考點(diǎn)一　原子(離子)核外電子排布式(圖)的書寫
例1　(1)[2022廣東卷]硒(Se)是人體必需微量元素之一,Se與S同族,基態(tài)硒原子價(jià)層電子排布式為　 。?(2)[2022湖南卷]鐵和硒(Se)都是人體所必需的微量元素,基態(tài)Se原子的核外電子排布式為[Ar]　　　　　　　。?(3)[2022山東卷]研究籠形包合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)具有重要意義,某籠形包合物的化學(xué)式為Ni(CN)x·Zn(NH3)y·zC6H6,基態(tài)Ni原子的價(jià)層電子排布式為　　　　　　　　,在元素周期表中的位置為　 。?
答案 (1)4s24p4　(2)3d104s24p4　(3)3d84s2　第四周期第Ⅷ族解析 (1)S屬于第三周期第ⅥA族,價(jià)層電子排布式為3s23p4,硒位于第四周期第ⅥA族,則基態(tài)硒原子價(jià)層電子排布式為4s24p4。(2)硒元素的原子序數(shù)為34,基態(tài)Se原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p4。(3)已知Ni是28號(hào)元素,故基態(tài)Ni原子的價(jià)層電子排布式為3d84s2,在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族。
歸納總結(jié)　核外電子排布的表示方法
[針對(duì)訓(xùn)練1]按要求回答下列各題。(1)[2021湖南卷]基態(tài)硅原子最外層的電子排布圖為　 。?(2)[2021天津卷]基態(tài)Fe原子的價(jià)層電子排布式為　 。?
考點(diǎn)二　核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的判斷
例2　(1)[2022河北卷]基態(tài)S原子的價(jià)電子中,兩種自旋狀態(tài)的電子數(shù)之比為　　　　　　　。?(2)[2021全國乙卷]對(duì)于基態(tài)Cr原子,下列敘述正確的是　　　(填字母)。?A.軌道處于半充滿時(shí)體系總能量低,核外電子排布應(yīng)為[Ar]3d54s1B.4s電子能量較高,總是在比3s電子離核更遠(yuǎn)的地方運(yùn)動(dòng)(3)[2021山東卷]基態(tài)F原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有　　　種。?
答案 (1)2∶1(或1∶2)　(2)A　(3)9解析 (1)基態(tài)S原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p4,價(jià)層電子軌道表示式為 ,則兩種自旋狀態(tài)的電子數(shù)之比為2∶1(或1∶2)。(2)Cr是24號(hào)元素,基態(tài)Cr原子核外電子排布式為[Ar]3d54s1,3d和4s軌道均處于半充滿狀態(tài),此時(shí)體系總能量低,A項(xiàng)正確;4s電子能量較高,但其并不總是在比3s電子離核更遠(yuǎn)的地方運(yùn)動(dòng),B項(xiàng)錯(cuò)誤。(3)基態(tài)F原子核外有9個(gè)電子,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)各不相同。
[針對(duì)訓(xùn)練2]下列Li原子軌道表示式表示的狀態(tài)中,能量最低和最高的分別為　　　　　　、　　　　　　(填字母)。?
解析 根據(jù)構(gòu)造原理知,基態(tài)Li原子的核外電子排布式為1s22s1,則D項(xiàng)中能量最低;C項(xiàng)中有2個(gè)電子處于2p能級(jí)上,能量最高。
考點(diǎn)三　第一電離能的比較及其應(yīng)用
例3　(1)[2022河北卷]Cu與Zn相比,第二電離能與第一電離能差值更大的是　　　,原因是　????　。?(2)[2020全國甲卷]Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na),原因是?　 。?I1(Be)>I1(B)>I1(Li),原因是??　 。?
答案 (1)Cu　Cu的第一電離能比Zn的第一電離能小,但Cu失去1個(gè)電子后形成的Cu+的價(jià)層電子排布式為3d10,較難失去電子,Zn失去1個(gè)電子后形成的Zn+的價(jià)層電子排布式為3d104s1,較易失去1個(gè)電子達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),Cu的第二電離能比Zn的第二電離能大(2)Na與Li同主族,Na電子層數(shù)多,原子半徑大,易失電子　Li、Be、B同周期,核電荷數(shù)依次增加。Be為1s22s2全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),第一電離能最大。與Li相比,B核電荷數(shù)大,原子半徑小,較難失去電子,第一電離能較大
解析 (1)Cu的價(jià)層電子排布為3d104s1,易失去1個(gè)電子達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),Zn的價(jià)層電子排布為3d104s2,4s軌道為全充滿穩(wěn)定狀態(tài),不易失去電子,故Cu的第一電離能比Zn的第一電離能小,Cu+的價(jià)層電子排布為3d10,Zn+的價(jià)層電子排布為3d104s1,Cu+的3d能級(jí)處于全充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,Zn+失去4s能級(jí)上的1個(gè)電子可形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu),故Cu的第二電離能比Zn的第二電離能大,因此第二電離能與第一電離能差值更大的是Cu。(2)同主族元素從上至下,原子核外的電子層數(shù)增多,原子半徑增大,原子核對(duì)電子的吸引作用逐漸減小,元素第一電離能逐漸減小,所以I1(Li)>I1(Na);同周期元素從左至右,核電荷數(shù)依次增加,原子半徑逐漸減小,越來越難失去電子,第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢(shì),但由于第ⅡA族元素基態(tài)原子ns軌道處于全充滿的狀態(tài),能量更低,更穩(wěn)定,所以其第一電離能大于同一周期的相鄰元素,因此I1(Be)>I1(B)>I1(Li)。
歸納總結(jié)　解電離能及其應(yīng)用類題的注意事項(xiàng)1.同周期元素的第一電離能變化規(guī)律存在一些反常,這與它們的原子核外電子排布有關(guān)。當(dāng)原子核外電子排布在能量相等的軌道(同一能級(jí))上形成全空、半充滿和全充滿結(jié)構(gòu)時(shí),能量較低,原子較穩(wěn)定,該元素具有較大的第一電離能。2.應(yīng)用逐級(jí)電離能數(shù)據(jù)解題時(shí),要關(guān)注逐級(jí)電離能之間的差值,尤其是發(fā)生突變的電離能。同一元素的逐級(jí)電離能常用于判斷元素(主要是主族元素)的化合價(jià)、所處的族序數(shù)及核外電子排布情況。
[針對(duì)訓(xùn)練3](高考組合)(1)黃銅是人類最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu組成。第一電離能I1(Zn)　　　　(填“大于”或“小于”)I1(Cu)。原因是　 。(2)元素Mn與O中,第一電離能較大的是　　　　　。?(3)根據(jù)元素周期律,原子半徑Ga　　　(填“大于”或“小于”,下同)As,第一電離能Ga　　　As。?(4)第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有　　種。?
答案 (1)大于　Zn核外電子排布為全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較難失去電子　(2)O　(3)大于　小于　(4)3解析 (1)基態(tài)Cu原子的價(jià)層電子排布式為3d104s1,4s軌道處于半充滿狀態(tài),而Zn原子的4s軌道處于全充滿狀態(tài),Zn原子更不易失去1個(gè)電子,所以Zn原子的第一電離能較大。(2)O是非金屬元素,而Mn是金屬元素,O易得電子而不易失電子,Mn則反之,所以O(shè)的第一電離能大于Mn的第一電離能。(3)同周期主族元素從左到右,原子半徑逐漸減小,第一電離能總體呈增大趨勢(shì)。Ga的原子半徑大于As,Ga的第一電離能小于As。(4)同周期元素從左到右,第一電離能總體呈增大趨勢(shì),但由于氮原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,其第一電離能比氧的大,鈹原子的2s軌道處于全充滿狀態(tài),2p軌道處于全空狀態(tài),故鈹?shù)牡谝浑婋x能比硼的大,所以第一電離能介于硼和氮之間的第二周期元素有鈹、碳、氧3種。
考點(diǎn)四　電負(fù)性的比較及其應(yīng)用
例4　(高考組合)(1)CaTiO3的組成元素的電負(fù)性大小順序是　　　　　　。(2)NH4H2PO4中,電負(fù)性最高的元素是　　　。?(3)H、C、N的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)椤　　　　　　?(4)光催化還原CO2制備CH4反應(yīng)中,帶狀納米Zn2GeO4是該反應(yīng)的良好催化劑。Zn、Ge、O電負(fù)性由大至小的順序是　　　　　　　　　　　。?
答案 (1)O>Ti>Ca　(2)O　(3)N>C>H　(4)O>Ge>Zn解析 (1)O為非金屬元素,其電負(fù)性在三種元素中最大,Ca和Ti同為第四周期元素,金屬性:Ca>Ti,故電負(fù)性:O>Ti>Ca。(2)同周期主族元素從左到右,電負(fù)性逐漸增大,故O的電負(fù)性大于N;同主族元素從上到下,電負(fù)性逐漸減小,故N的電負(fù)性大于P,又H的電負(fù)性小于O,因此,NH4H2PO4中電負(fù)性最高的元素是O。(3)H、C、N三種元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镹>C>H。(4)Zn、Ge位于同一周期,同周期主族元素從左到右,電負(fù)性逐漸增大(稀有氣體元素除外),而O是活潑非金屬元素,電負(fù)性僅次于F,由此得出O、Ge、Zn的電負(fù)性依次減小。
誤區(qū)警示　元素的電負(fù)性大小與元素原子得電子能力有關(guān),與其最外層電子數(shù)多少無關(guān);元素的電負(fù)性與元素的非金屬性和金屬性強(qiáng)弱相對(duì)應(yīng),一般來說,元素的電負(fù)性越大,非金屬性越強(qiáng),金屬性越弱。
[針對(duì)訓(xùn)練4]下列不能說明X的電負(fù)性比Y大的是(　　)A.與氫化合時(shí)X單質(zhì)比Y單質(zhì)容易B.X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性比Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性強(qiáng)C.X的單質(zhì)可以把Y從其氫化物中置換出來D.X原子的最外層電子數(shù)比Y原子最外層電子數(shù)多

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第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)

版本： 人教版 (2019)

年級(jí)： 選擇性必修2

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