2020版高考新创新一轮复习化学通用版学案：第十二章第一节原子结构与性质

第十二章 物质结构与性质(选修③)


第一节
原子结构与性质
　
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轨道表达式。
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。

考点(一)　原子核外电子排布原理 【精讲精练快冲关】
[知能学通]
1．能层、能级与原子轨道
(1)能层(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能层。通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。
(2)能级：同一能层里的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的顺序升高，即E(s)Zn　(3)O

元素“位—构—性”之间的关系

5．a、b、c、d是四种短周期元素。a、b、d处于同周期，c、d处于同主族。a的原子结构示意图为，b与c形成化合物的电子式为下列比较中正确的是(　　)
A．原子半径：a>c>d>b
B．电负性：a>b>d>c
C．原子序数：d>a>b>c
D．最高价含氧酸的酸性：a>d>c
解析：选C　由题意可知，a、b、c、d元素分别为Si、Na、N、P元素。同周期主族元素的原子半径随原子序数的递增而逐渐减小，同主族元素的原子半径随着原子序数的递增而逐渐增大，故原子半径大小关系为Na>Si>P>N，A错误；同周期主族元素的电负性随原子序数的递增而逐渐增强，同主族元素的电负性随原子序数的递增逐渐减弱，故电负性大小的关系为N>P>Si>Na，B错误；原子序数的大小关系为P>Si>Na>N，C正确；元素的非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，N、P、Si元素的非金属性逐渐减弱，故最高价含氧酸的酸性：HNO3>H3PO4>H2SiO3，D错误。
6．A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中的常见元素，原子序数依次增大，相关信息如表：
元素
相关信息
A
基态原子的价电子排布式为nsnnpn
B
基态原子中的未成对电子数是同周期中最多的
C
原子最外层电子数是电子层数的3倍
D
简单离子是第三周期元素中离子半径最小的
E
价电子层中的未成对电子数为4
请回答下列问题：
(1)写出D元素基态原子的价电子排布式：____________，E2＋价电子的轨道表示式：__________________。
(2)这5种元素中电负性最大的元素是____________(填元素符号)，A、B、C三种元素的第一电离能由大到小的顺序为____________(填元素符号)。
(3)B、C、D的简单离子的半径由大到小的顺序为________________(用离子符号表示)。
(4)写出C的核外有18个电子的氢化物的电子式：________________。
解析：A的基态原子的价电子排布式为nsnnpn，由于s轨道最多排布2个电子，则n＝2，A的价电子排布式为2s22p2，故A是C元素；B的基态原子中的未成对电子数是同周期最多的，短周期中np3的基态原子中的未成对电子数是同周期中最多的；C原子的最外层电子数是电子层数的3倍，则最外层有6个电子，故C是O元素，B是N元素；D的简单离子是第三周期元素中离子半径最小的，则D是Al元素；E的价电子层中的未成对电子数为4，只能在第四周期，价电子排布式为3d64s2，则E是Fe元素。(1)Al元素基态原子的价电子排布式为3s23p1；Fe原子失去4s轨道上的2个电子生成Fe2＋，故Fe2＋的价电子的轨道表示式为(2)这5种元素中电负性最大的元素为非金属性最强的O元素；同周期元素的第一电离能从左到右依次增大，但N的2p轨道处于半充满的稳定状态，其第一电离能大于O的第一电离能，则C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。(3)N、O、Al的简单离子有相同的电子层结构，则核电荷数越大，其离子半径越小，故离子半径由大到小的顺序为N3－>O2－>Al3＋。(4)O 元素形成的核外有18个电子的氢化物是H2O2，其电子式为
答案：(1)3s23p1　　(2)O　N>O>C
(3)N3－>O2－>Al3＋　(4)
7．根据下列五种元素的I1至I4电离能数据(单位：kJ·mol－1)，回答下列问题：
元素
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
2 700
11 600
U
420
3 100
4 400
5 900
(1)在周期表中，以上元素最可能处于同一族的是__________。
(2)下列元素中，化学性质和物理性质最像Q元素的是____________(填标号)。
A．硼　　　　B．铍　　　　C．氦　　　　D．氢
(3)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U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。
(4)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________(填“R”“T”或“S”)元素的第一电离能异常高的原因是________________________________________________________。
解析：根据电离能的变化趋势(两两之间的差值)知，Q的I1很大，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。(1)根据以上分析可知，R和U处于同一主族。(2)由于Q是稀有气体元素，所以氦元素的物理性质和化学性质与Q元素最像。(3)电离能的突跃变化，说明核外电子是分层排布的，且各能层能量不同；若U是短周期元素，则U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。(4)同一周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA、ⅤA族元素比同周期相邻元素的第一电离能要高，因为其最外层电子呈全充满或半充满稳定状态。
答案：(1)R和U　(2)C
(3)电子分层排布，各能层能量不同　10
(4)R