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第一章章末重难点专题突破

[学习目标]

1.理清能层、能级和原子轨道之间的能量和数量关系。2.理解原子核外电子排布的规律、规则，能用不同的方法表示原子的结构。3.灵活利用“位—构—性”的关系，掌握元素周期律的综合题的分析方法。4.能根据原子核外电子排布的特点、元素及化合物的特殊性质进行元素的推断。

专题突破

一、能层、能级、原子轨道与原子运动状态的考查

例1

(2018·乐山沫若中学月考)下列说法中正确的是(

) A.任何一个能层最多只有s、p、d、f四个能级

B.同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多

C.在一个多电子原子中，不可能有两个运动状态完全相同的电子

D.在一个多电子原子中，N层上的电子能量肯定比M层上的电子能量高

答案

C 解析

第5能层开始含有5个能级，A错误；不同电子层中p轨道均为3个，则同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数相同，B错误；在多电子的原子中，电子填充在不同的能层，能层又分不同的能级，同一能级又有不同的原子轨道，每个轨道中最多可以填充两个电子，自旋相反，在一个基态多电子的原子中，不可能有两个运动状态完全相同的电子，C正确；由构造原理得：3d轨道上电子的能量比4s轨道上的要高，D错误。

方法规律——能层、能级、原子轨道与原子运动状态的关系

(1)同一能层，不同能级其原子轨道形状不同，数目不同；不同能层，同种能级其原子轨道形状相同，半径不同，能量不同。

(2)电子的运动状态与能层、能级、自旋状态有关，同一原子内部不存在两个运动状态完全相同的电子。

二、核外电子排布表示方法的考查

例2

(2017·安阳一中高二期中)下列化学用语的表达正确的是(

) A.原子核内有10个中子的氧原子：

168O B.氯原子的结构示意图：＋

C.Fe3的最外层电子排布式：3s23p63d5

D.基态铜原子的价电子排布图：答案

C

1

易误提醒——核外电子的排布表示方法的常见误区

(1)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正确，Fe：1s22s22p63s23p64s23d6错误。

(2)在画基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：

①②③④(违反泡利原理) (违反洪特规则) (违反洪特规则) ，(违反能量最低原理) ⑤画电子排布图时，不能省略空轨道。如C的电子排布图应为而不是。

三、基态原子核外电子排布规律的综合考查

例3

(2018·邢台市月考)下列由电子排布式或排布图所得的结论错误的是(

) 选项

A B C D

答案

D 解析

A项，2px，2py，2pz就是2p能级的3个简并轨道，两个电子排入2p能级，它们将分别占据2个简并轨道且自旋状态相同，而不是自旋相反地挤入其中一个轨道，违反洪特规则；B项，3d轨道能量高于4s轨道，所以电子排布优先占据4s轨道，电子排布式应为1s22s22p63s23p63d14s2，违反能量最低原理；C项，1s、2s轨道上两个电子自旋方向相同，违反泡利原理；D项，电子排布式正确，符合此时3d和4s轨道均为半充满结构，能量较低，符合三个原理。

易误提醒——关于核外电子排布规律理解的常见误区

(1)只考虑能量最低原理而忽视构造原理，例如，要先排4s能级再排3d能级。

(2)书写电子排布图时，只考虑泡利原理或洪特规则其一。

四、元素的电离能和电负性的规律及应用

例4

下列关于电离能和电负性的说法中不正确的是(

) A.元素电负性越大，元素的非金属性越强

2 电子排布式

201s22s22px2p0y2pz

结论

违背洪特规则

违背能量最低原理

违背泡利原理

违背能量最低原理

1s22s22p63s23p63d3

N的电子排布图：1s22s22p63s23p63d54s1

B.元素的第一电离能越小，元素的金属性越强

C.根据元素逐级电离能的数值可以确定主族元素的最高化合价

D.在形成化合物时，元素的电负性大的显正价，电负性小的显负价

答案

D 解析

元素的电负性越大，非金属性越强，得电子能力越强，在化合物中显负价，A正确，D错误；电离能和金属性某种程度上都可以理解为失去电子的能力，而这是一致的，B项正确；同一电子层中电子的电离能相差不大，层与层之间电子的电离能数值上会发生突变，相差较大，所以根据逐级电离能的数值可以确定元素的核外电子的分层排布情况，主族元素的最高化合价等于其最外层电子数。

方法规律

(1)利用元素的第一电离能和电负性的大小可以比较元素金属性、非金属性的相对强弱。

(2)利用两种元素电负性的相对大小可以判断化合物的类型、化学键的类型以及元素化合价的正负。

(3)利用元素的逐级电离能可以判断原子核外电子分层的排布的情况和可能的化合价。

五、元素周期律的综合应用

例5

(2017·山西重点中学协作体高三期中)有四种元素的基态原子的电子排布式如下：

①1s22s22p63s23p4

②1s22s22p63s23p3

③1s22s22p3

④1s22s22p5

则下列有关比较中正确的是(

) A.第一电离能：④>③>②>① B.原子半径：④>③>②>①

C.电负性：④>③>②>① D.最高正化合价：④>③＝②>①

答案

A 解析

根据元素的基态原子的电子排布式可知，①②③④分别是S、P、N、F元素。非金属性越强，第一电离能越大，但由于P元素的3p轨道处于半充满状态，稳定性强，第一电离能P大于S，故第一电离能：④>③>②>①，A正确；原子半径应该是②>①>③>④，B错误；非金属性越强，电负性越大，则电负性应该是④>③>①>②，C错误；F没有正价，D错误。

易错警示

同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，但要注意第ⅡA族的反常(如Be>B，Mg>Al)、第ⅤA族的反常(如N>O，P>S)。同主族从上到下元素的第一电离能逐渐减小。

六、元素的推断及应用

例6

已知元素周期表中1～18号元素中的四种元素的简单离子W3、X、Y2、Z都具有＋＋－－相同的电子层结构，下列判断正确的是(

) A.元素的第一电离能：X>W B.离子的还原性：Y2>Z

－－C.氢化物的稳定性：H2Y>HZ

3

D.原子半径：X

B 解析

1～18号元素中的四种元素的简单离子W3、X、Y2、Z都具有相同的电子层＋＋－－结构，则W和X是金属元素，且在周期表中W位于X的右侧，Y和Z是非金属元素，在周期表中位于W和X的上一周期，其中Z位于Y的右侧。同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，即金属性：X>W，非金属性：Z>Y，所以元素的第一电离能：XW，离子的还原性：Y2>Z，氢化物的稳定性：H2Y

－－方法规律

当离子的电子层结构相同时，可利用“阴上阳下，序大径小”的原则，确定元素在周期表中的相对位置，再结合元素周期律分析选项。

七、基于元素推断的综合考查

例7

在元素周期表前四周期中，有A、B、C、D四种元素，它们的原子序数依次增大，A原子有3个未成对电子；B元素原子次外层有8个电子，1 mol B单质与足量盐酸反应可生成1 mol H2，B单质不易与冷水反应；C元素的＋3价离子的d轨道是半充满的；D元素易形成－1价离子。

(1)填写下表：

元素

名称

电子排布式

电子排布图

属于哪个区

(2)A元素位于第______周期______族，B元素位于第________周期________族。

(3)C元素位于第______周期______族，C2的电子排布式为______________________。

＋A

B

C

D

(4)写出B与D两种元素形成的化合物的电子式：__________________________，此化合物属于________化合物。

(5)四种元素中电负性最大的元素是________(用元素符号表示，下同)，第一电离能最小的元素是__________。A、B两种元素的原子半径大小关系是____________，单核离子的离子半径大小是________________。

答案

(1) 元素

名称、符号

电子排布式

A 氮

1s22s22p3

B 镁

1s22s22p63s2

C 铁

D 溴

1s22s22p63s23p63d64s2

1s22s22p63s23p63d104s24p5

4

电子排布图

属于哪个区

p区

s区

d区

p区

(2)二

ⅤA

三

ⅡA

(3)四

Ⅷ

1s22s22p63s23p63d6

(4)

离子

(5)N

Mg

Mg>N

Mg2

＋－解析

A原子有3个未成对电子，其价电子排布为2s22p3或3s23p3；1 mol B与盐酸反应产生1 mol H2，B为ⅡA族元素Mg或Ca，又由于B比A的原子序数大且不易与冷水反应，则B为Mg元素，那么A为氮元素。C元素的＋3价离子的d轨道是半充满的即3d5，那么它的原子的价电子排布式为3d64s2，C为铁元素；D元素在第四周期(原子序数比C大)且易形成－1价阴离子，它是溴元素。

方法规律

解答原子结构、元素在元素周期表中的位置、元素及其化合物的性质间的推断试题的思路一般可用下面的框线关系表示：

原子结构与性质专项训练

题组一

原子结构与原子核外电子的排布

1.在多电子原子中，轨道能量是由以下哪些因素决定的(

) ①能层

②能级

③空间伸展方向

④自旋状态

A.①②

B.①④

C.②③

D.③④

2.下列说法正确的是(

) A.第三能层有s、p共2个能级

B.3d能级最多容纳5个电子

C.第三能层最多容纳8个电子

D.无论是哪一能层的s能级最多容纳的电子数均为2个

3.(2018·巴蜀中学期末)下列各原子或离子的电子排布式正确的是(

) A.K

1s22s22p63s23p63d1 D.Zn2

[Ar] 3d10

＋

B.Cr

1s22s22p63s23p63d44s2

C.As

[Ar]4s24p3

4.下列原子构成的单质中既能与稀硫酸反应，又能与烧碱溶液反应，且都产生H2的是(

) A.核内无中子的原子

B.外围电子构型为3s23p4的原子

C.电子排布图为

的基态原子

5

D.处于激发态时其原子的电子排布式可能为1s22s22p63s13p2

题组二

元素周期律及应用的综合考查

5.同周期元素具有下列价电子排布的原子中，第一电离能最小的是(

) A.ns2np3

B.ns2np4

C.ns2np5

D.ns2np6

6.(2018·三明市第一中学月考)按Si、P、S、Cl的顺序递增排列的是(

) ①气态氢化物的稳定性

②最高化合价

③第一电离能

④电负性

A.①②③

B.①②④

C.①③④

D.②③④

7.(2017·衡水中学月考)下图三条曲线表示C、Si和P元素的前四级电离能变化趋势。下列说法正确的是(

)

A.电负性：c>b>a

B.最简单氢化物的稳定性：c>a>b C.最简单氢化物的相对分子质量：a>b>c

D.I5：a>c>b 8.以下有关元素性质的说法不正确的是(

) A.具有下列电子排布式的原子：①1s22s22p63s23p2、②1s22s22p3、③1s22s22p2、④1s22s22p63s23p4，原子半径最大的是①

B.具有下列价电子排布式的原子：①3s23p1、②3s23p2、③3s23p3、④3s23p4，第一电离能最大的是③

C.①Na、K、Rb；②N、P、Si；③Na、P、Cl，元素的电负性随原子序数增大而递增的是③

D.某主族元素气态基态原子的逐级电离能(单位为kJ·mol1)分别为738、1 451、7 733、－10 540、13 630、17 995、21 703……，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3

＋题组三

以元素推断为载体的综合考查

9.已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子，下列说法正确的是(

) A.X元素原子基态时的电子排布式为[Ar]4s24p3

B.X元素是第四周期ⅤA族元素

C.Y元素原子的电子排布图为 D.Z元素具有两性

10.某元素的3p能级上有两个未成对电子，因此其(

) A.第三能层上有4个电子

B.最高正价为＋2 C.最高正价为＋4

D.第二电子层没有未成对电子

6

11.(2018·扶余市第一中学期末)如图是元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、

Y、Z五种元素的叙述中，正确的是(

)

A.通常情况下五种元素的单质中，Z单质的沸点最高

B.Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同

C.W的电负性比X的的电负性大

D.第一电离能：R＞W＞Y 12.短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，且原子最外层电子数之和为16。Y的原子半径比X的大，X与W同主族，Z是地壳中含量最高的金属元素。下列说法正确的是(

) A.原子半径的大小顺序：r(W)>r(Z)>r(Y) B.元素X、Y只能形成一种化合物

C.元素W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强

D.Y、W最高价氧化物所对应的水化物均能溶解Z的氢氧化物

题组四

综合应用

13.某元素A原子的L层要比M层少6个电子，它有两种常见的阳离子a和b(其中a的化合价大于b的化合价)。则：

(1)a的M层比N层多________个电子；b的L层比M层少________个电子。a的稳定性________(填“大于”或“小于”)b的稳定性。

(2)写出A的电子排布式：______________。a的最外层电子排布图为______________。

14.Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知：

①Z的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素；②Y原子价电子(外围电子)排布为msnmpn；

③R原子核外L层电子数为奇数；④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。

请回答下列问题：

(1)Z2的核外电子排布式是________。

＋(2)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙，下列判断正确的是______(填字母)。

a.稳定性：甲>乙

b.稳定性：甲<乙

(3)Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小至大的顺序为________(用元素符号作答)。

(4)五种元素中，电负性最大的非金属元素是_____，电负性最小的非金属元素是_____。

15.(2018·晋江市季延中学期中)A、B、C、D是四种短周期元素，E是过渡元素，A、B、C同周期，C、D同主族，A的原子结构示意图为，B是同周期第一电离能最小的元素，

7

C的最外层有三个成单电子，E元素的正三价离子的3d亚层为半充满。回答下列问题：

(1)写出下列元素的名称：A__________，

B__________，C__________，D__________。

(2)用元素符号表示D所在周期第一电离能最大的元素是__________，电负性最大的元素是__________。

(3)D的氢化物比C的氢化物的沸点_______(填“高“或“低“)，原因是____________。

(4)E元素的正三价离子的电子排布式为________。E元素在周期表中的位置是_______。

(5)写出A的最高价氧化物与B的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式__________。

原子结构与性质专项训练

参考答案

1.A

2.D

3.D

4.D

5.B

6.B

7.D

8.D

9.B

10.D

11.D

12.D 13.

(1)13

6

大于

(2)1s22s22p63s23p63d64s2

14.

(1)1s22s22p63s23p63d9

(2)a

(3)Si

(4)氧(或O)

硅(或Si) 15.

(1)硅

钠

磷

氮

(2)Ne

F

(3)高

NH3分子间形成氢键

(4)[Ar]3d5

第四周期Ⅷ族

(5)SiO2＋2OH===SiO23＋H2O －－

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