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第1节 原子结构与性质

[考纲要求] 1.了解原子核外电子的排布原理及能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子、价电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。

2.了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。

3.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。

4.了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。

考纲要求

1.了解原子核外电子的排布原理及能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子、价电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。

2.了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。

3.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。

4.了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。

考点一 原子核外电子排布原理

【知识梳理】

1．能层、能级、原子轨道

(1)能层

多电子原子的核外电子的________是不同的。按电子的______差异，可将核外电子分成不同的能层。原子核外电子的每一能层(序号为n)最多可容纳的电子数为________。

(2)能级

多电子原子中，同一能层的电子，能量也不同，还可以把它们分成________；同一能层里，能级的能量按__________的顺序升高。

(3)原子轨道

电子云轮廓图称为原子轨道。s电子的原子轨道都是______形的，ns能级上各有____个原子轨道；p电子的原子轨道都是________形的，np能级上各有____个原子轨道；nd能级链接STS 1.

核外电子排布式、价层电子排布式的书写. 2.

比较元素第一电离能的大小，根据元素的第一电离能推断原子结构。

3.

元素电负性大小的比较和元素性质的关系。

4.

根据原子结构考查元素的推断。

上各有____个原子轨道。

2．能层、能级、原子轨道及其最多容纳电子数之间的关系

能层

符号

能级

轨道数

最多容纳的电子数

能量

ns 3．原子核外电子排布规律

(1)三个原理

①能量最低原理

原子的电子排布遵循________________，能使整个原子的________处于________状态。

②泡利原理

1个原子轨道里最多容纳________，且________相反。

③洪特规则

当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先__________________，而且__________相同。

洪特规则特例：当p、d、f轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14时，是较稳定状态。

(2)构造原理示意图：基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图

一

K 1s 1 2 2 2s 1 2 8 二

L 2p 3 6 3s 1 2 三

M 3p 3 6 18 K＜L＜M＜N＜O＜P＜Q 3d 5 10 4s 1 2 4p 3 6 四

N 4d 5 10 32 4f 7 14 n …

…

…

…

2n2

随着____________的递增，基态原子的核外电子按照上图中箭头的方向依次排布，即1s,2s,2p，______，____，____，____，____，____，4d,5p……该原理适用于绝大多数基态原子的核外电子排布。

(3)基态原子核外电子排布的表示方法

表示方法

原子结构示意图

电子式

电子排布式

电子排布图

价电子排布式

4.电子的跃迁与原子光谱

(1)电子的跃迁：

①基态→激发态：

举例(以氯原子为例) Cl

Cl：1s2s2p3s3p或[ Ne]3s23p5

22625Cl：

当基态原子的电子吸收能量后，会从

跃迁到

，变成激发态原子。

②激发态→基态：

激发态原子的电子从较高能级跃迁到低能级时会释放出能量。

(2)原子光谱：不同元素的原子发生跃迁时会

或

不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。

1. (1)能量

能量

2n2

(2)能级

s、p、d、f (3)球

1

哑铃

3

5 3.(1)

①构造原理

能量

最低

(3)释放能量

吸收

释放

吸收光谱

发射光谱

特征谱线

②2个电子

自旋方向

③

单独占据一个轨道

自旋方向

(2)原子核电荷数

3s

3p

4s

3d

4p

5s (3)

3s23p5 4.(1)低能级

较高能级

(2)吸收

释放

[基础达标] 判断正误(正确的划“√”，错误的划“×”)。

(1)p能级能量一定比s能级的能量高(

) (2)铝原子的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63d3(

)

(3)硫原子的基态原子的电子排布图为(4)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多(

) (5)铜原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1 (

) (6)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等(

) (

) 答案：(1) ×同一能层中，s能级的能量小于p能级的能量，能量较高的能层中的s能级的能量大于p能级的能量，如E(4s)>E(3p)

(2)×

正确为1s22s22p63s23p1(3)√

(4) ×2p、3p、4p能级的轨道数相同

(5)√

(6)×

能量不相同

【命题考向】

考查角度一 核外电子排布的表示方法

1．电子排布式

按电子排入各电子层中各能级的先后顺序，用能级符号依次写出各能级中的电子数，同时注意特例。如Cu：1s22s22p63s23p63d104s1。

2．简化电子排布式

用“[稀有气体]＋价层电子”的形式表示。如Cu：[Ar]3d104s1。

3．电子排布图(轨道表示式) 用方框(或圆圈)表示原子轨道，用“↑”或“↓”表示自旋状态不同的电子，按排入各电子层中各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写。如：

4．原子结构示意图

如S的原子结构示意图为 [题组训练]

1．下列电子排布图所表示的元素原子中，正确的是________。

解析：

①不符合能量最低原理；②不符合洪特规则；④不符合能量最低原理。

答案：

③⑤

2．(1)[2015·江苏卷]Cr3基态核外电子排布式为_______________。

＋

(2)[2015·安徽卷]N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)[2015·浙江卷自选]Cu2的电子排布式是______________________________。

(4)(2014·浙江高考)基态镓(Ga)原子的电子排布式：________。

(5)(2014·全国卷Ⅰ)Fe3的电子排布式为________。

＋(6)(2012·福建高考)基态Mn2的核外电子排布式为________。

＋(7)(2013·全国卷Ⅱ)Ni2的价层电子排布图为________。

＋解析：(1)基态Cr的电子排布遵循“半满”稳定原理，其基态电子排布式为[Ar]3d54s1，失＋去电子时，先失最外层上的电子，所以Cr3的核外电子排布为[Ar]3d3。

（2）N元素的原子序数为7，基态原子的核外电子排布为1s22s22p3；Cu元素为第四周期第ⅠB族，基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，最外层有1个电子。

(3)Cu的电子排布式为洪特规则特例，即为d轨道中的电子为全满状态时最稳定，所以29号Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1，失去电子时先失最外层电子，所以Cu2的电子排布式＋为[Ar]3d9。

(4)镓(Ga)的原子序数为31，电子分布的能级为1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p。

(5)Fe的原子序数为26，Fe3的电子分布的能级为1s、2s、2p、3s、3p、3d。

＋(6)Mn是25号元素，其电子排布式为[Ar]3d54s2，失去最外层2个电子，即得Mn2的＋电子排布式为[Ar]3d5。

(7)Ni2的价电子排布图为＋。

答案：(1)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3) (2) (2)1s22s22p3

1 (3)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9

(4)1s22s22p63s23p63d104s24p1

(5)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d5

或[Ar]3d5

(6)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5

(7)

[易误警示]1．在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：

2．半充满、全充满状态的原子结构稳定，如ns2、np3、np6

Cr：3d54s1

Mn：3d54s2

Cu：3d104s1

Zn：3d104s2

3．当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写时，仍把(n

－1)d放在ns前。

考查角度二

核外电子的排布规律及应用

【题组训练】

1．(2015·昆明模拟)下列各组表述中，两个原子不属于同种元素原子的是(

) A．3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子的排布式为1s22s22p63s23p2的原子

B．2p能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子和原子的最外层电子排布式为2s22p5的原子

C．M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子

D．最外层电子数是核外电子总数1/5的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子

C

[解析]A项，3p能级有一个空轨道的基态原子，按洪特规则可得其3p轨道上只能有两个电子，所以两个原子是同种元素的原子；B项，2p能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子，它的2p能级上只能是5个电子，所以两原子是同种元素的原子；C项，M层全充满而N层为4s2的原子，其M层应为18个电子，而后者的M层上只有8个电子，所以两原子不是同种元素的原子；D项，最外层电子数是核外电子总数的1/5的原子中，最外层电子数要小于或等于8个电子，且电子总数为5的倍数，所以可得该原子可能是原子序数为5、10、15、20、25、30、35、40，其中满足最外层电子数是核外电子总数的1/5且符合核外电子排布规则的只能是35号元素，该元素原子的外围电子排布式为4s24p5，所以两原子是同种元素的原子。

2．(2015·湖南长沙模拟)A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：

(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为________；

(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为________，C的元素符号为_________________；

(3)D元素的正三价离子的3d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_______________________________；

(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为______________________ ________________________。

【解析】(1)A元素基态原子的核外电子排布式应为ns2np3，次外层有2个电子，其电子排布式为1s22s22p3，应为氮元素；

(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，离子核外都有18个电子，B元素质子数为18-1＝17，阴离子为Cl-，元素符号为Cl，C元素质子数为

18+1＝19，阳离子为K+，元素符号为K；

(3)D元素的正三价离子的3d轨道为半充满，3d轨道电子数为5，则基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，应为Fe；

(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，应为Cu。

答案：(1)N

(2)Cl

K (3)Fe

1s22s22p63s23p63d64s2

(4)Cu

1s22s22p63s23p63d104s1

考点二 原子结构与元素性质

【知识梳理】

1．核外电子排布与族之间的关系

按电子排布，可把周期表里的元素划分为5个区，如下图：

其中s区(____除外)、____区、______区、____区的元素都为金属元素。

2．原子半径

(1)影响因素

①能层数——同主族元素能层数越多，原子半径

②核电荷数——同一周期元素核电荷数越大，原子半径

(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________；同主族元素从上到下，原子半径逐渐________。

3．电离能

(1)第一电离能

气态电中性基态原子失去__________转化为________正离子所需要的最低能量。第一电离能越______，越易失去电子，金属的活泼性越强。

(2)规律

同周期：第一种元素的第一电离能__________，最后一种元素的第一电离能__________。

同主族元素：从上到下第一电离能变______。

同种原子：随着电子的逐个失去，阳离子所带的正电荷数越来越________，再失去电子需克服的电性引力越来越______，消耗的能量越来越______，逐级电离能越来越____。

4．电负性

(1)含义

用来描述不同元素的原子对________吸引力的大小。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力______。

(2)标准

以氟的电负性为__________和锂的电负性为______作为标准，得出了各元素的电负性。

(3)应用

判断元素金属性、非金属性的强弱。金属的电负性一般________1.8，非金属的电负性一般________1.8，位于非金属三角区边界的元素的电负性则在1.8左右，它们既有________性，又有__________性。

(4)变化规律

在元素周期表中，同周期从左至右，元素的电负性逐渐

，同主族从上至下，元素的电负性逐渐

。

5．对角线规则

在元素周期表中，某些主族元素与__________的主族元素的某些性质相似，如。

6．元素周期律

(1)概念

元素的性质随____________呈现______变化。

(2)实质

元素周期律的实质是____________________________。

1.s

d

ds

p

H

d

ds

f 2．(1)越大

越小

(2)减小

增大

3．(1)一个电子

气态基态

小

(2)最小

最大

小

多

大

大

大

4．(1)键合电子

越大

(2)4.0

1.0 (3)小于

大于

金属

非金属

(4)增大

减小

5．右下方

6．(1)核电荷数递增

周期性

(2)元素原子结构的周期性变化必然引起元素性质的周期性变化

【基础达标】

判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)电负性大于1.8的一定为非金属，小于1.8的一定为金属(

) (2)电负性差值大于1.7时，一般形成离子键，小于1.7时，一般形成共价键(

) (3)电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大(

) (4)过渡元素中含有非金属元素(

) (5)s区全部是金属元素(

) (6)价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期IA族，是p区元素(

) (7)电负性O＞N＞C，第一电离能F＞Cl＞Br (

) 答案：(1)×电负性1.8不是划分金属和非金属的绝对标准

(2)√(3)

×非金属性越来越强，电负性越来越大，第一电离能总体呈增大趋势(4)

×

全部是金属元素 (5)×

有非金属元素氢

(6)× 位于第五周期IIIA族

(7)

√

命题考向

考查角度一 电离能及其应用

1．判断元素金属性的强弱

电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱。

2．判断元素的化合价(I1、I2……表示各级电离能) 如果某元素的In＋1≫In，则该元素的常见化合价为＋n。如钠元素I2≫I1，所以钠元素的化合价为＋1。

3．判断核外电子的分层排布情况

多电子原子中，元素的各级电离能逐级增大，有一定的规律性。当电离能的变化出现突变时，电子层数就可能发生变化。

4．反映元素原子的核外电子排布特点

同周期元素从左向右，元素的第一电离能并不是逐渐增大的，当元素的核外电子排布是全空、半充满和全充满状态时，第一电离能就会反常的大。

【题组训练】

1．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

B

[解析]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>O、Mg>Al，B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。

2．根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kJ·mol1)，回答下列各题：

－元素代号

Q R S T U I1

2 080 500 740 580 420 I2

4 000 4 600 1 500

1 800 3 100 I3

6 100 6 900 7 700 2 700 4 400 I4

9 400 9 500 10 500 11 600 5 900 (1)在周期表中，最可能处于同一族的是________。

A．Q和R

B．S和T

C．T和U

D．R和T

E．R和U (2)下列离子的氧化性最弱的是________。

A．S2

B．R2

C．T3

D．U

＋＋＋＋(3)下列元素中，化学性质和物理性质与Q元素最接近的是________。

A．硼

B．铍

C．氦

D．氢

(4)每种元素都出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况，这一事实从一个侧面说明：________________________________________________________________________，

如果U元素是短周期元素，你估计它的第2次电离能飞跃数据将发生在失去第______个电子时。

(5)如果R、S、T是同周期的三种主族元素，则它们的原子序数由小到大的顺序是__________，其中________元素的第一电离能异常高的原因是________________________________________________________________________。

答案

(1)E

(2)D

(3)C (4)电子分层排布，各能层能量不同

10 (5)R

S

S元素的最外层电子处于s能级全充满状态，能量较低，比较稳定，失去第一个电子吸收的能量较多

解析

(1)根据电离能的变化趋势知，Q为稀有气体元素，R为第ⅠA族元素，S为第ⅡA族元素，T为第ⅢA族元素，U为第ⅠA族元素，所以R和U处于同一主族。

(2)由于U为第ⅠA族元素且比R电离能小，所以U的氧化性最弱。

(3)由于Q是稀有气体元素，所以氦的物理性质和化学性质与此最像。

(4)电离能的突跃变化，说明核外电子是分层排布的。若U是短周期元素，则U是Na，其核外电子排布式为1s22s22p63s1，由于2s22p6所处能层相同，所以它的第2次电离能飞跃数据发生在失去第10个电子时。

(5)同一周期，第一电离能呈增大趋势，但ⅡA、ⅤA族比相邻元素要高，因为其最外层＋＋

电子呈全充满或半充满结构。

考查角度二 电负性的应用

【题组训练】

1．(1)元素C、N、O、K的电负性从大到小依次为____________。

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

(3)右图是周期表中短周期的一部分，A的单质是空气中含量最多的物质，其中第一电离能最小的元素是____________(填“A“B”“ C”或“D”)。

【解析】(1)C、N、O位于第二周期，且相对位置为从左到右，电负性逐渐增大，K位于第三周期最左边，所以电负性最小；(2)共用电子对偏向电负性大的原子，所以C的电负性大于H的电负性，Si的电负性小于H的电负性；(3)A为N，A、C为第ⅤA族元素，其第一电离能大于第ⅥA族的，同一主族从上往下第一电离能逐渐减小，D的最小。

【答案】(1)O＞N＞C＞K

(2)C＞H＞Si

(3)D 2．如图：

元素

符号

电负性

Li Be B C O F Na Al Si P S Cl 0.98 1.57 2.04 2.55 3.44 3.98 0.93 1.61 1.90 2.19 2.58 3.16 (1)根据对角线规则，Be、Al元素最高价氧化物对应水化物的性质相似，它们都具有两性，其中Be(OH)2显示这种性质的离子方程式是___________________________。

(2)通过分析电负性变化规律，确定Mg元素电负性的最小范围__________。

(3)请归纳元素的电负性和金属、非金属的关系是______________________。

(4)从电负性角度，判断AlCl3是离子化合物还是共价化合物？请说出理由，并设计一个实验方案证明上述所得结论。

[答案](1)Be(OH)2＋2H===Be2＋2H2O，Be(OH)2＋2OH===BeO22＋2H2O ＋＋－－(2)0.93～1.57 (3)元素的非金属性越强，电负性越大；元素的金属性越强，电负性越小

(4)Al元素和Cl元素的电负性差值为1.55<1.7，所以形成共价键，为共价化合物。将氯化铝加热到熔融态，进行导电性实验，如果不导电，说明是共价化合物。

考查角度三 原子结构与元素性质的递变规律

项

目

同周期(从左→右) 原子核外电子排布

原子半径

能层数相同，最外层电子数逐渐增多

逐渐减小(0族除外) 最高正价由＋1→＋7(O，F除外)，最低负价由－4→－1 得电子能力逐渐增强；

失电子能力逐渐减弱

增大的趋势

逐渐增大

金属性逐渐减弱；

非金属性逐渐增强

同主族(从上→下) 最外层电子数相同，能层数递增

逐渐增大

最高正价＝主族序数(O，F除外)，非金属最低负价＝主族序数－8 得电子能力逐渐减弱；

失电子能力逐渐增强

逐渐减小

逐渐减小

金属性逐渐增强；

非金属性逐渐减弱

元素主要化合价

原子得、失电子能力

第一电离能

电负性

元素金属性、

非金属性

【题组训练】

1．(2013·山东高考)下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是(

)

A解析：同主族元素从上到下电负性依次减小，A正确；卤族元素中氟无正价，B错误；HF分子间存在氢键，使HF熔沸点最高，C错误；卤族元素从上到下单质分子间范德华力依次增大，熔点依次升高，D错误。

2．

[2015·四川卷] X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。X和R属同族元素；Z和U位于第ⅦA族；X和Z可形成化合物XZ4；Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等；T的一种单质在空气中能够自燃。

请回答下列问题：

(1)R基态原子的电子排布式是______________________。

(2)利用价层电子对互斥理论判断TU3的立体构型是________。

(3)X所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是________(填化学式)；Z和U的氢化物中沸点较高的是________(填化学式)；Q、R、U的单质形成的晶体，熔点由高到低的排列顺序是____________(填化学式)。

(4)CuSO4溶液能用作T4中毒的解毒剂，反应可生成T的最高价含氧酸和铜，该反应的化学方程式是____________________________。

[答案](1)1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2

(2)三角锥形

(3)HNO3

HF

Si、Mg、Cl2

(4) P4＋10CuSO4＋16H2O===10Cu＋4H3PO4＋10H2SO4

[解析] Z和U位于第ⅦA族，故Z为F元素，U为Cl元素；X和Z可形成化合物XZ4，则X为C元素；X和R属同族元素，则R为Si元素；Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等，则Q为Mg元素；T的一种单质在空气中能够自燃，则T为P元素。(1)R为Si元素，原子序数为14，故其基态原子的电子排布式是1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2。(2)PCl3的价层电子对数为(5＋3)÷2＝4，除形成三条P－Cl σ键，还有一对孤电子对，受孤电子对的排斥，PCl3为三角锥形。(3)与碳同一周期，非金属性强弱顺序为F>O>N，因F、O无正化合价，故最高价氧化物的水化物酸性最强的是HNO3。HF、HCl中因HF能够形成分子间氢键，沸点高于HCl。Si形成的晶体是原子晶体，Mg是金属晶体，Cl2形成的晶体是分子晶体，故熔点由高到低的顺序为Si、Mg、Cl2。(4) P的最高价含氧酸为H3PO4，则CuSO4溶液与P4反应的化学方程式为P4＋10CuSO4＋16H2O===10Cu＋4H3PO4＋10H2SO4。

课时作业1[第1讲]

【基础巩固】

1．下列微粒中，各层电子数均达到2n2的是（

）

A．Ne、Ar

B．F、Mg2

－＋C．Al、O2

D．Cl、Ar －－B

解析：A中Ar，C中Al，D中Cl、Ar均不符合题意。

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是（

）

A．第3周期第Ⅷ族

B．第3周期第ⅤB族

C．第4周期第Ⅷ族

D．第4周期第ⅤB族

C

解析：依题意知，该离子的电子数为23，则该元素为第26号元素，则该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，它位于第4周期第Ⅷ族。

3．下列说法中正确的是(

) A．第三周期所含的元素中钠的第一电离能最小

B．铝的第一电离能比镁的第一电离能大

－

C．在所有元素中，氟的第一电离能最大

D．钾的第一电离能比镁的第一电离能大

A

解析：同周期中碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体最大，故A正确，C不正确。由于Mg为3s2，而Al为3s23p1，故铝的第一电离能小于Mg的。D中钾比镁更易失电子，钾的第一电离能小于镁的第一电离能，D不正确。

4．（2015·四川成都测试）短周期主族元素X、Y、Z、W在元素周期表中打对位置如下表中所示。下列判断不正确的是(

)

X A．原子半径最大的是X B．电负性最大的是W C．Y、Z原子序数差为8 D．氢化物最稳定的是Z D

解析：A.原子半径：X>Z>Y>W，B.非金属性：W>Y>Z>X，非金属性越强，得电子能力越强，电负性越强，氢化物的稳定性越强。所以不正确的是D。

5．(2015·上海调研)关于1s、2s、3s、4s原子轨道的说法，正确的是(

) A．电子只能在电子云轮廓图中运动

B．能级不同，但电子云轮廓图形状相同

C．轨道数目相同，电子云轮廓图形状、大小完全相同

D．能层不同，电子云轮廓图形状也不相同

B

解析：A.电子在电子云轮廓图外出现的概率小，错误；B.都是s轨道，电子云轮廓图形状相同为球形，故B项正确，D项错误；C.大小不同，1s、2s、3s、4s逐渐变大，错误。

6．(2015·四川资阳期末)下列现象与原子核外电子跃迁无关的是(

) A．激光

B．焰火

C．核辐射

D．霓虹灯光

C

解析：电子跃迁本质上是组成物质的粒子(原子、离子或分子)中电子的一种能量变化。核辐射是原子核从一种能量状态结构或转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所释放出的微观离子流，核辐射与电子跃迁无关。激光、霓虹灯广告、节日里燃放的焰火是原子的发射光谱，与原子核外电子发生跃迁有关，因此正确的答案选C。

7．美国“海狼”号潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金作载热介质，下列关于Al、Na原子结构的分析中正确的是(

) A．原子半径：Al>Na B．第一电离能：Al>Na C．电负性：Na>Al D．基态原子未成对电子数：Na>Al B

解析：根据元素周期律，原子半径：Na>Al，电负性：Na

Y Z W

8．(2015·合肥模拟)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、S；③Na、P、Cl，元素的电负性随原子序数增大而增大的是③

D．某主族元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703……它与氯气反应时，生成的阳离子是X3

＋D

解析：A正确，①～④分别表示Si、N、C、S。B正确，①～④分别表示Al、Si、P、S。C正确，因为元素非金属性越强，电负性越大。根据电离能数据可知，D中所述元素的最高价是＋2，属于第ⅡA族元素，D不正确。

【能力提升】

9．(2015·大同高三第一次模拟)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1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y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

C．2p轨道上只有2个电子的X原子与3p轨道上只有2个电子的Y原子

D．最外层都只有一个电子的X、Y原子

C

【解析】

本题考查的是核外电子排布的知识。A中1s2结构的原子为He,1s22s2结构的原子为Be，两者性质不相似。B项X原子为Mg，Y原子N层上有2个电子的有多种元素，如第四周期中Ca、Fe等都符合，化学性质不一定相似。C项为同主族的元素，化学性质一定相似。D项最外层只有1个电子的ⅠA族元素可以，过渡元素中也有很多最外层只有1个电子，故性质不一定相似。

10．(2015·黄山高三检测)已知元素X、Y同周期，且电负性X>Y，下列说法错误的是(

) A．X的原子序数一定大于Y B．第一电离能Y一定小于X C．X和Y在形成化合物时，X显负价、Y显正价

D．气态氢化物的稳定性：HmX强于HnY B

【解析】

由电负性大小可知X在Y的右边，A、C、D均正确；如果Y、X分别在第ⅤA族、第ⅥA族，因为第ⅤA族p轨道半充满，所以Y的第一电离能大于X的，B错误。

11．(2015·甘肃兰州诊断)过渡元素Ti、Mn、Fe等可与C、H、O形成多种化合物。

(1)根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域，其中Ti属于

________区。

(2)Mn和Fe的部分电离能数据如下表：

元素

I1

电离能

kJ·mol1

－Mn 717 1 509 3 248 ＋Fe 759 1 561 2 957 ＋I2

I3

Mn元素价电子排布式为________，气态Mn2再失去一个电子比气态Fe2再失去一个电子难，其原因是______________。

(3)电镀厂排放的废水中常含有剧毒的CN，可在TiO2的催化下，先用NaClO将CN氧化成CNO，再在酸性条件下将CNO继续氧化成N2和CO2。

请回答：

①H、C、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序为________。

②与CNO互为等电子体的微粒的化学式为________(写出一种即可)。

解析：(1)Ti的外围电子排布式为3d24s2，最后填充的电子的能级为3d，因此位于元素周期表中d区。(2)Mn元素原子核外有25个电子，价电子排布式为3d54s2。Fe2转化为Fe3＋＋－－－－－时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态。(3)①根据周期表中电负－－性强的元素位于周期表右上方，则电负性：H

答案：(1)d

(2)3d54s2

Mn2转化为Mn3时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变＋＋为不稳定的3d4状态(或Fe2转化为Fe3时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5＋＋半充满状态)

(3)①H

②CO2(或N2O、SCN) 12．(2015·山西联考)A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中五种常见的元素，其相关信息如下表：

元素

A B C D E 相关信息

原子核外L层电子数是K层的2倍

其一种单质可构成地球生物的“保护伞”

原子的第一电离能在第三周期中最小

基态原子最外层电子排布式为(n＋1)sn(n＋1)p(n＋2)－

可形成多种氧化物，其中一种为具有磁性的黑色晶体

请回答下列问题：

(1)C在元素周期表中位于第________周期、第________族；E的基态原子核外电子排布式是________________________________。

(2)B、C、D的简单离子半径由大到小的顺序为(用化学符号表示，下

同)______________________________，B、D的简单气态氢化物中稳定性较大的是________。

(3)B、C的单质按物质的量之比为1：2形成的化合物中化学键的类型为__________；该化合物属于________晶体。

解析：(1)同一周期从左到右，第一电离能逐渐增大，则C为钠元素，根据题给信息可推知E为铁元素。(2)臭氧层是地球生物的“保护伞”，则B为氧元素；根据D的基态原子最外层电子排布式可知n＝2，则D为硫元素。(3)B、C的单质按物质的量之比为12形成的化合物为Na2O2，既含共价键，又含离子键，为离子晶体。

答案：(1)三

ⅠA

1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2

(2)S2>O2>Na

H2O －－＋(3)共价键、离子键

离子

13．(2015·洛阳高三第一次模拟)下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表某一化学元素。

(1)下列________(填写编号)组元素的单质可能都是电的良导体。

①a、c、h

②b、g、k

③c、h、l

④d、e、f (2)如果给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响：

a．原子核对核外电子的吸引力

b．形成稳定结构的倾向

下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量(kJ·mol1) －

失去第一个电子

失去第二个电子

失去第三个电子

失去第四个电子

锂

519 7 296 11 799 －

X 502 4 570 6 920 9 550 Y 580 1 820 2 750 11 600 ①通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量：_____________________。

②表中X可能为以上13种元素中的__________(填写字母)元素。用元素符号表示X和j形成化合物的化学式____________。

③Y是周期表中________族元素。

④以上13种元素中________(填写字母)元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。

【解析】

(1)从所给元素在周期表中的位置可知a、c、d、f分别为Na、Mg、Sr和Al，

e处于过渡元素区也一定为金属，它们都是电的良导体；h为碳元素，其单质中的石墨也是电的良导体，故应选①、④两组。

(2)①锂原子核外共有3个电子，其中两个在K层，1个在L层，当失去最外层的一个电子后，锂离子处于稳定结构，根据题给信息可知，要使锂离子再失去电子便会形成不稳定结构，因此锂原子失去第二个电子时所需能量远大于失去第一个电子所需的能量。

②由表中数据可知：X失去第2个电子所需能量远大于失去第一个电子所需的能量(9倍多)，而失去第三个、第四个电子所需能量皆不足前者的2倍，故第一个电子为最外层的1个电子，而其他几个电子应处于内层。结合所给的周期表知，X应为a即钠元素，它和j即氧元素所形成的化合物化学式为Na2O或Na2O2。

③由表中所给Y的数据可知，Y失去第1、2、3个电子所需能量差别不大，而失去第4个电子所需能量远大于失去第3个电子所需的能量，因此Y元素的最外层有3个电子即为ⅢA族的Al。

④从题目所给信息知道，原子失电子所需能量不仅与原子核对核外电子的吸引力有关，还与形成稳定结构的倾向有关。结构越稳定失电子所需能量越高，在所给13种元素中，处于零族的m元素已达8电子的稳定结构，因此失去核外第一个电子需要的能量最多。

【答案】

(1)①④

(2)①Li原子失去一个电子后形成稳定结构，再失去1个电子很困难

②a

Na2O或Na2O2

③ⅢA

④m 14．(2015·山西太原模拟)有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所述：

元结构、性质等信息

素

是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素，该元素的某种合金是原子反A 应堆的导热剂

B C D 程中常用的消毒杀菌剂

请根据表中信息填写：

(1)A原子的核外电子排布式为___________________________________。[来源:学,科,网Z,X,X,K]

(2)B元素在周期表中的位置为____________________________________；

离子半径：B________A(填“大于”或“小于”)。

B与A同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性

元素的气态氢化物极易溶于水，可用作制冷剂

是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过

(3)C原子的电子排布图是________，其原子核外有________个未成对电子，能量最高的电子为________轨道上的电子，其轨道呈________形。

(4)D原子的电子排布式为________，D-的结构示意图是________。

【解析】根据题中信息可推出A为Na，B为Al，C为N，D为Cl。

(1)A为Na，其核外电子排布式为1s22s22p63s1。

(2)B为Al，其在元素周期表中的位置为第3周期ⅢA族，Na+与Al3+核外电子排布相同，核电荷数Al3+大于Na+，故r(Al3+)

(3)C为N，其轨道排布式为p轨道上的电子，其轨道呈哑铃形。

(4)D为Cl，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，简化电子排布式为[Ne]3s23p5，Cl-的，其中有3个未成对电子，能量最高的为结构示意图为。

答案：(1)1s22s22p63s1

(2)第3周期ⅢA族

小于

(3)

3

p

哑铃

(4)1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5

15．2015【安徽省淮北市模拟】X、Y、Z、W四种常见元素，其相关信息如下表：

元素

X Y Z W 相关信息

空气含量最多的元素

3p能级只有一个电子

单质用于制造集成电路和太阳能板的主要原料

常见化合价有+2、+3，其中一种氧化物为红褐色

（1）W位于周期表的第

周期，第

族。

（2）用“>”或“<”填空。

离子半径

X

Y 电负性

Z

W 第一电离能

X

Z 单质熔点

X

W （3）X2、碳和Z的氧化物在1300℃时可合成Z3X4。写出该反应化学方程式

。Z3X4是一种耐高温的结构陶瓷材料，是

化合物（填“共价”或“离子”）。

（4）查阅资料知道：

4Y(s)＋3O2(g)=2Y2O3(s)

△H=－3351．4 kJ．mol1

－3W(s)＋2O2(g)=W3O4(s)

△H=－1120

kJ．mol1

－则Y与W3O4反应的热化学方程式是：

。

【答案】（1）四

VIII

[Ar]3d6或者1S22S2S2P63S23P63d6

（2）>

>

>

<

（3）2N2＋3SiO2＋6C=Si3N4＋6CO↑（2分）

共价

（4）8Al(s)＋3Fe3O4(s)=4Al2O3(s)＋9Fe(s)

△H=－3342．8

kJ．mol－1 【解析】由题意知X为氮元素，Y为铝元素，Z为硅元素，W为铁元素。(1)铁位于第四周期的第VIII族；(2)离子半径“核大径小”，N3> Al3+；电负性非金属Si>Fe；第一电离—能半满结构的N> Si，单质熔点常温下为固体的Fe> 气体氮气；(3)高温时碳生成一氧化碳；Z3X4是一种耐高温的结构陶瓷材料，是原子晶体，属于共价化合物；(4)由盖斯定律计算反应热，进而写出热化学方程式。

【挑战自我】

16．现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。

A元素的核外电子数和电子层数相等

B元素原子的核外p电子数比s电子数少1 C原子的第一至第四电离能如下：I1＝738 kJ·mol－1

I2＝1 451 kJ·mol－1

I3＝7 733 kJ·mol－1

I4＝10 540 kJ·mol－1

D原子核外所有p轨道全满或半满

E元素的主族序数与周期数的差为4 F是前四周期中电负性最小的元素

G在周期表的第七列

(1)已知BA5为离子化合物，写出其电子式：______________________。

(2)B元素基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有________个方向，原子轨道呈________形。

(3)某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子排布图为

该同学所画的电子排布图违背了________。

(4)G位于_______族______区，该元素的核外电子排布式为_____________。

(5)B、C、D的第一电离能从小到大的顺序为________________(填元素符号)。

【解析】

由题给信息可知元素A、B、C、D、E、F、G分别为H、N、Mg、P、Cl、K、Mn。(1)离子化合物NH5为氢化铵。(2)N原子的基态原子能量最高的电子为p电子，p电子云有三个方向，原子轨道呈哑铃形。(3)题图中3s轨道的两个电子自旋方向相同，违背了泡利原理。(4)根据同周期和同主族第一电离能的变化可知N>P>Mg。

【答案】

(1)

(2)3

哑铃

(3)泡利原理

(4)第ⅦB

d

1s22s22p63s23p63d54s2

(5)Mg