内容正文:
第十一单元 | 物质结构与性质(选修3)
学习目标
1.知道电子的运动状态(空间分布及能量)可通过原子轨道和电子云模型来描述。知道原子核外电子的能级高低顺序,了解原子核外电子排布的构造原理,认识基态原子中核外电子的排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则等。知道1~36号元素基态原子核外电子的排布。
2.认识元素的原子半径、第一电离能、电负性等元素性质的周期性变化,知道原子核外电子排布呈现周期性变化是导致元素性质周期性变化的原因。知道元素周期表中分区、周期和族的元素原子核外电子排布特征,了解元素周期律(表)的应用价值。认识物质是由原子、离子、分子等微粒构成的,微粒之间存在不同类型的相互作用。根据微粒的种类及微粒之间的相互作用,认识物质的性质与微观结构的关系。
3.认识离子键、共价键的本质。结合常见的离子化合物和共价分子的实例,认识物质的构成微粒、微粒间相互作用与物质性质的关系。知道配位键的特点,认识简单的配位化合物的成键特征,了解配位化合物的存在与应用。知道金属键的特点与金属某些性质的关系。认识分子间存在相互作用,知道范德华力和氢键是两种常见的分子间作用力,了解分子内氢键和分子间氢键在自然界中的广泛存在及重要作用。
4.认识原子间通过原子轨道重叠形成共价键,了解共价键具有饱和性和方向性。知道根据原子轨道的重叠方式,共价键可分为σ键和π键等类型;知道共价键可分为极性和非极性共价键。共价键的键能、键长和键角可以用来描述键的强弱和分子的空间结构。知道分子可以分为极性分子和非极性分子,知道分子极性与分子中键的极性、分子的空间结构密切相关。结合实例初步认识分子的手性对其性质的影响。
5.了解晶体中微粒的空间排布存在周期性,认识简单的晶胞。借助分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体等模型认识晶体的结构特点。知道介于典型晶体之间的过渡晶体及混合型晶体是普遍存在的。知道在一定条件下,物质的聚集状态随构成物质的微粒种类、微粒间相互作用、微粒聚集程度的不同而有所不同。知道物质的聚集状态会影响物质的性质,通过改变物质的聚集状态可能获得特殊的材料。
备考设计
第1课时:夯实教材基础(1)——原子结构与性质
基础落实(一) 原子的核外电子排布
系统主干知识
1.能层、能级及其含有的原子轨道
能层
K
L
M
N
能级
1s
2s、2p
3s、3p、3d
4s、4p、4d、4f
原子轨道数目
1+3=4
1+3+5=9
1+3+5+7=16
最多容纳电子数目
18
32
2.电子云与原子轨道
(1)电子云
①由于核外电子的概率分布图看起来像一片云雾,因而被形象地称为电子云。
②电子云轮廓图称为原子轨道。
(2)原子轨道的形状、数目及能量关系
①轨道形状
②s、p、d、f能级上原子轨道数目依次为1、3、5、7,其中npx、npy、npz三个原子轨道在三维空间相互垂直,各能级的原子轨道半径随能层数(n)的增大而增大。
③能量关系
相同能层上原子轨道能量的高低
ns<np<nd<nf
形状相同的原子轨道能量的高低
1s<2s<3s<4s……
同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等,如2px、2py、2pz轨道的能量相同
3.原子核外电子排布规律
能量最低原理
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,简称能量最低原理
泡利原理
在一个原子轨道里,最多只能容纳个电子,且它们的自旋状态相反。如2s的2个电子可表示为,不可表示为
洪特规则
当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,并且自旋状态相同。如2p3的电子排布图为,不能表示为
特例:当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,体系的能量最低。如24Cr的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,而不是1s22s22p63s23p63d44s2
[注意] ①一个原子轨道若有2个电子且自旋状态相反,这2个电子称为成对电子,即电子对;②一个原子轨道若有1个电子,这个电子称为未成对电子,即单电子。如N的电子排布图为,原子中有2对电子对,3个单电子或未成对电子。
4.电子的跃迁与原子光谱
(1)电子的跃迁
①基态―→激发态:
当基态原子的电子吸收能量后,电子会从低能级跃迁到较高能级,变成激发态原子。
②激发态―→基态:
激发态原子的电子从较高能级跃迁到较低能级时会释放出能量。
(2)原子光谱:不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同的光,用光谱仪记录下来便得到原子光谱。包括吸收光谱和发射光谱。用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素,称为光谱分析。
[注意] ①“七基色”与波长的