复习题教学目标

原子结构与性质

考纲要求

1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理，能正确书写1～36号元素原子核外电子、价电子的排布式和轨道表达式。2.了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。3.了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。4.了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。

考点一

原子核外电子排布原理

1．能层、能级与原子轨道

(1)能层(n)：在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的能量差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。

(2)能级：同一能层里电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用s、p、d、f等表示，同一能层里，各能级的能量按s、p、d、f的顺序依次升高，即：E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)。

(3)原子轨道：电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。

原子轨道

轨道形状

轨道个数

s

p

特别提醒

第一能层(K)，只有s能级；第二能层(L)，有s、p两种能级，p能级上有三个原子轨道px、py、pz，它们具有相同的能量；第三能层(M)，有s、p、d三种能级。

2．基态原子的核外电子排布

(1)能量最低原理：即电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。

如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：

注意

所有电子排布规则都需要满足能量最低原理。

(2)泡利原理

每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋状态相反。

如2s轨道上的电子排布为，不能表示为。

(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，且自旋状态相同。如2p3的电子排布为，不能表示为或。

6101435700洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p、d、f)、半满(p、d、f)和全空(p、d、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。

3．基态、激发态及光谱示意图

(1)p能级的能量一定比s能级的能量高(×) (2)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多(×) (3)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等(×)

(4)2px、2py、2pz的能量相等(√) (5)铁元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6(×) (6)Cr的基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d44s2(×) (7)基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)＜E(2s)＜E(2px)＜E(2py)＜E(2pz)(×) (8)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原则(×) (9)磷元素基态原子的电子排布图为

(×)

写出下列原子或离子的①电子排布式、②价电子排布图、③电子占的原子轨道数、④未成对电子数。

(1)N：①________________②______________________________________________________ ③____________________④______________________________________________________。

(2)Cl：①________________②_____________________________________________________ ③____________________④______________________________________________________。

＋(3)Fe2：①____________②_______________________________________________________ ③____________________④______________________________________________________。

(4)Cu：①______________②_______________________________________________________ ③____________________④_______________________________________________________。

(5)Se：①______________②________________________________________________________ ③____________________④_______________________________________________________。

－(6)Br：①____________②________________________________________________________ ③____________________④______________________________________________________。

核外电子排布常见错误

(1)在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：

①

(违反能量最低原理) ②

(违反泡利原理) ③

(违反洪特规则) ④

(违反洪特规则) (2)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，而失电子时，却先失4s轨道上的电子，＋如Fe3：1s22s22p63s23p63d5。

(3)注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、价电子排布式的区别与联系。如Cu的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1；简化电子排布式：[Ar]3d104s1；价电子排布式：3d104s1。

考点二

原子结构与周期表、元素性质的关系

1．原子结构与周期表的关系

(1)原子结构与周期表的关系(完成下列表格) 每周期第一个元素

每周期最后一个元素

周期

能层数

原子基态原子的简化电原子序数

基态原子的电子排布式

序数

子排布式

2 3 10 1s22s22p6

二

[He]2s1

3 11

三

4 19

四

22621s2s2p3s3p63d10 15 37 54 五

[Kr]5s

4s24p64d105s25p6

1s22s22p63s23p63d104s24p6 16 55 86 六

[Xe]6s

4d104f145s25p65d106s26p6

(2)每族元素的价层电子排布特点

①主族

主族

排布特点

主族

排布特点

ⅠA

ⅤA

ⅡA

ⅥA

ⅢA

ⅦA

ⅣA

②0族：He：1s2；其他ns2np6。

～～③过渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d110ns12。

(3)元素周期表的分区与价电子排布的关系

①周期表的分区

②各区外围电子排布特点

分区

s区

p区

d区

ds区

f区

2.原子半径

能层数：能层数越多，原子半径越大(1)影响因素核电荷数：能层数相同核电荷数越大，

原子半径越小外围电子排布

～ns12

～ns2np16

～～(n－1)d19ns12(除钯外) ～(n－1)d10ns12

～～(n－2)f014(n－1)d02ns2

(2)变化规律

元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。

3．电离能

(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，符号：I1，单位：kJ·mol1。

(2)规律

①同周期：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，总体呈现从左至右逐渐增大的变化趋势。

②同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小。

③同种原子：逐级电离能越来越大(即I1＜I2＜I3…)。

4．电负性

(1)含义：元素的原子在化合物中吸引键合电子能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引键合电子的能力越强。

(2)标准：以最活泼的非金属氟的电负性为4.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体未计)。

(3)变化规律

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，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右。

在元素周期表中，同周期从左至右，元素的电负性逐渐增大，同主族从上至下，元素的电负性逐渐减小。

5．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有些性质是相似的，如。

(1)价电子排布为5s5p的元素位于第五周期ⅠA族，是s区元素(

) (2)电负性大的元素非金属性强(√) (3)主族元素的电负性越大，元素原子的第一电离能一定越大(×) (4)在元素周期表中，同周期主族元素电负性从左到右越来越大(√) (5)在形成化合物时，电负性越小的元素越容易显示正价(√) (6)第一电离能：O＞N(×) (7)正三价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于Ⅷ族(√) (8)价电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期ⅤA族，是p区元素(√)

(1)第三周期所有元素的第一电离能(I1)大小顺序为_________________________________(用元素符号表示)。

(2)Na的逐级电离能中有________次突跃。分别是哪级电离能发生突跃？________、________。

(3)C、N、O、F的电负性大小顺序为________________，第一电离能大小顺序为____________。

(4)F、Cl、Br、I的第一电离能大小顺序为____________________________________________，

电负性大小顺序为________________ 21

1．(高考组合题)(1)[2017·全国卷Ⅱ，35(1)]氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为________。

(2)[2017·全国卷Ⅰ，35(1)(2)]①元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为________nm(填标号)。

A．404.4

B．553.5C．589.2 D．670.8 E．766.5 ②基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是____________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为____________。

(3)[2016·全国卷Ⅰ，37(1)]基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]________，有________个未成对电子。

(4)[2016·全国卷Ⅱ，37(1)]镍元素基态原子的电子排布式为______________，3d能级上的未成对电子数为________。

(5)[2015·全国卷Ⅰ，37(1)]处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用________形象化描述。在基态14C原子中，核外存在________对自旋相反的电子。

＋(6)[2014·新课标全国卷Ⅰ，37(2)]基态Fe原子有________个未成对电子。Fe3的电子排布式为________________________。

(7)[2013·新课标全国卷Ⅰ，37(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．(高考组合题)(1)[2017·全国卷Ⅱ，35(2)]元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是__________________________ ________________________________________________________________________；氮元素的E1呈现异常的原因是_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)[2016·全国卷Ⅰ，37(4)]Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是________________。

(3)[2016·全国卷Ⅱ，37(3)]元素铜与镍的第二电离能分别为ICu＝1 958 kJ·mol–1、INi＝1 753

kJ·mol1，ICu>INi的原因是_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)[2016·全国卷Ⅲ，37(2)]根据元素周期律，原子半径Ga________As，第一电离能Ga________As。(填“大于”或“小于”) (5)[2013·新课标全国卷Ⅱ，37(2)]F、K、Fe、Ni四种元素中的第一电离能最小的是__________。(填元素符号) (6)[2013·浙江自选模块，15(1)(2)]①N、Al、Si、Zn四种元素中，有一种元素的电离能数据如下：

I1

I2

I3

I4

电离能

……

－1578 1 817 2 745 11 578 Ia/kJ·mol

……

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的最高价氯化物分子式是________。该元素可能的性质或应用有________。

A．是一种活泼的金属元素B．其电负性大于硫C．其单质可作为半导体材料D．其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点

－1．元素“氦、铷、铯”等是用下列哪种科学方法发现的(

) A．红外光谱

B．质谱

C．原子光谱

D．核磁共振谱

2．下列有关原子轨道的叙述中正确的(

) A．氢原子的2s轨道能量较3p轨道高B．锂原子的2s与5s 轨道皆为球形分布

C．p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层序数的增加，p能级原子轨道也在增多D．能层n＝4的原子轨道最多可容纳16个电子

3．(2017·河北正定中学模拟)在核电荷数为26的元素Fe的原子核外3d、4s轨道内，下列电子排布图正确的是(

) A.

B.

C. D.

4．下列说法中正确的是(

) A．随原子序数的递增，第三周期元素的电负性逐渐减小

B．铝的第一电离能比镁的第一电离能大

C．在所有的元素中，氟的第一电离能最大

D．在所有的元素中，氟的电负性最大

5．(2018·江西省新余联考)下列图示中横坐标是表示元素的电负性数值，纵坐标表示同一主族的五种元素的序数的是(

)

6．(2018·银川一中月考)周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”，由此可以推断(

) A．它位于周期表的第四周期ⅡA族B．它的基态核外电子排布式可简写为[Ar]4s2

＋C．Co2的核外价电子排布式为3d54s2D．Co位于周期表中第9列

7．某元素基态原子的价电子排布式为3d54s2，则下列说法不正确的是(

) A．该元素为Mn元素B．该元素原子核外有4个能层C．该元素原子最外层共有7个电子D．该元素属于d区元素

8．下列原子的电子跃迁能释放光能形成发射光谱的是(

) A．1s22s22p63s2―→1s22s22p63p2B．1s22s22p33s1―→1s22s22p4C．1s22s2―→1s22s12p1D．1s22s22p1→1s22s22p1x―y

9．(2017·洛阳期末)以下有关元素性质的说法不正确的是(

)

A．①Na，K，Rb；②N，P，As；③O，S，Se；④Na，P，Cl元素的电负性随原子序数增大而递增的是④

B．下列原子中，①1s22s22p63s23p1，②1s22s22p63s23p2，③1s22s22p63s23p3，④1s22s22p63s23p4对应的第一电离能最大的是④

C．某短周期元素的逐级电离能分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703等，该元素在第三周期ⅡA族

10．(2017·长沙调研)完成下列化学用语。

(1)Cr原子的核外电子排布式__________________________________，价电子排布式________，原子结构示意图_________________________________，

价电子排布图___________________________________________________。

＋(2)Cu2的核外电子排布式___________________________________________________，离子结构示意图________________。

(3)As的核外电子排布式________________，原子结构示意图________________，价电子排布图_______________________________________。

(4)Co的价电子排布式________________，价电子排布图______________________________。

11．已知元素的某种性质“X”和原子半径、金属性、非金属性等一样，也是元素的一种基本性质。下面给出13种元素的X的数值：

Al B Be C Cl F Li 元素

1.5 2.0 1.5 2.5 2.8 4.0 1.0 X的数值

Mg Na O P S Si

元素

1.2 0.9 3.5 2.1 2.5 1.7

X的数值

试结合元素周期律知识完成下列问题：

(1)经验规律告诉我们：当形成化学键的两原子相应元素的X差值大于1.7时，所形成的一般为离子键；当小于1.7时，一般为共价键。试推断AlBr3中的化学键类型：____________。

(2)根据上表给出的数据，简述主族元素的X的数值大小与元素的金属性或非金属性强弱之间的关系：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________；简述第二周期元素(除惰性气体外)的X的数值大小与原子半径之间的关系：____________________。

(3)请你预测Br与I元素的X数值的大小关系：_______________________________________。

(4)某有机化合物分子中含有S—N键，你认为该共用电子对偏向于________(填元素符号)原子。

12．X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素，其相关信息如表所示：

元素

相关信息

X X的一种核素的质量数为18，中子数为10

Y Y与X同主族，且它的一种氧化物是导致酸雨的主要物质之一

Z Z的单质常温下为黄绿色气体

W W的基态原子核外有4个未成对电子

(1)Z在元素周期表中的位置是________________________________________________。

(2)基态Y原子的核外电子排布式为_____________________________________________。

＋(3)基态W3的核外电子排布式为______________________________________________。

(4)X的一种氢化物H2X2分子中极性键和非极性键数目之比为________。

(5)Y的电负性比Z的________(填“大”或“小”)；X和Y的简单气态氢化物中，较稳定的是________(写化学式)。

13．(2017·赣榆高中调研)已知A、B、C、D都是短周期元素，它们的原子半径大小顺序为B＞C＞D＞A。B的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；D原子有2个未成对电子。A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体。E是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与A原子相同，其余各层电子均充满。

试回答下列问题(用元素符号或化学式表示)：

(1)基态B原子中，核外存在________个未成对电子。

＋(2)基态E2的核外电子排布式为__________________________________________________。

(3)基态D原子的最高能级的电子排布图为__________________________________________。

(4)M分子中B原子轨道的杂化类型为____________________________________。

(5)B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为________________。

14．(2017·双鸭山模拟)现有属于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素，原子序数依＋次增大。A元素的价电子构型为nsnnpn1；C元素为最活泼的非金属元素；D元素核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的1/6；E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态；F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；G元素与A元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒。

(1)A元素的第一电离能________(填“＜”“＞”或“＝”)B元素的第一电离能，A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为____________(用元素符号表示)。

(2)D元素原子的价电子排布式是________。

＋(3)C元素的电子排布图为_________________________________________________；E3的离子符号为________。

(4)F元素位于元素周期表的________区，其基态原子的电子排布式为________________。

(5)G元素可能的性质________。

A．其单质可作为半导体材料B．其电负性大于磷C．其原子半径大于锗D．其第一电离能小于硒

(6)活泼性：D________(填“＞”或“＜”，下同)Al，I1(Mg)________I1(Al)，其原因是_______________________________________________。