归纳与整理教学设计第一课时

选修三《物质结构与性质》

第一章

原子结构与性质

自贡第十四中学校：李寒

复习要求

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。

归纳知识点一

原子核外电子排布原理

1.能层、能级与原子轨道

(1)能层(n) 在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的能量差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。

(2)能级

同一能层里电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用s、p、d、f等表示，同一能层里，各能级的能量按s、p、d、f的顺序依次升高，即：E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)。

(3)原子轨道

电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。

原子轨道

s p

2.基态原子的核外电子排布

(1)能量最低原理：即电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。

如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：

阅读教材第6页

(2)泡利原理

每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋状态相反。

轨道形状

球形

哑铃形

轨道个数

1 3 如2s轨道上的电子排布为，不能表示为。

(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，且自旋状态相同。如2p3的电子排布为，不能表示为或。

洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。

3.基态、激发态及光谱示意图

练习：

(1)p能级的能量一定比s能级的能量高(×) (2)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多(×) (3)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等(×) (4)2px、2py、2pz的能量相等(√) (5)铁元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6(×) (6)Cr的基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d44s2(×) (7)基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)＜E(2s)＜E(2px)＜E(2py)＜E(2pz)(×) (8)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原则(×) (9)磷元素基态原子的电子排布图为

(×) 写出下列原子或离子的①电子排布式、②价电子排布图、③电子占的原子轨道数、④未成对电子数。

(1)N：①_____________②_______________________________________________________ ③___________________④_______________________________________________________。

(2)Cl：①____________ ②______________________________________________________ ③___________________④_______________________________________________________。

(3)Fe2：①___________②________________________________________________________ ＋③___________________④________________________________________________________。

(4)Cu：①______________②________________________________________________________ ③____________________④_______________________________________________________。

(5)Se：①______________②________________________________________________________ ③____________________④_______________________________________________________。

(6)Br：①____________②_________________________________________________________ ③____________________④_______________________________________________________。

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(1)硅原子占据电子的能级符号有________________，其中占据电子的能量最高的能级符号为________，该能层已经容纳了________个电子。

(2)N原子中，有电子占据的最高能层符号为________，该能层已经容纳的电子数为______个。

(3)镓为元素周期表中第31号元素，位于元素周期表第四周期。镓原子具有________个能层，每个能层已经容纳的电子数之比为______________。

2.(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________；其价电子排布图为________________________________________。

(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离子的结构示意图为__________________________________________________。

(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________________________________________________________________________ ______________，其原子的结构示意图为____________________________________________。

(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子且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元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2－，则n＝________；原子中能量最高的是________电子，核外电子排布图为__________________________________________________。

归纳知识点二

原子结构与周期表、元素性质的关系

1.原子结构与周期表的关系

(1)原子结构与周期表的关系(完成下列表格) 每周期第一个元素

周期

能层数

原子序数

3 基态原子的简化电子排布式

[He]2s1

每周期最后一个元素

原子序数

10 基态原子的电子排布式

1s22s22p6

二

2

三

四

五

六

3 4 5 6 11 19 37 55 [Ne]3s1

[Ar]4s1

[Kr]5s1

[Xe]6s1

18 36 54 86 1s22s22p63s23p6

1s22s22p63s23p63d104s24p6

1s22s22p63s23p63d10 4s24p64d105s25p6

1s22s22p63s23p63d104s24p6 4d104f145s25p65d106s26p6

(2)每族元素的价层电子排布特点

①主族

主族

排布特点

主族

排布特点

②0族：He：1s2；其他ns2np6。

③过渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ⅠA ns1

ⅤA ns2np3

ⅡA ns2

ⅥA ns2np4

ⅢA ns2np1

ⅦA ns2np5

ⅣA ns2np2

ns12。

～(3)元素周期表的分区与价层电子排布的关系

①周期表的分区

②各区价层电子排布特点

分区

s区

p区

d区

ds区

f区

2.原子半径

价层电子排布

ns12

～ns2np16(除He外) ～(n－1)d19ns12(除钯外) ～～(n－1)d10ns12

～(n－2)f0～14(n－1)d02ns2

～

能层数：能层数越多，原子半径越大(1)影响因素核电荷数：能层数相同，核电荷数越大，

原子半径越小(2)变化规律

元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。

3.电离能

(1)第一电离能：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，符号：I1，单位：kJ·mol1。

－(2)规律

①同周期：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，总体呈现从左至右逐渐增大的变化趋势。

②同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小。

③同种原子：逐级电离能越来越大(即I1＜I2＜I3…)。

4.电负性

(1)含义：元素的原子在化合物中吸引键合电子能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引键合电子的能力越强。

(2)标准：以最活泼的非金属氟的电负性为4.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体未计)。

(3)变化规律

金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于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。

在元素周期表中，同周期从左至右，元素的电负性逐渐增大，同主族从上至下，元素的电负性逐渐减小。

5.对角线规则

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似的，如。

练习：

(1)钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能(×) (2)第二周期主族元素的原子半径随核电荷数的增大依次减小(√) (3)C、N、O、F四种元素第一电离能从大到小的顺序是N>O>F>C(×) (4)正三价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于Ⅷ族(√)

(5)价电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期ⅤA族，是p区元素(√) (6)元素的电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大(×) (1)第三周期所有元素的第一电离能(I1)大小顺序为____________________(用元素符号表示)。

(2)Na的逐级电离能中有________次突跃。分别是哪级电离能发生突跃？________、________。

(3)F、Cl、Br、I的第一电离能由大到小的顺序为_________________________，电负性由大到小的顺序为________________。