1、1原子结构与性质第一节原子结构与性质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136 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。考点(一) 原子核外电子排布原理 【精讲精练快冲关】知能学通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：同一能层里的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、
2、f 等表示，同一能层里，各能级的能量按 s、p、d、f 的顺序升高，即 E(s)C电负性：MgSi，B 正确；Mg 为金属元素，Si 为非金属元素，显然 Si 的电负性大于 Mg，C 正确；Mg 元素的第一电离能大于 K 元素，D 错误。3电离能大小的比较及概念：(1)(2018全国卷)由 2Li(晶体) 2Li(g) 2Li (g)可 318 kJmol 1 1040 kJmol 1 知，Li 原子的第一电离能为_ kJmol 1 。(2)(2018全国卷)第一电离能 I1(Zn)_I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是_。(3)(2017全国卷)元素 Mn 与 O 中，第一电离能较大
3、的是_。(4)(2016全国卷)元素铜与镍的第二电离能分别为 ICu1 958 kJmol1 、 INi1 753 kJmol1 ， ICuINi的原因是_。(5)(2016全国卷)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”)。(6)(2014全国卷)N、O、S 中第一电离能最大的是_。答案：(1)520 (2)大于 Zn 核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子 (3)O(4)铜失去的是全充满的 3d10电子，镍失去的是 4s1电子(5)大于 小于 (6)N4电负性大小的比较：(1)(2017全国卷)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
4、出的能量称作第一电子亲和能( E1)。第二周期部分元素的 E1变化趋势如图所示，其中除氮元素外，其他12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_。(2)(2016全国卷)光催化还原 CO2制备 CH4反应中，带状纳米 Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O 电负性由大至小的顺序是_。(3)(2015全国卷)O、Na、P、Cl 四种元素中电负性最大的是_。答案：(1)同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大 N 原子的 2p 轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子 (2)OGeZn (3)O元素“
5、位构性”之间的关系5a、b、c、d 是四种短周期元素。a、b、d 处于同周期，c、d 处于同主族。a 的原子结构示意图为 ，b 与 c 形成化合物的电子式为 下列比较中正确的是( )A原子半径：acdbB电负性：abdcC原子序数：dabcD最高价含氧酸的酸性：adc解析：选 C 由题意可知，a、b、c、d 元素分别为 Si、Na、N、P 元素。同周期主族元素的原子半径随原子序数的递增而逐渐减小，同主族元素的原子半径随着原子序数的递增而逐渐增大，故原子半径大小关系为 NaSiPN，A 错误；同周期主族元素的电负性随原子序数的递增而逐渐增强，同主族元素的电负性随原子序数的递增逐渐减弱，故电负性大
6、小的关系为 NPSiNa，B 错误；原子序数的大小关系为 PSiNaN，C 正确；元素的非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，N、P、Si 元素的非金属性逐渐减弱，故最高价含氧酸的酸性：HNO 3H3PO4H2SiO3，D 错误。6A、B、C、D、E 是元素周期表前四周期中的常见元素，原子序数依次增大，相关信息如表：元素 相关信息A 基态原子的价电子排布式为 nsnnpnB 基态原子中的未成对电子数是同周期中最多的C 原子最外层电子数是电子层数的 3 倍D 简单离子是第三周期元素中离子半径最小的E 价电子层中的未成对电子数为 4请回答下列问题：13(1)写出 D 元素基态原子的价电子排布式：_
7、，E 2 价电子的轨道表示式：_。(2)这 5 种元素中电负性最大的元素是_(填元素符号)，A、B、C 三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_(填元素符号)。(3)B、C、D 的简单离子的半径由大到小的顺序为_(用离子符号表示)。(4)写出 C 的核外有 18 个电子的氢化物的电子式：_。解析：A 的基态原子的价电子排布式为 nsnnpn，由于 s 轨道最多排布 2 个电子，则n2，A 的价电子排布式为 2s22p2，故 A 是 C 元素；B 的基态原子中的未成对电子数是同周期最多的，短周期中 np3的基态原子中的未成对电子数是同周期中最多的；C 原子的最外层电子数是电子层数的 3 倍，则最外
8、层有 6 个电子，故 C 是 O 元素，B 是 N 元素；D 的简单离子是第三周期元素中离子半径最小的，则 D 是 Al 元素；E 的价电子层中的未成对电子数为4，只能在第四周期，价电子排布式为 3d64s2，则 E 是 Fe 元素。(1)Al 元素基态原子的价电子排布式为 3s23p1；Fe 原子失去 4s 轨道上的 2 个电子生成 Fe2 ，故 Fe2 的价电子的轨道表示式为 (2)这 5 种元素中电负性最大的元素为非金属性最强的O 元素；同周期元素的第一电离能从左到右依次增大，但 N 的 2p 轨道处于半充满的稳定状态，其第一电离能大于 O 的第一电离能，则 C、N、O 三种元素的第一电
9、离能由大到小的顺序为 NOC。(3)N、O、Al 的简单离子有相同的电子层结构，则核电荷数越大，其离子半径越小，故离子半径由大到小的顺序为 N3 O2 Al3 。(4)O 元素形成的核外有 18 个电子的氢化物是 H2O2，其电子式为答案：(1)3s 23p1 (2)O NOC(3)N3 O2 Al3 (4) 7根据下列五种元素的 I1至 I4电离能数据(单位：kJmol 1 )，回答下列问题：元素 I1 I2 I3 I4Q 2 080 4 000 6 100 9 400R 500 4 600 6 900 9 500S 740 1 500 7 700 10 500T 580 1 800 2 7
10、00 11 600U 420 3 100 4 400 5 900(1)在周期表中，以上元素最可能处于同一族的是_。14(2)下列元素中，化学性质和物理性质最像 Q 元素的是_(填标号)。A硼 B铍 C氦 D氢(3)每种元素都出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况，这一事实从一个侧面说明：_，如果 U 元素是短周期元素，你估计它的第 2 次电离能飞跃数据将发生在失去第_个电子时。(4)如果 R、S、T 是同周期的三种主族元素，则它们的原子序数由小到大的顺序是_，其中_(填“R” “T”或“S”)元素的第一电离能异常高的原因是_。解析：根据电离能的变化趋势(两两之间的差值)知，Q 的 I1很大，为
11、稀有气体元素，R 为第A 族元素，S 为第A 族元素，T 为第A 族元素，U 为第A 族元素。(1)根据以上分析可知，R 和 U 处于同一主族。(2)由于 Q 是稀有气体元素，所以氦元素的物理性质和化学性质与 Q 元素最像。(3)电离能的突跃变化，说明核外电子是分层排布的，且各能层能量不同；若 U 是短周期元素，则 U 是 Na，其核外电子排布式为 1s22s22p63s1，由于 2s22p6所处能层相同，所以它的第 2 次电离能飞跃数据发生在失去第 10 个电子时。(4)同一周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，但第A、A 族元素比同周期相邻元素的第一电离能要高，因为其最外层电子呈全充满或半充满稳定状态。答案：(1)R 和 U (2)C(3)电子分层排布，各能层能量不同 10(4)RST S S 元素的最外层电子处于 s 能级全充满状态，能量较低，比较稳定，失去第一个电子吸收的能量较多15
