第2节 第1课时　原子结构与元素周期表

第1课时原子结构与元素周期表课后·训练提升基础巩固1.长式周期表共有18个纵列,从左到右排为1~18列,即碱金属元素为第1列,稀有气体元素为第18列。按这种规定,下列说法正确的是()。A.第14列元素基态原子中未成对电子数是同周期元素中最多的B.只有第2列的元素基态原子最外层电子排布为ns2C.第四周期第8列元素是铁元素D.第15列元素基态原子的价层电子排布为ns2np5答案:C解析:A项中,第14列(第ⅣA族)元素基态原子的价层电子排布为ns2np2,未成对电子数为2,不如第15列(第ⅤA族)元素基态原子的未成对电子数多。B项中,周期表中第12列(即第ⅡB族)元素原子最外层电子排布也为ns2。D项中,第15列元素基态原子的价层电子排布为ns2np3。2.下列说法中正确的是()。A.所有金属元素都分布在d区和ds区B.最外层电子数为2的元素都分布在s区C.元素周期表中第ⅢB~ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素D.s区均为金属元素答案:C解析:s区除H外均为金属元素,故A、D两项错误。He、Zn等最外层电子数为2,但不是s区元素,B项错误。周期表中第ⅢB族~第ⅡB族为过渡元素,全部为金属元素,C项正确。3.下列叙述中正确的是()。A.副族元素中没有非金属元素B.碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素C.除短周期外,其他周期均有18种元素D.除0族元素外,短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数答案:A解析:副族元素中没有非金属元素,A项正确。碱金属元素是指第ⅠA族除H外的所有元素,B项错误。第六、第七周期元素种类有32种,C项错误。O元素一般不表现正价、F元素无正价,两者的最高化合价在数值上不等于该元素所属的族序数,D项错误。4.下列说法中错误的是()。A.所有的非金属元素都分布在p区B.3p能级上只有一个空轨道的原子和4p能级上只有一个空轨道的原子一定属于同一族C.除氦以外的稀有气体元素原子的最外层电子数都是8D.同一元素的各种同位素的化学性质几乎相同答案:A解析:氢元素位于s区,A项错误。5.下列说法正确的是()。A.最外层电子排布式为ns2的基态原子对应元素一定位于第ⅡA族B.最外层电子排布式为ns1的基态原子对应元素一定是金属元素C.最外层电子排布式为ns2的原子和最外层电子排布式为(n+1)s2的原子不一定属于同一族D.最外层电子排布式为nsnnpn的元素一定是金属元素答案:C解析:最外层电子排布式为ns2的基态原子对应元素可能是He(1s2),也可能是副族元素,不一定是第ⅡA族元素,A项错误。最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素中,H不是金属元素,其他最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素都是金属元素,B项错误。最外层电子排布式符合nsnnpn的元素只有n=2这一种情况,该元素的价层电子排布式为2s22p2,该元素是碳元素,是非金属元素,D项错误。6.按电子排布,可以把周期表中的元素划分为5个区,以下元素属于p区的是()。A.Fe B.Mg C.Br D.Cu答案:C解析:Fe的价层电子排布式为3d64s2,属于d区元素,A项不符合题意。Mg的价层电子排布式为3s2,属于s区元素,B项不符合题意。Br的价层电子排布式为4s24p5,属于p区元素,C项符合题意。Cu的价层电子排布式为3d104s1,属于ds区元素,D项不符合题意。7.已知某元素原子的价层电子排布式为(n-1)dansb,则下列说法正确的是()。A.该元素是金属元素B.该元素位于周期表中d区C.该元素的族序数为a+bD.该元素位于周期表中第四周期答案:A解析:由题意可知,该元素应为过渡元素,可能位于周期表的d区或ds区,其族序数不一定是a+b(如Cu),可能位于周期表中的第四、第五、第六或第七周期。8.已知元素原子的下列结构或性质,能确定其在周期表中位置的是()。A.某元素原子的第二能层电子的轨道表示式为B.某元素在某种化合物中的化合价为+4价C.某元素的原子最外层电子数为6D.某元素原子的价层电子排布式为5s25p1答案:D解析:A项中只能说明该元素的L层有8个电子,无法确定其在周期表中的位置;B项中某些非金属元素有多种化合价,+4价不一定是其最高化合价,无法确定其在周期表中的位置;C项中根据最外层电子数只能确定族序数,无法确定周期序数;D项中可确定该元素在第五周期第ⅢA族。9.下列肯定属于同族元素且性质相似的是()。A.原子的电子排布式:M为1s22s2,N为1s2B.结构示意图:C.M原子基态时2p能级上有1个未成对电子,N原子基态时3p能级上也有1个未成对电子D.M原子基态时2p能级上有一对成对电子,N原子基态时3p能级上也有一对成对电子答案:D解析:A项中,M为第ⅡA族元素Be,N为0族元素He,显然,两者不属于同族元素,性质也不相似;B项中,M为0族元素Ne,N为碱金属元素离子Na+,不符合题意;C项中,由于p能级有三个轨道,若有一个未成对电子,意味着p能级有两种电子排布情况:即np5或np1,所以M、N两元素不一定属于同一族元素;D项中,若p能级上有一对成对电子,根据泡利原理和洪特规则,该能级只能有一种电子排布式,即np4,所以M、N两元素肯定属于同族元素且性质相似。10.基态原子具有下列价层电子排布的元素位于周期表中哪个区,是金属元素还是非金属元素?(1)ns2(n≠1):;

(2)ns2np4(n<6):;

(3)(n-1)d5ns2:;

(4)(n-1)d8ns2:。

答案:(1)s区,金属元素(2)p区,非金属元素(3)d区,金属元素(4)d区,金属元素解析:根据元素基态原子的核外电子排布与元素分区的关系确定;基态原子价层电子排布为ns2(n≠1)的元素为第ⅡA族元素,位于s区,为金属元素;基态原子价层电子排布为ns2np4(n<6)的元素为第ⅥA族元素,位于p区,为非金属元素;基态原子价层电子排布为(n-1)d5ns2的元素为第ⅦB族元素,位于d区,为金属元素;基态原子价层电子排布为(n-1)d8ns2的元素为第Ⅷ族元素,位于d区,为金属元素。11.基态X原子在第二能层上只有一个空轨道,则X是(填元素符号),基态X原子核外电子的轨道表示式为;基态R原子的3p轨道上只有一个未成对电子,则R可能是(填元素符号);Y原子的核电荷数为33,其基态原子的价层电子排布式是,其在元素周期表中的位置是,属于区的元素。

答案:CAl或Cl4s24p3第四周期第ⅤA族p解析:基态X原子在第二能层上只有一个空轨道,则其电子排布式为1s22s22p2,则X是C,基态X原子核外电子的轨道表示式为。基态R原子的3p轨道上只有一个未成对电子,则其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5,则R可能为Al或Cl。Y原子的核电荷数为33,根据构造原理和核外电子排布规则可知,基态Y原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,能层数为4,且最外层有5个电子,在元素周期表中位于第四周期第ⅤA族,最后一个电子填充在4p轨道上,故属于p区元素。能力提升1.(2020山东临朐模拟)下列各组中的X和Y两种基态原子,化学性质一定相似的是()。A.X原子和Y原子最外层都只有1个电子B.X原子的核外电子排布式为1s2,Y原子的核外电子排布式为1s22s2C.X原子的2p能级上有3个电子,Y原子的3p能级上有3个电子D.X原子核外M层上仅有2个电子,Y原子核外N层上仅有2个电子答案:C解析:如H和Na性质不同,A项错误。X为He,Y为Be,两者性质不同,B项错误。X为N,Y为P,同主族元素性质相似,C项正确。X为Mg,Y的M层电子数不确定,满足要求的元素种类很多,D项错误。2.下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述中,不正确的是()。A.基态原子的N层上只有一个电子的元素,不一定是第ⅠA族元素B.基态原子的价层电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素一定是副族元素C.基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区D.基态原子的价层电子排布为(n-1)dxnsy的元素的族序数一定为x+y答案:D解析:基态原子的N层上只有一个电子的元素,可能是第ⅠA族元素,也可能为铬元素或者铜元素,A项正确。基态原子的价层电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素是第Ⅷ族元素,属于副族元素,B项正确。p能级上半充满的元素的基态原子的价层电子排布式为ns2np3,则一定属于p区元素,C项正确。基态原子的价层电子排布为(n-1)dxnsy的元素的族序数可能为x+y(x+y≤7),可能为第Ⅷ族(10≥x+y>7),还可能为y(x=10),D项错误。3.下列四种元素中,其单质氧化性最强的是()。A.原子含有未成对电子最多的第二周期元素B.位于周期表第三周期第ⅢA族的元素C.原子最外层电子排布式为2s22p6的元素D.原子最外层电子排布式为3s23p5的元素答案:D解析:A项,第二周期含未成对电子数最多的是N;B项为Al;C项为稀有气体元素Ne;D项为Cl,N2、Al、Ne、Cl2中,Cl2的氧化性最强。4.X、Y、Z是第ⅠA~ⅦA族的三种非金属元素,它们在元素周期表中的位置如右图所示,试回答下列问题。(1)X元素单质的化学式是。

(2)Y元素的原子结构示意图是,Y与Na所形成化合物的电子式为。

(3)Z元素的名称是,从元素原子得失电子的角度看,Z元素具有性;若从Z元素在元素周期表中所处位置看,它具有这种性质的原因是,其价层电子排布式为。

答案:(1)F2(2)Na+[··S····(3)砷两砷位于元素周期表中金属元素与非金属元素的交界线附近4s24p3解析:在元素周期表中,非金属元素位于元素周期表中右上角三角区,三种元素均为非金属元素,必位于第ⅤA、ⅥA、ⅦA三个主族,则可确定X为氟元素,Y为硫元素,Z为砷元素。5.已知元素周期表中共有18纵列,如图实线表示元素周期表的边界。按核外电子排布,可把周期表里的元素划分为几个区:s区、p区、d区、ds区等。除ds区外,其他区的名称来自按构造原理最后填入的电子的能级符号。(1)请在图中用实线画出s区、p区、d区、ds区的边界线,并分别用阴影和表示d区和ds区。(2)有的同学受这种划分的启发,认为d区内第6、7纵列的部分元素可以排在另一区,你认为应排在区。

(3)请在元素周期表中用元素符号标出4s轨道半充满的元素。(4)随着科学技术的发展,不断有新的元素被发现。第七周期已经排满,元素周期表目前排布了种元素。

答案:(1)如图:(2)ds(3)见上图(4)118解析:(1)正确理解题意,明确按构造原理分区的含义,注意把握关键信息“……最后填入的电子的能级符号”。(2)ds区价层电子排布为(n-1)d10ns1和(n-1)d10ns2,而d区内第6纵列部分元素的价层电子排布为(n-1)d5ns1,第7纵列部分元素的价层电子排布为(n-1)d5ns2,因此类比可以放在ds区。(3)4s轨道半充满,即为4s1,根据构造原理和能量最低原理、洪特规则,满足题目要求的元素原子的电子排布式可能为1s22s22p63s23p64s1(K)或1s22s22p63s23p63d54s1(Cr)或1s22s22p63s23p63d104s1(Cu)。(4)根据0族元素的原子序数知,第七周期排满,其0族元素的原子序数应为2+8+8+18+18+32+32=118。过关检测一、选择题(本题包括18个小题,每小题2分,共36分。每小题四个选项只有一项符合题目要求)1.(黑龙江哈尔滨三中高二上期末)某基态原子第四能层只有2个电子,该原子的第三能层电子数可能有()。A.8 B.18 C.8~18 D.18~32答案:C2.下列有关多电子原子的叙述中正确的是()。A.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B.在一个多电子原子中,不可能有两个能量相同的电子C.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D.某个多电子原子的3p能级上仅有两个电子,它们必然自旋相反答案:A解析:排在相同能级上的电子能量相同,B项错误。由构造原理可知3d轨道上电子的能量比4s轨道上的要高,C项错误。根据洪特规则可知3p能级上仅有两个电子时,优先分占两个3p轨道,而且自旋平行,D项错误。3.玻尔理论、量子力学理论都是对核外电子运动的描述方法,根据对它们的理解,下列叙述中正确的是()。A.因为s轨道的形状是球形的,所以s电子做的是圆周运动B.3px、3py、3pz的差异之处在于三个轨道中电子(基态)的能量不同C.钒原子核外有4种形状的原子轨道D.原子轨道和电子云都是用来形象地描述电子运动状态的答案:D解析:s轨道是球形的,但电子不是做圆周运动,A项错误。p能级有三个原子轨道,同一能层上的p轨道上的电子能量相同,3px、3py、3pz上的电子的能量相同,但3px、3py、3pz在空间的延伸方向不同,B项错误。钒为23号元素,原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2,核外电子所处的原子轨道有s、p、d3种,对应的原子轨道形状有3种,C项错误。4.下列各组原子中,彼此化学性质一定相似的是()。A.原子核外L层的未成对电子数与M层的未成对电子数相等的原子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能级只有1个空轨道的X原子和3p能级只有1个空轨道的Y原子D.最外层都只有一个电子的X、Y原子答案:C解析:L层只有1个未成对电子的是Li或F;M层只有1个未成对电子的是Na或Cl;L层有2个未成对电子的是C或O;M层有2个未成对电子的是Si或S,A项中两种原子的化学性质不一定相同。B项中X为Mg,Y可能为Ca、Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn。C项中两原子分别为C()和Si(),两种原子的化学性质相似。D项中,若X为H、Y为Na,两者的化学性质不相似。5.(河北枣强中学高二下月考)下列表示钠原子的式子中能反映能级差别和电子自旋状态的是()。A. B.1123C.1s22s22p63s1 D.答案:D6.铋的相关信息如图所示,下列说法正确的是()。元素符号:Bi原子序数:83相对原子质量:209.0价层电子排布:6s26p3A.Bi元素的质量数是209B.Bi元素位于第六周期第ⅤA族C.基态Bi原子的6p能级上有1个未成对电子D.基态Bi原子最外层有5个运动状态相同的电子答案:B解析:209为铋元素的相对原子质量,而不是质量数,A项错误。基态Bi原子的6p能级上有3个未成对电子,C项错误。基态Bi原子最外层的5个电子运动状态不相同,D项错误。7.下列基态原子的电子排布式中,前者是金属元素原子,后者是非金属元素原子的是()。A.[Ne]3s1[Ne]3s2B.[Ar]4s1[Ne]3s23p4C.[Ne]3s2[Ar]4s2D.[He]2s22p4[Ne]3s23p5答案:B解析:A项,两种基态原子分别为Na、Mg;B项,两种基态原子分别为K、S,符合题意;C项,两种基态原子分别为Mg、Ca;D项,两种基态原子分别为O、Cl。8.A原子的结构示意图为,则x、y及该原子3d能级上的电子数不可能的组合是()。A.18、8、0 B.20、8、0C.25、13、5 D.30、18、10答案:A解析:如果x=18,则原子核外各层电子数分别为2、8、8,应为Ar,A项错误。如果x=20,则原子核外各层电子数分别为2、8、8、2,3d能级上的电子数为0,B项正确。如果x=25,则原子核外各层电子数分别为2、8、13、2,应为Mn,3d能级上的电子数为5,C项正确。如果x=30,则原子核外各层电子数分别为2、8、18、2,应为Zn,3d能级上的电子数为10,D项正确。9.(江苏徐州一中高二下月考)下列说法中正确的是()。A.[Ne]3s2表示的是Mg原子B.3p2表示第三能层有2个电子C.同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐减小D.2p、3p、4p能级容纳的最多电子数依次增多答案:A解析:[Ne]3s2核外有12个电子,为镁原子,A项正确。3p2表示第三能层的3p能级填充了2个电子,此时3s能级已填充了2个电子,所以第三能层有4个电子,B项错误。相同字母代号的能级,能层序数越大,电子能量越高,所以1s、2s、3s电子的能量逐渐增大,C项错误。同一原子中,2p、3p、4p能级的轨道数相等,都是3个,最多容纳电子数都是6个,D项错误。10.(山东菏泽高二上期末)由各元素组成的化合物Fe-Sm-As-F-O是一种重要的铁系超导材料。下列说法正确的是()。A.基态F原子的核外电子排布式是1s22s22p7B.Fe3+的d轨道表示式违背了泡利原理C.N、As位于同一主族,第一电离能:N<AsD.电负性:F>O>As答案:D解析:基态F原子的核外电子数为9,其核外电子排布式为1s22s22p5,A项错误。B项中的轨道表示式违背了洪特规则,Fe3+的d轨道表示式为,B项错误。N、As位于同一主族,一般来说,同一主族元素第一电离能随着原子序数增大而减小,所以第一电离能N>As,C项错误。一般来说,同一周期元素从左到右,元素的电负性逐渐增大,电负性:F>O>N,同一主族元素从上到下,元素的电负性逐渐减小,电负性:N>As,所以电负性:F>O>As,D项正确。11.下列各组表述中,两种粒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的15的原子和最外层电子排布式为4s24p5答案:C解析:A项中,3p能级有一个空轨道,根据洪特规则只能为,又根据能量最低原理,能量低于3p能级的轨道均已充满,即其电子排布式为1s22s22p63s23p2,两者为同种元素原子;B项中,2p能级有一个未成对电子但无空轨道,即为,其电子排布式为1s22s22p5,两者也为同种元素原子;C项中,M层有s、p、d三个能级,M层全充满且N层为4s2,核外电子排布式应为1s22s22p63s23p63d104s2,与核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子不是同种元素原子;D项中,最外层电子数是核外电子总数15的原子中,最外层电子数要小于或等于8,且电子总数为5的倍数,所以可得该原子的原子序数可能是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15且符合核外电子排布规律的只能是35号元素,该元素原子的价层电子排布为4s24p5,所以两个原子是同种元素的原子,故两者也为同种元素原子。12.下列各组元素性质的递变情况错误的是()。A.N、O、F的原子半径依次减小B.P、S、Cl的非金属性依次增强C.Na、Mg、Al的第一电离能依次增大D.Na、K、Rb的电负性依次减小答案:C解析:Mg的第一电离能比Al的大,C项错误。13.下列有关元素周期表和元素周期律的说法,错误的是()。①元素周期表中s区、d区和ds区的元素都是金属元素②按构造原理d区元素最后填入电子的能级为s能级③原子核外电子的能层越多,原子半径越大④同一周期从左至右,主族元素的第一电离能依次增大A.①②③ B.②③C.③④ D.①②③④答案:D解析:s区中氢元素是非金属元素,①错误;按构造原理d区元素最后填入电子的能级为d能级,②错误;原子半径受能层数和核电荷数共同影响,原子核外电子的能层越多,原子半径不一定越大,③错误;一般来说,同一周期从左到右,主族元素的第一电离能呈增大趋势,但存在反常情况,如第一电离能N>O,④错误。14.(湖北黄石高二上期末)下列有关说法正确的是()。A.已知Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+的价层电子排布式为4f5B.第一电离能I1(Zn)>I1(Cu)的主要原因是Zn核内质子比Cu多,对最外层电子的吸引作用大C.铜的电负性为1.9,氯的电负性为3.0,氯化铜为离子化合物,溶于水能完全电离D.原子光谱的特征谱线可用于鉴定元素,从1s22s22p33s1跃迁至1s22s22p4时形成吸收光谱答案:A解析:Zn的原子轨道中电子处于全满状态,Cu失去一个电子后内层电子达到全充满稳定状态,所以Cu比Zn易失去一个电子,则第一电离能Cu<Zn,B项错误。铜的电负性为1.9,氯的电负性为3.0,两者的电负性差值小于1.7,Cu和Cl之间形成共价键,氯化铜应为共价化合物,C项错误。从1s22s22p33s1跃迁至1s22s22p4时,是从激发态到基态,需释放能量,故光谱仪摄取的是发射光谱,D项错误。15.具有相同电子层结构的三种粒子An+、Bn-和C,下列说法正确的是()。A.原子序数关系:C>B>AB.离子半径关系:Bn-<An+C.C是稀有气体元素的原子D.原子半径关系:A<B<C答案:C解析:An+、Bn-、C具有相同的电子层结构,则其核外电子总数相等。设C的原子序数为z,则A的原子序数为z+n,B的原子序数为z-n,则原子序数关系为A>C>B,A项错误。因An+、Bn-具有相同的电子层结构,阴离子的半径大于阳离子的半径,即r(Bn-)>r(An+),B项错误。An+、Bn-都具有稀有气体元素原子的电子层结构,C的电子层结构与An+、Bn-相同,所以C必为稀有气体元素的原子;B、C为同一周期的元素,而A应处于B、16.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>①B.原子半径:④>③>②>①C.电负性:④>③>②>①D.最高正化合价:④>③=②>①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。一般来说,元素的非金属性越强,元素的第一电离能越大,但第一电离能:P>S,故元素的第一电离能:④>③>②>①,A项正确。原子半径应该是②>①>③>④,B项错误。一般来说,元素的非金属性越强,元素的电负性越大,则元素的电负性应该是①>②,C项错误。F没有正价,D项错误。17.下图三条曲线表示C、Si和P元素的前四级电离能变化趋势。下列说法中正确的是()。A.电负性:c>b>aB.最简单氢化物的稳定性:c>a>bC.最简单氢化物的相对分子质量:a>b>cD.I5:a>c>b答案:D解析:一般来说,同主族从上到下,元素的第一电离能减小;同周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但P元素的第一电离能高于同周期相邻元素的,故Si的第一电离能最小,由图中第一电离能可知,c为Si;P原子第四电离能为失去3s2中1个电子,3s2为全满稳定状态,与第三电离能相差较大,可知b为P、a为C。A项,一般来说,同周期自左而右,元素的电负性增大,同主族自上而下,元素的电负性减小,故Si的电负性最小,错误。B项,Si的非金属性最弱,非金属性越强,其最简单氢化物越稳定,故SiH4的稳定性最差,错误。C项,C、P、Si的最简单氢化物的相对分子质量分别为16、34、32,b的最大,错误。D项,C、Si失去4个电子后最外层为ns2全满状态,能量更低,再失去1个电子时,第五电离能与第四电离能相差较大,P失去4个电子后最外层为3s1状态,第四电离能与第五电离能均失去3s能级上的电子,两者能量相差不大,故第五电离能:C>Si>P,正确。18.如图为元素周期表中短周期的一部分,下列关于Y、Z、M的说法中正确的是()。A.电负性:Y>Z>MB.离子半径:M->Z2->Y-C.ZM2分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构D.Z元素基态原子价层电子的轨道表示式为答案:C解析:由图示关系可推知:X为氦元素,Y为氟元素,M为氯元素,Z为硫元素。元素的电负性关系为F>Cl>S,A项不正确。离子半径关系为S2->Cl->F-,B项不正确。SCl2的电子式为

··Cl······二、非选择题(本题包括6个小题,共64分)19.(10分)(湖北襄阳高二上期末)(1)量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个,还有一种状态叫做。

(2)写出Fe原子的价层电子排布式:,其在周期表中的位置为。其在周期表中处于区,与Fe同周期的所有副族元素的基态原子中,最外层电子数与Fe相同的元素有种。

(3)下列Li原子的轨道表示式表示的状态中,能量最低和最高的分别为、。

答案:(1)原子轨道自旋(2)3d64s2第四周期第Ⅷ族d7(3)DC解析:(1)量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道,电子除空间运动状态外,还有一种状态叫做自旋。(2)Fe原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2,则其价层电子排布式为3d64s2,最高能层序数为4,处于第四周期,价层电子数为8,属于第Ⅷ族,在周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族;依据价层电子排布可知Fe处于d区;铁位于第四周期,最外层有2个电子,与铁同周期的所有副族元素的基态原子中,最外层电子数与铁相同的元素有Sc、Ti、V、Mn、Co、Ni、Zn,共7种。(3)原子核外电子排布中,如果电子所占的轨道能级越高,该原子能量越高。20.(10分)根据下列五种元素的电离能数据,回答下列问题。元素代号电离能/(kJ·mol-1)I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600V420310044005900(1)在元素周期表中,最有可能处于同一族的是。

A.Q和R B.S和TC.T和V D.R和TE.R和V(2)它们的氯化物的化学式,最有可能正确的是。

A.QCl2 B.RClC.SCl3 D.TClE.VCl4(3)下列元素,最有可能与Q元素位于同一族的是。

A.硼 B.铍C.锂 D.氢E.氦(4)在这5种元素中,最容易与氯元素形成离子化合物的是。

A.Q B.RC.S D.TE.V(5)利用表中的数据,V元素最有可能是下列元素中的。

A.H B.LiC.Na D.K答案:(1)E(2)B(3)E(4)E(5)D解析:各级电离能发生突变的情况是R:I2≫I1,S:I3≫I2,T:I4≫I3,V:I2≫I1,它们在化合物中的化合价分别为+1价、+2价、+3价、+1价。Q的第一电离能比其他元素的第一电离能明显高很多,最有可能是稀有气体元素。(1)五种元素中,只有R和V的电离能发生突变的情况相同。(2)Q可能是稀有气体元素,其他元素的氯化物的化学式可能是RCl、SCl2、TCl3、VCl。(3)Q可能是稀有气体元素,氦属于稀有气体元素。(4)一般来说,元素的第一电离能越小,元素的金属性越强,越易与氯元素形成离子化合物,V的第一电离能最小。(5)V的第一电离能很小,且I2≫I1,V最有可能是K。21.(10分)按照下列元素基态原子的电子排布特征判断元素,并回答问题。A元素基态原子只有一个能层且只含1个电子;B元素基态原子的3p轨道上得到1个电子后不能再容纳外来电子;C元素基态原子的2p轨道上有1个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反;D元素基态原子第三能层上有8个电子,第四能层上只有1个电子;E元素基态原子的价层电子排布式为3s23p6。(1)写出由A、B、C、D中三种元素组成的化合物的化学式(至少写出5个):。

(2)写出用上述元素组成的物质制得A单质的化学方程式(至少写出2个):。

(3)检验某溶液中是否含有D+,可通过试验来实现;检验某溶液中是否含有B-,通常所用的试剂是和。

(4)写出E的元素符号:,要证明太阳上是否含有E元素,可采用的方法是。

答案:(1)KOH、KClO、KClO3、HClO、HClO3(答案合理即可)(2)2H2O2H2↑+O2↑,2K+2H2O2KOH+H2↑(答案合理即可)(3)焰色AgNO3溶液稀硝酸(4)Ar对太阳光进行光谱分析解析:依题意可知A为H;B元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5,B为Cl;C元素基态原子2p能级的轨道表示式为,C为O;D元素基态原子四个能层上的电子数分别为2、8、8、1,为K;E为Ar。(1)四种元素中的三种可以组成含氧酸(如HClO、HClO3、HClO4)、碱(KOH)、含氧酸盐(KClO、KClO3、KClO4)等。(2)制取氢气可以用活泼金属与水或盐酸反应,也可以电解水等。(3)K+的检验常用焰色试验,而Cl-的检验往往用稀硝酸酸化的硝酸银溶液。(4)稀有气体元素可使用光谱分析法检验。22.(8分)Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知:①Z的原子序数为29,其余的均为短周期主族元素;②Y元素基态原子价层电子排布为msnmpn;③R元素基态原子核外L层电子数为奇数;④Q、X元素基态原子p轨道的电子数分别为2和4。请回答下列问题。(1)Z2+的核外电子排布式是。

(2)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙,下列判断正确的是(填字母)。

a.稳定性:甲>乙b.稳定性:甲<乙(3)Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为(用元素符号作答)。

(4)五种元素中,电负性最大的非金属元素是,电负性最小的非金属元素是。

答案:(1)1s22s22p63s23p63d9(2)a(3)Si<C<N(4)氧(或O)硅(或Si)解析:Z的原子序数为29,则Z为Cu元素,综合②③④分析可知Q、R、X、Y分别为C、N、O、Si。利用元素性质递变的相关知识进行作答。23.(12分)A、B、C、D、E、F六种短周期元素,原子序数依次增大;A、B元素的基态阴离子与C、D元素的基态阳离子的电子排布式均为1s22s22p6,A元素基态原子核外有2个未成对电子,C的单质可与热水反应但不能与冷水反应;E、F的基态原子有9个非空原子轨道,且E原子核外有3个未成对电子,F能与A形成相同价态的阴离子,且离子半径A小于F。试回答下列问题。(1)上述六种元素中第一电离能最大的是元素,理由是。

(2)C元素原子的第一电离能(填“>”“<”或“=”)D元素原子的第一电离能,理由是