新高考化学复习专题七原子结构元素周期律教学课件

这是一份新高考化学复习专题七原子结构元素周期律教学课件，共41页。
考点1　原子结构1.原子的构成及各微粒之间的数量关系原子 X) (1)原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数(2)质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
2.元素、核素、同位素的概念及相互关系
(2)电子云:核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾,形象地称为电子云。(3)原子轨道:量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。常 用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向。例如:s电子云的轮廓 图是球形的,则s轨道是球形的;p电子云的轮廓图是哑铃状的,则p轨道是哑铃状的。注意　电子的运动状态和电子的空间运动状态不同,如Na原子核外电子有11种运动状 态,即电子总数,有6种空间运动状态,即电子占有的原子轨道总数。
3.电子云与原子轨道(1)概率密度:用P表示电子在某处出现的概率,V表示该处的体积,则P/V表示概率密度,用ρ表示。
4.基态原子的核外电子排布(1)电子填入能级的顺序:1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→……(2)排布原则
(3)基态原子核外电子排布的表示方法(以硫原子为例)
注意　①答题时需注意区分价电子排布式与电子排布式。②Cr、Cu的价电子排布式 分别为3d54s1、3d104s1。
(4)基态、激发态及光谱分类 注意　对于同一种原子来说,能量:基态原子激发态原子。
考点2　元素周期表与元素周期律1.元素周期表(1)s区元素:包括ⅠA族、ⅡA族元素,原子的价电子排布为ns1~2。除氢外,这些元素都是活泼金属元素。(2)p区元素:包括ⅢA族~ⅦA族和0族元素,价电子排布为ns2np1~6(氦元素除外)。说明　s区元素和p区元素包括所有主族及0族元素,共同的特点是原子的价电子为最 外层电子。这两区的元素原子以最外层电子参与反应。(3)d区元素:包括除镧系、锕系外的从ⅢB族到Ⅷ族的元素,价电子排布为(n-1)d1~9ns1~2 (钯元素除外)。d区元素参与反应时,优先失去ns能级的电子,再失去(n-1)d能级的电子。(4)ds区元素:包括ⅠB族、ⅡB族元素,价电子排布为(n-1)d10ns1~2,(n-1)d轨道全充满。(5)f区元素:包括镧系和锕系元素。 
2.元素周期律(1)原子半径变化规律(稀有气体除外)①同周期元素从左到右:原子半径逐渐减小,元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增 强。②同主族元素从上到下:原子半径逐渐增大,元素的金属性逐渐增强,非金属性逐渐减 弱。(2)电离能变化规律:同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势;同主族元素从上到 下,第一电离能逐渐减小。
注意　①同一元素的各级电离能逐级增大。②同一周期主族元素的第一电离能从左到右呈增大趋势,但原子轨道在全充满、半充满状态时能量较低,元素的第一电离能较大。例如第二周期第ⅡA族Be元素的第一电离能大于同周期第ⅢA族B元素的第一电离能;第二周期第ⅤA族N元素的第一电离能大于同周期第ⅥA族O元素的第一电离能。
(3)电负性变化规律及应用①同周期元素(稀有气体除外),从左到右,电负性逐渐增大;同主族元素,从上到下,电负 性逐渐减小。②
注意　①电负性在1.8左右的位于非金属三角区边界的“类金属”,如锗、锑等既有 金属性,又有非金属性。②F的电负性为4.0,是电负性最大的元素。
3.对角线规则:某些主族元素与右下方的主族元素(如锂与镁、铍与铝、硼与硅)的一
些性质具有相似性,这种相似性被称为对角线规则。 4.微粒半径大小的比较方法(1)一看电子层数。最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大,例如rLi ,可概括为“径大序小”。(3)三看电子数。核电荷数相同时,电子数越多,半径越大,例如rFe> > 。
5.元素金属性、非金属性强弱的判断依据(1)元素金属性强弱的判断依据①一般情况下,金属单质与水或酸反应置换出H2越容易(反应越剧烈),元素金属性越强。②最高价氧化物对应水化物的碱性越强,元素金属性越强。③单质的还原性越强(对应离子的氧化性越弱),元素金属性越强。(2)元素非金属性强弱的判断依据①与氢气化合越容易,生成的气态氢化物越稳定,元素非金属性越强。
②最高价氧化物对应水化物的酸性越强,元素非金属性越强。③单质的氧化性越强(对应离子的还原性越弱),元素非金属性越强。注意　只有最高价氧化物对应水化物的酸、碱性才可用于比较元素的非金属性或金属性强弱。例如HNO3的酸性强于H3PO4可推出非金属性:N>P,而HNO2与H3PO4的酸性强弱关系无法用于判断N和P的非金属性强弱。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)16O2与18O2互为同位素。 (　    )(2)质子数相同的粒子不一定属于同一种元素。 (　    )(3)基态K原子中,核外电子占据能量最高的电子层的符号是N,占据该电子层电子的电 子云轮廓图形状为球形。 (　    )(4)基态Cr原子的核外电子排布式为[Ar]3d44s2,未成对电子数为4。 (　    )(5)O原子核外电子空间运动状态有5种,核外电子运动状态也有5种。 (　    )(6)核聚变反应有新微粒生成,如 H H   He n,所以该变化是化学变化。(　    )
(7)元素的电负性越大,非金属性越强,第一电离能也越大。 (　    )(8)元素周期表中位于金属与非金属分界线附近的元素属于过渡元素。 (　    )(9)位于同一周期的甲、乙两种元素,甲位于第ⅡA族,原子序数为x,乙位于第ⅢA族,则 乙的原子序数可能为x+19。 (　    )(10)元素的原子得电子越多,非金属性越强;失电子越多,金属性越强。 (　    )(11)元素的气态氢化物越稳定,非金属性越强,其氢化物溶液的酸性越强,还原性越弱。  (　    )(12)H2SO3的酸性强于H2CO3,所以非金属性:S>C。 (　    )
2.“玉兔”号月球车用 Pu作为热源材料。下列关于 Pu的说法正确的是 (　    )A Pu与 U互为同位素B Pu与 U为同素异形体C Pu与 U具有完全相同的化学性质D Pu与 Pu具有相同的最外层电子数
3.下列关于镭元素的说法合理的是 (　    )A.镭元素属于过渡元素B.镭元素的氢氧化物可能具有两性C.镭元素的碳酸盐可能难溶于水D.镭元素具有放射性是因为其金属性强,容易失电子
4.已知1~18号主族元素的离子aW3+、bX+、cY2-、dZ-具有相同的电子层结构,下列关系正 确的是(　    )A.质子数:c>dB.离子的还原性:Y2->Z-C.氢化物的稳定性:H2Y>HZD.原子半径:X②>①B.原子半径:③>②>①C.电负性:③>②>①D.第一电离能:③>②>①
考法1　文字叙述型元素推断1.元素的“位—构—性”关系 
点拨　掌握四个关系式:①原子的核外电子层数=周期数;②质子数=原子序数;③主族元素原子最外层电子数=主族序数;④主族元素的最高正价=族序数(O、F例外);⑤质量数=质子数+中子数。
2.元素“位—构—性”关系的应用(1)依据主族元素在周期表中的位置推断元素(前20号元素)①族序数等于周期数的元素:H、Be、Al②族序数等于周期数2倍的元素:C、S③族序数等于周期数3倍的元素:O④周期数是族序数2倍的元素:Li、Ca⑤周期数是族序数3倍的元素:Na⑥最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素:H、C、Si⑦最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素:S⑧除H外,原子半径最小的元素:F⑨最外层电子数是次外层的2倍的元素:C⑩最外层电子数是次外层的一半的元素:Li、Si
(2)电子数相等的微粒的确定方法①10电子微粒:以Ne为出发点,推断同周期的非金属元素形成的微粒和下一周期的金 属元素形成的微粒。
②18电子微粒:以Ar为出发点,推断同周期的非金属元素形成的微粒和下一周期的主 族金属元素形成的微粒等。
注意    SiH4中Si显正价,H显负价,为18电子分子。
例1 (2024届江西南昌开学考,13)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元 素,其中Y、Z相邻,W、Y两种元素可组成10电子和18电子化合物,基态Z原子最高能级 电子数是基态X原子最高能级电子数的4倍。下列说法正确的是 (　    )A.第一电离能:XZ
  解题导引    抓住“基态Z原子最高能级电子数是基态X原子最高能级电子数的4倍”这条信息,假设X、Z原子核外均存在p能级电子。短周期主族元素中p能级电子 数最多是5,则X、Z原子最高能级电子数分别是1、4,则X位于ⅢA族,Z位于ⅥA族。再 结合“W、Y两种元素可组成10电子和18电子化合物”,得出化合物可为NH3与N2H4、H2O与H2O2。Y、Z相邻,当Y为N元素时,X为B元素,Z为O元素;当Y为O元素时,X为 B元素,Z为S元素,两种情况下W都为H元素,则假设合理。
  解析    同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,注意第ⅤA族元素电离能的特殊性,则第一电离能大小顺序 为N>O>B,即Y>Z>X,A项错误;W与Y可形成N (H3O+),含有配位键,B项正确;非金属性:N>B,故最高价氧化物对应的水化物酸性HNO3>H3BO3,即Y>X,C项错误;非金属性: O>N,简单氢化物稳定性H2O>NH3,即Z>Y,D项错误。
例2 (2023安徽蚌埠三模,10)X、Y、Z、W是前4周期原子序数依次增大的主族元素,X 在周期表中非金属性最强,Y的周期序数与族序数相等,Z原子次外层电子数是核外电 子总数的一半,基态W原子核外16个轨道上填有电子。下列说法正确的是 (　    )A.原子半径:r(X)N>C,即W>Z>Y,A项错误;X、Z、W三种元素可形成离子化合物NH4NO3,B项错误;M分子中,C、N、O原 子满足8电子稳定结构,但H原子周围只有2个电子,C项错误;Y与X、W形成的化合物 可为草酸、乙醇,它们都能与酸性KMnO4溶液反应使其褪色,D项正确。
3.坐标图像型元素推断题首先观察坐标轴的信息(如原子序数、族序数、原子半径、化合价、第一电离能、 pH等),理解横、纵坐标之间的关系,再根据图中数据结合题目信息推断元素种类。
例3 (2023江西景德镇三模,11)元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大且小于20,其 原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列判断正确的是 (　    ) 
A.X氢化物的沸点一定比Z的小B.单质R可以保存在乙醇中C.Q的氢化物的水溶液能刻蚀玻璃D.Y与Z构成的化合物能促进水的电离
  解析    碳的氢化物为烃,有些烃呈固态,则X的氢化物沸点不一定比H2S的小;类比Na,可得K也能与乙醇反应,不能保存在乙醇中;盐酸不能刻蚀玻璃,刻蚀玻璃应用氢氟酸; Y和Z构成的化合物为Na2S,S2-能水解,可促进水的电离。
4.核反应型元素推断题试题中涉及的核反应若无特别说明,一般遵循质子数守恒和质量数守恒,据此可计算 出题目信息中的未知量,进而确定不同核素的质子数和质量数。
例4 (2022山东,3,2分 O O的半衰期很短,自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下 O He   O X O He   O Y。下列说法正确的是 (　    )A.X的中子数为2B.X、Y互为同位素C O O可用作示踪原子研究化学反应历程D.自然界不存在 O2 O2分子是因其化学键不稳定