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第一章 原子结构与性质 复习课

【考纲要求】

1．原子结构与元素的性质

（1）了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理。能正确书写1~36号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表达式。

（2）了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。

（3）了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。

（4）了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。

一、核外电子排布

【对点练习】热点一

能层、能级和原子轨道的关系

[考题1]

(1)(2014·全国高考新课标卷Ⅰ)基态Fe原子有________个未成对电子，Fe3的电子＋排布式为________。

(2)(2013·全国高考新课标卷Ⅱ)Cu的价层电子轨道示意图为________。

(3)(2013·全国高考新课标卷Ⅰ)基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为________，该能层具有的原子轨道数为________，电子数为________。

(4)(2014·安徽高考卷)Na、Cu、O、Si、S、Cl是常见的六种元素。

Na位于元素周期表第________周期第________族；S的基态原子核外有________个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为________。

[解析]

(3)硅的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，M能层有s、p、d三个能级，共9个原子轨道。

(4)Na是11号元素，位于周期表第三周期第ⅠA族；硫基态原子电子排布式为[Ne]3s23p4，

有2个未成对电子；硅是14号元素，其基态原子电子排布式为[Ne]3s23p2。

[答案]

(1)4

1s22s22p63s23p63d5

(2)

(3)M

9

4 (4)三

ⅠA

2

1s22s22p63s23p2

【知识建构】

二、元素性质的递变

【对点练习】

[考题2]

(2015·泰安高二质检)有A、B、C、D、E、F六种元素。请填空(填元素符号)：

(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，则A元素为________。

(2)B和C的电子层结构都与氩相同，则B元素为________，C元素为________。

(3)D3的3d能级为半充满，则D元素为________，其基态原子的电子排布式为________。＋－＋(4)写出3p能级上只有2个未成对电子的元素价电子排布式：______________________。

(5)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，则E元素为________，其基态原子的电子排布式为________。

(6)F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn1，则n＝________；原子中能量最高的是＋________电子，其原子轨道呈________形。

[解析]

(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，其元素的价电子排布为1s22s22p3，所以A元素为7号元素即氮元素。(2)B和C的电子层结构都与氩－＋相同，氩元素的原子序数为18，则B元素为17号元素即氯元素；C元素为19号元素即为

钾元素。(3)D3的3d能级为半充满，即D3的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，即D元素＋＋原子序数为26，是铁元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2。(4)3p能级上只有2个未成对电子的元素，根据洪特规则，可以是3p能级上只有2个电子或者3p能级上有4个电子即价电子排布式为3s23p2或3s23p4。(5)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，则E的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，即为29号元素——铜元素。(6)n＝2，即F元素的原子最外层电子排布式为2s22p3，能量最高电子为2p电子，p能级的原子轨道呈哑铃形。

[答案]

(1)N

(2)Cl

K (3)Fe

[Ar]3d64s2

(4)3s23p2或3s23p4

(5)Cu

[Ar]3d104s1

(6)2

2p

哑铃

【识整合】

1．数量关系

能层

(电子层) 1 2 3 4 n

2.原子轨道能量高低规律

(1)同能层：ns

(2)形状相同的原子轨道：1s<2s<3s<4s,1p<2p<3p<4p。

(3)同能级形状相同的原子轨道：2px＝2py＝2pz。

3．基态原子的核外电子排布规律

(1)能量最低原理：电子在核外的分布，应使该原子体系所处的能量状态最低，即遵循构造原理。

(2)泡利原理：一个原子轨道中最多只能容纳2个电子，并且这两个电子的自旋状态必须相反。

(3)洪特规则：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单独占据一个轨道，而且自旋状态相同。注意：洪特规则的特例：在处于等价轨道的全充满(p6、能级(原子轨道) 1s 2s,2p 3s,3p,3d 4s,4p,4d,4f

原子轨

道数目

1 4 9 16 n2

可容纳

电子数

2 8 18 32 2n2

d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)、全空(p0、d0、f0)的状态时，具有较低的能量和较大的稳定性。如Cr：[Ar]3d54s1、Cu：[Ar]3d104s1。

热点二

元素性质的递变规律

[考题3]

(1)(2014·全国高考新课标卷Ⅱ)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。b、c、d中第一电离能最大的是________(填元素符号)。

(2)(2013·全国高考新课标卷Ⅱ)前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A和B的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。

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) (3)(2013·福建高考卷)依据第二周期元素第一电离能的变化规律，参照如图中B、F元素的位置，用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。

－＋

(4)(2013·山东高考卷)第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有________种。

(5)(2012·全国高考新课标卷)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为________。

[解析]

(1)a的核外电子数与周期数相同，则为H；c最外层电子数是内层电子数3倍，则为O；b价电子层含有3个未成对电子，则为N；e最外层1个电子，次外层18个电子，则为Cu；d为S。在N、O、S三种元素中，N的2p电子处于半充满稳定状态，其第一电离能最大。(2)首先推导元素，根据元素C价电子层中未成对电子数为4，可知其为第四周期元素，则A为F、B为K，C为Fe(3d64s2)，D为Ni(3d84s2)。金属越活泼I1越小，非金属越活泼，电负性越大，则四种元素中I1最小的是K，电负性最大的是F。(3)B～F五种元素中，因N元素价电子排布为2s22p3，p3为半充满状态，稳定，故N元素第一电离能异常，第一电离能由小到大顺序为B

[答案]

(1)N

(2)K

F (3)(4)3 (5)O>S>Se

[考题4]

(2015·襄阳高二质检)在下列空格中，填上适当的元素符号。

(1)在第三周期中，第一电离能最小的元素是________，第一电离能最大的元素是________。

(2)在元素周期表中，电负性最大的元素是________，电负性最小的元素是________。

(3)最活泼的金属元素是________。

(4)最活泼的气态非金属元素是________。

(5)第二、三、四周期元素的原子中p轨道半充满的元素是________。

[解析]

同周期中从左到右，元素的第一电离能(除第ⅡA、ⅤA族反常外)逐渐增大，同周期中金属元素最小，稀有气体最大，故第三周期中第一电离能最小的为Na，最大的为Ar。电负性的递变规律：同周期从左到右逐渐增大，同主族从上到下逐渐减小，故周期表中，电负性最大的元素是氟，电负性最小的为铯。

[答案]

(1)Na

Ar

(2)F

Cs (3)Cs

(4)F

(5)N、P、As

[考题5]

(2015·长春高二质检)下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素。

试回答下列问题：

(1)I的最高化合价为________，K的元素名称为________。

(2)写出基态时Q元素原子的电子排布式________________，J元素原子的外围电子排布式________________。

(3)下列对比正确的是________。

a．原子半径：H>G>B>A b．第一电离能：E>D>C>B c．电负性：A>H>G>Q d．最高价氧化物的水化物酸性：B>A>H>G (4)下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的外围电子排布特点的有关叙述不正确的是________。

a．L位于元素周期表中第五周期、ⅠA族，属于s区元素

b．O位于元素周期表中第七周期、Ⅷ族，属于ds区元素

c．M的外围电子排布式为6s1，属于ds区元素

d．H所在族的外围电子排布式为ns2np2，属于p区元素

[解析]

(1)根据元素周期表结构和I的位置，确定I为第四周期第ⅥB族元素，所以元素最高化合价为＋6价，K为铜元素；(2)Q元素为镓元素，其原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1；J元素为铁元素，其外围电子排布式为3d64s2；(3)根据元素周期表中元素的位置和元素周期律的递变规律，可以确定原子半径、第一电离能、元素电负性和最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱顺序；(4)由元素周期表的分区以及各元素在周期表中位置的确定，进而判断正误。

[答案]

(1)＋6

铜

(2)1s22s22p63s23p63d104s24p1

3d64s2

(3)d

(4)b、c

【知识整合】

1．元素性质的递变规律

原子结构或性质

电子层数

最外层电子数

金属性

非金属性

同一周期

(从左向右) 相同

1→2或

1→8 减弱

增强

减小

氧化性

还原性

酸性

增强

减弱

增强

同一主族

(从上到下) 增加

相同

增强

减弱

增大

减弱

增强

减弱

核外电子的

排布

金属性和

非金属性

原子半径

单质的氧化

性和还原性

最高价氧化物

对应的水化物

的酸碱性

碱性

减弱

增强

增大(但

增强

减弱

气态氢化物的稳定性

第一电离能

ⅡA>ⅢA，

ⅤA>ⅥA) 减弱

电负性

2.元素第一电离能

变大

变小

(1)变化规律：同周期，自左向右，元素第一电离能有逐渐增大趋势，碱金属的第一电离能最小，稀有气体的第一电离能最大。同主族从上到下，元素的第一电离能逐渐减小。

说明：同周期，自左向右，元素第一电离能呈增大趋势。电子层结构为全满、半满和全空时较相邻元素要大，即第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素，即I(Mg)>I(Al)，I(P)>I(S)等。

(2)应用：

①验证原子核外电子分层排布。

②用来比较元素的金属性的强弱：I1越小，金属性越强。

③表征原子失电子能力强弱。

3．元素电负性的周期性变化

(1)递变规律：

①同周期，自左向右，元素原子的电负性增大。

②同主族，自上而下，元素原子的电负性减小。

(2)应用：

①判断元素的类型：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)的电负性则在1.8左右，它们既有金属性又有非金属性；

②判断化学键的类型：如果两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成离子键；如果两个成键元素原子间的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键。

③判断元素价态正负：电负性数值的大小与元素得失电子能力关系为：电负性越大越容易得到电子，电负性越小越容易失去电子即电负性大的为负价，小的为正价。

【课后练习】请完成《第一章

原子结构与性质复习题》