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1、第十一章 物质结构与性质(选修)考点一原子结构1能层和能级(1)能层:原子核外电子是分层排布的,根据电子的能量差异,可将核外电子分成不同的能层。(2)能级:在多电子原子中,同一能层的电子,能量也可能不同,不同能量的电子分成不同的能级。(3)能层与能级的关系能层一二三四五符号KLMNO能级1s2s 2p3s 3p 3d4s 4p 4d 4f5s 5p最多电子数22 6 2 6 10 2 6 101426电子离核远近近远电子能量高低低高2电子云与原子轨道(1)电子云由于核外电子的概率分布看起来像一片云雾,因而被形象地称为电子云。电子云轮廓图称为原子轨道。(2)原子轨道原 子 轨 道3基态原子核外电
2、子排布(1)排布原则注意当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)、全空(p0、d0、f0)时原子的能量最低,如24Cr的电子排布式为Ar3d54s1,29Cu的电子排布式为Ar3d104s1。(2)填充顺序构造原理绝大多数元素的原子核外电子的排布遵循如图所示的排布顺序,人们把它称为构造原理。它是书写基态原子核外电子排布式的依据。(3)基态原子核外电子排布的表示方法电子排布式a用数字在能级符号的右上角标明该能级上排布的电子数,这就是电子排布式,例如K:1s22s22p63s23p64s1。b为了避免电子排布式书写过于繁琐,把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部
3、分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示,例如K:Ar4s1。电子排布图用或表示原子轨道,和分别表示两种不同自旋方向的电子。每个方框或圆圈代表一个原子轨道,每个箭头代表一个电子,例如O:(4)电子排布式和电子排布图(或轨道表达式)以硫原子为例电子排布式1s22s22p63s23p4简化电子排布式Ne3s23p4电子排布图(或轨道表示式)价电子排布式3s23p44原子状态与原子光谱(1)原子的状态基态原子:处于最低能量的原子。激发态原子:基态原子的电子吸收能量后,从低能级跃迁到高能级状态的原子。(2)原子光谱不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同的光,用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原
4、子光谱的特征谱线可以鉴定元素,称为光谱分析。(3)基态、激发态及光谱示意图1(2017·全国卷)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:(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)。A404.4B553.5C589.2 D670.8E766.5(2)基态K原子中,核外电子占据最高能层的符号是_,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_。解析:(1)当对金属钾或其化合物进行灼烧时,焰色反应显紫红色,紫色光的辐射波长范围为400 nm430 nm。(2)基态K原子核外有4个能层:K、L、M、N,能量依次增高,处于N层上的1个电子位
5、于s轨道,s电子云轮廓图形状为球形。答案:(1)A(2)N球形2按要求填空:(1)(2017·全国卷)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为_。(2)(2017·全国卷)Co基态原子核外电子排布式为_,元素Mn与O中,基态原子核外未成对电子数较多的是_。(3)(2016·全国卷)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_。(4)(2016·全国卷)基态Ge原子的核外电子排布式为_,有_个未成对电子。(5)(2016·江苏高考)Zn2基态核外电子排布式为_。(6)(2015·全国卷)处于一定空间运动状态的电子在原子
6、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。(7)(2014·全国卷)基态Fe原子有_个未成对电子。Fe3的电子排布式为_。(8)(2014·福建高考)基态硼原子的电子排布式为_。(9)(2014·安徽高考)S的基态原子核外有_个未成对电子;Si的基态原子核外电子排布式为_。(10)(2013·全国卷)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_。解析:(1)根据构造原理可知氮原子价电子排布式为2s22p3,根据洪特规则和泡利原理可知其价电子的轨道表达式为(2)根据构造原理
7、可写出Co基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2。Mn和O的基态原子核外电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d54s2、1s22s22p4,前者的3d轨道中5个电子均未成对,后者的2p轨道中有2个电子未成对,所以Mn的基态原子核外未成对电子数较多。(3)Ni是28号元素,根据核外电子的排布规律可知,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2。根据洪特规则可知,Ni原子3d能级上8个电子尽可能分占5个不同的轨道,其未成对电子数为2。(4)Ge(锗)元素在周期表的第四周期、第A族,因此核外电子排布式为1s22s2
8、2p63s23p63d104s24p2或Ar3d104s24p2,p轨道上的2个电子是未成对电子。(5)Zn为30号元素,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,失去最外层的2个电子即可得到Zn2,Zn2的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10。(6)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用电子云形象地描述。基态14C原子的电子排布图为则核外存在2对自旋相反的电子。(7)基态Fe原子的核外电子排布式为Ar3d64s2,其中3d能级有4个轨道未充满,含有4个未成对电子。Fe原子失去4s轨道的2个电子和3d轨道的1个电
9、子形成Fe3,则其电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5。(8)B是5号元素,其基态原子的电子排布式为1s22s22p1。(9)基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,有2个未成对电子,Si是14号元素,基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2。(10)Si的最高能层为第三能层,其符号为M,该能层有 1个 s轨道、3个p轨道和5个d轨道,共9个轨道,Si在该能层有4个电子。答案:(1) (2)1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2Mn(3)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s22(4)1s22
10、s22p63s23p63d104s24p2或Ar3d104s24p22(5)1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10(6)电子云2(7)41s22s22p63s23p63d5或Ar3d5(8)1s22s22p1(9)21s22s22p63s23p2(10)M941(2018·太原模拟)下列各项叙述正确的是()A镁原子由1s22s22p63s21s22s22p63p2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D24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s
11、23p63d44s2解析:选C镁原子由1s22s22p63s21s22s22p63p2时,原子吸收能量,由基态转化成激发态,A错误;价电子排布为5s25p1的元素,位于第五周期第A族,是p区元素,B错误;所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形,能层越大,球的半径越大,C正确;24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1,半充满轨道能量较低,D错误。2(2018·天水模拟)下列轨道表示式能表示氮原子的最低能量状态的是()解析:选AA项,符合电子的基态排布原理,表示氮原子的最低能量状态,正确;B、C项,2p的3个电子排布违背洪特规则,不是基态原子的排布,错误;D
12、项,表示B原子的基态核外电子排布,错误。3下列关于钠元素的几种表达式错误的是()ANa的电子排布图:BNa的结构示意图:CNa的电子排布式:1s22s22p53s2DNa的简化电子排布式:Ne3s1解析:选CA项,钠离子核外电子数为10,核外电子排布式为1s22s22p6,电子排布图:;B项,Na的结构示意图为;C项,基态Na原子的电子排布式:1s22s22p63s1,符合题意;D项,Na的简化电子排布式:Ne3s1。4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
13、外p电子数比s电子数少1C原子的第一至第四电离能依次为I1738 kJ·mol1,I21 451 kJ·mol1,I37 733 kJ·mol1,I410 540 kJ·mol1D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4F是前四周期中电负性最小的元素G在元素周期表的第七列(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的基态原子的核外电子排布图如下:该同学所画的电子排布图违背了_。(4)G位于_族_区,该元素的价电子排布式为
14、_。(5)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:_。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)NH5为离子化合物,由NH和H两种离子组成,故其电子式为(2)N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,能量最高的电子位于2p能级,共有3个,其电子云在空间有3个方向,原子轨道呈哑铃形。(3)该同学所画电子排布图中的3s能级的两个电子自旋方向相同,违背了泡利原理。(4)G为Mn,是25号元素,位于第四周期第B族,最后填充的是d电子,为d区元素,价电子排布式为3d54s2。答案:(1) (2)3哑铃(3)泡利原理(4)第Bd
15、3d54s2(5)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规律方法核外电子排布的表示方法表示方法含义举例原子或离子结构示意图表示核外电子分层排布和核内质子数Na:Na:电子式表示原子最外层电子数目核外电子排布式表示每个能级上排布的电子数S:1s22s22p63s23p4或Ne3s23p4S2:1s22s22p63s23p6电子排布图(轨道表示式)表示每个原子轨道中电子的运动状态价电子排布式或排布图表示价电子的排布注意(1)在写基态原子的电子排布图时,常出现以下错误: (2)当出现d轨道时
16、,虽然电子按ns、(n1)d、np的顺序填充,但在书写时,仍把(n1)d放在ns前。考点二原子结构与元素的性质1原子结构与元素周期表的关系周期电子层数每周期第一种元素每周期最后一种元素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二23He2s1101s22s22p6三311Ne3s1181s22s22p63s23p6四419Ar4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五537Kr5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6 六655Xe6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d
17、106s26p6 2每族元素的价电子排布特点(1)主族主族AAAAAAA排布特点ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5(2)0族:He:1s2;其他:ns2np6。(3)过渡元素(副族和第族):(n1)d110ns12。3元素周期表的分区(1)根据原子核外电子排布分区分区简图:各区元素分布及性质与价电子排布特点:分区元素分布价电子排布元素性质特点s区A、A族ns12除氢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ns2np16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)(n1)d19ns12d轨道可以不同程度地参与化学键的形成d
18、s区B族、B族(n1)d10ns12金属元素f区镧系、锕系(n2)f014(n1)d02ns2镧系元素化学性质相近,锕系元素化学性质相近(2)根据元素金属性与非金属性分区分区简图:特别说明: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。4电离能、电负性(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。(2)电负性:用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。电负性越大的原子,对键合电子的吸引力越强。5原子结构与元素性质的递变规律项目同周期(从左右)同主族(从上下)原子核外电子排布 能层数相同
19、,最外层电子数逐渐增多最外层电子数相同,能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17(O,F除外),最低负价由41最高正价主族序数(O,F除外),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第一电离能增大的趋势逐渐减小电负性逐渐增大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6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。如右所示。命题点(一)电离能及其应用按要求填空:(1)(2017·全国卷)元素Mn与
20、O中,第一电离能较大的是_。(2)(2017·全国卷)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_。(3)(2016·全国卷)元素铜与镍的第二电离能分别为:ICu1 958 kJ·mol1、INi1 753 kJ·mol1,ICuINi的原因是_。(4)(2016·全国卷)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”)解析:(1)O是非金
21、属元素,而Mn是金属元素,前者易得电子而不易失电子,后者则反之,所以O的第一电离能大于Mn的。(2)从图中可以看出:除N外,同周期元素随核电荷数依次增大,E1逐渐增大,这是因为随原子半径逐渐减小,结合一个电子需要释放出更多的能量;N原子的2p轨道处于半充满状态,不易再结合一个电子,故E1呈现异常。(3)铜的第二电离能失去的是全充满的3d10电子所需要的能量,镍的第二电离能失去的是4s1电子所需要的能量,前者属于稳定状态,故第二电离能:ICuINi。(4)Ga和As均属于第四周期元素,且原子序数:GaAs,则原子半径:GaAs,第一电离能:IGaIAs。答案:(1)O(2)同周期元素随核电荷数依
22、次增大,原子半径逐渐变小,故结合一个电子释放出的能量依次增大N原子的2p轨道为半充满状态,具有额外稳定性,故不易结合一个电子(3)铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子(4)大于小于命题点(二)电负性及其应用按要求填空:(1)(2017·江苏高考)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为_。(2)(2016·全国卷)Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是_。(3)(2015·全国卷)O、Na、P、Cl四种元素中电负性最大的是_。(4)(2015·福建高考)CH4和CO2所含三种元素电负性从小到大的顺序为_。解析:(1)非金属性:OCH,则电
23、负性:OCH。(2)非金属性:OGeZn,则电负性:OGeZn。(3)非金属性:OClPNa,则电负性:OClPNa。(4)非金属性:OCH,则电负性:OCH。答案:(1)H<C<O(2)OGeZn(3)O(4)H<C<O题点(一)电离能及其应用1已知X、Y是主族元素,I为电离能,单位是kJ·mol1。请根据表中所列数据判断,下列说法错误的是()元素I1I2I3I4X5004 6006 9009 500Y5801 8202 75011 600A元素X的常见化合价是1价B元素Y是第A族元素C元素X与氯形成化合物时,化学式可能是XClD若元素Y处于第三周期,它可与
24、冷水剧烈反应解析:选D由数据分析X中I2I1,X易呈1价,为第A族元素,A、C均正确;Y中I4I3,易呈3价,应在第A族,B正确;若Y处于第三周期,则Y为铝元素,Al不与冷水反应,D错误。2已知X、Y和Z均为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表:电离能/(kJ·mol1)I1I2I3I4X4964 5626 9129 543Y7381 4517 73310 540Z5781 8172 74511 578(1)写出X的核外电子排布式:_。(2)元素Y的第一电离能大于Z的第一电离能的原因是_。(3)X的最高价氧化物的水化物与Z的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为_。解析:X元
25、素的第二电离能发生大幅度突变,说明X原子最外层只有1个电子,则X为钠元素;Y元素的第三电离能发生大幅度突变,说明Y原子最外层有2个电子,则Y为镁元素,同理,Z为铝元素。同一周期元素,从左往右,第一电离能呈增大趋势,但第A族元素原子最外层p轨道全空,结构更稳定。答案:(1)Ne3s1(或1s22s22p63s1)(2)Mg原子的3p轨道全空,结构较稳定(3)OHAl(OH)3=AlO2H2O3根据表中所列五种元素的第一至第四电离能数据(单位:kJ·mol1),回答下列问题:元素代号I1I2I3I4Q2 0804 0006 1009 400R5004 6006 9009 500S7401
26、 5007 70010 500T5801 8002 70011 600U4203 1004 4005 900(1)在元素周期表中,最可能处于同一族的是_(填字母,下同)。AQ和RBS和TCT和UDR和TER和U(2)下列离子的氧化性最弱的是_。AS2BRCT3 DU(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次电离能突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
27、电离能异常高的原因是_。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族元素且第一电离能比R小,所以U的金属性强于R,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其最像。(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次电离能突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,但第A族、第A族比相邻元素要高,因为其最外
28、层电子呈全充满或半充满结构。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<TSS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规律方法电离能应用的规律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In1In,则该元素的常见化合价为n。如钠元素I2I1,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跃时,电子层数就可能发生变化。4反映元素
29、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。题点(二)电负性及其应用4电负性的大小也可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度。下列关于电负性的变化规律正确的是()A同周期从左到右,元素的电负性逐渐变大B同主族从上到下,元素的电负性逐渐变大C电负性越大,金属性越强D电负性越小,非金属性越强解析:选A同周期从左到右元素电负性逐渐增大,同主族从上到下元素电负性逐渐减小,电负性越大,金属性越弱,非金属性越强。5下列所示的基态原子中,对应元素的电负性最强的是()A1s22s22p2B1s22s2
30、2p5C1s22s22p63s1 D1s22s22p6解析:选BA项,1s22s22p2为基态C原子的核外电子排布式;B项,1s22s22p5为基态F原子的核外电子排布式;C项,1s22s22p63s1为基态Na原子的核外电子排布式;D项,1s22s22p6为基态Ne原子的核外电子排布式。根据C、Na、F、Ne在周期表中的位置可知,F的电负性最强。6(1)B和N相比,电负性较大的是_。(2)中国古代四大发明之一黑火药,它的爆炸反应为2KNO33CSK2SN23CO2,除S外,所列元素的电负性从大到小依次为_。解析:(1)N的非金属性比B强,故N的电负性大于B的电负性,在BN中B元素显正价。(2
31、)Li、C、N、O同周期,从左到右,非金属性增强,所以电负性从大到小为O、N、C、Li,Li、K同主族,从上到下金属性增强,所以电负性LiK。答案:(1)N(2)O、N、C、K规律方法综合演练提能 课堂巩固练对应学生用书P244 1(2018·福州模拟)微粒M和N,肯定属于同族元素且化学性质相似的是()A原子核外电子排布式:M为1s22s2,N为1s2B结构示意图:M为,N为CM原子基态2p轨道上有一对成对电子,N原子基态3p轨道上有一对成对电子DM原子基态2p轨道上有1个未成对电子,N原子基态3p轨道上有1个未成对电子解析:选CA项,M为Be,N为He,两者不属于同主族,错误;B项
32、,前者属于原子,后者属于离子,性质不相似,错误;C项,推断出M为O,N为S,属于同主族,性质具有相似性,正确;D项,有可能M为B、F,N为Al、Cl,不一定属于同一主族,错误。2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() 解析:选A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,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。3(2018·忻州模拟)下列叙述中正确的是()A同周期元素中,A族元素的原子半径最大BA族元素的原子,其半径越大,越容易得到电子C当各轨道处于全满、半满、全空
33、时原子较稳定D同一周期中,碱金属元素的第一电离能最大解析:选C同周期元素中,从左至右原子半径依次减小,所以同周期元素中,A族元素的原子半径最小,A错误;A族元素的原子,其半径越大,越不容易得电子,B错误;当各轨道处于全满、半满、全空时,能量最低,原子较稳定,C正确;同一周期中,碱金属元素的第一电离能最小,D错误。4前四周期元素的基态原子中,未成对电子数与其所在周期数相同的元素有()A3种B4种C5种 D6种解析:选C当元素位于第一周期时,其基态原子的未成对电子数是1,只能是1s能级上有1个电子,符合条件的为H;当元素位于第二周期时,其基态原子的未成对电子数是2,只能是2p能级上有2个未成对电子
34、,符合条件的为C、O;当元素位于第三周期时,其基态原子的未成对电子数是3,只能是3p能级上有3个未成对电子,符合条件的为P;当元素位于第四周期时,其基态原子的未成对电子数是4,只能是3d能级上有4个未成对电子,符合条件的为Fe;通过以上分析知,符合条件的元素有5种。5已知R、T、W、X、Y、Z都是短周期元素,且W、X、Y、Z的核电荷数依次增大。各元素的性质或原子结构如表所示:元素编号元素性质或原子结构R原子的价电子排布式为nsnnpn1T基态原子核外3个能级上都有电子,且各能级上的电子数相等W原子的电子层数与核外电子数相等X核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等Y元素的原子半径在该周期
35、中最大(稀有气体元素除外)Z原子核外p能级上的电子总数比s能级上的电子总数多2Y原子的价电子排布式为_,T、X、Z的电负性由大到小的顺序为_(填元素符号)。解析:R、T、W、X、Y、Z都是短周期元素,且W、X、Y、Z的核电荷数依次增大。其中R原子的价电子排布式为nsnnpn1,而n2,则R为N;T元素基态原子核外3个能级上都有电子,且各能级上的电子数相等,原子核外电子排布式为1s22s22p2,故T为C;W元素原子的电子层数与核外电子数相等,则W为H;X元素原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,原子核外电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p63s2,Y元素的原子半径在该
36、周期中最大(稀有气体元素除外),则Y处于第A族,Y的原子序数大于X的,故X为O、Y为Na;Z元素原子核外p能级上的电子总数比s能级上的电子总数多2,Z元素的原子序数大于钠元素的,则Z元素的原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2,故Z为Si。Y为Na,其价电子排布式为3s1。T为C,X为O,Z为Si。由于同周期元素从左到右,电负性逐渐增大;同主族元素从上到下,电负性呈现减小的趋势。所以电负性从大到小的顺序为OCSi。答案:3s1OCSi课下提能练1下列说法中正确的是()A电子云通常是用小黑点来表示电子的多少B处于最低能量的原子叫基态原子C能量高的电子在离核近的区域运动,能量低的电子在
37、离核远的区域运动D电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱解析:选B电子云图中的小黑点表示电子在核外空间出现机会的多少,而不表示具体的电子、电子的个数,A错误;处于最低能量的原子叫基态原子,B正确;距核越近,电子的能量越低,则能量高的电子在离核远的区域运动,能量低的电子在离核近的区域运动,C错误;原子光谱有吸收光谱和发射光谱,电子在激发态跃迁到基态时产生的原子光谱属于发射光谱,D错误。2下列基态原子的核外电子在原子轨道上的能量大小关系不正确的是()A5s4sB4s>3dC5d4f D5p4d解析:选BB项,3d能级的能量高于4s能级的能量,B项错误。3(2018·唐山模拟)在
38、d轨道中电子排布成而不能排布成其最直接的根据是()A能量最低原理 B泡利原理C原子轨道构造原理 D洪特规则解析:选D据图知,4个电子占据不同的轨道且自旋状态相同,其根据是洪特规则。4(2018·天水模拟)现有三种元素的基态原子的电子排布式如下:1s22s22p63s23p4;1s22s22p63s23p3;1s22s22p5。则下列有关比较中正确的是()A最高正化合价:B原子半径:C电负性:D第一电离能:解析:选D根据核外电子排布式可知是S,是P,是F。F无正价,A错误;同周期自左向右原子半径逐渐减小,同主族自上而下原子半径逐渐增大,则原子半径:,B错误;同周期自左向右电负性增大,同
39、主族自上而下电负性减小,则电负性:,C错误;同周期自左向右第一电离能呈增大趋势,但P的3p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,第一电离能大于S,则第一电离能:,D正确。5下列说法或有关化学用语的表达正确的是()A在基态多电子原子中,p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量B基态Fe原子的外围电子排布图为C因氧元素电负性比氮元素大,故氧原子第一电离能比氮原子第一电离能大D根据原子核外电子排布的特点,Cu在元素周期表中位于s区解析:选B同一能层中的p轨道电子能量一定比s轨道电子能量高,但外层s轨道电子能量比内层p轨道电子能量高,A错误;基态铁原子外围电子排布式为3d64s2,外围电子排布图为B正确;N原
40、子的2p轨道处于半充满状态,第一电离能大于氧原子,C错误;Cu的外围电子排布式为3d104s1,位于元素周期表的ds区,D错误。6若某原子在处于能量最低状态时,外围电子排布为4d15s2,则下列说法正确的是()A该元素原子处于能量最低状态时,原子中共有3个未成对电子B该元素原子核外共有5个电子层C该元素原子的M能层共有8个电子D该元素原子最外层共有3个电子解析:选BA项,该元素原子处于能量最低状态时,只有4d能级上有1个未成对电子,错误;B项,该原子核外有5个电子层,正确;C项,该元素原子M能层电子排布为3s23p63d10,共有18个电子,错误;D项,该原子最外层上有2个电子,错误。7下列关
41、于电离能和电负性的说法不正确的是()A第一电离能的大小:Mg>AlB锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳CNi是元素周期表中第28号元素,第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是碳DF、K、Fe、Ni四种元素中电负性最大的是F解析:选B同周期从左到右第一电离能呈增大趋势,但第A族元素的第一电离能比相邻的第A族元素的第一电离能大,A正确;同一主族元素的第一电离能自上而下逐渐减小,锗的第一电离能低于碳,B不正确;Ni的价电子排布为3d84s2,未成对电子数为2,第二周期未成对电子数为2的元素有C和O,同周期从左到右电负性逐渐增大,则电负性C<O,故该元素为C,C正确;一
42、般来说,元素的非金属性越强,电负性越大,D项正确。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中:1s22s22p63s23p2,1s22s22p3,1s22s22p2,1s22s22p63s23p4,原子半径最大的是B具有下列价电子排布式的原子中:3s23p1,3s23p2,3s23p3,3s23p4,第一电离能最大的是CNa、K、Rb,N、P、As,O、S、Se,Na、P、Cl中,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
43、子是X3解析:选DA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,电负性从上到下逐渐减小,同一周期元素,电负性从左到右逐渐增大,正确;D项,根据各级电离能变化趋势,基态原子的最外层应有2个电子,所以与Cl2反应时应呈2价,错误。9X、Y、Z、W是短周期元素,X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构,工业上通过分离液态空气获得其单质;Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等;Z元素2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同;W元素原子的M层有1个未成对的p电子。下列有关这些元素性质的说法一定正确的是()AX元素的
44、氢化物的水溶液显碱性BZ元素的离子半径大于W元素的离子半径CZ元素的单质在一定条件下能与X元素的单质反应DY元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点解析:选C根据题意,Z为Mg元素,Y原子最外层电子排布为ns2np2,是C或Si元素,X为N或O元素,W为Al或Cl元素。N的氢化物的水溶液显碱性,但O的氢化物的水溶液显中性或弱酸性,A错误;Al3的半径比Mg2小,Cl的半径比Mg2大,B错误;氮气、氧气均能与镁反应,C正确;CO2形成的晶体熔沸点低,D错误。10(1)某质量数为32,核内有16个中子的原子,其基态原子的核外电子排布式是_,价电子轨道排布图为_。(2)原子序数小于36的元素Q和T
45、,在周期表中既处于同一周期又处于同一族,且原子序数T比Q多2。T的基态原子的价电子排布式为_,Q2的未成对电子数是_。解析:(1)质量数为32,核内有16个中子的原子,其质子数为16(163216),为S原子,基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,S原子最外层有6个原子,为3s23p4,3p轨道中4个电子,依据洪特规则,其价电子轨道排布图为(2)原子序数小于36的元素Q和T,在周期表中既处于同一周期又处于同一族,则Q、T处于第族,且原子序数T比Q多2,则Q为Fe,T为Ni。Ni是28号元素,Ni原子的价电子排布式为3d84s2,Fe2的核外电子排布式为1s22s22p63
46、s23p63d6,3d能级上有4个未成对电子。答案:(1)1s22s22p63s23p4(2)3d84s2411(2018·信阳模拟)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,其元素名称为_。(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_。解析:(1)A元素基态原
47、子的电子排布式是1s22s22p3,是氮元素。(2)根据B、C离子的电子数可以判断,B是Cl,C是K。(3)D元素的正三价离子为1s22s22p63s23p63d5,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,D是铁。(4)E元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,E是铜元素。答案:(1)氮(2)ClK(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s112(1)C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。Si位于元素周期表第_周期第_族。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。用“”或“”填空:原子半径电负性熔点沸点Al_SiN_O金刚石_晶体硅CH4_SiH4(2)N、Al、Si、Zn四种元素中,有一种元素的电离能数据如下:电离能I1I2I3I4In/(kJ·mol1)5781 8172 74511 578则该元素是_(填写元素符号)。基态锗(Ge)原子的电子排布式是_。Ge的最高价氯化物的分子式是_。Ge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解析:(1)Si是14号元素,位于元素周期表中第三周期第A族。N是7号元素
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