高中化学选修三（人教版 课件）-第一章　原子结构与性质 章末整合提升1

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1、,专题一,专题二,专题三,专题一 原子结构与核外电子排布 1.构造原理,专题一,专题二,专题三,构造原理揭示了能级的能量高低顺序和电子的填充顺序,如图所示。多电子原子中,电子填充能级时,能级能量的高低存在如下规律: (1)相同能层能量的高低:E(ns)E(np)E(nd)E(nf)。 (2)不同能层能量的高低:E(1s)E(2s)E(3s)E(4s) (3)相同能层电子云形状相同的原子轨道的能量相等,例如2px、2py、2pz的能量相同。 (4)能级交错规律:E(ns)E(n-2)f E(n-1)dE(np)。,专题一,专题二,专题三,2.核外电子排布遵循的原理和规则 核外电子的排布遵循能量最

2、低原理、泡利原理和洪特规则。,专题一,专题二,专题三,【例1】 A、B、C、D是四种短周期元素,E是过渡元素。A、B、C同周期,C、D同主族,A的原子结构示意图为 ,B是同周期除稀有气体外原子半径最大的元素,C的最外层有3个未成对电子,E的外围电子排布式为3d64s2。回答下列问题: A为 (写出元素符号,下同),电子排布式是 ; B为 ,简化电子排布式是 ; C为 ,外围电子排布式是 ; D为 ,电子排布图是 ; E为 ,原子结构示意图是 。,专题一,专题二,专题三,解析:由题意可知,A为Si,B为Na,C为P,则D为N,E为Fe,这五种元素原子的电子排布式分别为 A:1s22s22p63s

3、23p2,B:1s22s22p63s1, C:1s22s22p63s23p3,D:1s22s22p3, E:1s22s22p63s23p63d64s2。 答案:Si 1s22s22p63s23p2 Na Ne3s1,专题一,专题二,专题三,迁移训练1 A、B、C、D、E代表5种元素。请填空: (导学号52700018) (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-1价离子和C元素的+1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能级为半充满状态,D的元素符号为 ,其基态原子的电子排布式为

4、 。 (4)E元素基态原子的M层填充满电子,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 。,专题一,专题二,专题三,解析:(1)根据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,可推知该元素是氮元素,元素符号为N。 (2)根据B、C元素的离子的电子层结构与氩相同,可推知B为氯(Cl),C为钾(K)。 (3)因D元素的正三价离子的3d能级为半充满状态,可知D为铁元素(Fe),其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。 (4)E元素基态原子的M层填充满电子,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,推知E为铜(Cu),基态原子

5、的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。 答案:(1)N (2)Cl K (3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2 (4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1,专题一,专题二,专题三,专题二 表示原子结构和组成的常见化学用语(以Na和S为例),专题一,专题二,专题三,专题一,专题二,专题三,【例2】 在元素周期表前四周期中,有A、B、C、D四种元素,它们的原子序数依次增大,A元素的原子核外有3个未成对电子;B元素的原子次外层有8个电子,1 mol B元素的单质与足量盐酸反应可生成1 mol H2,B元素的单质

6、不易与冷水反应;C元素的+3 价离子的d能级为半充满状态;D元素易形成-1价阴离子。 (导学号52700019) (1)填写下表:,专题一,专题二,专题三,(2)A元素位于第 周期第 族,A元素的最高价氧化物的化学式为 ,对应水化物的化学式为 ,A元素的气态氢化物的化学式为 。 (3)B元素位于第 周期第 族,B元素的单质在A元素的单质中燃烧的化学方程式为 ,燃烧产物与水反应的化学方程式为 。,专题一,专题二,专题三,(4)C元素位于第 周期第 族,C2+的电子排布式为 ,在含C2+的水溶液中,滴入氯水后再滴入数滴KSCN溶液,现象是 ,上述反应中涉及氧化还原反应的离子方程式为 。在含C3+的

7、水溶液中加入足量铁粉充分振荡后,滴入KSCN溶液,现象是 ,上述反应中涉及氧化还原反应的离子方程式为 。 (5)D元素位于第 周期第 族,在C2+与D-形成的化合物的水溶液中,滴入足量氯水,反应的化学方程式为 。,专题一,专题二,专题三,(6)写出B与D两种元素形成的化合物的电子式: ,此化合物属于 化合物。 (7)四种元素中电负性最大的元素是 ,第一电离能最小的元素是 。A、B两种元素的原子半径的大小关系是 ,单核离子的离子半径的大小关系是 。,专题一,专题二,专题三,解析:A元素的原子核外有3个未成对电子,其外围电子排布式为2s22p3或3s23p3。1 mol B元素的单质与足量盐酸反应

8、产生1 mol H2,B为第A族元素Mg或Ca,又由于B比A的原子序数大且B元素的单质不易与冷水反应,则B元素为Mg,那么A元素为N。 C元素的+3价离子的d能级为半充满状态,那么C元素原子的外围电子排布式为3d64s2,C元素为Fe;D元素在第四周期(原子序数比C元素的大)且易形成-1价阴离子,D元素是Br。 推出了A、B、C、D四种元素,则(1)(7)小题可依次推理作答。,专题一,专题二,专题三,答案:(1),专题一,专题二,专题三,专题一,专题二,专题三,迁移训练2 根据要求填空: (导学号52700020) (1)W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素,其原子半径与原子序数的关系如下图所

9、示。已知W的一种核素的质量数为18,中子数为10;X和Ne原子的核外电子数相差1;Y的单质是一种常见的半导体材料;Z的电负性在同周期主族元素中最大。 X位于元素周期表中第 周期第 族;W的基态原子核外有 个未成对电子。,专题一,专题二,专题三,(2)氮元素可以形成多种化合物,基态氮原子的外围电子排布式是 ;C、N、O三种元素的第一电离能从大到小的顺序是 。 (3)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 价。,专题一,专题二,专题三,解析:(1)因为W的一种核素的质量数为18,中子数为10,说明W的质子数为8,即为氧元素;Y的单质是一种常见的半导体材料,

10、而在短周期元素中只有硅符合条件,即Y是Si;由图像中原子半径的大小顺序可知X、Y、Z应该属于第三周期元素,在第三周期主族元素中电负性最大的元素是Cl,所以Z是Cl;又因为X和Ne原子的核外电子数相差1,且X位于第三周期,所以X是Na,O的电子排布式是1s22s22p4,所以O的基态原子核外有2个未成对电子。(2)基态氮原子的外围电子排布式是2s22p3。C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是NOC。(3)B的原子序数是5,所以基态B原子的电子排布式为1s22s22p1;B和N都属于第二周期元素,一般来说,同周期元素自左向右电负性逐渐增大,所以电负性较大的是N。B原子最外层有3个电子,所以

11、在化合物中通常显+3价。,专题一,专题二,专题三,答案:(1)三 A 2 (2)2s22p3 NOC (3)1s22s22p1 N +3,专题一,专题二,专题三,专题三 元素“位”“构”“性”的关系 1.元素“位”“构”“性”关系图解,专题一,专题二,专题三,2.元素性质的递变规律,专题一,专题二,专题三,【例3】 下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势,其中不正确的是( ),专题一,专题二,专题三,解析:一般来说,同主族元素从上到下电负性依次减小,A项正确;卤族元素中氟无正价,B项错误;F、Cl、Br的最外层电子数相同,C项正确;卤族元素从上到下第一电离能逐渐减小,D项正确。 答案

12、:B,专题一,专题二,专题三,迁移训练3 现有A、B、C、D四种元素,A是第五周期第A族元素,B是第三周期元素,B、C、D的价电子层的电子总数分别为2、2、7。四种元素的原子序数从小到大的顺序是B、C、D、A。已知C和D的次外层电子数均为18。 (1)写出A、B、C、D的元素符号:A 、B 、C 、D 。 (2)C位于元素周期表的 区,C2+的电子排布式为 。,专题一,专题二,专题三,(3)其中最高价氧化物对应水化物碱性最强的化合物是 (写化学式,下同);最高价氧化物对应水化物酸性最强的化合物是 。 (4)元素的第一电离能最小的是 ,元素的电负性最大的是 。,专题一,专题二,专题三,解析:(1

13、)A是第五周期第A族元素,则A元素为Sn。由于B是第三周期元素,且其价电子层的电子总数为2,所以B元素为Mg。由于C、D的原子序数均大于B的,C、D的价电子层的电子总数分别为2、7,且C、D的次外层电子数均为18,因此,C应该为第四周期第B族元素Zn,又因为原子序数:ZnDSn,所以D应为第四周期第A族元素Br。 (2)锌元素基态原子的外围电子排布式为3d104s2,它位于元素周期表的ds区,Zn2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10。,专题一,专题二,专题三,(3)金属性:MgZnSn,故最高价氧化物对应水化物碱性最强的化合物是Mg(OH)2。Br是非金属元素

14、,其最高价氧化物对应水化物呈酸性,其化学式为HBrO4。 (4)元素的第一电离能越小,表示其原子失去一个电子的能力越强,其金属性越强,故镁元素的第一电离能最小。元素电负性越大,表示其原子吸引电子的能力越强,其非金属性越强,故电负性最大的为溴元素。 答案:(1)Sn Mg Zn Br (2)ds 1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10 (3)Mg(OH)2 HBrO4 (4)Mg Br,专题一,专题二,专题三,迁移训练4 下图是元素周期表的简略框架图。 (导学号52700021),专题一,专题二,专题三,(1)请在上图所示的元素周期表中画出金属元素与非金属元素的分界线。按电子排布,

15、可把元素划分成5个区,不全是金属元素的区为 。 (2)根据氢元素最高正化合价与最低负化合价的绝对值相等,你认为还可把氢元素放在元素周期表中的第 族;有人建议将氢元素排在元素周期表的第A族,请你写出支持这一观点的一个化学事实: 。,专题一,专题二,专题三,(3)上图中元素原子的外围电子排布式分别为 、 。 比较元素与元素的下列性质(填“”或“”)。 原子半径: ;电负性: ; 金属性: ;第一电离能: 。 (4)某短周期元素最高正化合价为+7价,其原子结构示意图为 。,专题一,专题二,专题三,解析:(1)金属元素与非金属元素的分界线是非金属元素的硼、硅、砷、碲、砹与金属元素铝、锗、锑、钋之间的分

16、界线,按电子填充顺序把元素周期表划分为5个区,即s区、p区、d区、ds区和f区,其中s区中的氢以及p区的大部分元素不是金属元素。 (2)最高正化合价与最低负化合价绝对值相等的族为第A族;氢原子得到1个电子达到稳定结构,这一特点同第A族元素相同。,专题一,专题二,专题三,(3)由和在元素周期表中的位置可以确定和分别为Mg和Al,外围电子排布式分别为3s2和3s23p1。利用同周期元素性质的递变规律可知,原子半径:MgAl,金属性:MgAl,电负性:AlMg;第A族元素的第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能大,所以第一电离能:MgAl。 (4)短周期最高正化合价为+7价的元素应为第A族元素,氟元素无正价,所以该元素为氯元素。,专题一,专题二,专题三,答案:(1) s区和p区 (2)A 氢原子得到1个电子达到稳定结构(其他合理答案如与碱金属元素可形成离子化合物M+H-或NaH的存在等均可) (3)3s2 3s23p1 ,