高中化学选修三第一章原子结构与性质讲义及习题.学生版

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1、细心整理第一章 原子构造与性质一.原子构造1、能级与能层2、原子轨道3、原子核外电子排布规律1构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按以下图依次填入核外电子运动轨道能级，叫做构造原理。能级交织：由构造原理可知，电子先进入4s轨道，后进入3d轨道，这种现象叫能级交织。PS：构造原理并非4s能级比3d能级能量低，而是指这样依次填充电子可以使整个原子的能量最低。2能量最低原理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，简称能量最低原理。3泡利不相容原理：一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反用“”表示，这个原理称为泡利原理。4洪特规那么：当电子排布在同一能

2、级的不同轨道能量一样时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向一样，这个规那么叫洪特规那么。比方，p3的轨道式为，而不是。洪特规那么特例：当p、d、f轨道填充的电子数为全空、半充溢或全充溢时，原子处于较稳定的状态。即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14时，是较稳定状态。前36号元素中，全空状态的有4Be 2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23d0；半充溢状态的有：7N 2s22p3、15P 3s23p3、24Cr 3d54s1、25Mn 3d54s2、33As 4s24p3；全充溢状态的有10Ne 2s22p6、18Ar 3s23p6、29Cu 3d104

3、s1、30Zn 3d104s2、36Kr 4s24p6。4、基态原子核外电子排布的表示方法1电子排布式用数字在能级符号的右上角说明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，例如K：1s22s22p63s23p64s1。为了幸免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子到达稀有气体元素原子构造的局部以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示，例如K：Ar4s1。2电子排布图(轨道表示式)每个方框或圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。如基态硫原子的轨道表示式为二、原子构造与元素周期表1、原子的电子构型与周期的关系1每周期第一种元素的最外层电子的排布式为ns1。每周期结尾元素的最外层电子排布式除He为1s

4、2外，其余为ns2np6。He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。2一个能级组最多所容纳的电子数等于一个周期所包含的元素种类。但一个能级组不必需全部是能量一样的能级，而是能量相近的能级。2、元素周期表的分区分区元素分布外围电子排布元素性质特点s区A族、A族及He元素ns12除氢、氦外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反响p区AA族、0族除氦外ns2np16通常是最外层电子参与反响d区BB族、(除镧系、锕系外)(n-1)d19ns12d轨道可以不同程度地参与化学键的形成ds区B族、B族(n-1)d10ns12金属元素f区镧系、锕系(

5、n-2)f014(n-1)d02 ns2镧系元素化学性质相近、锕系元素化学性质相近依据核外电子排布，可确定：分区各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点假设确定元素的外围电子排布，可干脆判定该元素在周期表中的位置。如：某元素的外围电子排布为4s24p4，由此可知，该元素位于p区，为第四周期A族元素。即最大能层为其周期数，最外层电子数为其族序数，但应留意过渡元素(副族与第族)的最大能层为其周期数，外围电子数应为其纵列数而不是其族序数(镧系、锕系除外)。三、元素周期律1、电离能、电负性1电离能是指气态原子或离子失去1个电子时所须要的最低能量，第一电离能是指电中性基态原子失去1个电子转化为气态基态正

6、离子所须要的最低能量。第一电离能数值越小，原子越简洁失去1个电子。在同一周期的元素中，碱金属(或第A族)第一电离能最小，稀有气体(或0族)第一电离能最大，从左到右总体呈现增大趋势。同主族元素，从上到下，第一电离能慢慢减小。同一原子的其次电离能比第一电离能要大。2元素的电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。以氟的电负性为4.0，锂的电负性为1.0作为相对标准,得出了各元素的电负性。电负性的大小也可以作为判定金属性和非金属性强弱的尺度，金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“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。3电负

7、性的应用判定元素的金属性和非金属性及其强弱金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性那么在1.8左右，它们既有金属性，又有非金属性。金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。同周期自左到右，电负性慢慢增大，同主族自上而下，电负性慢慢减小。2、原子构造与元素性质的递变规律性质同周期从左往右同主族自上而下1能层数电子层数一样从1递增到6或72最外层电子数从1递增到8第一周期例外一样3原子半径减小增大4金属性原子失电子实力减弱增加5非金属性原子得电子实力增加减弱6电负性增加减弱7第一电离能增

8、大的趋势减小8单质复原性减弱增加9单质氧化性增加减弱10最高价氧化物对应水化物的酸碱性碱性减弱，酸性增加碱性增加、酸性减弱11非金属形成气态氢化物的难易程度由难到易由易到难12气态氢化物的稳定性增加减弱13主要化合价最高正价从+1递增到+7O、F除外，最低负价从-4递增到-1一样14离子半径r阴离子减小，r阳离子减小。r(阴)r(阳)增大 3、对角线规那么在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相像的，如第一节 原子构造考察点一能层、能级、构造原理1以下说法中正确的选项是()。A同一原子中，1s、2s、3s电子的能量慢慢减小B同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多C

9、能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动D各能层含有的能级数为n(n为能层序数)2以下说法中正确的选项是()。A1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布B3p2表示3p能级有两个轨道C同一原子中，3d轨道的能量小于4s轨道的能量D同一原子中，2p、3p、4p电子的能量慢慢减小3比拟以下多电子原子的能级的能量凹凸(1)2s_3s (2)2s_3d (3)3p_3s (4)4f_6f考察点二核外电子排布规律4主族元素原子失去最外层电子形成阳离子，主族元素的原子得到电子填充在最外层形成阴离子。以下各原子或离子的电子排布式错误的选项是()。ACa2：1s22s22p63s2

10、3p6 BO2：1s22s22p4CCl：1s22s22p63s23p6 DAr：1s22s22p63s23p65铁是常见金属，它在元素周期表中位于第四周期族，原子序数为26，那么Fe2的构造示意图为 ()。A. B.C. D.6写出具有以下电子排布的原子的核电荷数、名称、元素符号及元素周期表中的位置。(1)1s22s22p63s23p4；(2)1s22s22p63s23p63d104s24p65s2；(3)1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1考察点三原子光谱、电子云与原子轨道7以下电子排布式是基态原子的电子排布的是()。1s12s11s22s12p11

11、s22s22p63s2 1s22s22p63s23p1A B C D8以下有关电子云和原子轨道的说法中正确的选项是()。A原子核外的电子像云雾一样覆盖在原子核四周，故称电子云Bs能级原子轨道呈球形，处于该轨道上的电子只能在球壳内运动Cp能级原子轨道呈哑铃状，随着能层的增加，p能级原子轨道也在增多Dp能级原子轨道与s能级原子轨道的平均半径都随能层序数的增大而增大9X元素原子的最外层电子排布式为nsnnpn1，试答复以下问题：(1)电子排布式中的n_；原子中能量最高的是_电子，其电子云在空间有_方向，呈现_形。(2)X元素的名称是_；它的氢化物的电子式是_。考察点四综合应用10短周期的三种主族元素

12、A、B、C，原子序数依次减小。A元素的2p能级上有3个未成对电子；B元素原子的最外电子层上的电子数是其电子层数的2倍；A、B、C三原子的核外电子层数之和是5。请答复：(1)三种元素的元素符号分别为：A_，B_，C_。(2)A与C形成的化合物的分子式是_，写出该化合物与A的最高价氧化物对应水化物发生反响的化学方程式_。11有A、B、C、D、E 5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中A为非金属元素，A和E属同一族，它们原子的最外层电子排布式为ns1。B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，C原子最外层上电子数等于D原子最外层上电子数的一半。请答复以下问题：

13、(1)A是_，B是_，C是_，D是_，E是_。(2)由这5种元素组成的一种化合物是(写化学式)_。写出该物质的一种主要用途：_。(3)写出C元素基态原子的电子排布式：_。(4)用电子排布图表示D元素原子的最外层电子排布：_。12. 确定X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子。请答复以下问题：1X元素原子基态时的电子排布式为，该元素的符号是。2Y元素原子的价层电子的电子排布图为，该元素的名称是。3确定化合物X2Y3在稀硫酸溶液中可被金属锌复原为XZ3，产物

14、还有ZnSO4和H2O，该反响的化学方程式是_。其次节 原子构造与元素的性质考察点一原子构造与元素周期表1元素周期表中，非金属元素存在的区域为()。A只有s区 B只有p区Cs区、d区和ds区 Ds区和p区2闪烁着银白色光泽的金属钛(22Ti)因具有密度小、强度大、无磁性等优良的机械性能，被广泛的应用于军事、医学等领域，号称“崛起的第三金属”。确定钛有48Ti、49Ti、50Ti等同位素，以下关于金属钛的表达中不正确的选项是()。A上述钛原子中，中子数不行能为22B钛元素在周期表中处于第四周期C钛的不同同位素在周期表中处于不同的位置D钛元素是d区的过渡元素考察点二元素周期律的应用3以下各组元素性

15、质的递变状况错误的选项是()。ALi、Be、B原子的最外层电子数依次增多BP、S、Cl元素的最高化合价依次提升CN、O、F电负性依次增大DNa、K、Rb第一电离能慢慢增大4以下表达中正确的选项是()。A同一周期中，A族元素的原子半径最大BA族元素的原子，其半径越大，越简洁得到电子C室温时，0族元素的单质都是气体D同一周期中，碱金属元素的第一电离能最大5以下各元素，最易形成离子化合物的组合是 ()。第三周期第一电离能最小的元素外围电子构型为2s22p6的原子2p能级为半满的元素电负性最大的元素A B C D6现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：1s22s22p63s23p41s22s22p6

16、3s23p31s22s22p31s22s22p5那么以下有关比拟中正确的选项是()。A第一电离能：B原子半径：C电负性：D最高正化合价：考察点三微粒半径大小比拟7An、B(n1)、Cn、D(n1)有一样的电子层构造，那么原子半径由大到小的依次是ACDBA BABCDCDCAB DABDC8a、b、c、d是四种短周期元素。a、b、d同周期，c、d同主族。a的原子构造示意图为，b与c形成的化合物的电子式为。以下说法正确的选项是()。A原子半径：acdbB电负性：abdcC原子序数：dacbD最高价含氧酸的酸性：cda考察点四综合应用9如下图为元素周期表的大致框架(1)在如下图元素周期表中画出金属元

17、素与非金属元素的分界限(2)鉴于NaH的存在，有人建议可把氢元素归到A族。但依据氢元素最高正化合价与最低负化合价的确定值相等，可把氢元素归到元素周期表中的_族。(3)现有甲、乙两种元素，甲元素原子核外3p能级上有5个电子，乙元素的焰色反响呈黄色。在如下图的元素周期表中，将甲、乙两元素的元素符号填在甲、乙两元素在元素周期表中的相应位置。甲元素与硫元素相比拟，非金属性较强的是_(填名称)，写出可以验证该结论的一个化学方程式：_。(4)2008年8月2日，CCTV1焦点访谈栏目中报道了“铊中毒事务”，铊再次成为公众关注的焦点。铊的相关信息如右图卡片中所示。以下表达不正确的选项是()。81Tl铊204

18、.46s26p1A铊在元素周期表中的位置是第六周期A族B铊原子的中子数为20481123C6s26p1表示铊原子有6个电子层，最外电子层中有3个电子D铊的金属性比铝的强E铊元素是p区元素10第三周期元素X、Y、Z的各级电离能数据如下表：I/(kJmol1)I1I2I3I4 X7381 4517 73310 540Y4964 5626 9129 540Z5771 8172 74511 578请答复：X、Y、Z 三种元素的元素符号分别为_、_、_；常见化合价分别为_、_、_；电负性由小到大的依次是_。11W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数一次增大。W、Y的氧化物是导致酸

19、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)_(“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_(“大”或“小”)(3)Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z的单质反响的化学方程式是_。12电离能是指由蒸气状态的孤立原子移去电子形成阳离子须要的能量。从中性原子中移去第一个电子所需的能量为第一电离能(I1)，移去其次个电子所须要的能量为其次电离能(I2)，依次类推。现有5种元素A，B，C，D，E，其中I1I3分裂下表，依据表中数据判定其中的金属元素有_，稀有气体元素有_，最活泼的金属是_，显二价的金属是_。附表各元素的电离能元素I1/eVI2/eVI3/eVA13.023.940.0B4.331.947.8C5.747.471.8D7.715.180.3E21.641.165.2