2022年高考化學一輪復習 專題十二 第1講 原子結構與元素性質(zhì) 蘇教版
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1、2022年高考化學一輪復習 專題十二 第1講 原子結構與元素性質(zhì) 蘇教版 [考綱要求] 1.了解原子核外電子的排布原理,能用電子排布式表示常見元素(1~36號)原子核外電子、價電子的排布。了解原子核外電子的運動狀態(tài)。2.了解元素電離能的含 義,并能用以說明元素的某些性質(zhì)。3.了解原子核外電子在一定條件下會發(fā)生躍遷,了解其簡單應用。4.了解電負性的概念,知道元素的性質(zhì)與電負性的關系。 考點一 原子核外電子排布原理 1.電子層與原子軌道 (1)電子層(n):在多電子原子中,核外電子的能量是不同的,按照電子的能量差異將其分成不同電子層。通常用K、L、M、N……表示,能量依次升高。 (
2、2)原子軌道:同一電子層里的電子的能量也可能不同,又將其分成不同的軌道,通常用s、p、d、f等表示,同一電子層里,各軌道的能量按s、p、d、f的順序升高,即:E(s) 3、盡可能地先占有能量低的軌道,然后進入能量高的軌道,使整個原子的能量處于最低狀態(tài)。
如圖為構造原理示意圖,亦即基態(tài)原子核外電子在原子軌道上的排布順序圖:
注意:所有電子排布規(guī)則都需要滿足能量最低原理。
(2)泡利不相容原理
每個原子軌道里最多只能容納2個電子,且自旋狀態(tài)相反。
如2s軌道上的電子排布為 。
(3)洪特規(guī)則
當電子排布在能量相同的不同軌道時,基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道,且自旋狀態(tài)相同。如2p3
。
洪特規(guī)則特例:當能量相同的原子軌道在全滿(p6、d10、f14)、半滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時,體系的能量最低,如:2 4、4Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1。
3.基態(tài)、激發(fā)態(tài)及光譜示意圖
深度思考
1.完成下表,理解電子層、原子軌道及其最多容納電子數(shù)的關系
電子層
1
2
3
4
5
…
符號
K
L
M
N
O
…
原子軌道
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
5s
…
…
最多容納電子數(shù)
2
2
6
2
6
10
2
6
10
14
2
…
…
2
8
18
32
…
2n2
特別提醒 (1)任一電子層的軌道總是從s軌道開始,而且軌道數(shù)等于該電子層序 5、數(shù);(2)以s、p、d、f……排序的各軌道可容納的最多電子數(shù)依次為1、3、5、7……的二倍;(3)構造原理中存在著能級交錯現(xiàn)象;(4)我們一定要記住前四周期的原子軌道排布(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)。
2.寫出下列原子的電子排布式與簡化電子排布式
原子
電子排布式
簡化電子排布式
N
1s22s22p3
[He]2s22p3
Cl
1s22s22p63s23p5
[Ne]3s23p5
Ca
1s22s22p63s23p64s2
[Ar]4s2
Fe
1s22s22p63s23p63d64s2
[Ar]3d64s2
Cu
1s22s22p 6、63s23p63d104s1
[Ar]3d104s1
As
1s22s22p63s23p63d104s24p3
[Ar]3d104s24p3
特別提醒 (1)當出現(xiàn)d軌道時,雖然電子按ns,(n-1)d,np順序填序,但在書寫電子排布式時,仍把(n-1)d放在ns前,如Fe:1s22s22p63s23p63d64s2,正確;
Fe:1s22s22p63s23p64s23d6,錯誤。
(2)在書寫簡化的電子排布式時,并不是所有的都是[X]+外圍電子排布式(注:X代表上一周期稀有氣體元素符號)。
3.請用核外電子排布的相關規(guī)則解釋Fe3+較Fe2+更穩(wěn)定的原因。
答案 26Fe外 7、圍電子的電子排布式為3d64s2,F(xiàn)e3+外圍電子的電子排布式為3d5,F(xiàn)e2+外圍電子的電子排布式為3d6。根據(jù)“能量相同的軌道處于全空、全滿和半滿時能量最低”的原則,3d5處于半滿狀態(tài),結構更為穩(wěn)定,所以Fe3+較Fe2+更為穩(wěn)定。
特別提醒 由于3d軌道的能量比4s軌道的能量高,排電子時先排4s軌道再排3d軌道,而失電子時,卻先失4s軌道上的電子。
題組一 根據(jù)核外電子排布,正確理解電子能量狀態(tài)
1.下列軌道表示式所表示的元素原子中,其能量處于最低狀態(tài)的是__________。
答案?、邰?
解析?、俨环夏芰孔畹驮恚虎诓环虾樘匾?guī)則;④不符合能量最低原理。
2.氣態(tài) 8、電中性基態(tài)原子的原子核外電子排布發(fā)生如下變化,吸收能量最多的是( )
A.1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1
B.1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2
C.1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3
D.1s22s22p63s23p63d104s24p2→1s22s22p63s23p63d104s24p1
答案 B
解析 np3處于半充滿狀態(tài),結構穩(wěn)定,失去一個電子吸收的能量多。
“兩原理,一規(guī)則”的正確理解
1.原子核外電子排布符合能量最低原理、洪特規(guī)則、泡利不相容原理,若違背其一,則電子能量不處 9、于最低狀態(tài)。
易誤警示 在寫基態(tài)原子的軌道表示式時,常出現(xiàn)以下錯誤:
(1) (違反能量最低原理)
(2) (違反泡利不相容原理)
(3) (違反洪特規(guī)則)
(4) (違反洪特規(guī)則)
2.半充滿、全充滿狀態(tài)的原子結構穩(wěn)定
如ns2、np3、np6
Cr:3d54s1 Mn:3d54s2
Cu:3d104s1 Zn:3d104s2
3.當出現(xiàn)d軌道時,雖然電子按ns、(n-1)d、np的順序填充,但在書寫時,仍把(n-1)d放在ns前。
題組二 正確使用表示原子、離子、分子組成的化學用語
3.按要求填空
(1)質(zhì)量數(shù)為37的氯原子符號為_______ 10、_。
(2)S2-的結構示意圖________。
(3)氮原子的電子式________,N2的電子式________,NH的電子式________。
(4)磷原子的核外電子排布式___________________________________________,
外圍電子排布式___________________________________________________,
外圍電子軌道表示式______________________________________________________。
(5)按要求用三種化學用語表示基態(tài)鐵原子和三價鐵離子。
Fe
11、Fe3+
原子(或離子)結構示意圖
電子排布式
軌道表示式
答案 (1)Cl (2)
(3)·
(5)
Fe
Fe3+
原子(或離子)結構示意圖
電子排布式
[Ar]3d64s2
[Ar]3d5
軌道表示式
4.A、B、C、D、E、F代表6種元素。請?zhí)羁眨?
(1)A元素基態(tài)原子的最外層有2個未成對電子,次外層有2個電子,其元素符號為__________。
(2)B元素的負一價離子和C元素的正一價離子的電子層結構都與氬相同,B的元素符號為________,C的元素符號為________。
(3)D元素的正三價 12、離子的3d軌道為半充滿,D的元素符號為________,其基態(tài)原子的電子排布式為_________________________________________________________________。
(4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿,N層沒有成對電子,只有一個未成對電子,E的元素符號為________,其基態(tài)原子的電子排布式為__________________________________。
(5)F元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn+1,則n=________;原子中能量最高的是________電子。
答案 (1)C或O (2)Cl K
(3)Fe 1s22s 13、22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
(4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(5)2 2p
解析 (1)A元素基態(tài)原子次外層有2個電子,故次外層為K層,A元素有2個電子層,由題意可寫出其軌道表示式為 則該元素核外有6個電子,為碳元素,其元素符號為C,另外氧原子同樣也符合要求,其軌道表示式為
。
(2)B-、C+的電子層結構都與Ar相同,即核外都有18個電子,則B為17號元素Cl,C為19號元素K。
(3)D元素原子失去2個4s電子和1個3d電子后變成+3價離子,其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d6 14、4s2,即為26號元素鐵。
(4)根據(jù)題意要求,首先寫出電子排布式:
1s22s22p63s23p63d104s1,該元素為29號元素Cu。
(5)s軌道只有1個原子軌道,故最多只能容納2個電子,即n=2,所以元素F的原子最外層電子排布式為2s22p3,由此可知F是N元素;根據(jù)核外電子排布的能量最低原理,可知氮原子的核外電子中的2p能級能量最高。
化學用語的規(guī)范使用及意義
為了書寫和學術交流的方便,采用國際統(tǒng)一的符號來表示各個元素。
元素符號
原子(核素)符號 代表一個質(zhì)量數(shù)為A、,質(zhì)子數(shù)為Z的X原子。
原子結構示意圖
電子式
電子排布式
15、
軌道表示式
它們有各自不同的側(cè)重點:
(1)結構示意圖:能直觀地反映核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和核外的電子層數(shù)及各層上的電子數(shù)。
(2)核組成式:如O,側(cè)重于表示原子核的結構,它能告訴我們該原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)以及質(zhì)量數(shù),但不能反映核外電子的排布情況。
(3)電子排布式:能直觀地反映核外電子的電子層、原子軌道和各軌道上的電子數(shù),但不能表示原子核的情況,也不能表示各個電子的運動狀態(tài)。
(4)軌道表示式:能反映各軌道的能量的高低,各軌道上的電子分布情況及自旋方向。
(5)外圍電子排布式:如Fe原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,外圍電子排布式為3d64s 16、2。外圍電子排布式能反映基態(tài)原子的電子層數(shù)和參與成鍵的電子數(shù)以及最外層電子數(shù)。
考點二 原子結構與元素性質(zhì)
1.原子結構與周期表的關系
(1)原子結構與周期表的關系(完成下列表格)
周期
電子層數(shù)
每周期第一個元素
每周期最后一個元素
原子序數(shù)
基態(tài)原子的簡化電子排布式
原子序數(shù)
基態(tài)原子的
電子排布式
2
2
3
[He]2s1
10
1s22s22p6
3
3
11
[Ne]3s1
18
1s22s22p63s23p6
4
4
19
[Ar]4s1
36
1s22s22p63s23p63d104s24p6
5
5
37
17、
[Kr]5s1
54
1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6
6
6
55
[Xe]6s1
86
1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6
(2)每族元素的電子排布特點
①主族
主族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
排布特點
ns1
ns2
ns2np1
ns2np2
主族
ⅤA
ⅥA
ⅦA
排布特點
ns2np3
ns2np4
ns2np5
②0族:He:1s2;其他ns2np6。
③過渡元素(副族和第Ⅷ族):(n-1)d1~10ns1~2。 18、
(3)元素周期表的分區(qū)
①根據(jù)核外電子排布
a.分區(qū)
b.各區(qū)元素化學性質(zhì)及原子最外層電子排布特點
分區(qū)
元素分布
外圍電子排布
元素性質(zhì)特點
s區(qū)
ⅠA、ⅡA族
ns1~2
除氫外都是活潑金屬元素;通常是最外層電子參與反應
p區(qū)
ⅢA族~ⅦA族、0族
ns2np1~6
通常是最外層電子參與反應
d區(qū)
ⅢB族~ⅦB族、Ⅷ族(除鑭系、錒系外)
(n-1)d1~9ns1~2
d軌道可以不同程度地參與化學鍵的形成
ds區(qū)
ⅠB族、ⅡB族
(n-1)d10ns1~2
金屬元素
f區(qū)
鑭系、錒系
(n-2)f0~14
(n-1)d0~2ns2 19、
鑭系元素化學性質(zhì)相近,錒系元素化學性質(zhì)相近
②根據(jù)元素金屬性與非金屬性可將元素周期表分為金屬元素區(qū)和非金屬元素區(qū)(如下圖),處于金屬與非金屬交界線(又稱梯形線)附近的非金屬元素具有一定的金屬性,又稱為半金屬或準金屬,但不能叫兩性非金屬。
注意:(1)“外圍電子排布”即“價電子層”,對于主族元素,價電子層就是最外電子層,而對于過渡元素原子不僅僅是最外電子層,如Fe的價電子層排布為3d64s2。
2.對角線規(guī)則
在元素周期表中,某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質(zhì)是相似的,如。
3.元素周期律
(1)原子半徑
①影響因素
②變化規(guī)律
元素周期表中的同周期主族元素從左到 20、右,原子半徑逐漸減小;同主族元素從上到下,原子半徑逐漸增大。
(2)電離能
①第一電離能:氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量,符號:I1,單位:kJ·mol-1。
②規(guī)律
a.同周期:第一種元素的第一電離能最小,最后一種元素的第一電離能最大,總體呈現(xiàn)從左至右逐漸增大的變化趨勢。
b.同族元素:從上至下第一電離能逐漸減小。
c.同種原子:逐級電離能越來越大(即I1 21、4.0作為相對標準,計算得出其他元素的電負性(稀有氣體未計)。
③變化規(guī)律
金屬元素的電負性一般小于1.8,非金屬元素的電負性一般大于1.8,而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負性則在1.8左右。
在元素周期表中,同周期從左至右,元素的電負性逐漸增大,同主族從上至下,元素的電負性逐漸減小。
深度思考
1.根據(jù)前四周期元素原子核外電子排布特點,回答下列問題:
(1)外圍電子層有2個未成對電子的有________;有3個未成對電子的有________。
(2)未成對電子數(shù)與周期數(shù)相等的元素有________。
答案 (1)C、Si、Ge、O、S、Se、Ti、Ni 22、N、P、As、V、Co
(2)H、C、O、P、Fe
2.根據(jù)4s24p4回答問題
該元素位于________區(qū),為第________周期第________族,是________元素(填名稱)
答案 p 4 ⅥA 硒
3.第4周期中,未成對電子數(shù)最多的元素是________。(填名稱)
(1)它位于第________族。
(2)核外電子排布式是________。
(3)它有________個電子層,________個原子軌道,________種運動狀態(tài)不同的電子。
(4)外圍電子排布式________,外圍電子軌道表示式__________。
(5)屬于________區(qū)。
23、
答案 鉻 (1)ⅥB
(2)1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1
(3)4 7 24
(4)3d54s1
(5)d
4.為什么鎂的第一電離能比鋁的大,磷的第一電離能比硫的大?
答案 Mg:1s22s22p63s2 P:1s22s22p63s23p3。鎂原子、磷原子最外層原子軌道中,電子處于全滿或半滿狀態(tài),相對比較穩(wěn)定,失電子較難。用此觀點可以解釋N的第一電離能大于O,Zn的第一電離能大于Ga。
5.為什么Na容易形成+1價離子,而Mg、Al易形成+2價、+3價離子?
答案 Na的I1比I2小很多,電離能差值很大,說明失去第一個電子比失去第二 24、個電子容易得多,所以Na容易失去一個電子形成+1價離子;Mg的I1和I2相差不多,而I2比I3小很多,所以Mg容易失去兩個電子形成+2價離子;Al的I1、I2、I3相差不多,而I3比I4小很多,所以Al容易失去三個電子形成+3價離子。而電離能的突躍變化,說明核外電子是分層排布的。
6.判斷正誤,正確的劃“√”,錯誤的劃“×”
(1)電負性大于1.8的一定為非金屬,小于1.8的一定為金屬(×)
(2)電負性差值大于1.7時,一般形成離子鍵,小于1.7時,一般形成共價鍵(√)
(3)電負性越大,非金屬性越強,第一電離能也越大(×)
特別提醒 (1)金屬活動性順序與元素相應的電離能大小順序 25、不完全一致,故不能根據(jù)金屬活動性順序表判斷電離能的大小。
(2)不能將電負性1.8作為劃分金屬和非金屬的絕對標準。
(3)共價化合物中,兩種元素電負性差值越大,它們形成共價鍵的極性就越強。
(4)同周期元素,從左到右,非金屬性越來越強,電負性越來越大,第一電離能總體呈增大趨勢。
題組一 原子的組成、結構和元素性質(zhì)
1.下列說法中正確的是( )
A.處于最低能量的原子叫做基態(tài)原子
B.3p2表示3p軌道有兩個軌道
C.同一原子中,1s、2s、3s電子的能量逐漸減小
D.同一原子中,2p、3p、4p軌道的軌道數(shù)依次增多
答案 A
2. X、Y、Z三種元素的原子,其最外層 26、電子排布分別為ns1、3s23p1和2s22p4,由這三種元素組成的化合物的化學式可能是( )
A.XYZ2 B.X2YZ3
C.X2YZ2 D.XYZ3
答案 A
3.下列說法中,不符合ⅦA族元素性質(zhì)特征的是( )
A.從上到下原子半徑逐漸減小
B.易形成-1價離子
C.從上到下單質(zhì)的氧化性逐漸減弱
D.從上到下氫化物的穩(wěn)定性依次減弱
答案 A
4.下列說法中,正確的是( )
A.在周期表里,主族元素所在的族序數(shù)等于原子核外電子數(shù)
B.在周期表里,元素所在的周期數(shù)等于原子核外電子層數(shù)
C.最外層電子數(shù)為8的都是稀有氣體元素的原子
D.元素的原子序數(shù)越大, 27、其原子半徑也越大
答案 B
5.A、B、C、D都是短周期元素。A的原子核外有兩個電子層,最外層已達到飽和。B位于A元素的下一周期,最外層的電子數(shù)是A最外層電子數(shù)的1/2。C的離子帶有兩個單位正電荷,它的核外電子排布與A元素原子相同。D與C屬同一周期,D原子的最外層電子數(shù)比A的最外層電子數(shù)少1。
(1)根據(jù)上述事實判斷:A是________,B是________,C是________,D是________。
(2)C的離子的核外電子排布式為________________;D原子的核外電子排布式為______________。
(3)B位于第________周期________族,它的 28、最高價氧化物的化學式是__________,最高價氧化物的水化物是一種________酸。
答案 (1)Ne Si Mg Cl (2)1s22s22p6 1s22s22p63s23p5 (3)3?、鬉 SiO2 弱
題組二 元素推斷與元素逐級電離能
6.根據(jù)下列五種元素的第一至第四電離能數(shù)據(jù)(單位:kJ·mol-1),回答下列各題:
元素代號
I1
I2
I3
I4
Q
2 080
4 000
6 100
9 400
R
500
4 600
6 900
9 500
S
740
1 500
7 700
10 500
T
580
1 800
29、2 700
11 600
U
420
3 100
4 400
5 900
(1)在周期表中,最可能處于同一族的是________。
A.Q和R B.S和T
C.T和U D.R和T
E.R和U
(2)下列離子的氧化性最弱的是________。
A.S2+ B.R2+ C.T3+ D.U+
(3)下列元素中,化學性質(zhì)和物理性質(zhì)最像Q元素的是________。
A.硼 B.鈹 C.氦 D.氫
(4)每種元素都出現(xiàn)相鄰兩個電離能的數(shù)據(jù)相差較大的情況,這一事實從一個側(cè)面說明:__________________________________________ 30、______________________________,
如果U元素是短周期元素,你估計它的第2次電離能飛躍數(shù)據(jù)將發(fā)生在失去第______個電子時。
(5)如果R、S、T是同周期的三種主族元素,則它們的原子序數(shù)由小到大的順序是__________,其中________元素的第一電離能異常高的原因是________________________________________________________________________。
答案 (1)E (2)D (3)C
(4)電子分層排布,各電子層能量不同 10
(5)R 31、態(tài),能量較低,比較穩(wěn)定,失去第一個電子吸收的能量較多
解析 (1)根據(jù)電離能的變化趨勢知,Q為稀有氣體元素,R為第ⅠA族元素,S為第ⅡA族元素,T為第ⅢA族元素,U為第ⅠA族元素,所以R和U處于同一主族。
(2)由于U+為第ⅠA族元素且比R電離能小,所以U+的氧化性最弱。
(3)由于Q是稀有氣體元素,所以氦的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)與此最像。
(4)電離能的突躍變化,說明核外電子是分層排布的。若U是短周期元素,則U是Na,其核外電子排布式為1s22s22p63s1,由于2s22p6所處電子層相同,所以它的第2次電離能飛躍數(shù)據(jù)發(fā)生在失去第10個電子時。
(5)同一周期,第一電離能呈增大趨勢, 32、但ⅡA、ⅤA族比相鄰元素要高,因為其最外層電子呈全充滿或半充滿結構。
題組三 電離能、電負性的綜合應用
7.根據(jù)信息回答下列問題:
A.第一電離能I1是指氣態(tài)原子X(g)處于基態(tài)時,失去一個電子成為氣態(tài)陽離子X+(g)所需的最低能量。下圖是部分元素原子的第一電離能I1隨原子序數(shù)變化的曲線圖(其中12號至17號元素的有關數(shù)據(jù)缺失)。
B.不同元素的原子在分子內(nèi)吸引電子的能力大小可用數(shù)值表示,該數(shù)值稱為電負性。一般認為:如果兩個成鍵原子間的電負性差值大于1.7,原子之間通常形成離子鍵;如果兩個成鍵原子間的電負性差值小于1.7,通常形成共價鍵。下表是某些元素的電負性值:
33、
元素符號
Li
Be
B
C
O
F
Na
Al
Si
P
S
Cl
電負性值
1.0
1.5
2.0
2.5
3.5
4.0
0.9
1.5
1.8
2.1
2.5
3.0
(1)認真分析信息A圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律,推斷第3周期Na~Ar這幾種元素中,Al的第一電離能的大小范圍為______<Al<______(填元素符號)。
(2)從信息A圖中分析可知,同一主族元素原子的第一電離能I1的變化規(guī)律是________________。
(3)信息A圖中第一電離能最小的元素在周期表中的位置是第________周期第_____ 34、___族。
(4)根據(jù)對角線規(guī)則,Be、Al元素最高價氧化物對應水化物的性質(zhì)相似,它們都具有________性,其中Be(OH)2顯示這種性質(zhì)的離子方程式是_________________________。
(5)通過分析電負性值的變化規(guī)律,確定Mg元素的電負性值的最小范圍________________。
(6)請歸納元素的電負性和金屬性、非金屬性的關系是________________。
(7)從電負性角度,判斷AlCl3是離子化合物還是共價化合物,說出理由并寫出判斷的方法______________________________________________________ 35、__________________。
答案 (1)Na Mg (2)從上到下依次減小
(3)第5 第ⅠA
(4)兩 Be(OH)2+2H+===Be2++2H2O、Be(OH)2+2OH-===BeO+2H2O (5)0.9~1.5
(6)非金屬性越強,電負性越大;金屬性越強,電負性越小
(7)Al元素和Cl元素的電負性差值為1.5<1.7,所以形成共價鍵,為共價化合物 將氯化鋁加熱到熔融態(tài),進行導電性實驗,如果不導電,說明是共價化合物
解析 (1)由信息所給的圖可以看出,同周期的ⅠA族元素的第一電離能最小,而第ⅢA族元素的第一電離能小于ⅡA族元素的第一電離能,故Na<Al<Mg 36、。(2)從圖中可看出同主族元素的第一電離能從上到下逐漸減小。(3)根據(jù)第一電離能的遞變規(guī)律可以看出,圖中所給元素中Rb的第一電離能最小,其在周期表中的位置為第5周期第ⅠA族。(4)根據(jù)對角線規(guī)則,Al(OH)3與Be(OH)2的性質(zhì)相似,Be(OH)2應具有兩性,根據(jù)Al(OH)3+NaOH===NaAlO2+2H2O,Al(OH)3+3HCl===AlCl3+3H2O可以類似地寫出Be(OH)2與酸、堿反應的離子方程式。(5)根據(jù)電負性的遞變規(guī)律:同周期元素,從左到右電負性逐漸增大,同主族元素從上到下電負性逐漸減小可知,在同周期中電負性Na<Mg<Al,Be>Mg>Ca,最小范圍應為0.9~ 37、1.5。(6)因電負性可以用來衡量原子吸引電子能力的大小,所以電負性越大,原子吸引電子的能力越強,非金屬性越強,反之金屬性越強。(7)AlCl3中Al與Cl的電負性差值為1.5,根據(jù)信息,電負性差值若小于1.7,則形成共價鍵,所以AlCl3為共價化合物。離子化合物在熔融狀態(tài)下以離子形式存在,可以導電,但共價化合物不能導電。
正確表述元素周期律
項目
同周期(從左→右)
同主族(從上→下)
原子核外電子排布
電子層數(shù)相同,最外層電子數(shù)逐漸增多,1→7(第1周期1→2)
最外層電子數(shù)相同,電子層數(shù)遞增
原子半徑
逐漸減小(0族除外)
逐漸增大
元素主要化合價
最 38、高正價由+1→+7最低負價由-4→-1
最高正價=主族序數(shù)(O、F除外),非金屬最低負價=主族序數(shù)-8
原子得、失電子能力
得電子能力逐漸增強,失電子能力逐漸減弱
得電子能力逐漸減弱,失電子能力逐漸增強
元素的第
一電離能
第一電離能呈增大的趨勢
第一電離能逐漸減小
元素的電負性
電負性逐漸增大
電負性逐漸減小
元素金屬性、非金屬性
金屬性逐漸減弱非金屬性逐漸增強
金屬性逐漸增強非金屬性逐漸減弱
單質(zhì)氧化性、還原性
氧化性逐漸增強還原性逐漸減弱
氧化性逐漸減弱還原性逐漸增強
最高價氧化物對應水化物的酸堿性
堿性逐漸減弱酸性逐漸增強
堿性逐漸增強酸 39、性逐漸減弱
非金屬氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性
生成由難到易穩(wěn)定性逐漸增強
生成由易到難穩(wěn)定性逐漸減弱
探究高考 明確考向
全國卷Ⅰ、Ⅱ高考題調(diào)研
(一)原子核外電子排布
1.[xx·新課標全國卷 Ⅰ,37(2)]基態(tài)Fe原子有________個未成對電子。Fe3+的電子排布式為________??捎昧蚯杌洐z驗Fe3+,形成的配合物的顏色為________。
答案 4 1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5 血紅色
解析 基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為[Ar]3d64s2,其中3d軌道有4個軌道未充滿,含有4個未成對電子。Fe原子失去4s軌道的2個電子和3d軌道的1個 40、電子形成Fe3+,則其電子排布式為1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。檢驗Fe3+時,F(xiàn)e3+與SCN-形成配合物而使溶液顯血紅色。
2.[xx·新課標全國卷Ⅰ,37(1)]基態(tài)Si原子中,電子占據(jù)的最高能層符號為________,該能層具有的原子軌道數(shù)為________、電子數(shù)為________。
答案 M 9 4
3.[xx·新課標全國卷Ⅱ,37(1)]Ni2+的價層電子排布圖為________________。
答案
4.[xx·新課標全國卷,37(3)]Se原子序數(shù)為________,其核外M層電子的排布式為____________。
答案 34 3s2 41、3p63d10
(二)原子結構與元素性質(zhì)
1.[xx·新課標全國卷Ⅱ,37(2)]前四周期原子序數(shù)依次增大的元素A、B、C、D中,A和B的價電子層中未成對電子均只有1個,并且A-和B+的電子數(shù)相差為8;與B位于同一周期的C和D,它們價電子層中的未成對電子數(shù)分別為4和2,且原子序數(shù)相差為2。
四種元素中的第一電離能最小的是__________,電負性最大的是__________。(填元素符號)
答案 K F
2.[xx·新課標全國卷,37(2)]原子的第一電離能是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量,O、S、Se原子的第一電離能由大到小的順序為_____ 42、_______。
答案 O>S>Se
各省市高考題調(diào)研
(一)原子核外電子排布
1.[xx·江蘇,21(A)—(1)]Cu+基態(tài)核外電子排布式為
________________________________________________________________________。
答案 [Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10
解析 Cu的原子序數(shù)為29,根據(jù)洪特規(guī)則特例:能量相同的原子軌道在全充滿(如p6和d10)、半充滿(如p3和d5)和全空(如p0和d0)狀態(tài)時,體系的能量較低,原子較穩(wěn)定,因此Cu原子的基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s 43、23p63d104s1,故Cu+核外基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d10。
2.[xx·安徽理綜,25(1)]Na位于元素周期表第____周期第____族;S的基態(tài)原子核外有________個未成對電子;Si的基態(tài)原子核外電子排布式為________________________________________________________________________。
答案 三 ⅠA 2 1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2
解析 Na元素基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s1,則Na位于元素周期表中第三周期第ⅠA族。S元素基態(tài)原子 44、核外電子排布式為1s22s22p63s23p4,其中3p軌道有兩個未成對電子。Si元素基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2。
3.[xx·四川理綜,8(1)改編]已知XY2是紅棕色氣體,Z基態(tài)原子的M層與K層電子數(shù)相等。Y基態(tài)原子的電子排布式是__________________________;Z所在周期中第一電離能最大的主族元素是_____________________________________________________。
答案 1s22s22p4 Cl
解析 根據(jù)題意可以判斷XY2為NO2,Z為Mg。O元素基態(tài)原子的電子排布式 45、是1s22s22p4;第三周期元素中第一電離能最大的主族元素為Cl元素。
4.[xx·福建理綜,31(1)]基態(tài)硼原子的電子排布式為
________________________________________________________________________。
答案 1s22s22p1
解析 B的原子序數(shù)為5,故其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p1。
5.[xx·浙江自選模塊,15(1)節(jié)選]31Ga基態(tài)原子的核外電子排布式是________。
答案 1s22s22p63s23p63d104s24p1
6.[xx·福建理綜,31(2)②]基態(tài)銅原子的核外 46、電子排布式為____________。
答案 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
7.[xx·江蘇,21(A)—(1)①]Mn2+基態(tài)的電子排布式可表示為__________。
答案 1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
(二)原子結構與元素性質(zhì)
1.[xx·山東理綜,32(3)]第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有________種。
答案 3
2.[xx·安徽理綜,25(1)(2)]X、Y、Z、W是元素周期表中原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素,已知X的最高價氧化物對應的水化物化學式為H2XO3,Z的基態(tài)原子最外層電子排布式 47、為3s23p1,W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為28,中子數(shù)為14。
則:(1)W位于元素周期表第________周期第________族;W的原子半徑比X的________(填“大”或“小”)。
(2)Z的第一電離能比W的________(填“大”或“小”)。
答案 (1)三 ⅣA 大 (2)小
3.[xx·山東理綜,32(1)]下列曲線表示鹵族元素某種性質(zhì)隨核電荷數(shù)的變化趨勢,正確的是________。
答案 a
4.[xx·安徽理綜,25(2)]已知X的基態(tài)原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍,Y的基態(tài)原子最外層電子排布式為nsnnpn+2,則X的電負性比Y的________(填“ 48、大”或“小”)。
答案 小
5.[2011·福建理綜,30(2)]C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是________。
答案 N>O>C
6.[xx·山東理綜,32(2)]Ni是元素周期表中第28號元素,第二周期基態(tài)原子未成對電子數(shù)與Ni相同且電負性最小的元素是__________。
答案 C(碳)
7.[xx·福建理綜,31(1)]依據(jù)第2周期元素第一電離能的變化規(guī)律,參照右圖中B、F元素的位置,用小黑點標出C、N、O三種元素的相對位置。
答案
練出高分
1.現(xiàn)代大爆炸理論認為:天然元素源于氫、氦等發(fā)生的原子核融合反應。這與100多年前,普魯特運用思辨性推 49、測作出“氫是所有元素之母”的預言恰好“一致”。下列說法正確的是 ( )
A.科學研究中若能以思辨性推測為核心,就能加快科學的進程
B.普魯特“既然氫最輕,它就是其他一切元素之母”的推理是符合邏輯的
C.“一致”是巧合,普魯特的預言沒有科學事實和理論支撐,它只是一種猜測
D.“現(xiàn)代大爆炸理論”是解釋宇宙誕生的唯一正確的理論
答案 C
2.關于1s、2s、3s、4s原子軌道的說法,正確的是 ( )
A.電子只能在電子云輪廓圖中運動
B.軌道不同,電子云輪廓圖形狀相同
C.軌道數(shù)目相同,電子云輪廓圖形狀、大小完全相同
D.能層不同,電子云輪廓圖形狀也不相同
答案 B
解析 50、 A項,電子在電子云輪廓圖中出現(xiàn)的機會多;C項,1s、2s、3s、4s 電子云輪廓圖大小不相同;D項,電子云輪廓圖形狀相同。
3.符號“3px”沒有給出的信息是( )
A.電子層
B.電子亞層
C.電子云在空間的伸展方向
D.電子的自旋方向
答案 D
4.下列表示氮原子結構的化學用語中,對核外電子運動狀態(tài)描述正確且能據(jù)此確定電子的原子軌道的是( )
A.
B.
C.ls22s22p3
D.
答案 C
5.以下表示重氫原子結構或核外電子運動狀態(tài)的圖式中一定錯誤的是 ( )
A. B.H
C.1s1 D.↓
答案 B
解析 重氫原 51、子應表示為H或D。
6.現(xiàn)有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下:①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p3;④1s22s22p5。則下列有關比較中正確的是 ( )
A.第一電離能:④>③>②>①
B.原子半徑:④>③>②>①
C.電負性:④>③>②>①
D.最高正化合價:④>①>③=②
答案 A
解析?、俦硎維,②表示P,③表示N,④表示F。第一電離能:F>N>P>S,A項正確;原子半徑:P>S>N>F,B項錯誤;電負性:F>N>S>P,C項錯誤;F無正價,D項錯誤。
7.下列各組原子中,化學性質(zhì)一定相似的是 ( )
A.原子 52、核外電子排布式為1s2的X原子與原子核外電子排布式為1s22s2的Y原子
B.原子核外M層上僅有兩個電子的X原子與原子核外N層上僅有兩個電子的Y原子
C.2p軌道上只有2個電子的X原子與3p軌道上只有2個電子的Y原子
D.最外層都只有一個電子的X、Y原子
答案 C
解析 A項,X原子為He,Y原子為Be;B項,X原子為Mg,Y原子可以為Ca,也可以為Zn;C項,X只能為C,Y只能為Si,同一主族,化學性質(zhì)相似;D項,X、Y可以為H、Li、Na、Cr、Cu等。
8.下列敘述正確的是 ( )
A.除0族元素外,短周期元素的最高化合價在數(shù)值上都等于該元素所屬族的族序數(shù)
B.除短周期 53、外,其他周期均為18種元素
C.副族元素沒有非金屬元素
D.堿金屬元素是指ⅠA族的所有的元素
答案 C
解析 A項,O無最高正價,F(xiàn)無正價;B項,第6周期為32種元素;D項,H不屬于堿金屬元素。
9.已知X、Y是主族元素,I為電離能,單位是kJ·mol-1。請根據(jù)下表數(shù)據(jù)判斷,錯誤的是 ( )
元素
I1
I2
I3
I4
X
500
4 600
6 900
9 500
Y
580
1 800
2 700
11 600
A.元素X的常見化合價是+1價
B.元素Y是ⅢA族元素
C.元素X與氯形成化合物時,化學式可能是XCl
D.若元素Y處于第3周 54、期,它可與冷水劇烈反應
答案 D
解析 X為第ⅠA族元素,Y為第ⅢA族元素;D項,若元素Y處于第3周期,則Y為Al,Al不與冷水反應。
10.回答下列問題:
(1)已知元素M是組成物質(zhì)NH4Al(SO4)2的一種元素。元素M的氣態(tài)原子逐個失去第1個至第4個電子所需能量(即電離能,用符號I1至I4表示)如下表所示:
I1
I2
I3
I4
電離能(kJ·mol-1)
578
1 817
2 745
11 578
元素M是____________(填寫元素符號)。
(2)硫原子核外有________種不同運動狀態(tài)的電子,有________種不同形狀的電子云。
( 55、3)請用一個事實證明氧氣的氧化性比硫的氧化性強:__________________________。
(4)寫出碳原子最外層電子的電子排布圖________________,該化學用語不能表達出碳原子最外層電子的________(填字母)。
a.電子層 b.原子軌道
c.所有電子云的伸展方向 d.自旋狀態(tài)
答案 (1)Al (2)16 2
(3)2H2S+O2===2H2O+2S(答案合理即可)
(4) c
11.現(xiàn)有1~20號元素A、B、C、D所對應的物質(zhì)的性質(zhì)或微粒結構如下表:
元素
物質(zhì)性質(zhì)或微粒結構
A
M層上有2對成對電子
B
B的離子與D的離子 56、具有相同電子層結構,且可以相互組合形成干燥劑
C
常溫下單質(zhì)為雙原子分子,其氫化物水溶液呈堿性
D
元素最高正價是+7價
(1)元素A的原子最外層共有________種不同運動狀態(tài)的電子,有________種能量不同的電子。B的離子與D的離子相互組合形成的干燥劑的化學式是________。
(2)元素C與氫元素形成帶一個單位正電荷的離子,寫出該微粒的電子式________________________________________________________________________(用元素符號表示)。
(3)元素A與元素D相比,非金屬性較強的是________(用 57、元素符號表示),下列表述中能證明這一事實的是________。
A.常溫下A的單質(zhì)和D的單質(zhì)狀態(tài)不同
B.A的氫化物比D的氫化物穩(wěn)定
C.一定條件下D能從A的氫化物水溶液中置換出A單質(zhì)
D.HD的酸性比HA酸性強
(4)C的氫化物固態(tài)時屬于________晶體,該氫化物與A的最高價氧化物對應的水化物反應的化學方程式是________________________________。
答案 (1)6 2 CaCl2 (2)
(3)Cl C (4)分子 2NH3+H2SO4===(NH4)2SO4
解析 根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)和微粒結構,A為S,D為Cl,B為Ca,C為N。
(1)S的最 58、外層有6個電子,其運動狀態(tài)各不相同,3s、3p軌道上電子能量不相同,所以應有2種能量不同的電子。CaCl2是一種中性干燥劑。
(2)該離子應為NH,其電子式為[]+。
(3)S和Cl相比較,Cl的非金屬性強,可以根據(jù)氫化物的穩(wěn)定性,最高價氧化物對應水化物的酸性以及Cl2+H2S===2HCl+S↓進行判斷。
(4)NH3為分子晶體,NH3和H2SO4反應生成(NH4)2SO4。
12.不同元素的原子在分子內(nèi)吸引電子的能力大小可用一定數(shù)值x來表示,x越大,其原子吸引電子的能力越強。下面是某些短周期元素的x值:
元素符號
Li
Be
B
C
O
F
Na
Al
Si
59、P
S
Cl
x值
1.0
1.5
2.0
2.5
3.5
4.0
0.9
1.5
1.8
2.1
2.5
3.0
(1)通過分析x值變化規(guī)律,確定Mg的x值范圍:____<x(Mg)<________。
(2)推測x值與原子半徑的關系是________________________________________;
根據(jù)短周期元素的x值變化特點,體現(xiàn)了元素性質(zhì)的________________變化規(guī)律。
(3)分別指出下列兩種化合物中氧元素的化合價:HClO________,HFO________。
(4)經(jīng)驗規(guī)律告訴我們:成鍵的兩原子相應元素x數(shù)值 60、的差值為Δx,當Δx>1.7時,一般為離子鍵,當Δx<1.7時,一般為共價鍵,試推斷AlBr3中化學鍵類型是________________。
(5)預測元素周期表中,x值最小的元素位于第________周期第________族(放射性元素除外)。
答案 (1)0.9 1.5 (2)同周期(同主族)中,x值越大,其原子半徑越小 周期性 (3)-2 0 (4)共價鍵 (5)第6 第ⅠA
解析 (1)x代表電負性的大小,根據(jù)位置關系判斷x(Na)<x(Mg)<x(Be),即0.9<x(Mg)<1.5。
(2)x值越大,其原子半徑越小,電負性隨著原子序數(shù)的遞增,呈現(xiàn)周期性變化。
(3)根據(jù) 61、電負性的數(shù)值,在HClO中氧為-2價,根據(jù)
H,H和O的共用電子對偏向O,而O和F的共用電子對又偏向F,所以O為0價。
(4)x(Br)-x(Al)<x(Cl)-x(Al)=3.0-1.5=1.5,所以AlBr3中化學鍵類型為共價鍵。
(5)電負性最小的應為金屬性最強的。
13.下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分別代表某一化學元素。
(1)下列________(填寫編號)組元素的單質(zhì)可能都是電的良導體。
①a、c、h?、赽、g、k?、踓、h、l?、躣、e、f
(2)如給核外電子足夠的能量,這些電子便會擺脫原子核的束縛而離去。核外電子離開該原子或離子所需要的能量主要受兩 62、大因素的影響:①原子核對核外電子的吸引力,②形成穩(wěn)定結構的傾向。下表是一些氣態(tài)原子失去核外不同電子所需的能量(kJ·mol-1):
鋰
X
Y
失去第一個電子
519
502
580
失去第二個電子
7 296
4 570
1 820
失去第三個電子
11 799
6 920
2 750
失去第四個電子
9 550
11 600
①通過上述信息和表中的數(shù)據(jù)分析為什么鋰原子失去核外第二個電子時所需的能量要遠遠大于失去第一個電子所需的能量:__________________________________________________。
②表中X 63、可能為以上13種元素中的________(填寫字母)元素,則該元素屬于________區(qū)。用元素符號表示X和j所能形成的化合物的化學式是__________。
③Y是周期表中________族元素。
④以上13種元素中,________(填寫字母)元素原子失去核外第一個電子需要的能量最多。
答案 (1)①④ (2)①鋰原子失去核外第一個電子后即達到穩(wěn)定結構,所以鋰原子失去核外第二個電子時所需的能量要遠遠大于失去第一個電子所需的能量?、赼 s Na2O和Na2O2 ③ⅢA?、躮
解析 根據(jù)位置可以判斷b為H,a為Na,c為Mg,d為Sr,e為Ti,f為Al,g為Ge,h為C,i為P,j為O,k為Te,l為Cl,m為Ar。
(1) 金屬以及石墨為電的良導體,所以①④都符合。
(2)①由于Li失去一個電子后,達到穩(wěn)定結構,所以再失去一個電子所需能量遠遠大于失去第一個電子所需能量。②表中所給數(shù)據(jù)即電離能,根據(jù)X的逐級電離能數(shù)據(jù),X最外層應有1個電子,應為Na元素,即a,Na在s區(qū),Na與j(O)可形成Na2O、Na2O2兩種化合物。③根據(jù)Y的逐級電離能數(shù)據(jù),Y最外層應有3個電子,對應的應為Al(f)。④稀有氣體元素原子最穩(wěn)定,失去第一個電子需要的能量最多。
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