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第1章总结与整理

[学习目标定位]

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。

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

【考点】能层与能级

【题点】能层与能级的综合

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：16

8O 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：【考点】原子核外电子的排布表示方法

【题点】原子核外电子的排布表示方法的综合

答案

C

解析

原子核内有10个中子的氧原子应表示为18A错误；氯原子的结构示意图为

8O，＋，B错误；Fe的原子序数是26，故Fe3的最外层电子排布式为3s23p63d5，C正确；铜的原子序数是29，基态铜原子的价电子排布符合洪特规则的特例，价电子排布图为，D错误。

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

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

【考点】基态原子核外电子的排布原则

【题点】基态原子核外电子的排布原则的综合

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

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

【考点】元素周期律及应用的综合考查

【题点】元素的电离能、电负性的应用

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

【考点】元素周期律的综合考查

【题点】元素周期律的综合

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 D.原子半径：X

【题点】利用原子结构推断元素

答案

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________________。

【考点】关于“位、构、性”的综合考查

【题点】以元素推断为载体的综合考查

答案

(1) 元素

名称、符号

电子排布式

电子排布图

属于哪个区

(2)二

ⅤA

三

ⅡA (3)四

Ⅷ

1s22s22p63s23p63d6

(4)(5)N

Mg

Mg>N

Mg2

＋－A 氮

1s22s22p3

B 镁

1s22s22p63s2

C 铁

D 溴

1s22s22p63s23p63d64s2

1s22s22p63s23p63d104s24p5

p区

p区

s区

d区

离子

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：