2022届高考化学（人教版）一轮总复习课件：第30讲　原子结构与性质

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第30讲　原子结构与性质
考试要求：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、价电子的电子排布式和电子排布图。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。
名师点拨：高考对本讲知识的考查主要有四个方面：①前四周期元素中原子核外电子排布式的书写以及根据电子排布式的特点进行元素推断；②运用电离能、电负性解释推测某些元素的性质；③结合元素周期律及元素周期表以推断题的形式考查原子结构与性质的应用。④复习时要结合图形，提高观察能力和空间想象能力，这样才能认识共价分子结构的多样性和复杂性，更好地理解和掌握晶胞的概念和常见晶体的结构，并注意计算能力的培养。预计2022年高考将会稳中有变，可能与元素周期律、元素周期表的知识或元素及其化合物的知识相结合进行考查。注意本部分考查内容的规律性强，因此命题空间广阔，考查方式也会向多方位、多层次发展。
考点二　原子结构与元素性质
1．能层、能级与原子轨道的含义(1)能层(n)：在多电子原子中，核外电子的________是不同的，按照电子的________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：在多电子原子中，同一能层里电子的________也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用______________等表示，同一能层里，各能级的能量按______________的顺序依次升高，即_______________________。(3)原子轨道：电子云轮廓图给出了电子在________________的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。
E(s)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)(2021·河北衡水高三检测)已知X、Y元素同周期，且电负性X>Y，下列说法不正确的是(　　)A．X与Y形成化合物时，X显负价，Y显正价B．第一电离能Y可能小于X，也可能大于XC．含氧酸的酸性：X>YD．气态氢化物的稳定性：HmY小于HnX
[解析]　电负性大的元素在化合物中显负价，所以X和Y形成化合物时，X显负价，Y显正价，故A正确；一般同周期的主族元素的第一电离能随核电荷数的增加而逐渐增大，但当原子外围电子为全充满或半充满状态时第一电离能相对较高，则有第一电离能Y可能小于X，也可能大于X，故B正确；应为最高价的含氧酸的酸性X>Y，故C错误；非金属性X>Y，非金属性越强，气态氢化物越稳定，故X的气态氢化物的稳定性强，故D正确。
〔对点集训1〕　(1)(2021·山东潍坊高三检测)根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kJ·ml－1)，回答下列各题：
①在周期表中，最可能处于同一族的是_____。A．Q和R　　　　　　　　B．S和TC．T和UD．R和TE．R和U②下列离子的氧化性最弱的是_____。A．S2＋　　B．R＋　　C．T3＋　　D．U＋
③下列元素中，化学性质和物理性质与Q元素最相似的是_____。A．硼B．铍C．氦D．氢④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R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。
电子分层排布，各能层能量不同
⑤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_____元素的第一电离能异常高的原因是____________________________________________________________________________________________
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，失去第一个电子时吸收的能量较多
[解析]　①根据电离能的变化趋势知，Q为稀有气体元素，R为第ⅠA族元素，S为第ⅡA族元素，T为第ⅢA族元素，U为第ⅠA族元素，所以R和U处于同一主族。②由于U和R均为第ⅠA族元素且U比R的第一电离能小，所以U＋的氧化性最弱。③由于Q是稀有气体元素，所以氦的物理性质和化学性质与其最相似。
④电离能的突跃变化，说明核外电子是分层排布的，各能层能量不同。若R是短周期元素，则R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。⑤根据最外层电子数确定原子序数，S元素第一电离能失去的s能级的电子，s能级为全满稳定结构，能量较低，故第一电离能反常。
(2)(2021·天津高三检测)下表为一些元素的电负性：
回答下列问题：①根据对角线规则，Be、Al元素最高价氧化物对应水化物的性质相似，它们都具有两性，其中Be(OH)2显示这种性质的离子方程式是_______________________________________________________________。
②通过分析电负性变化规律，确定Mg元素电负性的最小范围是________________。③请归纳元素的电负性与元素金属性、非金属性的关系是：____________________________________________________________。④从电负性角度，判断AlCl3是离子化合物还是共价化合物？请说出理由，并设计一个实验方案证明上述所得结论。____________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________
元素的非金属性越强，电负性越大；元素的金属性越强，电负性越小
Al元素和Cl元素的电负性差值为1.55，小于1.7，所以形成共价键，为共价化合物。将AlCl3加热到熔融态，进行导电性实验，如果不导电，说明是共价化合物
[解析]　①Be(OH)2的性质与Al(OH)3的性质相似，根据Al(OH)3既能和酸反应，又能与强碱溶液反应，可写出Ba(OH)2分别与酸、碱反应的离子方程式。②根据同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，可知Mg元素电负性大于Na的电负性，根据同主族元素从上到下，电负性依次减小，可知Mg元素电负性小于Be的电负性，则Mg的电负性最小范围是0.93～1.57。
③元素的非金属性越强，电负性越大；元素的金属性越强，电负性越小。④Al元素和Cl元素的电负性差值为1.55，所以形成共价键，为共价化合物。将AlCl3加热到熔融态，进行导电性实验，如果不导电，说明是共价化合物。
(2021·经典习题选萃)在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，人们发现价电子排布相似的元素集中在一起，据此，人们将元素周期表分为五个区，并以最后填入电子的轨道能级符号作为该区的符号，如图所示。
微考点2　元素周期表分区和原子核外电子排布的相互判断
①在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素原子的价电子的电子云形状为________。②在d区中，族序数最大、原子序数最小的元素，常见离子的电子排布式为____________________________________________________，其中较稳定的是_________。③在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价电子排布式为___________。
Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6；Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5
④在p区中，第二周期ⅤA族元素原子的价电子排布图为__________________。⑤当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在_____区中。
[解析]　①在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素位于第二周期ⅡA族，其原子的价电子排布式应为2s2，所以其原子的价电子的电子云形状为球形。②在d区中，族序数最大、原子序数最小的元素为Fe，常见的离子为二价铁离子和三价铁离子。其离子的电子排布式为Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6；Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5，Fe3＋的最外层为3d5，为半充满稳定结构，而Fe2＋的最外层为3d6，故Fe3＋较稳定。
〔对点集训2〕　(1)(2021·经典习题汇编)完成下列各小题。①第34号元素符号是______，铬元素位于元素周期表的_____区(填“s、p、d、f或ds”)，其价层电子的轨道表达式(或电子排布图)为__________________________。②第一电离能：P_____S(填“>”或“