《(通用版)2019版高考化學一輪復習 選修3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第1節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)學案 新人教版.doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《(通用版)2019版高考化學一輪復習 選修3 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第1節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)學案 新人教版.doc(16頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
第1節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
【考綱要求】
了解原子核外電子的運動狀態(tài)、能級分布和排布原理,能正確書寫1~36號元素原子核外電子、價電子的電子排布式和軌道表達式?!?了解電離能的含義,并能用以說明元素的某些性質(zhì)。 了解電子在原子軌道之間的躍遷及其簡單應用。 了解電負性的概念,并能用以說明元素的某些性質(zhì)。
考點一 原子核外電子排布原理
1.能層、能級與原子軌道之間的關系
能層(n)
能級
最多容納電子數(shù)
序數(shù)
符號
符號
原子軌道數(shù)
各能級
各能層
一
K
1s
1
2
2
二
L
2s
1
2
8
2p
3
6
三
M
3s
1
2
18
3p
3
6
3d
5
10
四
N
4s
1
2
32
4p
3
6
4d
5
10
4f
7
14
…
…
…
…
…
…
n
…
…
…
…
2n2[HT]
2.原子軌道的能量關系
(1)軌道形狀
①s電子的原子軌道呈球形。
②p電子的原子軌道呈啞鈴形。
(2)能量關系
①相同能層上原子軌道能量的高低:ns
②>①
B.原子半徑:③>②>①
C.電負性:③>②>①
D.最高正化合價:③>②>①
解析:選A。根據(jù)元素的基態(tài)原子的電子排布式可知,三種元素分別是S、P、F。一般非金屬性越強,第一電離能越大,但P原子的3p軌道處于半充滿狀態(tài),穩(wěn)定性強,所以第一電離能大于S,A正確;原子半徑應是②>①>③,B不正確;非金屬性越強,電負性越大,應是③>①>②,C不正確;F沒有正價,S最高價為+6,P最高價為+5,D不正確。
題組二 考查電離能、電負性的應用
3.下表列出了某短周期元素R的各級電離能數(shù)據(jù)(用I1、I2……表示,單位為kJmol-1)。下列關于元素R的判斷中一定正確的是( )
I1
I2
I3
I4
……
740
1 500
7 700
10 500
①R的最高正價為+3價 ②R元素位于元素周期表中第ⅡA族?、跼元素第一電離能大于同周期相鄰元素?、躌元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s2
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
解析:選B。由表中數(shù)據(jù)可知,R元素的第三電離能與第二電離能的差距最大,故最外層有兩個電子,最高正價為+2價,位于第ⅡA族,可能為Be或Mg元素,因此①不正確,②正確,④不確定;短周期第ⅡA族(ns2np0)的元素,因p軌道處于全空狀態(tài),比較穩(wěn)定,所以其第一電離能大于同周期相鄰元素,③正確。
4.部分短周期元素的電負性值如表所示:
元素
符號
Li
Be
B
C
O
F
Na
Al
Si
P
S
Cl
電負
性值
0.98
1.57
2.04
2.55
3.44
3.98
0.93
1.61
1.90
2.19
2.58
3.16
(1)根據(jù)對角線規(guī)則,Be、Al元素最高價氧化物對應水化物的性質(zhì)相似,它們都具有兩性,其中Be(OH)2顯示這種性質(zhì)的離子方程式是
。
(2)通過分析電負性值變化規(guī)律,確定Mg元素電負性值的最小范圍: 。
(3)請歸納元素的電負性和金屬性、非金屬性的關系:
。
(4)從電負性角度,判斷AlCl3是離子化合物還是共價化合物?請說出理由,并設計一個實驗方案證明上述所得結(jié)論。
答案:(1)Be(OH)2+2H+===Be2++2H2O,
Be(OH)2+2OH-===BeO+2H2O
(2)0.93~1.57
(3)非金屬性越強,電負性越大;金屬性越強,電負性越小
(4)Al元素和Cl元素的電負性差值為1.55<1.7,所以形成共價鍵,AlCl3為共價化合物。將氯化鋁加熱到熔融態(tài),進行導電性實驗,如果不導電,說明是共價化合物。
1.應用電離能判斷元素的性質(zhì)
(1)判斷元素的金屬性和非金屬性強弱。一般I1越大,元素的非金屬性越強;I1越小,元素的金屬性越強。
(2)判斷元素在化合物中的化合價,如鉀元素I1?I2Ge>Zn
3.[2016高考全國卷Ⅲ,37(1)(2)]砷化鎵(GaAs)是優(yōu)良的半導體材料,可用于制作微型激光器或太陽能電池的材料等?;卮鹣铝袉栴}:
(1)寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式: 。
(2)根據(jù)元素周期律,原子半徑Ga As,第一電離能Ga As。(填“大于”或“小于”)
解析:(1)根據(jù)構(gòu)造原理可寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式。(2)同周期主族元素從左到右,原子半徑逐漸減小,第一電離能呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢(第ⅡA、ⅤA族除外)。Ga的原子半徑大于As,Ga的第一電離能小于As。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)
(2)大于 小于
4.[2016高考全國卷Ⅱ,37(1)(3)](1)鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為 ,
3d能級上的未成對電子數(shù)為 。
(2)單質(zhì)銅及鎳都是由 鍵形成的晶體;元素銅與鎳的第二電離能分別為ICu=1 958 kJ/mol、INi=1 753 kJ/mol,ICu >INi的原因是
。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2) 2
(2)金屬 銅失去的是全充滿的3d10電子,鎳失去的是4s1電子
5.[2015高考全國卷Ⅰ,37(1)]處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用 形象化描述。在基態(tài)14C原子中,核外存在 對自旋相反的電子。
解析:處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布用電子云形象地描述?;鶓B(tài)14C原子的軌道表示式為,則核外存在2對自旋相反的電子。
答案:電子云 2
6.[2014高考全國卷Ⅰ,37(2)]基態(tài)Fe原子有 個未成對電子。Fe3+的電子排布式為 。
解析:基態(tài)Fe原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,在3d軌道有4個未成對電子;Fe原子失去3個電子得Fe3+,則Fe3+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。
答案:4 1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)
[學生用書P319(單獨成冊)]
一、選擇題
1.當鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時,以下認識正確的是( )
A.鎂原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài),這一過程中吸收能量
B.鎂原子由激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)化成基態(tài),這一過程中釋放能量
C.轉(zhuǎn)化后位于p能級上的兩個電子處于同一軌道,且自旋狀態(tài)相同
D.轉(zhuǎn)化后鎂原子與硅原子電子層結(jié)構(gòu)相同,化學性質(zhì)相似
答案:A
2.如圖是第三周期11~17號元素某些性質(zhì)變化趨勢的柱形圖,下列有關說法中正確的是( )
A.y軸表示的可能是第一電離能
B.y軸表示的可能是電負性
C.y軸表示的可能是原子半徑
D.y軸表示的可能是形成基態(tài)離子轉(zhuǎn)移的電子數(shù)
解析:選B。對于第三周期11~17號元素,隨著原子序數(shù)的增大,第一電離能總體上呈現(xiàn)增大的趨勢,但Mg、P特殊,A項錯誤;原子半徑逐漸減小,C項錯誤;形成基態(tài)離子轉(zhuǎn)移的電子數(shù)依次為Na為1,Mg為2,Al為3,Si不易形成離子,P為3,S為2,Cl為1,D項錯誤。
3.下列說法中正確的是( )
A.所有非金屬元素都分布在p區(qū)
B.最外層電子數(shù)為2的元素都分布在s區(qū)
C.元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10個縱行的元素都是金屬元素
D.同一主族元素從上到下,金屬性呈周期性變化
解析:選C。非金屬元素中氫在s區(qū),其余非金屬元素均分布在p區(qū),A項錯誤;最外層電子數(shù)為2的元素可能在s區(qū)(如Mg)、p區(qū)(如He)或d區(qū)(如Ti、Fe)等,B項錯誤;同主族元素從上到下,金屬性逐漸增強,非金屬性逐漸減弱,屬遞變性質(zhì)而不是周期性變化,D項錯誤。
4.周期表中27號元素鈷的方格中注明“3d74s2”,由此可以推斷( )
A.它位于周期表的第四周期ⅡA族
B.它的基態(tài)核外電子排布式可簡寫為[Ar]4s2
C.Co2+的核外價電子排布式為3d54s2
D.Co位于周期表中第9列
解析:選D。從左向右數(shù),應為過渡元素,A項錯誤;“3d74s2”為Co的價電子排布,其簡寫式中也要注明3d軌道,B項錯誤;失電子時,應失去最外層的電子,即先失去4s上的電子,Co2+的價電子排布式為3d7,C項錯誤;“7+2=9”,說明它位于周期表的第9列,D項正確。
5.下列曲線表示鹵族元素某種性質(zhì)隨核電荷數(shù)的變化趨勢,正確的是( )
解析:選A。同主族元素從上到下電負性依次減小,A正確;鹵族元素中氟無正價,B錯;HF分子間存在氫鍵,所以HF沸點最高,C錯;鹵族元素從上到下單質(zhì)分子間范德華力依次增大,熔點依次升高,D錯。
6.已知X、Y元素同周期,且電負性X>Y,下列說法錯誤的是( )
A.第一電離能:Y一定小于X
B.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:HmY小于HnX
C.最高價含氧酸的酸性:X對應的酸性強于Y對應的酸性
D.X和Y形成化合物時,X顯負價,Y顯正價
解析:選A。若Y為氮元素,X為氧元素,則第一電離能:Y>X;由于電負性:X>Y,則非金屬性:X>Y,故氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性:HmYY;得電子能力:X>Y,X和Y形成化合物時,X顯負價,Y顯正價。
7.下表中是A、B、C、D、E五種短周期元素的某些性質(zhì),下列判斷正確的是( )
元素
A
B
C
D
E
最低化合價
-4
-2
-1
-2
-1
電負性
2.5
2.5
3.0
3.5
4.0
A.C、D、E的氫化物的穩(wěn)定性:C>D>E
B.元素A的原子最外層軌道中無自旋狀態(tài)相同的電子
C.元素B、C之間不可能形成化合物
D.與元素B同周期且第一電離能最小的元素的單質(zhì)能與H2O發(fā)生置換反應
解析:選D。根據(jù)電負性和最低化合價,推知A為C元素、B為S元素、C為Cl元素、D為O元素、E為F元素。A項,C、D、E的氫化物分別為HCl、H2O、HF,穩(wěn)定性:HF>H2O>HCl;B項,元素A的原子最外層電子排布式為2s22p2,2p2上的兩個電子分占兩個原子軌道,且自旋狀態(tài)相同;C項,S的最外層有6個電子,Cl的最外層有7個電子,它們之間可形成S2Cl2等化合物;D項,Na能與H2O發(fā)生置換反應生成NaOH和H2。
8.X、Y、Z、W是短周期元素,X元素原子的最外層未達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),工業(yè)上通過分離液態(tài)空氣獲得其單質(zhì);Y元素原子最外電子層上s、p電子數(shù)相等;Z元素+2價陽離子的核外電子排布與氖原子相同;W元素原子的M層有1個未成對的p電子。下列有關這些元素性質(zhì)的說法一定正確的是( )
A.X元素的氫化物的水溶液顯堿性
B.Z元素的離子半徑小于W元素的離子半徑
C.Z元素的單質(zhì)在一定條件下能與X元素的單質(zhì)反應
D.Y元素最高價氧化物的晶體具有很高的熔點和沸點
解析:選C。根據(jù)題意,Z元素為Mg,Y元素原子最外電子層電子排布為ns2np2,是C或Si,X為N或O,W為Al或Cl。N的氫化物的水溶液顯堿性,但O的氫化物的水溶液顯中性或弱酸性,A錯誤;Al3+的半徑比Mg2+小,B錯誤;氮氣、氧氣均能與鎂反應,C正確;CO2形成的晶體熔沸點低,D錯誤。
二、非選擇題
9.如圖是s能級和p能級的原子軌道圖,試回答下列問題:
(1)s電子的原子軌道呈 形,每個s能級有 個原子軌道;p電子的原子軌道呈 形,每個p能級有 個原子軌道。
(2)元素X的原子最外層電子排布式為nsnnpn+1,原子中能量最高的是 電子,其電子云在空間有 方向;元素X的名稱是 ,它的氫化物的電子式是 。若元素X的原子最外層電子排布式為nsn-1npn+1,那么X的元素符號為 ,原子的電子排布圖為 。
解析:(1)s電子的原子軌道都是球形的,每個s能級有1個原子軌道;p電子的原子軌道都是啞鈴形的,每個p能級有3個原子軌道,它們相互垂直,分別以px、py、pz表示。
(2)因為元素X的原子最外層電子排布式為nsnnpn+1,np 軌道已排上電子,說明ns軌道已排滿電子,即n=2,則元素X的原子核外電子排布式為1s22s22p3,是氮元素,其中原子中能量最高的是2p電子,其電子云在空間有三個互相垂直的伸展方向;氮元素的氫化物是氨氣,含有極性鍵,其電子式是 ;當元素X的原子最外層電子排布式為nsn-1npn+1時,根據(jù)上述分析,有n-1=2,則n=3,所以X元素的原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p4,是硫元素,元素符號為S,其原子的電子排布圖為
。
答案:(1)球 1 啞鈴 3
(2)2p 三個互相垂直的伸展 氮
10.W、X、Y、Z、N是短周期元素,它們的核電荷數(shù)依次增大。
元素
元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)
W
原子核內(nèi)無中子
X
原子核外s能級上的電子總數(shù)與p能級上的電子總數(shù)相等,且是非金屬元素
Y
元素的離子半徑在該周期中最小
Z
原子核外p能級上的電子總數(shù)比s能級上的電子總數(shù)多2
N
最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)少1
(1)W單質(zhì)的化學式為 ,Z元素原子核外有 個原子軌道填充了電子。
(2)Y、Z和N三種元素第一電離能由大到小的順序為 (填元素符號)。
(3)X與Z兩元素的電負性較大的是 (填元素符號)。
(4)Z元素原子共有 種不同運動狀態(tài)的電子。
解析:W、X、Y、Z、N是核電荷數(shù)依次增大的短周期元素,原子核內(nèi)無中子的元素是氫元素;原子核外s能級電子數(shù)與p能級電子數(shù)相等的非金屬元素是氧元素(1s22s22p4);元素的離子半徑在該周期中最小的是Al3+;原子核外s能級電子數(shù)比p能級電子數(shù)少2的是硅元素(1s22s22p63s23p2);最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)少1的是氯元素。核外有多少個電子就有多少種不同的運動狀態(tài)。
答案:(1)H2 8 (2)Cl>Si>Al (3)O (4)14
11.如圖為周期表中部分元素的某種性質(zhì)(X值)隨原子序數(shù)變化的關系。
(1)同主族內(nèi)不同元素的X值變化的特點是 ,同周期內(nèi),隨著原子序數(shù)的增大,X值總體上呈現(xiàn) 趨勢。
周期表中X值的這種變化特點體現(xiàn)了元素性質(zhì)的 變化規(guī)律。
(2)X值較小的元素集中在元素周期表的 。
a.左下角 b.右上角 c.金屬與非金屬分界線附近
(3)下列關于元素該性質(zhì)的說法中正確的是 (選填代號)。
a.X值可反映元素最高正化合價的變化規(guī)律
b.X值可反映原子在分子中吸引電子的能力
c.X值大小可用來衡量元素金屬性和非金屬性的強弱
解析:(1)根據(jù)圖示,同主族元素從上到下,X值逐漸減小;同周期元素從左到右,X值總體上呈現(xiàn)增大趨勢。
(2)X值較小的元素集中在元素周期表左下角。
(3)X值為元素的電負性,能夠反映原子在分子中吸引電子的能力,能衡量元素金屬性和非金屬性的強弱。
答案:(1)同一主族,從上到下,X值逐漸減小 增大 周期性
(2)a (3)bc
12.有A、B、C、D、E 5種元素,它們的核電荷數(shù)依次增大,且都小于20。其中A為非金屬元素;A和E屬同一族,它們原子最外層電子排布為ns1,B和D也屬同一族,它們原子最外層的p能級電子數(shù)是s能級電子數(shù)的兩倍。C原子最外層電子數(shù)等于D原子最外層電子數(shù)的一半。請回答下列問題:
(1)A是 ,B是 ,C是 ,D是 ,E是 。
(2)由這五種元素組成的一種化合物是(寫化學式) 。寫出該物質(zhì)的一種主要用途: 。
(3)寫出C元素基態(tài)原子的電子排布式: 。
(4)用電子排布圖表示D元素原子的價電子排布為
。
(5)元素B與D的電負性的大小關系是B D,C與 E的第一電離能的大小關系是C E。(填“>”“<”或“=”)
解析:(1)A、B、C、D、E 5種元素核電荷數(shù)都小于20,A、E屬同一族且最外層電子排布為ns1,故為第ⅠA族,而A為非金屬元素,則A為氫;B、D為同一族,其原子最外層的p能級電子數(shù)是s能級電子數(shù)的兩倍,故其最外層電子排布為ns2np4,為第ⅥA族元素,B核電荷數(shù)小于D,則B為氧,D為硫,E為鉀;C原子最外層電子數(shù)為硫原子最外層電子數(shù)的一半,則C為鋁。(5)同主族元素自上而下電負性逐漸減小,故B(氧)的電負性大于D(硫),E(鉀)的第一電離能小于鈉,鈉的第一電離能小于C(鋁),故第一電離能Al>K。
答案:(1)H O Al S K(寫元素名稱也可)
(2)KAl(SO4)212H2O 凈水劑
(3)1s22s22p63s23p1
(4)
(5)> >
13.月球上的主要礦物有輝石(CaMgSi2O6)、斜長石(KAlSi3O8)和橄欖石{可分為鐵橄欖石(Fe2SiO4)、鎂橄欖石(Mg2SiO4)、鐵鎂橄欖石[(MgFe)2SiO4]}等。
(1)鐵橄欖石中鐵元素化合價為 ,硅元素原子核外電子排布式為 。
(2)硅元素的原子核外共有 種不同能級的電子,其原子最外層共有 種不同運動狀態(tài)的電子。
(3)月球上的上述主要礦物中,屬于短周期元素的原子半徑由大到小的順序為 (填元素符號)。
(4)某元素與氧元素同周期,且與氧元素組成的化合物中氧元素顯+2價,兩者電負性關系是 (填元素符號)。
解析:(1)根據(jù)氧元素為-2價、硅元素為+4價,鐵橄欖石Fe2SiO4中鐵元素化合價為+2價,硅元素原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p2。(2)硅元素原子核外有5種不同能級的電子,最外層有4種不同運動狀態(tài)的電子。(3)屬于短周期元素的是Mg、Al、Si、O。(4)與氧元素組成的化合物中氧元素顯+2價,說明電負性比氧元素更強,只有F元素。
答案:(1)+2 1s22s22p63s23p2 (2)5 4 (3)Mg>Al>Si>O (4)F>O
14.已知:A~F都是周期表中前四周期的元素,它們的原子序數(shù)依次增大。其中A、C原子的L層有2個未成對電子。D與E同主族,D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。F3+的M層3d軌道電子為半充滿狀態(tài)。請根據(jù)以上信息,回答下列問題:
(1)A、B、C的電負性由小到大的順序為
(用元素符號表示)。
(2)D元素的原子核外共有 種不同運動狀態(tài)的電子、 種不同能級的電子。
(3)寫出E的基態(tài)原子的電子排布式: 。
(4)F和X(質(zhì)子數(shù)為25)兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表,比較兩元素的I2、I3可知,氣態(tài)X2+再失去一個電子比氣態(tài)F2+再失去一個電子難。對此,你的解釋是 。
元素
X
F
電離能/kJmol-1
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
解析:據(jù)題意可知A原子電子排布式為1s22s22p2,故為碳元素;C原子電子排布式為1s22s22p4,故為氧元素,則B為氮元素;由D2+與C2-核外電子排布相同,可知D為Mg,則E為Ca;由F3+的3d軌道電子半充滿可知為3d5,則F為Fe。
答案:(1)C
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通用版2019版高考化學一輪復習
選修3
物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
第1節(jié)
原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)學案
新人教版
通用版
2019
高考
化學
一輪
復習
選修
物質(zhì)
結(jié)構(gòu)
性質(zhì)
原子結(jié)構(gòu)
新人
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