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視頻教學:
知識點:
原子組成與結構
1、常見等電子微粒
⑴核外電子總數為2個的粒子:He、H-、Li+、Be2+。
⑵核外電子總數為10個的粒子:Ne、HF、H2O、NH3、CH4(分子類);Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+(陽離子類);N3-、O2-、F-、OH-、NH2-(陰離子類)。
⑶核外電子總數為18個電子的粒子:Ar、HCl、H2S、PH3、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4、CH3NH2、NH2OH、CH3F(分子類),K+、Ca2+、(陽離子類);P3-、S2-、Cl-(陰離子類)。
2、元素、核素、同位素的比較
元素
核素
同位素
概念
具有一定核電荷數(質子數)的同類原子的總稱
具有相同數目的質子和一定數目的中子的一種原子
質子數相同而中子數不同的同一元素的原子或同一元素的不同核素
範圍
宏觀概念,對同類原子而言,既有游離態又有化合態
微觀概念,對某種元素的一種原子而言
微觀概念,對某種元素的原子而言。因同位素的存在而使原子種類多於元素種類
特性
主要通過形成的單質或化合的來體現
不同的核素可能質子數相同或中子數相同,或質量數相同,或各類數均不相同
同位素質量數不同,化學性質相同;天然同位素所佔原子百分含量一般不變;同位素構成的化合物如H2O、D2O、T2O物理性質不同,但化學性質相同
實例
H、O
H、D、T;C、Mg不同核素
H、T、D為H的三種同位素
元素周期表中的主要變化規律
項目
同周期
(左→右)
同主族
(上→下)
原
子
結
構
核外荷數
逐漸增加
增加
電子層數
相同
增多
原子半徑
逐漸增小
逐漸增大
最外層電子數
逐漸增多
相等
性
質
化合價
最高正價由+1→+7;負價數=族序數-8
最高正價、負價數相同,最高正價=族序數
元素的金屬性和非金屬性
金屬性逐漸減弱、非金屬性逐漸增強
金屬性逐漸增強、非金屬性逐漸減弱
單質的氧化性、還原性
還原性減弱、氧化性增強
氧化性減弱、還原性增強
最高價氧化物對應的水化物的酸鹼性
鹼性減弱、酸性增強
酸性減弱、鹼性增強
氣態氫化物穩定性
漸增
漸減
化學鍵與分子結構
1、非極性分子和極性分子
⑴非極性分子:分子中正負電荷中心重合,從整體來看電荷分布是均勻的,對稱的。這樣的分子為非極性分子。當分子中各鍵均為非極性鍵時,分子是非極性分子。當一個分子中各個鍵都相同,均為極性鍵,但該分子的構型是對稱的,則分子內正負電荷中心可以重合。這樣的分子是非極性分子,如CH4、CO2。總之,非極性分子中不一定只含非極性鍵。
⑵極性分子:分子中正負電荷中心不能重合,從整個分子來看,電荷的分布是不均勻的、不對稱的。這樣的分子為極性分子,以極性鍵結合的雙原子分子,必為極性分子,以極性鍵結合的多原子分子,若分子的構型不完全對稱,則分子內正負電荷必然不重合,則為極性分子。總之,極性分子中必定會有極性鍵。但含有極性鍵的分子不一定是極性分子。
⑶常見分子的構型及分子極性
⑷判斷ABn型分子極性的經驗規律
若中心原子A的化合價的絕對值等於該元素所在的主族序數則為非極性分子,若不等則為極性分子。如BH3、BF3、CH4、CCl4、CO2、CS2、PCl5、SO3等均為非極性分子,NH3、PH3、PCl3、H2O、H2S、SO2等均為極性分子。
ABn分子內中心原子A若有孤對電子(未參與成鍵的電子對)則分子為極性分子,若無孤對電子則為非極性分子。
2、化學鍵與物質類別關係規律
⑴只含非極性共價鍵的物質:同種非金屬元素構成的單質,如I2、H2、P4、金剛石、晶體矽等。
⑵只含有極性共價鍵的物質:一般是不同非金屬元素構成的共價化合物。如CCl4、NH3、SiO2、CS2等。
⑶既有極性鍵又有非極性鍵的物質:如H2O2、C2H2、CH3CH3、C6H6(苯)等
⑷只含有離子鍵的物質:活潑非金屬元素與活潑金屬元素形成的化合物,如Na2S、CsCl、K2O、NaH等
⑸既有離子鍵又有非極性鍵的物質,如Na2O2、Na2Sx、CaC2等
⑹由離子鍵、共價鍵、配位鍵構成的物質,如NH4Cl等
⑺無化學鍵的物質:稀有氣體(單原子分子)。
1.電離能、電負性
(1)電離能是指氣態原子或離子失去1個電子時所需要的最低能量,第一電離能是指電中性基態原子失去1個電子轉化為氣態基態正離子所需要的最低能量。第一電離能數值越小,原子越容易失去1個電子。在同一周期的元素中,鹼金屬(或第ⅠA族)第一電離能最小,稀有氣體(或0族)第一電離能最大,從左到右總體呈現增大趨勢。同主族元素,從上到下,第一電離能逐漸減小。同一原子的第二電離能比第一電離能要大
(2)元素的電負性用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小。以氟的電負性為4.0,鋰的電負性為1.0作為相對標準,得出了各元素的電負性。電負性的大小也可以作為判斷金屬性和非金屬性強弱的尺度,金屬的電負性一般小於1.8,非金屬的電負性一般大於1.8,而位於非金屬三角區邊界的「類金屬」的電負性在1.8左右。它們既有金屬性,又有非金屬性。
(3)電負性的應用
①判斷元素的金屬性和非金屬性及其強弱
②金屬的電負性一般小於1.8,非金屬的電負性一般大於1.8,而位於非金屬三角區邊界的「類金屬」(如鍺、銻等)的電負性則在1.8左右,它們既有金屬性,又有非金屬性。
③金屬元素的電負性越小,金屬元素越活潑;非金屬元素的電負性越大,非金屬元素越活潑。
④同周期自左到右,電負性逐漸增大,同主族自上而下,電負性逐漸減小。
2.原子結構與元素性質的遞變規律
3.對角線規則
在元素周期表中,某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質是相似的,如
高中化學選修三知識點總結:分子結構與性質
以上就是學大教育網為大家帶來的2018年高二化學上冊第1章《原子結構與元素周期表》知識點歸納,希望大家能夠好好掌握化學知識點,從而在考試中取的好的化學成績。
教案:
1. 教學目標
⑴回顧科學發展史、化學教材編排順序,了解人類認知發展的規律及教材編寫的邏輯;了解元素周期表和原子結構的地位和重要性。
⑵計算和分析相關數據,知道質量數的概念及構成的微粒間的關係;體會化學研究有宏觀到微觀、由表面到本質的發展過程;感受數據的直觀性和說服力。
⑶ 找出原子核外電子的排布規律,能畫出1~20號元素的原子結構示意圖;體會圖標的分析方法。
⑷分析原子結構模型的發展史,了解原子結構的發展和完善過程,滲透模型在科學家研究中的重要作用;體會科學範式的演變過程;感悟科學不斷自我糾錯的特性,體會批判性思維是科學工作的關鍵要素。
2. 教學重點
⑴掌握現階段原子的結構及構成的微粒間的關係;
⑵ 會用原子核外電子的排布規律能畫出1~20號元素的原子結構示意圖;
3. 教學難點
⑴了解人類認知發展的規律及教材編寫之邏輯;了解元素周期表和原子結構的地位和重要性;
⑵了解模型在科學家研究原子結構中的作用。體會批判性思維在科學工作中的重要作用。
【引入】詩歌
「我們都來自同樣的種子,擁有同一個父親」,這「種子」「父親」就是指原子,
原子,讓我們的哲學家、詩人們魂牽夢繞,因為他們在不斷的追問世界之本源;
原子,讓科學家夜以繼日,因為原子結構的揭秘可以解釋世間萬象。
今天,讓我們跟隨他們的腳步探一探原子的奧秘。
【思考與討論】小組合作
① 沿著化學發展史,找一找你所熟悉的科學家或理論,和同學聊一聊你是在什麼樣的場合與他們相遇的?
② 回憶你所學過的化學知識,按照教材編寫的順序找一找他們在發展史中的位置。你發現了什麼規律嗎?如果讓你來編寫化學教科書,你會如何編排?
③ 什麼是原子?在科學發展史中,原子的身影在哪裡?出現的頻率如何?為什麼?
【小結】同學們對門捷列夫的印象最深,為什麼呢?教材為什麼在初中的緒言上就提到了門捷列夫呢?我們來一起回望過去:如果把人類發展史比做一個人的話,那麼他的發展過程就和人一樣,會經歷嬰幼兒、兒童、青少年、青年……從學習的角度來看:學前、小學、初高中、大學……懷特海在《教育的目的》中說學習可分為浪漫期、精確期、綜合期……,浪漫期是學前和小學時期、精確期是初高中時期,綜合期相當於大學及以後的時期。
門捷列夫元素周期表的發現可以說是化學研究的裡程碑,它使自法拉第電解法的發明而紛紛湧現的各種元素的不同性質從無序變得有序,使化學由浪漫期進入精確期。紛亂的現象有序化促使科學家們更加深入的思考其背後的本質——化學變化中最小的微粒——原子的結構。也促使物理對原子結構的更為深入和積極。所以,門捷列夫的元素周期表的發現,是人類發展史或者說科學史進入精確期的開始。
回看我們所學過的知識,我們可以感受到過去一年多的學習有序嗎?化學知識給你的感覺是紛亂吧?你有沒有想過要將這紛亂的知識進行歸類或排序?可是門捷列夫去做了這樣的事,所以門捷列夫是科學家,而我們沒能成為科學家?這差距是什麼?所以今天這節課,我們不僅僅要學會相應的知識,還要知道如何像科學家一樣的思考。
門捷列夫思考這個問題的時間節點和我們現在的學習時間點非常吻合,我們正處於高一階段,從大的學習環節來說,從初中邁入高中,學習能力更上一層樓;從化學的學習來說,從初三的浪漫孕育正好進入精確期,如此分析,可以看出我們的專家們對學習的認知規律是相當的了解的。所以教材編寫的相當不錯。
回望歷史——原子,從遠古蹣跚走來,現在的它又正是科學家的眼中的少年少女——就如我眼中的你們,孕育著希望。
(1)原子的質量
【思考與討論】(小組合作)
① 參照初中所學的相對原子質量的計算方法,利用初中教材提供的數據,計算粒子的相對質量(保留5位有效數字)。
② 分析計算得到的數據,感受原子核與核外電子質量之間的差距。
③ 近似處理計算得到的數據,體會粒子的相對質量與粒子個數之間的關係。
【小結】
通過計算,我們感受到數據處理帶來的直觀和震撼,我們可以理直氣壯的說:質量可以通過數質子數和中子數來衡量。我們成功的、水到渠成的借著相對質量,我們將宏觀可稱量的質量與微觀不可見的微粒個數之間的直通車,得出:1、質量數 = 質子數+中子數,(這個計算過程,可以幫助學生降低學習物質的量的難度。)
正是有這微妙的質量與個數之間的關係,門捷列夫按照相對原子質量編排的周期表的成功是必然的。
我們已經知道:質子數 = 核外電子數,科學家們設想——核外電子的排布也有著奇妙的規律。
在含有多個電子的原子裡,電子分別在能量不同的區域內運動。我們把不同的區域簡化為不連續的殼層,也稱作電子層,分別用n=1, 2, 3, 4, 5, 6, 7或K、L、M、N、O、P、Q來表示從內到外的電子層。
他們認為由於電子是處於原子核的引力場中,應按能量由低到高的順序由裡到外分層排布在不同的能層上。
【思考與討論】
下表是稀有氣體元素原子的電子層排布,從中你能發現什麼規律?請思考並討論下列問題。
① 當K成為最外層時,最多能容納的電子數是多少?除了K層, 其它各層為最外層時,最多能容納的電子數是多少?
② 次外層最多容納的電子數是多少?(學生對次外層的意思不是很清楚,需要解釋)
③ 你能歸納出第n層最多能容納的電子數嗎?
④ 請你根據所歸納的規律,用原子結構示意圖表示核電荷數為1-20號元素原子的核外電子排布。
【小結】(2)核外電子分層排布規律:
(1)電子總是按能量由低到高儘先由裡向外排列;
(2)每個電子層最多可以容納2n2個電子;
(3)最外層最多可以容納8個電子
(K層為最外層時,最多容納2個);
(4)次外層最多容納18個電子。
(3)書寫——原子結構示意圖:
通過初高中教材提供的科學家們研究所得我們知道原子分層排布的模型。有了這些知識,我們確實可以解釋很多的現象和問題。
但是我想問兩個問題:
①大家體會一下教材的編排,真的是十分的用心。我們要注意教材的這種階梯式編排符合人類認知的一般水平,讓我們對新知識時學習有了鋪墊,因為《人是如何學習的》中明確的說:學習是需要前概念的輔助的。所以教材的編寫如此,我們的常規教學也必須如此。
但是,你有沒有想過:科學家是這樣思考這樣的問題的?他會不會像我們這樣藉助於稀有氣體的核外電子排布來總結核外電子的排布規律呢?
②我們現在所學的原子結構模型一定正確嗎?
【思考與討論】閱讀教材中P88的科學史話和補充材料:
① 科學家們是怎樣一步一步探究原子結構的?
② 科學家們研究的問題是從哪裡來的?他們如何解決問題?
③ 從他們的研究中你發現了哪些方法可以借鑑?
【小結】
① 構建模型:道爾頓的實心球模型、湯姆孫的棗糕模型、盧瑟福的行星模型、玻爾的軌道模型、薛丁格的電子云模型
認識不是孤立地存在的,而是作為一種特定的功能與豐富的生活相聯繫的。理論性認識產於實際生活的某種需要。從科學家研究原子結構的過程中,我們可以深刻感知化學研究由宏觀到微觀、由表面到本質的發展過程。
② 實驗檢驗:陰極射線、α粒子散射實驗、分光鏡的出現推動科學家們對模型的認知。
模型並不是說一定要是宏觀模型。量子力學時代的開啟,思想實驗和數學模型紛紛湧現,這些思想對人們的認知帶來了極大的衝擊。所以我們又要再一次的改變我們的觀念。因為用宏觀世界的概念理解微觀世界本身就存在著極大的局限性。牛頓的經典力學和愛因斯坦的廣義、狹義相對論就可以說明問題。當然任何的思想或數學模型最終還是要實驗來證明的。但是我們要想在前面,才能推動科技之進步。所以科學家們的設想才是最最重要的,為什麼科學家們會去設想,因為他們有一雙善於發現問題的眼睛。因此,我們一定要向科學家一樣的思考!
③ 科學家作為一個特殊群體,由於他們的方法論特徵就是要尋找錯誤,進行批判性思考,因此他們可能比其他人群更清楚地意識到,錯誤是多麼容易發生!科學家善於從前人的錯誤中吸取教訓,甚至有時必須拋棄一度顯得合乎邏輯,但後來被證明是錯誤的、誤導的、過於局限的或無效的理論,致力於尋求正確或更合理的答案——這就是為什麼他們會成為科學家的原因。在科學上,沒有一個理論能夠說得到了完全的「證明」,當新事實和新的觀察結果出現時,它必定有待於進一步檢驗和審視。正是科學這一不斷自我糾錯的特性,使它成為人類理解自然機制最為嚴謹也最為有效的手段。這種批判性思維正是科學工作的關鍵要素。
【小結】站在上帝的視角:
遠看人類發展史,似乎人類的進步是靠著點點滴滴的積累攢起來的,教科書就是給我們這樣的感覺。但這是一般規律,教科書的目的是為了普及知識,同時也是為我們積攢高度,可以讓我們在已知的世界的基礎上明白未知的世界。
走進原子結構演變過程,我們發現推動人類科技發展的是科學的革命式的理論的推陳出新。
因此,我們在接受教科書知識的同時,不要忘記自己的主觀能動性,我們要像科學家一樣的思考問題。我們要勇於創新、勇於發現問題。
【總結】今天,我們借著小小的又舉足輕重的原子,學著跳出「胡桃殼」的世界,站在上帝的視角:從時間上,跨越千古,知道了原子的前世今生——知道了我們現在所學的原子結構模型——質量數、核外電子排布的規律;展望未來,我們知道未來已來——量子力學已經拉開帷幕。
今天,我不僅僅想要告訴你,原子,你是誰?你從哪裡來?你到哪裡去?
我還想問一問每天都在讀書的你,
有沒有想一想:我今天在學什麼?學的這個知識的意義和價值在哪裡?
有沒有問一問:我今天的學習是為了什麼?我的明天在哪裡?
剛剛進入高一的你,有沒有問一問:我是誰?我從哪裡來?我到哪裡去?
課件:
練習:
思考題
1.氫原子為什麼是線狀光譜?譜線波長與能層間的能量差有什麼關係?
1.因為氫原子(也包括其他原子)核外電子按不同能量分層排布,這些能量間是不連續的。躍遷到高能量軌道的電子回到低能量軌道時放出的能量以光的形式放出。任一原子軌道間的能量差個數是有限的,故放出的光譜是有限的幾條,所以是線狀光譜。根據hγ=△E,譜線波長λ= hc/△E。
2.原子中電子的運動有什麼特點?
2.原子中電子的運動有什麼特點與其他微觀粒子一樣,具有波粒兩象性。量子力學用機率波來描述電子的運動。
3.量子力學的軌道概念與波爾原子模型的軌道有什麼區別和聯繫?
3.波爾原子模型的軌道把原子核作為球心,電子在原子核為球心的同心圓上圍繞原子核旋轉,也稱「星系模型」。 量子力學的軌道概念是電子作為機率波,在原子核和其他電子形成的電場中運動。用波動方程描述電子的運動,由於是微分方程,要有合理解,要確定一系列量子數,每一組量子數確定的波動方程即為一軌道。
4.比較原子軌道角度分布圖與電子云角度分布圖的異同。
4.原子軌道有正負之分,且原子軌道比較「胖」; 電子云是原子軌道的平方,無正負之分,比原子軌道「瘦」。
5.氫原子的電子在核外出現的概率最大的地方在離核52.9pm的球殼上(正好等于波爾半徑),所以電子云的界面圖的半徑也是52.9pm。這句話對嗎?
5.不對。電子云的界面圖指包括電子運動概率很大(例如90%或99%)的等密度面的界面。 6.說明四個量子數的物理意義和取值範圍。哪些量子數決定了原子中電子的能量?
6.主量子數是決定電子與原子核平均距離的參數。其取值範圍n為1、2、3、4„„∞的自然數。角量子數是電子運動角動量的參數,其取值範圍l為0、1、2、3、„„(n-1)的自然數。
磁量子數是具有相同角動量的電子在空間不同伸展方向的參數,其取值範圍m為0、±1、±2、„„±l。自旋量子數是表示電子自旋的參數,根據電子自旋只有順時針和逆時針兩種情況,自旋量子數ms的取值範圍取+1/2和-1/2。對於氫原子,只有主量子數決定原子中電子的能量,對於其他原子,有主量子數和角量子數決定電子的能量。
7.原子核外電子的排布遵循哪些原則?舉例說明。
7.原子核外電子排布遵循泡利不相容原理、能力最低原理和洪特規則極其特例。(舉例略)
8.為什麼任何原子的最外層均不超過8個電子?次外層均不超過18個電子?為什麼周期表中各周期所包含的元素數不一定等於相應電子層中電子的最大容量2n2?
8.這是原子軌道能級交錯的必然結果。當原最外層已排滿8個電子時,按基態能量最低原理,這8個電子排布的軌道肯定是ns2np6,若還有電子要進入原子軌道,由於n d的能量大於的(n+1)s能量,電子排在新開闢的(n+1)s軌道,在(n+1)s軌道排滿2個電子後,電子再依次進入n d軌道,這時n層是次外層,所以最外層電子不會超過8個電子。當次外層d軌道的10個電子排滿後,也是由於能級交錯的原因,新增的電子進入到能量較低的(n+2)s軌道,只有(n+2)s軌道排滿2個電子後,電子再依次進入n f軌道,這時n層是倒數第三層,所以次外層電子不會超過18個電子。
9.
9.
10.什麼叫有效核電荷?其遞變規律如何?有效核電荷的變化對原子半徑、第一電離能有什麼影響?
10.元素的有效核電荷Z*是核對最外層電子的淨吸引作用。即扣除了其他電子屏蔽作用後剩下的核對最外層電子的作用力,Z*= Z-σ。對同一周期元素原子,從左到右,有效核電荷數逐漸增加,故原子半徑逐漸減小,第一電離能逐漸增加。
11.第二、第三周期中元素原子第一電離能的變化規律有哪些例外?原因是什麼?
11.第二、第三周期中元素原子第一電離能的變化規律總體是從左到右逐漸增大,但遇到最外層電子排布為ns2和ns2np3的原子,由於分別是半充滿和全充滿,屬於穩定態,故其第一電離能比其右邊的原子大。如Be、N、Mg、P。
12.說明屏蔽效應、鑽穿效應與原子中電子排布的關係。
12.由於屏蔽效應、鑽穿效應使原子軌道出現能力交錯,電子排布的順序與電子層數的大小不對應。如電子先排ns,再排(n-1)d,最後排(n-2)f軌道。
13.為什麼He+中3s和3p軌道能量相等,而在Ar+中3s和3p軌道的能量不相等?
13.He+是類氫離子(核外只有1個電子),軌道能量只與主量子數有關,故3s和3p軌道能量相等。而Ar+不是類氫離子,軌道能量與主量子數和角量子數有關,故3s和3p軌道的能量不相等。
14.A,B,C為周期表中相鄰的三種元素,其中元素A和元素B同周期,元素A和元素C同主族,三種元素的價電子數之和為19,質子總數為41,則元素A為 ,元素B為 ,元素C為 。
14.A為 S ,元素B為 Cl ,元素C為 O 。(解法:設A和C的介電子數為x,則B的介電子數為(x+1),則2x+(x+1)=19,解得x =6。)
15.什麼叫鑭系收縮?它對元素的化學性質有什麼影響?
15.元素周期表中鑭的一格(第五周期,ⅢB族),包含了15個元素,根據原子半徑遞變規律,同周期原子序數每增加一個單位,原子半徑就縮小一次,儘管每次縮小的幅度都很小,但通過14次的縮小,總的縮小量很可觀。由於這一格原子半徑縮小的多,致使第六周期和第五周期同族元素半徑並不增大,幾乎相等,這就是鑭系收縮。由於鑭系收縮,同一族元素從上到下金屬性並不增強。
習題
1.根據波爾理論,計算氫原子第五個波爾軌道半徑(nm)及電子在此軌道上的能量。
1.En=-R1/n2 R=2.1799×10-18J=13.606eV,rn=52.9×n2pm n =5,
E5=-13.6/25eV=-0.544 eV r5=52.9×n2pm=52.9×52pm=1322.5pm
2.氫原子核外電子在第四層軌道運動時的能量比它在第一層軌道運動時的能量高2.034×10-21kJ,這個核外電子由第四層軌道躍入第一層軌道時,所發出電磁波的頻率和波長是多少?(已知光速為2.998×108m•s-1)
2.△E=hγ,γ=△E /h=2.034×10-21×103/6.626×10-34=3.07×1015s-1
λ=c/γ=2.998×108×109/3.070×1015=97.65nm
3.下列各組量子數中哪一組是正確的?將正確的各組量子數用原子軌道表示之,並指出其他幾組量子數的錯誤之處。
⑴n=3,l=2,m=0;⑵n=4,l=1,m=0;⑶n=4,l=1,m=-2;⑷n=3,l=3,m=-3;
3.⑴正確,軌道是3dx;⑵正確,軌道是4px;⑶錯誤。m值的絕對值不能大於l;⑷錯誤,l值一定要小於n值。
4.氧原子中的一個p軌道電子可用下面任何一套量子數描述:
①2,1,0,+ 1/2;②2,1,0,- 1/2;③2,1,1,+ 1/2;④2,1, 1,-1/2;⑤2,1,-1,+1/2;⑥2,1,-1,- 1/2。
若同時描述氧原子的4個p軌道電子,可以採用哪四套量子數?
4.用①2,1,0,+ 1/2;②2,1,0,- 1/2;③2,1,1,+ 1/2;⑤2,1,-1,+ 1/2
或②2,1,0,- 1/2;④2,1, 1,- 1/2;⑤2,1,-1,+ 1/2;⑥2,1,-1,- 1/2。
或①2,1,0,+ 1/2③2,1,1,+ 1/2;④2,1, 1,- 1/2;⑤2,1,-1,+ 1/2;等。
5.5.
6.一個原子中,量子數n=3,l=2時可允許的電子數是多少?
6.有(2l+1=5)5根軌道,故可允許的最多電子數是10。
7. 7.
8.8.
9.19號元素K和29號元素Cu的最外層中都只有一個4s電子,但二者的化學活潑性相差很大。試從有效核電荷和電離能說明之。
9.19號K核內有19個帶正電荷的質子,內層的18個電子分別在ns和np軌道,屏蔽效應較大,有效核電荷較小,致使最外層4s電子受到束縛較小,化學性質較活潑。29號元素Cu次外層d軌道屏蔽效應較小,有效核電荷較大,致使最外層4s電子受到束縛較大,化學性質不活潑。
10.寫出下列元素原子的電子排布式,並給出原子序數和元素名稱。
(1)第三個稀有氣體; (2)第四周期的第六個過渡元素; (3)電負性最大的元素;
(4)4p半充滿的元素; (5)4f填4個電子的元素。
10.(1)[Ne]3s23p6,Ar; (2)[Ar]3d64s2,Fe; (3)1s22s22p5,F; (4)[Ar]3d104s24p3,As; (5)[Xe]4f46s2, Nd。
11.有A,B,C,D四種元素。其中A為第四周期元素,與D可形成1:1和1:2原子比的化合物。B為第四周期d區元素,最高氧化數為7。C和B是同周期元素,具有相同的最高氧化數。D為所有元素中電負性第二大元素。給出四種元素的元素符號,並按電負性由大到小排列之。 11.解:由題意可知,D為O元素;A為K元素,可形成K2O2,KO2兩種化合物;B為Mn元素;C為Br元素。電負性由大到小為O,Br,Mn,K。
12.有A,B,C,D,E,F元素,試按下列條件推斷各元素在周期表中的位置、元素符號,給出各元素的價電子構型。
⑴A,B,C為同一周期活潑金屬元素,原子半徑滿足A>B>C,已知C有3個電子層。
⑵D,E為非金屬元素,與氫結合生成HD和HE。室溫下D的單質為液體,E的單質為固體。
⑶F為金屬元素,它有4個電子層並且有6個單電子。
12.A:Na, 第三周期第IA族;B:Mg, 第三周期第ⅡA族;C:Al; 第三周期第ⅢA族; D:Br, 第四周期第ⅦA族;E:I, 第五周期第ⅦA族;F:Cr, 第三周期第ⅥB族;
13.由下列元素在周期表中的位置,給出元素名稱、元素符號及其價層電子構型。
⑴第四周期第VIB族; ⑵第五周期第IB族; ⑶第五周期第IVA族;
⑷第六周期第IIA族; ⑸第四周期第VIIA族。
13.⑴鉻,Cr,3d54s1;⑵銀,Ag,4d105s1;⑶錫,Sn,4d105s25p2;⑷鋇,Ba,6s2; ⑸溴,Br, 4s24p5;
14.A,B兩種元素的原子最後一個電子填充在相同的能級組軌道上,B的核電荷比A大9個單位,C的質子數比B多7個;1 mol的A單質同酸反應置換出1gH2,同時轉化為具有氬原子的電子層結構的離子。判斷A,B,C各為何元素,A,B同C反應時生成的化合物的分子式。 14.解:由題意可知,A為Ca元素;B為Cu元素;C為Br元素;A同C反應時生成的化合物的分子式為CaBr2。B同C反應時生成的化合物的分子式為CuBr2或CuBr。
15.對於116號元素,請給出 ⑴價電子構型; ⑵在元素周期表中的位置; ⑶鈉鹽的化學式; ⑷簡單氫化物的化學式;⑸最高價態的氧化物的化學式; ⑹該元素是金屬還是非金屬。
15.116號元素的核外電子排布為:[Rn]5f56d107s27p4。
⑴價電子構型7s27p4;⑵在元素周期表第七周期ⅣA族;⑶不能形成鈉鹽;
⑷簡單氫化物的化學式RH4;⑸最高價態的氧化物的化學式RO2;⑹該元素是金屬。
16.比較大小並簡要說明原因。
⑴第一電離能O與N,Cd與In,Cr與W; ⑵第一電子親合能C與N,S與P。
14.⑴第一電離能O<N,因為N原子2p軌道是半充滿,屬於穩定態。Cd<In,同一周期從左到右第一電離能逐漸增加;Cr<W,由於鑭系收縮,W的半徑很小,有效核電荷較大。 ⑵第一電子親合能C>N(指放出的能量,負值大),由於N原子2p軌道是半充滿,再接受一個電子反而穩定性下降。S<P,按一般規律同一周從左到右第一電子親合能增加(負值增加),再加上P原子3p軌道是半充滿,第一電子親合能更小(負值小)
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