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1、第第 1 节节 原子结构与性质原子结构与性质明考纲明考纲1了解原子核外了解原子核外电电子的排布原理及能子的排布原理及能级级分布，能用分布，能用电电子排布式表示常子排布式表示常见见元素元素(136号号)原子核外原子核外电电子、价子、价电电子的排布。了解原子子的排布。了解原子核外核外电电子的运子的运动动状状态态。 。2了解原子核外了解原子核外电电子在一定条件下会子在一定条件下会发发生生跃跃迁，了解其迁，了解其简单应简单应用。用。3了解元素了解元素电电离能的含离能的含义义，并能用以，并能用以说说明元素的某些性明元素的某些性质质。 。4了解了解电负电负性的概念，知道元素的性性的概念，知道元素的性质质与
2、与电负电负性的关系。性的关系。析考情析考情本本节节是是选选修修 3 的重要的重要组组成部分，在高考成部分，在高考中常与必修中所学有关知中常与必修中所学有关知识联识联合考合考查查，其主，其主要考点是：原子要考点是：原子结结构；原子构；原子结结构与元素的性构与元素的性质质。 。这这部分内容可以培养学生探索物部分内容可以培养学生探索物质质及及变变化的化的兴兴趣，揭示微趣，揭示微观观世界的本世界的本质质和和规规律，是高考律，是高考中的重点。中的重点。考点考点 原子核外电子排布原理原子核外电子排布原理1能层、能级与原子轨道能层、能级与原子轨道(1)能层能层(n)：在多电子原子中，核外电子的：在多电子原子
3、中，核外电子的能量能量是不同的，按照电子的是不同的，按照电子的能量能量差异将其分差异将其分成不同能层。通常用成不同能层。通常用 K、L、M、N、O、P、Q表示相应的第一、二、三、四、五、六、表示相应的第一、二、三、四、五、六、七七能层，能量依次升高。能层，能量依次升高。(2)能级：同一能层里的电子的能级：同一能层里的电子的能量能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用s、p、d、f 等表示，同一能层里，各能级的能量按等表示，同一能层里，各能级的能量按 s、p、d、f 的顺序升高，即：的顺序升高，即：E(s)Al，PS。b同族元素：从上至下第一电离能同族
4、元素：从上至下第一电离能逐渐减小逐渐减小。c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多多，再失去电子需，再失去电子需克服的电性引力越来越克服的电性引力越来越大大，消耗的能量越来越，消耗的能量越来越大大，逐级电离能越来越，逐级电离能越来越大大(即即 I1O、 、MgAl， ，B 项错项错； ；C 项项所述元素所述元素为为 0 族元素，性族元素，性质稳质稳定，第一定，第一电电离能都离能都较较大。大。42015长春质检二长春质检二A、B 均为短周期金属元素。依据下表数据，回答问题：均为短周期金属元素。依据下表数据，回答问题：电离
5、能电离能/kJmol1I1I2I3I4A93218211539021771B7381451773310540写出写出 A 原子的核外电子排布图原子的核外电子排布图_，Al 原子的第一电离能原子的第一电离能_(填填“大于大于”“小于小于”或或“等于等于”)738 kJmol1，原因是，原因是_。答案答案 小于小于 由表中数据判断由表中数据判断 B 为为 Mg，其最外层电子排布式为，其最外层电子排布式为 3s2，而而 Al 最外层电子排布式为最外层电子排布式为 3s23p1，当，当 3p 处于全充满、半充满或全空时较稳定，因此，失处于全充满、半充满或全空时较稳定，因此，失去去 p 亚层的亚层的 1
6、 个电子相对比较容易个电子相对比较容易5根据信息回答下列问题：根据信息回答下列问题：信息信息 A：第一电离能：第一电离能 I1是指气态原子是指气态原子 X(g)处于基态时，失去一个电子成为气态阳离子处于基态时，失去一个电子成为气态阳离子X(g)所需的能量。如图是部分元素原子的第一电离能所需的能量。如图是部分元素原子的第一电离能 I1随原子序数变化的曲线图随原子序数变化的曲线图(其中其中 12号号17 号元素的有关数据缺失号元素的有关数据缺失)。信息信息 B：不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用电负性表示。一般认为：不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用电负性表示。一般认为：如果两
7、个成键原子间的电负性差值大于如果两个成键原子间的电负性差值大于 1.7，原子之间通常形成离子键；如果两个成键原子，原子之间通常形成离子键；如果两个成键原子间的电负性差值小于间的电负性差值小于 1.7，通常形成共价键。下表是某些元素的电负性值：，通常形成共价键。下表是某些元素的电负性值：(1)认真分析认真分析 A 图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断 NaAr 元素中，元素中，Al 的第的第一电离能的大小范围为一电离能的大小范围为_MgCa， ，则则 Mg 的的电负电负性最小范性最小范围应为围应为 0.931.57。 。(6)因因电负电负性可以用来衡量
8、原子吸引性可以用来衡量原子吸引电电子能力的大小，所以子能力的大小，所以电负电负性越大，原子吸引性越大，原子吸引电电子能子能力越力越强强，非金属性越，非金属性越强强，反之金属性越，反之金属性越强强。 。(7)AlCl3中中 Al 与与 Cl 的的电负电负性差性差值为值为 1.55，根据信息，根据信息，电负电负性差性差值值若小于若小于 1.7， ，则则形成共形成共价价键键，所以，所以 AlCl3为为共价化合物。共价化合物和离子化合物最大区共价化合物。共价化合物和离子化合物最大区别别在于熔融状在于熔融状态态下是否下是否导导电电，离子化合物在熔融状，离子化合物在熔融状态态下以离子形式存在，可以下以离子
9、形式存在，可以导电导电，但共价化合物却不能。，但共价化合物却不能。总结提升总结提升1电离能的四个应用电离能的四个应用(1)判断元素金属性的强弱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。电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。(2)判断元素的化合价判断元素的化合价如果某元素的如果某元素的 In1In，则该元素的常见化合价为，则该元素的常见化合价为n，如钠元素，如钠元素 I2I1，所以钠元素，所以钠元素的化合价为的化合价为1。(3)判断核外电子的分层排布情况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渐增大，有一定的规律性。当电离能的变化
10、出现多电子原子中，元素的各级电离能逐渐增大，有一定的规律性。当电离能的变化出现突跃时，电子层数就可能发生变化。突跃时，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。是全空、半充满和全充满状态时，第一电离能就会反常的大。2电负性四个方面的应用电负性四个方面的应用(1)确定元素类型确定元素类型(电负性电负性1.8，为非金属元素；电负性，为非金属元素；电负性
11、1.7，为离子键；两成键元素电负性差值，为离子键；两成键元素电负性差值B原子半径：原子半径：C电负性：电负性：D最高正化合价最高正化合价答案答案 A解析解析 、 、 、 、分分别为别为 S、 、P、 、N、 、F，只有，只有 A 选项选项正确。正确。7下表列出前下表列出前 20 号元素中的某些元素性质的一些数据：号元素中的某些元素性质的一些数据：元素元素原子半径原子半径(1010 m)最高价态最高价态最低价态最低价态1.02622.2710.7421.4330.77441.10530.99711.8610.75531.1744试回答下列问题：试回答下列问题：(1)以上以上 10 种元素中，第一
12、电离能最小的是种元素中，第一电离能最小的是_(填编号填编号)。(2)上述上述、三种元素中的某两种元素形成的化合物中，每一个原子都满足三种元素中的某两种元素形成的化合物中，每一个原子都满足 8 电电子稳定结构的物质可能是子稳定结构的物质可能是_(写分子式写分子式)。元素。元素和和形成的化合物的化学式为形成的化合物的化学式为_，元素，元素的原子价电子排布式是的原子价电子排布式是_。(3)四种元素的气态氢化物的稳定性，由强到弱的顺序是四种元素的气态氢化物的稳定性，由强到弱的顺序是_(填填化学式化学式)。(4)和和两元素比较，非金属性较弱的是两元素比较，非金属性较弱的是_(填名称填名称)，可以验证你的
13、结论的是，可以验证你的结论的是下列中的下列中的_(填序号填序号)。A气态氢化物的挥发性和稳定性气态氢化物的挥发性和稳定性B单质分子中的键能单质分子中的键能C两元素的电负性两元素的电负性D含氧酸的酸性含氧酸的酸性E氢化物中氢化物中 XH 键的键长键的键长(X 代表代表和和两元素两元素)F两单质在自然界的存在形式两单质在自然界的存在形式答案答案 (1) (2)PCl3或或 CCl4 Si3N4 3s23p4(3)HClH2SPH3SiH4 (4)氮元素氮元素 CE解析解析 根据元素的化合价与原子半径可以判断出根据元素的化合价与原子半径可以判断出是是 S， ，是是 K， ，是是 O， ，是是 Al，
14、 ，是是 C， ，是是 P， ，是是 Cl， ，是是 Na， ，是是 N， ，是是 Si。 。(1)同周期元素从左到右第一同周期元素从左到右第一电电离能呈增大离能呈增大趋势趋势，同主族元素从上到下第一，同主族元素从上到下第一电电离能逐离能逐渐渐减小，故第一减小，故第一电电离能最小的是离能最小的是 K 元素。元素。(2)由由 C、 、P、 、Cl 中的两种元素形成的化合物中，每一个原子都中的两种元素形成的化合物中，每一个原子都满满足足 8 电电子子稳稳定定结结构的是构的是CCl4和和 PCl3， ，N 与与 Si 形成共价化合物形成共价化合物 Si3N4， ，S 的价的价电电子排布式子排布式为为
15、 3s23p4。 。(3)同周期主族元素从左到右非金属性增同周期主族元素从左到右非金属性增强强，气，气态氢态氢化物的化物的稳稳定性增定性增强强。 。(4)非金属性的非金属性的强强弱体弱体现现在气在气态氢态氢化物的化物的稳稳定性定性强强弱上，与弱上，与挥发挥发性无关，故性无关，故 A 错错；非金属；非金属性性强强弱与弱与单质单质分子中的分子中的键键能无关，故能无关，故 B 错错；非金属性越；非金属性越强强，元素的，元素的电负电负性越性越强强，故，故 C 正确；最正确；最高价含氧酸的酸性越高价含氧酸的酸性越强强，非金属性越，非金属性越强强，故，故 D 错错；共价；共价键键越越长长，越不，越不稳稳定，非金属性越弱，故定，非金属性越弱，故E 正确；非金属性的正确；非金属性的强强弱与弱与单质单质在自然界的存在形式无关，故在自然界的存在形式无关，故 F 错错。 。总
