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第十三章物质结构与性质(选考)学案63原子结构与性质[考纲要求]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(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。知识点一原子核外电子排布及表示方法1．能层、能级及其最多容纳电子数的关系能层一二三四五…符号KLMNO…能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s……最多容纳电子数22626102610142……281832…2n22.原子轨道电子云轮廓图给出了电子在____________的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。原子轨道轨道形状轨道个数sp第1电子层：只有s轨道。第2电子层：有s、p两种轨道。第3电子层：有s、p、d三种轨道。3．构造原理构造原理：多电子原子的核外电子排布遵循构造原理，根据构造原理可以写出元素基态原子的电子排布式。随着__________的递增，基态原子的核外电子按照右图中箭头的方向依次排布，即1s,2s,2p，____，____，____，____，____，____，4d,5p……该原理适用于绝大多数基态原子的核外电子排布。4．原子核外电子排布规律(1)能量最低原理①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。②基态原子：______________。当基态原子________能量后，电子会______________，变成__________原子。(2)泡利原理一个原子轨道最多容纳____个电子，并且____________相反。(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优先________________，并且__________相同。问题思考1．电子按构造原理排布时，先排在4s轨道，再排3d轨道，为什么？而失电子时，是先失4s轨道上的，还是先失3d轨道上的？知识点二元素周期表中元素及其化合物的性质递变规律1．电离能(1)第一电离能：气态电中性基态原子____________转化为气态基态正一价离子所需要的最低能量。(2)元素第一电离能的意义：元素的第一电离能可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。第一电离能数值越小，原子越易失去一个电子，该元素的金属性越强；反之，第一电离能数值越大，原子越难失去一个电子。(3)变化规律：①同一周期从左到右元素的第一电离能呈________的趋势，但某些地方出现曲折变化，如________，________，________，________。②同一族从上到下元素的第一电离能__________。2．电负性(1)成键电子：原子中用于形成________的电子。(2)电负性：用来描述不同元素的原子对________吸引力的大小。(3)意义：电负性越大的原子，对成键电子的吸引力越大，非金属性越强。故电负性的大小可用来衡量元素非金属性和金属性的大小。(4)变化规律①同周期从__________元素的电负性逐渐增大。②同主族从上到下元素的电负性逐渐________。(5)应用①判断元素的金属性和非金属性的强弱：非金属的电负性1.8；金属的电负性1.8；类金属的电负性在1.8左右，它们既有金属性又有非金属性。②判断化学键的类型：两元素的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成离子键；两元素的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键。问题思考2．为什么同周期的ⅡA族元素的第一电离能大于ⅢA族元素的，ⅤA族的大于ⅥA族的？如I1(Al)I1(Mg)，I1(S)I1(P)。一、原子结构1．构造原理(1)能级序数与能层能量之间有什么关系？(2)在同一能层中，各能级间的能量关系如何？(3)当能层不同，能级相同时，其能量关系如何？(4)高能层上的电子能量一定比低能层上的能量高吗？2．电子云怎样理解电子云的小黑点及小黑点的疏密？3．基态原子核外电子排布的表示方法基态原子核外电子的表示方法有哪些？各表示什么含义？请举例说明。典例导悟1A、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亚层为半充满，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__________________。二、元素周期律与元素推断1．元素周期律所描述内容汇总(完成下表)项目同周期(从左→右)同主族(从上→下)原子核外电子排布电子层数相同，最外层电子数逐渐增多，1→7(第一周期1→2)最外层电子数相同，电子层数递增原子半径逐渐____(0族除外)逐渐增大元素主要化合价最高正价由(＋1→＋7)最低负价由－4→－1最高正价＝________，非金属最低负价＝_______原子得、失电子能力得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱得电子能力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强元素的第一电离能第一电离能呈______的趋势第一电离能________元素的电负性电负性逐渐____电负性________元素金属性、非金属性金属性逐渐________非金属性逐渐________金属性逐渐增强非金属性逐渐减弱单质氧化性、还原性氧化性逐渐____还原性逐渐____氧化性逐渐____还原性逐渐____最高价氧化物对应水化物的酸碱性碱性逐渐____酸性逐渐____碱性逐渐____酸性逐渐___非金属气态氢化物的稳定性_生成由__到__稳定性逐渐____生成由__到__稳定性逐渐____2.元素周期律与元素推断的关系在试题中，通常用元素周期律的某项内容，来推断新元素名称，然后再考查该元素的其它性质。典例导悟2下表列出前20号元素中的某些元素性质的一些数据：性质元素原子半径(10－10m)最高价态最低价态①1.02＋6－2②2.27＋1③0.74－2④1.43＋3⑤0.77＋4－4⑥1.10＋5－3⑦0.99＋7－1⑧1.86＋1⑨0.75＋5－3⑩1.17＋4－4请回答下列问题：(1)以上10种元素中，第一电离能最小的是________(填编号)。(2)上述⑤⑥⑦三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电子稳定结构的物质可能是________________(写分子式)。元素⑨和⑩形成的化合物的化学式为________，它是一种重要的结构材料，推测它应属于__________晶体；元素①的原子价电子排布式是__________________________。(3)①⑥⑦⑩四种元素的气态氢化物的稳定性，由大到小的顺序是________________________________________________________________________(填化学式)。(4)③和⑨两元素比较，非金属性较弱的是______(填名称)，可以验证你的结论的是下列中的______(填序号)。A．气态氢化物的挥发性和稳定性B．单质分子中的键能C．两元素的电负性D．含氧酸的酸性E．氢化物中X—H键的键长(X代表③和⑨两元素)F．两单质在自然界的存在形式题组一原子的核外电子排布1．判断正误(1)硫原子的最外层电子排布式为3s23p4()(2010·上海－2C)(2)B.电离能最小的电子能量最高()C．(在基态多电子原子中)p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量()(2008·海南－23B、C)2．[2011·福建理综－30(1)节选]氮元素可以形成多种化合物。基态氮原子的价电子排布式是________________________________________________________________________。3．[2011·山东理综－32(1)节选]氧是地壳中含量最多的元素。氧元素基态原子核外未成对电子数为_________________________________________________________个。4．[2010·福建理综－30(2)]原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q多2。T的基态原子外围电子(价电子)排布式为________，Q2＋的未成对电子数是________。姓名：________班级：________学号：________5.[2010·课标全国卷一41(1)]W(O)元素的L层电子排布式为________。6．[2010·江苏－21A(2)]Cu＋基态核外电子排布式为______________。7．[2010·海南，19(1)]Ni原子的核外电子排布式为____________________________________________________________________________________。8．[2011·课标全国卷－37(2)节选]基态B原子的电子排布式为________________；B和N相比，电负性较大的是____________，BN中B元素的化合价为__________。9．[2011·福建理综－30(2)节选]C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是______________。题组二原子结构与元素性质10．[2010·山东理综，32(2)]CH4中共用电子对偏向C，SiH4中共用电子对偏向H，则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为________________________________________________________________________。11．(2009·安徽理综，25改编)W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大。W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，Z能形成红色(或砖红色)的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。(1)W位于元素周期表第________周期第________族。W的气态氢化物稳定性比H2O(g)________(填“强”或“弱”)。(2)Y的基态原子核外电子排布式是________________________________________________________________________，Y的第一电离能比X的________(填“大”或“小”)。(3)Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z的单质反应的化学方程式是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。题组一原子核外电子的排布1．下列关于硅原子的核外电子排布表示式中，错误的是()A．1s22s22p63s23p2B．[Ne]3s23p22．(2011·大连质检)主族元素A原子的结构示意图为。则X、Y及该原子3p能级上的电子数分别为()A．18、6、4B．20、8、6C．18、8、6D．15～20、3～8、1～6题组二元素的推断3．(2011·烟台调研)下列各组中的X和Y两种原子，化学性质一定相似的是()A．X原子和Y原子最外层都只有一个电子B．X原子的核外电子排布为1s2，Y原子的核外电子排布为1s22s2C．X原子2p能级上有三个电子，Y原子的3p能级上有三个电子D．X原子核外M层上仅有两个电子，Y原子核外N层上仅有两个电子4．(2011·南昌模拟)(1)某质量数为32，核内有16个中子的原子，其电子排布式是____________，该原子中有____个未