第1章 原子结构与性质 体系构建 体验高考 （课件）-【步步高】2023-2024学年高二化学选择性必修2 （人教版2019）

第一章 体系构建　体验高考 体系构建　理清脉络 体验高考　素养提升 内容索引 体系构建　理清脉络 返回 体验高考　素养提升 考向一　原子的核外电子排布 【例1】　(1)[2022·北京，15(1)①]Fe2＋价层电子排布式为______。 3d6 铁元素的原子序数为26，基态亚铁离子的价层电子排布式为3d6。 (2)[2022·广东，20(1)]Se与S同族，基态硒原子价层电子排布式为________。 4s24p4 基态S原子价层电子排布式为3s23p4，Se与S同族，Se为第四周期元素，因此基态Se原子价层电子排布式为4s24p4。 (3)[2022·全国甲卷，35(1)]基态F原子的价层电子排布图(轨道表示式) 为__________________。 (4)[2022·全国乙卷，35(1)]氟原子激发态的电子排布式有______，其中能量较高的是____(填标号)。 a.1s22s22p43s1 b.1s22s22p43d2 c.1s22s12p5 d.1s22s22p33p2 ad d F的原子序数为9，其基态原子电子排布式为1s22s22p5,1s22s22p43s1为基态氟原子2p能级上的1个电子跃迁到3s能级上，属于氟原子的激发态，a正确； 1s22s22p43d2，核外共10个电子，不是氟原子，b错误； 1s22s12p5，核外共8个电子，不是氟原子，c错误； 1s22s22p33p2为基态氟原子2p能级上的2个电子跃迁到3p能级上，属于氟原子的激发态，d正确； 同一原子3p能级的能量比3s能级的能量高，因此能量较高的是1s22s22p33p2。 (5)[2022·山东，16(1)]基态Ni原子的价层电子排布式为________，在元素周期表中位置为________________。 3d84s2 第四周期第Ⅷ族 【例2】　[2021·全国乙卷，35(1)]过渡金属元素铬(Cr)是不锈钢的重要成分，在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。 对于基态Cr原子，下列叙述正确的是______(填字母)。 A.轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为[Ar]3d54s1 B.4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动 C.电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大 AC 基态原子满足能量最低原理，Cr有24个核外电子，轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为[Ar]3d54s1，A正确； 电负性为原子对键合电子的吸引力，同周期(除0族)元素原子序数越大电负性越大，钾与铬位于同周期，铬的原子序数大于钾，故铬的电负性比钾大，原子对键合电子的吸引力比钾大，C正确。 【例3】　[2021·河北，17(1)(2)]KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题： (1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是__________(填离子符号)。 K＋和P3－ KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子分别为H＋(或H－)、O2－、K＋和P3－，其中核外电子排布相同的是K＋和P3－。 考向二　元素的电离能和电负性 【例4】　(2022·江苏，3)工业上电解熔融Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的混合物可制得铝。下列说法正确的是 A.半径大小：r(Al3＋)<r(Na＋) B.电负性大小：χ(F)<χ(O) C.电离能大小：I1(O)<I1(Na) D.碱性强弱：NaOH<Al(OH)3 √ 15 核外电子排布相同时，核电荷数越大，离子半径越小，故半径大小为r(Al3＋)<r(Na＋)，故A正确； 同周期元素核电荷数越大电负性越大，故χ(F)＞χ(O)，故B错误； 同周期元素从左往右第一电离能呈增大趋势，同主族元素从上往下第一电离能逐渐减小，故电离能大小为I1(O)＞I1(Na)，故C错误； 元素金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故碱性强弱为NaOH＞Al(OH)3，故D错误。 【例5】　(2021·辽宁，14改编)某多孔储氢材料前驱体结构如图，M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大，基态Z原子的电子填充了3个能级，其中有2个未成对电子。下列说法正确的是 A.氢化物沸点：X>Y B.原子半径：M<X<Y<Z C.第一电离能：W<X<Y<Z D.电负性：W<X<Y<Z √ 17 由题干信息可知，基态Z原子的电子填充了3个能级，其中有2个未成对电子，故Z为C或者O，根据多孔储氢材料前驱体结构图可知Y周围形成了4个单键，再结合信息M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大，故Y为N，Z为O，M只形成一个单键，M为H，X为C，则W为B，据此分析解题。 【例6】　(1)[2022·湖南，18(2)②]富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示： 富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为______________。 O＞C＞H＞Fe 19 (2)[2022·全国甲卷，35(2)]图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是______(填标号)，判断的根据是________________________________ ___________________________________________________________________________________；第三电离能的变化图是_____(填标号)。 同一周期第一电离能从左向右有增大的趋势，但由于N元素的2p能级为半充满状态，因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高 图a 图b 20 C、N、O、F四种元素在同一周期，同一周期第一电离能从左向右呈增大的趋势，但由于N元素的2p能级为半充满状态，因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高，因此C、N、O、F四种元素的第一电离能从小到大的顺序为C<O<N<F，满足这一规律的图像为图a， 气态基态正2价阳离子失去1个电子生成气态基态正3价阳离子所需要的能量为该原子的第三电离能，同一周期原子的第三电离能的总体趋势也依次升高，但由于C原子在失去2个电子之后的2s能级为全充满状态，因此其再失去一个电子需要的能量稍高，则满足这一规律的图像为图b。 【例7】　[2020·全国卷Ⅰ，35(2)]Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)> I1(Na)，原因是____________________________________ _______________________。I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，原因是________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________。 Na与Li同主族，Na的电子层数多，原子半 径大，故第一电离能更小 Li、Be和B为同周期元素，同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大的趋势，但由于基态Be原子的s能级处于全充满状态，能量更低更稳定，故其第一电离能大于B的 I1/(kJ·mol－1) Li 520 Be 900 B 801 Na 496 Mg 738 Al 578 23 Li和Na在同一主族，价层电子数相同，Li在Na的上一周期，原子半径：Li<Na，Li的原子核对核外电子的有效吸引作用大于Na的，所以第一电离能：I1(Li)＞I1(Na)； Be的电子排布式为1s22s2，是全充满稳定结构，故第一电离能大于B、Li； Li、B在同一周期，元素原子核外电子层数相同，但随核电荷数增大，原子半径减小，原子核对核外电子的有效吸引作用依次增强，故第一电离能：I1(B)＞I1(Li)。 返回 (2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用＋表示，与之相反的用－表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子，其价层电子自旋磁量子数的代数和为_____________。 ＋(或－) 对于基态的磷原子，其价层电子排布式为3s23p3，其中3s轨道的2个电子自旋状态相反，自旋磁量子数的代数和为0；根据洪特规则可知，其3p轨道的3个电子的自旋状态相同，因此，基态磷原子的价层电子的自旋磁量子数的代数和为＋或－。 $$