2019届高考化学一轮复习原子结构与性质学案
物质结构与性质
物质结构探微观 千万变化装心间
知考点 明方向 满怀信心正能量
设问
方式
①核外电子运动特征描述、原子或离子的电子排布图及电子排布式书写
[例](2018·全国卷Ⅱ，35)(2018·全国卷Ⅰ，35)
②电离能、电负性、半径等比较和应用
[例](2018·全国卷Ⅲ，35)(2018·全国卷Ⅰ，35)
③化学键类型及键参数判断和应用
[例](2018·全国卷Ⅲ，35)(2018·江苏卷，21)
④杂化方式、空间构型以及分子性质
[例](2018·全国卷Ⅱ，35)(2018·全国卷Ⅲ，35)
(2017·江苏卷，21)
⑤晶体性质以及晶体计算
[例](2018·全国卷Ⅲ，35)(2018·全国卷Ⅰ，35)
(2018·全国卷Ⅱ，35)(2017·全国卷Ⅲ，35)
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原子结构与性质
命题规律：
1．题型：Ⅱ卷T35填空题(选做)。
2．考向：常见的命题角度有原子核外电子的排布规律及其表示方法、原子结构与元素电离能和电负性的关系及其应用。各考查点相对独立，难度不大。
方法点拨：
1．理解核外电子排布三原则及应用
能量最低原理
原子核外电子总是先占有能量最低的原子轨道
泡利原理
每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋方向相反的电子
洪特规则(铜和铬特殊)
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，而且自旋方向相同
2．基态原子核外电子排布的四种表示方法
表示方法
举例
电子排布式
Cr：1s22s22p63s23p63d54s1
简化表示式
Cu：[Ar]3d104s1
价电子排布式
Fe：3d64s2
电子排布图
3．从第一电离能和电负性的两种角度理解金属性和非金属性递变规律
同周期(从左到右)
同主族(从上到下)
第一电离能
增大(注意ⅡA、ⅤA的特殊性)
依次减小
电负性
依次增大
依次减小
1．(1)(2018·全国卷Ⅱ)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为！！！ ###，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为！！！__哑铃(纺锤)__###形。
(2)(2018·全国卷Ⅰ)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为！！！__D__###、！！！__C__###(填标号)。
(3)(2018·全国卷Ⅲ)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)！！！__大于__###I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是！！！__Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子__###。
(4)(2017·全国卷Ⅱ)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是！！！__同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大__###；氮元素的E1呈现异常的原因是！！！__N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子__###。
(5)(2018·全国卷Ⅰ) Li2O是离子晶体，其晶格能可通过如图的Born－Haber循环计算得到。
可知，Li原子的第一电离能为！！！__520__###kJ·mol－1，O＝O键键能为！！！__498__###kJ·mol－1，Li2O晶格能为！！！__2908__###kJ·mol－1。
(6)(2017·江苏卷)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为！！！__H
Ge>Zn__###。
(3)(2016·全国卷Ⅱ)单质铜及镍都是由！！！__金属__###键形成的晶体：元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu＝195 9 kJ/mol，INi＝175 3 kJ/mol，ICu>INi的原因是！！！__铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子，所以ICu>INi__###。
(4)(2018·武汉一模)N原子核外有！！！__七(或“7”)__###种不同运动状态的电子。基态N原子中，能量最高的电子所占据的原子轨道的形状为！！！__哑铃形__###。 第二周期中，第一电离能介于B元素和N元素间的元素为！！！__Be、C、O__###(填“元素符号”)。
(5)(2018·江西八校联考)铜元素处于元素周期表的！！！__ds__###区，其基态原子中，核外电子占据的电子云轮廓图为球形的能级有！！！__4__###个。从原子结构角度分析，Fe3＋比Fe2＋更稳定而Mn2＋比Mn3＋更稳定的原因是！！！__Fe3＋的3d轨道半充满，所以比Fe2＋更稳定，而Mn2＋的3d轨道半充满，所以Mn2＋更稳定__###。
(6)(2018·昆明一模)基态砷原子的价电子轨道表达式(电子排布图)为！！！____###，其未成对电子所在原子的
轨道轮廓图形为！！！__哑铃型(纺锤形)__###。试解释很多金属化合物灼烧时会产生特殊的火焰颜色！！！__基态原子吸收能量发生跃迁到激发态，然后又从激发态跃迁到基态时，将吸收的能量释放以光的形式表现出来__###。
解析 (1)Ge是32号元素，位于第四周期第IVA族，基态Ge原子核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2，在最外层的4s能级上2个电子为成对电子，4p轨道中2个电子分别处于不同的轨道内，有2个未成对电子；(2)元素非金属性：ZnGe>Zn；(3)Cu、Ni均属于金属晶体，它们均通过金属键形成晶体。因Cu元素基态原子的价层电子排布式为3d104s1，3d能级全充满，较稳定，失去第2个电子较难，因此第二电离能ICu＞INi。(4)原子核外没有两个运动状态完全相同的电子，因此有几个电子就有几种运动状态，N原子核外有7个电子，所以有7种不同运动状态的电子；基态N原子的电子排布式为1s22s22p3，能量由低到高，由里到外排布，则能量最高的电子所占据的原子轨道为2p轨道，呈哑铃形；同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素原子最外层电子处于该轨道的全充满、半充满的稳定状态，所以其第一电离能大于其相邻元素，故第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O三种元素；(5)铜的电子排布为：1s22s22p63s23p63d104s1，位于周期表中ds区，球形的能级有：1s、2s、3s、4s四个；离子的结构，如果处于全充满、半充满等稳定结构，该价态就相对较稳定。(6)As为第四周期第ⅤA族元素，所以原子核外价电子排布式为4s24p3,4p轨道中有3个电子，且都是单电子，其价电子轨道排布图为：；其未成对电子所在原子的轨道为4p轨道，轨道轮廓图形为哑铃型(纺锤形)。当含某金属元素的物质在火焰上灼烧时，基态原子中的电子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，同时将多余能量以光的形式释放，而放出的光的波长在可见光范围内，所以能使火焰呈现一定的颜色。
2．(1)(2018·承德期末)镝(Dy)的基态原子电子排布式为[Xe]4f106s2，画出镝(Dy)原子外围电子排布图：
！！！______###。高温超导材料镧钡铜氧
化物中含有Cu3＋，基态时Cu3＋ 的电子排布式为！！！__[Ar]3d8(或1s22s22p63s23p63d8)__###。元素铈(Ce)可以形成配合物(NH4)2[Ce(NO3)6]。组成配合物的四种元素，电负性由大到小的顺序为！！！__O>N>H>Ce__###(用元素符号表示)。观察下面四种镧系元素的电离能数据，判断最有可能显示＋3 价的元素是！！！__镧__###(填元素名称)。几种镧系元素的电离能(单位：kJ • mol－1)
元素
I1
I2
I3
I4
Yb(镱)
604
1217
4494
5014
Lu(镥)
532
1390
4111
4987
La(镧)
538
1067
1850
5419
Ce(铈)
527
1047
1949
3547
(2)(2018·山东天成大联考)基态磷原子电子占据的最高能层符号是！！！__M__###，占据该能层的电子中能量最高的电子其电子云在空间有！！！__3__###个伸展方向，原子轨道呈！！！__哑铃__###形。写出核外有24种运动状态不同的电子的钴离子的电子排布式！！！__1s22s22p63s23p63d6__###。第三周期中第一电离能介于铝和磷之间的元素分别为：！！！__镁、硅、硫__###。镍的M能层有：！！！__三__###种能量不同的电子
(3)(2018·中原名校联考)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，电子除空间运动状态外，还有一种运动状态叫做！！！__自旋__###。基态砷原子的 电子排布式为[Ar]！！！__3d104s24p3__###,_基态Sn原子的未成对电子数是Cu的！！！__2__###倍，Pb位于周期表的！！！__p__###区。
解析 (1)根据镝(Dy)的基态原子电子排布式[Xe]4f106s2可知，镝(Dy)原子外围4f能级上有10个电子，6s能级上有2个电子，则其外围电子排布图为：
；Cu是 29号元素，基态原子的电子排布式为：[Ar]3d104s1，高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu3＋，说明Cu失去3个电子，则基态时Cu3＋ 的电子排布式为：[Ar]3d8 (或1s22s22p63s23p63d8)；组成配合物的四种元素中，因元素非金属性越强，电负性越大，则O>N>H，又因Ce是金属，其电负性在四种元素中最小，所以电负性大小顺序为：O>N>H>Ce ；第三电离能与第一电离能、第二电离能相差越小，第三个电子越容易失去，＋3价可能性越大，在上述表中，镧的I1、I2和I3最接近，则最有可能显示＋3 价的元素是镧。(2)磷为15号元素，基态磷原子电子占据的最高能层符号是M，占据该能层的电子中能量最高的电子为3p，其电子云在空间有3个伸展方向，原子轨道呈哑铃形，有24种运动状态不同的电子即有24个电子的钴离子，电子排布式为：1s22s22p63s23p63d6；镍的电子排布为：1s22s22p63s23p63d84s2，所以M层有三种能量的电子。(3)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，电子除空间运动状态外，还有一种运动状态称为自旋； As位于第四周期第VA族，基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3 ; Sn原子的未成对电子为2个，Cu原子的未成对电子为1个，所以基态Sn原子的未成对电子数是Cu 的 2倍；属于p区。
3．现有五种元素，其中A、B、C为短周期主族元素，D、E为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。
A元素原子的核外电子数和能层数相等，也是宇宙中最丰富的元素；B元素原子的核外p电子数比s电子数少1；C原子的第一至第四电离能分别是：I1＝738 kJ·mol－1，I2＝1 451 kJ·mol－1，I3＝7 733 kJ·mol－1，I4＝10 540 kJ·mol－1
；D是前四周期中电负性最小的元素；E在周期表的第七列。
(1)已知BA5为离子化合物，写出其电子式！！！ ###。
(2)B基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有！！！__3__###个方向，原子轨道呈！！！__哑铃(或纺锤)__###状。
(3)某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子排布图为
该同学所画的电子排布图违背了！！！__泡利原理__###。
(4)E位于第！！！__ⅦB__###族，！！！__d__###区，价电子排布式为！！！__3d54s2__###。
(5)检验D元素的方法是！！！__焰色反应__###，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因是！！！__当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子；电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将以光的形式释放能量__###。
解析 根据提供信息，可以推断A为H元素，B为N元素，C为Mg元素，D为K元素，E为Mn元素。(1)NH5的电子式为 。(2)N的基态原子中能量最高的电子为2p能级上的电子，电子云在空间有3个方向，原子轨道呈哑铃状。(3)该同学所画的电子排布图中3s能级上的两个电子自旋方向相同，违背了泡利原理。(4)Mn的价电子排布式为3d54s2，位于第四周期第ⅦB族，属于d区元素。(5)检验钾元素可以利用焰色反应。
电子排布式的常见错误和书写技巧
