归纳与整理优质课教案

原子结构与性质章节复习

适用学高中化学

科

适用区人教版

域

课时时长（分120

钟）

适用年级

高中二年级

知识点

核外电子排布，原子轨道，元素周期表，电离能，电负性

1．了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。

教学目标

2．了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。

3．了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。

4．了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。

教学重1．原子核外电子排布规律及其表示方法。

点

2．元素性质的周期性变化规律及其应用。

教学难1．原子核外电子排布规律及其表示方法。

点

2．元素性质的周期性变化规律及其应用。

教学过程

一、

课堂导入

经过几节课的学习，我们对原子的结构，性质，核外电子排布，元素周期表，电离能，电负性等知识已经有了深入的了解，今天我们来复习巩固一下这些知识。

二、复习知识点

1．原子结构

能级②

s—③

形状p—④

电子层结构s—⑤

原原子轨道p—⑥

子个数d—⑦

f—⑧

结构⑨

原则原则⑩

原理⑪

核外电子排布电子排布式描述价电子排布式轨道表示式2．元素周期律

电子层①

元元素周期表7个横行，⑭

周期素周期周期序数＝⑮

性同周期从左往右⑯

质原子半径同主族从上到下⑰

的

同周期从左往右：逐渐升高递主要化合价同主族相同变元素周期律同周期从左到右⑱

规电离能同主族从上到下⑲

律同周期从左到右⑳

电负性○

同主族从上到下21【答案】

1．①K、L、M、N、O、P、Q

②s

p

d

f

③球形

④哑铃形

⑤1

⑥3

⑦5

⑧7

⑨能量最低

⑩泡利不相容

⑪洪特规则

2．⑫16个

⑬价电子

⑭7个

⑮电子层数

⑯减小

⑰增大

⑱呈增○减小

大趋势

⑲减小

⑳增大

2118个纵行，⑫

族族主族序数＝⑬

数三、例题精析

【例题1】A、B、C、D、E、F代表6种元素。请填空：

(1)A元素基态原子的最外层有2个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为____________；

(2)B元素的负一价离子和C元素的正一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，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为__________；

(4)E元素基态原子的M层全充满，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_________________________________。

(5)F元素的原子的最外层电子排布式为nsnnpn＋1，则n＝________；原子中能量最高的是________电子。

【答案】(1)C或O

(2)Cl

K (3)Fe

1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2

(4)Cu

1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1

(5)2

2p

【解析】(1)A元素基态原子的次外层有2个电子，故次外层为K层，A元素有2个电子层，由题意可写出其电子排布图为：，则该元素核外有6个电子，为碳元素，其元素符号为C，另外氧原子同样也符合要求，其电子排布图为：。

(2)B－、C＋的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C为19号元素K。

(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2即26号元素铁。

(4)根据题意要求，首先写出电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号Cu。

(5)s能级只有1个原子轨道，故最多只能容纳2个电子，即n＝2，所以元素F

的原子的最外层电子排布式为2s22p3，由此可知F是N元素；根据核外电子排布的能量最低原理，可知氮原子的核外电子中的2p能级能量最高。

【例题2】下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表某一种化学元素。

(1)下列________(填写编号)组元素的单质可能都是电的良导体。

①a、c、h

②b、g、k

③c、h、l

④d、e、f (2)如给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响：①原子核对核外电子的吸引力，②形成稳定结构的倾向。下表是一些气态原子失去核外不同电子所需mol－1)：

的能量(kJ·

失去第一个电子

失去第二个电子

失去第三个电子

失去第四个电子

锂

519 7 296 11 799

X 502 4 570 6 920 9 550 Y 580 1 820 2 750 11 600 ①通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量：__________________________________。

②表中X可能为以上13种元素中的________(填写字母)元素，则该元素属于________区元素。用元素符号表示X和j所能形成的化合物的化学式是

________。

③Y是周期表中________族元素。

④以上13种元素中，________(填写字母)元素原子失去核外第一个电子需要的

能量最多。

【答案】(1)①④

(2)①锂原子失去核外第一个电子后即达到稳定结构，所以锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量

②a

s

Na2O和Na2O2

③ⅢA

④m 【解析】b为H，a为Na，c为Mg，d为Sr，e为Ti，f为Al，g为Ge，h为C，i为P，j为O，k为Te，l为Cl，m为Ar。

(1)金属以及碳为电的良导体，所以①④都符合。

(2)①由于Li失去一个电子后，达到稳定结构，所以再失去一个电子所需能量远远大于失去第一个电子所需能量。②根据X的逐级电离能数据，X最外层应有1个电子，应为Na元素，即a，Na在s区，Na与O(j)可形成Na2O，Na2O2两种化合物。③根据Y的逐级电离能数据，Y最外层应有3个电子，对应的元素应为Al(f)。④稀有气体元素原子最稳定，失去第1个电子需要能量最多。

【例题3】

元素代号

Q R S T U I1/(kJ·mol－1) 2 080 500 740 580 420 I2/(kJ·mol－1) 4 000 4 600 1 500 1 800 3 100 I3/(kJ·mol－1) 6 100 6 900 7 700 2 700 4 400 I4/(kJ·mol－1) 9 400 9 500 10 500 11 600 5 900 (1)在周期表中，最可能处于同一族的是________。

A．Q和R

B．S和T

C．T和U

D．R和T E．R和U (2)电解它们的熔融氯化物，以下过程最可能正确的是________。

A．Q2＋＋2e－―→Q

C．S3＋＋3e－―→S

B．R2＋＋2e－―→R

D．T3＋＋3e－―→T

(3)它们的氯化物的化学式，最可能正确的是________。

A．QCl2

C．SCl3

(4)S元素最可能是________。

A．s区元素

C．p区元素

B．RCl

D．TCl B．稀有气体元素

D．准金属

(5)下列元素中，化学性质和物理性质最像Q元素的是________。

A．氦(1s2)

C．锂(1s22s1)

B．铍(1s22s2) D．氢(1s1) 【答案】(1)E

(2)D

(3)B

(4)A

(5)A 【解析】(1)根据电离能的变化趋势，Q为稀有气体元素，R为第ⅠA族元素，S为第ⅡA族元素，T为第ⅢA族元素，U为第ⅠA族元素，所以R和U处于同一主族。(2)Q不能形成阳离子，R形成＋1价阳离子，S形成＋2价阳离子，T应形成＋3价阳离子，选项D正确。(3)根据Q、R、S、T呈现价态，B正确。(4)根据电离能数据，S最外层应有2个电子，所以该元素应处于s区。(5)由于Q是稀有气体元素，所以氦的物理性质和化学性质与此最像。

【例题4】下列原子的电子跃迁能释放光能形成发射光谱的是(

)

A．1s22s22p63s2―→1s22s22p63p2

B．1s22s22p33s1―→1s22s22p4

C．1s22s2―→1s22s12p1

D．1s22s22p1→1s22s22p1x―y

【答案】B 【解析】A项，吸收光能，形成吸收光谱；B项，由激发态→基态，释放光能，形成发射光谱；C项，形成吸收光谱；D项，2px与2py能量相同，不属于电子跃迁。

四、课程小结

1．了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。

2．了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。

3．了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。

4．了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。

五、课堂运用

1．M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题：

(1)写出M、R的价电子排布式：M________、R________。

(2)写出X、Y的价电子排布图：X________、Y________。

(3)写出Z的核外电子排布式________，Z的核外未成对电子数为________。

【答案】

(1)2s22p4

3s1

(3)[Ar]3d54s1

6 【解析】

根据题目给出的M、R和X的信息确定，M是氧元素，R是钠元素，X是硫元素。根据M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素确定Y是氯元素。根据Z的基态原子4s和3d轨道半充满，则Z元素原子的核外有24个电子，它是铬元素。

2．A、B、C三种短周期元素，它们的原子序数依次增大。A元素原子的核外p电子数比s电子数少1；B元素原子核外有4种能级，且全部充满电子；C元素的主族序数与周期数的差为4。

(1)A的基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有________个方向，原子轨道呈________形。(2)某同学推断B基态原子的核外电子排布为该同学所画的电子排布图违背了________________________。

(3)C位于________族________区，价电子排布式为________。

【答案】

根据题意可知A为N，B为Mg，C为Cl。

【解析】

(1)3

哑铃

(2)泡利原理

(3)ⅦA

p

3s23p5

3．(1)Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是________。

(2)元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu＝1 958 kJ·mol－1、INi＝1 753 kJ·mol－1，ICu>INi的原因是______________________________________。

(3)根据元素周期律，原子半径Ga________As，第一电离能Ga________As。(填“大于”或“小于”)

(4)F、K、Fe、Ni四种元素中第一电离能最小的是________(填元素符号)。

(5)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

Im/(kJ·mol－1) 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________。

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)O>Ge>Zn (2)铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子

(3)大于

小于

(4)K (5)①Al ②1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2

GeCl4

CD 【解析】

(5)I4≫I3，所以该元素原子最外层有3个电子，为Al。Ge是ⅣA族元素，最高价氯化物分子式是GeCl4，Ge位于金属与非金属交界处，可作半导体材料。

4．现有属于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素，原子序数依次增大。A元素的价电子构型为nsnnpn＋1；C元素为最活泼的非金属元素；D元素

核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的1/6；E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态；F元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子；G元素与A元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒。

(1)A元素的第一电离能________(填“<”“>”或“＝”)B元素的第一电离能，A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为________________(用元素符号表示)。

(2)D元素原子的价电子排布式是________。

(3)C元素的电子排布图为________________________________________；E3的离子符号为________。

＋(4)F元素位于元素周期表的________区，其基态原子的电子排布式为____________________________。

(5)G元素可能的性质________。

A．其单质可作为半导体材料

B．其电负性大于磷

C．其原子半径大于锗

D．其第一电离能小于硒

(6)活泼性：D________Al(填“>”或“<”，下同)，I1(Mg)________I1(Al)，其原因是____________________________________________________________________________。

【答案】

(1)>

N

(3)

Fe3＋

(4)ds

1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1

(5)A (6)>

>

镁原子的3p轨道处于全空，比较稳定，而铝原子3p轨道只有一个电子，不稳定

【解析】

A元素的价电子构型为nsnnpn＋1，则A是N；C元素为最活泼的非金属元素，则C是F，那么B是O；D元素核外有三个电子层，最外层电子数

是核外电子总数的1/6，则D是Mg；E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态，则E是Fe；F元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，则F是Cu；G元素与A元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒，则G是As。(1)由于N的最外层电子处于半充满的稳定状态，失去电子比O难，所以元素的第一电离能A>B；一般情况下同一周期的元素，原子序数越大，元素的电负性越大。所以A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为NAl，I1(Mg)>I1(Al)，因为Mg的3p轨道处于全空，比较稳定，而Al的3p轨道只有一个电子，不稳定，故活泼性Mg>Al，而第一电离能则是I1(Mg)>I1(Al)。

5．根据信息回答下列问题：

不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用数值表示，该数值称为电负性。一般认为：如果两个成键原子间的电负性差值大于1.7，原子之间通常形成离子键；如果两个成键原子间的电负性差值小于1.7，通常形成共价键。下表是某些元素的电负性值：

元素符号

电负性值

Li 1.0 Be 1.5 B 2.0 C 2.5 O 3.5 F 4.0 Na 0.9 Al 1.5 Si 1.8 P 2.1 S 2.5 Cl 3.0 (1)根据对角线规则，Be、Al元素最高价氧化物对应水化物的性质相似，它们都具有________性，其中Be(OH)2显示这种性质的离子方程式是______________________________________________________。

(2)通过分析电负性值的变化规律，确定Mg元素的电负性值的最小范围________。

(3)请归纳元素的电负性和金属性、非金属性的关系是___________________ ______________________________________________。

(4)推测AlF3、AlCl3、AlBr3是离子化合物还是共价化合物。

AlF3________，AlCl3________，AlBr3________。

2－【答案】(1)两

Be(OH)2＋2H＋===Be2＋＋2H2O、Be(OH)2＋2OH－===BeO2＋2H2O

(2)0.9～1.5 (3)非金属性越强，电负性越大；金属性越强，电负性越小

(4)离子化合物

共价化合物

共价化合物