原子结构与元素性质

选修3物质结构与性质第十一章第45讲原子结构与性质栏目导航板块一板块二板块三板块四•1．原子结构与周期表的关系•(1)原子结构与周期的关系考点二原子结构与元素性质每周期第一个元素每周期最后一个元素周期元素种数原子序数基态原子的电子排布式原子序数基态原子的电子排布式最大容量电子一211s121s22二83[He]2s110_______________1s22s22p68每周期第一个元素每周期最后一个元素周期元素种数原子序数基态原子的电子排布式原子序数基态原子的电子排布式最大容量电子三8____[Ne]3s118__________________8四1819_________361s22s22p63s23p63d104s24p6_____五1837[Kr]5s1_____1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6_____六3255[Xe]6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p632七未满87[Rn]7s1未完未满32111s22s22p63s23p6[Ar]4s1185418•每周期第一种元素的最外层电子的排布式为_____。•每周期结尾元素的最外层电子排布式除He为1s2外，其余为_______。氦原子核外只有2个电子，只有1个s轨道，还未出现p轨道，所以第一周期结尾元素的电子排布跟其他周期不同。•(2)每族元素的价电子排布特点•①主族ns1ns2np6主族ⅠAⅡAⅢAⅣA排布特点________________________________________主族ⅤAⅥAⅦA－排布特点______________________________－ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5•②0族：He：__________；其他：ns2np6。•③过渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2。•(3)元素周期表的分区与价电子排布的关系•周期表的分区1s2•2．元素周期律•(1)电离能•①第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的__________，符号：______，单位：__________。•②规律•a．同周期：第一种元素的第一电离能__________，最后一种元素的第一电离能__________，总体呈现________________的变化趋势。第二、三、四周期的同周期主族元素，第ⅡA族(ns2np0)和第ⅤA族(ns2np3)，因p轨道处于全空或半充满状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的ⅢA和ⅥA族元素，如第一电离能：Mg______Al，P______S。最低能量I1kJ·mol－1最小最大从左到右增大•b．同族元素：从上至下第一电离能__________。•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______，再失去电子需克服的电性引力越来越_______，消耗的能量越来越_______，逐级电离能越来越_______(即I1_____I2_____I3……)。•(2)电负性•①含义•用来描述不同元素的原子对__________吸引力的大小。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力_______。逐渐减小多大多大键合电子越大•②标准•以氟的电负性为______和锂的电负性为______作为标准，得出了各元素的电负性。•③规律•同一周期，从左至右，电负性逐渐________，同一主族，从上至下，电负性逐渐________。•(3)对角线规则•在元素周期表中，某些主族元素与__________的主族元素的有些性质是相似的，如图：4.01.0增大减小右下方•各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点分区元素分布外围电子排布元素性质特点s区ⅠA、ⅡA族ns1～2除氢外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反应p区ⅢA族～ⅦA族、0族ns2np1～6通常是最外层电子参与反应d区ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族(除镧系、锕系外)(n－1)d1～9ns1～2d轨道可以不同程度地参与化学键的形成ds区ⅠB族、ⅡB族(n－1)d10ns1～2金属元素f区镧系、锕系(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近•1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”。•(1)1～36号元素中，原子最外层有3个未成对电子的元素为N、P、As。()•(2)价电子排布为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族，是p区元素。()•(3)电负性差值大于1.7时，一般形成离子键，小于1.7时，一般形成共价键。()•(4)根据元素周期律，氮与氧、镁与铝相比，都是后者的第一电离能大。()•(5)同一周期第一电离能越大，电负性越强。()×√√×ו2．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．因同周期主族元素的原子半径从左到右逐渐减小，故第一电离能依次增大•C．最外层电子排布为ns2np6(若只有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：I1I2I3……B•3．第四周期中，未成对电子数最多的元素是______(填名称)。•(1)它位于第_______族。•(2)核外电子排布式是________________________________。•(3)它有_____个能层，_____个能级，________种运动状态不同的电子。•(4)价电子排布式为__________，价电子排布图为：______________________。•(5)属于__________区。铬ⅥB1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s147243d54s1d一原子结构与元素性质的递变规律项目同周期(从左→右)同主族(从上→下)原子核外电子排布能层数相同，最外层电子数逐渐增多最外层电子数相同，能层数递增原子半径逐渐减小(0族除外)逐渐增大元素主要化合价最高正价由＋1→＋7(O、F除外)，最低负价由－4→－1最高正价＝主族序数(O、F除外)，非金属最低负价＝主族序数－8第一电离能增大的趋势逐渐减小电负性逐渐增大减小的趋势元素金属性、非金属性金属性逐渐减弱；非金属性逐渐增强金属性逐渐增强；非金属性逐渐减弱•[例1]现有四种元素的基态原子的电子排布式：①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3④1s22s22p5。•则下列有关比较中正确的是()•A．第一电离能：④③②①B．原子半径：④③②①•C．电负性：④③②①D．最高正化合价：④③＝②①A•1．电离能的四个应用•(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•如果某元素的In＋1≫In，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。二电离能、电负性的应用•(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，当元素原子的最外层电子排布是全空、半充满和全充满状态时，第一电离能就会反常得大。•2．电负性的四个应用•(1)确定元素类型(电负性1.8，为非金属元素；电负性1.8，为金属元素)。•(2)确定化学键类型(一般两成键元素电负性差值1.7，为离子键；两成键元素电负性差值1.7，为共价键)。•(3)判断元素价态正、负(化合物中电负性大的元素呈现负价，电负性小的元素呈现正价)。•(4)电负性是判断元素金属性和非金属性强弱的重要参数之一(表征原子得电子能力强弱)。•[例2](2017·全国卷Ⅱ节选)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是______________________________________________________________________________________；氮元素的E1呈现异常的原因是_________________________________________________________________。同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子•[例1]①N、Al、Si、Zn四种元素中，有一种元素的电离能数据如下：•(1)则该元素是_______________(填元素符号)。电离能I1I2I3I4……I/(kJ·mol－1)5781817274511578•(2)基态锗(Ge)原子的电子排布式是_______________________。Ge的最高价氯化物分子式是_____________。该元素可能的性质或应用有____________(填字母)。•A．是一种活泼的金属元素•B．其电负性大于硫•C．其单质可作为半导体材料•D．其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点•[解析]I4≫I3，所以该元素最外层有3个电子，为Al。Ge是第ⅣA族元素，最高价氯化物分子式是GeCl4，Ge位于金属和非金属交界处，可作半导体材料。•[答案](1)Al(2)1s22s22p63s23p63d104s24p2{或[Ar]3d104s24p2}GeCl4CD[答题送检]····································来自阅卷名师报告错误致错原因扣分(1)有考生错填“Si”，未仔细分析I3、I4－1(2)第3空考生出现多选了A或少选D，未掌握分子沸点可根据相对分子质量比较－1•1．(2017·海南卷)(双选)下列叙述正确的有()•A．某元素原子核外电子总数是最外层电子数的5倍，则其最高化合价为＋7•B．钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能•C．高氯酸的酸性与氧化性均大于次氯酸的酸性与氧化性•D．邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点AD•解析A项，根据原子核外电子总数是最外层电子数的5倍，进行讨论，最外层电子数分别为1、2、3、4、5、6、7、8，则核外电子总数分别为5、10、15、20、25、30、35、40，再根据核外电子排布规律可得只有最外层电子数为7，核外电子总数为35的Br原子符合，其最高化合价为＋7，正确；B项，Na的第一电离能小于Mg，而Na的第二电离能大于Mg，错误；C项，高氯酸是酸性最强的无机含氧酸，次氯酸是弱酸，故高氯酸的酸性比次氯酸强，但次氯酸的氧化性比高氯酸强，错误；D项，邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛易形成分子间氢键，所以邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛，正确。