化学人教版选修3学案：第一章　原子结构与性质 本章知识整合 Word版含解析

化学人教版选修3学案：第一章　原子结构与性质 本章知识整合 Word版含解析

www.ks5u.com 本章知识整合 ‎[本章知识体系]‎ ‎ [专题归纳拓展]‎ 一、易混概念的比较 原子结构与性质中，相似概念可以采用比较法学习，在比较中找差异，通过概念之间的差异加深理解，抓住本质，避免应用时出现错误。重点抓住下列概念辨析与比较：‎ ‎1．电子层、次外层、最外层、最内层、内层 在推断题中经常出现与层数有关的概念，理解这些概念是正确推断的关键。为了研究方便，人们形象地把原子核外电子运动看成分层运动，在原子结构示意图中，按能量高低将电子运动分为K、L、M、N、O、P、Q……统称为电子层。‎ 一个原子在基态时，电子所占据的电子层数等于该元素在周期表中所在的周期数。倒数第一层，称为最外层；从外向内，倒数第二层称为次外层；最内层就是第一层(K层)，内层是除最外层外剩下的电子层的统称。以基态铁原子结构示意图为例：Fe。‎ 铁原子共有4个电子层，最外层(N层)只有2个电子，次外层(M层)有14个电子，最内层(K层)有2个电子，内层共24个电子。‎ ‎2．基态、激发态 基态指原子处于稳定状态，能量最低。基态的原子核外电子排布遵循泡利原理、洪特规则、能量最低原理。激发态指原子接受能量，外围电子向较高能级跃迁。例如，碱金属原子的焰色反应，就是灼烧时，原子最外层电子向较高能级跃迁，冷却时又回到基态，在此过程中，“能量”以光能等形式释放。‎ ‎3．价电子、最外层电子 价电子指原子参加化学反应时形成化合价的电子，称为价态电子；最外层电子指电子层数最高的电子，对于主族元素，最外层电子数等于价电子数；对于副族元素，部分能量高的次外层电子参与成键，即次外层部分电子与最外层电子统称为价电子。‎ ‎4．能层、能级、轨道 同一电子层称为同一能层，同一能层中能级能量有差异，同一能级中有多个轨道，其能量相同。例如，镍(Ni)原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，其中1、2、3、4称为能层，2s、2p表明第2能层上有2个能级，即镍原子基态核外电子排布有4个能层，7个能级(1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s)。轨道：s、p、d、f所含轨道数分别为1、3、5、7，即1s、2s、3s、4s能级的能量不同，但是轨道数相同。电子进入能级的顺序是(按能量高低排序)1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f<5d<6p<7s<5f<6d……在推断题中，根据能级电子排布情况推断元素的原子序数，例如，某基态的M3＋核外电子排布式中3d能级半充满，推断该元素：M失去3个电子后得到离子M3＋‎ 的电子排布式中，3d半充满，表明能量低的轨道已排满，即M3＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，M原子的质子数为26，M为铁。‎ ‎【例1】　在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是(　　)‎ A．最易失去的电子能量最高 B．电离能最小的电子能量最高 C．p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量 D．在离核最近区域内运动的电子能量最低 ‎【解析】　核外电子分层排布，电子总是尽可能地排布在能量最低的电子层里，离原子核越近，能量越低，离原子核越远，能量越高，因此A、B、D正确；在同一能层中，p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量，但在不同能层中s轨道电子能量也可能高于p轨道电子能量，如E[(n＋1)s]>E(np)。‎ ‎【答案】　C 二、元素推断题的一般解题方法 一般的推断题在解题时最关键的是寻找突破口，当然，寻找突破口就需要有相应的基础知识。在寻找到突破口后再遵循一定的思路进行推导。‎ ‎1．了解一般思路 有关原子结构的元素推断题，主要是根据原子结构、元素周期表、元素周期律的知识及相关已知条件，推算原子序数、判断元素在周期表中的位置等，然后再根据“位”“构”“性”之间的关系得到其他相关结论。‎ ‎2．原子结构、元素性质及元素在周期表中的位置之间的关系 上述内容可表述为：‎ 说明：(1)原子结构与元素周期表(0族元素除外)：‎ ‎①核外电子层数＝周期数。‎ ‎②主族元素的最外层电子数＝价电子数＝主族序数＝最高正价(个别例外)。‎ ‎③质子数＝原子序数＝核外电子数＝核电荷数。‎ ‎④负价绝对值＝8－主族序数(限ⅣA～ⅦA族)。‎ ‎(2)同主族从上到下：电子层数越大→原子半径越大→‎ 原子核对核外电子的吸引力越小→失电子能力增强，得电子能力减弱，金属性增强，非金属性减弱。‎ ‎(3)同周期从左到右：电子层数相同，核电荷数增大→原子半径减小→原子核对核外电子的吸引力增强→失电子能力减弱，得电子能力增强→元素的金属性减弱，非金属性增强。‎ ‎3．准备基础知识 ‎①原子结构的相关知识：电子排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪特规则，电子排布式、电子排布图的表达方式等。‎ ‎②元素周期表的相关知识：元素周期表中元素的分区、金属与非金属分界线、对角线规则等。‎ ‎③元素周期律的相关知识：原子半径的比较方法，元素第一电离能、电负性的变化规律及其与金属性、非金属性强弱之间的关系等。‎ ‎4．寻找解题突破口 在推断题的题干中往往隐含着一些有用的信息。其中，结构特征、性质特征、反应现象及特征数据等信息都是解推断题的突破口。这些突破口有些是显而易见的，有些则可能是隐蔽的，在解题时只有以此为依据，展开分析讨论，才能够顺利得出结论。‎ ‎5．代入检验论证 在一些背景复杂的元素推断题的求解过程中，得到的可能是许多可能的情况，同学们可以将这些可能的情况一一代入原题，与题中的逻辑关系对照，若结论与原题条件相符，则结论正确；反之，则结论不正确。‎ ‎【例2】　W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图所示。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的电负性在同周期主族元素中最大。‎ ‎(1)X位于元素周期表中第________周期第________族；W的基态原子核外有________个未成对电子。‎ ‎(2)Y与Z形成的化合物和足量水反应，生成一种弱酸和一种强酸，该反应的化学方程式是________。‎ ‎(3)在25 ℃、101 kPa下，已知Y的气态氢化物在氧气中完全燃烧后恢复至原状态，平均每转移1 mol 电子放热190.0 kJ，该反应的热化学方程式是________。‎ ‎【解析】　W的质子数Z＝A－N＝18－10＝8，则W为氧；X和Ne的核外电子数相差1，且图中X的原子半径大于W，则X为钠；Y的单质是一种常见的半导体材料，则Y为硅；Z的原子序数大于Y，且在同周期主族元素中电负性最大，则Z为氯。‎ ‎(1)Na在元素周期表中位于第三周期第ⅠA族。O的基态原子的轨道表示式为，故有2个未成对电子。‎ ‎(2)SiCl4与H2O反应的化学方程式为SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl。‎ ‎(3)1 mol SiH4与足量O2反应，转移8 mol 电子，该反应的热化学方程式为SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)‎ ΔH＝－1 520.0 kJ·mol－1。‎ ‎【答案】　(1)三　ⅠA　2‎ ‎(2)SiCl4＋3H2O===H2SiO3↓＋4HCl ‎(3)SiH4(g)＋2O2(g)===SiO2(s)＋2H2O(l)‎ ΔH＝－1 520.0 kJ·mol－1‎