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物质结构与性质(选修3)第十一章第一节原子结构与性质考点2原子结构与元素性质栏目导航01夯实考点03真题体验·直击高考02考点突破04配套训练夯实考点11．原子结构与元素周期表(1)原子结构与元素周期表的关系。【知识梳理】周期能层数每周期第一个元素每周期最后一个元素原子序数基态原子简化电子排布式原子序数基态原子的电子排布式二23[He]2s1101s22s22p6三311_______________________________________[Ne]3s1181s22s22p63s23p6周期能层数每周期第一个元素每周期最后一个元素原子序数基态原子简化电子排布式原子序数基态原子的电子排布式四419_______________________________________五537[Kr]5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六655[Xe]6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6[Ar]4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6(2)各族元素的价层电子排布特点。①主族：②0族：He为1s2；其他ns2np6。③过渡元素：包括副族和第Ⅷ族。主族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA排布特点______________________________________________________ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5(3)元素周期表的分区。①根据核外电子排布：a．分区(如图所示)。b．各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点如下：分区元素分布外围电子排布元素性质特点s区第ⅠA、第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区第ⅢA族～第ⅦA族、0族ns2np1～6通常是最外层电子参与反应d区第ⅢB族～第ⅦB族、第Ⅷ族(除镧系、锕系外)(n－1)d1～10ns1～2d轨道可以不同程度地参与化学键的形成ds区第ⅠB族、第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、锕系元素化学性质相近②根据元素金属性与非金属性可将元素周期表分为金属元素区和非金属元素区(如图)，处于金属与非金属交界线(又称梯形线)附近的非金属元素具有一定的金属性，又称为半金属或准金属，但不能叫两性非金属。注意：“外围电子排布”即“价电子层”，对于主族元素，价电子层就是最外电子层，而对于过渡元素原子，不仅仅是最外电子层，如Fe的价电子层排布为3d64s2。2．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。右下方3．元素周期律(1)原子半径。①影响因素能层数：能层数越多，原子半径；核电荷数：能层数相同核电荷数越大，原子半径。②变化规律：元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐________；同主族元素从上到下，原子半径逐渐________。越大越小减小增大(2)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：kJ·mol－1。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。b．同族元素：从上至下第一电离能______________。c．同种原子：逐级电离能越来越________(即I1______I2______I3…)。最低能量I1最小最大从左至右逐渐增大逐渐减小大(3)电负性。①含义：元素的原子在化合物中____________________能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中___________________的能力越______。②标准：以最活泼的非金属氟的电负性______作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体未计)。③变化规律：金属元素的电负性一般______________，非金属元素的电负性一般______________，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右。在元素周期表中，同周期从左至右，元素的电负性逐渐________；同主族从上至下，元素的电负性逐渐________。吸引键合电子吸引键合电子强4.0小于1.8大于1.8增大减小考点突破21．(1)[2018·全国卷Ⅲ，35(1)(2)]①Zn原子核外电子排布式为_____________。②黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)__________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)，原因是__________________。Zn位于元素周期表的________区。(2)(2018·广东佛山一模)①基态钒原子的外围电子轨道表达式为_____________________，钒有＋2、＋3、＋4、＋5等多种化合价，其中最稳定的化合价是______________。原子结构与元素性质★★★★②2巯基烟酸氧钒配合物(如图)是副作用小的有效调节血糖的新型药物。基态S原子中原子核外未成对电子数为________，所含第二周期元素的第一电离能按由大到小顺序的排列是______________。(3)[2017·全国卷Ⅰ，35(1)]基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是____________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为____________。(4)[2016·全国卷Ⅰ，37(1)]带状纳米Zn2GeO4是某反应的良好催化剂，Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是____________________。(5)[2015·福建卷，31(1)]科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。①CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为____________________。②在Ni基催化剂作用下，CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。Ni元素位于元素周期表中的第________族。【答案】(1)①[Ar]3d104s2②大于Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子ds(2)①＋5②2N＞O＞C(3)N球形(4)O＞Ge＞Zn(5)①H、C、O②Ⅷ【解析】(3)K是第四周期元素，核外有四层电子，所以占据的最高能层为N能层。K的核外电子排布为[Ar]4s1，在N层只占据了4s轨道，为球形。(4)由三种元素在周期表的相对位置可知电负性相对强弱。2．(1)[2014·全国卷Ⅱ，37(2)]周期表前四周期的元素a、b、c、d、e原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。b、c、d中第一电离能最大的是________(填元素符号)，e的价层电子轨道示意图为__________________________。(2)[2014·安徽卷，25(1)]用“”或“”填空：第一电离能：Si______S，离子半径：O2－________Na＋。(3)N、Al、Si、Zn四种元素中，有一种元素的电离能数据如下表，则该元素是____________(填写元素符号)。电离能I1I2I3I4…Im/(kJ·mol－1)5781817274511578(4)F、K、Fe、Ni四种元素中电负性最大的是________(填元素符号)。(5)下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是____________。abcd(6)锗(Ge)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【答案】(1)N(2)＜＞(3)Al(4)F(5)a(6)CD【解析】(1)由原子序数最小且核外电子总数与其电子层数相同，确定a为氢元素；由价电子层中的未成对电子有3个，确定b为氮元素；由最外层电子数为其内层电子数的3倍，确定c为氧元素，由d与c同主族，确定d为硫元素；由e的最外层只有1个电子且次外层有18个电子，确定e为铜元素。(5)非金属性越强，电负性越大，同主族自上而下非金属性逐渐减弱，电负性逐渐降低，a正确；F是最强的非金属，没有正价，b错误；HF分子间存在氢键，沸点大于HBr的，c错误；卤素单质自上而下，单质的熔点逐渐升高，d错误。(6)Ge与C为同族元素，Ge最高价为＋4价，氯化物的化学式为GeCl4，Ge位于金属和非金属分界线附近，既具有金属性，也具有一定的非金属性，可作为半导体材料；Ge不是一种活泼的金属，其电负性要小于S；Ge的氯化物和溴化物均为分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，Ge的溴化物沸点更高。电离能与电负性应用规律(1)电离能的应用。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，当能量相同的原子轨道在全空、半充满和全充满状态时，第一电离能就会反常的大。(2)电负性的应用。