第一章 整理提升 课件 2024-2025学年高二化学人教版2019选择性必修2

惠州仲恺中学高二化学备课组 整理提升 第一章 原子结构 一、能层与能级 能层（n） 一 二 三 四 五…… 符号 K L M N O…… 能层最多电子数 2 8 18 32 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p…… 能级最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6…… 电子离核远近 近→远 电子能量高低 2n2 低→高 判断(1)不同能层的s能级的能量相同。(　　) (2)同一原子中,2p、3p、4p的能量逐渐升高。(　　) (3)不同能层中s能级最多所能容纳的电子数是不相同的。 (　　) × √ × 2 一、能层与能级 1.能层、能级中的数量关系。 (1)任一能层,能级数=该能层序数,且总是从s能级开始。 (2)以s、p、d、f……排序的各能级最多可容纳的电子数依次为1,3,5,7……的2倍。 (3)每个能层最多可容纳的电子数是能层序数(n)的平方的2倍,即2n2。 (4)字母代号相同的不同能层的能级中所容纳的最多电子数相同。如3d、4d、5d能级所能容纳的最多电子数均是10。 2.不同能层中各能级之间能量的大小关系。 (1)不同能层中字母代号相同的能级,能层序数越大,能量越高。如E(1s)<E(2s)<E(3s),E(2p)<E(3p)<E(4p)。 (2)同一能层中,各能级之间的能量大小关系是E(s)<E(p)< E(d)<E(f)……例如,第四能层中E(4s)<E(4p)<E(4d)<E(4f)。 3 二、基态与激发态 原子光谱 1、能量最低原理 原子的电子排布遵循能量最低原则使整个原子的能量处于 状态 最低 2、基态原子与激发态原子 原子 基态原子（稳定） 激发态原子（不稳定） 处于最低能量 处于较高能量 吸收能量 释放能量 光(辐射)是电子跃迁释放能量的重要形式，一般是能量相近的能级间发生电子跃迁。光的波长可用两个轨道的能量差计算。 不同元素的原子，电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。 3.原子光谱 4 练习提升 1、下列符号不符合事实的有(　　)。 ①2p2　②2d2　③3f3　④4s4 A.1项 B.2项 C.3项 D.4项 答案:C 2、下列能级能量由小到大排列顺序正确的是(　　)。 A.2p、3p、3s、3d B.4s、4p、3d、4d C.4p、5p、4f、6s D.1s、2s、3s、3p 答案:D 5 三、构造原理 每一行对应一个能层 每一小圈对应一个能级 各圆圈间连接线的方向表示随核电荷数 递增而增加的电子填入能级的顺序 各能级的能量高低顺序： ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜np。 6 三、构造原理 电子排布式 能层低的能级写在左边，依次书写能层高的能级 ，能级的右上角标注排布的电子数。 Na：1s2 2s22p6 3s1 能层序数 能级符号 该能级上排布的电子数 Fe：1s22s22p63s23p63d64s2 K L M N 按能层次序书写，按构造原理充入电子。 K L M 7 三、构造原理 简化电子排布式 [Ne]3s1 表示钠的内层电子排布与稀有气体元素Ne的核外电子排布相同 简化为: 如： Na：1s22s22p63s1 ［稀有气体元素符号］+余下电子排布 该元素前一个周期的惰性气体电子排布结构 [Ｘ]简称“原子实”,表示内层电子已达到稀有气体（上一周期）结构的部分 8 三、构造原理 价层电子排布式 为突出化合价与电子排布的关系，将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层(简称价层)。通常元素周期表只给出价层电子排布。 Fe:[Ar]3d64s2 Fe: 3d64s2 主族元素原子的价电子一般是在最外面能层的电子 （即最外层电子）。 过渡元素原子的价电子则通常包括最外能级组的电子 （即最外层电子和部分内层电子）。 价层电子ns、(n－2)f、(n－1)d、np。 9 练习提升 注：当p、d、f 能级电子排布全充满(p6、d10、f14 )、半充满(p3、d5、f7)或全空时，能量相对较低，原子结构较稳定。 24Cr 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d4 4s2 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 4s1 29Cu 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d9 4s2 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1 并不是所有基态原子的核外电子都符合构造原理。 半充满 全充满 1、写出Cr、Cu 的电子排布式 10 练习提升 1s2 2s2 2p6 2、写出Cl－、Na＋、Fe2+、Fe3+的电子排布式 Cl－ Na＋ Fe2+ Fe3+ 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5 11 练习提升 3、下列化学用语的应用<zzd>错误</zzd>的是( @45@ )。 A. <m></m> 的电子式: B. <m></m> 的结构示意图: C.基态 <m></m> 的电子排布式: <m></m> D.基态 <m></m> 的简化电子排布式: <m></m> A 12 四、电子云与原子轨道 (1) 电子云 电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。 由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云。 13 四、电子云与原子轨道 (2) 电子云轮廓图： 电子云图很难绘制，使用不便，我们常使用电子云轮廓图（电子云轮廓的形状）。 都是球形，半径越来越大，能量越来越高 哑铃形，3个方向能量相等 (3) 原子轨道：量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。 14 四、电子云与原子轨道 能层 能级 原子轨道数 原子轨道名称 电子云轮廓图 形状 取向 K 1s 1 1s 球形 —— L 2s 1 2s 球形 —— 2p 3 2px、2py、2pz 哑铃形 相互垂直 M 3s 1 3s 球形 —— 3p 3 3px、3py、3pz 哑铃形 相互垂直 3d 5 —— —— N 4s 1 4s 球形 —— 4p 3 4px、4py、4pz 哑铃形 相互垂直 4d 5 —— —— —— 4f 7 —— —— —— 4 9 2 3 4 16 原子轨道数与能层序数(n)的关系：原子轨道数目＝n2 15 练习提升 ①在原子中第n能层，电子占有的轨道数最多为n2。 (　　) ②同一原子中的npx与npy轨道形状相同，半径相同且在空间相互垂直。(　　) ③电子云图中小黑点密度的大小可表示电子的多少。(　　) ④p轨道呈哑铃形,因此p轨道上的电子运动轨迹呈哑铃形。(　　) ⑤2p、3p、4p能级的轨道数依次增多( ) 1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) 16 五、泡利原理、洪特规则、能量最低原理 一、电子自旋与泡利原理 1.电子自旋 (1)定义：1925年，乌伦贝克和哥德斯密根据实验事实提出假设：电子除了空间运动状态外，还存在一种运动状态叫自旋。 (2)两种取向：顺时针和逆时针两种取向（简称自旋相反） 符号表示：↑和↓表示自旋相反的电子 （3）描述核外电子运动状态的四个角度 ①能层 ②能级 ③电子云空间伸展方向 ④电子自旋状态 原子轨道 一个原子中不可能存在运动状态完全相同的2个电子 17 五、泡利原理、洪特规则、能量最低原理 二、泡利原理 填多少 在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反，这个原理被称为泡利原理（也称泡利不相容原理） 如2s轨道上的电子排布为 ， 不能表示为 。 怎么填 基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。 (能量相同的原子轨道) （自旋方向相同） 三、洪特规则 如2p3的电子排布为 ，不能表示为 或 18 五、泡利原理、洪特规则、能量最低原理 轨道表示式（电子排布图）：是表述电子排布的一种图示。 H H 1s1 O 1s22s22p4 原子轨道 简并轨道：能量相同的原子轨道 电子对 单电子(未成对电子) 自旋平行 能级符号 19 五、泡利原理、洪特规则、能量最低原理 四、能量最低原理 1、内容：在构建基态原子时，电子将尽可能占据能量最低的原子轨道,使整个原子的能量最低，这就是能量最低原理。 2、能级的能量高低顺序：如构造原理所示(对于1～36号元素来说，应重点掌握和记忆“1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p”这一顺序)。 整个原子的能量由核电荷数、电子数和电子状态三个因素共同决定。 3、能量相同的原子轨道在全充满、半充满、 全空状态时，体系的能量较低，原子较稳定。 20 五、泡利原理、洪特规则、能量最低原理 S： 原子核外电子排布的表示方法 表示方法 原子结构示意图 电子式 电子排布式 简化电子排布式 价电子排布式 电子排布图 价电子排布图 以硫(S)为举例 S：1s22s22p63s23p4 [Ne]3s23p4 S：3s23p4 21 练习提升 1.下列有关碳原子的轨道表示式中，能量最低的是（ ） A. B. C. D. D 2. 写出15P、25Mn的轨道表示式，并按要求填空。 15P： ，有 对电子对，有 个单电子。 25Mn：_____________________________________________________________，有 种空间运动状态，有 个单电子，属于半充满。 6 3 15 5 22 练习提升 3.按要求填空。 (1)17Cl的电子排布式：__________________________。 (2)17Cl的价电子排布式：_________________________。 (3)17Cl－的电子式：___________。 1s22s22p63s23p5 3s23p5 (4)17Cl的价电子轨道表示式：__________________。 (5)17Cl的原子结构示意图：________。 23 六、原子结构与元素周期表 1s1 2s1 3s1 4s1 5s1 6s1 7s1 2s2 3s2 4s2 5s2 6s2 7s2 2s22p1 3s23p1 4s24p1 5s25p1 6s26p1 2s22p2 3s23p2 4s24p2 5s25p2 6s26p2 2s22p3 3s23p3 4s24p3 5s25p3 6s26p3 2s22p4 3s23p4 4s24p4 5s25p4 6s26p4 2s22p5 3s23p5 4s24p5 5s25p5 6s26p5 2s22p6 3s23p6 4s24p6 5s25p6 6s26p6 1s2 3d14s2 4d15s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 3d104s2 4d55s1 5d26s2 镧系 5d66s2 4d75s1 5d76s2 4d85s1 5d96s1 4d10 5d106s1 4d105s1 4d105s2 5d106s2 6d27s2 锕系 5d46s2 4d55s2 4d45s1 4d25s2 5d36s2 5d56s2 6d37s2 镧系 锕系 5d16s2 6d17s2 4f15d16s2 4f46s2 4f36s2 4f56s2 4f76s2 4f66s2 4f75d16s2 4f106s2 4f96s2 4f146s2 4f136s2 4f126s2 4f116s2 4f145d16s2 6d27s2 4f25d16s2 4f35d16s2 6d77s2 6d67s2 4f75d16s2 6d97s2 6d117s2 6d127s2 6d137s2 6d147s2 6d107s2 4f45d16s2 4f145d16s2 1 IA 15 VA 14 IVA 13 IIIA 12 IIB 11 IB 4 IVB 3 IIIB 5 VB 6 VIB 7 VIIB 17 VIIA 16 VIA 18 0 8、 9、 10 VIII 2 IIA 周期序数 = 元素能级中最高能层序数 主族序数 = 最外层电子数=价电子数=最高正化合价（O、F）除外 ⅢB-ⅦB：价层电子数=列数=族序数=(n-1)d+ns上的电子数 24 六、原子结构与元素周期表 s d ds p f ns1 ns2 ns2np1 ns2np5 ns2np6 (n-1)d10ns1~2 过渡金属(n-1)d1~10ns1~2 电子填充的最后一个能级是s能级 电子填充的最后一个能级是d能级 电子填充的最后一个能级是p能级 先填满了(n-1)d能级而后填充ns能级 2.核外电子排布与元素周期表的分区 （n-2）f0~14 (n-1)d0~2ns2 25 六、原子结构与元素周期表 在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如 Li2CO3、MgCO3都能受热分解为相应氧化物和CO2； Be(OH)2、Al(OH)3都具有两性； 鹏与硅的最高价氧化物对应水化物的化学式分别为HBO2、H2SiO3都是弱酸。 3. 对角线规则 26 六、原子结构与元素周期表 1s1 2s1 3s1 4s1 5s1 6s1 7s1 2s2 3s2 4s2 5s2 6s2 7s2 2s22p1 3s23p1 4s24p1 5s25p1 6s26p1 2s22p2 3s23p2 4s24p2 5s25p2 6s26p2 2s22p3 3s23p3 4s24p3 5s25p3 6s26p3 2s22p4 3s23p4 4s24p4 5s25p4 6s26p4 2s22p5 3s23p5 4s24p5 5s25p5 6s26p5 2s22p6 3s23p6 4s24p6 5s25p6 6s26p6 1s2 3d14s2 4d15s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 3d104s2 4d55s1 5d26s2 镧系 5d66s2 4d75s1 5d76s2 4d85s1 5d96s1 4d10 5d106s1 4d105s1 4d105s2 5d106s2 6d27s2 锕系 5d46s2 4d55s2 4d45s1 4d25s2 5d36s2 5d56s2 6d37s2 镧系 锕系 5d16s2 6d17s2 4f15d16s2 4f46s2 4f36s2 4f56s2 4f76s2 4f66s2 4f75d16s2 4f106s2 4f96s2 4f146s2 4f136s2 4f126s2 4f116s2 4f145d16s2 6d27s2 4f25d16s2 4f35d16s2 6d77s2 6d67s2 4f75d16s2 6d97s2 6d117s2 6d127s2 6d137s2 6d147s2 6d107s2 4f45d16s2 4f145d16s2 IA IIA VA IVA IIIA IIB IB VIII IVB IIIB VB VIB VIIB VIIA VIA 0 半金属或类金属 过渡元素 副族元素处于金属元素向非金属元素过渡的区域，因此，又把副族元素称为过渡元素。 既会表现出一定的非金属性，又会表现出一定的金属性， 27 练习提升 1.下列元素在哪区？是主族元素还是副族元素？第几周期？第几族？ （1）1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 （2）[Ar]3d10 4s1 P区，主族，第三周期，第VIIA族 ds区，副族，第四周期，第IB族 28 七、元素周期律 一、原子半径 原子半径逐渐减小 原子半径逐渐增大 原子半径逐渐减小 原子半径逐渐增大 原子半径逐渐减小 原子半径逐渐增大 原子半径最小 原子半径最大 微粒半径大小比较 一看 能层数，层多径大 二看 核电荷数，序大径小 三看 核外电子数，数大径大 29 七、元素周期律 气态基态 二、电离能 1.元素第一电离能的概念与意义 _________原子失去一个电子转化为 正离子所需要的 。 气态基态 概念： 符号： I1 最低能量 单位：kJ/mol 意义：电离能可以衡量元素的原子失去一个电子的 。第一电离能数值越小，原子越 失去一个电子；第一电离能数值越大，原子越 失去一个电子。 难易程度 容易 难 30 七、元素周期律 二、电离能 同一周期，碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的第一电离能最大； 从左到右，元素的第一电离能总体上呈现从小到大的变化趋势； 同主族元素自上而下第一电离能逐渐减小。 31 七、元素周期律 二、电离能 B 、 Al 、 O 、 S 等元素的电离能比它们左边元素的电离能低 3s23p4 3s23p3 第ⅡA族(ns2np0)，因p轨道处于全空状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的第ⅢA族。 第ⅤA族(ns2np3)，因p轨道处于半充满状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的第ⅥA族。 32 七、元素周期律 电离能的应用： 判断元素金属性的强弱 判断元素的化合价： 判断核外电子的分层排布情况 电离能越小、金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。 如果某元素的 Ⅰn+1 >＞ Ⅰn ，则该元素的常见化合价为+n价。 多电子原子中，当电离能的变化出现突变时，电子层数就有可能发生变化。 33 七、元素周期律 三、电负性 用来描述不同元素的原子对键合电子的吸引力的大小。 （电负性是相对值，没单位） H . . . . F . . + . . . . F . . H . . 键合电子 孤对电子 电负性越大，元素的非金属性越强； 电负性越小，元素的非金属性越弱，金属性越强。 34 七、元素周期律 三、电负性 35 七、元素周期律 三、电负性 原子半径渐大，第一电离能总体减小，电负性渐小 原 子 半 径 渐 大 原子半径渐小，第一电离能总体增大，电负性渐大 注意：电离能包括稀有气体，电负性不包括 第 一 电 离 能 和 电 负 性 减 小 原 子 半 径 渐 大 第 一 电 离 能 和 电 负 性 减 小 36 练习提升 1、已知短周期元素的离子aA2＋、 bB＋、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是(　　) A．原子半径：A>B>D>C B．原子序数：D>C>B>A C．离子半径：C3－>D－>B＋>A2＋ D．单质的还原性：A>B>D>C C 37 练习提升 2、现有三种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p63s23p5，下列排序正确的是 A．含氧酸的酸性：③>①>② B．原子半径：③>②>① C．第一电离能：③>②>① D．电负性：③>②>① C 38 练习提升 3、W、X、Y、Z、M、N六种元素的原子序数依次递增,其中W、X、Y为短周期元素,六种元素的元素性质或原子结构特征如下表,回答下列问题。 (1)写出元素Z在元素周期表中的位置:　　　　　　。  (2)W、X、Y三种元素的电负性由大到小的顺序为　　　　　　　(填元素符号,下同),这三种元素的第一电离能由大到小的顺序为　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)写出元素M的价层电子排布式:　　　　　　　。  (4)写出元素N的+3价离子N3+的最外层电子排布图:　　　。 39 练习提升 答案:(1)第三周期第ⅡA族 (2)O>N>C　N>O>C (3)3d54s1 (4) 40 $$