

(2)电负性：用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。

电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。

5．对角线规则在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如：[高考考查层面]命题点1 电离能及其应用1．判断元素金属性的强弱电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。

2．判断元素的化合价(I1、I2……表示各级电离能)如果某元素的I n＋1≫I n，则该元素的常见化合价为＋n。

如钠元素I2≫I1，所以钠元素的化合价为＋1。

3．判断核外电子的分层排布情况多电子原子中，元素的各级电离能逐级增大，有一定的规律性。

当电离能的变化出现突变时，电子层数就可能发生变化。

4．反映元素原子的核外电子排布特点同周期元素从左向右，元素的第一电离能并不是逐渐增大的，当元素的核外电子排布是全空、半充满和全充满状态时，第一电离能就会反常的大。

[典题示例]1．下列关于元素第一电离能的说法不正确的是( )A．钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾的活泼性强于钠B．因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，故第一电离能必依次增大C．最外层电子排布为n s2n p6(当只有K层时为1s2)的原子，第一电离能较大D．对于同一元素而言，原子的电离能I1<I2<I3…解析：选B 第一电离能越小，表明该元素原子越易失去电子，活泼性越强，A项正确；同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，第一电离能一般来说依次增大，但有反常，如第一电离能：N>O、Mg>Al，B项错误；C项所述元素为零族元素，性质稳定，第一电离能都较大。

2．已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ/mol。

请根据下表所列数据判断，错误的是( )A．元素X的常见化合价是＋1B．元素Y是第ⅢA族元素C．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XClD．若元素Y处于第3周期，它可与冷水剧烈反应解析：选D 由数据分析X中I2≫I1，X易呈＋1价，为第ⅠA 族，A、C均正确；Y中I4≫I3，易呈＋3价，应在第ⅢA族，B正确；若Y处于第3周期，则Y为铝元素，铝单质不与冷水反应，D错误。

命题点2 电负性的应用[典题示例]1．电负性的大小也可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度。

下列关于电负性的变化规律正确的是( )A．元素周期表从左到右，元素的电负性逐渐变大B．元素周期表从上到下，元素的电负性逐渐变大C．电负性越大，金属性越强D．电负性越小，非金属性越强解析：选A 利用同周期从左至右元素电负性逐渐增大，同主族从上至下元素电负性逐渐减小的规律来判断。