高中化学选修3原子的结构-练习题及答案 2
人教版化学选修三原子的结构教案
教案 课题：第一节原子结构（2）授课班级 课时 教学目的 知识 与 技能 1、了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布 2、能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布 3、知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理 4、知道原子的基态和激发态的涵义 5、初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱，了解其简单应用 过程 与 方法 复习和沿伸、动画构造原理认识核外电子排布，亲自动手书写，体会原理情感 态度 价值观 充分认识原子构造原理，培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学 的兴趣。 重点电子排布式、能量最低原理、基态、激发态、光谱难点电子排布式 知识结构与板书设计三、构造原理 1．构造原理：绝大多数基态原子核外电子的排布的能级顺序都遵循下列顺序：1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s…… 2、能级交错现象(从第3电子层开始)：是指电子层数较大的某些轨道的能量反低于电子层数较小的某些轨道能量的现象。 电子先填最外层的ns，后填次外层的（n-1）d，甚至填入倒数第三层的（n-2）f的规律叫做“能级交错” 3．能量最低原理：原子核外电子遵循构造原理排布时，原子的能量处于最低状态。即在基态原子里，电子优先排布在能量最低的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。 4、对于同一电子亚层(能级)(等价轨道),当电子排布为全充满、半充满或全空时,原子是比较稳定的。 5、基态原子核外电子排布可简化为：［稀有气体元素符号］+外围电子(价电子、最外层电子) 四、基态与激发态、光谱 1、基态—处于最低能量的原子。
高二化学选修3 原子结构与性质
高二化学选修3 原子结构与性质 教材分析： 一、本章教学目标 1．了解原子结构的构造原理，知道原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子的排布。 2．了解能量最低原理，知道基态与激发态，知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁产生原子光谱。 3．了解原子核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道。 4．认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值。 5．能说出元素电离能、电负性的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质。 6．从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，在抽象思维、理论分析的过程中逐步形成科学的价值观。 本章知识分析： 本章是在学生已有原子结构知识的基础上，进一步深入地研究原子的结构，从构造原理和能量最低原理介绍了原子的核外电子排布以及原子光谱等，并图文并茂地描述了电子云和原子轨道；在原子结构知识的基础上，介绍了元素周期系、元素周期表及元素周期律。总之，本章按照课程标准要求比较系统而深入地介绍了原子结构与元素的性质，为后续章节内容的学习奠定基础。尽管本章内容比较抽象，是学习难点，但作为本书的第一章，教科书从内容和形式上都比较注意激发和保持学生的学习兴趣，重视培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。 通过本章的学习，学生能够比较系统地掌握原子结构的知识，在原子水平上认识物质构成的规律，并能运用原子结构知识解释一些化学现象。 注意本章不能挖得很深，属于略微展开。 相关知识回顾（必修2）
1.原子序数：含义： （1）原子序数与构成原子的粒子间的关系： 原子序数＝＝＝＝。（3） 原子组成的表示方法 a. 原子符号：A z X A z b. 原子结构示意图： c.电子式： d.符号表示的意义： A B C D E （4） 特殊结构微粒汇总： 无电子微粒无中子微粒 2e-微粒8e-微粒 10e-微粒 18e-微粒 2.元素周期表：（1）编排原则：把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排 成横行叫周期；再把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序有上到 下排成纵行，叫族。 （2）结构：各周期元素的种数 0族元素的原子序数 第一周期 2 2 第二周期 8 10 第三周期 8 18 第四周期 18 36 第五周期 18 54 第六周期 32 86
高中化学选修3综合测试题
1 / 3 罗城中学高2013届化学学科第二次模块考试 考试时间：90分钟 满分100分 命题人:蒋艳 第I 卷（共50分） 一．选择题：（每小题只有一个选项合符要求，每小题2分，共20分。） 1.元素的性质呈现周期性变化的根本原因是( ) A ．原子半径呈周期性变化 B ．元素的化合价呈周期性变化 C ．第一电离能呈周期性变化 D ．元素原子的核外电子排布呈周期性变化 2．下列原子的电子排布图中，正确的是( ) 3．已知下列元素原子的最外层电子排布式，其中不一定能表示该元素为主族元素的是( ) A ．3s 2 3p 3 B ．4s 2 C ．4s 2 4p 1 D ．3s 2 3p 5 4.下列晶体熔化时不需破坏化学键的是 A ． 晶体硅 B ．食盐 C ．干冰 D ．金属钾 5．某元素原子3p 能级上有一个空轨道，则该元素为( ) A ．Na B ．Si C ．Al D ．Mg 6．下列各项中表达正确的是（ ） A ．硫离子的核外电子排布式 ： 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 B ．N 2的结构式： :N ≡N : C ．NaCl 的电子式： D ．CO 2的分子模型示意图： 7.下列事实与氢键有关的是 A ．HF 、HCl 、HBr 、HI 的热稳定性依次减弱 B.水加热到很高的温度都难以分解 C ．CH 4、SiH 4、GeH 4、SnH 4熔点随相对分子质量增大而升高 D ．水结成冰体积膨胀 8．下列分子和离子中中心原子价层电子对几何构型为四面体且分子或离子空间的构型为V 形的是( ) A ．NH 4＋ B ．PH 3 C ．H 3O ＋ D ．OF 2 9．下列不能形成配位键的组合是( ) A ．Ag ＋ 、NH 3 B ．BF 3、NH 3 C ．NH 4+ 、H ＋ D ．Co 3＋ 、CO 10．下列分子或离子中，不存在sp 3 杂化类型的是： A 、SO 42- B 、NH 3 C 、C 2H 6 D 、SO 2 二、选择题（每题有1~2个正确选项，共30分） 11．水星大气中含有一种被称为硫化羰(化学式为COS)的物质。已知硫化羰与CO 2的结构相似，但能在O 2中完全燃烧，下列有关硫化羰的说法正确的是( ) A ．硫化羰的电子式为··S ···· ··C ··O ···· · · B ．硫化羰分子中三个原子位于同一直线上 C ．硫化羰的沸点比二氧化碳的低 D ．硫化羰在O 2中完全燃烧后的产物是CO 2和SO 2 12.下列各组原子中,彼此化学性质一定相似的是 （ ） A.原子核外电子排布式为1s 2 的X 原子与原子核外电子排布式为1s 2 2s 2 的Y 原子 B.原子核外M 层上仅有两个电子的X 原子与原子核外N 层上仅有两个电子的Y 原子 C.2p 轨道上有三个未成对的电子的X 原子与3p 轨道上有三个未成对的电子的Y 原子 D.最外层都只有一个电子的X 、Y 原子 13. 下面的排序不正确的是 （ ） A.晶体熔点由低到高：CF 4 第一章原子结构与性质 一.原子结构 1、能级与能层 电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图.离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度越小. 电子层（能层）：根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，核外电子分别处于不同的电子层.原子由里向外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q. 原子轨道（能级即亚层）：处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，分别用s、p、d、f表示不同形状的轨道，s轨道呈球形、p轨道呈哑铃形 2、原子轨道 3、原子核外电子排布规律 （1）构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按下图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。 原子核外电子的运动特征可以用电子层、原子轨道(亚层)和自旋方向来进行描述. 能级交错：由构造原理可知，电子先进入4s轨道，后进入3d轨道，这种现象叫能级交错。 （2）能量最低原理：电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道. （3）泡利（不相容）原理：一个轨道里最多只能容纳两个电子，且自旋方向相反（用“↑↓”表示），这个原理称为泡利原理。 （4）洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特规则。比如，p3的轨道式为，而不是。 洪特规则特例：在等价轨道的全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）、全空时(p0、d0、f0)的状态，具有较低的能量和较大的稳定性.如24Cr [Ar]3d54s1、29Cu [Ar]3d104s1。 前36号元素中，全空状态的有4Be 2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23d0；半充满状态的有：7N 2s22p3、15P 3s23p3、24Cr 3d54s1、25Mn 3d54s2、33As 4s24p3；全充满状态的有10Ne 2s22p6、18Ar 3s23p6、29Cu 3d104s1、30Zn 3d104s2、36Kr 4s24p6。 4、基态原子核外电子排布的表示方法 （1）电子排布式 ①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，例如K：1s22s22p63s23p64s1。 ②为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示，例如K：[Ar]4s1。 （2）电子排布图(轨道表示式) 每个方框或圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。 如基态硫原子的轨道表示式为 二、原子结构与元素周期表 ↑↓↑ ↑↑↑ 高中化学选修3知识点总结 二、复习要点 1、原子结构 2、元素周期表和元素周期律 3、共价键 4、分子的空间构型 5、分子的性质 6、晶体的结构和性质 （一）原子结构 1、能层和能级 （1）能层和能级的划分 ①在同一个原子中，离核越近能层能量越低。 ②同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级s、p、d、f，能量由低到高依次为s、p、d、f。 ③任一能层，能级数等于能层序数。 ④s、p、d、f……可容纳的电子数依次是1、3、5、7……的两倍。 ⑤能层不同能级相同，所容纳的最多电子数相同。 （2）能层、能级、原子轨道之间的关系 每能层所容纳的最多电子数是：2n2（n：能层的序数）。 2、构造原理 （1）构造原理是电子排入轨道的顺序，构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。 （2）构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子轨道表示式的主要依据之一。 （3）不同能层的能级有交错现象，如E（3d）＞E（4s）、E（4d）＞E（5s）、E（5d）＞E（6s）、E（6d）＞E（7s）、E（4f）＞E（5p）、E（4f）＞E（6s）等。原子轨道的能量关系是：ns＜（n-2）f ＜（n-1）d ＜np （4）能级组序数对应着元素周期表的周期序数，能级组原子轨道所容纳电子数目对应着每个周期的元素数目。 根据构造原理，在多电子原子的电子排布中：各能层最多容纳的电子数为2n2 ；最外层不超过8个电子；次外层不超过18个电子；倒数第三层不超过32个电子。 （5）基态和激发态 ①基态：最低能量状态。处于最低能量状态的原子称为基态原子。 ②激发态：较高能量状态（相对基态而言）。基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至较高能级时的状态。处于激发态的原子称为激发态原子。 ③原子光谱：不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收（基态→激发态）和放出（激发态→较低激发态或基态）不同的能量（主要是光能），产生不同的光谱——原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素。 3、电子云与原子轨道 （1）电子云：电子在核外空间做高速运动，没有确定的轨道。因此，人们用“电子云”模型来描述核外电子的运动。“电子云”描述了电子在原子核外出现的概率密度分布，是核外电子运动状态的形象化描述。 （2）原子轨道：不同能级上的电子出现概率约为90%的电子云空间轮廓图称为原子轨道。s电子的原子轨道呈球形对称，ns能级各有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈纺锤形，n p能级各有3个原子轨道，相互垂直（用p x、p y、p z表示）；n d能级各有5个原子轨道；n f能级各有7个原子轨道。 4、核外电子排布规律 （1）能量最低原理：在基态原子里，电子优先排布在能量最低的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。 （2）泡利原理：1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋方向相反。 （3）洪特规则：电子排布在同一能级的各个轨道时，优先占据不同的轨道，且自旋方向相同。 （4）洪特规则的特例：电子排布在p、d、f等能级时，当其处于全空、半充满或全充满时，即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14，整个原子的能量最低，最稳定。 能量最低原理表述的是“整个原子处于能量最低状态”，而不是说电子填充到能量最低的轨道中去，泡利原理和洪特规则都使“整个原子处于能量最低状态”。 电子数 （5）（n-1）d能级上电子数等于10时，副族元素的族序数=n s能级电子数 （二）元素周期表和元素周期律 1、元素周期表的结构 元素在周期表中的位置由原子结构决定：原子核外的能层数决定元素所在的周期，原子的价电子总数决定元素所在的族。 （1）原子的电子层构型和周期的划分 周期是指能层（电子层）相同，按照最高能级组电子数依次增多的顺序排列的一行元素。即元素周期表中的一个横行为一个周期，周期表共有七个周期。同周期元素从左到右（除稀有气体外），元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。 （2）原子的电子构型和族的划分 族是指价电子数相同（外围电子排布相同），按照电子层数依次增加的顺序排列的一列元素。即元素周期表中的一个列为一个族（第Ⅷ族除外）。共有十八个列，十六个族。同主族周期元素从上到下，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。 （3）原子的电子构型和元素的分区 按电子排布可把周期表里的元素划分成5个区，分别为s区、p区、d区、f区和ds区，除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。 2、元素周期律 《物质结构与性质》练习题2 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 S-32 N-14 Ca-40 Fe-56 Na-23 Cl-35.5 F-19 Si-28 P-31 一、本卷包括18个小题，均只有一个正确选项。 1．空间构型为正四面体，且键角为60°的物质为 A．金刚石B．SiO2 C．白磷D．石墨 2．下列说法中，正确的是 A．冰熔化时，分子中H—O键发生断裂 B．原子晶体中，共价键的键长越短，键能越大，熔点就越高 C．分子晶体中，共价键键能越大，该分子的熔沸点就越高 D．分子晶体中，分子间作用力越大，则分子越稳定 3．具有以下结构的原子，一定属于主族元素的是 A．最外层有8个电子的原子B．最外层电子排布为n s2的原子 C．次外层无未成对电子的原子D．最外层有3个未成对电子的原子 4．有关晶格能的叙述正确的是 A．晶格能是气态离子形成1摩离子晶体释放的能量 B．晶格能通常取正值，但是有时也取负值 C．晶格能越大，形成的离子晶体越不稳定 D．晶格能越大，物质的硬度反而越小 5．关于氢键，下列说法正确的是 A．每一个水分子内含有两个氢键B．冰和水中都存在氢键 C．DNA双螺旋的两个螺旋链不是通过氢键相互结合的 D．H2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致 6．长式周期表共有18个纵行，从左到右排为1－18列，即碱金属为第一列，稀有气体元素为第18列。按这种规定，下列说法正确的是 A．第9列中元素中没有非金属元素B．只有第二列的元素原子最外层电子排布为ns2 C．第四周期第9列元素是铁元素D．第10、11列为ds区 7．石墨晶体是层状结构，在每一层内；每一个碳原于都跟其他3 个碳原子相结合，如图是其晶体结构的俯视图，则图中7个六元环 完全占有的碳原子数是( ) A.10个 B.18个 C.24个 D.14个 8．下列有关金属晶体的判断正确的是 第四讲原子结构与性质 一、原子核外电子排布原理 1.能层、能级与原子轨道 (1)能层(n)：在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的能量差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N、P、Q表示，能量依次升高。 (2)能级 同一能层里电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用等表示，同一能层里，各能级的能量按的顺序依次升高。 (3)原子轨道：电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。 【提醒】第一能层(K)，只有s能级；第二能层(L)，有s、p两种能级，p能级上有三个原子轨道p x、p y、p z，它们具有相同的能量；第三能层(M)，有s、p、d三种能级。 2.基态原子的核外电子排布 (1)能量最低原理：即电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图： 注意：所有电子排布规则都需要满足能量最低原理。 (2)泡利原理：每个原子轨道里最多只能容纳个电子，且自旋状态。如2s轨道上的电子 排布为，不能表示为。 (3)洪特规则：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占据一个轨 道，且自旋状态相同。如2p3的电子排布为，不能表示为或。洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。 3.基态、激发态及光谱示意图 4.表示微粒结构的常用化学用语 (1)原子（离子）结构示意图：表示核外电子的分层排布和原子核内的质子数。 (2)核组成式：如168O，侧重于表示原子核的结构，它能告诉我们该原子核内的质子数和核外电子数以及质量数，并不能反映核外电子的排布情况。 (3)电子排布式：如O原子的电子排布式为1s22s22p4，它能告诉我们氧原子核外的电子分为2个电子层，3个能级，并不能告诉我们原子核的情况，也不能告诉我们它的各个电子的运动状态。 (4)电子排布图：如这个式子，对氧原子核外电子排布的情况表达得就更加详细。 (5)简化电子排布式：将电子排布式中上一周期稀有气体的电子排布改用原子实表示 (6)价电子排布式（图）：对于主族和零族元素，价电子是指；对于过渡性元素，价电子是指； 【例1】判断正误 (1)p能级的能量一定比s能级的能量高( ) (2)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多( ) (3)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等( ) (4)2p x、2p y、2p z的能量相等( ) (5)铁元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6( ) (6)Cr的基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d44s2 ( ) (7)基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)＜E(2s)＜E(2p x)＜E(2p y)＜E(2p z) ( ) (8)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原则( ) (9)磷元素基态原子的电子排布图为( ) 【例2】某元素的原子序数为29 (1)写出该元素的名称及元素符号 (2)画出该元素原子的电子排布式 (3)它有个能层，有个能级 (4)它的价电子排布图是 (5)它属于第周期，第族，属于区。 (6)它有个未成对电子 (7)它的原子核外有种不同运动状态的电子，占据了个轨道，核外电子占有的空间运动状态有____种。 【例3】按要求书写化学用语 1、书写下列微粒的电子式 HCN N2H4CaC2Na2O2 - - . - - . 考试资料. 第II 卷（非选择题） 评卷人 得分 一、综合题：共4题每题15分共60分 1．金属钛(Ti)被誉为21世纪金属，具有良好的生物相容性，它兼具铁的高强度和铝的低密度。其单质和化合物具有广泛的应用价值。氮化钛(Ti 3N 4)为金黄色晶体，由于具有令人满意的仿金效果，越来越多地成为黄金的代替品。以TiCl 4为原料，经过一系列反应可以制得Ti 3N 4和纳米TiO 2(如图1)。 如图中的M 是短周期金属元素，M 的部分电离能如下表： I 1 I 2 I 3 I 4 I 5 电离能/kJ·mol －1 738 1451 7733 10540 13630 请回答下列问题： (1)Ti 的基态原子外围电子排布式为________________。 (2)M 是______(填元素符号)，该金属晶体的堆积模型为六方最密堆积，配位数为________。 (3)纳米TiO 2是一种应用广泛的催化剂，纳米TiO 2催化的一个实例如图2所示。化合物甲的分子中采取sp 2方式杂化的碳原子有__________个，化合物乙中采取sp 3方式杂化的原子对应的元素的电负性由大到小的顺序为________________。 (4)有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl 晶胞相似，如图3所示，该晶胞中N 、Ti 之间的最近距离为a pm ，则该氮化钛的密度为______________ g·cm － 3(N A 为阿伏加德罗常数的值，只列计算式)。该晶体中与N 原子距离相等且最近的N 原子有________个。 离子晶体 NaCl KCl CaO KCl、MgO、CaO、TiN的晶体与NaCl的晶体结构相似。且知三种离子晶体的晶格能数据如下： KCl、CaO、TiN三种离子晶体熔点由高到低的顺序为________________。 【答案】(1)3d24s2 (2)Mg12 (3)7O>N>C (4)12 (5)TiN>CaO>KCl 【解析】本题主要考查的是物质的结构和性质。(1)Ti位于第四周期，第IVB族，外围电子排布为3d24s2，故 答案为3d24s2；(2)金属M的第三电离能远远大于第二电离能，所以M应为短周期第IIA族元素，又因M可把 Ti置换出来，所以M应为Mg，其晶体堆积模型为六方最密堆积，配位数为12，故答案为：Mg，12；(3)化合 物甲的分子中采取Sp2杂化的碳原子由苯环上的6个碳原子和羧基中的一个，共7个，根据化合物乙的结构可 知Sp3杂化的原子有羟基中的氧，氨基中的氮，碳链上的三个碳，C、N、O都位于第二周期，原子序数递增， 电负性逐渐增大，所以它们的电负性关系为：O>N>C，故答案为：7，O>N>C；(4)由晶胞结构可知，N原子 位于立方体晶胞的8个顶点，6个面心，而Ti原子位于立方体晶胞的12个棱中点和1个体心，根据均摊法可 算出该晶胞中N原子个数为8×+6×=4，该晶胞中Ti原子数为：12×+1=4，晶胞质量为m=×4+×4=，晶胞中N、 Ti之间的最近距离为立方体边长的一半，所以立方体边长为2a pm，则晶胞的体积V=(2a×10-10)3 cm3，所以晶体的密度ρ==；以顶点的N原子为例，顶点的N原子离面心上的N原子距离最近，则与顶点N原子同层上的有4个晶胞中的4个面心上的N原子，同样上层4个，下层4个，共12个，故答案为，12；(5)由表中数据可知，离子晶体所带电荷越大，晶格能也越大，KCl中，离子都带1个单位的电荷，CaO中离子都带2个单位的电荷，TiN中离子都带3个单位的电荷，所以晶格能TiN>CaO>KCl，而晶格能越大，离子晶体熔点越高，所以三种离子晶体熔点由高到低的顺序为：TiN>CaO>KCl，故答案为：TiN>CaO>KCl。 【备注】无 2．X、Y、Z、W、R、Q为前30号元素，且原子序数依次增大。X是所有元素中原子半径最小的，Y有三个 能级，且每个能级上的电子数相等，Z原子单电子数在同周期元素中最多，W与Z同周期，第一电离能比Z的 低，R与Y同一主族，Q的最外层只有一个电子，其他电子层电子均处于饱和状态。请回答下列问题： 试卷第2页，总11页 第一章原子结构与性质 课标要求 1.了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素的（1~36号）原子核外电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。 2.了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某种性质 3.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。 4.了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。 要点精讲 一.原子结构 1.能级与能层 2.原子轨道 3.原子核外电子排布规律 ⑴构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。 能级交错：由构造原理可知，电子先进入4s 轨道，后进入3d 轨道，这种现象叫能级交错。 说明：构造原理并不是说4s 能级比3d 能级能量低（实际上4s 能级比3d 能级能量高），而是指这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。也就是说，整个原子的能量不能机械地看做是各电子所处轨道的能量之和。 （2）能量最低原理 现代物质结构理论证实，原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。 构造原理和能量最低原理是从整体角度考虑原子的能量高低，而不局限于某个能级。 （3）泡利（不相容）原理：基态多电子原子中，不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。换言之，一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反（用“↑↓”表示），这个原理称为泡利（Pauli ）原理。 （4）洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特（Hund ）规则。比如，p3的轨道式为 或，而不是。 洪特规则特例：当p 、d 、f 轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14时，是较稳定状态。 前36号元素中，全空状态的有4Be 2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23d0；半充满状态的有：7N 2s22p3、15P 3s23p3、24Cr 3d54s1、25Mn 3d54s2、33As 4s24p3；全充满状态的有10Ne 2s22p6、18Ar 3s23p6、29Cu 3d104s1、30Zn 3d104s2、36Kr 4s24p6。 4. 基态原子核外电子排布的表示方法 (1)电子排布式 ①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，例如K ：1s22s22p63s23p64s1。 ②为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以↑↓ ↑ ↓ ↓ ↓ ↑ ↑ ↑ 第三章综合检测 (90分钟，100分) 一、选择题(本题包括17个小题，每小题3分，共51分) 1．由单质形成的晶体一定不存在的微粒是() A．原子B．分子 C．阴离子D．阳离子 答案：C 解析：由单质形成的晶体可能有：硅、金刚石(原子晶体)，S8、Cl2(分子晶体)，Na、Mg(金属晶体)，在这些晶体中，构成晶体的微粒分别是原子、分子、金属阳离子和自由电子，构成离子晶体的微粒是阴、阳离子，但离子晶体不可能是单质。 2．下列关于物质特殊聚集状态结构的叙述中，错误的是() A．等离子体的基本构成微粒是带电的离子和电子及不带电的分子或原子 B．非晶体基本构成微粒的排列是长程无序和短程有序的 C．液晶内部分子沿分子长轴方向有序排列，使液晶具有各向异性 D．纳米材料包括纳米颗粒和颗粒间的界面两部分，两部分都是长程有序的 答案：D 解析：等离子体是呈准电中性的，其构成微粒可以是带电粒子或中性粒子；纳米颗粒是长程有序的晶状结构，界面却是长程无序和短程无序的结构。 3．下列叙述中正确的是() A．干冰升华时碳氧键发生断裂 B．CaO和SiO2晶体中都不存在单个小分子 C．Na2O与Na2O2所含的化学键类型完全相同 D．Br2蒸气被木炭吸附时共价键被破坏 答案：B 解析：A、D两项所述变化属于物理变化，故化学键未被破坏，所以A、D两项错误；C 选项中，Na2O只含离子键，Na2O2既有离子键又有非极性键，所以C项错误，故选B。 4．下列晶体分类中正确的一组是() 答案：C 5．共价键、金属键、离子键和分子间作用力都是构成物质微粒间的不同相互作用力，下列含有上述两种相互作用力的晶体是() A．碳化硅晶体B．Ar晶体 C．NaCl晶体D．NaOH晶体 答案：D 解析：SiC晶体、Ar晶体、NaCl晶体中都只含有一种作用力，分别是：共价键、范德华力、离子键。 6．制造光导纤维的材料是一种很纯的硅氧化物，它是具有立体网状结构的晶体，下图是简化了的平面示意图，关于这种制造光纤的材料，下列说法正确的是() A．它的晶体中硅原子与氧原子数目比是1 4 B．它的晶体中硅原子与氧原子数目比是1 6 C．这种氧化物是原子晶体 D．这种氧化物是分子晶体 答案：C 解析：由题意可知，该晶体具有立体网状结构，是原子晶体，一个Si原子与4个O原子形成4个Si—O键，一个O原子与2个Si原子形成2个Si—O键，所以在晶体中硅原子与氧原子数目比是12。 7．下列物质性质的变化规律与分子间作用力有关的是() A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱 B．金刚石的硬度大于硅，其熔、沸点也高于硅 C．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低 D．F2、Cl2、Br2、I2的沸点依次升高 答案：D 解析：A中，卤化氢的热稳定性与分子内H—X键键能大小有关；B中，因键长金刚石小于硅，故键能金刚石大，故熔沸点高；C中，离子晶体的熔沸点与离子键键能有关。 8．按原子序数递增的顺序(稀有气体除外)，对第三周期元素性质的描述正确的是() A．原子半径和离子半径均减小 原子结构与性质 一 原子结构 1、原子的构成 中子N （核素） 原子核 → 质子Z （带正电荷） → 核电荷数 元素 → 元素符号 原子结构 最外层电子数决定主族元素的 电子数（Z 个） 化学性质及最高正价和族序数 体积小，运动速率高（近光速），无固定轨道 核外电子 运动特征 电子云（比喻） 小黑点的意义、小黑点密度的意义。 排布规律 → 电子层数 周期序数及原子半径 表示方法 → 原子（离子）的电子式、原子结构示意图 2、三个基本关系 （1）数量关系：质子数 = 核电荷数 = 核外电子数（原子中） （2）电性关系： ①原子中：质子数=核电荷数=核外电子数 ②阳离子中：质子数>核外电子数 或 质子数=核外电子数+电荷数 ③阴离子中：质子数<核外电子数 或 质子数=核外电子数-电荷数 （3）质量关系：质量数 = 质子数 + 中子数 二 原子核外电子排布规律 决X) (A Z 三相对原子质量 定义：以12C原子质量的1/12（约1.66×10-27kg）作为标准，其它原子的质量跟它比较所得的值。其国际单位制（SI）单位为1，符号为1（单位1一般不写） 原子质量：指原子的真实质量，也称绝对质量，是通过精密的实验测得的。 如：一个氯原子的m(35Cl)=5.81×10-26kg。 核素的相对原子质量：各核素的质量与12C的质量的1/12的比值。一种元素有几种同位素，就应有几种不同的核素的相对原子质量， 相对诸量如35Cl为34.969,37Cl为36.966。 原子比较核素的近似相对原子质量：是对核素的相对原子质量取近似整数值，数值上与该质量 核素的质量数相等。如：35Cl为35,37Cl为37。 元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子个数百分比算出的平均值。如：Ar(Cl)=Ar(35Cl)×a% + Ar(37Cl)×b% 元素的近似相对原子质量：用元素同位素的质量数代替同位素相对原子质量与其原子个数百 《物质结构与性质》专题练习 一 选择题 1. 卤素单质及化合物在许多性质上都存在着递变规律。下列有关说法正确的是 A ．卤化银的颜色按AgCl 、AgBr 、AgI 的顺序依次加深 B ．卤化氢的键长按H —F 、H —C1、H —Br 、H —I 的顺序依次减小 C ．卤化氢的还原性按HF 、HCl 、HBr 、HI 的顺序依次减弱 D ．卤素单质与氢气化合按2F 、2Cl 、2Br 、2I 的顺序由难变易 2. 石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料（结构示意图如下），可由石墨剥离而成， 具有极好的应用前景。下列说法正确的是 A. 石墨烯与石墨互为同位素 B. 0.12g 石墨烯中含有6.02×1022 个碳原子 C. 石墨烯是一种有机物 D. 石墨烯中的碳原子间以共价键结合 3. 下列说法中错误．． 的是: A ．CH 4、H 2O 都是极性分子 B ．在NH 4+ 和[Cu(NH 3)4]2+中都存在配位键 C ．元素电负性越大的原子，吸引电子的能力越强 D ．原子晶体中原子以共价键结合，具有键能大、熔点高、硬度大的特性 4．下列化合物，按其晶体的熔点由高到低排列正确的是 A ．SiO 2 CsCl CBr 4 CF 4 B ．SiO 2 CsCl CF 4 CBr 4 C ．CsCl SiO 2 CBr 4 CF 4 D ．CF 4 CBr 4 CsCl SiO 2 5. 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 6．下列叙述中正确的是 A ．NH 3、CO 、CO 2都是极性分子 B ．CH 4、CCl 4都是含有极性键的非极性分子 C ．HF 、HCl 、HBr 、Hl 的稳定性依次增强 D ．CS 2、H 2O 、C 2H 2都是直线型分子 7．下列叙述正确的是 A ．原子晶体中各相邻原子之间都以共价键结合 B ．分子晶体中都存在范德华力，分子内都存在共价键 C ．HF 、HCl 、HBr 、HI 四种物质的沸点依次升高 D ．干冰和氯化铵分别受热变为气体所克服的粒子间相互作用力属于同种类型 8． X 、Y 、Z 、M 是元素周期表中前20号元素，其原子序数依次增大，且X 、Y 、Z 相邻。X 的核电荷数是Y 的核外电子数的一半，Y 与M 可形成化合物M 2Y 。下列说法正确的是 A ．还原性：X 的氢化物>Y 的氢化物>Z 的氢化物 人教版高中化学选修三测试题及答案全套 （含综合测试题1套，共4套） 人教版高中化学选修3第一章《原子结构与性质》测试卷 一、单选题(共15小题) 1.在多电子原子中，轨道能量是由以下哪些因素决定() ①能层②能级③电子云的伸展方向④电子自旋状态 A．①②B．①④C．②③D．③④ 2.下列关于微粒半径的说法正确的是() A．电子层数少的元素的原子半径一定小于电子层数多的元素的原子半径 B．核外电子层结构相同的单核粒子，半径相同 C．质子数相同的不同单核粒子，电子数越多半径越大 D．原子序数越大，原子半径越大 3.下列能级中可容纳电子数最多的是() A．6s B．4p C．3d D．4f 4.已知某元素＋2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，该元素在周期表中属于() A．ⅤB族B．ⅡB族C．Ⅷ族D．ⅡA 族 5.下列符号中表示电子云伸展方向的是() A．K、L、M、N B．s、p、d、f C．p x、p y、p z D．↑、↓ 6.下列各项中元素的第一电离能依次减小的是() A．H、Li、Na、K B．I、Br、Cl、F C．Na、Mg、Al、Si D．Si、Al、Mg、Na 7.主族元素A和B可形成组成为AB2的离子化合物，则A、B两原子的最外层电子排布分别为() A．n s2和n s2n p4B．n s1和n s2n p4 C．ns2和ns2np5D．ns1和ns2 8.某元素原子的原子核外有三个电子层，最外层上的电子数是另外两个电子层电子数之差，该原子核内质 子数为() A．18B．16C．8D．6 9.外围电子排布式为4f75d16s2的元素在周期表中位置应是() 第一章物质结构与性质教案 教材分析： 一、本章教学目标 1．了解原子结构的构造原理，知道原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子的排布。 2．了解能量最低原理，知道基态与激发态，知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁产生原子光谱。 3．了解原子核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道。 4．认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值。 5．能说出元素电离能、电负性的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质。 6．从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，在抽象思维、理论分析的过程中逐步形成科学的价值观。 本章知识分析： 本章是在学生已有原子结构知识的基础上，进一步深入地研究原子的结构，从构造原理和能量最低原理介绍了原子的核外电子排布以及原子光谱等，并图文并茂地描述了电子云和原子轨道；在原子结构知识的基础上，介绍了元素周期系、元素周期表及元素周期律。总之，本章按照课程标准要求比较系统而深入地介绍了原子结构与元素的性质，为后续章节内容的学习奠定基础。尽管本章内容比较抽象，是学习难点，但作为本书的第一章，教科书从内容和形式上都比较注意激发和保持学生的学习兴趣，重视培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。 通过本章的学习，学生能够比较系统地掌握原子结构的知识，在原子水平上认识物质构成的规律，并能运用原子结构知识解释一些化学现象。 注意本章不能挖得很深，属于略微展开。 第一节原子结构 第一课时 知识与技能： 1、进一步认识原子核外电子的分层排布 2、知道原子核外电子的能层分布及其能量关系 3、知道原子核外电子的能级分布及其能量关系 4、能用符号表示原子核外的不同能级，初步知道量子数的涵义 5、了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布 6、能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布 方法和过程： 复习和沿伸、类比和归纳、能层类比楼层，能级类比楼梯。 情感和价值观：充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程。 教学过程： 1、原子结构理论发展 从古代希腊哲学家留基伯和德谟克利特的朴素原子说到现代量子力学模型，人类思想中的原子结构模型经过多次演变，给我们多方面的启迪。 现代大爆炸宇宙学理论认为，我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸。大爆炸后约两小时，诞生了大量的氢、少量的氦以及极少量的锂。其后，经过或长或短的发展过程，氢、氦等发生原子核的熔合反应，分期分批地合成其他元素。 〖复习〗必修中学习的原子核外电子排布规律： 2014-2016年高考全国卷理综化学选修3试题 班级：姓名： 1.(2014年高考理综全国卷I-化学—选修3：物质结构与性质〕(15分) 早期发现的一种天然准晶颗粒由三种Al、Cu、Fe元素组成。回答下列问题：（1）准晶是一种无平移周期序，但有严格准周期位置序的独特晶体，可通过方法区分晶体、准晶体和非晶体。 （2）基态铁原子有个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为：可用硫氰化钾奉验三价铁离子，形成配合物的颜色为 （3）新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化为乙酸，而自身还原成氧化亚铜，乙醛中碳原子的杂化轨道类型为；一摩尔乙醛分子中含有的σ键的数目为：。乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是：。氧化亚铜为半导体材料，在其立方晶胞内部有四个氧原子，其余氧原子位于面心和顶点，则该晶胞中有个铜原子。 （4）铝单质为面心立方晶体，其晶胞参数a＝0．405nm，晶胞中铝原子的配位数为。列式表示铝单质的密度g·cm－3(不必计算出结 果) 2. (2014年高考理综全国卷Ⅱ-化学—选修3：物质结构与性质〕(15分) 周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。A的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d 与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：（1）b、c、d中第一电离能最大的是（填元素符号），e的价层电子轨道示意图为。 （2）a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为；分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是 （填化学式，写出两种）。 （3）这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是；酸根呈三角锥结构的酸是。（填化学式） （4）e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则e离子的电荷为。 （5）这5种元素形成的一种1：1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子吴轴向狭长的八面体结构（如图2所示）。最新高中化学选修3 原子结构及习题
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