这是一份鲁科版高考化学一轮复习物质结构与性质第1节原子结构与元素的性质课件
选修32022必备知识 自主预诊 知识梳理1.电子层与能级(1)电子层(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电子层。通常用K、L、M、N……表示,能量依次升高。(2)能级:同一电子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(ns)Al,P>S。③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。④同周期主族元素从左到右,非金属性越来越强,电负性越来越大,第一电离能总体呈增大趋势。自我诊断1.已知某主族元素的逐级电离能为I1=500 kJ·mol-1、I2=4 600 kJ·mol-1,I3=6 900 kJ·mol-1,I4=9 500 kJ·mol-1,可推知该元素可能在哪一族?最高化合价可能为多少?提示 ⅠA族,+1价。 2.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)第4周期元素中,锰原子价电子层中未成对电子数最多。( )(2)最外层有2个未成对电子的可能是ns2np2或ns2np4,短周期元素中分别为C、Si和O、S。( )(3)价电子排布式为4s24p3的元素位于第4周期ⅤA族,是p区元素。( )(4)价电子排布式为5s25p1的元素位于第5周期ⅠA族,是s区元素。( )(5)共价化合物中,成键元素电负性大的表现为负价。( )(6)元素电负性越大,非金属性越强,第一电离能也越大。( )(7)电负性大于1.8的一定为非金属,小于1.8的一定为金属。( )答案 (1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)× (7)× 关键能力 考向突破 考向1 电离能的判断及其应用【典例1】 (1)(2020全国1,35节选)I1(Li)>I1(Na),原因是 。I1(Be)>I1(B)>I1(Li),原因是 。 (2)(2018全国3,35节选)锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题:①锌原子核外电子排布式为 。 ②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2,35节选)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题: 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 。 (4)(2017全国3,35节选)元素Mn与O中,第一电离能较大的是 。 答案 (1)Na与Li同主族,Na的电子层数更多,原子半径大,易失电子 Li、Be、B同周期,核电荷数依次增加。Be为1s22s2全充满稳定结构,第一电离能最大。与Li相比,B的核电荷数大,原子半径小,较难失去电子,第一电离能较大。(2)①[Ar]3d104s2 ②大于 Zn的3d能级与4s能级为全充满稳定结构,较难失电子(3)从左到右原子半径减小,元素非金属性增强,得电子能力增强 N原子的2p轨道为半充满状态(4)O解析 (1)同主族元素从上至下,原子半径增大,第一电离能逐渐减小,所以I1(Li)>I1(Na);同周期元素从左至右,第一电离能呈现增大的趋势,但由于ⅡA族元素基态原子最外层s能级处于全充满的状态,能量更低更稳定,所以其第一电离能大于同周期的ⅢA族元素,因此I1(Be)>I1(B)>I1(Li)。(2)①Zn位于第4周期ⅡB族,属于ds区,Zn的核外电子排布为[Ar]3d104s2。②根据洪特规则特例进行判断,锌失去一个电子的价电子层变化为3d104s2→3d104s1,铜失去一个电子的价电子层变化为3d104s1→3d104s0,锌由稳定的全充满结构变为较稳定的半充满结构,而铜为较稳定的4s1半充满结构变为较稳定的4s0全空结构,故Zn的第一电离能比Cu的第一电离能大。(3)从题图可以看出:除N外,第2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,元素非金属性增强,得电子能力增强;氮原子的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。(4)O是非金属元素,而Mn是金属元素,O易得电子而不易失电子,所以O的第一电离能大于Mn的。归纳总结 电离能的四大应用(1)判断元素金属性的强弱。电离能越小,金属越容易失去电子,金属性越强;反之越弱。(2)判断元素的化合价。I1、I2……表示各级电离能。如果某元素的In+1≫In,则该元素的常见化合价为+n价。如钠元素I2≫I1,所以钠元素的化合价为+1价。(3)判断核外电子的分层排布情况。多电子原子的各级电离能逐级增大,有一定的规律性。当电离能的变化出现突跃时,电子层数就可能发生变化。(4)反映元素原子的核外电子排布特点。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、半充满或全充满状态时,第一电离能就会反常的大。对点演练1(2021湖北天门质检)X、Y是同周期的两种主族元素,它们的逐级电离能(I)数据如下表所示:下列有关说法正确的是 。 ①电负性:X”“=”或“<”)F,下列表述中能证明这一事实的是 (填序号)。 A.常温下氟气的颜色比D单质的颜色深B.氟气与D的氢化物剧烈反应,产生D的单质C.氟与D形成的化合物中D元素呈正价态D.比较两元素的单质与氢气化合时得电子的数目答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s1 (2)CK。(3)C原子核外电子总数是最外层电子数的3倍,则C为磷元素。A、B的原子序数小于C,且A2-和B+具有相同的电子层结构,则A为氧元素,B为钠元素。C、D为同周期元素,且D元素最外层有一个未成对电子,则D为氯元素。O、Na、P和Cl四种元素中,氧元素的电负性最大。磷原子核外有15个电子,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3或[Ne]3s23p3。考向3 “位、构、性”三者的关系与元素推断【典例3】 现有属于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素,原子序数依次增大。A元素的价电子排布式为nsnnpn+1;C元素为最活泼的非金属元素;D元素原子核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的 ;E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态;F元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒。(1)A元素的第一电离能 (填“<”“>”或“=”)B元素的第一电离能,A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为 (用元素符号表示)。 (2)D元素原子的价电子排布式是 。 (3)C元素基态原子的电子排布图为 ;E3+的离子符号为 。 (4)F元素位于元素周期表的 区,其基态原子的电子排布式为 。 (5)G元素可能的性质 。 A.其单质可作为半导体材料B.其电负性大于磷C.其原子半径大于锗D.其第一电离能小于硒(6)活泼性:D (填“>”或“<”,下同)Al,第一电离能I1(Mg) I1(Al),其原因是 。 答案 (1)> N > 镁原子的3p轨道处于全空状态,比较稳定,而铝原子的3p轨道只有一个电子,不稳定解析 A元素的价电子排布为nsnnpn+1,则A是N元素;C元素为最活泼的非金属元素,则C是F(氟)元素,那么B是O元素;D元素原子核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的 ,则D是Mg元素;E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态,则E是Fe元素;F元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,则F是Cu元素;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒,则G是As元素。(1)由于N原子的最外层p轨道处于半充满的稳定状态,失去电子比O难,所以元素的第一电离能A>B;一般情况下同一周期的元素,原子序数越大,元素的电负性越大。所以A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为NAl;因为Mg的3p轨道处于全空状态,比较稳定,而Al原子的3p轨道只有一个电子,不稳定,故第一电离能:I1(Mg)>I1(Al)。对点演练5已知:A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前四周期的元素,它们的原子序数依次增大。其中A、C原子的L层有2个未成对电子。D与E同主族,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。F3+的M层3d轨道电子为半充满状态。请根据以上信息,回答下列问题:(1)A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为 (用元素符号表示)。 (2)D元素的原子核外共有 种不同运动状态的电子,有 种不同能级的电子。 (3)写出E的基态原子的电子排布式: 。 (4)F和X(质子数为25)两元素的部分电离能数据列于下表,比较两元素的I3可知,气态X2+再失去一个电子比气态F2+再失去一个电子难。对此,你的解释是 。 答案 (1)CP>S P>S>Si S>P>Si(4)1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1解析 (1)题中所给的九种元素中,电负性最大的是F,第一电离能最小的是K,最不活泼的是Ne。(2)最外层电子排布式为4s1的元素为K和Cu。(3)c、d、e三种元素分别为Si、P、S,原子半径:Si>P>S,第一电离能:P>S>Si,电负性:S>P>Si。(4)d元素原子的轨道表示式(电子排布图)为 ,i元素为Ga,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1。归纳总结 正确表述元素周期律