课时33原子结构与性质【课时导航】课时33 原子结构与性质(本课时对应学生用书第149152页)【课时导航】复习目标1. 认识原子核外电子的运动状态，了解电子云、电子层(能层)、原子轨道(能级)的含义。2. 了解多电子原子核外电子分层排布遵循的原理，能用电子排布式表示136号元素的原子及简单离子的基态核外电子排布。3. 了解主族元素第一电离能、电负性等性质的周期性变化规律，能根据元素电负性说明元素的金属性和非金属性的周期性变化规律。知识网络问题思考问题1价电子构型相同的原子一定属于同一族的元素吗?问题2根据电离能和电负性能否判断元素的金属性和非金属性强弱?【自主学习】 考点1 核外电子的运动状态与核外电子排布规律【基础梳理】1. 原子核外电子的运动特征：将多电子原子的核外电子按能量的差异分成不同的；各能层(n)最多容纳的电子数为。对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的；能级类型的种类数与能层数相对应。能层(n)一二三四五六七符 号KLMNOPQ能级(l)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s最多电子数226261026101422818322n22. 同一个原子中，离核越近，n越小的电子层能量。同一电子层中，各能级的能量按s、p、d、f的次序。3. 电子云指电子在原子核外出现的，是核外电子运动状态的形象化描述。4. 原子轨道指不同能级上的电子在原子核外空间出现几率约为90%的电子云空间轮廓图。s能级电子的原子轨道都是形的；p能级电子的原子轨道都是形的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以表示；d能级电子有个原子轨道；f能级电子有个原子轨道。5. 构造原理：绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循构造原理。顺序如下图：构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。从中可以看出，不同能层的能级有现象，如E(3d)E(4s)、E(4d)E(5s)、E(5d)E(6s)、E(6d)E(7s)、E(4f)E(5p)、E(4f)E(6s)等。构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子电子排布图(即轨道表示式)的主要依据之一。6. 能量最低原理：现代物质结构理论原理证实，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。处于最低能量的原子叫做原子。原子核外电子遵循构造原理排布时，原子的能量处于最低状态。即在基态原子里，电子优先排布在能量的能级里，然后排布在能量逐渐的能级里。7. 泡利原理：每个原子轨道里最多只能容纳2个自旋方向的电子。8. 洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向。(注意：全空、半充满或全充满状态能量最低、最稳定)9. 不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同颜色的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的，总称原子光谱。【举题说法】例题1请完成下列相关的核外电子排布式：(1) (2014江苏高考)Cu+基态核外电子排布式为。(2) (2012江苏高考)基态Mn2+的电子排布式可表示为 。(3) (2015江苏高考)Cr3+基态核外电子排布式为。【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d10(或Ar3d10)(2) 1s22s22p63s23p63d5(或Ar3d5)(3) 1s22s22p63s23p63d3(或Ar3d3)变式1请完成下列相关的核外电子排布式：(1) (2015福建高考)基态Ni原子的电子排布式为。(2) (2015上海高考)Mg原子核外电子排布式为；Ca原子最外层电子的能量(填“低于”、“高于”或“等于”)Mg原子最外层电子的能量。(3) (2015四川高考)Si基态原子的电子排布式是。(4) (2015安徽高考)N基态原子的核外电子排布式为；Cu的基态原子最外层有个电子。【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d84s2(或Ar 3d84s2)(2) 1s22s22p63s2高于(3) 1s22s22p63s23p2(或Ne3s23p2)(4) 1s22s22p31【解析】(2) Ca原子核外电子层数比Mg多，原子半径大，最外层电子距离原子核较远，则能量较高。(4) Cu的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故最外层有1个电子。1. 最易失去的电子的能量相对较高，但不一定是最高的，如Fe失去电子时是先失去能量较高的4s电子，然后才失去能量最高的3d电子。2. 能量越低的电子在离核越近的区域运动，能量较高的电子在离核较远的区域运动。3. 电子排布式的书写：要依据构造原理来完成；对于副族元素要注意能级交错；要注意“价电子排布”、“核外电子排布”的区别；关注原子电子排布式与离子电子排布式的区别。4. 电子排布式的几个特例。Cr：Ar3d54s1、Cu：Ar3d104s1、Fe2+：Ar3d6。 考点2原子的性质【基础梳理】1. 电离能 (1) 气态原子或离子叫做电离能，单位为。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称为。(2) 根据电离能的定义可知，电离能越小，表示在气态时该原子；反之，电离能越大，表示在气态时该原子。同一周期从左到右，元素的第一电离能总体上具有的趋势(一定要注意例外情况)，同一主族从上到下，元素的第一电离能。2. 电负性(1) 叫做键合电子；我们用电负性描述。在不同元素形成的化合物中，电负性大的元素显负价，电负性小的元素显正价。电负性越大，元素的非金属性越强，反之越弱。(2) 变化规律：在元素周期表中，同周期从左到右元素的电负性逐渐增大，同主族从上到下元素的电负性逐渐。(3) 金属元素的电负性越小，金属元素越；非金属元素的电负性越大，非金属元素越。3. 原子半径元素周期表中，同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐；同主族元素从上到下，原子半径逐渐。4. 原子结构与元素周期表(1) s区：特征电子排布ns12，均为主族元素，其价电子数=。(2) p区：特征电子排布ns2np16(He：1s2除外)，包括AA族、0族，其中主族元素的价电子数=，0族元素的价电子数为8(He为2)。(3) d区：特征电子排布(n-1)d19ns12，均为金属元素，其价电子数=。(4) ds区：特征电子排布(n-1)d10ns12，均为金属元素，其最外层电子数=。【举题说法】例题2尿素是一种重要的工业原料，在160分解制备异氰酸和氨气，化学方程式为 CO(NH2)2HCNO+NH3。完成下列各题：(1) 在上述反应所涉及的各元素中，原子半径最大的元素是。(2) 在上述物质中有三种元素处于同周期，完成下列填空：a. 气态氢化物的稳定性由大到小顺序是；b. 元素的第一电离能由大到小顺序是 ；c. 元素的电负性由大到小顺序是。(3) 氰酸有两种结构，一种分子内含有三键N，称为氰酸，另一种分子内不含三键，称为异氰酸。则异氰酸分子中碳元素的化合价是。【答案】(1) C(2) H2ONH3CH4NOCONC(3) +4【解析】(1) 碳、氢、氧、氮中碳的原子半径最大。(2) 碳、氮、氧位于同一周期，非金属性逐渐增强，气态氢化物的稳定性逐渐增大，电负性逐渐增大，由于N原子结构中p轨道为半充满结构，比较稳定，所以第一电离能大小为COB、NO，第3周期的MgAl、PS等。2. 掌握用第一电离能、第二电离能、第三电离能等逐级电离能判断相应的元素，若第一电离能与第二电离能相差很大，则该元素的价电子为1个，若第一、第二电离能相差不大，但第二电离能与第三电离能相差较大，则该元素的价电子为2个，以此类推。3. 电负性的大小可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度。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”的电负性则在1.8左右。一般来说电负性越小，金属性越强；电负性越大，非金属性越强。两元素电负性差值大于1.7一般形成的是离子键；两元素电负性差值小于1.7一般形成的是共价键。【随堂检测】1. 书写下列原子或离子基态时电子排布式。微粒电子排布式微粒电子排布式微粒电子排布式Cu原子Cu+Cu2+Fe原子Fe2+