1、原子结构与元素性质 单元复习课讲师：刘革平讲师：刘革平考点透视1了解原子核外电子排布方式，并掌握元素周期表与原子结构的关系。了解原子核外电子排布方式，并掌握元素周期表与原子结构的关系。2掌握同周期主族元素从左到右，最高化合价和最低化合价、金属性和掌握同周期主族元素从左到右，最高化合价和最低化合价、金属性和知识梳理核外电子排布核外电子排布1原子核外电子排布的轨道能量顺序原子核外电子排布的轨道能量顺序多电子原子中，电子填充原子轨道时，原子轨道能量的高低存在如下规律：多电子原子中，电子填充原子轨道时，原子轨道能量的高低存在如下规律：（1）相同能层上原子轨道能量的高低：相同能层上原子轨道能量的高低：n
2、snpndnf。（2）形状相同的原子轨道能量的高低：形状相同的原子轨道能量的高低：1s2s3s4s（3）能层和形状均相同的原子轨道能量相等，例如能层和形状均相同的原子轨道能量相等，例如2px、2py、2pz轨道轨道的能量相等。的能量相等。（4）能级交错规律：能级交错规律：ns(n-2)f(n-1)dMg。（2）单质的还原性越强，金属性越强。单质的还原性越强，金属性越强。（3）最高价氧化物对应的水化物最高价氧化物对应的水化物M(OH)m碱性越强，金属性越强。如碱性越强，金属性越强。如Ba(OH)2是强碱，是强碱，Mg(OH)2是中强碱，则金属性是中强碱，则金属性BaMg。（4）置换反应：一种金属
3、元素能把另一种金属元素从它的盐溶液里置换出来，置换反应：一种金属元素能把另一种金属元素从它的盐溶液里置换出来，（6）电负性越小，原子越易失电子，元素的金属性越强电负性越小，原子越易失电子，元素的金属性越强。（7）构建原电池正、负极的金属。构建原电池正、负极的金属。2判断非金属性强弱的方法判断非金属性强弱的方法（1）生成气态氢化物的难易，越容易和生成气态氢化物的难易，越容易和H2化合，其非金属性越强。例如化合，其非金属性越强。例如F2和和H2在黑暗处就剧烈反应，在黑暗处就剧烈反应，Cl2和和H2需要点燃或光照才能反应，而需要点燃或光照才能反应，而Br2需要在较高需要在较高的温度下与的温度下与H2
4、化合，则对应元素非金属性化合，则对应元素非金属性FClBr。（2）气 态 氢 化 物 越 稳 定，元 素 的 非 金 属 性 越 强。例 如气 态 氢 化 物 越 稳 定，元 素 的 非 金 属 性 越 强。例 如，稳 定 性稳 定 性H2O(g)H2SH2Se，则非金属性，则非金属性OSSe。（4）非金属性强的可置换非金属性弱的。例如非金属性强的可置换非金属性弱的。例如，2F2+2H2O=4HF+O2，则非金属性则非金属性FO。（5）电离能越大，原子越易得电子，元素的非金属性越强。电离能越大，原子越易得电子，元素的非金属性越强。（6）电负性越大，原子越易得电子，元素的非金属性越强。电负性越大
5、，原子越易得电子，元素的非金属性越强。上述的判断依据和结果是双向的，如金属性强，其最高价氧化物的水化物的上述的判断依据和结果是双向的，如金属性强，其最高价氧化物的水化物的碱性就强，两者互推。碱性就强，两者互推。3元素在元素周期表中位置的确定方法元素在元素周期表中位置的确定方法 由基态原子的外围电子排布式给元素定位由基态原子的外围电子排布式给元素定位（1）主族元素：该元素的周期数主族元素：该元素的周期数=外围电子的能层数；该元素的族序数外围电子的能层数；该元素的族序数=外围电外围电子总数。例如：外围电子排布为子总数。例如：外围电子排布为5s25p3，该元素在周期表中位于第，该元素在周期表中位于第
6、5周期周期A族。族。（2）零族元素：零族元素外围电子排布为零族元素：零族元素外围电子排布为ns2np6（He为为1s2）。零族元素的周期。零族元素的周期数数=外围电子的能层数外围电子的能层数（n）。（3）副族元素：副族元素：B族：外围电子排布为族：外围电子排布为(n-1)d10ns1，元素的族序数，元素的族序数=1，周期序，周期序数数=n；B族：外围电子排布为族：外围电子排布为(n-1)d10ns2，元素的族序数，元素的族序数=2周期序数周期序数=n；BB族：外围电子排布为族：外围电子排布为(n-1)dxns2，元素的族序数，元素的族序数=x+2（个别除外个别除外）周期序数周期序数=n。如。如
7、Mn4原子半径的变化规律原子半径的变化规律（1）同一元素：负离子原子正离子。同一元素：负离子原子正离子。（2）同一周期：随着原子序数的增加，原子半径逐渐减小，但长周期中各元同一周期：随着原子序数的增加，原子半径逐渐减小，但长周期中各元素的原子半径的减小幅度越来越小素的原子半径的减小幅度越来越小（稀有气体除外稀有气体除外）。（3）同一主族：随着原子序数的增加，原子半径逐渐增大。同一主族：随着原子序数的增加，原子半径逐渐增大。（4）离子结构相同的离子，其半径随核电荷数增大，半径减小。离子结构相同的离子，其半径随核电荷数增大，半径减小。5“三角三角”关系关系 若若A、B、C三元素位于周期表中如图所示
8、位置，则有下列性质：三元素位于周期表中如图所示位置，则有下列性质：原子半径：原子半径：CAB离子半径：若离子半径：若B、C的离子电子层结构相同，则的离子电子层结构相同，则C离子半径小于离子半径小于B离子半径离子半径CDAB相邻相邻实战演练例例1 有有A、B、C、D四种元素，其原子序数依次增大，且质子数均小于四种元素，其原子序数依次增大，且质子数均小于18。A元素元素原子的最外层只有原子的最外层只有1个电子，该元素阳离子与个电子，该元素阳离子与N3-核外电子排布相同；核外电子排布相同；B元素原子核元素原子核外各轨道上均无成单电子；外各轨道上均无成单电子；C元素原子的价电子排布为元素原子的价电子排
9、布为ns2np1；D-的核外电子构型的核外电子构型与与Ar相同。相同。（1）写出写出A、C、D的元素符号：的元素符号：A_，C_，D_。（2）写出写出B元素原子的电子排布式：元素原子的电子排布式：_，D元素原子的电子排布图元素原子的电子排布图：_。【解释解释】A形成的阳离子形成的阳离子A+与与N3-核外电子排布相同，则核外电子排布相同，则A是是Na。C的价电子排布为的价电子排布为ns2np1，是，是A族元素，只能是族元素，只能是Al。B为第三周期元素，且原子核外各轨道上为第三周期元素，且原子核外各轨道上均无成单电子，应为均无成单电子，应为Mg，D-的核外电子构型与的核外电子构型与Ar相同，相同
10、，D为为Cl。同时注意由。同时注意由于于Mg的电子排布式为的电子排布式为1s22s22p63s2外层电子处于全充满状态，其第一电离能出外层电子处于全充满状态，其第一电离能出现反常现象。现反常现象。【答案】【答案】例例2 现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表：现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表：元素编号元素编号元素性质或原子结构元素性质或原子结构T能形成双原子分子，原子间存在能形成双原子分子，原子间存在3对共用电子对。对共用电子对。XM层有层有3个电子。个电子。Y最外层电子数是最内层电子数最外层电子数是最内层电子数2倍，其最高氧化倍，其最高氧化物是一种固体，用于生产光导纤维。物是一种固
11、体，用于生产光导纤维。Z最高正价为最高正价为+7价。价。（3）Z的非金属性比的非金属性比T元素强，用化学方程式表示元素强，用化学方程式表示 。（4）XT是一种新型的无机材料，可由是一种新型的无机材料，可由X的最高价氧化物与的最高价氧化物与T的单质及焦炭的单质及焦炭元素编号元素编号元素性质或原子结构元素性质或原子结构T能形成双原子分子，原子间存在能形成双原子分子，原子间存在3对共用电子对。对共用电子对。XM层有层有3个电子。个电子。Y最外层电子数是最内层电子数最外层电子数是最内层电子数2倍，其最高氧化倍，其最高氧化物是一种固体，用于生产光导纤维。物是一种固体，用于生产光导纤维。Z最高正价为最高正
12、价为+7价。价。【解析解析】据表意可推知，据表意可推知，T为氮元素；为氮元素；X为铝元素；为铝元素；Y是硅元素；是硅元素；Z是氯元素。是氯元素。（1）对对于主族元素来说，外围电子排布就是最外层的电子排布式，所以氯原子的外围电于主族元素来说，外围电子排布就是最外层的电子排布式，所以氯原子的外围电子排布式为子排布式为3s23p5；Y的氧化物为的氧化物为SiO2，每个，每个Si与与4个个O原子结合，每个原子结合，每个O原子与原子与2个个Si结合成空间网状结构，则有结合成空间网状结构，则有n(SiO):n(Si)=4:1；（2）X的氧化物为的氧化物为Al2O3，为两性氧化物，与为两性氧化物，与NaOH
13、反应的方程式为反应的方程式为Al2O3+2NaOH=NaAlO2+2H2O；（3）可利用可利用Cl2置换出置换出N2来证明氯的非金属性比氮强；来证明氯的非金属性比氮强；（4）XT为为AlN，SiO2、C、N2【答案答案】（1）3s23p5 ；4。（2）Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O。（3）3Cl2+2NH3=N2+6HCl（或或3Cl2+8NH3=N2+6NH4Cl）；（4）【点拨点拨】Al O3CN2AlN3CO2326e-例例3四种元素四种元素X、Y、Z、W位于元素周期表的前四周期，已知它们的核电荷数依位于元素周期表的前四周期，已知它们的核电荷数依次增加，且核电荷数之和为次增加
14、，且核电荷数之和为51；Y原子的原子的L层层p轨道中有轨道中有2个电子；个电子；Z与与Y原子的价原子的价层电子数相同；层电子数相同；W原子的原子的L层电子数与最外层电子数之比为层电子数与最外层电子数之比为4:1，其，其d轨道中的电轨道中的电子数与最外层电子数之比为子数与最外层电子数之比为5:1。（1）Y、Z可分别与可分别与X形成只含一个中心原子的共价化合物形成只含一个中心原子的共价化合物a、b，它们的分，它们的分子式分别是子式分别是_、_。【解析解析】Y原子的原子的L层层p轨道中有轨道中有2个电子，则个电子，则Y的核外电子排布为的核外电子排布为1s22s22p2，Y是碳元素；是碳元素；Z、Y均
15、为前四周期元素，均为前四周期元素，Z与与Y原子的价层电子数相同，则其价电子排布为原子的价层电子数相同，则其价电子排布为3s23p2，则则Y是硅元素；据题意可知是硅元素；据题意可知W原子的核外电子排布原子的核外电子排布1s22s22p63s23p63d104s2，是锌元素；，是锌元素；X的原子序数为的原子序数为51-6-14-30=1，是氢元素。，是氢元素。（1）碳、硅与氢形成一个只含一个中心原子的共价化合物分别是碳、硅与氢形成一个只含一个中心原子的共价化合物分别是CH4、SiH4；（2）碳和硅是同族元素，碳的非金属性强，则电负性大；碳和硅是同族元素，碳的非金属性强，则电负性大；（3）Zn2+的
16、核外电子排布式为的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10。【答案答案】（1）CH4、SiH4 （2）碳碳（或或C）（3）1s22s22p63s23p63d10【点拨点拨】例例4不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用一定数值不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用一定数值x来表示，若来表示，若x越越大，其原子吸引电子的能力越强，在所形成的分子中成为负电荷一方。下面是某大，其原子吸引电子的能力越强，在所形成的分子中成为负电荷一方。下面是某些短周期元素的些短周期元素的x值：值：元 素元 素符 号符 号LiBeBCOFNaAlSiPSClx 值值 0.98 1.57 2.04
17、 2.55 3.44 3.98 0.93 1.61 1.90 2.19 2.583.16（1）通过分析通过分析x值变化规律，确定值变化规律，确定N、Mg的的x值范围：值范围：（3）某有机化合物结构式为某有机化合物结构式为，其中，其中SN中，你认为共用电子对偏向谁？中，你认为共用电子对偏向谁？_（写原子名称写原子名称）。（4）经验规律告诉我们：当成键的两原子相应元素的差值经验规律告诉我们：当成键的两原子相应元素的差值（x），当，当x1.7时，一般为离子键，当时，一般为离子键，当x1.7时，一般为共价键，试推断时，一般为共价键，试推断AlBr3中化学键中化学键类型是类型是_。元 素元 素符 号符
18、号LiBeBCOFNaAlSiPSClx 值值 0.98 1.57 2.04 2.55 3.44 3.98 0.93 1.61 1.90 2.19 2.583.16【解解析析】题中给出第二、第三周期元素的题中给出第二、第三周期元素的x值值（其中缺少了氮、镁两种元素的其中缺少了氮、镁两种元素的x值值），x值与这种原子在分子中吸收电子的能力有关。可根据元素性质的周期性变化来值与这种原子在分子中吸收电子的能力有关。可根据元素性质的周期性变化来推测镁和氮的推测镁和氮的x值。从表中数值可看出，同周期中元素的值。从表中数值可看出，同周期中元素的x值随原子半径的减少而值随原子半径的减少而增大，增大，x值的变
19、化体现了元素性质的周期变化。用值的变化体现了元素性质的周期变化。用x值大小可判断共价键中共用电值大小可判断共价键中共用电子对偏向哪一方。对于子对偏向哪一方。对于SN，由于，由于N的的x值大于值大于S的的x值，所以其中共用电子对偏值，所以其中共用电子对偏向向N原子。表中查不到溴的原子。表中查不到溴的x值，可根据元素周期律来推测，氯与溴同主族，氯的值，可根据元素周期律来推测，氯与溴同主族，氯的x值必定比溴的值必定比溴的x值大，而值大，而x(Cl)-x(Al)=3.16-1.61=1.451.7，而溴与铝的，而溴与铝的x值这差值这差【答案答案】（1）0.93x(Mg)1.61，2.55x(N)3.44 （2）同周期同周期（同主族同主族）中，中，x值值越大，其原子半径越小；周期性越大，其原子半径越小；周期性 （3）氮原子氮原子 （4）共价键共价键 （5）第六周期第六周期IA主族。主族。【点评点评】掌握电负性的变化规律，主要应用在判断元素的非金性的强弱、化学键的掌握电负性的变化规律，主要应用在判断元素的非金性的强弱、化学键的键型和分子中共价键极性的强弱、判断化合物中元素化合价的正负等。因为电键型和分子中共价键极性的强弱、判断化合物中元素化合价的正负等。因为电备考指津
