衡水中学届高三化学一轮大复习知识扫描原子结构与性质.docx
- 文档编号:5764701
- 上传时间:2023-01-01
- 格式:DOCX
- 页数:11
- 大小:106.73KB
衡水中学届高三化学一轮大复习知识扫描原子结构与性质.docx
《衡水中学届高三化学一轮大复习知识扫描原子结构与性质.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《衡水中学届高三化学一轮大复习知识扫描原子结构与性质.docx(11页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
衡水中学届高三化学一轮大复习知识扫描原子结构与性质
2021届高三化学一轮大复习知识扫描——原子结构与性质
基础落实
(一) 原子的核外电子排布
1.能层、能级及其含有的原子轨道
能层
K
L
M
N
能级
1s
2s、2p
3s、3p、3d
4s、4p、4d、4f
原子轨道数目
1+3=4
1+3+5=9
1+3+5+7=16
最多容纳电子数目
18
32
2.电子云与原子轨道
(1)电子云
①由于核外电子的概率分布图看起来像一片云雾,因而被形象地称为电子云。
②电子云轮廓图称为原子轨道。
(2)原子轨道的形状、数目及能量关系
①轨道形状
②s、p、d、f能级上原子轨道数目依次为1、3、5、7,其中npx、npy、npz三个原子轨道在三维空间相互垂直,各能级的原子轨道半径随能层数(n)的增大而增大。
③能量关系
相同能层上原子轨道能量的高低
ns 形状相同的原子轨道能量的高低 1s<2s<3s<4s…… 同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等,如2px、2py、2pz轨道的能量相同 3.原子核外电子排布规律 (1)能量最低原理: 原子的电子排布遵循构造原理,能使整个原子的能量处于最低状态,简称能量最低原理。 (2)泡利原理: 在一个原子轨道里,最多只能容纳 个电子,且它们的自旋状态相反。 如2s的2个电子可表示为 ,不可表示为 。 (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,并且自旋状态相同。 如2p3的电子排布图为 ,不能表示为 或 。 特例: 当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,体系的能量最低。 如24Cr的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,而不是1s22s22p63s23p63d44s2。 [注意] ①一个原子轨道若有2个电子且自旋状态相反,这2个电子称为成对电子,即电子对;②一个原子轨道若有1个电子,这个电子称为未成对电子,即单电子。 如N的电子排布图为 ,原子中有2对电子对,3个单电子或未成对电子。 4.电子的跃迁与原子光谱 (1)电子的跃迁 ①基态―→激发态: 当基态原子的电子吸收能量后,电子会从低能级跃迁到较高能级,变成激发态原子。 ②激发态―→基态: 激发态原子的电子从较高能级跃迁到较低能级时会释放出能量。 (2)原子光谱: 不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同的光,用光谱仪记录下来便得到原子光谱。 包括吸收光谱和发射光谱。 用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素,称为光谱分析。 [注意] ①“七基色”与波长的关系为: 按“红、橙、黄、绿、青、蓝、紫”的顺序,波长逐渐变小。 ②基态、激发态及光谱示意图。 [细练过关] 题点 (一) 核外电子的排布及表达方式 1.(2020·山东新高考模拟)某元素基态原子4s轨道上有1个电子,则该基态原子价电子排布不可能是( ) A.3p64s1 B.4s1 C.3d54s1D.3d104s1 解析: 选A A选项表示的是主族元素,价电子应为4s1。 2.(2020·德州期末)下列说法正确的是( ) A.Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5 B.基态原子的能量一定比激发态原子的能量高 C.基态碳原子价电子的轨道表示式: D.基态多电子原子中,p轨道电子能量一定比s轨道电子能量高 答案: A 3.完成下列化学用语。 (1)Cr原子的核外电子排布式__________________,外围电子排布式________________,原子结构示意图__________,价电子排布图____________________________。 (2)Cu2+的核外电子排布式________________,离子结构示意图________________。 (3)As的核外电子排布式________________,原子结构示意图______________,价电子排布图________________。 (4)Co的外围电子排布式____________,外围电子排布图____________________。 答案: (1)1s22s22p63s23p63d54s1 3d54s1 4. (1)(2019·全国卷Ⅰ)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是________(填标号)。 (2)(2019·全国卷Ⅲ)在周期表中,与Li的化学性质最相似的邻族元素是________,该元素基态原子核外M层电子的自旋状态________(填“相同”或“相反”)。 (3)(2018·全国卷Ⅰ)①下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为________、________(填标号)。 A. B. C. D. ②Li+与H-具有相同的电子构型,r(Li+)小于r(H-),原因是________________________________________________________________________。 (4)(2017·全国卷Ⅰ)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。 回答下列问题: ①元素K的焰色反应呈紫红色,其中紫色对应的辐射波长为________nm(填标号)。 A.404.4B.553.5 C.589.2D.670.8 E.766.5 ②基态K原子中,核外电子占据最高能层的符号是______,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。 (5)(2017·全国卷Ⅱ)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为____________________________。 (6)(2017·全国卷Ⅲ)Co基态原子核外电子排布式为________________,元素Mn与O中,基态原子核外未成对电子数较多的是________。 (7)Fe成为阳离子时首先失去________轨道电子,Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+价层电子排布式为________。 解析: (3)①D选项表示基态,为能量最低状态;A、B、C选项均表示激发态,但C选项被激发的电子处于高能级的电子数多,为能量最高状态。 ②Li+与H-具有相同的电子构型,Li的核电荷数大于H的核电荷数,因此Li的原子核对电子的吸引能力强,即Li+半径小于H-半径。 (4)①当对金属钾或其化合物进行灼烧时,焰色反应显紫红色,紫色光的辐射波长范围为400nm~430nm。 ②基态K原子核外有4个能层: K、L、M、N,能量依次增高,处于N层上的1个电子位于s轨道,s电子云轮廓图形状为球形。 (6)根据构造原理可写出Co基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2。 Mn和O的基态原子核外电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d54s2、1s22s22p4,前者的3d轨道中5个电子均未成对,后者的2p轨道中有2个电子未成对,所以Mn的基态原子核外未成对电子数较多。 答案: (1)A (2)Mg 相反 (3)①D C ②Li+核电荷数较大 (4)①A ②N 球形 (5) (6)1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 Mn (7)4s 4f5 [备考点击] 电子排布表示的两化学用语 (1)电子排布式 注意: ①上述两类化学用语还应注意是原子还是离子,对于阳离子,先失去最外层电子再失去次外层的电子,如Fe2+的电子排布式为[Ar]3d6。 ②当出现d轨道时,虽然电子按ns、(n-1)d、np的顺序填充,但在书写电子排布式时,仍把(n-1)d放在ns前。 题点 (二) 电子的跃迁与原子光谱 5.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.1s22s22p ―→1s22s22p 解析: 选B 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。 6.从电子跃迁的角度指出焰色反应呈现不同颜色光的原理是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案: 吸收能量后,电子从激发态向基态发生跃迁,跃迁时以不同颜色光的形式释放出不同能量 基础落实 (二) 原子结构与元素的性质 1.元素周期表的结构与性质特点 分区 元素分布 外围电子排布 元素性质特点 s区 ⅠA族、ⅡA族 ns1~2 除氢外都是活泼金属元素 p区 ⅢA族~ⅦA族、0族 ns2np1~6(He除外) 最外层电子参与反应(0族元素一般不考虑) d区 ⅢB族~ⅦB族、Ⅷ族(镧系、锕系除外) (n-1)d1~9ns1~2(Pd除外) d轨道也不同程度地参与化学键的形成 ds区 ⅠB族、ⅡB族 (n-1)d10ns1~2 金属元素 f区 镧系、锕系 (n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2 镧系元素化学性质相近,锕系元素化学性质相近 2.原子半径 (1)影响因素 (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)定义及规律 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·mol-1。 ②规律: 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;同族元素: 从上至下第一电离能逐渐减小;同种原子: 逐级电离能越来越大(即I1 ③注意事项;同周期元素从左向右,元素的第一电离能并不是逐渐增大的,当元素的核外电子排布是全空、半充满和全充满状态时,第一电离能就会反常的大。 (2)电离能的3个重要应用 ①判断元素的金属性和非金属性强弱。 I1越大,元素的非金属性越强;I1越小,元素的金属性越强。 ②判断元素在化合物中的化合价。 如K: I1≪I2 ③判断元素核外电子的分层排布情况。 如Li: I1≪I2 4.电负性 (1)定义及规律 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 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) 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 (2)电负性的一般应用 ①判断元素金属性、非金属性强弱。 电负性越大,非金属性越强,金属性越弱。 ②判断化学键的类型。 一般认为: 如果两种成键原子间的电负性差值大于1.7,通常形成离子键;若差值小于1.7,通常形成共价键。 如AlCl3的电负性差<1.7,Al—Cl为共价键。 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 。 [细练过关] 1.现有三种元素的基态原子的电子排布式如下: ①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p5。 则下列有关比较中正确的是( ) A.第一电离能: ③>②>①B.原子半径: ③>②>① C.电负性: ③>②>①D.最高正化合价: ③>②>① 解析: 选A 根据元素的基态原子的电子排布式可知,三种元素分别是S、P、F。 一般非金属性越强,第一电离能越大,但P原子的3p轨道处于半充满状态,稳定性强,所以第一电离能大于S,A正确;原子半径应是②>①>③,B不正确;非金属性越强,电负性越大,应是③>①>②,C不正确;F没有正价,S最高价为+6,P最高价为+5,D不正确。 2.(2020·潍坊月考)第三周期的下列基态原子中,第一电离能最小的是( ) A.3s23p3B.3s23p5 C.3s23p4D.3s23p6 答案: C 3.(2020·天津市新高考模拟)下列叙述正确的是( ) A.最高正化合价: P>N>C B.第一电离能: Li>Na>K C.热稳定性: H2O>HF>H2S D.碱性: LiOH>NaOH>KOH 解析: 选B P和N同为第ⅤA族元素,两元素的最高正化合价相等,均为+5价,C属于第ⅣA族元素,最高正化合价为+4价,A错误;B选项,电子层数越多,电离能越小,根据Li、Na、K所在周期判断该选项正确;判断热稳定性要看化学键,化学键越短物质越稳定,化学键是原子之间的距离,所以原子半径越小,化学键越短,物质越稳定,F原子的半径小于O原子,所以HF比H2O稳定,C错误;元素的金属性越强,碱性越强,所以碱性LiOH 4.第四周期有14种金属元素,其中4种为主族元素,10种为过渡元素。 (1)锰元素在周期表中的位置为________;属于________区元素(填“s”“p”“d”“ds”或“f”)。 (2)基态铬原子的价电子排布式为________,与铬同周期的所有元素的基态原子中,最外层电子数与铬原子相同的有________。 (3)As、Se、Br元素的电负性由大到小的顺序为________,第一电离能由大到小的顺序为________。 (4)铜、锌两种元素的第一电离能、第二电离能如表所示: 电离能/(kJ·mol-1) I1 I2 铜 746 1958 锌 906 1733 铜的第一电离能(I1)小于锌的第一电离能,而铜的第二电离能(I2)却大于锌的第二电离能,其主要原因是_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案: (1)第四周期ⅦB族 d (2)3d54s1 K、Cu (3)Br>Se>As Br>As>Se (4)Cu失去一个电子变成电子结构为[Ar]3d10的Cu+,能量较低,结构稳定,所以Cu的第二电离能相对较大(或Zn失去一个电子变成电子结构为[Ar]3d104s1的Zn+,易再失去一个电子,所以Zn的第二电离能相对较小或Cu原子失去一个电子后,核外电子排布式为[Ar]3d10,而锌原子失去1个电子后的核外电子排布式变为[Ar]3d104s1,铜达到了较稳定状态,所以Cu的第二电离能相对较大) 5. (1)(2019·全国卷Ⅱ)比较离子半径: F-________O2-(填“大于”“等于”或“小于”)。 (2)(2018·全国卷Ⅲ)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。 第一电离能I1(Zn)________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。 原因是________________________________________________________________________。 (3)(2017·全国卷Ⅲ)元素Mn与O中,第一电离能较大的是________。 (4)(2017·全国卷Ⅱ)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___________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)(2017·江苏高考)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为____________。 (6)(2016·全国卷Ⅰ)Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是____________。 (7)(2016·全国卷Ⅱ)元素铜与镍的第二电离能分别为: ICu=1958kJ·mol-1、INi=1753kJ·mol-1,ICu>INi的原因是_________________________________________________。 解析: (1)电子层结构相同的不同离子,核电荷数越大,离子半径越小,r(F-) (2)锌的价层电子排布式为3d104s2,为全充满稳定结构,较难失去电子,铜的价层电子排布式为3d104s1,较易失去一个电子,因此锌的第一电离能大于铜的第一电离能。 (3)O是非金属元素,而Mn是金属元素,前者易得电子而不易失电子,后者则反之,所以O的第一电离能大于Mn的。 (4)从图中可以看出: 除N外,同周期元素随核电荷数依次增大,E1逐渐增大,这是因为随原子半径逐渐减小,结合一个电子需要释放出更多的能量;N原子的2p轨道处于半充满状态,不易再结合一个电子,故E1呈现异常。 (5)非金属性: H H (6)非金属性: O>Ge>Zn,则电负性: O>Ge>Zn。 (7)铜的第二电离能失去的是全充满的3d10电子所需要的能量,镍的第二电离能失去的是4s1电子所需要的能量,前者属于稳定状态,故第二电离能: ICu>INi。 答案: (1)小于 (2)大于 Zn核外电子排布为全充满稳定结构,较难失电子 (3)O (4)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 (5)H [备考点击] (1)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。 利用此规律可解得①原子核外电子排布式,如Cr: [Ar]3d54s1,Cu: [Ar]3d104s1;②第一电离能反常大,如I1(N)>I1(O);③稳定性较强,如Cu2O比CuO稳定;Fe2O3比FeO稳定。 (2)共价化合物中,两种元素电负性差值越大,它们形成共价键的极性就越强。 (3)同周期稀有气体元素的第一电离能最大,但电负性不是最大。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 衡水 中学 届高三 化学 一轮 复习 知识 扫描 原子结构 性质
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)