高中化学选修3物质结构三维设计配套课件Word可编辑

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第一节原子结构
第一课时能层、能级与构造原理
—————————————————————————————————————[课标要求]
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。2.能用电子排布式表示常见元素(136原子核外电子的排布。
,
1.一至七能层的符号分别为KLMNOPQ,各能层容纳的最多电子数为
2n2
2.spdf能级中最多容纳的电子数分别为261014
3.能级数等于能层序数,英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子
数相同。
4.构造原理是指电子进入能级的排布顺序。
即:1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p

原子的诞生、能层与能级


1.原子的诞生及宇宙中的元素组成


2.能层与能级
(1能层:根据多电子原子的核外电子的能量差异,将核外电子分成不同的能层,能层用n


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表示,n值越大,能量越高。
(2能级
①根据多电子原子中同一能层电子的能量不同,将它们分成不同能级。
②能级用相应能层的序数和字母spdf组合在一起来表示,n能层的能级按能量由低到高的顺序排列为nsnpndnf等。
③能层、能级与其容纳的最多电子数之间的关系能层(n








K
L
M
N
O
P
Q

符号
能级1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s
容纳最多电子数
22
28
62618
102632
10142

……2n2

由上表可推知:
a.能层序数等于该能层所包含的能级数,如第三能层有能级3s3p3db.spdf各能级可容纳的最多电子数分别为13572倍。

1.下列叙述正确的是(A.能级就是电子层
B.每个能层最多可容纳的电子数是2n2C.同一能层中的不同能级的能量高低相同D.不同能层中的s能级的能量高低相同
解析:B同一能层中不同能级的能量高低顺序是E(ns<E(np<E(nd<E(nf……,不同能层,能级符号相同,n越大,能量越高,1s<2s<3s<4s……
2.下列能级符号表示错误的是(A.6sC.3f
B.3dD.5p
解析:C任一能层的能级总是从s能级开始,第一能层的能级数等于该能层的序数;第三能层只有3s3p3d三个能级,没有3f能级,C项错误。
构造原理与电子排布式



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1.构造原理
随着原子核电荷数的递增,绝大多数元素的原子核外电子的排布将遵循下图的排布顺序,其称为构造原理。

[特别提醒]
在多电子原子中会发生能级交错现象。2.电子排布式
(1将能级上所容纳的电子数标在该能级符号的右上角,并按照能层从左到右的顺序排列的式子,称为电子排布式。
(2实例:如MgSc的电子排布式:Mg1s22s22p63s2或简化写成[Ne]3s2
Sc1s22s22p63s23p63d14s2或简化写成[Ar]3d14s2

1.你能写出氯原子、氯离子的电子排布式、简化电子排布式吗?提示:Cl1s22s22p63s23p5,[Ne]3s23p5Cl1s22s22p63s23p6,[Ne]3s23p6
2.你能写出铁原子、铜原子的电子排布式吗?提示:Fe1s22s22p63s23p63d64s2[Ar]3d64s2Cu1s22s22p63s23p63d104s1[Ar]3d104s1

1.原子的电子排布式
(1简单原子:按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。如1s22s22p63s23p2
(2复杂原子:先按构造原理从低到高排列,然后将同能层的能级移到一起。
26Fe先排列为:1s22s22p63s23p64s23d6,然后将同一能层的能级排到一起,即该原子的电

14Si


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子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2
(3特殊原子:pdf能级处于全空、全充满或半充满状态时,能量相对较低,原子结构较稳定。如24Cr

2.离子的电子排布式
(1判断该原子变成离子时会得到或失去的电子数。
(2原子失去电子时,总是从能量高的能级失去电子,即失去电子的顺序是由外向里。一般来说,主族元素只失去它们的最外层电子,而副族和第Ⅷ族元素可能还会进一步向里失去内层电子。
(3原子得到电子而形成阴离子,则得到的电子填充在最外一个能层的某一个能级上。3.简化电子排布式
K1s22s22p63s23p64s1,其简化电子排布式可表示为[Ar]4s1,其中[Ar]代表Ar的核外电子排布式,1s22s22p63s23p6

1.下列各基态原子的电子排布式正确的是(Be1s22s12p1C1s22s22p2He1s12s1Cl1s22s22p63s23p5A.①②C.①③
B.②③D.②④
解析:D①应为Be1s22s2;③应为He1s22.下列能级按能量由低到高的顺序排列正确的是(A.3s3p3d4sC.4s3d4p5s
B.4s4p3d4dD.1s2s3s2p
解析:CA,3d4sB,4p3dD,3s2p3.写出下列原子的电子排布式:
(111Na_______________________________________________________________(216S______________________________________________________________


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(334Se________________________________________________________________(419K_______________________________________________________________(531Ga_____________________________________________________________(630Zn__________________________________________________________
解析:根据构造原理书写原子的电子排布式,注意从3d能级开始出现能级交错现象。答案:(11s22s22p63s1(21s22s22p63s23p4(31s22s22p63s23p63d104s24p4(41s22s22p63s23p64s1(51s22s22p63s23p63d104s24p1(61s22s22p63s23p63d104s2
[三级训练·节节过关]

1.宇宙中最多的元素是(A.HC.He
B.OD.N
1解析:A氢是宇宙中最丰富的元素,约占宇宙原子总数的88.6%,氦约为氢原子数的,
8它们合起来约占宇宙原子总数的99.7%以上。
2.下列各能层中包含f能级的是(A.NC.L
B.MD.K
解析:AN层包含spdf能级,M层包含spd能级,L层包含sp能级,K包含s能级。
3.下列微粒中,电子排布式为1s22s22p63s23p6的是(A.NaC.Cl

B.Mg2D.Br


解析:C该微粒的核外电子数为18,Cl符合。
4.下列各组多电子原子的能级能量高低比较中,错误的是(A.2s2pC.3s3d
B.2p3pD.4s3d
解析:D同一能层中能级的能量nsnpndnf,符号相同的能级如2p3p4p构造原理知能量4s3d,D项错误。
5.下列原子的电子排布式正确的是(A.9F1s22s22p6B.15P1s22s22p63s33p2


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C.21Sc1s22s22p63s23p64s23d1D.35Br1s22s22p63s23p63d104s24p5
解析:D氟原子2p能级应排5个电子;磷原子的3s能级应排2个电子,3p能级应排3个电子;书写电子排布式时,应将同能层的能级放到一起。
6.比较下列多电子原子中不同能级能量的高低。(11s,3d(23s,3d,3p(32p,3p,4p
解析:(1相同能层上不同能级能量的大小为nsnpndnf(2不同能层上符号相同的能级能量的大小为1s2s3s4s
答案:(11s3d(23s3p3d(32p3p4p7.根据构造原理写出下列原子或离子的核外电子排布式。
(1Ti_______________________________________________________________(2Cu2____________________________________________________________(3Kr_____________________________________________________________答案:(11s22s22p63s23p63d24s2(21s22s22p63s23p63d9(31s22s22p63s23p63d104s24p6

1.下列说法中,不符合现代大爆炸宇宙学理论的是(A.我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸B.恒星正在不断地合成自然界中没有的新元素C.氢、氦等轻核元素是自然界中天然元素之母D.宇宙的所有原子中最多的是氢元素的原子
解析:B宇宙诞生于一次大爆炸,爆炸后产生了大量的氢、氦及少量的锂,然后氢、等发生原子融合反应合成其他元素,该过程在宇宙中仍在进行,但合成的都是已知元素,且氢元素仍是宇宙中最丰富的元素。
2.符号为N的能层最多能容纳的电子数为(A.18C.50
B.32D.72

解析:B符号为N的能层是第四能层,n4,每一能层最多容纳的电子数为2n2,N能层最多能容纳的电子数为2×4232
3.表示一个原子在第三能层上有10个电子可以写成(A.s10C.3s23p63d2
B.3d10D.3s23p64s2
解析:C题目要求第三能层上有10个电子,D选项中第三能层上只有8个电子,


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错误;该元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,C项正确。
4.下列粒子中,各层电子数均达到2n2的是(A.NeArC.AlO2

B.FMg2D.ClAr



解析:BAAr,CAl,DClAr均不符合题意。
5.构造原理揭示的电子排布能级顺序,其实质是各能级能量高低,若以E表示某能级的能,下列能量高低顺序中,正确的是(
A.E(3sE(2sE(1sC.E(4fE(4sE(3d
B.E(3sE(3pE(3dD.E(5sE(4sE(4f
解析:A不同能层中能量:低能层<高能层;相同能层不同能级,E(nsE(ndE(nf,不同能层相同能级,E(1sE(2sE(3sE(4s,不同能层、不同能级,E(nsE[(n2f]E[(n1d]E(np
6.下列各原子或离子的电子排布式错误的是(A.Mg21s22s22p6B.F1s22s22p5C.Cl1s22s22p63s23p5D.As1s22s22p63s23p63d104s24p3
解析:Cs能级最多容纳2个电子,p能级最多可容纳6个电子,电子总是从能量低的能层、能级开始排列。C项中Cl的电子排布式应为1s22s22p63s23p6
7.下列各原子或离子的电子排布式正确的是(A.O21s22s22p4C.Fe[Ar]3d54s3





B.Ca[Ar]3d2
D.K1s22s22p63s23p64s1
解析:DO2的电子排布式为1s22s22p6Ca的电子排布式为[Ar]4s2Fe的电子排布式为[Ar]3d64s2
8.下列关于多电子原子核外电子排布的说法正确的是(A.各能层含有的能级数等于能层序数减1B.各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束C.各能层所含有的电子数一定是偶数
D.各能级的原子轨道数按spdf的顺序依次为1357
解析:D各能层中所含有的能级数等于其能层序数,A项错误;当为第一能层时,只含s能级,第二能层只含sp能级,B项错误;每个能层最多能填充该能层序数平方的2倍个电子,即最多是偶数,但不一定含有这些电子,H原子的K层只有1个电子。
9.比较下列能级的能量大小关系(填“>”“=”或“<”(12s____________4s(23p____________3d


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(33d____________4s(44d____________5d(52p____________3s(64d____________5f
解析:由构造原理可知:同一能层的能级能量高低顺序为nsnpndnf不同能层之间,能量会产生能级交错现象,即能层序数大的能级,其能量不一定高,3d能级具有的能量就高于4s能级所具有的能量。
答案:(1(2(3(4(5(6
10.根据构造原理写出下列原子或离子的核外电子排布式。(1O_______________(2Ca__________________(3S2______________(4Al3________________
解析:O原子有8个电子,1s2s2p顺序填充电子:1s22s22p4Ca原子有20个电子,由于4s<3d,出现能级交错,1s2s2p3s3p4s顺序填充为1s22s22p63s23p64s2S原子16个电子,1s2s2p3s3p顺序填充为1s22s22p63s23p4,S2S原子得到2个电子后形成,3p能级上填充6个电子,即其核外电子排布式为1s22s22p63s23p6Al原子有13个电子,1s2s2p3s顺序填充为1s22s22p63s23p1,Al原子失去3个电子后变成Al3,Al3的电子排布式为1s22s22p6
答案:(11s22s22p4(21s22s22p63s23p64s2(31s22s22p63s23p6(41s22s22p6

1.下列关于能层与能级的说法中正确的是(A.原子核外电子的每个能层最多可容纳的电子数为n2
B.任一能层的能级总是从s能级开始,而且能级数等于该能层序数C.同是s能级,在不同的能层中所能容纳的最多电子数是不相同的D.能级能量4s>3d
解析:BA,每一能层最多可容纳的电子数为2n2,错误;C,只要是s能级,不论哪一能层,所容纳的电子数都为2,错误;D,由构造原理知能级能量3d>4s,错误。
2.某元素原子的核外有三个能层,最外能层有4个电子,该原子核内的质子数为(A.14C.16
B.15D.17





解析:A原子核外共有三个能层,最内层只有1s能级,可容纳2个电子;第二层有2s2p两个能级,可容纳1×23×28个电子;最外层有4个电子,所以该原子核外有14个电子,又因在原子中核外电子数等于核内质子数,则核内质子数为14
3.核外电子排布中,能级会发生交错现象。以下表示的各能级能量大小关系,不符合客观事实的是(
A.3f3d3p3s

B.6s5p4d3d

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C.5f4d3p2sD.7d6d5d4d
解析:A在第三能层中没有f能级,A项不符合客观事实。4.下列各原子或离子的电子排布式正确的是(A.Al1s22s22p63s13p2B.O1s22s22p4C.Na1s22s23p6D.Si1s22s22p53s23p3
解析:BACD违反构造原理,正确写法应为Al1s22s22p63s23p1Na1s22s22p6Si1s22s22p63s23p2
5.下列表示式中错误的是(Na的电子式:[Na



]

Na的结构示意图:


Na的电子排布式:1s22s22p63s1Na的简化电子排布式:[Na]3s1A.①②C.③④
B.②③D.①④


解析:D金属阳离子的电子式即为其离子符号,Na的电子式应为Na;简化电子排布式的[]中应为该元素上一周期的稀有气体元素,[Ne]3s1
6.主族元素的原子失去最外层电子形成阳离子,主族元素的原子得到电子填充在最外层形成阴离子,下列各原子或离子的电子排布式错误的是(
A.Ca21s22s22p63s23p6C.S1s22s22p63s1

B.F1s22s22p6D.Ar1s22s22p63s23p6

解析:CS原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4,C选项错误。
7.某原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,下列说法中不正确的是(A.该元素原子中共有25个电子B.该元素原子核外有4个能层C.该元素原子最外层共有2个电子D.该元素原子M能层共有8个电子
解析:D从电子排布式看,该原子最高能级为4s能级,故有4个能层,最外层有2个电,BC正确;各能级的电子数之和为25,A正确;M层电子排布为3s23p63d5,故该层电子数13,D项错误。
8.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。若以E表示某能级的能量,


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以下各式中能量高低顺序正确的是(
A.E(5s>E(4f>E(4s>E(3dB.E(3d>E(4s>E(3p>E(3sC.E(4s<E(3s<E(2s<E(1sD.E(5s>E(4s>E(4f>E(3d
解析:B根据构造原理,各能级能量由低到高的顺序为1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p……所以A项和D项的正确顺序为E(4f>E(5s>E(3d>E(4s对于不同能层的相同能级,能层序数越大,能量越高,E(4s>E(3s>E(2s>E(1s,C项错误。
9.(1某元素的原子序数为33,则:①此元素原子的电子总数是________②有________个能层,________个能级;
③它的电子排布式为______________________________________________(2写出SiCa2Cl的电子排布式:
Si____________________________________________________________Ca2___________________________________________________________Cl___________________________________________________________解析:核电荷数=原子序数=核外电子数,故此原子的核外电子数为33;依据构造原理,能量高低顺序为4s<3d<4p,则此元素的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
答案:(133481s22s22p63s23p63d104s24p3(21s22s22p63s23p21s22s22p63s23p61s22s22p63s23p6
10.有几种元素的粒子核外电子排布式均为1s22s22p63s23p6,其中:
(1某电中性粒子,一般不和其他元素的原子反应,这种粒子的符号是________(2某粒子的盐溶液,能使溴水褪色,并出现浑浊,这种粒子的符号是________
(3某粒子氧化性很弱,但得到电子后还原性很强,且这种原子最外层只有一个电子,这种粒子的符号是______
(4某粒子还原性虽弱,但失去电子后氧化性强,且这种元素的原子得到一个电子即达稳定结构,这种粒子的符号是________
解析:符合上述核外电子排布式的电中性粒子,很难发生化学反应的应为稀有气体Ar使溴水褪色,应为还原性较强的S2,发生如下反应:S2Br2===S2Br氧化性很弱,得电子后还原性很强,应为K;得一个电子即达稳定结构的粒子应为Cl
答案:(1Ar(2S2(3K(4Cl
第二课时能量最低原理电子云与原子轨道
—————————————————————————————————————













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[课标要求]
1.了解原子核外电子的运动状态。
2.知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁,了解其简单应用。,

1.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。处于最低能量的原子叫做基态原子。
2.在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,而且它们的自旋状态相反,这个原理称为泡利原理。
3.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,而且自旋状态相同,这个规则称为洪特规则。
4.电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道,s能级只有一个原子轨
,p能级有三个原子轨道:pxpypz

能量最低原理、基态与激发态、光谱


1.能量最低原理
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。2.基态原子与激发态原子
(1基态原子:处于最低能量的原子。
(2激发态原子:基态原子的电子吸收能量后,电子跃迁到较高能级,变成激发态原子。3.光谱与光谱分析
(1原子光谱:不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,利用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱,总称原子光谱。
(2基态、激发态与光谱图示:

(3光谱分析:在现代化学中,利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素的分析方法。


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[特别提醒]
(1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。
(2日常生活中看到的灯光、激光、焰火等可见光,都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。

1.下列关于同一原子中的基态和激发态说法中,正确的是(A.基态时的能量比激发态时高B.激发态时比较稳定
C.由基态转化为激发态过程中吸收能量
D.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
解析:C激发态时能量较高,较不稳定,AB不正确;电子从较低能量的基态跃迁到较高能量的激发态时,也会产生原子光谱,D不正确。
2.电子由3d能级跃迁至4p能级时,可通过光谱仪直接摄取(A.电子的运动轨迹图像C.电子体积大小的图像
B.原子的吸收光谱D.原子的发射光谱
解析:B能量E(3dE(4p,故电子由3d能级跃迁至4p能级时,要吸收能量,形成吸收光谱。
3.对充有氖气的霓虹灯管通电,灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是(A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线C.氖原子获得电子后转变成能发出红光的物质D.在电流的作用下,氖原子与构成灯管的物质发生反应
解析:A在电流作用下,基态氖原子的电子吸收能量跃迁到较高能级,变为激发态原子,这一过程要吸收能量,不会发出红色光;而电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时,将释放能量,从而产生红色光,A项正确。
电子云与原子轨道核外电子排布规则


1.电子云
(1电子运动的特点:电子的质量小,运动速度快且没有规则,无法确定核外电子在某个时刻处于原子核外空间何处,只能确定在原子核外各处出现的概率。
(2电子云:电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形


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象化描述。小黑点越密,表示概率密度越大。
2.原子轨道
(1概念: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。(2各能级所含原子轨道数目
能级符号轨道数目电子云形状

3.核外电子的排布(1核外电子排布规则
①能量最低原理: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。②泡利原理:在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,而且它们的自旋状态相反。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优先单独占据一个轨道,而且自旋状态相同。
(2电子排布图:用方框表示原子轨道,用不同方向的箭头表示自旋状态不同的电子的式子。如:
ns1球形
np3哑铃形
nd5
nf7

[特别提醒]
(1洪特规则特例:能量相同的原子轨道在全充满(d10半充满(d5和全空(d0状态时,体系的能量较低,原子较稳定。
(2电子排布图又称为轨道表示式,在写基态原子的轨道表示式时,常出现以下错误:


1.核外电子排布的表示方法主要有哪些?
提示:主要有四种方法,即原子结构示意图、电子排布式、简化电子排布式、电子排布图。2.你能用上述方法表示硫原子的核外电子排布吗?提示:
原子结构示意图



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电子排布式简化电子排布式电子排布图


核外电子排布表示方法归纳原子结构示意图
含义示例
Na:
电子排布式
含义示例含义示例
电子排布图
含义示例
1s22s22p63s23p4[Ne]3s23p4

将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子
O2


用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数
O1s22s22p4Al1s22s22p63s23p1
把内层电子排布达到稀有气体结构的部分用稀有气体的元素符
号外加方括号表示O[He]2s22p4Al[Ne]3s23p1
每个方框表示一个原子轨道,每个箭头代表一个电子
简化电子排布式



1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”(1电子云中的小黑点表示电子的多少((2p能级中有3个相互垂直的原子轨道(
(3基态碳原子的电子排布图为
(4基态铁原子的简化电子排布式为[Ar]3d64s2(答案:(1×(2(3×(4

2.(1基态镓(Ga原子的电子排布式:________________________________________(2Fe3的电子排布式为__________________________________________________(3基态铜原子的核外电子排布式为________________________________________(4Ni23d能层电子排布图为_____________________________________________答案:(11s22s22p63s23p63d104s24p1(21s22s22p63s23p63d5



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(31s22s22p63s23p63d104s1
(4
[三级训练·节节过关]

1.以下电子排布式是基态原子的电子排布式的是(A.1s12s1C.1s22s22p63s2
B.1s22s12p1D.1s12s12p63p1
解析:C根据构造原理,基态原子的核外电子的排布总是优先占据能量低的能级,填满后再逐一填充能量高的能级。低能量的能级没填满就填高能量的能级的原子处于激发态。A,1s12s1为激发态;B1s22s12p1为激发态;D1s12s12p63p1为激发态;只有C项处于基态。
2.生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁有关的是(A.钢铁长期使用后生锈C.金属导线可以导电
B.节日里燃放的焰火D.卫生丸久置后消失
解析:B钢铁长期使用后生锈是化学变化,有电子的转移;焰火是电子由较高能量的激发,跃迁到较低能量的基态,多余的能量以光的形式释放出来;金属导线导电是自由电子的定向移动;卫生丸久置后消失是升华。
3.氢原子的电子云图中小黑点表示的意义是(A.1个小黑点表示一个电子B.黑点的多少表示电子个数的多少C.表示电子的运动轨迹
D.表示电子在核外空间出现的概率
解析:D在电子云图中,小黑点并不代表电子,小黑点代表电子在核外空间区域内出现的概,小黑点的疏密与电子在该区域出现的概率大小成正比。4.下列轨道表示式能表示基态氮原子的核外电子排布的是(

解析:C根据洪特规则,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优先


46
单独占据一个轨道,而且自旋状态相同,因此,基态氮原子2p能级上的电子排布应为
,C项正确。
5.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外围电子的电子排布图,其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是(

解析:D根据洪特规则知,电子在能量相同的原子轨道上排布时,应尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同,故排除AC两项;根据泡利不相容原理知,一个原子轨道最多容纳2个电子,且自旋方向相反,故排除B项。6.按要求完成下列填空:
(111Na的电子排布式为____________________________________________________(220Ca的最外层电子排布式为_____________________________________________(335Br的离子结构示意图为________________________________________________(48O的电子排布图为_____________________________________________________解析:11Na1s22s22p63s120Ca1s22s22p63s23p64s2,其最外层电子排布式为4s235Br的离子


8O1s22s22p4,

答案:(11s22s22p63s1(24s2(3
(4

1.下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是(A.原子核外的电子像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


46
C.p能级的原子轨道呈哑铃形,随着能层的增加,p能级原子轨道也增多D.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
解析:DA,电子云只是一种对核外电子运动的形象描述;B,核外电子并不像宏观物体的运动那样具有一定的轨道;C,p能级在任何能层均只有3个轨道。
2.
,下列说法正确的是(
①碳原子由基态变为激发态②碳原子由激发态变为基态③碳原子要从外界环境中吸收能④碳原子要向外界环境中释放能量A.①②C.①③
B.②③D.②④
解析:C核外电子排布由2s22p2转变为2s12p3,碳原子体系能量升高,由基态变为激发态,要从外界环境中吸收能量。
3.观察1s轨道电子云示意图,判断下列说法正确的是(A.一个小黑点表示1个自由运动的电子B.1s轨道的电子云形状为圆形的面
C.电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转
D.1s轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少
解析:D由电子云图可知,处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称,而且电子在原子核附近出现的概率最大,离核越远,出现的概率越小。图中的小黑点不表示电子,表示电子曾经出现过的位置。
4.基态硅原子的最外能层的各能级中,电子排布的方式正确的是(

解析:C基态硅原子的电子排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪特规则,只有C选项正确。
5.对于Fe的下列电子排布,正确的是(


46

解析:AFe原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,据洪特规则可知A正确。6.某原子核外电子排布为ns2np7,它违背了(A.泡利原理C.洪特规则
B.能量最低原理D.洪特规则特例
解析:Ap能级有三个轨道,根据泡利原理,每个轨道最多排2个电子,p能级最多排6个电子,不可能排7,故违背泡利原理。
7.下列原子中未成对电子数最多的是(A.CC.N
B.OD.Cl
解析:C本题综合考查能量最低原理、泡利原理、洪特规则。各原子的轨道表示式

碳原子有2个未成对电子,氧原子有2个未成对电子,氮原子有3个未成对电子,氯原子有1个未成对电子。
8.下列3d能级的电子排布图正确的是(

解析:BAD中同一个原子轨道内电子的自旋状态相同,违反了泡利原理;C违反


46
了洪特规则——当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单独占据一个轨道,而且电子的自旋状态相同。
9.K层有________个能级,用符号分别表示为__________L层有______个能级,用符号分别表示为______M层有________个能级,用符号分别表示为__________由此可推知n能层最多可能有________个能级,能量最低的两个能级其符号分别表示为__________,它们的原子轨道电子云形状分别为____________________
解析:此题对能层和能级的关系作了总结,有助于理解和掌握以下几个基本内容:n个能层有n个能级;核外电子的能量取决于该电子所处的能层和能级;s能级和p能级电子云的形状。
答案:11s22s2p33s3p3dnnsnp球形哑铃形
10.下表为元素周期表中第四周期的部分元素(从左到右按原子序数递增排列,根据要求回答下列各小题:K

(1在以上元素的基态原子的电子排布中,4s轨道只有1个电子的元素有________(填元素名称
(2写出Cr3的电子排布式____________________________________________(3Fe3的化学性质比Fe2稳定,其原因是______________________________
________________________________________________________________________(4前四周期元素中,基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有________种。解析:(1由核外电子排布轨道能量顺序可知,4s轨道只有1个电子,3d轨道可能为0(5(10(,1s22s22p63s23p64s11s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d104s1,分别为钾、铬、铜。
(2Cr原子失去3个电子生成Cr3,则电子排布式为1s22s22p63s23p63d3
(3Fe3的电子排布式为[Ar]3d5,Fe2的电子排布式为[Ar]3d6,Fe33d5半充满结构更稳定。
(4分周期一一讨论,第一周期中基态原子中未成对电子数为1个的是氢原子,第二周期中基态原子中未成对电子数为2个的可以是1s22s22p21s22s22p4,是碳原子或氧原子,第三周期中基态原子中未成对电子数为3个的可以是1s22s22p63s23p3,是磷原子,第四周期中基态原子中未成对电子数为4个的只能是过渡元素,符合条件的只有铁原子,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,因此共有5种元素符合题意。
答案:(1钾、铬、铜
(21s22s22p63s23p63d3([Ar]3d3








CaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGe

46
(3Fe33d轨道填充了5个电子,为半充满状态(45

1.以下表示氦原子结构的化学用语中,对电子运动状态描述最详尽的是(A.HeC.1s2
B.D.


解析:DABC三项的表示方法只能说明氦原子核外第一能层有两个电子,是不能说明这两个电子的运动状态,D项说明两个电子均在1s能级,且自旋状态相反。
2.下列各基态原子的核外电子排布表示正确的是(A.钠原子:1s22s22p7
B.铜原子:1s22s22p63s23p63d94s2C.铁原子:1s22s22p63s23p63d8D.氪原子:1s22s22p63s23p63d104s24p6
解析:DA项违背了泡利原理;B项违背了等价轨道在全空、半满、全满时是稳定状态;C项违背了能量最低原理。
3.人们把电子云轮廓图称为原子轨道,下列有关说法错误的是(
A.s电子的原子轨道都是球形的,2s电子比1s电子能量高且电子云比1s更扩散B.p电子的原子轨道都是哑铃形的,每个p能级有3个原子轨道,它们相互垂直,能量相同C.p电子能量一定高于s电子能量D.处于同一原子轨道电子,自旋状态有两种
解析:C同一电子层上p电子能量高于s电子能量,不同电子层上p电子能量不一定高于s电子能量,3s2p
4.某原子核外共有6个电子,分布在KL电子层上,其基态原子在L层分布中正确的是(

解析:DA项中2s上应有两个自旋状态相反的电子;B项中2p上两个电子自旋状态应相同;C项违背洪特规则,电子应尽可能占据不同轨道。
5.d轨道中电子排布成直接的根据是(
A.能量最低原理

,而不排布成,其最
B.泡利原理

46
C.原子轨道构造原理D.洪特规则
解析:D洪特规则表明,当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单独占据一个轨道且自旋方向相同。
6.下列电子排布式或电子排布图正确的是(
A.O原子的电子排布图:
B.Ca原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d2

C.N原子的电子排布图:
D.Br的电子排布式:[Ar]3d104s24p6


解析:DA,O原子的电子排布图违背洪特规则;B,Ca原子的电子排布式违背能量最低原理;C,N原子的电子排布图违背泡利原理。
7.下列关于能层、能级和轨道之间的关系不正确的是(A.每个能层上所有的能级数与能层的序数相等
B.每个能层(KLM上所有的轨道数对应为135C.每个能级(spd上所有的轨道数分别为135D.每个能层(n上所有的轨道总数为n2
解析:B每个能层所包含的轨道数等于该层各能级的轨道数之和,即是能层序数的平(n2,B错误,D正确。
8.下列说法正确的是(
A.原子核外电子排布式为1s2的原子与原子核外电子排布式为1s22s2的原子化学性质相
B.Fe3的最外层电子排布式为3s23p63d5

C.基态铜原子外围电子排布图为
D.基态碳原子最外层的电子排布图为
解析:B核外电子排布式为1s2的原子是He,核外电子排布式为1s22s2的原子为铍(Be,He是稀有气体元素,Be是金属元素,化学性质不相似,A错误;Fe的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,失去电子时先失最外层,再失次外层,失去3个电子变成Fe3,最外层电
3s23p63d5,B


,3d全充满,即符合洪特规则,C错误;基态碳原子的2s2p
轨道能量低,先填满2s再填2p,



46
9.ABCDE代表5种元素。请填空:
(1A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________
(2B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________
(3D元素的正三价离子的3d轨道为半充满,D的元素符号为__________,其基态原子的电子排布式为________________
(4E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______,其基态原子的电子排布式为______________________________
解析:解答此题的关键是要熟练掌握原子的核外电子排布式,并特别注意原子的几种稳定态的核外电子排布:能量相同的原子轨道在全充满(p6d10半充满(p3d5全空(p0d0状态时,体系的能量较低,原子较稳定。
答案:(1N(2ClK(3Fe1s22s22p63s23p63d64s2(4Cu1s22s22p63s23p63d104s1
10.按照下列元素基态原子的电子排布特征判断元素,并回答问题。
A原子中只有一个能层且只含1个电子;B原子的3p轨道上得到1个电子后不能再容纳外来电子;C原子的2p轨道上有1个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反;D原子第三能层上有8个电子,第四能层上只有1个电子;E原子的最外层电子排布式为3s23p6
(1写出由ABCD中的三种元素组成的化合物的化学式(至少写出5________________________________________________________________________
(2写出用上述元素组成的物质制得A的单质的化学方程式(至少写出2________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(3检验某溶液中是否含有D,可通过________反应来实现;检验某溶液中是否含有B,通常所用的试剂是________________
(4写出E的元素符号:________,要证明太阳上是否含有E元素,可采用的方法是________________________________________________________________________
解析:A只有1个能层且只含1个电子,判断AH元素;B原子3p轨道得1个电子饱和,则原有5个电子,B的电子排布式为1s22s22p63s23p5,Cl元素;C原子的电子排布图


,O元素;DK元素;EAr元素。
答案:(1KOHKClOKClO3HClOHClO3
通电(22H2O=====2H2O22K2H2O===2KOHH2(3焰色AgNO3溶液HNO3


46
(4Ar对太阳光进行光谱分析
第二节原子结构与元素的性质第一课时原子结构与元素周期表
—————————————————————————————————————[课标要求]
1.熟知原子结构与元素周期表的关系,进一步熟悉元素周期表的结构。2.能够从原子结构的角度认识元素周期表中区的划分。

1每一周期(第一周期除外都是从碱金属元素开始到稀有气体元素结束,外围电子排布从ns1ns2np6
2.各区元素原子的外围电子排布,s区:ns12p区:ns2np16d区:
(n1d19ns12ds区:(n1d10ns12
3.原子的电子层数=能级中最高能层序数=周期序数,主族元素原子的外围电子数=该元素在周期表中的主族序数,主族元素的最高正价=主族序数(OF除外,ⅢBB元素的最高正价=副族序数。

元素周期系


1碱金属元素和稀有气体元素原子的外围电子排布
周期

2.元素周期系的形成
(1随着元素原子核电荷数的递增,每一周期(第一周期除外从碱金属元素开始到稀有气体元素结束,外围电子排布从ns1递增到ns2np6但元素周期系的周期不是单调的,每一周期
碱金属
外围电子排布
2s13s14s15s16s1
稀有气体
外围电子排布
2s22p63s23p64s24p65s25p66s26p6








46
里元素的数目不总是一样多。
(2元素形成周期系的根本原因是元素的原子核外电子的排布发生周期性的重复。3周期、能级组和元素数目的对应关系
[特别提醒]
(1原子的电子层数=能级中最高能层序数=周期序数。(2主族元素原子的外围电子数=该元素在周期表中的主族序数。

1.外围电子排布为5s25p1的元素,在周期表中的位置是(A.第四周期第ⅤAC.第五周期第ⅠA
B.第五周期第ⅢAD.第四周期第ⅢA
对应能级组
1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p
对应能级组电子最大容量
28818183232
周期中所含元素的数目
28818183232
解析:B由外围电子排布知,该元素是主族元素。因为最高能层的序数=周期数,外围电子数=主族序数,所以该元素位于第五周期第A族。
2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.ⅤBC.Ⅷ族
B.ⅡBD.ⅡA
解析:D由题意推知,该元素的外围电子排布为4s2,故该元素位于第四周期第A族。

元素周期表的分区


1元素周期表的分区
按电子排布,可把周期表里的元素划分成5个区。ds区外,区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级符号。


46

2各区外围电子排布特点
分区spddsf


1PGaCr元素的最高正价是多少?提示:5、+3、+6
2FeCuZn的常见化合价是多少?提示:2、+3;+1、+2;+2

外围电子排布与元素最高正价数的关系
(1当主族元素失去全部价电子后,表现出该元素的最高化合价。最高正价=主族序数(OF除外
(2B~ⅦB族可失去ns2(n1d轨道上的全部电子,所以,最高正价数=族序数。(3Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的部分d电子,所以最高正价低于族序数(8RuOs可表现8价。
(4B族可失去ns1电子和部分次外层d电子,所以ⅠB的族数<最高正价,ⅡB只失去ns2电子,ⅡB的族序数=最高正价。

1.元素周期表中,非金属元素存在的区域为(
外围电子排布
ns12ns2np16(He(n1d19ns12(除钯外
(n1d10ns12(n2f0
14





(n1d02ns2


A.只有s

B.只有p

46
Cs区、d区和dsDs区和p
解析:Ds区存在非金属氢元素,而大部分非金属元素存在于p区。
2.已知某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,该元素在周期表中的位置(
A.第三周期Ⅷ族,pC.第四周期Ⅷ族,d
B.第三周期ⅤB族,dsD.第四周期Ⅴ族,f
解析:C3价离子的核外有23个电子,则原子核外有26个电子,26号元素是铁,位于第四周期族,位于d区。
[三级训练·节节过关]

1.电子排布式为[Ar]3d54s2的元素是(A.稀有气体C.主族元素
B.过渡元素D.卤族元素
解析:B由该原子的电子排布知该原子核外共有25个电子,即为25号元素Mn是第B族元素。
2.具有以下结构的原子,一定属于主族元素原子的是(
①最外层有3个电子的原子②最外层电子排布为ns2的原子③最外层有3个未成对电子的原子④次外层无未成对电子的原子
A.①②C.①③
B.②③D.②④
解析:C最外层有3个电子的原子,其最外层电子排布为ns2np1,属于第A族,正确;如Fe的最外层电子排布为4s2He1s2,它们都不是主族元素,错误;因最外层电子数最多不超过8,故最外层有3个未成对电子的原子其最外层电子排布应为ns2np3该元素一定为主族元素,正确;有些过渡元素的次外层也可以达到饱和状态,如Cu1s22s22p63s23p63d104s2,所以错误。
3.下列各组元素属于p区的是(A.原子序数为1,2,7的元素CFeArCl
BOSPDNaLiMg
解析:BA项中的氢位于s区;CFe位于d区;D项均位于s区。
4元素周期表长周期共有18个纵行,从左到右排为18列,即碱金属是第1列,稀有气体是第18列。按这种规定,下列说法正确的是(
A.第9列元素中没有非金属
B.第15列元素的原子最外层的电子排布是ns2np5


46
C.最外层电子排布为ns2的元素一定在第2D.第1112列为d区的元素
解析:A9列元素是过渡元素,没有非金属,A项正确;第15列元素的最外层电子排布是ns2np3B项错误;最外层电子排布为ns2的元素也可能是过渡元素或0族元素HeC项错误;1112列为ds区元素,D项错误。
5.某元素原子共有三个价电子,其中一个价电子位于第三能层d能级。(1该原子的电子排布式为__________________________________________
(2该元素的原子序数为________,在周期表中处于第________周期________族,属于________区。该元素为________(填“金属”或“非金属”元素,其最高化合价为________
解析:此题的关键是根据外围电子排布写出核外电子排布式。有三个价电子其中一个价电子在3d能级,则其他两个价电子必在4s上,外围电子排布为3d14s2,原子序数是21,在第四周期第B族,处于d区,是金属元素,最高化合价是+3
答案:(11s22s22p63s23p63d14s2(221Bd金属3

1.某元素简化电子排布式为[Xe]4f46s2,其应在(AsCd
BpDf
解析:D元素在周期表中的分区,取决于元素原子的最后一个电子所进入的能级,因最后一个电子进入f能级,所以该元素为f区元素。
2.外围电子排布为3d104s2的元素在周期表中的位置是(A.第三周期ⅦBC.第四周期ⅦB
B.第三周期ⅡBD.第四周期ⅡB
解析:D该元素的最大能层数为4,应位于第四周期,3d4s电子数之和为12应在第12列,是B族。
3.按电子排布,可把周期表里的元素划分成5个区,以下元素属于s区的是(AFeCAl
BMgDLa
解析:B周期表在分区时,依据最后一个电子所进入的能级来分,若最后一个电子进入s轨道则为s区。AFe的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,为d区;BMg的电子排布式为1s22s22p63s2,为s区;CAl的电子排布式为1s22s22p63s23p1,为p区;DLa为镧系元素,属于f区。
4.下列说法中,正确的是(As区都是金属元素

Bs区都是主族元素

46
C.稀有气体在dsD.所有非金属元素都在p
解析:Bs区包括第A族和A族,A族中含有氢元素,A项错误,B项正确;稀有气体属于p区元素,C项错误;氢元素在s区,故D项错误。
5.下列说法中错误的是(
①所有的非金属元素都分布在p②元素周期表中从ⅢB族到ⅡB10个纵行的元素都是金属元素③除氦以外的稀有气体原子的最外层电子数都是8④同一元素的各种同位素的物理性质、化学性质均相同
A.①②C.③④
B.②③D.①④
解析:D非金属元素中氢在s区,其余非金属均分布在p区;同一元素的各种同位素的化学性质均相同,但物理性质不同。
6.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
解析:B该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2原子中共39个电子,有5个电子层,最外层有2个电子,M能层有18个电子。
7.下列各组中的XY两种原子,在周期表中一定位于同一族的是(AX原子和Y原子最外层都只有一个电子
BX原子的核外电子排布式为1s2Y原子的核外电子排布式为1s22s2CX原子2p能级上有三个电子,Y原子的3p能级上有三个电子DX原子核外M层上仅有两个电子,Y原子核外N层上也仅有两个电子
解析:CA项,最外层只有一个电子的不一定在同一族,如NaCu的最外层都是一个电子,但是NaA族,而CuB族,错误;B项,X原子是He,在0族,Y原子Be,在A族,错误;D项,X原子核外M层上仅有两个电子,X是镁原子,在A族,N层上也仅有两个电子的原子除了A族的钙原子,还有锌、铁等原子,错误。
8.闪烁着银白色光泽的金属钛(22Ti因具有密度小、强度大、无磁性等优良的机械性能,被广泛地应用于军事、医学等领域,号称“崛起的第三金属”。已知钛有等核素,下列关于金属钛的叙述中不正确的是(
A.上述钛原子中,中子数不可能为22B.钛元素在周期表中处于第四周期C.钛的不同核素在周期表中处于不同的位置D.钛元素是d区的过渡元素

48Ti49Ti50Ti

46
解析:C48Ti49Ti50Ti等核素的中子数分别为262728A正确;22Ti的外围
电子排布式为3d24s2,因此钛是d区第四周期的过渡元素,故BD叙述正确;元素在周期表中的位置由其质子数决定,钛的同位素原子的质子数相同,在周期表中的同一位置,故C叙述不正确。
9.金、银、铜、铁、铝和钛均是人类大量生产和使用的金属。试回答与上述金属原子结构有关的问题:
(1上述金属中属于主族元素的有________
(2________________________________________________________________________
(3基态金原子的外围电子排布式为5d106s1,试判断金在元素周期表中位于第________周期第________族。
(4已知AgCu位于同一族,则Ag在元素周期表中位于________(“s”“p”“d”“f”“ds”
解析:(1铝属于主族元素,其余属于过渡元素。(2钛位于第四周期第B族,外围电子排布为3d24s2
(3金元素的外围电子排布为5d106s1,应位于第六周期第B族。(4Ag位于第五周期第B族,外围电子排布为4d105s1,属于ds区。
答案:(1(2(3B(4ds

10.某元素原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1,根据原子核外电子排布与元素在元素周期表中的位置关系,完成下列各题:
(1该元素处于元素周期表的第__________周期,该周期中元素种数是__________(2________________________
(3试推测该元素处于周期表的____________区,该区包括的族有__________解析:根据元素原子有4个电子层容纳了电子,则该元素处于第四周期,该周期元素原子的电子排布式为[Ar]4s123d1

10
4p16,故共有18种元素;根据轨道能量顺序和族的相对顺

序可以确定该元素位于第A族,本族元素只有一种非金属元素——硼;根据价层电子的电子排布式4s24p1可以确定该元素位于p区,由该区元素的价层电子的电子排布式为ns2np16可以确定所包括元素族的种类是第AA族、0族。
答案:(118(2A1(3pA~ⅦA族、0



46

1.下列说法不正确的是(
A.元素原子的核外电子排布呈现周期性变化是形成元素周期表的根本原因B.周期序号越大,该周期所含金属元素越多
C.所有区的名称均来自按构造原理最后填入电子的能级符号
D.周期表共18个纵列,可分为7个主族、7个副族、1个Ⅷ族、1个零族
解析:CC中,除ds区外,区的名称均来自按构造原理最后填入电子的能级符号。2.下列说法中正确的是(A.所有金属元素都分布在d区和dsB.最外层电子数为2的元素都分布在s
C.元素周期表中ⅢB族到ⅡB10个纵行的元素都是金属元素Ds区均为金属元素
解析:Cs区除H外均为金属元素,AD项错误;HeZn等虽然最外层电子数为2但却不是s区元素,B项错误;周期表中B族~B族为过渡元素,全部为金属元素,C项正确。
3.已知元素原子的下列结构或性质,能确定其在周期表中位置的是(A.某元素原子的第二电子层电子排布图为B.某元素在某种化合物中的化合价为+4C.某元素的原子最外层上电子数为6D.某元素的外围电子排布式为5s25p1
解析:DA中只能说明该元素的L层有8个电子;B项,非金属元素有多种化合价,4价不一定是其最高化合价;C项,根据最外层电子数只能确定族序数,不能确定周期数;D项,可确定该元素在第五周期A族。

4.元素XYZ在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的外围电子排布为ns(n
1

Z
Y
X
np(n
1
,则下列说法不正确的是(
AY元素原子的外围电子排布为4s24p4BY元素在周期表的第三周期ⅥACX元素所在周期中所含非金属元素最多DZ元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
解析:A因为Y元素原子的外围电子排布中出现了np能级,故其ns能级已经排满且只能为2个电子,则n12n3,即Y元素原子的外围电子排布为3s23p4A项错误,B项正确;YS元素,XF元素,第二周期所含非金属元素最多,C项正确;ZAs


46
元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3D项正确。
5我国的纳米基础研究能力已跻身于世界的前列,例如曾被选为我国年度十大科技成果之一的一项成果就是合成一种一维的纳米材料,其化学式为RN。已知该化合物中与氮粒子结合的Rn最外层电子排布为3s23p63d10,则R位于元素周期表的(
A.第三周期ⅤAC.第五周期ⅢA
B.第四周期ⅢAD.第四周期ⅤA


解析:B由化学式RNR为+3价,R3的最外层电子排布为3s23p63d10R的外围电子排布为4s24p1,位于第四周期A族。
6.最活泼的金属,最活泼的非金属,常温下呈液态的金属(价电子排布为5d106s2分别位于下面元素周期表中的(

As区、p区、dsCf区、p区、ds
Bs区、p区、dDs区、f区和ds
解析:A如果考虑放射性元素,最活泼的金属是Fr,如果不考虑放射性元素,最活泼的金属是Cs,而CsFr都属于第ⅠA族元素,位于s区;最活泼的非金属是F,位于p区;常温下呈液态的金属为HgHg属于过渡元素,其价电子排布为5d106s2,可知Hg属于第六周期第ⅡB族元素,位于ds区。
7某化学学习小组在学习元素周期表和周期的划分时提出了以下观点:①周期表的形成是由原子的结构决定的;②元素周期表中ⅠA族元素统称为碱金属元素;③每一周期的元素原子外围电子排布均是从ns1开始至ns2np6结束;④元素周期表的每一周期元素的种类均相等;⑤基态原子核外电子排布为1s22s22p31s22s22p63s23p3的两元素的原子位于同一周期;⑥周期序号越大,该周期所含金属元素一般越多。你认为正确的是(
A.①⑥C.①④⑥
B.①②③⑤⑥D.②③⑤
解析:A元素周期表的形成原因是核外电子排布呈周期性变化,而核外电子排布是由原子的结构决定的,正确;②ⅠA族元素除氢元素之外称为碱金属,错误;第一周期的元素原子价电子排布从1s1开始到1s2结束,错误;随着周期数的增多,元素种类有增多的趋势,错误;1s22s22p3位于第二周期,而1s22s22p63s23p3位于第三周期,错误;从元素周期表上不难看出,随着周期数的增多,该周期所含金属元素的种数增多,正确。
8.已知元素周期表中共有18个纵行,下图实线表示元素周期表的边界。按电子排布,可把周期表里的元素划分为几个区:s区、p区、d区、ds区等。除ds区外,其他区的名称


46
来自按构造原理最后填入电子的能级符号。

(1请在表中用实线画出s区、p区、ds区的边界线,并分别用阴影ds区。
(2有的同学受这种划分的启发,认为d区内第67纵行的部分元素可以排在另一区,你认为应排在________区。
(3请在元素周期表中用元素符号标出4s轨道处于半充满状态的元素。
解析:依据按构造原理最后填入电子的能级符号将元素周期表划分为几个区。对于24号元素,其核外价电子排布根据构造原理应该是3d44s2,而实际上是3d54s1,原因是能量相同的轨道处于全空、全充满和半充满状态时能量较低,而29号元素也正是因为这一点排成3d104s1,而不是3d94s2,故将29号、30号元素所在纵行归为ds区。所以认为d区内第67纵行的部分元素可以排在ds区是有道理的。
答案:(1

表示d区和

(2ds(3见上表
9.XYZ是ⅠA~ⅦA族的三种非金属元素,它们在周期表中的位置如图所示:
试回答:
(1X元素单质的化学式是________
(2Y元素的原子结构示意图为________YNa所形成化合物的电子式为________(3Z元素的名称是________,从元素原子得失电子的角度看,Z元素具有________性;Z________________________________________________________________________
________________________________________________________________________其价电子排布式为___________________________________________________解析:在元素周期表中,非金属位于元素周期表中的右上方,三元素均为非金属,必位AAA三个主族,则可认定X必为氟元素,Y为硫元素,Z为砷元素。

Z
Y
X

46

答案:(1F2
(3Z位于元素周期表中金属与非金属交界线附近4s24p310在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时,人们发现价电子排布相似的元素集中在一起。据此,人们将元素周期表分为五个区,并以最后填入电子的轨道能级符号作为该区的符号,如图所示。
(1s区中,族序数最大、原子序数最小的元素,原子的价电子的电子云形状为________
(2d________________________________________________________________________
(3ds区中,族序数最大、原子序数最小的元素,原子的价电子排布式为________(4pA________________________________________________________________________
(5当今常用于核能开发的元素是铀和钚,它们在____区中。
解析:(1s区包括A族和A族,族序数最大、原子序数最小的元素是Be,价电子排布式为2s2,其电子云的形状为球形。
(2d区包括BB族和族,族序数最大、原子序数最小的元素是Fe,其电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2,常见的离子是Fe2Fe3
(3ds区包括B族和B族,族序数最大、原子序数最小的元素是Zn该区元素原子价电子层结构的特征是(n1d10ns2
(4p区包括AA族和0族,第二周期A族元素是N,其价电子排布式为2s22p3答案:(1球形(2Fe21s22s22p63s23p63d6Fe31s22s22p63s23p63d5(33d104s2(4





第二课时元素周期律
—————————————————————————————————————[课标要求]
1.能说出元素电离能、电负性的含义。
2.掌握元素原子半径、电离能、电负性周期性变化的规律。3.能应用元素的电离能、电负性说明元素的某些性质。

1随着核电荷数的递增,同周期从左向右原子半径逐渐减小,同主族从上到下


46
原子半径逐渐增大。
2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。同族元素从上到下第一电离能变小,同周期元素从左向右第一电离能呈增大趋势,但AAAA之间出现反常。3电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。同周期从左到右,元素的电负性逐渐变大;同主族从上到下,元素的电负性逐渐变小。

原子半径


1影响原子半径大小的因素
(1电子的能层数:电子的能层越多,电子之间的负电排斥使原子半径增大。(2核电荷数:核电荷数越大,核对电子的引力就越大,使原子半径缩小。2原子半径的递变规律
(1同周期:从左至右,核电荷数越大,半径越小;(2同主族:从上到下,能层数越大,半径越大。[特别提醒]
(1同电子层:一般来说,当电子层相同时,随着核电荷数的增加,其原子半径(或离子半逐渐减小(稀有气体除外,有序小径大的规律。
(2同主族:一般来说,当最外层电子数相同时,能层数越多,原子(或离子半径越大。

1.你能比较出下列原子的半径大小吗?
(1CNOF(2SiCN(3LiNaKRb提示:(1r(Cr(Nr(Or(F(2r(Sir(Cr(N(3r(Lir(Nar(Kr(Rb
2.你能比较出下列离子的半径大小吗?(1FClBrI
(2NaMg2Al3FO2提示:(1r(Fr(Clr(Brr(I(2r(Al3r(Mg2r(Nar(Fr(O2

1离子半径大小比较的规律




















46
(1同种元素的离子半径:阴离子大于原子,原子大于阳离子,低价阳离子大于高价阳离子。如r(Cl>r(Clr(Fe>r(Fe2>r(Fe3
(2电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小。如r(O2>r(F>r(Na>r(Mg2







>r(Al3
(3带相同电荷的离子,电子层数越多,半径越大。如r(Li<r(Na<r(K<r(Rb<r(Cs






r(O2<r(S2<r(Se2<r(Te2
(4核电荷数、电子层数均不同的离子可选一种离子参照比较。如比较r(Kr(Mg2



可选r(Na为参照:r(K>r(Na>r(Mg2
2三看法比较粒子半径大小
(1“一看层”:先看电子层数,电子层数越多,一般微粒半径越大。
(2“二看核”:若电子层数相同,则看核电荷数,核电荷数越大,微粒半径越小。(3“三看电子”:若电子层数、核电荷数均相同,则看核外电子数,电子数多的半径大。

1.下列各组元素中,原子半径依次减小的是(AMgCaBaCOSNa
BIBrClDCNB

解析:BA项,MgCaBaB项,IBrClC项,OSNaD项,BCN
2.下列各组粒子半径大小的比较中,错误的是(AKNaLiCMg2NaF



BNaMg2Al3DClFF



解析:CA项,同一主族从上到下原子半径逐渐增大;B项,核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,半径越小;C项,应为Mg2NaFD项,ClF多一个电子层,ClFFF多一个电子,故半径大小FF
电离能


1电离能的概念
(1第一电离能: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,通常用I1表示。
(2各级电离能:+1价气态正离子失去一个电子,形成+2价气态正离子所需要的最低能量叫做第二电离能,用I2表示;+2价气态正离子再失去一个电子,形成+3价气态正离子所需要的最低能量叫做第三电离能,用I3表示;依次类推。
2第一电离能的变化规律及影响因素










46
(1变化规律
①同周期元素随着原子序数的递增,元素的第一电离能呈现增大的趋势。②同族元素从上到下第一电离能变小。(2影响因素
①同一周期:一般来说,同一周期的元素具有相同的电子层数,从左到右核电荷数增大,原子半径减小,核对外层电子的引力增大,因此,越靠右的元素,越不易失去电子,电离能也就越大。
②同一族:同一族元素电子层数不同,最外层电子数相同,原子半径增大起主要作用,半径越大,核对电子的吸引力越小,越易失去电子,电离能也就越小。
③电子排布:各周期中稀有气体元素的电离能最大,原因是稀有气体元素的原子具有相对稳定的最外层8电子(He2电子构型。某些元素具有全充满和半充满的电子构型,稳定性也较高,如Be(2s2N(2s22p3Mg(3s2P(3s23p3比同周期相邻元素的第一电离能大。
[特别提醒]
同周期从左向右,元素的第一电离能呈增大趋势,其中AAAA之间元素的第一电离能出现反常。

1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”(1第三周期所含元素中钠的第一电离能最小((2铝的第一电离能比镁的第一电离能大((3在所有元素中,氟的第一电离能最大((4钾的第一电离能比镁的第一电离能大(答案:(1(2×(3×(4×
2.下列各项中元素的第一电离能依次减小的是(AHLiNaKCNaMgAlSi
BIBrClFDSiAlMgNa
解析:AA项,四种元素处于同一主族,随着电子层数的增加,元素的第一电离能逐渐减小,A正确;B项,四种元素处于同一主族,但电子层数逐渐减小,第一电离能增大;同一周期,随着原子序数的递增加,元素的第一电离能呈增大趋势,但A族为全满结构,第一电离能较大,CD错误。
电负性


1电负性


46
(1概念
①键合电子:原子中用于形成化学键的电子。
②电负性:用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。电负性越大的原子,对键合电子的吸引力越大。
(2衡量标准
电负性是由美国化学家鲍林提出的,他以氟的电负性为4.0作为相对标准,得出了各元素的电负性。
(3递变规律
①同一周期,从左到右,元素的电负性逐渐变大;②同一主族,从上到下,元素的电负性逐渐变小。2对角线规则
在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素的电负性接近,性质相似,被称为
“对角线规则”。如:

1.前三周期元素中,哪种元素的电负性最大?提示:F
2.根据化合物SiCCCl4判断,SiCCl的电负性由大到小的顺序是什么?提示:Cl>C>Si
3.根据铝元素和氯元素的电负性差值判断,AlCl3是离子化合物还是共价化合物?提示:共价化合物。

电负性的应用归纳
(1判断金属性或非金属性的相对强弱
①金属元素的电负性一般小于1.8,非金属元素的电负性一般大于1.8,位于非金属三角区边界的“类金属”的电负性则在1.8左右,它们既有金属性,又有非金属性。
②金属元素的电负性越小,金属元素越活泼;非金属元素的电负性越大,非金属元素越活泼。
(2判断元素的化合价
①电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力弱,元素的化合价为正值;②电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力强,元素的化合价为负值。(3判断化学键的类型
①若两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7,它们之间通常形成离子键;②若两个成键元素原子间的电负性差值小于1.7,它们之间通常形成共价键。


46

1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”(1电负性是人为规定的一个相对数值,不是绝对标准((2元素电负性的大小反映了元素对键合电子引力的大小((3元素的电负性越大,则元素的非金属性越强((4同一周期电负性最大为稀有气体元素(答案:(1(2(3(4×
2电负性的大小可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度。下列关于电负性的变化规律正确的是(
A.周期表从左到右,元素的电负性逐渐变大B.周期表从上到下,元素的电负性逐渐变大C.电负性越大,金属性越强D.电负性越小,非金属性越强
解析:A同周期元素从左到右,电负性逐渐变大,同主族元素从上到下,电负性逐渐减小,电负性越大,非金属性越强。
[三级训练·节节过关]

1.元素性质呈现周期性变化的根本原因是(A.元素的电负性呈周期性变化B.元素的第一电离能呈周期性变化C.元素原子的核外电子排布呈周期性变化D.元素的金属性、非金属性呈周期性变化
解析:C元素原子的核外电子排布呈周期性变化是元素性质呈现周期性变化的根本原因。
2.下列元素中,电负性最大的是(AOCN
BBDC
解析:A同周期从左到右元素电负性逐渐增大,故氧元素的电负性最大。3.元素A的各级电离能数据如下:
电离能I/(kJ·mol1
A元素的常见价态为(


I1578
I21817
I32745
I411575
I514830
I618376

46
A.+1C.+3
B.+2D.+4
解析:C通过观察A元素的各级电离能数据,发现I4I3,即A元素最外层有3电子,常见价态为+3价。
4(安徽高考NOAlSiCu是常见的五种元素。(1Si位于元素周期表第________周期第________族。
(2N的基态原子核外电子排布式为________Cu的基态原子最外层有________个电子。(3原子半径:Al________Si;电负性:N________O(用“>”或“<”填空解析:(1Si位于元素周期表中第三周期第A族。
(2N7号元素,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p3Cu29号元素,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,故最外层有1个电子。
(3同周期元素,原子序数越大,原子半径越小,故原子半径:AlSi;同周期元素,原子序数越大,电负性越强,故电负性:NO
答案:(1A(21s22s22p31(3
5.已知元素的电负性和原子半径一样,也是元素的一种基本性质,下表给出14种元素的电负性:
试结合元素周期律知识完成下列问题:
(1________________________________________________________________________
(2由上述变化规律可推知,短周期主族元素中,电负性最大的元素是________,电负性最小的元素是________,由这两种元素形成的化合物属于________(填“离子”或“共价”化合物。
解析:(1把表中给出的14种元素的电负性按原子序数由小到大的顺序整理如下:元素原子序数电负性
Li3
Be4
B52.0
C62.5
N73.0
O83.5
F94.0
Na110.9
Mg121.2
Al131.5
Si141.8
P152.1
S162.5
Cl173.0
1.5
2.0
1.5
2.5
3.0
4.0
1.0
1.2
3.0
0.9
3.5
2.1
2.5
1.8
Al
B
Be
C
Cl
F
Li
Mg
N
Na
O
P
S
Si
1.01.5
经过上述整理后可以看出:39号元素,元素的电负性由小到大;1117号元素,元素的电负性也是由小到大。所以元素的电负性同原子半径一样随着原子序数的递增呈周期性的变化(即同周期主族元素,从左到右,电负性逐渐增大


46
(2根据上述规律不难得出短周期主族元素中,电负性最大的元素为F,电负性最小的元素为Na,两者形成的化合物——NaF为典型的离子化合物。
答案:(1元素的电负性随着原子序数的递增呈周期性的变化(或同周期主族元素,从左到右,电负性逐渐增大(2FNa离子

1.下列关于微观粒子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
解析:C由于同周期主族元素原子半径逐渐减小,故第三周期A族的原子半径不一定比上一周期A族元素原子半径大,如r(Lir(Cl。对于核外电子层结构相同的单核离子和原子,半径是不同的。质子数相同的不同单核粒子,阴离子半径>原子半径>阳离子半径。原子序数增大,原子半径不是一直增大,而是周期性变化。
2.下列各组原子中,第一电离能前者大于后者的是(ASPCNaMg
BMgAlDNeHe
解析:BSP的价电子构型分别为3s23p43s23p3,由于P原子p轨道处于半充满状态,较稳定,所以I1(SI1(PNaMgAl的价电子构型分别为3s13s23s22p1镁原子s轨道处于全充满状态,故其第一电离能最大;D项中HeNe同族,I1(HeI1(Ne
3.下列有关电离能的说法中,正确的是(A.第一电离能越大的原子失电子的能力越强
B.第一电离能是元素的原子失去核外第一个电子需要的能量C.同一周期中,主族元素原子第一电离能从左到右越来越大D.可通过一种元素各级电离能的数值,判断元素可能的化合价
解析:D第一电离能是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;元素原子的第一电离能越大,表示该元素的原子越难失去电子;从总的变化趋势上看,同一周期中元素的第一电离能从左到右逐渐增大,但有反常,如I1(NI1(O
4.如图表示前20号元素的原子序数和气态原子失去核外第一个电子所需的能量的变化关系,其中ABC各点表示的元素是(


46

ANSPCHeNeAr
BFClODSiCB
解析:C稀有气体的原子结构为稳定结构,失去一个电子所需能量是同周期元素中最高的,故ABC分别代表HeNeAr
5.钡的核外电子排布为[Xe]6s2,下列关于钡的说法不正确的是(A.其电负性比CsB.位于第六周期第ⅡAC.能与冷水反应放出氢气D.第一电离能比Cs
解析:DCs是最活泼的金属,第一电离能比钡的小。6.下列有关微粒性质的排列顺序中,错误的是(A.原子半径:NaSOB.稳定性:PH3H2SH2OC.离子半径:Al3Mg2NaD.第一电离能:OFNe
解析:C根据电子层结构相同的微粒,核电荷数越大,微粒半径越小,故离子半径:NaMg2Al3C项错误。
7.下列关于元素第一电离能的说法不正确的是(
A.钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能,故钾的活泼性强于钠B.因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小,故第一电离能必依次增大C.最外层电子排布为ns2np6(当只有K层时为1s2的原子,第一电离能较大D.对于同一元素而言,原子的电离能I1<I2<I3……
解析:B第一电离能越小,表明该元素原子越易失去电子,活泼性越强,A项正确;同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小,第一电离能一般来说依次增大,但有反常,如第一电离能:N>OMg>AlB项错误;C项所述元素为零族元素,性质稳定,第一电离能都较大。
8XY是原子序数大于4的短周期元素,XmYn两种离子的核外电子排布相同,下列说法中,正确的是(
AX的原子半径比Y










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BXY的核电荷数之差为mnC.电负性:XYD.第一电离能:XY
解析:DXmYn的核外电子排布相同,则质子数:XY,在元素周期表中,X应在Y的下一周期的左边,所以原子半径XYXY更易失电子,第一电离能X小于Y电负性X小于Y
9.根据元素周期表中完整周期元素的性质,在下列空格中填上适当的元素符号(放射性元素除外
(1在第三周期中,第一电离能最小的元素是________,第一电离能最大的元素是________
(2在元素周期表中,电负性最大的元素是__________,电负性最小的元素是________(3最活泼的金属元素是________(4最活泼的气态非金属原子是________
(5第二、三、四周期,原子最外电子层中p能级半充满的元素是________
解析:同周期中从左到右,元素的第一电离能(除第A族、第A族反常外逐渐增大,同周期中A族元素最小,稀有气体最大,故第三周期中第一电离能最小的为Na最大的为Ar。电负性的递变规律:同周期从左到右逐渐增大,同主族从上到下逐渐减小。故元素周期表中,电负性最大的元素是氟,电负性最小的为铯。
答案:(1NaAr(2FCs(3Cs(4F(5NPAs
10.今有ABCD四种元素,已知A元素是地壳中含量最多的元素;B元素为金属元素,它的原子核外KL层上电子数之和等于MN层电子数之和;C元素是第三周期第一电离能最小的元素;D元素在第三周期中电负性最大。
(1试推断ABCD四种元素的符号:
A________B________C________D________
(2写出A元素原子的核外电子排布式________;写出B元素原子核外电子排布的价电________C________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(3比较四种元素的第一电离能和电负性的大小:
第一电离能:__________________________________________________________电负性:__________________________________________________________解析:A是氧元素,B的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,是钙元素,C是钠元素,D是氯元素。




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答案:(1OCaNaCl(21s22s22p44s2

(3NaCaClONaCaClO

1.下列说法不正确的是(
A.同族元素在性质上的相似性,取决于原子价电子排布的相似性B.第一电离能越小,表示气态时该原子越易失去电子
C.元素的电负性越大,表示其原子在化合物中吸引电子能力越强D.电负性大的元素易呈现正价,电负性小的元素易呈现负价
解析:D元素原子的电负性越大,对键合电子的吸引力越大,故在化合物中,电负性大的元素易呈现负价,电负性小的元素易呈现正价。
2.在下面的电子结构中,第一电离能最小的原子可能是(Ans2np3Cns2np4
Bns2np5Dns2np6
解析:C从选项中可以看出:ns2np3ns2np4ns2np5ns2np6属于同周期元素,且原子序数依次增大,原子半径逐渐减小,第一电离能有逐渐增大的趋势。从原子核外电子排布式来看,AD达到半充满和全充满状态,稳定性较高,第一电离能也较大,所以答案应从BC中找;C项易失去一个电子,形成+1价阳离子达到半充满状态,所以正确选项为C
3.已知XY元素同周期,且电负性XY,下列说法错误的是(AXY形成化合物中X可以显负价,Y显正价B.第一电离能可能Y小于X
C.最高价含氧酸的酸性:X对应的酸性弱于Y对应的D.气态氢化物的稳定性:HmY小于HmX
解析:C电负性数值大的元素吸引电子能力强,在化合物中显负价;电负性数值小的元素吸引电子能力弱,在化合物中显正价,故A正确。根据电负性XY推知,原子序数XY;由于XY处在同一周期,第一电离能Y可能小于X,故B项正确。X对应的最高价含氧酸的酸性强于Y对应的最高价含氧酸的酸性;气态氢化物的稳定性HmY小于HmXC错误,D正确。
4.下列各组元素性质的递变情况错误的是(ANaMgAl原子最外层电子数依次增多BPSCl元素最高正价依次升高CNOF第一电离能依次增大DNaKRb电负性逐渐减小


46
解析:C一般非金属性越强第一电离能越大,但氮元素2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能比氧大。
5.已知XY是主族元素,I为电离能,单位是kJ·mol1。根据下表所列数据判断错误的是(
元素XY
I1500580
I246001800
I369002700
I4950011600

A.元素X的常见化合价是+1B.元素Y是ⅢA族的元素
C.元素X与氯形成化合物时,化学式可能是XClD.若元素Y处于第三周期,它可与冷水剧烈反应
解析:D根据表中提供的电离能的数据,可推断出X是第A族的元素,常见化合价是+1价,和氯气化合形成XCl型的氯化物,Y是第A族的元素,选项ABC均正确。Y处于第三周期时,是铝元素,不能和冷水反应,选项D错。
6.已知短周期元素的离子aA2bBcC3dD具有相同的电子层结构,则下列叙述正确的是(
A.原子半径:A>B>C>DB.原子序数:d>c>b>aC.离子半径:C3>D>B>A2D.元素的第一电离能:A>B>D>C
解析:C本题既可以用相关规律判断,又可以用具体元素进行判断。方法一:A
BCD四种元素在周期表中的相对位置关系为由此得ABCD的原子半径大小为B>A>C>DA选项错误;它们的原子序数大小顺序为a>b>d>cB选项错误;依据电子层结构相同的离子,原子序数越大,半径越小的规律来判断,C选项正确;元素第一电离能的关系为D>C>A>BD选项错误。方法二:找出相应的元素符号,如12Mg211Na7N39F,可迅速作出判断。
7.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:1s22s22p63s23p41s22s22p63s23p31s22s22p31s22s22p5则下列有关比较中正确的是(A.第一电离能:④>③>②>①B.原子半径:④>③>②>①C.电负性:④>③>②>①D.最高正化合价:④>③=②>①













46
解析:A四种元素分别为SPNF第一电离能FNPSA项正确。原子半径PSNFB项错误。电负性FNSPC项错误。F无正化合价,NSP最高正化合价分别为+5、+6、+5价,D项错误。
8.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,并完成下列问题。

(1同主族内不同元素的E值的变化特点是__________________________________________________________________________________________________________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,随着原子序数的增大,E值增大,但个别元素的E值出现反常现象。试推测下列关系式中正确的是________
E(>E(E(>E(
E(<E(E(<E(
(31molCaE________<E<________
(410号元素E值较大的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
解析:(1HLiNaK等可以看出,同主族元素随原子序数的增大,E值变小;HHeLiNeNaAr呈现明显的周期性变化。
(2从第二、三周期可以看出,第AA族元素比同周期相邻两种元素E值都低,由此可以推测出E(>E(E(>E(
(3根据同主族、同周期E值变化规律可以推测E(K<E(Ca<E(Mg
(410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随着原子序数增大,E值变小周期性(2①③(3485738
(410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
9不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用一定数值X来表示,X值越大,原子吸引电子能力越强,在所形成的分子中为带负电荷的一方。下表是某些元素的X值:


46
元素符号X元素符号X

Li0.98Na0.93
Be1.57Al1.60
B2.04Si1.90
C2.55P2.19
O3.44S2.55
F3.98Cl3.16
(1通过分析X值的变化规律,确定NMgX值范围:________X(Mg________________X(N________________
(2推测X值与原子半径的关系为________________
(3某有机化合物的结构简式为SONHH,其中SN键中,你认为共用电子对偏向________(填元素符号
(4如果X值为电负性的数值,试推断AlBr3中化学键的类型为____________________(5预测元素周期表中X值最小的元素是__________(放射性元素除外
解析:(1通过表中数据分析可知同周期从左到右,X值依次增大,同主族从上到下,X值依次减小,可判断X(NaX(MgX(AlX(BeX(Mg0.93X(Mg1.57同理,2.55X(N3.44
(2通过思考同周期、同主族元素原子半径的变化与X值的变化可得结论。
(3根据信息:X值越大,其原子吸引电子的能力越强,在所形成的分子中成为带负电荷的一方X(S2.55X(CX(NX(O2.55X(N3.44得共用电子对偏向N原子。
(4根据表中数据的变化规律可得X(BrX(Cl,因此X(BrX(Al的差值要小于X(ClX(Al的差值,故AlBr3中的化学键为共价键。
(5根据X值的变化规律,X的最小值应在元素周期表的左下角,但要注意放射性元素除外,故填Cs(
答案:(10.931.572.553.44(2原子半径越大,X值越小(3N(4共价键(5Cs

一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48
1.下列表示钠原子的符号和图示中能反映能级差别和电子自旋状态的是(A.
23NaB.11
C1s22s22p63s1


46
D.
解析:D只有电子排布图才能反映出电子的自旋状态。2.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
Cp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:C能量越高的电子在离核越远的区域内运动,也就越容易失去;电离能是原子失去电子时所要吸收的能量,能量越高的电子在失去时消耗的能量也就越少,因而电离能也就越小;同一能层p轨道电子的能量一定比s轨道电子能量高,但外层s轨道电子能量则比内层p轨道电子能量高;电子首先排布能量最低、离核最近的轨道,再依次排布离核较远、能量较高的轨道。
3.下列说法正确的是(
①电子云中的一个小黑点代表一个电子②电子云密度大的地方,说明电子在核外空间单位时间内出现的机会多③原子轨道是指原子运行的轨道s电子的电子云呈球形,p电子的电子云呈哑铃形
A.①②C.③④
B.②③D.②④
解析:D电子云中的一个小黑点代表电子在此曾出现过一次,而不代表一个电子,错误;表示不同能级上的电子出现概率的电子云轮廓图较形象地描述了电子的运动状态,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,错误。

4.下列比较正确的是(A.第一电离能:I1(P>I1(SB.离子半径:r(Al3>r(O2C.能量:E(4s>E(3dD.电负性:K原子>Na原子
解析:A同周期第一电离能A族元素大于A族元素,A正确。具有相同电子层结构的离子半径,原子序数越大半径越小,B不正确。能量E(4s<E(3dC不正确。同主族元素,自上而下电负性减小,D不正确。
5.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1s2X原子与原子核外电子排布式为1s22s2Y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




46
C2p轨道上只有两个电子的X原子与3p轨道上只有两个电子的Y原子D.最外层都只有一个电子的XY原子
解析:CA项,原子核外电子排布式为1s2X原子是稀有气体He,原子核外电子排布式为1s22s2Y原子是A族的元素原子Be,化学性质不同;B项,原子核外M层上仅有两个电子的X原子是A族的元素原子,而原子核外N层上仅有两个电子的Y原子可能是A族、副族或族元素原子,故化学性质不一定相似;C项,2p轨道上只有两个电子X原子是C原子,3p轨道上只有两个电子的Y原子是Si原子,两者化学性质相似;D项,最外层只有一个电子的原子可能是A族元素的原子,也可能是过渡金属原子,故化学性质不一定相似。
6.如图是第三周期1117号元素某些性质变化趋势的柱形图,下列有关说法中正确的(

Ay轴表示的可能是第一电离能By轴表示的可能是电负性Cy轴表示的可能是原子半径
Dy轴表示的可能是形成简单离子转移的电子数
解析:B对于第三周期1117号元素,随着原子序数的增大,第一电离能呈现增大的趋势,但MgP特殊,A项错误;原子半径逐渐减小,C项错误;形成简单离子转移的电子数依次为:Na1Mg2Al3Si不易形成离子,P3S2Cl1D错误。
7.下列说法错误的是(
Ans电子的能量不一定高于(n1p电子的能量B.如果6C的电子排布式为1s22s22p2x,则违反了洪特规则
C.如果21Sc电子排布式为1s22s22p63s23p63d3,则违反了能量最低原理D.如果22Ti电子排布式为1s22s22p63s23p10,则违反了泡利原理
AA1s2s2p3s3p4s3d4p5s……ns电子的能量一定高于(n1p电子的能量;B项,对于C原子来说,2p能级有3个能量相同的原子轨道,最后2个电子应该以自旋状态相同的方式分布在两个不同的2p轨道上,违反了洪特规则;C项,根据轨道能量高低顺序可知E(4sE(3d,对21Sc来说,最后3个电子应先排满4s轨道,再排3d轨道,应为1s22s22p63s23p63d14s2,故违反了能量最低原理;D项,对于22Ti来说,3p能级共有3个轨道,最多可以排6个电子,


46
如果排10个电子,则违反了泡利原理。
8.下列关于元素第一电离能的说法不正确的是(
A.钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能,故钾的活泼性强于钠B.因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小,故第一电离能必依次增大C.最外层电子排布为ns2np6(当只有K层时为1s2的原子,第一电离能较大D.对于同一元素而言,原子的电离能I1I2I3……
解析:B第一电离能越小,表明该元素原子越易失去电子,活泼性越强,A项正确;同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小,第一电离能呈现增大趋势,但有反常,如第一电离能:NOMgAlB项错;C项所述元素为零族元素,性质稳定,第一电离能都较大,正确;D项正确。
9锂和镁在元素周期表中有特殊“对角线”关系,它们的性质相似。下列有关锂及其化合物叙述正确的是(
ALi2SO4难溶于水
BLiN2反应的产物是Li3NCLiOH易溶于水
DLiOHLi2CO3受热都很难分解
解析:B由对角线规则知,锂与镁的性质相似。MgSO4易溶,Mg(OH2难溶,MgN2中燃烧可生成Mg3N2Mg(OH2MgCO3受热都能分解。
10下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(I1I2……表示,单位为kJ·mol1下列关于元素R的判断中一定正确的是(
IR

R的最高正价为+3R元素位于元素周期表中第ⅡAR元素第一电离能大于同周期相邻元素
R元素基态原子的电子排布式为1s22s2A.①②C.③④
B.②③D.①④
I1740
I21500
I37700
I410500
……

解析:B由表中数据可知,R元素的第三电离能与第二电离能的差距最大,故最外层有两个电子,最高正价为+2价,位于第A族,可能为Be或者Mg元素,因此不正确,正确,不确定;短周期第A(ns2np0的元素,因p轨道处于全空状态,比较稳定,所以其第一电离能大于同周期相邻主族元素,正确。
11.下列有关说法正确的是(
ACNO三种元素第一电离能从大到小的顺序是ONC
B.根据同周期元素的第一电离能变化趋势,推出Al的第一电离能比Mg


46
C.根据主族元素最高正化合价与族序数的关系,推出卤族元素最高正价都是+7DNi原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2
解析:D同一周期,第一电离能呈现增大趋势,但由于p轨道处于全空、半充满或全充满时相对稳定,这使得第A族、第A族反常,故第一电离能NOMgAlAB不正确;F的电负性最大,没有正化合价,C不正确。
12XYZ为短周期元素,X原子最外层只有一个电子,Y原子的最外层电子数比内层电子总数少4Z的最外层电子数是内层电子总数的3倍。下列有关叙述正确的是(
AY的价层电子排布式为3s23p5B.稳定性:Y的氢化物>Z的氢化物C.第一电离能:YZ
DXY两元素形成的化合物为离子化合物
解析:CY原子应该有3个电子层,最外层电子数为6,是硫元素,外围电子排布式为3s23p4Z元素是O,第一电离能OSX可能是H,也可能是LiNaH2S是共价化合物。
二、非选择题(本题包括3小题,共52
13(17原子结构与元素周期表存在着内在联系,根据已学知识,请你回答下列问题。(1指出31号元素镓(Ga在元素周期表中的位置:第________周期________族。(2______________________________
(3写出3p轨道上只有2个未成对电子的元素的符号:________________,二者电负性:____________
解析:(1根据原子序数为31,写出电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1n4,所以为第四周期,价电子排布为4s24p1只排sp轨道,为主族元素,电子数为3,所以是第A族元素。
(2原子序数最小的族元素在第四周期,价电子数为8,排布式为3d64s2,原子的电子排布式为[Ar]3d64s2
(33p轨道上有2个未成对电子时电子排布图为
外电子排布式为1s22s22p63s23p21s22s22p63s23p4,元素符号为SiS
答案:(1A(21s22s22p63s23p63d64s2[Ar]3d64s2(3SiSSSi
14(20(1基态Si原子中,电子占据的最高能层符号为________该能层具有的原子轨道数为________,电子数为________
(2依据第二周期元素第一电离能的变化规律,参照右图BF元素的位置,用小黑点标出CNO三种元素的相对位置。
(3NAlSiZn四种元素中,有一种元素的电离能数据如下:
原子的核


46

电离能In/(kJ·mol1

则该元素是________(填写元素符号
②基态锗(Ge原子的电子排布式是________Ge的最高价氯化物的分子式是________解析:(1基态Si原子中,电子占据的最高能层为第三层,符号为M,该能层中有3能级:3s3p3d,3s能级有1个原子轨道,3p能级有3个原子轨道,3d能级有5个轨道,所以该能层具有的原子轨道数为9,填充的电子数为4
(2同周期从左到右第一电离能增大,但第二周期中第A族的第一电离能比相邻的第A和第A族元素大,第A族的第一电离能大于第A族。
(3有电离能数据可知,该元素呈+3价。Ge的最高正价为+4价。
答案:(1M94(2
(3Al1s22s22p63s23p63d104s24p2GeCl4
15(15下表为周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。

I1578
I21817
I32745
I411578
…………

请回答下列问题:
(1表中属于d区的元素是________(填编号
(2写出元素⑨的基态原子的电子排布式_______________________________(3某元素的特征电子排布式为nsnnpn
________对。
(4第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如下图,其中序号“8”代表________(填元素符号;其中电负性最大的是________(填图中的序号
1
,该元素原子的最外层电子的成对电子为

解析:(2号元素是Fe元素,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2


46
(3nsnnpn
1
可知n2,则该元素是N,其最外层成对电子只有1对。
(4第三周期熔点最高的单质应是Si;电负性最大的是Cl即图中的2答案:(1(21s22s22p63s23p63d64s2(31(4Si2

第一节共价键
—————————————————————————————————————[课标要求]
1.知道共价键的主要类型,了解σ键和π键的形成特点及其本质。2.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。
1σ键的特征是轴对称,键的强度较大;π键的特征为镜像对称,一般不
σ键牢固,比较容易断裂。
2.共价单键是σ键;共价双键中有一个σ键,一个π键;共价三键中有
一个σ键和两个π键。
3.键长越短,键能越大,共价键越牢固,含有该共价键的分子越稳定,键角决定分子的空间构型,共价键具有方向性和饱和性。4.原子总数相同,价电子总数相同的等电子体,具有相似的化学键特
征和相近的化学性质。
共价键

1本质和特征
(1本质:原子之间形成共用电子对。
(2特征:饱和性——决定分子的组成;方向性——决定分子的立体构型。2类型(按成键原子轨道的重叠方式分类(1σ
形成
成键原子的s轨道或p轨道“头碰头”重叠而形成


46
s-s

类型
s-p

p-p

①以形成化学键的两原子核的连线为轴作旋转操作,共价键电子云
特征
的图形不变,这种特征称为轴对称;σ键的强度较大
(2π形成p-p

π键的电子云具有镜像对称性,即每个π键的电子云由两块组成,分别位于由原
特征
子核构成平面的两侧,如果以它们之间包含原子核的平面为镜面,它们互为镜像;π键不能旋转;一般不如σ键牢固,较易断裂


现有①N2CO2CH2Cl2C2H4四种分子(1只存在σ键的分子有哪些?(2同时存在σ键和π键的分子有哪些?
(3σ键和π键的数目之比为11的是哪种分子?提示:(1(2①②④(3

分子中σ键和π键的判断方法
(1根据成键原子的价电子数来判断能形成几个共用电子对。如果只有一个共用电子对,则该共价键一定是σ键;如果形成多个共用电子对,则先形成1σ键,另外的原子轨道形π键。
(2一般规律:共价单键是σ键;共价双键中有一个σ键,另一个是π键;共价三键中有一个σ键,另两个是π键。

1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”(1原子轨道在空间都具有方向性((2σ键是轴对称而π键是镜像对称(

由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成

46
(3一般来说,σ键比π键强度大,更稳定((4N2分子中σ键与π键的个数比是21(答案:(1×(2(3(4×
2.下列分子中,只有σ键而没有π键的是(CH4CH3CH3CH2===CH2CHCHA.①②C.③④
B.②③D.①④

键参数——键能、键长与键角


1概念和特点键参数键能键长键角
2.对分子性质的影响
概念
气态基态原子形成1mol化学键释放的
最低能量
形成共价键的两个原子之间的核间距
两个共价键之间的夹角
特点
键能越大,键越稳定,越不易断裂键长越短,键能越大,键越稳定表明共价键有方向性,决定分子的立体
结构
解析:ACH4CH3CH3中只有单键没有双键或三键,所以只有σ键而没有π键。

1.根据价键理论分析氮气分子中的成键情况?并解释N2通常稳定的原因。
提示:氮原子各自用三个p轨道分别跟另一个氮原子形成一个σ键和两个π键。N2分子中存在NN,键能大,破坏它需要消耗较大的能量,因而通常N2很稳定。
2你能比较出HFHClHBrHI稳定性大小吗?提示:HFHClHBrHI
3BF3键角是120°,你能判断出该分子的形状吗?提示:平面三角形。

(1一般地,形成共价键的共用电子对数越多,则共价键越牢固,含有该共价键的分子越


46
稳定。
(2形成共价键的原子半径越小,键长越短,共价键越牢固,含有该共价键的分子越稳定。HFHClHBrHI中,分子的共用电子对数相同(1,因FClBrI的原子半径依次增大,故共价键牢固程度HFHClHBrHI,因此,稳定性HFHClHBrHI
(3键能与键长是衡量共价键稳定性的参数,键角是描述分子立体构型的参数。一般来说,如果知道分子中的键长和键角,这个分子的立体构型就确定了。如氨分子的HNH键角107°NH键的键长是101pm,就可以断定氨分子是三角锥形分子,如图。

1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”(1键角是描述分子立体结构的重要参数((2键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关((3键能越大,键长越长,共价化合物越稳定((4键角的大小与键长、键能的大小无关(答案:(1(2(3×(42.下列说法正确的是(
A.键能越大,表示该分子越容易受热分解B.共价键都具有方向性
C.在分子中,两个成键的原子间的距离叫键长
DHCl键的键能为431.8kJ·mol1HBr键的键能为366kJ·mol1这可以说明HClHBr分子稳定
解析:D键能越大,分子越稳定,A错误,D正确;HH键没有方向性,B错误;形成共价键的两个原子之间的核间距叫键长,C错误。

等电子原理


1等电子原理:原子总数相同、价电子总数相同的分子具有相似的化学键特征,它们的许多性质是相近的。
2.等电子体:满足等电子原理的分子称为等电子体。如CON2具有相同的原子总数




46
和相同的价电子总数,属于等电子体,它们的许多性质相似。

1.你能写出与CO2互为等电子体的一种分子和一种阳离子吗?提示:CS2N2ONO2
2.你能写出与NO3互为等电子体的一种阴离子和一种分子吗?
3
提示:CO23BO3BF3SO3(g




(1等电子体的寻找方法
①将粒子中的两个原子换成原子序数分别增加n和减少n(n1,2的原子,N2CON3CNO均互为等电子体。
②将粒子中一个或几个原子换成原子序数增加(或减少n的元素的带n个单位电荷的阳离子(或阴离子,如N2ON3互为等电子体。
③同主族元素最外层电子数相等,故可将粒子中原子换成同主族元素原子,O3SO2
互为等电子体。
(2常见的等电子体
类型
二原子10电子的等电子体三原子16电子的等电子体三原子18电子的等电子体四原子24电子的等电子体五原子32电子的等电子体

1.根据等电子原理判断,下列各对粒子中互为等电子体的是(SO2O3CO2NO2CS2NO2PCl3NF3
A.①②C.③④
B.②③D.①④




实例
N2CONOC22CNCO2CS2N2ONO2N3BeCl2(g
NO2O3SO2
3
NO3CO23BO3BF3SO3(g3SiF4CCl4BF4SO24PO4











解析:D由题中信息可知,只要计算出分子中各原子的最外层电子数之和即可判断。C的最外层电子数为4NP的最外层电子数为5OS的最外层电子数为6SO2O3PCl3NF3互为等电子体。
2下列物质属于等电子体的一组是(


46
CH4NH4B3H6N3C6H6FMgH2OCH4A.①②C.①③
B.②③D.②④


解析:A等电子体要具备两个条件:一是粒子的原子总数相同,二是粒子的价电子总数相同。分析可知①②两组属于等电子体,FMg的价电子总数不同,H2OCH4的原子总数不相同。

[三级训练·节节过关]

1.下列说法中,不正确的是(
Aσ键比π键的重叠程度大,形成的共价键强度大B.两个原子之间形成共价键时,最多有一个σC.气体单质中,一定有σ键,可能有πDN2分子中有一个σ键、2π
解析:C从原子轨道重叠程度看,π键轨道的重叠程度比σ键轨道的重叠程度小,故一般π键的稳定性弱于σ键;在单质分子中存在σ(Cl2H2π(N2中存在σπ;稀有气体为单原子分子,不存在化学键。
2关于乙醇分子的说法正确的是(A.分子中共含有8个极性键C.分子中只含σ
B.分子中不含非极性键D.分子中含有1π
解析:C乙醇的结构式为CHHHCHHOH,共含有8个共价键,其中CHCOOH键为极性键,共7个,CC键为非极性键。由于乙醇分子中只有单键,故无π键。
3NH键键能的含义是(
A.由NH形成1molNH3所放出的能量B.把1molNH3中的共价键全部拆开所吸收的能量C.拆开约6.02×1023NH键所吸收的能量D.形成约1NH键所放出的能量
解析:CNH键的键能是指形成1molNH键放出的能量或拆开1molNH吸收的能量,不是形成1NH键释放的能量。1molNH3分子中含3molNH键,1molNH3或形成1molNH3中的全部共价键,吸收或放出的能量应是NH键键能的3倍。
4已知通常分子中所含的键能越大,分子越稳定。参考下表中化学键的键能数据,判断下列分子中,受热时最不稳定的是(


46
化学键键能/(kJ·mol1

A.氢气C.溴化氢

HH436.0
HCl431.8
HBr366
HI298.7
B.氯化氢D.碘化氢
解析:DHI键的键能最小,分子最不稳定。
5美国物理化学家Langmuir提出:“凡原子数与价电子总数均相等的物质,其结构相同,物理性质相近”,称为等电子原理。相应的物质,互称为等电子体。化学科学家常用“等电子体”来预测不同物质的结构与性质。例如,CH4NH4有相同的价电子数及空间构型。请你根据等电子原理在下表空格处填上相应的化学式:
CH4NH4


N2H26

CO23

NO2

C2O24

解析:等电子体要求必须是具有相同的原子总数和价电子总数,分子与离子也可以是等电子体。表中第一列的CH4NH4是含有5个原子和8个价电子的等电子体,同理可得其他几组答案。
答案:
CH4NH4


C2H6N2H26

CO23NO3


CO2NO2

C2O24N2O4

6.WXYZ是周期表前36号元素中的四种常见元素,其原子序数依次增大。WY的氧化物是导致酸雨的主要物质,X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子,Z能形成红色(或砖红色Z2O和黑色的ZO两种氧化物。
(1W2________σ________πWH2O(g________(填“强”或“弱”
(2Y的基态原子价电子轨道排布式是__________Y的第一电离能比X________(“大”或“小”
(3YZ________________________________________________________________________
________________________________________________________________________解析:WY的氧化物是导致酸雨的主要物质,且原子序数:YW,则W为氮元素、Y为硫元素;X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子,则X原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1X为铝元素;Z能形成红色(或砖红色Z2O和黑色的ZO两种氧化物,则Z为铜元素。
答案:(112(2



46

(3Cu2H2SO4(=====CuSO4SO2↑+2H2O

1下列分子中的σ键是由一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是(
AH2CCl2
BHClDN2
解析:BH2中的σ键是s­sσ键,Cl2N2中的σ键都是p­pσ键。2σ键的认识不正确的是(Aσ键不属于共价键,是另一种化学键Bs­sσ键与s­pσ键的对称性相同
C.分子中含有共价键,则至少含有一个σ
D.含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同
解析:AA项,σ键属于共价键;B项,s­sσ键与s­pσ键都属于σ键,对称性相同;D项,π键容易断裂,而σ键不易断裂,所以含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同。
3下列物质的分子中既有σ键,又有π键的是(HClH2ON2H2O2C2H4C2H2A.①②③C.①③⑥
B.③④⑤⑥D.③⑤⑥
解析:DN2分子中有三个共价键:一个σ键,两个π键;C2H4中碳碳原子之间有两个共价键:一个σ键,一个π键;C2H2中碳碳原子之间有三个共价键:一个σ键,两个π键。
4.下列说法中正确的是(
A.双原子分子中化学键键能越大,分子越稳定B.双原子分子中化学键键长越长,分子越稳定C.双原子分子中化学键键角越大,分子越稳定D.在双键中,σ键的键能要小于π
解析:A在双原子分子中没有键角,C错误;当共价键键能越大、键长越短时,分子越稳定,A正确,B错误;一般σ键的重叠程度要大于π键,σ键的键能大于π键,D误。
5.根据等电子原理,下列分子或离子与NO3有相似结构的是(SO3BF3CH4NO2A.①②C.③④
B.②③D.②④



46
解析:ANO34原子,24(56×3124个价电子(最外层电子数的粒子,与其原子数相同的只有SO3的价电子数为6×424BF3的价电子数为37×324SO3BF3NO3是等电子体,结构相似。
6.根据下表中所列的键能数据,判断下列分子中最不稳定的是(
化学键键能/(kJ·mol1
A.HClCH2



HH436.0
HCl431.8
HBr366
BrBr193.7
BHBrDBr2
解析:D键能越小,键长越长,共价键越不牢固,分子越不稳定。7.下列各组物质化学性质不相似的是(AHFH2OCCON2
BNH3PH3DH3ONH3


解析:ANH3PH3CON2H3ONH3都是等电子体,化学性质相似。8.下列说法正确的是(
A.若把H2S分子写成H3S分子,违背了共价键的饱和性BH3O离子的存在,说明共价键不应有饱和性C.所有共价键都有方向性
D.两个原子之间形成共价键时,可形成多个σ
解析:A由于S原子最外层有6个电子,故最多与2H原子结合,所以根据共价键饱和性,将H2S写为H3S不正确;共价键不一定都具有方向性,如H2分子中的HH,因H原子只有1s轨道,1s为球形对称,所以两个H原子成键时沿任何方向重叠形成的共价键都相同;两个原子形成共价键时只能形成一个σ键。
9(1如图,写出下列价键的名称,并各举一例说明含有这种价键类型的物质。



化学键类型举例








46
(2某有机物的结构式:
则分子中有________σ键,________π键。
解析:(1①②③中的原子轨道是头碰头重叠,属于σ键,④⑤中的原子轨道是并肩重叠,属于π键;(2共价双键有一个σ键、一个π键,共价三键有一个σ键、两个π
键,故中有7σ键,3π键。

答案:(1
化学键类型举例(273
10.某些共价键的键能数据如下表(单位:kJ·mol1
共价键键能共价键键能
HH436II151
ClCl243NN946
BrBr193HO463
HCl432HN393
HI298

s­sσH2
s­pσHCl
p­pσCl2
pz-pzπN2
py-pyπN2
(11molCl2分解为气态原子时,需要________(“吸收”或“放出”________kJ能量。
(2由表中所列化学键形成的单质分子中,最稳定的是________最不稳定的是________形成的化合物分子中最稳定的是________
(3试通过键能数据估算下列反应的反应热:H2(gCl2(g===2HCl(gΔH______________
解析:(1键能是指气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量,新键形成释放能量,则旧键断裂吸收能量,根据能量守恒定律,断开1molClCl键吸收的能量等于形成1molClCl键释放的能量。
(2键能越大,化学键越稳定,越不容易断裂,化学性质越稳定,因此最稳定的单质为N2,最不稳定的单质是I2,最稳定的化合物是H2O,最不稳定的化合物是HI
(3ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和=(4362432×432kJ·molkJ·mol1


1
=-185

46
答案:(1吸收243(2N2I2H2O(3185kJ·mol1

1.下列说法正确的是(
Aπ键是由两个p电子“头碰头”重叠形成的Bσ键是镜像对称,而π键是轴对称
C.乙烷分子中的键全为σ键,而乙烯分子中含有σ键和πDH2分子中含σ键,而Cl2分子中除σ键外还含有π
解析:C原子轨道以头碰头方式相互重叠形成的共价键为σ键,以肩并肩方式相互重叠形成的共价键为π键;σ键是轴对称,而π键是镜像对称;分子中所有的单键都是σ键,双键和三键中均含σ键和π键。
2下列说法正确的是(A.键角越大,该分子越稳定
B.共价键的键能越大,共价键越牢固,含有该键的分子越稳定CCH4CCl4中键长相等,键角不同D

C

错误!C键由σ键和π键组成,CC键为σ键,故CC键的键能小于CC键的2倍。
3.下列有关化学键类型的判断正确的是(
A.全部由非金属元素组成的化合物中肯定不存在离子键B.所有物质中都存在化学键
C.已知乙炔的结构式为HCCH,则乙炔分子中存在2σ(CH3π(CC
D.乙烷分子中只存在σ键,即6CH键和1CC键都为σ键,不存在π解析:DNH4Cl全部是由非金属元素组成的,却存在离子键,A项错误;稀有气体原子达到稳定结构,为单原子分子,不存在化学键,B项错误;单键都为σ键,乙烷的结构
式为,6CH键和1CC键都为σ键,D项正确;共价双键中有一个

σ键,另一个为π键,共价三键中有一个为σ键,另外两个为π键,故乙炔分子中有2C—Hσ键,CC键中有1σ键、2π键,C项错误。
4.氰气的化学式为(CN2,结构式为NCCN,性质与卤素相似,下列叙述正确的(
A.分子中既有极性键,又有非极性键B.分子中NC键的键长大于CC键的键长


46
C.分子中含有2σ键和4πD.不和氢氧化钠溶液发生反应
解析:A分子中NC键是极性键,CC键是非极性键;成键原子半径越小,键长越短,N原子半径小于C原子半径,故NC键比CC键的键长短;(CN2分子中含有3σ键和4π键;由于与卤素性质相似,故(CN2可以和氢氧化钠溶液反应。
5.下列说法中正确的是(
A.分子中键能越大,键长越短,则分子越稳定B.只有非金属原子之间才能形成共价键
C.水分子可表示为HOH,分子中键角为180°
DHO键键能为463kJ·mol118g水分子生成H2O2时,放出的能量为2×463kJ
解析:A在分子中键能越大,键长应越短,分子越稳定,A正确;B中有些金属元素也可形成共价键;C中水分子的两个OH键的键角小于180°,其分子结构式虽为HOH,但不能表示分子结构的真正立体构型;D中给出的HO键的键能是破坏1molHO键所吸收的能量,在H2O分子中有两个HO键,应吸收能量2×463kJ,而当HO分别形成H2O2,成键时需放出能量,所以反应放出的总能量应是它们的代数和,故D误。
6.下列有关σ键和π键的说法错误的是(
A.含有π键的分子在反应时,π键是化学反应的积极参与者B.当原子形成分子时,首先形成σ键,可能形成π
C.有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键,不能形成πD.在分子中,化学键可能只有π键而没有σ
解析:D由于π键的强度一般小于σ键的强度,所以反应时π键比σ键易断裂,A项正确;分子的形成是为了使其能量降低,首先形成σ键,再根据成键原子的核外电子排布判断是否有π键形成,B项正确;H原子形成分子时,只能形成σ键,不能形成π键,C正确;原子跟其他原子首先形成σ键,故分子中不可能只有π键而没有σ键。
7B3N3H6C6H6是等电子体,则下列说法不正确的是(AB3N3H6能发生加成反应和取代反应BB3N3H6具有碱性
CB3N3H6各原子在同一平面上
DB3N3H6不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
解析:B苯分子所有原子都在同一平面上,能发生加成反应和取代反应,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,也不具有碱性,而B3N3H6具有相似的性质,故B错误。
8.下面是从实验中测得的不同物质中氧氧键的键长和键能的数据:



46
OO
数据
键长/10
12
O22149x

O2128y

O2121z494
O2112w628

m

键能/(kJ·mol1
其中xy的键能数据尚未测定,但可根据规律推导出键能的大小顺序为wzyx则该规律是(
A.成键所用的电子数越多,键能越大B.键长越长,键能越小
C.成键所用的电子数越少,键能越大D.成键时共用电子越偏移,键能越大
解析:B观察表中数据发现,O2O2的键能较大者,键长短,O22OO的键长O2中的长,所以键能小。按键长由短到长的顺序为O2O2O2O22,则键能大小顺序应为wzyx
9根据氢分子的形成过程示意图回答问题。







(1HH键的键长为________,①~⑤中,体系能量由高到低的顺序是________(2下列说法中正确的是________A.氢分子中含有一个π
B.由①到④,电子在核间出现的概率增大C.由④到⑤,必须消耗外界的能量D.氢分子中含有一个极性共价键(3已知几种常见化学键的键能如下表:
化学键键能/(kJ·mol1请回答下列问题:
①比较SiSi键与SiC键的键能大小(填“>”“<”或“=”x________226kJ·mol
1

SiO368
HO467
OO498
SiSi226
SiCx

H2被喻为21世纪人类最理想的燃料,而更有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未
来的石油”的观点。已知1mol单质硅含有2molSiSi键,1molSiO24molSiO键,


46
试计算:每千克H2燃烧(生成水蒸气放出的热量约为________;每摩尔硅完全燃烧放出的热量约为________
解析:(1可以直接从图上有关数据读出,HH键的键长为0.074nm;体系能量由高到低的顺序是①⑤②③④(2氢分子中只含有一个σ键,A错误;共价键的本质就是高概率的出现在两个原子核之间的电子与两个原子核之间的电性作用,B正确;已经达到稳定状态,C正确;氢分子中只含有一个非极性共价键,D错误。(3SiSi键的键长比SiC键的键长长,键能小。从图上读出,HH键的键能为436kJ·mol1,每千克H2燃烧(生成水蒸气1放出的热量约为1000g÷2g·mol1×(467kJ·mol1×2436kJ·mol1×1498kJ·mol1×
2124500kJ;每摩尔硅完全燃烧放出的热量约为368kJ·mol1×4498kJ·mol1×1226kJ·mol1×2522kJ
答案:(10.074nm①⑤②③④(2BC(3①>124500kJ522kJ
10.氮可以形成多种离子,如NO3NH2N3NH4N2H5N2H26等,已知N2H5N2H26是由中性分子结合质子形成的,类似于NH4,因此有类似于NH4的性质。
(1写出N2H26与碱溶液反应的离子方程式:____________________________________________________________________________________________________(2NH2的电子式为________(3N3________个电子。
(4写出与N3是等电子体的物质的化学式________(两种
(5据报道,美国科学家卡尔·克里斯特于199811月合成了一种名为“N5的物质,由于其具有极强的爆炸性,又称为“盐粒炸弹”。迄今为止,人们对它的结构尚不清楚,只知道“N5实际上是带正电荷的分子碎片,其结构是对称的,5N排成V形。如果5N结合后都达82NN“N5________________________________________________________________________
解析:(1由题给信息可知,N2H26是由N2H4与两个H结合而形成的,所以它与OH应时的物质的量之比为12(2NH2中氮原子最外层5个电子中的2个电子与2个氢原子形成共价键,氮再得到1个电子达到相对稳定结构,其电子式为[HN
,H](3N3是由






















3个氮原子结合后再得到1个电子而形成的,所以应该有22个电子。(4N3是等电子体的物质应该也是由3个原子组成,且最外层电子总数为16的粒子,N2OCO2等。(5“N5中含有2NN,可得在中间还有一个氮原子,此氮原子与NN一端的氮原子形成一个配位键,同样与另一个NN一端的氮原子形成一个配位键,这样可得形成氮氮三键的4氮原子都达到8电子的稳定结构,此时中间的氮原子最外层就有9个电子,很不稳定,会失1个电子而达到8电子的稳定结构,所以可得“N5应该是带有一个单位的正电荷。


46
答案:(1N2H262OH===N2H42H2O(2
(322

(4N2OCO2(其他合理答案也可(5一个单位的正电荷
第二节分子的立体构型第一课时价层电子对互斥理论
—————————————————————————————————————[课标要求]
1.认识共价分子结构的多样性和复杂性。
2.能根据价层电子对互斥理论判断简单分子或离子的构型。
1常见分子的立体构型:CO2呈直线形,H2OV形,HCHO呈平面三角形,NH3
呈三角锥形,CH4呈正四面体形。
2.价层电子对是指中心原子上的电子对,包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对。中心原子形成几个σ键就有几对σ键电子对,而中心原子上的孤电子对数1
可由下式计算:(axb,其中a表示中心原子的价电子数,x表示与中心原子
2结合的原子数,b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。
3价层电子对为2时,VSEPR模型为直线形;价层电子对为3时,呈平面三角形;价层电子对为4时,呈四面体形,由此可推测分子的立体构型。
形形色色的分子

1三原子分子的立体构型有直线形和V形两种化学式CO2
电子式

结构式O===C===O
键角180°
立体构型

立体构型名称直线形

H2O



105°

V
2四原子分子大多数采取平面三角形和三角锥形两种立体构型


46
化学式电子式结构式键角立体构型
立体构型名

CH2O


NH3



120°

平面三角形
107°

三角锥形
3五原子分子的可能立体构型更多,最常见的是正四面体化学式
电子式
结构式
键角
立体构型
立体构型名称
CH4

CCl4



109°28

正四面体形
109°28

正四面体形

1.下列分子的立体结构模型正确的是(
A
B
C
D



解析:DCO2分子是直线形,A项错误;H2O分子为V形,B项错误;NH3分子为三角锥形,C项错误;CH4分子是正四面体结构,D项正确。
2.硫化氢(H2S分子中,两个HS键的夹角都接近90°,说明H2S分子的立体构型为________________;二氧化碳(CO2分子中,两个C===O键的夹角是180°,说明CO2分子的立体构型为______________甲烷(CH4分子中,任意两个CH键的夹角都是109°28′,CH4分子的立体构型为__________________
解析:用键角可直接判断分子的立体构型。三原子分子键角为180°时为直线形,小于180°时为V形。五原子分子键角约109.5时,立体构型为正四面体形。
答案:V直线形正四面体形
价层电子对互斥理论


46


1价层电子对互斥理论(VSEPR
分子中的价层电子对包括σ键电子对和中心原子上的孤电子对,由于电子对的相互排斥作用,而趋向尽可能彼此远离,分子尽可能采取对称的立体构型,以减小斥力。
2价层电子对的确定方法

(1a表示中心原子的价电子数。对主族元素:a=最外层电子数;对于阳离子:a=价电子数-离子电荷数;对于阴离子:a=价电子数+|离子电荷数|(2x表示与中心原子结合的原子数。
(3b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数,氢为1,其他原子=8-该原子的价电子数。
3VSEPR模型预测分子或离子的立体构型(1中心原子上的价电子都用于形成共价键的分子ABn价层电子对数电子对排布方式立体构型名称键角实例
(2中心原子上有孤电子对的分子
对于中心原子上有孤电子对(未用于形成共价键的电子对的分子,中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间,并互相排斥使分子呈现不同的立体构型。


直线形180°CO2
平面三角形
120°BF3

正四面体形109°28CH4
__2__
__3__
__4__
n2
n3
n4


46
化学式
含孤电子对的VSEPR模型
分子或离子的立体构

分子或离子的立体
构型名称
H2O

NH3

HCNH3O

SO2

[特别提醒]


V



三角锥形
直线形

三角锥形

V
VSEPR模型与分子的立体构型不一定一致,分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型,不包括孤电子对(未用于形成共价键的电子对。两者是否一致取决于中心原子上有无孤电子对,当中心原子上无孤电子对时,两者的构型一致;当中心原子上有孤电子对时,两者的构型不一致。

1.价层电子对数是234的分子或离子所对应的VSEPR模型是什么?提示:
价层电子对数
234

2VSEPR模型是四面体形的分子或离子其立体构型是否一定是四面体形?提示:不一定,还有可能是三角锥形或V形。

σ键电子对

孤电子对
价层电子对数
电子对的排列方式
VSEPR模型
分子或离子的立体构型
实例
VSEPR模型直线形平面三角形正四面体形


46
HgCl2
2
0
2

直线形
直线形
BeCl2CO2
3
0
3
2
1

4
0

3
1
4

2

1.用价层电子对互斥理论判断SO3的分子构型为(A.正四面体形C.三角锥形
BVD.平面三角形
2

V
H2O
四面体形
三角锥形正四面体形

三角形
V
SnBr2PbCl2CH4CCl4NH3NF3
平面三角形
BF3BCl3
解析:DSO3S原子的价层电子对数为3其全部用于形成共价键,S原子周围有3个氧原子,属于平面三角形。
2.连线题。
VSEPR模型分子或离子立体构型A.正四面体BF3a.直线形B.直线形NH4


B.平面三角形
C.平面三角形SO23c.正四面体D.四面体BeCl2
D.三角锥形
答案:AcBaCbDd
[三级训练·节节过关]

1.下列分子的立体构型是正四面体形的是(ACH4CH2O
BNH3DC2H4
解析:A氨分子是三角锥形,水分子是V形,乙烯分子是平面形。


46
2.下列分子中,所有原子不可能共处在同一平面上的是(AC2H2CNH3
BCS2DC6H6
解析:CC2H2CS2分子为直线形,C6H6分子为平面正六边形,所有原子共平面;NH3分子为三角锥形,所有的原子不可能在同一平面上。
3.下列分子或离子的中心原子,带有一对孤电子对的是(AH2OCCH4
BBeCl2DPCl3
解析:D方法一:选项中四种物质的电子式依次为

H2O2对孤电子对,BeCl2CH4没有孤电子对,PCl3有一对孤电子对。
1
方法二:将选项中各物质的数据代入公式:中心原子上的孤电子对数=(axb,经计
2算知,选项中原子上的孤电子对数依次为2001
4.根据等电子原理,下列各组分子或离子的空间构型不相似的是(ASO2O3CH3ONH3

BNH4CH4DCO2H2O


解析:DA项中,SO2O3的立体构型均为V形;B项中,NH4CH4的立体构型均为正四面体形;C项中,NH3H3O立体构型均为三角锥形;D项中,CO2为直线形,而H2OV形,D项符合题意。
5.用价层电子对互斥理论推测下列分子或离子的立体构型
分子或离子BeCl2SCl2PF3NH4SO23

解析:根据各分子的电子式和结构式,分析中心原子的孤电子对数,依据中心原子连接的原子数和孤电子对数,确定VSEPR模型和分子的立体构型。
分子或离子
中心原子孤电
价层电子对
VSEPR
立体构型名


VSEPR模型名称

立体构型名称



46
子对数
BeCl2SCl2PF3NH4SO23
答案:
分子或离子BeCl2SCl2PF3NH4SO23


24444
型名称直线形四面体形四面体形四面体形四面体形
直线形V三角锥形正四面体形三角锥形
02101
VSEPR模型名称
直线形四面体形四面体形四面体形四面体形

立体构型名称直线形V三角锥形正四面体形三角锥形
1.下列分子中,所有原子均处于同一平面上的是(ACH2OCCF4
BP4DNCl3
解析:AP4为空心正四面体形,CF4为正四面体形,NCl3为三角锥形,只有A项的所有原子在同一平面上。
2.下列分子或离子中,不含有孤电子对的是(AH2OBH3OCNH3DNH4
解析:DH2O2对孤电子对,H3ONH31对孤电子对,NH4没有孤电子对。3.下列分子的空间构型是正四面体形的是(CH4NH3CF4SiH4C2H4CO2A.①②③C.②④⑤
B.①③④D.①③⑤




解析:BCSi价层电子都是ns2np2结构,在CH4CF4SiH4分子中,CSi原子参与成键时都是形成了四个共价单键,故它们的空间构型都是正四面体形。而NH3CO2C2H4分子的空间构型分别是三角锥形、直线形、平面形。
4.用VSEPR模型预测下列分子构型与H2O相似,都为V形的是(OF2BeCl2SO2CO2
A.①②B.②③C.①③D.②④


46
1
解析:COF2中价层电子对数为2(62×14,其VSEPR模型为四面体形,因
21
2对孤电子对,故分子构型为V形;SO2价层电子对数为2(62×23,其VSEPR
2为平面三角形,含有一对孤电子对,分子构型为V形;BeCl2CO2中,中心原子价电子全部成键,是直线形。
5.用价层电子对互斥理论判断NO3的立体构型(A.正四面体C.三角锥形
BVD.平面三角形

1
解析:DNO3中,中心原子N上的价层电子对数为×(513VSEPR模型为平
2面三角形,又因为其孤电子对数为0,即价层电子对全部用于形成σ键,故NO3为平面三角形。
6.下列分子中,价层电子对互斥模型与分子的立体结构模型相同的是(CH2OCO2NCl3H2SA.①②C.③④
B.②③D.①④

解析:A两种模型相同,说明中心原子的价电子均参与成键,无孤电子对存在。7.用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体构型,其中不正确的是(ANH4为正四面体形CHCN为折线形(V


BCS2为直线形DPCl3为三角锥形
解析:CNH4CS2HCNPCl3结构中价层电子对数分别为4对、2对、2对、4对,VSEPR模型分别为正四面体形、直线形、直线形、四面体形,其中前三者中心原子均参与成键,立体构型就是VSEPR模型,PCl3分子中有1对孤电子对,所以立体构型为三角锥形。
8.在以下的分子或离子中,其空间结构不是三角锥形的是(ANF3CBCl3
BCH3DH3O

解析:C根据价电子对互斥理论,B原子与Cl原子形成三对价电子对,故应是平面三角形结构;其他中心原子均有4对共用价电子对,故应是四面体结构,又由于均含有1未成键电子对,故均为三角锥形结构。
9.用价层电子对互斥理论推测下列分子(或离子的空间构型:(1H2S(2NH2(3CHCl3(4SiF4
解析:根据原子的最外层电子的排布,可以判断出本题分子的中心原子含有的孤对电子对数和结合的原子数为:



46
化学式中心原子含有孤对电子对数中心原子结合的原子数

H2S2
NH22

CHCl30
SiF40
2244
根据上述的数据不难判断出各种分子的空间构型。答案:(1H2SV(2NH2V(3CHCl3为四面体形(4SiF4为正四面体形
10.有下列分子或离子:①CS2,②PCl3,③H2S,④CH2O,⑤H3O,⑥NH4,⑦BF3SO2
粒子的立体构型为直线形的有________粒子的立体构型为V形的有______;粒子的立体构型为平面三角形的有______;粒子的立体构型为三角锥形的有______;粒子的立体构型为正四面体形的有________
解析:中心原子上孤电子对数及粒子的立体构型如下表。
ABnAB2AB3AB4AB2AB3AB2
120
中心原子孤电子对数
分子或离CS2CH2OBF3NH4SO2PCl3H3O
H2S




分子或离子的立体构型直线形平面三角形正四面体V三角锥形V
答案:③⑧④⑦②⑤

1.用价层电子对互斥模型预测下列微粒的立体结构是直线形的是(APCl3CCF4
BSO3DCS2
解析:DPCl3有孤对电子,是三角锥形,SO3无孤对电子,是平面三角形,CS2无孤对电子,是直线形,CF4无孤对电子,是正四面体形。
2.多核离子所带电荷可以认为是中心原子得到或失去电子导致,根据VSEPR模型,下列离子中所有原子都在同一平面的一组是(
ANO2NH2


BH3OClO3



46
CNO3CH3



2DPO34SO4

解析:ANO2NH2N原子的价层电子对数分别为34VSEPR为平面形、正四面体形,而NO2中有一对孤电子对,NH2有两对孤电子对,两分子都是V形,原子都在同一平面内,A项正确;H3O中的原子价层电子对数为4,有一对孤电子对,故H3O为三角锥形,ClO3价层电子对数为4,有一对孤电子对,为三角锥形,B错误;NO3N原子的价层电子对数为3,没有孤电子对,为平面三角形,CH3C原子的价层电子对数为4,有一
2
对孤电子对,CH3为三角锥形,C错误;PO34SO4中心原子价层电子对数均为4,都没有









孤电子对,均为正四面体形,D错误。
3下列分子和离子中,中心原子价层电子对的几何构型为四面体且分子或离子的立体构型为三角锥形的是(
NH4PH3H3OSO24A.①②C.③④
B.②③D.①④



11
解析:B所给分子中中心原子价层电子对数,4(514×143(5
2211
3×143(613×144(624×24,所以价层电子对的几何构型均
22为四面体,若分子或离子构型为三角锥形,则中心原子需结合三个原子,即存在一个孤电子对,项符合。
4.以下分子或离子的结构为正四面体且键与键夹角为109°28′的是(CH4SiCl4CH3ClP4SO24A.①②④C.①②
B.①②③④⑤D.①②⑤

解析:DCH4SiCl4中,中心原子价层电子对数均为4,且没有孤电子对,4氢原子在空间呈正四面体形排列,且键角为109°28CH3Cl可看成CH4中一个氢原子被一个氯原子替换,由于氢原子与氯原子间的排斥作用力不同且氢原子与氯原子半径不同,故CH3Cl的立体构型不是正四面体;P4是正四面体结构,但键角为60°SO24中,S原子价层电子对数为4,没有孤电子对,SO2284为正四面体形,键角为109°
5.下列对应关系不正确的是(
选项中心原子所在族分子通式立体构型




AAAB4正四面体形
BAAB3平面三角形
CAAB2直线形
DAAB2V

46
解析:B当中心原子在A族,AB3分子应是三角锥形;当中心原子在A族,AB4
分子是正四面体形,AB2分子是直线形;当中心原子在A族,AB2V形。
6.用价层电子对互斥理论预测H2SBF3的立体结构,两个结论都正确的是(A.直线形;三角锥形C.直线形;平面三角形
BV形;三角锥形DV形;平面三角形
解析:DH2S分子中,其中心原子S价层电子对数为4,其VSEPR模型为正四面体形,SH成键后,还有两对孤电子对,因此H2SV形结构;在BF3分子中,其中心原子B价层电子对为3VSEPR模型为平面三角形,B上无孤电子对,因此BF3为平面三角形。
7.若ABn的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤电子对,根据价层电子对互斥理论,下列说法正确的是(
A.若n2,则分子的立体结构为VB.若n3,则分子的立体结构为三角锥形C.若n4,则分子的立体结构为正四面体形D.以上说法都不正确
解析:C若中心原子A上没有未用于成键的孤电子对,则根据斥力最小的原则,当n2时,分子的立体结构为直线形;n3时,分子的立体结构为平面三角形,n4时,分子的立体结构为正四面体形。
8(1利用VSEPR推断分子或离子的立体构型。ClO4__________________CS2________________AlBr3(共价分子__________________
(2有两种活性反应中间体粒子,它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种微粒的球棍模型,写出相应的化学式:


____________________________
(3按要求写出第二周期非金属元素的原子构成的中性分子的化学式。平面形分子________,三角锥形分子________,四面体形分子________
解析:ClO4AB4型,成键电子对是4,为四面体形。CS2AB2型,成键电子对是2是直线形。AlBr3AB3型,成键电子对是3,是平面三角形。AB3型,中心原子无孤电子对的呈平面三角形,有一对孤电子对的呈三角锥形,所以分别是CH3CH3。第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式,呈三角锥形的是NF3,呈平面三角形的是BF3,呈四面体形的是CF4





46
答案:(1四面体形直线形平面三角形(2CH3CH3(3BF3NF3CF4
920世纪50年代科学家提出价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型,用于预测简单分子的立体结构。其要点可以概括为:
.AXnEm表示只含一个中心原子的分子组成,A为中心原子,X为与中心原子相结合的原子,E为中心原子最外层未参与成键的电子对(称为孤电子对(nm称为价层电子对数。分子中的价层电子对总是互相排斥,均匀地分布在中心原子周围的空间。
.分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布,不包括中心原子未成键的孤电子对。
.分子中价层电子对之间的斥力的主要顺序为:
.孤电子对之间的斥力>孤电子对与共用电子对之间的斥力>共用电子对之间的斥力;.双键与双键之间的斥力>双键与单键之间的斥力>单键与单键之间的斥力;.X原子得电子能力越弱,AX形成的共用电子对之间的斥力越强;.其他。
请仔细阅读上述材料,回答下列问题:(1AXnEmVSEPR理想模型填写下表:
nmVSEPR理想模型价层电子对之间的理想键角

(2请用VSEPR模型解释CO2为直线形分子的原因:
________________________________________________________________________(3H2O分子的立体构型为_____________________________________________请你预测水分子中∠HOH的大小范围并解释原因
________________________________________________________________________(4SO2Cl2SO2F2都属于AX4E0型分子,S===O之间以双键结合,SClSF之间以单键结合。请你预测SO2Cl2SO2F2分子的立体构型:____________SO2Cl2分子中ClSCl________(“<”“>”或“=”SO2F2分子中∠FSF
1
解析:(2CO2C的价层电子对数2(42×22,由VSEPR模型知,两对电子对
2应尽量远离,故为直线形结构,即CO2分子为直线形分子。
1
(3H2O分子中中心O原子的价层电子对数为2(62×14,价层电子对共有4对,
2分占不同的位置。它们同样要尽量远离,故它的构型为四面体形(含两个未成键电子对,故H2OV形结构。
2________
________
________正四面体
109.5°




46
1
(4中心原子S原子的价层电子对数为4(62×22×14,4对价层电子对,它们应
2尽量远离,故为四面体结构,由于周围原子的半径不同,故它们的构型为变形的四面体;由Cl的原子半径大于F的原子半径,Cl原子间的排斥力大于F原子间的排斥力,ClSCl的键角大于FSF的键角。
答案:(14②直线形180°
(2CO2C周围的价层电子对数为2,由VSEPR模型知,两对电子对应尽量远离,故为直线形结构
(3V形结构HOH的大小应略小于109°28′,因为H2O分子中中心O原子价层电子对数为4,电子对共有4对,分占不同的位置,它们同样要尽量远离,故它的构型为四面体形,但是由于两个未成键电子对的排斥作用,导致∠HOH略小于109°28
(4变形的四面体结构>
第二课时杂化轨道理论配合物理论
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[课标要求]
1.了解杂化轨道理论及常见的杂化轨道类型(spsp2sp3,并能根据杂化轨道理论判断简单分子或离子的构型。
2.能说明简单配合物的成键情况。
1杂化轨道理论是为了解释分子的立体构型提出的一种价键理论。常见的杂化类
型有sp杂化、sp2杂化、sp3杂化。
2.价层电子对数为234时,中心原子分别是spsp2sp3杂化。
3sp杂化得到两个夹角为180°的直线形杂化轨道,sp2杂化得到三个夹角为120°的平面三角形杂化轨道,sp3杂化得到四个夹角为109°28的四面体形杂化轨道。4.由一个原子单方面提供而另一个原子接受孤电子对形成的共价键为配位键,金属离子或原子与某些分子或离子,通过配位键形成配位化合物。
杂化轨道理论


1轨道的杂化与杂化轨道(1概念:
①轨道的杂化:原子内部能量相近的原子轨道重新组合形成与原轨道数相等的一组新轨道的过程。
②杂化轨道:杂化后形成的新的能量相同的一组原子轨道。(2杂化轨道类型:杂化类型

spsp2sp3

46
参与杂化的原子轨道
及数目杂化轨道的数目
[特别提醒]
1s轨道和1p
轨道__2__
1s轨道和2p
轨道__3__
1s轨道和3p
轨道__4__
(1在形成多原子分子时,中心原子价电子层上的某些能量相近的原子轨道(nsnp发生杂化,双原子分子中,不存在杂化过程。
(2杂化过程中,原子轨道总数不变,即杂化轨道的数目与参与杂化的原子轨道数目相等。(3杂化过程中,轨道的形状发生变化,但杂化轨道的形状相同,能量相等。(4杂化轨道只用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对。2杂化轨道类型与分子立体构型的关系
杂化类型杂化轨道间的夹角立体构型名称
实例

[特别提醒]
当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时,由于孤电子对参与互相排斥,会使分子的构型与杂化轨道的形状有所区别。如水分子中氧原子的sp3杂化轨道有2个是由孤电子对占据的,其分子不呈正四面体构型,而呈V形;氨分子中氮原子的sp3杂化轨道有1个由孤电子对占据,氨分子不呈正四面体构型,而呈三角锥形。

1.已知:NCl3分子的立体构型为三角锥形,则氮原子的杂化方式是什么?提示:sp3
2.已知:C2H4分子中的键角都约是120°,则碳原子的杂化方式是什么?提示:sp2
3.已知:SO3SO2分子中,S原子上的价层电子对数均为3,则硫原子的杂化方式是什么?
提示:sp2

判断中心原子杂化轨道类型的方法(1根据杂化轨道的立体构型判断:
①若杂化轨道在空间的分布为正四面体或三角锥形,则中心原子发生sp3杂化;
sp__180°__直线形CO2C2H2
sp2__120°__平面三角形BF3HCHO
sp3__109°28__正四面体形CH4CCl4


46
②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形,则中心原子发生sp2杂化;③若杂化轨道在空间的分布呈直线形,则中心原子发生sp杂化。(2根据杂化轨道之间的夹角判断:
①若杂化轨道之间的夹角为109°28′,则中心原子发生sp3杂化;②若杂化轨道之间的夹角为120°,则中心原子发生sp2杂化;③若杂化轨道之间的夹角为180°,则中心原子发生sp杂化。(3根据中心原子的价层电子对数判断:
①若价层电子对数为2,则中心原子发生sp杂化;②若价层电子对数为3,则中心原子发生sp2杂化;③若价层电子对数为4,则中心原子发生sp3杂化。(4根据中心原子上有无π键及π键数目判断:①若没有π键,则为sp3杂化;②若有一个π键,则为sp2杂化;③若有两个π键,则为sp杂化。

1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”
(1sp3杂化轨道是由任意的1s轨道和3p轨道混合形成的4sp3杂化轨道((2中心原子采取sp3杂化的分子,其立体构型可能是四面体形、三角锥形或V((3同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化((4杂化轨道能量集中,有利于牢固成键(答案:(1×(2(3(4
2s轨道和p轨道杂化的类型不可能有(Asp杂化Csp3杂化
Bsp2杂化Dsp4杂化
解析:Dnp轨道有三个:npxnpynpz,当s轨道和p轨道杂化时只有三种类型:sp杂化:即一个s轨道和一个p轨道的杂化;sp2杂化:即一个s轨道和两个p轨道的杂化;sp3杂化:即一个s轨道和三个p轨道的杂化。
3sp3杂化形成的AB4型分子的立体构型是(A.平面四方形C.四角锥形
B.四面体D.平面三角形
解析:Bsp3杂化形成的AB4型分子没有未成键的孤对电子,故其立体构型应为四面体形,例如CH4CF4等。

配合物理论简介


46


1配位键
(1概念:由一个原子单方面提供孤电子对,而另一个原子提供空轨道接受孤电子对形成的共价键,即“电子对给予-接受键”,是一类特殊的共价键。
(2表示方法:配位键可以用AB来表示,其中A是提供孤电子对的原子,B是接受孤电子对的原子。
例如:

2配位化合物
(1概念:金属离子(或原子与某些分子或离子(称为配体以配位键结合形成的化合物,称配合物。
(2形成条件①配体有孤电子对;②中心原子有空轨道。(3配合物的形成举例
实验操作
实验现象
有关离子方程式Cu22NH3·H2O===
滴加氨水后,试管中首先出现蓝色沉淀,氨水过量后沉淀逐渐溶解,滴加乙醇后析出深蓝

色晶体
Cu(OH2↓+2NH4Cu(OH2
4NH3===[Cu(NH34]22OH




[Cu(NH34]2SO24H2O


===[Cu(NH34]SO4·H2O
溶液颜色变成红色



Fe33SCN===Fe(SCN3

ZnCl2溶液中逐滴加入氨水至过量,最终会生成[Zn(NH34]Cl2(1配合物[Zn(NH34]Cl2的中心原子、配体、配位数分别是什么?(2请描述过程中产生的实验现象?


46
提示:(1ZnNH34
(2溶液先变浑浊,生成白色沉淀,后沉淀溶解,溶液变澄清。

1配合物的组成

一般中心原子(或离子的配位数为2462配合物形成时性质的改变
(1AgCl[Ag(NH32]
(2颜色的改变:当简单离子形成配合物时颜色会发生改变,如Fe(SCN3的形成。利用此性质可检验离子的存在。
(3稳定性改变:形成配合物后,物质的稳定性增强。

1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”
(1形成配位键的条件是一方有空轨道,一方有孤电子对((2配位键是一种特殊的共价键(
(3配位化合物中的配体可以是分子也可以是阴离子((4共价键的形成条件是成键原子必须有未成对电子(答案:(1(2(3(4×
2.下列过程与配合物的形成无关的是(A.除去Fe粉中的SiO2可用强碱溶液
B.向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失C.向FeCl3溶液中加入KSCN溶液
D.向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失
解析:AA项,除去Fe粉中的SiO2是利用SiO2可与强碱反应的化学性质,与配合物的形成无关;B项,AgNO3与氨水反应首先生成AgOH沉淀,继续反应生成了配合物离子[Ag(NH32]C项,Fe3KSCN反应生成了配合物离子[Fe(SCNn]3nD项,CuSO4与氨




水反应生成了配合物离子[Cu(NH34]2



46
[三级训练·节节过关]

1.下列分子中,中心原子的杂化轨道类型相同的是(ACO2SO2CBeCl2BF3
BCH4NH3DC2H4C2H2
解析:BCO2sp杂化,SO2sp2杂化,A不正确;CH4sp3杂化,NH3也为sp3
杂化,B正确;BeCl2sp杂化,BF3sp2杂化,C不正确;C2H4sp2杂化,C2H2sp杂化,D不正确。
2.下列对sp3sp2sp杂化轨道的夹角的比较,得出结论正确的是(Asp杂化轨道的夹角最大Bsp2杂化轨道的夹角最大Csp3杂化轨道的夹角最大
Dsp3sp2sp杂化轨道的夹角相等
解析:Aspsp2sp3杂化轨道的夹角分别为180°120°109°283.向下列配合物的水溶液中加入AgNO3溶液不能生成AgCl沉淀的是(A[Co(NH34Cl2]ClC[Co(NH36]Cl3
B[Co(NH33Cl3]D[Co(NH35Cl]Cl2

解析:B配合物的内界与外界由离子键结合,只要外界存在Cl,加入AgNO3溶液即有AgCl沉淀产生。而B项的配合物[Co(NH33Cl3]分子中,Co3NH3Cl全处于内界,很难电离,不存在Cl,所以加入AgNO3溶液不能生成AgCl沉淀。
4.根据价层电子对互斥理论及原子的轨道杂化理论判断NF3分子的立体构型和中心原子的杂化方式为(
A.直线形sp杂化C.三角锥形sp2杂化
B.三角形sp2杂化D.三角锥形sp3杂化



解析:DNF3分子中,N原子价层电子对数为4,可知中心原子的杂化方式为sp3
杂化,立体构型为三角锥形。
5.下图是甲醛分子的模型。根据该图和所学化学键知识回答下列问题:

甲醛分子的比例模型甲醛分子的球棍模型
(1甲醛分子中碳原子的杂化方式是____________________________________作出该判断的主要理由是____________________________________________(2下列是对甲醛分子中碳氧键的判断,其中正确的是________(填序号


46
①单键②双键σπσ键和π
(3甲醛分子中CH键与CH键间的夹角________(填“=”“>”“<”120°出现该现象的主要原因是____________________________________________________
________________________________________________________________________解析:(1原子的杂化轨道类型不同,分子的立体构型也不同。由图可知,甲醛分子为平面三角形,所以甲醛分子中的碳原子采取sp2杂化。
(2醛类分子中都含有C===O键,所以甲醛分子中的碳氧键是双键。一般来说,双键是σ键和π键的组合。
(3由于碳氧双键中存在π键,它对CH键的排斥作用较强,所以甲醛分子中CHCH键间的夹角小于120°
答案:(1sp2杂化甲醛分子的立体结构为平面三角形(2②⑤(3<碳氧双键中存在π键,它对CH键的排斥作用较强

1.下列画线的原子的杂化轨道类型属于sp杂化的是(AH2OCC6H6
BNH3DC2H2
解析:DH2OONH3N价层电子对数均为4,均采取sp3杂化,C6H6分子为平面形分子,C采取sp2杂化,C2H2分子中含有两个π键,C采取sp杂化。
2.下列分子的空间构型可用sp2杂化轨道来解释的是(BF3CH2===CH2NH3CH4A.①②③C.②③④
解析:ABF3是平面三角形分子,且BF键夹角为120°
CH2===CH2是平面形分子,其中碳原子以sp2杂化,未杂化的2p轨道形成π键;
中碳原子以sp2杂化,未杂化的2p轨道形成特殊的π键;
B.①⑤⑥D.③⑤⑥CHCH
CHCH为直线形分子,其中碳原子为sp杂化;NH3是三角锥形分子,中心原子氮原子为sp3杂化;CH4是正四面体形分子,中心碳原子为sp3杂化。
3.三氯化磷分子中的中心原子以sp3杂化,下列有关叙述正确的是(3PCl键长、键角均相等


46
②空间构型为平面三角形③空间构型为正四面体④空间构型为三角锥形
A.①②B.②③C.③④D.①④
解析:DPCl3Psp3杂化,有一对孤对电子,结构类似于NH3分子,3PCl键长、键角均相等,空间构型为三角锥形。
4.下列关于配位化合物的叙述中,不正确的是(A.配位化合物中必定存在配位键B.配位化合物中只有配位键
C[Fe(SCN6]3中的Fe3提供空轨道,SCN中的硫原子提供孤电子对形成配位键D许多过渡元素的离子(Cu2Ag和某些主族元素的离子或分子(NH3H都能形成配合物
解析:B配位化合物中一定含有配位键,但也可能含有离子键等其他化学键,A确,B错误;Fe3Cu2Ag等过渡元素的离子有空轨道,可形成配合物;NH3中的氮原子、SCN中的硫原子等有孤电子对,H有空轨道,也可以形成配合物,CD均正确。
5.下列微粒中含配位键的是(
N2H5CH4OHNH4Fe(CO3Fe(SCN3H3OAg(NH32OHA.①②④⑦⑧C.①④⑤⑥⑦⑧
B.③④⑤⑥⑦D.全部















解析:C形成配位键的条件是一个原子(或离子有孤电子对,另一个原子(或离子有空轨道。在CH4OH中不含配位键。

6.在Asp2sp2Csp2sp3
中,中间的碳原子和两边的碳原子分别采用的杂化方式是(
Bsp3sp3Dsp1sp3
解析:C中间的碳原子形成了一个π键,p轨道形成π键,3p轨道减去一个p轨道,则两个p轨道参与杂化,杂化方式是sp2;两边的碳原子各自形成了4σ键,无未成键电子对,需要形成4个杂化轨道,采用的是sp3杂化。
7.下列组合中,中心离子的电荷数和配位数均相同的是(K[Ag(CN2][Cu(NH34]SO4[Ni(NH34]Cl2[Cu(NH34]SO4[Ag(NH32]ClK[Ag(CN2][Ni(NH34]Cl2[Ag(NH32]Cl


46
A.①②C.③④
B.②③D.①④
解析:B中中心离子的电荷数分别是+1和+2,配位数分别是24中中心离子的电荷数均是+2配位数均是4中中心离子的电荷数均是+1配位数均是2中心离子的电荷数分别是+2和+1,配位数分别是42
8.向CuSO4溶液中加入稀氨水至沉淀刚好溶解。若所得溶液中只有一种溶质,该溶质(
ACu(H2O4SO4CCu(NH34(OH2
BCu(OH2DCu(NH34SO4
解析:D硫酸铜溶液中加入稀氨水的反应过程为
CuSO42NH3·H2O===Cu(OH2(NH42SO4Cu(OH24NH3·H2O===Cu(NH34(OH2
4H2OCu(NH34(OH2完全电离为[Cu(NH34]2OHOHNH4结合生成NH3·H2O若溶质只有一种,则为Cu(NH34SO4
9(1BF3分子的立体结构为________NF3分子的立体结构为________
(2碳原子有4个价电子,在形成化合物时价电子均参与成键,但杂化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔和苯四种分子中,碳原子采取sp杂化的分子是________(写结构简式,下同,采取sp2杂化的分子是________,采取sp3杂化的分子是________。试写出一种有机物分子的结构简式,要求同时含有三种不同杂化方式的碳原子:________________________
解析:(1BF3分子中的B原子采取sp2杂化,所以其分子的立体结构为平面三角形;NF3
分子中的N原子采取sp3杂化,其中一个杂化轨道中存在一对孤电子对,所以其分子的立体结构为三角锥形。
(2乙烷分子中的碳原子采取sp3杂化,乙烯、苯分子中的碳原子均采取sp2杂化,乙炔分子中的碳原子采取sp杂化,同时含有三种不同杂化方式的碳原子的有机物分子中应该同时含有烷基(或环烷基、碳碳双键(或苯环和碳碳叁键。
答案:(1平面三角形三角锥形
(2CHCHCH2===CH2C6H6CH3CH3HCCCH===CHCH3
10Cu2能与NH3H2OCl等形成配位数为4的配合物。(1[Cu(NH34]2中存在的化学键类型有________(填字母A.配位键C.非极性共价键







B.极性共价键D.离子键


(2[Cu(NH34]2具有对称的立体构型,[Cu(NH34]2中的两个NH3被两个Cl取代,能得到两种不同结构的产物,则[Cu(NH34]2的立体构型为________
(3


Cu2



46
HOCH2CH===CH2CH3CH2CHO。在丙烯醇分子中发生某种方式杂化的碳原子数,是丙醛分子中发生同样方式杂化的碳原子数的2倍,则这类碳原子的杂化方式为__________
解析:[Cu(NH34]2由铜离子与氨分子之间通过配位键形成,氨分子内部的化学键是极性键。[Cu(NH34]2是平面正方形。HOCH2CH===CH2中的C原子,有一个采取sp3杂化,两个采取sp2杂化。CH3CH2CHO中的C原子有两个采取sp3杂化,一个采取sp2杂化。
答案:(1AB(2平面正方形(3sp2

1CO23中,碳原子的杂化轨道类型和分子构型分别是(Asp杂化,平面三角形Csp2杂化,三角锥形
Bsp2杂化,平面三角形Dsp3杂化,三角锥形



1
解析:BCO2中,中心原子C原子的价层电子对数为(423,为sp2杂化,3
2
2
由于CO23中有3个氧原子,3sp杂化轨道形成3CO键,C原子上没有孤电子对,

所以,CO23为平面三角形。
2.下列描述中正确的是(CS2的分子为V
ClO3的立体构型为平面三角形SF6中有6对完全相同的成键电子对
3
SiF4SO23的中心原子均为sp杂化



A.①②C.③④
B.②③D.①④

解析:CCS2分子中,碳原子采取sp杂化,为直线形,错误;ClO3的价层电子对数为4,孤电子对数为1,所以是三角锥形,错误;SF6的价层电子对数为6,无孤电子对,呈正八面体结构,6对完全相同的成键电子对,正确;SiF4SO23的价层电子对数为4中心原子都是sp3杂化,正确。
3.关于原子轨道的说法正确的是(
A.凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其立体构型都是正四面体
BCH4分子中的sp3杂化轨道是由4H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的
Csp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道混合起来形成的一组能量相同的新轨道
D.凡AB3的共价化合物,其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键
解析:C凡中心原子采取sp3杂化的轨道夹角都是109°28,呈四面体形,但是根据孤电子对占据杂化轨道数目的多少,其分子立体构型也可能呈现V(H2O、三角锥形



46
(NH3,也有的呈现变形四面体,如CH3ClA错误;CH4sp3杂化轨道是由中心碳原子中能量相近的一个2s轨道和32p轨道杂化而形成的,与氢原子的轨道无关,B错误;AB3型分子中,BF3B原子采用sp2杂化,D错误。
4.氨气分子的立体构型是三角锥形,而甲烷是正四面体形,这是因为(A.两种分子的中心原子的杂化轨道类型不同,NH3sp2杂化,而CH4sp3杂化BNH3分子中氮原子形成3个杂化轨道,CH4分子中碳原子形成4个杂化轨道CNH3分子中有一对未成键的孤电子对,它对成键电子的排斥作用较强D.氨气分子是四原子化合物,甲烷为五原子化合物
解析:CNH3CH4中的中心原子都是sp3杂化,都形成夹角为109°28的四个杂化轨道,只是NH3分子中N原子利用其中3sp3杂化轨道结合3H原子,另一个sp3化轨道被孤电子对占据,所以NH3分子为三角锥形,而CH3分子中,4sp3杂化轨道全部用于形成4CH,所以CH4分子为正四面体分子。
5下列分子中,中心原子采取sp3杂化并形成正四面体空间构型的是(CH4NH3CF4SiH4C2H4CO2CH2Cl2A.①②③⑥C.②④⑤⑦
B.①③④D.①③⑤
解析:BCH4NH3CF4SiH4CH2Cl2分子中的CNSi在参与成键时都是形成了四个sp3杂化轨道,但只有CH4CF4SiH4分子中的四个sp3杂化轨道分别可以结合一个相同的原子,形成正四面体结构;CH2Cl2分子是变形四面体,不是正四面体构型;NH3子则是三角锥形结构;C2H4分子是平面结构;CO2分子是直线形结构。
6具有6个配体的Co3的配合物CoClm·nNH31mol配合物与AgNO3作用生成1molAgCl沉淀,则mn的值是(
Am1n5Cm5n1
Bm3n4Dm4n5


解析:B此题中与AgNO3作用的Cl(1mol不是来自配体,而是与配离子结合的游Cl(外界。因此,根据电荷守恒,中心原子为Co3Cl应为3mol,其中作为外界的Cl




1mol,作为配体的Cl2mol;共6个配体,所以作为配体的NH34mol7.在乙烯分子中有5σ键、1π键,它们分别是(Asp2杂化轨道形成σ键,未杂化的2p轨道形成πBsp2杂化轨道形成π键,未杂化的2p轨道形成σ
CCH之间是sp2形成的σ键,CC之间是未参加杂化的2p轨道形成的σDCC之间是sp2形成的σ键,CH之间是未参加杂化的2p轨道形成的π解析:A乙烯分子为平面分子,分子中碳原子采取sp2杂化,3个杂化轨道分别与4



46
个氢原子和另一个C原子形成σ键,每个C原子未杂化的2p轨道肩并肩重叠形成π键。
8向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象说法正确的是(
A.反应后溶液中不存在任何沉淀,所以反应前后Cu2的浓度不变B.沉淀溶解后,将生成深蓝色的配合离子[Cu(NH34]2
C.向反应后的溶液加入乙醇,溶液将会没有任何变化,因为[Cu(NH34]2不会与乙醇发生反应
D.在[Cu(NH34]2离子中,Cu2给出孤对电子,NH3提供空轨道
解析:B由于首先生成难溶物,后又溶解,说明了又生成了新物质,分析表明应为[Cu(NH34]2A错误、B正确;乙醇不与有关物质反应,但配合物在乙醇中的溶解度小,有





蓝色晶体析出,C错误;在[Cu(NH34]2的形成过程中NH3分子提供孤电子对,是配体,Cu2


有空轨道,D错误。
9(1BF3分子中,FBF的键角是________,硼原子的杂化轨道类型为________
BF3和过量NaF作用可生成NaBF4BF4的立体构型为________________
(2(N2H4分子可视为NH3分子中的一个氢原子被NH2(氨基取代形成的另一种氮的氢化物。NH3分子的立体构型是________N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是________
(3H可与H2O形成H3OH3O中氧原子采用____杂化。H3OHOH键角比H2OHOH键角大,原因为____________________________________________
________________________________________________________________________(4SO24的立体构型是________,其中硫原子的杂化轨道类型是________
解析:(1BF3的价层电子对数为3B原子采用sp2杂化,又因为B原子上没有孤电子对,BF3的立体构型为平面三角形,FBF的键角为120°BF4B原子价层电子对数为4B原子采用sp3杂化,没有孤电子对,则BF4为正四面体。
(2NH3分子的立体构型为三角锥形,N2H4中氮原子与NH3中氮原子杂化类型相同,均sp3杂化。
(3H3O中氧原子采用sp3杂化。
(4SO24的中心原子S的成键电子对数为4,无孤电子对,为正四面体结构,中心原子采sp3杂化。
答案:(1120°sp2正四面体形(2三角锥形sp3
(3sp3H2O中氧原子有2对孤电子对,H3O中氧原子只有1对孤电子对,排斥力较小(4正四面体形sp3
10.配位键是一种特殊的共价键,即共用电子对由某原子单方面提供和另一缺电子的粒子结合。如NH4就是由NH3(氮原子提供电子对H(缺电子通过配位键形成的。据此,回













46
答下列问题:
(1下列粒子中可能存在配位键的是________ACO2CCH4
BH3ODH2SO4

(2硼酸(H3BO3溶液呈酸性,试写出其电离方程式:
________________________________________________________________________(3科学家对H2O2结构的认识经历了较为漫长的过程,最初科学家提出了两种观点:甲:OHHO、乙:HOOH,式中OO表示配位键,在化学反应中OO键遇到还原剂时易断裂。化学家BaeyerVilliyer为研究H2O2的结构,设计并完成了下列实验:
a.将C2H5OH与浓H2SO4反应生成(C2H52SO4和水;b.将制得的(C2H52SO4H2O2反应,只生成AH2SO4c.将生成的AH2反应(已知该反应中H2作还原剂
H2O2c(A________________________________________________________________________
②为了进一步确定H2O2的结构,还需要在实验c后添加一步实验d,请设计d的实验方案:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________解析:(1由题中信息可得出结论:凡能给出H的物质中一般含有配位键。
(2硼原子为缺电子原子,H3BO3的电离是B原子和水中的OH形成配位键,水产生的H



表现出酸性。
(3由题中所含配位键的物质的反应特点分析。答案:(1BD(2H3BO3H2O
H[B(OH4]


(3OC2H5OC2H5H2C2H5OC2H5H2O
②用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水(或其他合理答案
第三节分子的性质
—————————————————————————————————————[课标要求]
1.结合实例说明化学键和分子间作用力的区别。
2.列举含有氢键的物质,知道氢键的存在对物质性质的影响。3.了解“手性分子”在生命科学等方面的应用。4.结合实例说明“等电子原理”的应用。
5.举例说明分子间作用力对物质状态等方面的影响。
1极性分子中一定有极性键,含有极性键的分子不一定是极性分子。非极性分子


46
中可能含有极性键,也可能含有非极性键。
2.物质的相对分子质量越大,范德华力越大,其熔、沸点越高。3.分子之间存在氢键,使物质的熔、沸点升高。
4非极性溶质一般能溶于非极性溶剂,极性溶质一般能溶于极性溶剂;溶质和溶
剂之间形成氢键,可增大其溶解度。
5.无机含氧酸的通式(HOmROn,若成酸元素R相同,n值越大,酸性越强。

键的极性和分子的极性


1键的极性

2分子的极性

3键的极性和分子的极性的关系

[特别提醒]
(1只含非极性键的分子一定是非极性分子。
(2含有极性键的分子,若分子结构是空间对称的,则为非极性分子,否则是极性分子。

现有五种分子:CS2SiCl4H2SAsBr3SeO3(1属于非极性分子的有哪些?(2属于极性分子的有哪些?
提示:(1CS2SiCl4SeO3(2H2SAsBr3

分子极性、非极性的判断


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(1化合价法判断
ABn型分子中,若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数,则为非极性分子,否则为极性分子,如下表:
分子式CO2BF3CH4H2ONH3SO2SO3PCl3PCl5
中心原子
化合价绝对值
434234635
价电子数
434656655
分子极性非极性非极性非极性极性极性极性非极性极性非极性
(2根据键的极性、分子空间构型判断
类型X2XY
实例H2N2HClNOCO2CS2
XY2(X2Y
SO2H2OH2S
XY3XY4
BF3NH3CH4CCl4
键的极性非极性键极性键极性键极性键极性键极性键极性键极性键
空间构型直线形直线形直线形VV平面正三角形三角锥形正四面体形
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”(1极性分子中不可能含有非极性键((2离子化合物中不可能含有非极性键((3非极性分子中不可能含有极性键((4极性分子中一定含有极性键((5H2OCO2CH4都是非极性分子(答案:(1×(2×(3×(4(5×
2.下列各组物质中,都是由极性键形成极性分子的一组是(ACH4Br2

分子极性非极性分子极性分子非极性分子极性分子极性分子非极性分子极性分子非极性分子
BNH3H2O

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CH2SCCl4DCO2HCl
解析:BCH4CCl4CO2都是由极性键形成的非极性分子,NH3H2OH2S都是由极性键形成的极性分子。
3.在HFH2ONH3CS2CH4N2BF3分子中:
(1以非极性键结合的非极性分子是______________________________________(2以极性键结合的具有直线形结构的非极性分子是________________________
(3以极性键结合的具有正四面体形结构的非极性分子是________________________(4以极性键结合的具有三角锥形结构的极性分子是________________________
(5以极性键结合的具有sp3杂化轨道结构的分子是________________________
(6以极性键结合的具有sp2杂化轨道结构的分子是________________________
解析:HF是含有极性键的双原子分子,为极性分子;H2O中氧原子采取sp3杂化方式,H原子形成极性键,为极性分子;NH3中有极性键,N原子采取sp3杂化,为三角锥形结构;CS2CO2相似,为由极性键形成的直线形非极性分子;CH4C原子采取sp3杂化方式与H原子形成极性键,为正四面体构型的非极性分子;N2是由非极性键结合的非极性分子;BF3B原子采取sp2方式杂化,与F形成极性键,为非极性分子。
答案:(1N2(2CS2(3CH4(4NH3(5NH3H2OCH4(6BF3
分子间作用力及其对物质性质的影响


1范德华力及其对物质性质的影响


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2氢键及其对物质性质的影响
(1概念:由已经与电负性很大的原子(NFO形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力。
(2表示方法:氢键通常用AHB表示,其中ABNOF,“”表示共价键,“…”表示形成的氢键。
(3分类:氢键可分为分子间氢键和分子内氢键两类。
存在分子内氢键,
后者。
(4氢键对物质性质的影响:氢键主要影响物质的熔、沸点,分子间氢键使物质熔、沸点升高,分子内氢键使物质熔、沸点降低。
[特别提醒]
(1氢键不属于化学键,它属于一种较强的分子间作用力,其强度:共价键>氢键>范德华力。
(2氢键键长一般定义为AHB的长度,而不是HB的长度。

1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”(1分子间作用力是分子间相互作用力的总称(
(2分子间氢键的形成使物质的熔、沸点升高,分子内氢键使物质的熔、沸点降低((3氢键属于分子间作用力(
(4氢键是一种特殊的化学键,它广泛存在于自然界中((5HF的沸点较高,是因为HF键的键能很大(答案:(1(2(3(4×(5×

存在分子间氢键。前者的沸点低于

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2.下列叙述正确的是(
AF2Cl2Br2I2单质的熔点依次升高,与分子间作用力大小有关BH2S的相对分子质量比H2O的大,其沸点比水的高C.稀有气体的化学性质比较稳定,是因为其键能很大D.干冰汽化时破坏了共价键
解析:AA项,从F2I2,相对分子质量增大,分子间作用力增大,熔、沸点升高;B项,H2O分子之间有氢键,其沸点高于H2SC项,稀有气体分子为单原子分子,分子内无化学键,其化学性质稳定是因为原子的最外层为8电子稳定结构(He2D项,干冰汽化破坏的是范德华力,并未破坏共价键。
物质的溶解性、手性和无机含氧酸的酸性


1溶解性
(1相似相溶规律:非极性溶质一般能溶于非极性溶剂,极性溶质一般能溶于极性溶剂。如蔗糖和氨易溶于水,难溶于四氯化碳。萘和碘易溶于四氯化碳,难溶于水。
(2影响物质溶解性的因素
①外界因素:主要有温度、压强等。
②氢键:溶剂和溶质之间的氢键作用力越大,溶解性越好(③分子结构的相似性:溶质和溶剂的分子结构相似程度越大,其溶解性越好。如乙醇与水互溶,而戊醇在水中的溶解度明显较小。
④溶质是否与水反应:溶质与水发生反应,溶质的溶解度会增大。如SO2与水反应生成H2SO3可溶于水,故SO2的溶解度增大。
2手性
(1手性异构体:具有完全相同的组成和原子排列的一对分子,如同左手和右手一样互为镜像,却在三维空间里不能重叠,互称手性异构体。
(2手性分子:有手性异构体的分子。
(3手性碳原子:连接四个互不相同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子。用*C来标
记。如R1R2R3R4是互不相同的原子或基团。

[特别提醒]
判断某有机物是否具有手性异构体的关键,是分析其含有的碳原子是否连有四个互不相同的原子或基团。
3无机含氧酸的酸性


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(1对于同一种元素的含氧酸来说,该元素的化合价越高,其含氧酸的酸性越强。如酸性:HClOHClO2HClO3HClO4(
(2含氧酸的通式可写成(HOmROn,若成酸元素R相同,则n值越大,酸性越强。如酸性:H2SO4H2SO3(

1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”(1CH4难溶于水,NH3易溶于水(
(2HOCH2CH2OHCH3OH在水中的溶解度小(
(3分子中含有两个手性碳原子(
(4HNO3HNO2的酸性强(答案:(1(2×(3×(4
2.根据“相似相溶”规律,你认为下列物质在水中溶解度较大的是(A.乙烯C.氨气
B.二氧化碳D.氢气
解析:C水是极性溶剂,故极性溶质易溶于水中。AB选项中的乙烯和二氧化碳虽含有极性键,但属于非极性分子,D选项中的H2也是非极性分子,所以ABD都不符合题意;NH3是极性分子,在水中有较大的溶解度。
3.下列分子为手性分子的是(ACH2Cl2
B
C
DCH3CH2COOCH2CH3
解析:BB项,分子的中间碳原子连接CH3HOH
COOH四种不同的原子或原子团,应是手性分子。
[三级训练·节节过关]

1.下列分子中,属于含有极性键的非极性分子的是(AH2OCNH3
BCl2DCCl4
解析:DH2O分子中OH键为极性键,是极性分子;Cl2分子中,ClCl键是非


46
极性键;NH3分子中NH键是极性键,分子构型是三角锥形,是极性分子;CCl4分子中CCl键是极性键,分子构型呈正四面体形,是非极性分子。
2.下列关于范德华力的叙述中,正确的是(
A.范德华力的实质是一种静电作用,所以范德华力是一种特殊的化学键B.范德华力与化学键的区别之一是作用力的强弱C.任何分子间在任意情况下都会产生范德华力
D.范德华力非常微弱,故破坏范德华力不需要消耗能量
解析:B范德华力不是化学键,A项错误;范德华力比化学键弱得多,B项正确;当分子间距离很大时,难以产生范德华力,C项错误;范德华力虽然非常微弱,但破坏它也需要消耗能量,D项错误。
3.下列说法正确的是(A.氢键是一种化学键
B.氢键使物质具有较高的熔、沸点C.能与水分子形成氢键的物质易溶于水D.水结成冰,体积膨胀与氢键无关
解析:C氢键不是化学键,A项错误;分子间氢键可以使物质的熔、沸点升高,而分子内氢键可以使物质的熔、沸点降低,B项错误;水分子在形成氢键时,可以使晶体疏松、体积膨胀,D项错误。
4.下列无机含氧酸分子中,酸性最强的是(AHNO2CHClO3
BH2SO3DHClO4
解析:D四种含氧酸的非羟基氧原子数分别为1123,故HClO4酸性最强。5数十亿年来,地球上的物质不断变化,大气的成分也发生了很大的变化。下表是原始大气和目前空气的主要成分:
空气的成分原始大气的主要成分
用上表所涉及的分子填写下列空白:
(1含有10个电子的分子有______________(填化学式,下同
(2由极性键构成的非极性分子有_____________________________________(3H可直接形成配位键的分子有_____________________________________(4________________________________________________________________________________
(5分子中不含孤电子对的分子(稀有气体除外____________,它的立体构型为____________


N2O2CO2、水蒸气及稀有气体(HeNe
CH4NH3COCO2

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(6CO的结构可表示为OC,与CO结构最相似的分子是________,这两种结构相似
的分子的极性________(填“相同”或“不相同”CO分子中有一个键的形成与另外两个键不同,它叫________
解析:(110电子的分子有CH4NH3H2ONe等。(2具有对称结构的分子是非极性分子,如N2O2CH4CO2,其中由极性键形成的非极性分子只有CH4CO2,另两个非极性分子是由非极性共价键形成的。
(3H2O可与H直接形成配位键,形成H3O(水合氢离子NH3H以配位键结合成NH4
(4表中所涉及的物质都是由分子构成的。沸点的高低比较主要看范德华力的强弱,但水分子中除了范德华力外,还有氢键的存在,分子间氢键的存在使水的沸点较高。
(5碳原子最外层有4个电子,在甲烷分子中形成了4个共价键,不存在孤电子对,外层电子都参与成键,构型为正四面体形。
(6由一氧化碳的结构式可知,碳原子和氧原子之间存在三个共价键,氮气分子中两个氮原子之间也存在三个共价键,结构相似。CO分子中的三个键是由两个不同的原子形成的,是极性共价键,而N2分子中的三键是由两个相同的氮原子形成的,是非极性共价键。CO带箭头的键与其他的共价键不同,它是配位键。
答案:(1H2ONeCH4NH3(2CH4CO2(3NH3H2O(4H2O水分子中存在氢键,使分子间作用力增大,沸点升高(5CH4正四面体形
(6N2不相同配位键

1.下列物质的分子中,都属于含极性键的非极性分子的是(ACO2H2SCCl2C2H2
BC2H4CH4DNH3HCl




解析:BC项,Cl2分子中无极性键,排除C;根据结构可以判断A项中H2SDNH3HCl分子属于极性分子,排除AD,故正确答案为B
2.下列叙述中正确的是(
A.以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子B.以极性键结合起来的分子一定是极性分子C.非极性分子只能是双原子单质分子D.非极性分子中,一定含有非极性共价键
解析:AA项,如O2H2N2等是非极性分子,正确;B项,以极性键结合起来的分子不一定是极性分子,若分子的立体构型对称,就是非极性分子,如CH4CO2CCl4CS2等,错误;C项,某些共价化合物如C2H4等也是非极性分子,错误;D项,非极性分子中不一定含有非极性键,如CH4CO2,错误。


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3.下列物质的变化,破坏的主要是分子间作用力的是(①碘单质的升华KCl溶于水
③将液溴加热变为气态NH4Cl受热分解A.①②C.①③
B.②③D.②④
解析:C碘的升华,是状态发生了变化,破坏的是分子间作用力;KCl溶于水,破坏离子键;液溴由液态变为气态,破坏的是分子间作用力;NH4Cl受热分解,破坏的是化学(包括共价键和离子键
4.常温下三氯化氮(NCl3是一种淡黄色液体,其分子结构呈三角锥形。以下关于三氯化氮的说法中正确的是(
A.分子中NCl键是非极性键B.分子中不存在孤电子对CNCl3分子是极性分子
D.因NCl键的键能大,它的沸点高
解析:CNCl3的电子式为N原子上还有一对孤电子对;NCl3

分子是三角锥形结构不对称,是极性分子;NCl键为极性键,其键能大,说明分子稳定,而物质熔、沸点的高低应受范德华力影响,与共价键强弱无关。
5.下列事实与氢键无关的是(A.水和乙醇可以以任意比例互溶B.氨容易液化
C.液态氟化氢的化学式有时写成(HFn的形式D.甲烷难溶于水而易溶于四氯化碳
解析:DD项甲烷在水中和四氯化碳中的溶解度不同,符合相似相溶规律,与氢键无关。
6.下列叙述与范德华力无关的是(A.气体物质加压或降温时能凝结或凝固B.通常状况下氯化氢为气体
C.氟、氯、溴、碘单质的熔、沸点依次升高D.氟、氯、溴、碘的气态氢化物的稳定性越来越弱
解析:D分子间作用力主要影响物质的熔点、沸点等物理性质。A项,气体物质加压或降温时,范德华力增大,气体分子聚集在一起形成液体甚至固体;B项,HCl分子之间的作用力是很弱的范德华力,因此通常状况下氯化氢为气体;C项,一般来说组成和结构相似的物质,随着相对分子质量的增加,范德华力逐渐增强,物质的熔、沸点逐渐升高;D项,


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气态氢化物的稳定性受分子中化学键强弱的影响,与范德华力无关。
7当一个碳原子连接四个不同原子或原子团时,该碳原子叫“手性碳原子”。下列化合物中含有2个手性碳原子的是(


解析:CABD三项中化合物均只含有1个手性碳原子,C中,
附有*的碳原子为手性碳原子,C项符合题意。
8已知含氧酸可用通式(HOnXOm来表示,如XS,则m2n2,这个式子就表H2SO4。一般而言,该式中m大的是强酸,m小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是(
AH2SO4CH3BO3
BH2SeO3DH3PO4
解析:A根据题目所给通式,H2SO4表示为(HO2SO2m2H2SeO3表示为(HO2SeOm1H3BO3表示为(HO3Bm0H3PO4表示为(HO3POm1H2SO4m值最大,酸性最强。
9.双氧水(H2O2是一种医用消毒杀菌剂,已知H2O2分子的结构如右图所示:
H2O2分子不是直线形的,两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上,书面角为93°52′,而两个OH键与OO键的夹角均为96°52′。试回答:
(1H2O2分子的电子式为________,结构式为________________________________(2H2O2分子中存在________键和________键,为____________(填“极性”或“非极性”分子。
(3H2O2难溶于CS2,其原因是_______________________________________


本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/8f3e9c77f8b069dc5022aaea998fcc22bcd1438c.html

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