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一、能层与能级

对多电子原子的核外电子,按能量的差异将其分成不同的能层(n);各能层最多容纳的电子数为2n2。对于同一能层里能量不同的电子,将其分成不同的能级(l);能级类型的种类数与能层数相对应;同一能层里,能级的能量按s、p、d、f的顺序升高,即E(s)

各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数见下表:

能 层(n) 一 二 三 四 五 六 七

符 号 K L M N O P Q

能 级(l) 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s … ……

最 多

电 子 数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 … ……

2 8 18 32 …… 2n2

二、电子云与原子轨道

1.电子云:电子在原子核外出现的概率密度分布。电子云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。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,np能级各有3个原子轨道,相互垂直(用px、py、pz表示);nd能级各有5个原子轨道;nf能级各有7个原子轨道。

三、核外电子排布规律

1.构造原理:绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循下列顺序:

1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f……

构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。从中可以看出,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。

构造原理是书写基态原子电子排布式的依据,也是绘制基态原子电子排布图(即轨道表示式)的主要依据之一。

2.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。

3.泡利原理:每个原子轨道里最多只能容纳2个自旋方向相反的电子。

4.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。

四、基态、激发态、光谱

1.基态:最低能量状态。如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)。如基态原子的电子吸收能量后,电子跃迁至较高能级成为激发态原子。

3.光谱:不同元素的原子发生跃迁时会吸收(基态→激发态)和放出(基态→激发态)能量,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。

【例题解析】

例1 下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是( )

A.原子核外的电子象云雾一样笼罩在原子核周围,故称电子云

B.s能级的原子轨道呈球形,处在该轨道上的电子只能在球壳内运动JaB88.CoM

C.p能级的原子轨道呈纺锤形,随着能层的增加,p能级原子轨道也在增多

D.与s电子原子轨道相同,p电子原子轨道的平均半径随能层的增大而增大

分析 电子云是对电子运动的形象化描述,它仅表示电子在某一区域内出现的概率,并非原子核真被电子云雾所包裹,故选项A错误。原子轨道是电子出现的概率约为90%的空间轮廓,它表明电子在这一区域内出现的机会大,在此区域外出现的机会少,故选项B错误。无论能层序数n怎样变化,每个p能级都是3个原子轨道且相互垂直,故选项C错误。由于按1p、2p、3p……的顺序,电子的能量依次增高,电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大,电子云越来越向更大的空间扩展,原子轨道的平均半径逐渐增大。

答案 D

例2 已知锰的核电荷数为25,以下是一些同学绘制的基态锰原子核外电子的轨道表示式(即电子排布图),其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是( )

A B C D

分析 由构造原理可知E(4s)

答案 D

例3 若某基态原子的外围电子排布为4d15s2,则下列说法正确的是( )

A.该元素基态原子中共有3个电子 B.该元素原子核外有5个电子层

C.该元素原子最外层共有3个电子 D.该元素原子M能层共有8个电子

分析 根据核外电子排布规律,该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2。由此可见:该元素原子中共有39个电子,分5个电子层,其中M能层上有18个电子,最外层上有2个电子。

答案 B

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高三化学教案：《原子结构》教学设计

作为杰出的教学工作者，能够保证教课的顺利开展，作为高中教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让讲的知识能够轻松被学生吸收，帮助高中教师营造一个良好的教学氛围。你知道怎么写具体的高中教案内容吗？下面是由小编为大家整理的“高三化学教案：《原子结构》教学设计”，相信您能找到对自己有用的内容。

本文题目：高三化学教案：原子结构

1、了解元素、核素、同位素含义;知道核素在医疗、新能源开发等方面的应用。

2、了解原子的构成，了解质量数、质子数、中子数、核电荷数、核外电子数之间的相互关系，理解AZX 的含义。

3、从原子结构示意图的角度了解前18号元素的原子核外电子的排布规律。

中子N(不带电荷) 同位素 (核素)

原子核 → 质量数(A=N+Z) 近似相对原子质量

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 决定原子呈电中性

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

第1课时 原子结构

1. 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

(3)质量关系：质量数 = 质子数 + 中子数

2. 对于公式：质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)，无论原子还是离子，该公式均适应。

原子可用 表示，质量数A写在原子的右上角，质子数Z写在原子的左下角，上下两数值的差值即为中子数。原子周围右上角以及右下角或上面均可出现标注，注意不同位置标注的含义，右上角为离子的电性和电荷数，写作n ;右下角为微粒中所含X原子的个数，上面标注的是化合价，写作 n形式，注意与电荷的标注进行正确区分，如由氧的一种同位素形成的过氧根离子，可写作 O(-1) 。

原子结构及离子结构中各种基本微粒间的关系

原子种类 微粒之间的关系

中性原子 A

Z 原子序数=核电荷数=核内质子数=

核外电子数 质量数=质子数+中子数

阳离子 A n+

原子序数=核电荷数=核内质子数=核外电子数+n

阴离子 A m-

Z 原子序数=核电荷数=核内质子数=核外电子数-m

3.核外电子

核外电子的运动状态

1.原子结构理论的发展。经历了以下五个发展阶段：

①1803年英国化学家道尔顿家建立了原子学说;

②1903年汤姆逊发现了电子建立了“葡萄干布丁”模型;

③1911年英国物理学家卢瑟福根据α粒子散射实验提出原子结构的核式模型;

④1913年丹麦科学家玻尔建立了核外电子分层排布的原子结构模型;

⑤20世纪20年代建立了现代量子力学模型。

2.核外电子运动特征：在很小的空间内作高速运动，没有确定的轨道。

3.电子运动与宏观物体运动的描述方法的区别

描述宏观物质的运动：计算某时刻的位置、画出运动轨迹等。

描述电子的运动：指出它在空间某区域出现的机会的多少。

4.核外电子运动状态的形象化描述——电子云：电子在原子核外高速运动，像带负电的“云雾”笼罩在原子核的周围，人们形象地把它叫做电子云。电子云实际上是对电子在原子核外空间某处出现的概率多少的形象化描述，图中的小黑点不表示电子的个数，而是表示电子在该空间出现的机会多少。参见上页“氢原子基态电子云图”。

5.核外电子运动状态的具体化描述

⑴核外电子的运动状态，由能层、能级、电子云的空间伸展方向、电子的自旋状态四个方面来描述，换言之，用原子轨道(或轨道)和电子的自旋状态来描述。

⑵能层(电子层、用主量子数n表示)：按核外电子能量的高低及离核平均距离的远近，把核外电子的运动区域分为不同的能层(电子层)。目前n的取值为1、2、3、4、5、6、7，对应的符号是英文字母K、L、M、N、O、P、Q。一般地说：n值越大，电子离核的平均距离越远、能量越高，即E(n=1)

⑶能级(电子亚层、用角量子数l表示)：在多电子原子中，同一能层(电子层)的电子，能量也可能不同，还可以把它们分为不同的能级或电子亚层(因为这些不同的能量状态的能量是不连续的，像楼梯的台阶一样，因为称为能级)。用角量子数l来描述这些不同的能量状态。对于确定的n值，角量子数l的取值有n个：0、1、2、3、(n-1)，分别用s、p、d、f……表示。E(ns)

⑷电子云的空间伸展方向(用磁量子数m表示)：对于确定的能层和能级(n、l已知)，能级的能量相同，但电子云在空间的伸展方向不一定相同，每一个空间伸展方向称为一个轨道，用磁量子数m来描述。不同能层的相同能级，其空间伸展方向数相同，即轨道数相同。

S能级(亚层)是球形，只有1个伸展方向;p能级(亚层)是亚铃形，有3个伸展方向(三维坐标的三个方向);d、f能级(亚层)形状比较复杂，分别有5、7个伸展方向。

⑸原子轨道(或轨道)：电子在原子核外出现的空间区域，称为原子轨道。在量子力学中，由能层(电子层、主量子数n)、能级(电子亚层、角量子数l)和电子云的空间伸展方向(磁量子数m)来共同描述。

由于原子轨道由n、l、m决定，由此可以推算出：s、p、d、f能级(亚层)分别有1、3、5、7个轨道;n=1、2、3、4、…时，其对应电子层包含的轨道数分别为1、4、9、16…，即对于主量子数为n的电子层，其轨道数为n2。

⑹电子的自旋状态：电子只有顺时针和逆时针两种自旋方向，用自旋量子数ms表示。

【例1】(2010江苏卷，2)水是最宝贵的资源之一。下列表述正确的是

A.H2O的电子式为

B.4℃时，纯水的pH=7

C. 中，质量数之和是质子数之和的两倍

D.273K、101kPa，水分子间的平均距离 ： (气态)> (液态)> (固态)

【答案】C

【解析】本题主要考查的是有关水的化学基本用语。A项，水是共价化合物，其分子的电子式为 ;B项，温度升高，水的电离程度增大， C项，一个 分子中，其质量数为20，质子数为10，D项，在温度压强一定时，它只能呈一种状态。综上分析可知，本题选C项

【例2】(河南省方城五高2010届高三上学期期中考试)下列叙述正确的 ( )

A. 14N和15N具有相同的质量数 B. 14N和15N所含的电子数不同

C.N4和N2是同素异形体 D. 14N和N4互为同位素

答案 C

第2课时 原子核外电子排布规律

1.构造原理

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。

⑵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。

⑶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.泡利原理和洪特规则

⑴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。

⑵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 。

⑶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.原子光谱

⑴基态：电子按构造原理的顺序进入原子核外的轨道，此时整个原子的能量最低，称之为基态。

基态原子是处于最低能量状态的原子。

⑵激发态：基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高的能级，此时原子的能量较基态高，叫激发态。

基态和激发态间、不同激发态间能量是不连续的，像楼梯的台阶一样。

⑶电子的跃迁：电子由较高能量的激发态(可有多个激发态)跃迁到较低能量的激发态或基态时，会放出能量，发光是释放能量的主要形式之一。反之，电子由较低能量的基态或激发态跃迁到激发态或能量较高的激发态时，会吸收能量，吸收光是吸收能量的形式之一。

⑷原子光谱：不同元素原子的电子发生跃迁时，会吸收或释放不同波长的光，可以用光谱仪来记录、鉴别，称之为原子光谱。

在现代化学中，利用不同元素的原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。

5.核外电子排布的一般规则

⑴每个电子层(主量子数为n)所能容纳的电子数最多为2n2个(泡利原理)。

⑵原子最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个);能级交错。

⑶原子次外层电子数目不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个)。能级交错。

6.核外电子排布的表示方法

⑴原子结构简(示意)图： 圆圈内数字表示质子数，弧线表示能层(电子层)，弧线内数字表示该能层(电子层)中的电子数。如镁原子的原子结构简图为(见右图)：

⑵电子排布式：在能级符号的右上方用数字表示该能级上排布的电子数目的式子。有原子的电子排布式、原子最外层的电子排布式、离子的电子排布式等不同的用法。

例如，氯原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5;氯离子Cl-的电子排布式为1s22s22p63s23p6;氯原子最外层的电子排布式3s23p5。

为避免电子结构过长，通常把内层已达到稀有气体的电子层写成“原子芯”(原子实)，并以稀有气体符号加方括号表示。例如： 氯 [Ne]3s23p5 钪 [Ar] 3d14s2

⑶轨道表示式：表示电子所处轨道及自旋状态的式子。

如7N的轨道表示式为 1s 2s 2p

↑↓ ↑↓

【例1】(2010山东卷，32)

碳族元素包括：C、Si、 Ge、 Sn、Pb。

(1)碳纳米管有单层或多层石墨层卷曲而成，其结构类似于石墨晶体，每个碳原子通过杂化与周围碳原子成键，多层碳纳米管的层与层之间靠结合在一起。

(2)CH4中共用电子对偏向C，SiH4中共用电子对偏向H，则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为。

(3)用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中Sn—Br的键角　120°(填“>”“

(4)铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是：Pb4+处于立方晶胞顶点，Ba2+处于晶胞中心，O2-处于晶胞棱边中心，该化合物化学式为　，每个Ba2+与个O2-配位。

解析：(1)石墨的每个碳原子用sp2杂化轨道与邻近的三个碳原子以共价键结合，形成无限的六边形平面网状结构，每个碳原子还有一个与碳环平面垂直的未参与杂化的2P轨道，并含有一个未成对电子，这些平面网状结构再以范德华力结合形成层状结构。因碳纳米管结构与石墨类似，可得答案。

(2)共用电子对偏向电负性大的原子，故电负性：C>H >Si。

(3) SnBr2分子中，Sn原子的价层电子对数目是(4+2)/2=3，配位原子数为2，故Sn原子含有故对电子，SnBr2空间构型为V型，键角小于120°。

(4)每个晶胞含有Pb4+：8× =1个，Ba2+：1个，O2-：12× =3个，故化学式为：PbBaO3。Ba2+处于晶胞中心，只有1个，O2-处于晶胞棱边中心，共12个，故每个Ba2+与12个O2-配位

答案：(1) sp2 范德华力

(2) C>H >Si

(3)

【例2】(2010安徽卷，25)

X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四种常见元素，其相关信息如下表：

元素 相关信息

X X的基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等

Y 常温常压下，Y单质是淡黄色固体，常在火山口附近沉积

Z Z和Y同周期,Z的电负性大于Y

W W的一种核素的质量数为63，中子数为34

(1)Y位于元素周期表第　周期表　族，Y和Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是(写化学式)。

(2)XY2是一种常用的溶剂，XY2的分子中存在　个σ键。在H―Y、H―Z两种共价键中，键的极性较强的是，键长较长的是　。

(3)W的基态原子核外电子排布式是　。W2Y在空气中煅烧生成W2O的化学方程式是 。

(4)处理含XO、YO2烟道气污染的一种方法，是将其在催化剂作用下转化为单质Y。

已知：

XO(g)+ O2(g)=XO2(g) H=-283.0 kJ?mol-2

Y(g)+ O2(g)=YO2(g) H=-296.0 kJ?mol-1

此反应的热化学方程式是　。

答案：(1)3 VIA HClO4

(2)2 H-Z H-Y

(3)[Ar]3d104s1 2Cu2S+3O2=2Cu2O+2SO2

(4)2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2 (g) △H=-270kJ/mol

解析：由表中可知，X为C Y为 S Z为 Cl W为Cu

第3课时 相对原子质量

同位素及相对原子质量

同

位

素 定义 具有相同质子数和不同中子数的同一元素的原子互称同位素

特性 1. 同一元素的各种同位素化学性质几乎完全相同.

2. 天然存在的某种元素里,不论是游离态还是化合态,各种同位素的原子含量一般是不变的.

判定

方法 它反映的是同种元素的不同原子间的关系.故单质、化合物间不可能是同位素。如H2和D2及H2O和D2O之间不存在同位素关系。只有质子数相同而中子数不同的原子才是同位素;如168O和188O是同位素，而且146C和147N不是同位素。

注意 天然存在的元素中，许多都有同位素(但并非所有元素都有同位素)。因而发现的原子种数多于元素的种数。

相对原子质量和近似相对原子质量 同位素的相对原子质量和近似相对原子质量 按初中所学的相对原子质量的求算方式是：一个原子的质量与一个12C原子质量的 的比值。显然，所用原子质量是哪种同位素原子的质量，其结果只能是该同位素的相对原子质量。故该定义严格说应是同位素的相对原子质量。该比值的近似整值即为该同位素的近似相对原子质量，其数值等于该同位素的质量数。

元素的相对原子质量和近似相对原子质量 因天然元素往往不只一种原子，因而用上述方法定义元素的相对原子质量就不合适了。元素的相对原子质量是用天然元素的各种同位素的相对原子质量及其原子含量算出来的平均值。数字表达式为 =M1×a1%+M2×a2%+……。若用同位素的质量数替代其相对原子量进行计算，其结果就是元素的近似相对原子质量(计算结果通常取整数)。我们通常采用元素的近似相对原子质量进行计算。

【例1】(汕头二模)某元素一种同位素的原子的质子数为m，中子数为n，则下列说法正确的是( )

A.不能由此确定该元素的原子量

B.这种元素的原子量为(m+n)

C.若碳原子质量为w g，此原子的质量为(m+n)w g

D.核内中子的总质量小于质子的总质量

[解析]元素的相对原子质量是各同位素相对原子质量的平均值，所以A正确，B不正确。由相对原子质量的概念，若设该核素一个原子的质量为x，并且我们用该核素的质量数代替核素的相对原子质量时，方有 ，即x= ，C不正确。在原子核内，一个中子的质量比一个质子的质量略大，但核内的质子数和中子数无法确定，因此D不正确。

[答案]A

[规律总结]分清相对原子质量、质量数的有关概念，切不可用核素的相对原子质量代替元素的相对原子质量。

【例2】元素周期表中ⅠA族元素有R′和R″两种同位素， R′和R″的原子量分别为a和b，R元素中R′和R″原子的百分组成分别为 x 和 y ，则R元素的碳酸盐的式量是

A.2(ax+by)+60 B. ax+by+60 C.(ax+by)/2+60 D. ay+bx+60

【 解析】本题考察元素(平均)相对原子质量的计算。根据题给信息，R元素有两种同位素，其(平均)相对原子质量为(ax+by)。根据ⅠA族元素R的碳酸盐的化学式为R2CO3，求得其相对分子质量。答案：A。

原子结构单元检测

1、美国科学家将两种元素铅和氢的原子核对撞，获得了一种质子数为118，中子数为175的超重元素，该元素原子核内的中子数与核外电子数之差是()

A.57 B.47　 C.61　 D.293

2、已知某元素阴离子Rn-的原子核内的中子数为(A-x+n)，其中A为原子的质量数。则mg Rn-中的电子总数为()

A. 　 B. C. D.

3、在第n电子层中，当它作为原子的最外层时，容纳电子数最多与(n-1)层相同。当它作为电子的次外层时，其电子数比(n-1)层多10个，则此电子层是()

A.K层　 B.L层 C.M层 D.N层

4、　下列说法正确的是()

A.原子核都是由质子和中子构成

B.质量数跟原子的相对原子质量相等

C.质子数相同的粒子其化学性质不一定相同

D.某种粒子最外层上有8个电子，则一定是稀有气体元素的原子

5、X、Y、Z和R分别代表四种元素，如果四种aXm+、bYn+、cZn-、dRm-离子的电子层结构相同(a、b、c、d为元素的原子序数)，则下列关系正确的是

A、a-c=m-n　 B、a-b=n-m　 C、c-d=m+n　 D、b-d=n+m

6、硼有两种天然同位素510B、511B，硼元素的相对原子质量为10.80，则对硼元素中510B质量百分含量(即质量分数)的判断正确的是

A、20%　 B、略大于20%　 C、略小于20%　 D、80%

7、R为短周期元素，其原子所具有的电子层数为最外层电子数的1/2，它可能形成的常见的含氧酸根离子有：

①R2O42-　 ②RO42-　 ③R2O32-　 ④RO32-。下列判断正确的是

A、若它能形成①时，则不可能形成②，③

B、若它能形成②时，则还可以形成③，④

C、若它能形成②时，则不可能形成④

D、若它能形成①时，则不可能形成④

8、第二主族元素R的单质及其相应氧化物的混合物12g，加足量水完全反应后蒸干，得到的固体16克，试推测该元素可能为(　 )

A.Mg　 B、Ca C、Sr D、Ba

9、 -NMR(核磁共振)可以用于含碳化合物的结构分析。 表示的碳原子 ( )

A.核外有13个电子，其中4个能参与成键

B.核内有6个质子，核外有7个电子

C.质量数为13，原子序数为6，核内有7个质子

D.质量数为13，原子序数为6，核内有7个中子

10、下列关于稀有气体的叙述不正确的是 ( )

A.原子的最外电子层都有8个电子

B.其原子与同周期IA、IIA族阳离子具有相同的核外电子排布

C.化学性质非常不活泼

D.原子半径比同周期ⅦA族元素原子的大

11、甲、乙是周期表中同一主族的两种元素，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数不可能是 ( )

A.X+2 B.X+4　C.X+8　D.X+18

12、下列说法中错误的是 ( )

A.原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数

B.元素周期表中从IIIB族到IIB族 10个纵行的元素都是金属元素

C.除氦外的稀有气体原子的最外层电子数都是8

D.同一元素的各种同位素的物理性质、化学性质均相同

13、两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在周期表的前10号元素中，满足上述关系的元素共有 ( )

A 1对 B 2对 C 3对 D 4对

14、人类探测月球发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可以作为未来核聚变的重要原料之一。氦的该种同位素应表示为 ( )

A 43He B 32He C 42He D 33He

15、根据中学化学教材所附元素周期表判断，下列叙述不正确的是 ( )

A K层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等

B L层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等

C L层电子为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等

D M层电子为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等

16、32He可以作为核聚变材料。下列关于32He的叙述正确的是 ( )

A.32He和31H互为同位素 B.32He原子核内中子数为2

C.32He原子核外电子数为 D.32He代表原子核内有2个质子和3个中子的氦原子

17、下列说法正确的是( )

A 含有相同氧原子数的SO2和CO的质量相等

B 等物质的量浓度的NaOH溶液与氨水中的c(OH-) 相等

C 乙酸分子与甲酸甲酯分子中的共价健数相等

D 等温等压下，3mol C2H2(g)和1mol C6H6(g)的密度相等

18、同一主族的两种元素的原子序数之差不可能是 ( )

A.16 B.26 C.36 D.46

19、下列说法中正确的是 ( )

A.非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素原子的最外层电子数

B.非金属元素呈现的最低化合价，其绝对值等于该元素原子的最外层电子数

C.最外层有2个电子的原子都是金属原子

D.最外层有5个电子的原子都是非金属原子

20.同主族两种元素原子的核外电子数的差值可能为

A.6 B.12 C.26 D.30

21、已知1-18号元素的离子aW3+、bX+、cY2-、dZ-都具有相同的电子层结构，下列关系正确的是

A、质子数c>b B、离子的还原性Y2->Z-

C、氢化物的稳定性H2Y>HZ D、原子半径X>W

参考答案：

1、解析：　对原子而言，核外电子数等于质子数，故中子数与核外电子数之差为：175—118。答案　A

2、解析：R n-的原子核内的中子数为(A-x+n)，原子的质量数为A，故原子的质子数为： A-(A-x+n)=x-n，原子的电子数也为x-n，Rn-的电子数为x，mgR n-中的电子总数就是 。答案　D

3、解析：由题意很容易排除A、B两项。M层作为最外层最多容纳8个，与L层相同;而当M层作为次外层最多填18个，比L层多10个。故本题答案，为选项C。答案　C

4、解析：由于 原子核中无中子，故A选项错误;原子的相对原子质量是某元素的一个原子的质量与一个12C原子质量的1/12的比值。中子、质子的相对质量分别是1.008和1.007，取整数都为1，质子数与中子数总和为质量数。故只能说，质量数与原子的相对原子质量近似相等，因而B选项不对;质子数相同的粒子可以是分子或离子等，化学性质不一定相同，C选项正确;最外层上有8个电子的粒子也可以是离子，而不一定是稀有气体元素的原子，D选项不对。答案　C。

5、解析：本题可用“抽象问题具体化”的方法来解

设m=1，n=2，可视Xm+为Na+，Yn+为Mg2+，Zn-为O2-，Rm-为F-，

则a=11，b=12，c=8，d=9，由此不难得出正确答案为D。

解法二：离子电子层结构相同，则核外电子数相等，故a-m=b-n=c+n=d+m，则通过变换得出正确答案为D。

6、解析：本题可先用“十字交叉法”求解：

，

×100%=20%，

这样求出的20%为10B原子的原子个数百分比，由于10B的质量小于11B，

所以10B的质量百分含量应略小于20%，故本题正确答案为C。

本题最易错选A，是由于审题不仔细所致。

7、解析：据题意，R为短周期元素，其原子所是有的电子层数为最外层电子数的1/2，故可知R可能是C或S。若为C时，可形成的含氧酸根离子有：CO32-—碳酸根离子，C2O42-—草酸根离子( );若为S时，可形成的含氧酸根离子有：SO32-—亚硫酸根离子，SO42-—硫酸根离子，S2O32-—硫代硫酸根离子。由此可知正确答案为A、B。

本题最易出现的错误是未考虑到C2O42-。

8、解析：首先应该明确第二主族元素的单质或相应氧化物，加足量水完全反应后蒸干，得到的固体为氢氧化物。

本题可用极端假设法解之，设R的相对原子质量为m：

若12g均为R单质，则：

R　 ～　 RO　 ～　 R(OH)2 　△W

m 　m+34　 　34

12 　 4

m= =102

若12g均为氧化物RO，则

RO　 ～　 R(OH)2 　△W

m+16 m+34 18

124

m= =38

根据计算知，若12g均为单质，R的相对原子质量为108;若12g均氧化物，R的原子量为38，现12g为单质及其氧化物的混合物，故其相对原子质量应102与38之间。所以R可能是Ca或Sr。故本题的正确答案为B、C。

9、D 10、AB 11、B 12、AD 13、B 14、B 15、C 16、C 17、C 18、D 19、A 20、C 21、B

原子结构与性质

4、《原子结构与性质》复习
教学时间：6月16日
【高考考点】
1、认识原子核外电子的运动状态，了解电子云、电子层（能层）、原子轨道（能级）的含义。
2、了解多电子原子中核外电子分层排布遵循的原理，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、了解同一周期、同一主族中元素电离能的变化规律，了解元素电离能和原子核外电子排布的关系。
4、了解同一周期、同一主族中元素电负性的变化规律，能根据元素电负性说明周期表中元素金属性和非金属性的变化规律
[基础知识]
1、用电子层、原子轨道、电子自旋来描述核电子的运动状态。
2、原子核外电子排布遵循的规则能量最低原理、保里不相容原理、洪特规则。
3、核外电子运动特征的表示方法有电子排布式和轨道表示式。
4、元素周期律，对人们认识原子结构与元素性质的关系有指导意义，为寻找新材料提供科学的途径。如：在ⅠA族找到光电材料，在ⅢA、ⅣA、ⅤA族可以找到优良的半导体材料。
[知识要点]
一、原子核外电子运动：状态、排布、表示
1、电子运动特征：高速运动、可以用电子云（电子出现的几率）来形象描述。
2、状态：电子层、原子轨道（s、p、d、f）、电子自旋（相反方向）。
3、排布：规律（2N2、8、18）
原理（能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则）
4、表示：
电子排布式、轨道表示式
二、元素周期律：元素第一电离能、电负性、原子半径、金属性及非金属性

三、比较元素金属性、非金属性强弱的判断依据
元素金属性的判断依据非金属性强弱的判断依据
事实举例事实举例
1、置换出氢气1、形成氢化物
2、M（OH）n碱性2、HnROm酸性
3、置换反应3、置换反应
4、第一电离能大小4、第一电离能大小
5、电负性大小5、电负性大小
[典型例题]
1、（08苏中四市）纳米技术制成的金属燃料、非金属固体燃料、氢气等已应用到社会生活和高科技领域。
⑴A和B的单质单位质量的燃烧热大，可用作燃料。已知A和B为短周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示：
电离能(kJ/mol)I1I2I3I4
A93218211539021771
B7381451773310540
①某同学根据上述信息，推断B的核外电子排布如右图所示，
该同学所画的电子排布图违背了。
②写出A的电子排布式。
（解析）能量最低原理，
1S22S2
2、（08徐二检）下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素。DE
试回答下列问题：
（1）请写出元素D的基态原子电子排布式；
（2）D、E两元素的部分电离能数据列于下表：
元素DE
电离能
/kJmol－1I1717759
I215091561
I332482957
比较两元素的I2、I3可知，气态D2＋再失去一个电子比气态E2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是；

（1）1s22s22p63s23p63d54s2(2分)
（2）Mn2+的3d轨道电子排布为半满状态较稳定(2分)

[课堂练习]
1．科学家对原子结构的认识顺序正确的是
①.道尔顿原子模型②.卢瑟福原子模型③.汤姆生原子模型④.电子云模型
A.①②③④B.④①②③C.④②③①D.①③②④
2．在下面的电子结构中,第一电离能最小的原子可能是()
A、ns2np3B、ns2np5C、ns2np4D、ns2np6
3．构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低顺序.若以E表示某能级的能量，下列能量大小顺序中正确的是
A.E(3s)＞E(3p)＞E(3d)B.E(3s)＞E(2s)＞E(1s)
C.E(4f)＞E(3d)＞E(4s)D.E(5s)＞E(4s)＞E(4f)
4．下列各组原子，彼此性质一定相似的是（）
A、1s2与2s2的元素
B、M层上有两个电子与N层上有两个电子的元素
C、2p上有一个未成对电子与3p上有一个未成对电子的元素
D、L层上有一个空轨道和M层的p轨道上有一个空轨道的元素
5.下列说法不正确的是()
A．元素周期表中的周期是单调的，每一周期里元素的数目一样多
B．元素周期表中同一横行的短周期中，其能层数相同，最外层电子数不同
C．元素周期表中同一纵行的主族元素，其能层数不同，最外层电子数相同
D．所有周期的元素都是从碱金属元素开始，以稀有气体元素结束
6.A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，有关两元素的下列叙述：
①原子半径A＜B；②离子半径A＞B；③原子序数A＞B；④原子最外层电子数A﹤B；⑤A的正价与B的负价绝对值一定相等；⑥A的电负性小于B的电负性；⑦A的第一电离能大于B的第一电离能。其中正确的组合是()
A．①②⑦B．③④⑥C．③⑤D．③④⑤⑥⑦
7．通常情况下，原子核外p能级、d能级等原子轨道上电子排布为“全空”、“半满”、“全满”的时候一般更加稳定，称为洪特规则的特例。下列事实能作为这个规则证据的是（）
A、元素氦（He）的第一电离能远大于元素氢（H）的第一电离能
B、26Fe2＋容易失电子转变成26Fe3＋，表现出较强的还原性
C、基态铜（Cu）原子的电子排布式为[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2
D、某种激发态碳（C）原子排布式为1s22s12p3而不是1s22s22p2
8.（12分）下表是元素周期表的一部分，表中所列字母分别代表某一化学元素。

（1）上表所列元素中，原子最外层只有2个电子的短周期元素是（填元素符号）；元素j的最高氧化物的化学式为，元素i最高氧化物的水化物的化学式为。
（2）已知与f在同一周期的元素R位于第p主族，则R的原子序数为（用p的代数式表示），R能形成气态氢化物，其氢化物的化学式为。
（3）根据构造原理，写出m原子的外围电子排布式_____________________。
9．（14分）有A、B、C、D、E5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中C、E是金属元素；A和E属同一族，它们原子的最外层电子排布为ns1。B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，C原子最外层上电子数等于D原子最外层上电子数的一半。请回
答下列问题：
（1）A是________，B是________，C是________，D是________，E是_________。
（2）C、D、E四种元素的简单离子按半径由小到大的顺序为（用离子符号表示）__________________________。
（3）元素B与D的电负性的大小关系是___________，C与E的第一电离能的大小关系是
___________。（填﹥、﹤、﹦，用元素符号表示）
（4）用轨道表示式表示D元素原子的价电子构型____________________。
（5）写出A和B按原子个数比1:1形成的化合物的电子式。
（6）用电子式表示D和E形成离子化合物的形成过程。
10．（6分）钛和钛的合金已被广泛用于制造电讯器材、人造骨骼、化工设备、飞机等航天航空材料，被誉为“未来世界的金属”，钛有Ti和Ti两种原子，它们互称为。Ti元素在元素周期表中的位置是第周期，第族；基态原子的电子排布式为；
按电子排布Ti元素在元素周期表分区中属于区元素。
11．有A、B、C、D、E、F、G七种元素，除E为第四周期元素外其余均为短周期元素。A、E、G位于元素周期表的s区，其余元素位于p区。A、E的原子外围电子层排布相同，A的原子中没有成对电子；B元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子总数相同；C元素原子的外围电子层排布式为nsnnpn+1；D元素的第一电离能列同周期主族元素第三高；F的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍；G的基态原子占据两种形状的原子轨道，且两种形状轨道中的电子总数均相同。回答下列问题：
（1）写出下列元素的符号：D，G；
（2）D的前一元素第一电离能高于D的原因：；

1D2C3BC4D6AD7B8BC
20.（12分）(2分×6)
（1）元素是（填元素符号）He、Mg；
元素j的最高氧化物的化学式为Cl2O7，元素i最高氧化物的水化物的化学式为H3PO4或HPO3。
（2）R的原子序数为（用p的代数式表示）10+p，R氢化物的化学式为H8-pR或RH8-p。
（3）m原子的外围电子排布式4s24p5。
21．（14分）(（1）~（3）1分×8;（4）~（6）2分×3)
（1）A是_H_，B是_O_，C是_Al_，D是__S_，E是_K__。
（2）简单离子按半径由小到大的顺序为（用离子符号表示）_Al3+＜K+＜S2—_。
（3）B与D的电负性的大小关系是_O＞S__，C与E的第一电离能的大小是_Al＞K_。（填﹥、﹤、﹦，用元素符号表示）
（4）用轨道表示式表示D元素原子的价电子构型。
（5）写出A和B按原子个数比1:1形成的化合物的电子式H2O2电子式(略)。
（6）用电子式表示D和E形成离子化合物的形成过程K2S形成过程(略)。
22．（6分）(1分×4;电子排布式2分)
Ti和Ti两种原子，它们互称为同位素。元素周期表中的位置是第四周期，第IVB族；
属于d区元素；基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2。
[直击高考]
1．（11分07海南）A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：
（1）A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为；
（2）B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为，C的元素符号为；
（3）D元素的正三价离子的3d亚层为半充满，D的元素符号为，其基态原子的电子排布式为。
（4）E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为，其基态原子的电子排布式为。
．（11分）
⑴N
⑵ClK
⑶Fe1s22s22p63s23p63d64s2
⑷Cu1s22s22p63s23p63d104s1

2、（07上海）（B）现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表：
元素编号元素性质或原子结构
T单质能与水剧烈反应，所得溶液呈弱酸性
XL层p电子数比s电子数多2个
Y第三周期元素的简单离子中半径最小
ZL层有三个未成对电子
（1）写出元素X的离子结构示意图。
写出元素Z的气态氢化物的电子式（用元素符号表示）
（2）写出Y元素最高价氧化物水化物的电离方程式
（3）元素T与氯元素相比，非金属性较强的是（用元素符号表示），下列表述中能证明这一事实的是
a常温下氯气的颜色比T单质的颜色深
bT的单质通入氯化钠水溶液不能置换出氯气
c氯与T形成的化合物中氯元素呈正价态
（4）探寻物质的性质差异性是学习的重要方法之—。T、X、Y、Z四种元素的单质中化学性质明显不同于其他三种单质的是，理由。
（B）（1）
（2）H＋＋AlO2－＋H2OAl(OH)3A13＋＋3OH－
（3）Fc
（4）Al具有金属性
（1）在上面元素周期表中全部是金属元素的区域为
(a)A(b)B
(c)C(d)D
（2）有人认为形成化合物最多的元素不是IVA族的碳元素，而是另一种短周期元素，请你根据学过的化学知识判断这一元素是。
（3）现有甲、乙两种短周期元素，室温下，甲元素单质在冷的浓硫酸或空气中，表面都生成致密的氧化膜，乙元素原子核外M电子层与K电子层上的电子数相等。
①用元素符号将甲、乙两元素填写在上面元素周期表中对应的位置。
②甲、乙两元素相比较，金属性较强的是（填名称），可以验证该结论的实验是。
(a)将在空气中放置已久的这两种元素的块状单质分别放入热水中
(b)将这两种元素的单质粉末分别和同浓度的盐酸反应
(c)将这两种元素的单质粉末分别和热水作用，并滴入酚酞溶液
(d)比较这两种元素的气态氢化物的稳定性

（1）b（2）H（3）①右表中②镁b、c

原子结构与元素的性质

《选修三第一章第二节　原子结构与元素的性质》导学案（第2课时）
学习时间2011—2012学年上学期周
【课标要求】
1、掌握原子半径的变化规律
2、能说出元素电离能的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质
3、进一步形成有关物质结构的基本观念，初步认识物质的结构与性质之间的关系
4、认识主族元素电离能的变化与核外电子排布的关系
5、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
［知识回顾］我们知道元素性质是由元素原子结构决定的，那具体影响哪些性质呢？

［学与问］教材P16元素周期表中，同周期的主族元素从左到右，最高化合价和最低化合价、金属性和非金属性的变化规律是什么？

【学与问】观察教材P17图1-20表分析总结
1.元素周期表中同周期主族元素从左到右，原子半径的变化趋势如何？应如何理解这种趋势？
2.元素周期表中，同主族元素从上到下，原子半径的变化趋势如何？应如何理解这种趋势？
3.粒子半径大小的比较有什么规律呢？

【阅读与思考】阅读P17电离能，电离能是反映元素的另一个什么性质？

【学与问】教材P181.碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么联系？

2.为什么原子的逐级电离能越来越大？Na、Mg、Al的电离能数据跟它们的化合价有什么联系？

3.原子的第一电离能随核电荷数递增有什么变化规律呢？请分析P18图1—21

［思考与交流］1.观察p18图1-21，Be的第一电离能大于B，N的第一电离能大于O，Mg的第一电离能大于Al，Zn的第一电离能大于Ga？
2.结合已学知识电离能有哪些主要应用？
【典例解悟】
1.下列各组元素，按原子半径依次减小，元素第一电离能逐渐升高的顺序排列的是()
A.K、Na、LiB．Al、Mg、NaC.N、O、CD．Cl、S、P
2.不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量，设其为E，如图所示。试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列问题。

(1)同主族内不同元素的E值变化的特点是：______________________。各主族中E值的这种变化特点体现了元素性质的__________变化规律。
(2)同周期内，随原子序数增大，E值增大。但个别元素的E值出现反常现象。试预测下列关系式中正确的是_________________________________________________________
(填写编号，多选倒扣分)。
①E(砷)E(硒)②E(砷)E(硒)③E(溴)E(硒)④E(溴)E(硒)
(3)估计1mol气态Ca原子失去最外层一个电子所需能量E值的范围：________E________。
(4)10号元素E值较大的原因是___________________________________________________。
【练习】1、某元素的电离能(电子伏特)如下：
I1I2I3I4I5I6I7
14.529.647.477.597.9551.9666.8

此元素位于元素周期表的族数是
A.IAB.ⅡAC.ⅢAD、ⅣAE、ⅥAF、ⅤAG、ⅦA
2.下列说法正确的是（）
A.第3周期所含的元素中钠的第一电离能最小B.铝的第一电离能比镁的第一电离能大
C.在所有元素中，氟的电离能最大D.钾的第一电离能比镁的第一电离能大
3、下列原子的价电子排布中，对应于第一电离能最大的是（）
A、ns2np1B、ns2np2C、ns2np3D、ns2np4
4.能够证明电子在核外是分层排布的事实是（）
A、电负性B、电离能C、电子亲和能D、电势能
5、下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表某一化学元素

（1）下列（填写编号）组元素的单质可能都是电的良导体。
①a、c、h②b、g、k③c、h、l④d、e、f
（2）如果给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响。
原子核失去核外不同电子所需的能量（KJmol-1）
锂XY
失去第一个电子519502580
失去第二个电子729645701820
失去第三个电子1179969202750
失去第四个电子955011600

①通过上述信息和表中的数据分析，为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量。
②表中X可能为13种元素中的（填写字母）元素。用元素符号表示X和j形成的化合物的化学式　。
③Y是周期表中族的元素的增加，I1逐渐增大。
④以上13种元素中，（填写字母）元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。
　.疑点反馈：（通过本课学习、作业后你还有哪些没有搞懂的知识，请记录下来）
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________

《选修三第一章第二节　原子结构与元素的性质》导学案（第2课时）
［知识回顾］元素的性质指元素的金属性和非金属性、元素的主要化合价、原子半径、元素的第一电离能和电负性。
［学与问］同周期主族元素从左到右，元素最高化合价和最低化合价逐渐升高，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
【学与问】【学生归纳总结】
1.同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小。其主要原因是由于核电荷数的增加使原子核对电子的引力增加而带来原子半径减小的趋势大于增加电子后电子间斥力增大带来原子半径增大的趋势。
2.同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。其主要原因是由于电子能层增加，电子间的斥力使原子半径增大。
3.［投影小结］（1）、原子半径大小比较：电子层数越多，其原子半径越大。当电子层数相同时，随着核电荷数增加，原子半径逐渐减小。最外层电子数目相同的原子，原子半径随核电荷数的增大而增大
（2）、核外电子排布相同的离子，随核电荷数的增大，半径减小。
（3）、同种元素的不同粒子半径关系为：阳离子原子阴离子，并且价态越高的粒子半径越小。
【阅读与思考】电离能
（1）定义：气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量叫做电离能.
①常用符号I表示，单位为KJmol－1
②意义：通常用电离能来表示原子或离子失去电子的难易程度。
（2）元素的第一电离能：处于基态的气态原子失去1个电子，生成+1价气态阳离子所需要的能量称为第一电离能，常用符号I1表示。
【学与问】教材P18
1.提示　碱金属的第一电离能越小，碱金属越活泼。
2.提示　因为原子首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离能较小，以后再失去电子都是能级较低的电子，所需要的能量多；同时，失去电子后离子所带正电荷对电子吸引更强，从而电离能越来越大。从教材中Na、Mg、Al的电离能的表格可看出，Na的第一电离能较小，第二电离能突然增大(相当于第一电离能的10倍)，故Na的化合价为＋1。而Mg在第三电离能、Al在第四电离能发生突变，故Mg、Al的化合价分别为＋2、＋3。
气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能(用I1表示)，从一价气态基态正离子中再失去一个电子所需消耗的能量叫做第二电离能(用I2表示)，依次类推，可得到I3、I4、I5……同一种元素的逐级电离能的大小关系：I1I2I3I4I5……即一个原子的逐级电离能是逐渐增大的。这是因为随着电子的逐个失去，阳离子所带的正电荷数越来越大，再要失去一个电子需克服的电性引力也越来越大，消耗的能量也越来越多。
3.同周期元素：从左到右，元素的第一电离能在总体上呈现从小到大的变化趋势，表示元素原子越来越难失去电子。
同主族元素：自上而下第一电离能逐渐减小，表明自上而下原子越来越容易失去电子电子。
［思考与交流］1.Be有价电子排布为2s2，是全充满结构，比较稳定，而B的价电子排布为2s22p1，、比Be不稳定，因此失去第一个电子B比Be容易，第一电离能小
但值得我们注意的是：元素第一电离能的周期性变化规律中的一些反常：同一周期，随元素核电荷数的增加，元素第一电离能呈增大的趋势。主族元素：左-右：第一电离能依次明显增大（但其中有些曲折）。反常的原因：多数与全空（p0、d0）、全满（p6、d10）和半满（p3、d5）构型是比较稳定的构型有关。当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空、半充满和全充满结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能。故磷的第一电离能比硫的大，Mg的第一电离能比Al的第一电离能大。
【典例解悟】
1.解析　本题考查了元素第一电离能的递变规律，由同周期中从左到右，元素的第一电离能逐渐增大知，B、D选项中均逐渐降低；同主族中，从上到下，原子半径增大，第一电离能逐渐减小，故A项正确。
答案　A
①通常情况下，第一电离能大的主族元素电负性大，但ⅡA族、ⅤA族元素原子的价电子排布分别为ns2、ns2np3，为全满和半满结构，这两族元素原子第一电离能反常。
②金属活动性表示的是在水溶液中金属单质中的原子失去电子的能力，而电离能是指金属元素在气态时失去电子成为气态阳离子的能力，二者对应条件不同，所以排列顺序不完全一致。
2.解析　此题考查了元素第一电离能的变化规律和同学们的归纳总结能力。(1)从H、Li、Na、K等可以看出，同主族元素随元素原子序数的增大，E值变小；H到He、Li到Ne、Na到Ar呈现明显的周期性。
(2)从第二、三周期可以看出，第ⅢA和ⅥA族元素比同周期相邻两种元素E值都低。由此可以推测E(砷)E(硒)、E(溴)E(硒)。
(3)根据同主族、同周期规律可以推：E(K)E(Ca)E(Mg)。
(4)10号元素是稀有气体元素氖，该元素原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构。
答案　(1)随着原子序数的增大，E值变小　周期性
(2)①③　(3)485kJmol－1　738kJmol－1　(4)10号元素为氖，该元素原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构
要综合考虑图示信息，抓住同一主族(如原子序数为1、3、11、19的碱金属族)的E值的大小，同一周期(如3～10号元素)E值的大小规律，且要注意哪些有反常现象。
【练习】1、2.答案：A3、答案：C4.解析：答案：B5、答案：（1）①④（2）①Li原子失去1个电子后形成稳定结构，再失去1个电子很困难②a；Na2O或Na2O2③ⅢA④m

高二化学教案：《乙醇、乙酸的结构与性质》教学设计

第三节主要介绍乙醇、乙酸这两种常见的有机物的结构与性质。乙醇，俗称酒精，同学们在日常生活中较为熟悉，要引导学生联系实际，了解其物理性质。

官能团，决定了有机物的主要性质，乙醇的官能团为羟基(—OH)，要根据乙醇的结构式，根据—OH的特征复习乙醇的化学性质，与Na、O2反应等。乙酸也是同学们在日常生活中较为熟悉的物质。它的官能团是，乙酸是一种典型的弱酸，属于弱电解质，因此，要注意联系在无机化学中所学的相关知识：如酸的通性等。酯化反应，是新学习的有机反应，其本质属于取代反应，要明确其脱水的机理，要指导学生认真研究实验34酯化反应，启发学生多问几个为什么。

第四节：基本营养物质。主要介绍糖类、油脂、蛋白质，这几种物质与我们的生活密切相关，复习时，也要充分利用已有的实践认识，比如：可以以热碱水洗碗为例，进一步理解油脂的水解，同时，也可以利用生物学上的相关知识，然后，再从化学的角度加入解析、学习。

抓住糖的多官能团进行学习，推测其可能有的性质，以培养学生的推理能力，探究能力。复习时，要组织学生多讨论、多比较，充分发挥学生的主体作用。

三维目标

知识与技能

1．了解乙醇、乙酸的重要用途。

2．掌握乙醇、乙酸的化学性质。

3．了解糖、蛋白质的重要性质与用途。

过程与方法

1．引导学生采用归纳、比较法进行复习。

2．采用讨论法复习，培养学生的参与意识。

情感、态度与价值观

通过本节学习，培养学生的理论联系实际能力。

要点提示

教学重点

乙醇、乙酸的性质，糖、蛋白质的特征反应。

教学难点

乙醇的催化氧化、酯化反应的机理。

教具准备

实物投影仪、钠、乙醇、酚酞试液、水、试管。

[师]结构决定性质，化学反应的实质就是旧键的断裂及新键的形成，从图中所标出的①②③④处的化学键的断裂，同学们能否判断乙醇各发生了哪些反应？

[生1]断①处键，可以发生酯化反应。

[师]如果①②处键断裂，大家看看形成了什么样的物质？

[生]形成了乙醛。

[师]那么发生了什么反应？

[生]氧化反应。

[师]此时发生了催化氧化反应。

[师]如果是③④两处键同时断裂呢？又形成了什么物质？

[生]乙烯！

(切换到幻灯片)

【例1】 某有机物X的蒸气完全燃烧时需要3倍于其体积的氧气，产生2倍于其体积的CO2和3倍于其体积的水蒸气，有机物X在适当条件下能进行如下一系列转化：

①有机物X的蒸气在Cu或Ag的催化下能被O2氧化成Y。

②X能脱水生成烯烃Z，Z能和HCl反应生成有机物S。

试解答下列问题：

(1)写出下列物质的结构简式：X________；Y________；Z________；S________。

(2)用化学方程式表示①～②有关转化反应方程式。

[师]请同学们先试着解析已知条件，找出解题思路。

[生]本题已知有机物燃烧时的耗氧量、生成CO2及水蒸气的量，由此，可以求出X的分子式，再根据性质，就可以得出答案。

[师]解题时首先要审清题意，找出已知条件，弄清楚要求什么。找出了已知和未知的关系，就可以找出解题的思路。

解析：由X燃烧的化学反应方程式：

CxHyOz＋3O2―→2CO2＋3H2O

根据质量守恒，可知：

x＝2；y＝6；z＝1

即，X的分子式为C2H6O，由所给的性质可以得出：Y是乙醛，Z是乙烯，S是氯乙烷。

性质

现象及反应方程式

酸的通性[来源:Z§xx§k.Com][来源:学科网ZXXK][来源:学+科+网Z+X+X+K]

紫色石蕊试液

酚酞试液

Mg粉

Na2O

NaOH

CaCO3

酯化反应

乙醇

[师]CH3COOH发生可逆电离，断①处键；发生酯化反应，断②处键。

[师]乙酸酯化反应的实验，是一重要实验，请同学们认真看书，并思考以下问题。

1．(2003江苏高考)无水乙酸又称冰醋酸(熔点16.6 ℃)(展示冰醋酸样品)。在温度较低时，无水乙酸就会凝结成像冰一样的晶体。请简单说明在实验中若遇到这种情况时，你将如何从试剂瓶中取出无水乙酸？

2．实验中“用酒精灯缓缓加热”为什么？

3．饱和Na2CO3溶液的作用是什么？

4．导管口能否伸到Na2CO3饱和溶液的液面之下？

[生1]取冰醋酸可以用玻璃棒撬。

[生2]用镊子撬。

[师]那就请你用玻璃棒或者镊子撬一下看是否合适。

一同学上台撬冰醋酸，结果很难撬动。

[师]大家集思广益，到底该怎么办？

[生3]用酒精灯加热。

[生4]放到热水中浸泡一会。

[生5]可以用热毛巾捂。

[师]能直接用酒精灯加热吗？

[生]不能。盛冰醋酸的是普通玻璃瓶，不能直接加热。

[师]可以采取第4、5个同学所说的方法，用温水或者热毛巾捂。

[师]继续回答第2个问题。

[生2]缓慢加热是为了防止乙醇挥发，因为乙醇沸点低易挥发，从而造成反应物损失，乙酸乙酯的产率降低。

[生1]缓缓加热是为了防止反应剧烈，引起暴沸。

[师]同学们的意见呢？哪个更合理？

[生]第2个！

[师]对！

[师]第3个问题。

[生1]Na2CO3溶液的作用是吸收挥发出的乙酸。

[生2]对不起！不知道。

[多媒体播放：参考答案——Na2CO3溶液的作用]

[师]最后一个问题。

[生1]便于观察乙酸乙酯的生成：一滴一滴地滴下！

请完成下列问题：

(1)试管A内在60～80 ℃时发生的主要反应的化学方程式为(注明反应条件)：________________________________________。

(2)如图所示在实验的不同阶段，需要调整温度计在试管A内的位置，在实验开始时温度计水银球的位置应在____________________________；当试管A内的主要反应完成后温度计水银球的位置应在__________________，目的是______________________。

(3)烧杯B的作用是________________________________；烧杯B内盛装的液体可以是__________________________________(写出一种即可)。

(4)若想检验试管C中是否含有产物乙酸，请你在所提供的药品中进行选择，设计一个简便的实验方案。

所提供的药品有：pH试纸、紫红色的石蕊试纸、白色的醋酸铅试纸、碳酸氢钠粉末。实验仪器任选。该方案为______________________________________________________。

[生1]本题的原理是乙醛氧化制备乙酸，然后验证乙酸的性质。

[生2]A作为反应器，制备乙醛，B作为反应提供的条件——加热，C用来收集乙酸。

[师]题中所给的几种物质的沸点，这些数据的作用是什么？

[生3]我认为，是加热的温度，因为乙酸的沸点是117.9 ℃，要想使乙酸顺利蒸发出，选甘油为好。

[师]可不可以选乙二醇？

[生4]可以，只要温度高于乙酸的沸点是117.9 ℃即可。

[师]正确。

[生5]检验乙酸，可以用pH试纸。

[生6]也可以用碳酸氢钠。

[师]哪个方案最好呢？

[生]pH试纸简单！

(实物投影仪投影几份学生的答案)

[师]同学们解析得不错。本题属于实验题，可以根据已知的条件，结合实验装置图，解析其反应原理，然后，再依据原理，结合问题，得出答案。

(1)写反应方程式时，要注意条件、配平。

(2)温度计是用来指示温度的，开始时是制备乙醛，温度应该控制在60～80 ℃，反应完成后，需要蒸馏出乙酸，所以，温度计应该是指示乙酸的沸点，所以，水银球应该位于支管口。

(3)B的作用是加热均匀，同时使生成的乙酸蒸馏出。

(4)可以用pH试纸检验乙酸。

答案：(1)2CH3CHO＋O2

MicrosoftInternetExplorer402DocumentNotSpecified7.8 磅Normal0

组成元素

代表物

代表物分子

性质

联系

单糖

C、H、O

果糖

C6H12O6

酯化反应

互为同分异构体

葡萄糖

C6H12O6

酯化反应

银镜反应

双糖

C、H、O

蔗糖

C12H22O11

水解，产物为葡萄糖、果糖

互为同分

异构体

麦芽糖

C12H22O11

水解，产物为葡萄糖

多糖

C、H、O

淀粉

(C6H10O5)n

水解，遇碘水变蓝

不是互为同

分异构体

纤维素

(C6H10O5)n

水解

请填空：

(1)过程①是__________反应，过程②是__________反应，过程③是__________反应。(填写反应类型的名称)

(2)过程④的另一种生成物是__________(填写化学式)。

(3)上述物质__________和__________互为同分异构体。(填写字母代号)

[师]请同学们先思考，可以讨论。

[生1]①是消去反应，②是加成反应，③是氧化反应。

[生2]根据质量守恒可以知道，④的另一种产物应该是CO2。

[生3]A和C互为同分异构体。

[师]很好。

[师]本题看似较难，但是，起点高落点低，考查的是基本的概念，只要概念清晰，审题仔细，是可以做出的。

答案：(1)①消去　②加成　③氧化　(2)CO2　(3)A　C

课堂小结

本节课我们大家通过讨论的方法对所学过的内容进行了归纳、比较，既巩固了知识，又训练培养了大家的自主学习能力，一举两得。

布置作业

1．生活中的问题常涉及化学知识，下列过程不涉及化学变化的是()

A．用食醋或醋精除去暖瓶内的水垢 B．用四氯化碳擦去圆珠笔油渍

C．用糯米饭、酒曲等自制甜酒酿 D．福尔马林的稀溶液浸制生物标本

2．下列是某种高分子化合物的部分结构片断。这种高分子化合物可能是()

1．当下列物质：①大理石　②钟乳石　③锅垢　④贝壳　⑤蛋壳，分别滴加醋酸时，会产生相同气体的有()

A．①②　 B．④⑤

C．①②③ D．①②③④⑤

2．据报道，2002年10月26日俄罗斯特种部队在解救人质时除使用了非致命武器芬太奴外，还使用了一种麻醉作用比吗啡强100倍的氟烷，已知氟烷的化学式为C2HClBrF3，则沸点不同的上述氟烷有()

A．1种 B．2种

C．3种 D．4种

3．近年来，建筑装潢装饰材料进入家庭，调查发现若经过装修的居室中由装潢装饰材料缓慢释放出来的化学污染物浓度过高，会影响健康。这些污染物中最常见的是()

A．CO

B．SO2

C．甲醛、甲苯等有机物蒸气

D．臭氧

4．用硫酸酸化的CrO3遇酒精后，其颜色会从红色变为蓝绿色，用这个现象可以测得汽车司机是否酒后开车。反应的方程式为2CrO3＋3C2H5OH＋3H2SO4===Cr2(SO4)3＋3CH3CHO＋6H2O，此反应的氧化剂是()

A．H2SO4 B．CrO3

C．Cr2(SO4)3 D．C2H5OH

5．下列实验：①淀粉水解　②纤维素水解　③乙酸乙酯制取　④由乙醇制取乙烯　⑤用苯和硝酸制取硝基苯。实验中用到浓硫酸的是()

A．③④ B．③④⑤

C．②③④⑤ D．①②③④⑤

6．过氧乙酸(CH3COOOH)是一种高效消毒剂，具有很强的氧化性和腐蚀性，它可由冰醋酸与过氧化氢在一定条件下制得；还可以迅速杀灭多种微生物，包括多种病毒(如：SARS病毒)、细菌、真菌及芽孢，有关过氧乙酸的叙述正确的是()

A．过氧乙酸与羟基乙酸(HOCH2COOH)互为同分异构体

B．过氧乙酸可与苯酚混合使用

C．由过氧化氢与醋酸制取过氧乙酸的反应属于氧化还原反应

D．浓过氧乙酸中加入少许紫色石蕊试液，振荡后试液一定呈红色

7．据报道，某煤矿井下采煤面瓦斯突出，发生爆炸，当场造成56人死亡，92人生死不明。截至记者发稿时，经过全力搜救，目前又发现4名遇难矿工遗体，死亡人数增至60人。其中，55人系窒息死亡。目前，尚有88名矿工下落不明。根据以上信息完成下列问题：

(1)写出瓦斯爆炸的化学方程式：______________________________________。

(2)可燃性气体的爆炸都有一个爆炸极限，所谓爆炸极限是指可燃气体(或蒸气或粉尘等)与空气混合后，遇火产生爆炸的最高或最低浓度(通常以体积百分数表示)。下表是甲烷在空气和纯氧气中的爆炸极限。

空气中

纯氧气中

甲烷的爆炸极限

5.0%～15%

5.0%～60%

下面是瓦斯和空气组成的混合气体中瓦斯的体积含量，从是否能够爆炸方面考虑，请判断哪些是不安全的________。

A．3% B．10%

C．30% D．60%

(3)请分析人为什么在瓦斯爆炸的矿中会窒息死亡：______________________________。

(4)由矿井中的瓦斯爆炸，根据你的化学实验经验，你可以得出什么启示？(提示：对可燃性气体的加热、点燃操作应该注意的问题)___________________________________________。

8．有关催化剂的催化机理等问题可从“乙醇催化氧化实验”得到一些认识，其实验装置如下图所示，其实验操作为：预先使棉花团浸透乙醇，并照图安装好装置；在铜丝的中间部分加热，片刻后开始(间歇性)鼓入空气，即可观察到明显的实验现象。

(2)稳定性和可燃性：多数有机物受热容易分解，而且容易燃烧。

(3)熔沸点：多数有机物熔沸点低，很多物质常温下为液态、气态，且液态物质易挥发。

(4)导电性：多数有机物是非电解质，不易导电。

(5)化学反应：一般比较复杂，反应速率较慢，还常伴有副反应发生，所以常需加热或使用催化剂以促进它们的进行。写有机反应方程式时一般用“―→”，而不用“===”，但方程式必须配平。

有机物的简单分类：

有机物可简单分成烃和烃的衍生物两大类。仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，又称烃。烃又可分为烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃等。

(二)

1．神奇的乙烯

在自然界，植物从发芽到落叶，开花到落花，结果到落果的这种自然现象对人们来说，已是习以为常了。但是，你是否想过为什么会出现这种现象呢？

先说植物的叶子为什么会脱落。树木的嫩叶慢慢地长大，经过一段时间，绿叶便慢慢地变黄、衰老，最后脱落。这种落叶是一种自然衰老现象。它就像所有有生命的东西一样，生长到一定时候便要衰老死亡。

另一种落叶现象就是秋天的落叶。这种落叶是自然条件变化引起的。实际上是由于秋天的日照时间缩短，叶片中有较多的乙烯和脱落酸造成的。乙烯和脱落酸有促进叶子脱落的作用，叶柄基部形成一个离层区，在酶的作用下细胞间的联系变得松弛，一遇风吹叶子便从离层区脱落。

花和果实的脱落与叶子脱落的道理是非常相似的。花在衰败前常有较多的乙烯和脱落酸形成促使果柄产生离层区，引起果实脱落。

了解了叶、花、果脱落的原因，人们便可用科学方法来人为地控制它们的脱落，这对农业生产是很有意义的。

2．煤气灯的秘密

1864年，美国人发现一件奇怪的事情，煤气灯泄漏出的气体可使附近的树木提前落叶。

1892年，在亚速尔群岛，有个木匠在温室中工作时，无意中将美人蕉的碎屑当作垃圾烧了起来，结果美人蕉屑燃烧的烟雾弥漫开来后，温室中的菠萝一齐开了花。

1908年，美国有些康乃馨的培育者将这种名贵的花卉移植到装有石油照明灯的芝加哥温室中，结果花一直未开。

针对上述事实，科学家们进行了大量的研究，结果发现原来这都是乙烯捣的鬼：

煤气灯中漏出的是乙烯，它能使树叶早落。

美人蕉碎屑燃烧后产生乙烯，它能促使花儿开放。

芝加哥温室中石油照明灯放出的乙烯，它却抑制了康乃馨花儿的开放。

看来，作为植物生长的调节剂，乙烯对不同的植物施展了不同的魔法。

3．石蜡油分解实验的再探究

实验装置也可以改为右图所示装置：在试管①中加入石蜡油和氧化铝；试管②放在冷水中；试管③中加入KMnO4溶液或溴水。

实验要点：

(1)石棉要尽量多地吸收石蜡油。

(2)石蜡油分解反应的温度要在500 ℃以上。

(3)实验中要注意防止倒吸；最好是教师演示实验；没有条件做实验的学校，可以放录像或其他多媒体资料。

(4)KMnO4用稀溶液，3 mL该溶液中一般加入2～3滴稀H2SO4溶液，增加KMnO4溶液的氧化性。

(5)配制溴的四氯化碳溶液时，20 mL四氯化碳加1～2滴溴即可。

文章来源：http://m.jab88.com/j/104680.html

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