归纳与整理特级教师教学实录

原子结构与元素的性质归纳与整理

第一课时

电子排布式、电离能和电负性

教学目标：

1.

通过对高考真题的分析，洞察规律

2.

通过对原子结构与性质知识的归纳与整理，形成知识网络，辨析概念的外延和内涵

3.

通过实践应用、合作学习、交流表达提升化学用语的规范表达能力和科学素养

教学重点：概念的辨析、化学用语的规范使用

教学难点：概念的辨析、化学用语的规范使用

教学方法：DJP教学法、活动元教学法

教学过程：

活动形式

真题调研，洞察规律

（独立完成）

时间

活动过程及结果

15 Min

1．(2017·全国卷Ⅰ，35)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：

(1)元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为________ nm(填标号)。

A．404.4

B. 553.5

C．589.2

D．670.8

E．766.5 (2)基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是____________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是_________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在I3离子。I3离子的几何构型为____________，中心原子的杂化类型为________。

(4)KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立体结构，边长为a＝0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为_____ nm，与K紧邻的O个数为________。

＋＋

(5)在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于________位置，O处于________位置。

2．(2017·全国卷Ⅱ，35)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题：

(1)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为________。

1

3 min

讨论、交流、展示（小组合作）

(2)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(a)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_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图(b)所示。

①从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为________，不同之处为________。(填标号) A．中心原子的杂化轨道类型

B．中心原子的价层电子对数

C．立体结构

D．共价键类型

②R中阴离子N5中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号Πnm表示，其中m代－表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Π66)，则N5中的大π键应表示为________。

－③图(b)中虚线代表氢键，其表示式为(NH4)N—H…Cl、________、________。

(4)R的晶体密度为d g·cm3，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]－＋单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为_____________________________。

思考：1、从哪些角度进行了考查？易错点有哪些？解题的关键是什么？

交流与展示：

2

5 Min

填写知识清单，

独立完成

分类突破：1.电子排布式、电离能和电负性

1．不同能层的能级、原子轨道及电子云轮廓图归纳

(1)能层、能级及其最多容纳电子数的关系

能层

符号

能级

最多容纳电子数

一

2 2

2 8 二

6

2 三

6 18

10

2

6 32 四

10

14 5s 2 …

五

O …

…

…

…

…

…

2n2

(2)常见原子轨道电子云轮廓图

原子轨道

s p 2.基态原子的核外电子排布

(1)排布规律

能量最低原理

泡利原理

洪特规则

(2)四种表示方法

表示方法

核外电子排布式

简化表示式

价（外围）电子排布式

电子排布图(或轨道表示式) (3)常见错误防范

①电子排布式

a．3d、4s书写顺序混乱

2262626Fe：1s2s2p3s3p4s3d×如：

Fe：电子云轮廓形状

轨道个数

原子核外电子总是先占有能量最

的原子轨道

每个原子轨道上最多只容纳

个自旋方向

的电子

当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先

占据一个轨道，而且自旋状态

举例

Cr：

Cu：

Fe：

O：

b．违背洪特规则特例

3

2min

小组交流

22626422262692Cr：1s2s2p3s3p3d4s×Cu：1s2s2p3s3p3d4s×如：



Cr：

Cu：



②电子排布图

a.c.(违背

原理)

b.(违背

)

d.(违背

原理) (违背

) 3．元素第一电离能的递变性

第一电离能

(1)特例

当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半充满(p3、d5、f7)和全充满(p6、d10、f14)的结构时，原子的能量较

，为稳定状态，该元素具有较大的第一电离能，如：第一电离能，Be>B；Mg>Al；N>O；P>S。

(2)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价。

4．元素电负性的递变性

(1)规律

同周期元素，从左到右，电负性依次

；同主族元素自上而下，电负性依次

。

(2)应用

同周期(从左到右)

趋势(注意第 族、第 族的特殊性) 同主族(自上而下) 依次

找出困难点和错处，查漏补缺：

4

10min

3min

，

精典精练：

1．原子核外电子的排布

(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用_______形象化描述。在基态14C原子中，核外存在________对自旋方向相反的电子。

独立完成，

相互评价，思路讲解

(2)基态Ni原子的电子排布式为_____________________________，Ni2的价层电子排布图为＋_____________________________________，该元素位于元素周期表中的第________族。

(3)N的基态原子核外电子排布式为________；Se的基态原子最外层有________个电子。

(4)Si元素基态原子的电子排布式是________________。

(5)Cu、Cu2、Cu基态核外电子排布式分别为__________、__________、__________。

＋＋(6)Cr3基态核外电子排布式为_____________________________________________；配合物＋[Cr(H2O)6]3中，与Cr3形成配位键的原子是________(填元素符号)。

＋＋(7)Mg原子核外电子排布式为_________________________________________；Ca原子最外层电子的能量________(填“低于”“高于”或“等于”)Mg原子最外层电子的能量。

(8)基态铁原子有________个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为_______________。

2．元素的性质

(1)CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为___________________________。

(2)原子半径：Al________Si，电负性：N________O。(填“>”或“<”) (3)C、Si、N元素的电负性由大到小的顺序是________；C、N、O、F元素的第一电离能由大到小的顺序是________________。

(4)F、K、Fe、Ni四种元素中第一电离能最小的是___，电负性最大的是____(填元素符号)。

(5)请回答下列问题：

①N、Al、Si、Zn四种元素中，有一种元素的电离能数据如下：

电离能

In/kJ·mol1

－I1

578 I2

1 817 I3

2 745 I4

11 578 ……

则该元素是________(填写元素符号)。

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

5

2min

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

(6)已知X、Y和Z均为第三周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表：

电离能/kJ·mol1

－I1

496 738 578 I2

4 562 1 451 1 817 I3

6 912 7 733 2 745 I4

9 543 10 540 11 578 X Y Z

①写出X的核外电子排布式：_________________________________________________。

②元素Y的第一电离能大于Z的原因是_________________________________________。

(7)中国古代四大发明之一——黑火药，它的爆炸反应为2KNO3＋3C＋S=====K2S＋N2↑＋3CO2↑，除S外，上列元素的电负性从大到小依次为_____________________________。

完成填空，找出困难点和错处，查漏补缺：

引燃

6