【步步高】2014届高三化学一轮总复习 第十二章 第1讲 原子结构与性质 新人教版

1 第第 1 1 讲讲 原子结构与性质原子结构与性质 考纲要求 1 能规范书写常见元素 1 36 号 原子核外电子的电子排布式和电子排 布图 2 能运用原子核外电子跃迁等解释某些实际问题 3 能用电离能 电负性等解 释元素的某些性质 4 掌握周期表各区 周期 族的原子核外电子排布规律及元素性 质的递变规律 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 同一能层里的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 球形 1 p 哑铃形 3 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 原子核外电子排布的原理 1 能量最低原理 即 电子尽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 亦即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图 2 2 泡利原理 一个原子轨道最多容纳 2 个电子 并且自旋状态相反 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 并且自旋状态相同 洪特规则特例 当能量相同的原子轨道在全满 p6 d10 f14 半满 p3 d5 f7 和 全空 p0 d0 f0 状态时 体系的能量最低 如 24Cr 的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1 特别提醒 基态原子 处于最低能量的原子 当基态原子吸收能量后 电子会跃迁 到较高能级 变成激发态原子 电子从激发态跃迁回基态时 释放一定频率的光子 这是产生原子光谱的原因 深度思考 1 完成下表 理解能层 能级及其最多容纳电子数的关系 能层一二三四五 符号 KLMNO 能级 1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s 22626102610142 最多 容纳 电子 数 281832 2n2 特别提醒 1 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 2 以 s p d f 排序的各能级可容纳的最多电子数依次为 1 3 5 7 的二倍 3 构造原理中存在着能级交错现象 4 我们一定要记住前四周期的能级 排布 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 2 写出下列原子的电子排布式与简化电子排布式 3 原子电子排布式简化电子排布式 N1s22s22p3 He 2s22p3 Cl1s22s22p63s23p5 Ne 3s23p5 Ca1s22s22p63s23p64s2 Ar 4s2 Fe1s22s22p63s23p63d64s2 Ar 3d64s2 Cu1s22s22p63s23p63d104s1 Ar 3d104s1 特别提醒 当出现 d 轨道时 虽然电子按ns n 1 d np 顺序填序 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 3 请用核外电子排布的相关规则解释 Fe3 较 Fe2 更稳定的原因 答案 26Fe 价层电子的电子排布式为 3d64s2 Fe3 价层电子的电子排布式为 3d5 Fe2 价层电子的电子排布式为 3d6 根据 能量相同的轨道处于全空 全满和半满 时能量最低 的原则 3d5处于半满状态 结构更为稳定 所以 Fe3 较 Fe2 更为稳 定 特别提醒 由于能级交错 3d 轨道的能量比 4s 轨道的能量高 排电子时先排 4s 轨道再排 3d 轨道 而失电子时 却先失 4s 轨道上的电子 题组一 根据核外电子排布 正确理解电子能量状态 1 下列电子排布图所表示的元素原子中 其能量处于最低状态的是 答案 解析 不符合能量最低原理 不符合洪特规则 不符合能量最低原理 2 气态电中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化 吸收能量最多的是 A 1s22s22p63s23p2 1s22s22p63s23p1 B 1s22s22p63s23p3 1s22s22p63s23p2 C 1s22s22p63s23p4 1s22s22p63s23p3 4 D 1s22s22p63s23p63d104s24p2 1s22s22p63s23p63d104s24p1 答案 B 解析 np3处于半充满结构 稳定 失去一个电子吸收能量多 两原理 一规则 的正确理解 1 原子核外电子排布符合能量最低原理 洪特规则 泡利原理 若违背其一 则 电子能量不处于最低状态 易误警示 在写基态原子的电子排布图时 常出现以下错误 违反能量最低原理 违反泡利原理 违反洪特规则 违反洪特规则 2 半充满 全充满原子结构稳定 如ns2 np3 np6 Cr 3d54s1 Mn 3d54s2 Cu 3d104s1 Zn 3d104s2 题组二 化学用语的正确使用 3 2010 上海 2 下列有关物质结构的表述正确的是 A 次氯酸的电子式 B 二氧化硅的分子式 SiO2 C 硫原子的最外层电子排布式 3s23p4 D 钠离子的结构示意图 答案 C 解析 次氯酸的电子式为 A 错 二氧化硅是原子晶体 其结构中不 存在分子 B 错 钠离子是钠原子失去了最外层的 1 个电子 其结构示意图为 5 D 错 4 按要求用三种化学用语表示基态铁原子和三价铁离子 并回答问题 Fe Fe3 原子 或离子 结构示意图 电子排布式 电子排布图 1 铁原子最外层电子数为 铁在发生化学反应时 参加反应的电子可能 是 2 请你通过比较 归纳 分别说出 3 种不同化学用语所能反映的粒子结构信息 答案 Fe Fe3 原子 或离子 结构示意图 电子排布式 Ar 3d64s2 Ar 3d5 电子排布图 1 2 4s 上的 2 个电子和 3d 上的 1 个电子 2 结构示意图 能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各能层上的电子 数 电子排布式 能直观地反映核外电子的能层 能级和各能级上的电子数 电子 排布图 能反映各轨道的能量的高低 各轨道上的电子分布情况及自旋方向 5 A B C D E F 代表 6 种元素 请填空 1 A 元素基态原子的最外层有 2 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 能级为半充满 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 5 F 元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn 1 则n 原子中能量最高 的是 电子 答案 1 C 或 O 2 Cl K 6 3 Fe 1s22s22p63s23p63d64s2或 Ar 3d64s2 4 Cu 1s22s22p63s23p63d104s1或 Ar 3d104s1 5 2 2p 解析 1 A 元素基态原子次外层有 2 个电子 故次外层为 K 层 A 元素有 2 个电子 层 由题意可写出其电子排布图为 则该元素核外有 6 个电子 为碳元素 其元素符号为 C 另外氧原子同样也符合要求 其电子排布图 为 2 B C 的电子层结构都与 Ar 相同 即核外都有 18 个电子 则 B 为 17 号元素 Cl C 为 19 号元素 K 3 D 元素原子失去 2 个 4s 电子和 1 个 3d 电子后变成 3 价离子 其原子的核外电 子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2即 26 号元素铁 4 根据题意要求 首先写出电子排布式 1s22s22p63s23p63d104s1 该元素为 29 号元素 Cu 5 s 能级只有 1 个原子轨道 故最多只能容纳 2 个电子 即n 2 所以元素 F 的 原子最外层电子排布式为 2s22p3 由此可知 F 是 N 元素 根据核外电子排布的能量 最低原理 可知氮原子的核外电子中的 2p 能级能量最高 7 化学用语的规范使用及意义 为了书写和学术交流的方便 采用国际统一的符号来表示各个元素元素符号 它们有各自不同的侧重点 1 原子结构示意图只能表示核外电子的分层排布和原子核内的质子数 如 2 核组成式 如O 侧重于表示原子核的结构 它能告诉我们该原子核内的质 16 8 子数和核外电子数以及质量数 并不能反映核外电子的排布情况 3 电子排布式 如 O 原子的电子排布式为 1s22s22p4 它能告诉我们氧原子核外的 电子分为 2 个电子层 3 个能级 并不能告诉我们原子核的情况 也不能告诉我们 它的各个电子的运动状态 4 电子排布图 如这个式子 对氧原子核外电子排布 的情况表达得就更加详细 5 价电子排布式 如 Fe 原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2 价电子排布式为 3d64s2 价电子排布式能反映基态原子的 能层数和参与成键的电子数以及最外层电子数 8 考点二 原子结构与元素性质 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 序数 基态原子的 电子排布式 原子 序数 基态原子的电子 排布式 二 23 He 2s1101s22s22p6 三 311 Ne 3s1181s22s22p63s23p6 四 419 Ar 4s136 1s22s22p63s23p63 d104s24p6 五 537 Kr 5s154 1s22s22p63s23p63 d104s24p64d105s2 5p6 六 655 Xe 6s186 1s22s22p63s23p63 d104s24p64d104f14 5s25p65d106s26p6 2 原子构型与族的关系 对主族元素 主族元素的族序数 原子的最外层电子数 对副族元素 次外层电子数多于 8 个而少于 18 个的一些元素 它们除了能失去 最外层的电子外 还能失去次外层上的一部分电子 例如元素钪 Ar 3d14s2 总共 可以失去三个电子 钪为 B 族元素 所以 失去的 或参加反应的 电子总数就等 于该元素所在的族序数 除第 族元素外 大多数元素所在族的族序数等于 n 1 d ns n为最外层 的电子数 归纳总结 1 周期的序号等于能层数 2 每一周期都是从活泼碱金属开始逐渐过 渡到活泼的非金属 最后以惰性气体结束 第一周期除外 3 主族元素所在族的 序数等于该元素原子的价电子数 等于最外层电子数 4 B B 族元素原子的 价电子数目与族序数相同 3 元素周期表的分区 根据核外电子排布 a 分区 9 b 各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点 分区元素分布外围电子排布元素性质特点 s 区 A A 族及 He 元素ns1 2 除氢 氦外都是活泼金 属元素 通常是最外层 电子参与反应 p 区 A 族 A 族 0 族 除氦外 ns2np1 6 通常是最外层电子参与 反应 d 区 B 族 B 族 族 除镧系 锕系外 n 1 d1 9ns1 2 d 轨道可以不同程度地 参与化学键的形成 ds 区 B 族 B 族 n 1 d10ns1 2金属元素 f 区镧系 锕系 n 2 f0 14 n 1 d0 2ns2 镧系元素化学性质相近 锕系元素化学性质相近 c 若已知元素的外围电子排布 可直接判断该元素在周期表中的位置 如 某元素 的外围电子排布为 4s24p4 由此可知 该元素位于 p 区 为第四周期 A 族元素 即最大能层为其周期数 最外层电子数为其族序数 但应注意过渡元素 副族与第 族 的最大能层为其周期数 外围电子数应为其纵列数而不是其族序数 镧系 锕 系除外 根据元素金属性与非金属性可将元素周期表分为金属元素区和非金属元素区 如 下图 处于金属与非金属交界线 又称梯形线 附近的非金属元素具有一定的金属 性 又称为半金属或准金属 但不能叫两性非金属 2 元素周期律 1 原子半径 10 影响因素Error 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 2 电离能 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 mol 1 规律 a 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 b 同族元素 从上至下第一电离能逐渐减小 c 同种原子 逐级电离能越来越大 即I1 I21 8 非金属元素 1 7 离子键 1 7 共价键 3 判断元素价态正负 电负性大的为负价 小的为正价 4 电负性是判断金属性和非金属性强弱的重要参数 表征原子得电子能力强弱 电负性越大 非金属性越强 F 的电负性最大 为 4 0 特别提醒 1 金属活动性顺序与元素相应的电离能大小顺序不完全一致 故不能 根据金属活动性顺序表判断电离能的大小 2 不能将电负性 1 8 作为划分金属和非金属的绝对标准 3 共价化合物中 两种元素电负性差值越大 它们形成共价键的极性就越强 题组一 元素推断与元素逐级电离能 12 1 根据下列五种元素的第一至第四电离能数据 单位 kJ mol 1 回答下列各题 元素代号 I1I2I3I4 Q2 0804 0006 1009 400 R5004 6006 9009 500 S7401 5007 70010 500 T580 1 8002 70011 600 U4203 1004 4005 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最像 Q 元素的是 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 T 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 A 族元素 S 为 第 A 族元素 T 为第 A 族元素 U 为第 A 族元素 所以 R 和 U 处于同一主族 2 由于 U 为第 A 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 13 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 A A 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 题组二 元素推断与电负性应用 2 如图 元素符号 LiBeBCOF 电负性值 0 981 572 042 553 443 98 元素符号 NaAlSiPSCl 电负性值 0 931 611 902 192 583 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 通过分析电负性值变化规律 确定 Mg 元素电负性值的最小范围 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 BeO 2H2O 2 2 2 0 93 1 57 3 非金属性越强 电负性越大 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 14 正确表述元素周期律 项目同周期 从左 右 同主族 从上 下 原子核外电子排布 电子层数相同 最外 层电子数逐渐增多 1 7 第一周期 1 2 最外层电子数相同 电子层数递增 原子半径逐渐减小 0 族除外 逐渐增大 元素主要化合价 最高正价由 1 7 最低负价由 4 1 最高正价 主族序数 非金属最低负价 主 族序数 8 原子得 失电子能 力 得电子能力逐渐增强 失电子能力逐渐减弱 得电子能力逐渐减弱 失电子能力逐渐增强 元素的第一电离能 第一电离能呈增大的 趋势 第一电离能逐渐减小 元素的电负性电负性逐渐增大电负性逐渐减小 元素金属性 非金 属性 金属性逐渐减弱 非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱 单质氧化性 还原 性 氧化性逐渐增强 还原性逐渐减弱 氧化性逐渐减弱 还原性逐渐增强 最高价氧化物对应 水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱 酸性逐渐增强 碱性逐渐增强 酸性逐渐减弱 非金属气态氢化物 的稳定性 生成由难到易稳定性 逐渐增强 生成由易到难稳定性 逐渐减弱 题组三 教材回扣练习 3 选修 3P24 1 下列说法中正确的是 A 处于最低能量的原子叫做基态原子 B 3p2表示 3p 能级有两个轨道 C 同一原子中 1s 2s 3s 电子的能量逐渐减小 D 同一原子中 2p 3p 4p 能级的轨道数依次增多 答案 A 4 选修 3P24 2 X Y Z 三种元素的原子 其最外层电子排布分别为ns1 3s23p1和 2s22p4 由这三种元素组成的化合物的化学式可能是 15 A XYZ2 B X2YZ3 C X2YZ2 D XYZ3 答案 A 5 选修 3P24 3 下列说法中 不符合 A 族元素性质特征的是 A 从上到下原子半径逐渐减小 B 易形成 1 价离子 C 从上到下单质的氧化性逐渐减弱 D 从上到下氢化物的稳定性依次减弱 答案 A 6 选修 3P24 4 下列说法中 正确的是 A 在周期表里 主族元素所在的族序数等于原子核外电子数 B 在周期表里 元素所在的周期数等于原子核外电子层数 C 最外层电子数为 8 的都是稀有气体元素的原子 D 元素的原子序数越大 其原子半径也越大 答案 B 7 选修 3P24 6 A B C D 都是短周期元素 A 的原子核外有两个电子层 最外层 已达到饱和 B 位于 A 元素的下一周期 最外层的电子数是 A 最外层电子数的 1 2 C 的离子带有两个单位正电荷 它的核外电子排布与 A 元素原子相同 D 与 C 属同一周期 D 原子的最外层电子数比 A 的最外层电子数少 1 1 根据上述事实判断 A 是 B 是 C 是 D 是 2 C 的离子的核外电子排布式为 D 原子的核外电子排布式为 3 B 位于第 周期 族 它的最高价氧化物的化学式是 最高价氧化物的水化物是一种 酸 答案 1 Ne Si Mg Cl 2 1s22s22p6 1s22s22p63s23p5 3 三 A SiO2 弱 1 2012 安徽理综 25 X Y Z W 是元素周期表前四周期中的常见元素 其相关 信息如下表 元素相关信息 X X 的基态原子 L 层电子数是 K 层电子数的 2 倍 Y Y 的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn 2 16 Z Z 存在质量数为 23 中子数为 12 的核素 W W 有多种化合价 其白色氢氧化物在空气中会迅速变成 灰绿色 最后变成红褐色 1 W 位于元素周期表第 周期第 族 其基态原子最外层有 个电 子 2 X 的电负性比 Y 的 填 大 或 小 X 和 Y 的气态氢化物中 较稳 定的是 写化学式 3 写出 Z2Y2与 XY2反应的化学方程式 并标出电子转移的方向和数目 4 在 X 的原子与氢原子形成的多种分子中 有些分子的核磁共振氢谱显示有两种 氢 写出其中一种分子的名称 氢元素 X Y 的原子也可共同形成 多种分子和某种常见无机阴离子 写出其中一种分子与该无机阴离子反应的离子方 程式 答案 1 四 2 2 小 H2O 3 或 4 丙烷 其他合理答案均可 CH3COOH HCO CO2 CH3COO H2O 其他合理 3 答案均可 解析 解答本题应首先根据原子结构特征以及化合物性质推断出各元素 然后根据 要求解答 根据原子的核外电子排布特征推知 X 为 C 元素 Y 的最外层电子排布式 为 2s22p4 为 O 元素 Z 的质子数为 11 为 Na 元素 W 的白色氢氧化物为 Fe OH 2 W 为 Fe 元素 1 Fe 位于第四周期第 族 其基态原子最外层电子数为 2 2 同周期元素自左向右电负性逐渐增大 稀有气体元素除外 元素的非金属性逐渐增 强 则电负性 CCH4 3 Na2O2与 CO2反应生成 Na2CO3和 O2 反应的化学方程式为 2Na2O2 2CO2 2Na2CO3 O2 每生成 1 mol O2转移电子 2 mol 4 在由碳原子和 氢原子形成的多种分子中有两种氢原子的有丙烷 正丁烷 异丁烷等 该无机阴离 子为 HCO 可与由 C H O 构成的 CH3COOH 反应生成 3 CO2 CH3COOH HCO CO2 CH3COO H2O 3 2 2012 福建理综 30 1 2 1 元素的第一电离能 Al Si 填 或 17 2 基态 Mn2 的核外电子排布式为 答案 1 2 1s22s22p63s23p63d5 或 Ar 3d5 解析 1 同一周期元素自左向右第一电离能有增大趋势 故第一电离能 Al 解析 1 L 层不存在 2d 轨道 M 层不存在 3f 轨道 A C 可正确表示原子轨道 2 Ga 为 31 号元素 其基态原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p1 5 同一周期元素原子的第一电离能一般随着原子序数的递增而增大 但因镁原子 3p 轨道全空 原子结构相对稳定 因此第一电离能比相邻的铝原子的第一电离能 大 KCl MgO 均为离子晶体 而离子晶体的熔点高低取决于晶格能的大小 阴 阳离子半径越小 离子所带电荷数越多 晶格能越大 晶体的熔点越高 故熔点 KCl MgO 1 下列各项叙述中 正确的是 A N P As 的电负性随原子序数的增大而增大 B 价电子排布为 4s24p3的元素位于第四周期第 A 族 是 p 区元素 C 2p 和 3p 轨道形状均为哑铃形 能量也相等 D 氮原子的最外层电子排布图 18 答案 B 解析 同主族元素从上到下 电负性减小 2p 轨道能量低于 3p 利用 洪特规则 可知 D 项最外层电子排布图错误 2 下列各项叙述中 正确的是 A 镁原子由 1s22s22p63s2 1s22s22p63p2时 原子释放能量 由基态转化成激发态 B 价电子排布为 5s25p1的元素位于第五周期第 A 族 是 s 区元素 C 所有原子任一能层的 s 电子云轮廓图都是球形 但球的半径大小不同 D 24Cr 原子的电子排布式是 1s22s22p63s23p63d44s2 答案 C 解析 A 项镁原子由基态转化为激发态 要吸收能量 价电子排布为 5s25p1的元素 位于第五周期第 A 族 是 p 区元素 原子轨道处于全空 全满或半充满状态时 能量最低 故24Cr 原子的电子排布式应是 1s22s22p63s23p63d54s1 3 下列关于钠元素的几种表达式错误的是 A Na 的电子排布图 B Na 的结构示意图 C Na 的电子排布式 1s22s22p63s1 D Na 的简化电子排布式 Na 3s1 答案 D 解析 Na 的简化电子排布式为 Ne 3s1 即上一周期的稀有气体 元素符号 该原 子的价电子排布 4 具有以下结构的原子 一定属于主族元素的是 A 最外层有 8 个电子的原子 B 最外层电子排布为ns2的原子 C 次外层无未成对电子的原子 D 最外层有 3 个未成对电子的原子 答案 D 解析 最外层有 8 个电子的原子为 0 族元素 第四周期中的副族元素 Sc Ti Mn 等最外层电子排布均为 4s2 所有元素的原子次外层均无未成对的电子 最外层有 3 个未成对电子的元素的价层电子排布一定是ns2np3 位于 A 族 5 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 电离能最小的电子能量最高 B 在离核最近区域内运动的电子能量最低 19 C 最易失去的电子能量最高 D p 轨道电子能量一定高于 s 轨道电子能量 答案 D 解析 轨道电子的能量主要取决于能层 例如 4s 轨道电子能量大于 3p 轨道电子的 能量 6 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 I3O Mg Al B 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 7 同周期内不同元素的第一电离能I1随着原子序数的增大而增大 但个别元素的I1 出现反常现象 下列关系正确的是 A I1 氮 I1 氧 B I1 氟 I1 氧 C I1 镁 I1 镁 答案 A 解析 A 中 N 原子 p 电子轨道属于半充满状态 较稳定 其I1会出现反常 B 中 F 和 O F 的原子半径较小 非金属性氟 氧 因而I1 氟 I1 氧 C 中镁 3s 全满 较为稳定 I1出现反常 D 中镁和钙最外层ns2均为全满 但金属钙比镁多一个能 层 钙的原子半径较大 因而I1 钙 B 原子半径 C 电负性 D 最高正化合价 答案 A 解析 由基态原子的电子排布式可知 分别为 S P N P 原子由于 3p 轨 道处于半充满的稳定状态 故其第一电离能大于 S 因此三者第一电离能大小关系 20 为 N P S 原子半径 P最大 电负性 N S P S 的最高正化合价最高 为 6 N P 为 5 9 下表中元素均为中学化学中常见短周期元素 根据表中信息 下列说法不正确的是 元素代号 XYZWN 原子半径 nm 0 1860 0740 1020 0990 160 主要化合价 1 2 2 6 7 1 2 A X 与 W 形成的化合物是共价化合物 B 常温下单质与水反应速率 X N C 最高价氧化物对应水化物酸性 W Z D X 和 Y 的单质在一定条件下反应可生成一种淡黄色的固体化合物 答案 A 解析 根据表中信息 X 为 Na Y 为 O Z 为 S W 为 Cl N 为 Mg A 项 NaCl 为离 子化合物 B 项 Na 的活泼性大于 Mg C 项 酸性 HClO4 H2SO4 D 项 Na2O2为淡 黄色固体 10 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中 1s22s22p63s23p2 1s22s22p3 1s22s22p2 1s22s22p63s23p4原子半径最大的是 B 具有下列最外层电子排布式的原子中 3s23p1 3s23p2 3s23p3 3s23p4第一电离能最大的是 C Na K Rb N P As O S Se Na P Cl 元素的电负性随原子 序数增大而递增的是 D 某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 当它与氯气反应时可能生成的阳离子是 X3 答案 D 解析 A 项 为 Si 为 N 为 C 为 S 原子半径最大的为 Si 正确 B 项 为 Al 为 Si 为 P 为 S 第一电离能最大的为 P 正确 C 项 同 一主族元素 第一电离能从上到下逐渐减小 同一周期 第一电离能呈增大趋势 正确 D 项 根据电离能变化趋势 最外层应有 2 个电子 所以与 Cl2反应时应呈 2 价 D 错 11 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 21 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 DE3中心原子的杂化方式为 用价层电子对互斥理论推测其空间 构型为 6 检验 F 元素的方法是 请用原子结构的知识解释产生此现象 的原因 答案 1 2 3 哑铃 3 泡利原理 4 第 B d 1s22s22p63s23p63d54s2 5 sp3 三角锥形 6 焰色反应 当基态原子的电子吸收能量后 电子会跃迁到较高能级 变成激发 态原子 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 将以光的 形式释放能量 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 5 PCl3的中心原子 P 的价层电 22 子对数为 4 故为 sp3杂化 因外层有一对孤对电子 故空间构型为三角锥形 12 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 元素 AlBBeCClFLi X 的数值 1 52 01 52 52 84 01 0 元素 MgNaOPSSi X 的数值 1 20 93 52 12 51 7 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 类型是 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得失电子能力大 小的关系 简述第二周期元素 除稀有气体外 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 原 子 填元素符号 答案 1 共价键 2 元素 X 的数值越大 得电子能力越强 或元素 X 的数值越小 失电子能力越强 原子半径越小 X 的数值越大 3 Br 大于 I 4 N 13 元素 A D 是元素周期表中短周期的四种元素 请根据表中信息回答下列问题 元素 ABCD 性质或结 构信息 单质制成的 高压灯 发 出的黄光透 雾力强 射 程远 工业上通过分 离液态空气获 得其单质 原 子的最外层未 达到稳定结构 单质常温 常压下是气 体 原子的 L 层有一个 未成对的 p 电子 2 价阳 离子的核 外电子排 布与氖原 子相同 1 上表中与 A 属于同一周期的元素是 填元素符号 写出 D 离子的电子 排布式 2 D 和 C 形成的化合物属于 晶体 写出 C 单质与水反应的化学方程式 3 对元素 B 的单质或化合物描述正确的是 填序号 a B 元素的最高正价为 6 23 b 常温 常压下单质难溶于水 c 单质分子中含有 18 个电子 d 在一定条件下镁条能与 B 的单质反应 4 A 和 D 两元