原子结构与性质（考题猜想）（9大题型）解析版

专题10原子结构与性质

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题型1能层与能级题型2基态与激发态原子光谱电子云

题型3核外电子运动状态与排布原理题型4核外电子排布的表示方法

题型5元素周期表的结构题型6原子核外电子排布与元素周期表

题型7微粒原子半径的比较题型8元素电离能、电负性的比较

题型9原子结构与元素性质的综合判断

考题猜想

■题型1能层与能级

【例1】下列各能层最多含3个能级的是

A.。能层B.N能层C.M能层D.K能层

【答案】C

【解析】A.O能层是第五能层，有s、p、d、f、g共5个能级，A不符合题意；

B.N能层是第四能层，有s、p、d、f共4个能级，B不符合题意：

C.M能层为第三能层，有s、p、d共3个能级，C符合题意；

D.K能层为第一能层，只有1个s能级，D不符合题意；

故选Co

【例2】下列关于原子结构说法中，正确的是

A.p能级能量一定比s能级的能量高

B.3d、4d能级容纳的电子数依次增多

C.2P和3P轨道的形状均为哑铃形

D.电子从较低能级跃迁到较高能级将释放能显

【答案】C

【解析】A.同一能层中，p能级能量高于s能级，不同能层p能级能量不一定比s能级的能量高，例如5s

能级高于2P能级，A错误；

B.3d、4d能级容纳的电子数最多均为10,B错误；

C.2P和3P轨道的形状均为哑铃形，C正确；

D.电子从较低能级跃迁到较高能级将吸收能量，D错误；

故选C。

【变式1”】下列说法正确的是

A.各能层含有的能级数为n+l

B.各能层含有的电子数为2n2

C.基态硫原子的核外电子有9种空间运动状态

D.同一原子中，2p、3p、4P能级中的轨道数依次增多

【答案】C

【解析】A.各能层中能级数等于其所处的能层数，例如当n=1时，它有1s能级，故A错误；

B.各能层最多含有的电子数为2n2,但最外层不能超过8个电子，次外层不能超过18个电子，倒数第三层

不能超过32个电子，故B错误；

C.基态S原子的核外电子排布式为Is22822P63s23P3空间运动状态即原子轨道数，有9种,故C正确；

D.p能级的轨道数为3,则同一原子中，2p、3p、4P能级中的轨道数相同，故D错误；

故选C.

【变式1・2】列说法正确的是

A.p能级能量不一定比s能级的能量高

B.原子的核外电子仅从激发态跃迁到基态才产生原子光谱

C.2p、3p、4P能级的轨道数依次增多

D.2P和3P轨道的形状均为哑铃形

【答案】D

【脩析】A.p能级能量与S能级的能量比较还要考虑能层的影响，故A错误；

B.原子光谱有吸收光谱和发射光谱两种，故B错误：

C.2p、3p、4P能级的轨道数均为3,故C错误；

D.p轨道的形状为哑铃形，故D正确；

故选D。

■题型2基态与激发态原子光谱电子云

【例3】下列轨道表示式中，属于氧的基态原子的是

Is2s2pIs2s2p

A-nnnnnnm

Is2s2pIs2s________2P

,皿皿non，皿皿nrnrm

【答案】c

【解析】

Is2s2p

氧的基态原子的核外电子排布式为:22

is2s2Ps其轨道表示式：rfrirrrj1111|i|,故c符合;

答案选c。

【例4】如图甲是氢原子的Is电子云图（即概率密度分布图），图乙、丙分别表示s、P能级的电子云轮廓图。

下列有关说法正确的是

A.电子云图（即概率密度分布图）就是原子轨道图

B.图甲中的每个小黑点都表示1个电子

C.由图乙可知，s能级的电子云轮廓图呈圆形，有无数条对称轴

D.由图丙可知，P能级的原子轨道图呈哑铃形，且有3个伸展方向

【答案】D

【解析】A.电子云轮廓图与电子云图不是同一个概念，而是我们常说的原子轨道图，A项错误;

B.图甲中的每个小黑点稀疏表示电子出现概率的大小，并不是真实的电子，B项错误；

C.s能级的电子云轮廓图呈球形而不是圆形，C项错误；

D.p能级的原子轨（道图呈哑铃形，有px、py、pz三个伸展方向，并且互相垂直，D项正确；

故答案为：Do

【变式2，】基态铝原子转化为下列激发态时所需能量最少的是

A.[Ne]FtlltltlIB.[Ne]miHlII

3s3p3s3p

C.[Ne]|t|t|t|D[Ne]

3P3P

【答案】A

【解析】基态原子外层只有一个电子由3s能级跃迁到3P能级所需能量较少，按洪特规则3P上两个电子分

占不同轨道相对稳定，能量相对较低，所以基态铝原子转化为A选项的激发态时所需能量最少，故A正确；

故选：Ao

【变式2・2】下列现象与电子的跃迁线有■直接关联的是

【答案】D

【解析】电子由能量较高的能级跃迁到能量较低能级时，以光的形式释放能量，氢原子发光、霓虹灯发光、

燃放烟花等现象都是电子发生跃迁释放能量形成的，钠与水反应与电子的跃迁没有直接关联，故选D；

答案选Do

■题型3核外电子运动状态与排布

【例5】第四周期某元素基态原子4s轨道上有2个电子，则该基态原子价层电子排布不可能是

A.4s2B.3d54s2C.3d94s2D.4s24Ps

【答案】C

【解析】A.若价层电子排布为4s2,为20号元素Ca,电子排布式为[Ar]4s?,A正确；

B.若价层电子排布为3dzs2,为25号元索Mn,电子排布式为[Ar]3d54s2,B正确；

C.价层电子排布为3d94s2,为29号元素Cu,电子排布式为[Ar]3di04sl3d轨道上电子处于全满状态，整

个体系能量最低，C错误；

D.若价层电子排布为4s24p5，为35号元素Br,电子排布式为[Ar]3d24s?4犬，D正确；

故选Co

【例6】基态C1原子的最外层电子排布式正确的是

3s3p

A.[Ar]3s23PsB.回"京不

C.3s23PsD.Is22s22P63s23P$

【答案】C

【解析】A.Q是17号元素，核外有17个电子，核外电子排布式为[Nc]3s23p‘，故不选A；

3s3p

B.。是17号元素，最外层有7个电子，脑]脑向彳|是最外层电子轨道表示式，故不选B：

C.。是17号元素，最外层有7个电子，最外层电子排布式为3s23Ps,故选C；

D.Cl是17号元素，Is22522P63s23Ps是核外电子排布式，故不选D；

选C。

【例7】下列有关电子排布图的表述正确的是

Is2s2p_

A.叵|叵|叵回回可表示单核10电子粒子基态时电子排布

Is2s2p

B.回国田王由此图错误，违背了泡利原理

C.斤|表示基态N原子的价电子排布

Is2s2p

D.向前匚亡表示处于激发态的B的电子排布图

【答案】A

Is2s2p

【解析】A.根据能量最低原理，向前叵面五|可表示单核10电子粒子基态时电子排布，故A正确；

Is2s2p

B.叵］同田王］工|此图错误，违背了洪特规则，故B错误；

C.表示基态N原子的价电子排布图为四田再1故C错误；

2s2p

］g2s2p

D.而而|~表示基态B的电子排布图,故D错误；

选Ao

【变式3・1】碳酸锢［凡(8)］能抑制人体内磷酸盐的吸收，降低体内血清磷酸盐和磷酸钙［Ca3(POj］的

水平，常用于治疗慢性肾衰患者高磷血症。下列说法正确的是

已知：La的价层电子排布式为5d6s2。

A.5dl表示5d能级上有1个轨道

B.中子数为8的氯原子：；。

C.基态钙原子核外N层电子的自旋状态相反

D.La成为阳离子时首先失去5d轨道上的电子

【答案】C

【解析】A.5dl表示5d能级上有1个电子，A错误；

B.核素的表示方法为：元素符号左下角为质子数，左上角为质量数：中子数为8的氧原子：《0,B错误：

C.基态钙原子核外电子排布为1F2S22P63s23P64s2,泡利原理是指每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电

子，则其原子核外N层电子的自旋状态相反，C正确；

D.La成为阳离子时首先失去6s轨道上的电子，D错误；

故选C。

【变式3・2】下列关于原子结构的说法正确的是

A.基态神(As)原子的价电子排布式为34°4s?4p3

B.同一原子中，2p、3p、4P能级的轨道数随电子层数增大依次增多

c.某基态原子3d能级电子排布为[tJT，违反了泡利不相容原理

D.前4周期元素中，有5种元素基态原子未成对电子数与其所在周期序数相同

【答案】D

【解析】A.基态碑(As)原子的价电子排布式为4s24P3,A错误；

B.同一原子中，2p、3p、4P能级的轨道数都是3个，B错误；

C.某基态原子3d能级电子排布为|||J|t1违反了洪特规则，正确的电子排布应该为

|I|I|I|I|

D.前4周期元素中，第一周期中H元素有1个未成对电子，第二周期中有2个未成对电子的有C、O两种

元素，第三周期中有3个未成对电子的是P元素，第四周期中有四个未成对电子的有Fe,共有5种元素基

态原子未成对电子数与其所在周期序数相同，D正确：

故选D。

【例8】下列表示不正确的是

A.Cu的简化电子排布式：[Ar]31)4sl

B.p,轨道电子云轮廓图为：

C.核外电子按能量分为不同的能层；如Is、2s、2p、3d等

D.氧的基态原子的轨道表示式：。胆E)叫1”

Is2s2p

【答案】C

【解析】A.Cu是29号元素,其电子排布式为Is22822P63s23P63小%1,其简化电子排布式为[ArPdRsl故

A正确；

B.p轨道是哑铃型，在X轴方向上，所以其电子云轮廓图是正确的，故B正确；

C.能层可表示为K、L、M、N等，能级才用s、p、d等来表示，故C错误；

D.氧是8号元素，电子排布式是Is22s22P、根据电子在能级上的排布规则可知，其基态原子的轨道表示式

是正确的，故D正确；

故本题选C.

【变式4・1】下列有关化学用语的表述正确的是

H

A.NHQ的电子式:[H：N：H]+CP

H

B.基态碳原子的轨道表示式:冏回回二口

Is2s2p

C.基态氧原子的电子排布式：ls222p-

D.广的结构示意图:

【答案】C

H

【解析】氯化佞为离子化合物，电子式为故项错误：

A.[H：M••：H『[：6••1：「，A

H

B.图中2P轨道上的2个电子没有分占不同的轨道，违背了洪特规则，基态碳原子的轨道表示式为

同同PFTT故B项错误;

Is2s2p

C.基态氧原子的电子排布式为ls?2s22P,故c项正确;

A.F-的结构示意图:故D项错误;

故本题选C。

【变式4・2】回答下列问题：

（1）基态Mn原子核外有种运动状态不同的电子。

（2）基态镁原子核外M层电子的自旋状态（填“相同”或“相反

（3）基态Ge原子有个未成对电子。

（4）银元素基态原子的电子排布式为o

（5）氮原子价层电子的轨道表达式（电子排布图）为。

（6）基态Fe?+与Fd♦离子中未成对的电子数之比为。

（7）基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是。

（8）Se的基态原子中电子占据的原子轨道总数为o

【答案】（1）25

（2）相反

（3）2

⑷[Ar]3d84s2

2s2p

⑸同rrmr

(G)4：5

（7）M

（8）18

【解析】Q）一个电子就是一种运动状态，Mn是25号元素，则基态Mn原子核外有25种运动状态不同

的电子；故答案为：25o

（2）基态镁原子核外电子排布式为Is22s22P63s2,则核外M层电子即3s2电子，同一个轨道中两个电子自旋

状态相反；故答案为：相反。

（3）基态Ge价电子排布式为4s24PL则基态Ge原子有2个未成对电子；故答案为：2。

（4）Ni为28号元素,则银元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d84s2；故答案为：[Ar]3d84s2。

（5）氮原子价层电子为2s22P3,则价层电子的轨道表达式（电子排布图）为5|Y而丁故答案为：

2s2p

[tilOTT0

（6）基态Fe?♦价电子排布式为3d3基态Fe3+价电子排布式为3d5,则基态Fe?+与Fe?+离子中未成对的电子

数之比为4：5；故答案为：4：5c

（7）基态K原子价电子排布式为3sl则核外电子占据的最高能层的符号是M：故答案为：M。

（8）Se的基态原子核外电子排布式为Is22s22P63s23P63出。4s24P七则Se的基态原子中电子占据的原子轨道

总数为18；故答案为：18。

■题型5元素周期表的结构

【例9】下列有关说法正确的是

A.同一原子中，2p、3p、4P能级的轨道数相等

B.NaCl焰色试验为黄色，与Q的电子跃迁有关

C.He的电子排布式为1s?,故H已元素处于s区

D.第四周期最外层电子数为1的元素只有K

【答案】A

【解析】A.同一原子中，2p、3p、4P能级的轨道数目均为3,A正确；

B.钠元素的焰色试验呈现黄色，则NaQ焰色试验为黄色与Na的电了•跃迁有关，B错误；

C.He属于稀有气体，处于p区，C错误；

D.第四周期最外层电子数为1的元素有K、Cr、Cu等，D错误；

答案选Ao

【变式5・1】已知某些元素在周期表中的位置如图所示，下列说法不正确的是

A.元素②和⑤位于同一区

B.s区（除元素①外）、d区和ds区的元素都是金属元素

C.与7亡素④具有相同最外层电子数的元素只可能处于ds区

3d4s

D.元素③的基态原子中，价层电子的轨道表示式为：pgtjpgH血

【答案】C

【解析】A.元素②和⑤分别为。和Ge,位于p区，A正确：

B.s区（除氢元素外）、d区和ds区的元素都是金属元素，B正确；

C.元素④为Zn,最外层有2个电子，与元素④具有相同最外层电子数的元素可能处于ds区，也可能是s

区（第IIA族）,C错误;

3d4s

D.元素③为Mn,基态原子中价层电子的轨道表示式为：|||||f］应］'D正确；

故答案为：Co

■题型6原子核外电子排布与元素周期表

【例10］若某基态原子的外围电子排布为4dts2,则下列说法E确的是

A.该元素位于周期表第5周期第IB族

B.该元素原子核外有5个电子层

C.该元素原子最外层共有3个电子

D.该元素原子位于s区

【答案】B

【解析】A.能级前面数值表示能层，能级右上角数值表示电子数，推出该元素最大能层是5,根据构造原

理，该元素的价电子数为3,说明该元素位于第5周期川B族，故A错误；

B.能级前面数值表示能层，该元索最大能层是5,说明核外有5个电子层，故B正确；

C.根据外围电子排布式，5s为最外层，即最外层有2个电子，故C错误；

D.根据构造原理，最后一个电子填充到d能级.匕该元素位于d区，故D错误；

答案为B。

【例11】元素周期表中祕元素的数据如图，下列说法中正确的是

83Bi钿

6s26P3

209.0

A,锌元素的质量数是83

B.钿原子的价层电子排布为6s26P

C.钮原子6P能级有1个未成对电子

D.钱原子最外层有5个能量相同的电子

【答案】B

【分析】由图可知，Bi元素名称为钿，属丁金属元素，其质了数为83,元素的相对原了质量为209.0,原

了的价电子排布式为6s?6p3o

【解析】A.元素是一类原子的总称，不谈质量数，故A错误；

B.由图可知,锡原子的价层电子排布为6s26P3,故B正确;

C.锌原子的价层电子排布为6s26P工6P能级3个电子均不成对，故C错误；

D.根据6s%p3可知，例'原子最外层有5个能量不相同的电子，故D错误；

答案选B。

【变式6・1】已知某微粒的核外电子排布式是Is22s22P63s23P3下列判断借误的是

A.该元素在周期表的位置是第三周期IVA族

B.该元素最高价是+6,最低价是-2

C.该微粒原子核外有16种运动状态不同的电子

D.该微粒原子核外有5种能量不同的电子

【答案】A

【分析】该元素为硫元素。

【解析】A.硫元素在第三周期V】A族，A错误；

B.硫最高价为+6价，最低价-2价，B正确；

C.硫元素有16个电子，有16种运动状态不同的电子，C正确；

D.该原子的电子占据5个不同电子能级，有5种能量不同的电子，D正确；

故选Ao

【变式6・2】下列对原子结构和元素性质的说法正确的是

A.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱

B.同一原子中，S电子的能量总是低于p电子的能量

C.每一周期元素原子的最外层电子排布均是从K过渡到ns2npe

D.第二周期元素中，第一电离能介于B、N之间的有3种元素

【答案】D

【解析】A.电子在激发态跃迁到甚态时会产生发射光谱，在基态跃迁到激发态时会产生吸收光谱，A错误;

B.同一原子中，s电子的能量不一定低于p电子的能量，如3s的能量比2P高，B错误；

C.每一周期元素原子的最外层电子排布不全是从W过渡到ns2np6,第一周期的是从小到Is?，C错误;

D.第二周期元素中，第一电离能介于B、N之间的有Be、C、0,共3种元素•，D正确；

故选D。

■题型7微粒原子半径的比较

【例12］下列所述的粒子(1~20号元素)，按半径由大到小的顺序排列正确的是

①基态X原子的结构示意图为

②基态Y-的价电子排布式为3s23P$

一Is2s____2P3s_____3p___

③基态z?-的轨道表示式为向向“I向HIrniitiitiitii

④基态E+的最高能级的电子对数等于其最高能层序数

A.②,③，①〉④B.④,③，②,①

C.③，②》④〉①D.④〉②，③》①

【答案】C

【解析】①基态X原子的结构示意图为府》7,即X的原子序数为9,则基态X原子为F原子:

②基态Y-的价电子排布式为3s23P6,则基态Y-离子为C1-离子;

③基态Z"离子为S"离子；

④基态E+的最高能级的电子对数等于其最高能层的电子层数，则基态E+为K+离子；

F原子核外电子层数为2层，半径最小，电子层数相同的情况下原子序数越大半径越小，所以S2->Q->K+

>F,即③,②①，故选：Co

【变式7・1】硫酰氯(SO2CI2)在染料、药品、除草剂和农用杀虫剂的生产过程中有重要作用，卜.列说法正确

的是

A.氧化性：Ch>SO2B.酸性：H2SO3>HCI

C.离子半径：CP+>。2-D.基态S原子核外电子的运动状态有9种

【答案】A

【解析】A.氯气具有强氧化性,氧化性：C12>SO2，故A正确:

B.亚硫酸是弱酸、盐酸是强酸，酸性：H2so3VHe1,故B错误:

C.质子数相等、电子层数相同，电子数越多半径越大，离子半径：O”vO2-,故C错误:

D.S原子核外有16个电子，基态S原子核外电子的运动状态有16种，故D错误;

选Ao

■题型X元素电离能、电负性的比较

【例13】同一短周期部分主族元素的第一电离能随原子序数递坞的变化趋势如图所示，下列说法正确的是

原子序数

A.〃、〃的氧化物均为离子化合物

B.单质的沸点：c>d

C.电负性:e<d

D.基态b原子价层电子的轨道表示式为《叩

/?=2或3

【答案】B

【分析】根据同一周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，第HA族与第WA族、第VA族与第VIA族

反常可知，。为Be或Mg,为B或Al,c为C或Si,d为N或P，e为0或S。

【解析】A.不是离子化合物，A项错误;

B.c为C或Si,d为N或P，共价晶体中相对分子质量越大其沸点越高，单质沸点：c>d,B项正确：

C.非金属性越强其电负性越大，同周期主族元素从左到右非金属性增强，则电负性c>d,C项错误；

D.〃为B或A1,基态b原子价层电子的轨道表示式应为EE田二口〃=2或3,D项错误；

ns叩

故选:故

【例14］回答下列问题:

（1）氟原子激发态的电子排布式有（填标号，后同），其中能量较高的是o

a.Is22s22P43slb.Is22s22P43d?c.Is22sl2Psd.Is22s22P33P?

（2）某元素原子位于周期表的第四周期，该原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道电子均成

对。写出该基态原子电子排布式为。

（3）图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能【变化趋势（纵坐标的标度不同）。第一电离能的变化

图是图（填标号），判断的根据是；第三电离能的变化图是图_____（填标号）。

元素XYZw

最高价氧化物的水化物H3ZO4

0.1molL”溶液对应的pH（25℃）1.0013.001.570.70

①元素的电负性：Z（填“大于”“小于”或“等于”）W。

②简单离子半径：w（填“大于”“小于”或，等于"）Y。

③氢化物的稳定性：X（填“大于”“小于”或“等于”）Z。

【答案】（I）ad（1

（2）[Ar]3d,04s,

（3）a同一周期第一电离能的总体趋势是升高的，但由于N元素的2P能级为半充满状态，因此N元

素的第一电离能较C、O两种元素高b

（4）小于大于大于

【解析】（1）氟原子激发态的电子数与基态原子电子数相同，应为9个，b电子数为10,c电子数为8,

不符合，ad电子数均为9,均为氟原子的激发态；其中a为1个2P电子激发到3s轨道，d为2个2P电子

激发到3P轨道；d的能量较高；

（2）该元素原子位于周期表的第四周期，该原子的最外层只有一个电子，即4s上只有1个电子，其次外层

内的所有轨道电了•均成对，则内层电了•排布为[Ar]3cC。该基态原子电子排布式为[Ar]3cT4sl；

（3）C、N、O和F为同周期元素，同一周期第一电离能的总体趋势是升高的，但由于N元素的2P能级为

半充满状态，因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高，因此图a为C、N、O和F的第一电离能变化

图；C、N、O和F失去2个电子后，电子排布分别为：4禽？、is22s?2pi、Is22822P匕Is22s22P3,第三电

离能也呈增大趋势，但C2+处于全满稳定状态，故碳的第三电离能大于氮原子的第三电离能，故图b满足第

三电离能的变化；

（4）根据Z的最高价氧化物水化物化学式HQO」可知其最高止汾为+5,0.1molCH3ZO4溶液pH为1.57,

可知该酸非强酸，则Z为P；W原子序数大于P,且0.1moLUW最高价氧化物水化物pH为0.7,可知W

的最高价氧化物水化物为多元强酸，W为S；0.1mol-UX的最高价氧化物水化物溶液pH为1,可知为一

元强酸，X为N,0.1moll」Y的最高价氧化物水化物溶液pH为13,可知为一元强碱，Y为Na,P和。

同周期，电负性：P小于Cl：C1-核外有3个电子层，Na+核外有2个电子层，电子层数越多离子半径越大，

则C1半径大于Na+半径：N的非金属性大于P,非金属性越强气态氢化物越稳定，则稳定性：NH3大于PH3。

【变式8・1】祖母绿（主要成分Be3AhSiQG被称为宝石之王，与其相似的天然绿色宝石有萤石〔主要成分

Cag]、磷灰句主要成分CaJPOjF]。下列说法正确的是

A.半径大小：r（Al3+）＞r（O2）B.电负性大小：）C（P）＞X（Si）

C.电离能大小：L（F）＜L（O）D.碱性强弱：Ca（OH）2＜Al（OH）3

【答案】B

【解析】A.电了层结构相同的离了，核电荷数越大，离了半径越小，则铝离了的离了半径小丁氧离了，故

A错误:

B.同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增强，电负性依次增大，则磷元素的电负性大干硅元素，故

BE确；

C.同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，则氟原子的第一电离能大于氧原子，故C错误；

D.同周期元素，从左到右元素的金属性依次减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱，同主族元素，

从上到下元素的元素的金属性依次增强，最高价氧化物对•应水化物的碱性依次增强，则氢氧化钙的碱性强

于氢氧化铝，故D错误；

故选Bo

【变式8・2】宋代《千里江山图》历经千年色彩依然，所用颜料由石绿、雌黄、赭石、碎碟、朱砂等绘制而

成，其中含有硅、铜、锌、铁等元素。

（1）基态铁原子的核外电子排布式为;基态Fe?+核外电子的空间运动状态有种，其电子占

据的最高能层符号为o

（2）研究发现，阳离子的颜色与未成对电子数有关，例如：Cu2+、Fc2+、Fe3+等。Cu+呈无色的原因是。

（3）铜，锌两种元素的第一电离能、第二电离能如下表所示.元素2在周期表中位于第四周期第族，

解释元素2的人远远大于L的主要原因是。用（表示元素的第n电离能，则图中的a、b、c分别代

表第三周期元素的（填或"A"）随原子序数递增的变化。

电离能/kJmol

111213141516171112131415161711121314151617

原子序数原子序数原子序数

ab

（4）基态硅原子的价电子轨道表示式为。已知电负性CI>H>Si,则SiHCb中H的化合价为

SiHC13在浓NaOH溶液中发生反应的化学方程式为。

【答案】（I）Is22s22P63s23P63d64s2或[Ar]3d64s214M

（2）CiT没有未成对电子

（3）IB铜失去1个电子后的核外电子排布为[Ar]3cT°,达到较稳定的全满结构I?、I,.I,

3s3P

-1SiHCl+5NaOH=NaSiO+3NaCl+HT+2HO

⑷HEE32322

【解析】(I)Fe为26号元素，基态铁原了•的核外电子排布式为Is22s22P63s23P63d64s2或[Ar]3d“4s2；Fe2+

失去4s电子，占据坑道数为1+1+3+1+3+5=14,核外电子的空间运动状态14种，其电子占据的最高能层为

第三层，符号为M。

(2)阳离子的颜色与未成对电子数有关，Cu+的价电子排布式为3dqCu♦没有未成对电子；

(3)Cu原子失去一个电子后，核外电子排布为[Ar]3dQ而Zn为[Ar]3diO4s*根据洪特规则，铜达到了稳

定状态，所以Cu的第二电离能相对较大，故元素1为Zn；元素2为Cu,铜位于第四周期第IB族：Cu铜

失去I个电子后的核外电子排布为[Ar]3d，达到较稳定的全满结构，所以Cu的“远远大于人的；Mg的基

态原子3s轨道为全充满，较稳定，比相邻的IA和IHA族元素的第一电离能大，P的3P能级上半充满，较

稳定，比相邻的NA和VIA族的第一电离能大，故c图表示第一甩离能；当第三周期元素原子均失去1个电

子后，Na+的2P轨道全充满，较稳定，故第二电离能陡然升高，故a图表示第二电离能；当失去两个电子

后，Mg2+的2P轨道全充满，较稳定，故第三电离能比Na大，故b图表示第三电离能，图a、b、c分别为上、

I、L;

3s3p

(4)基态硅原子的价电子为3s23P2,轨道表示式为向Hj|~|；电负性Cl>H>Si,Si—H中，电子偏向

于H,则SiHCb中H的化合价为1SiHCb水解生成硅酸、HC1和H2,故SiHCb与浓NaOH溶液中发生反

应的化学方程式为SiHJ+5NaOH=Na2SiO3+3NaCl+H2T+2H,O3

■题型9原子结构与元素性质的综合判断

【例15】元素N、P、As位于周期表中VA族。下列说法正确的是

A.原子半径：r(N)>r(P)>r(As)

B.第一电离能：/i(N)</i(P)</i(As)

C.NH3、PH3、AsH3的键角逐渐漕大

D.HNCh、H3Po4、H3ASO4的酸性逐渐减弱

【答案】D

【解析】A项，同主族元素，从上到下原子半径依次增大，则N、P、As的原子半径依次增大，4N)V/<P)

</(As),错误；B项，同主族元素，从上到下第一电离能依次减小，则N、P、As的第一电离能依次减小,

/1(N)>/i(P)>Zi(As),错误；C项，元素N、P、As位于周期表中VA族，元素非金属性大于H,从上到下

原子半径依次增大，它们与H形成共价键的极性逐渐减弱，因此极性键间的排斥力逐渐减小，NH3、PFh、

AsH3的键角逐渐减小，错误；D项，同主族元素，从上到下非金属性依次减弱，最高价氧化物对应水化物

的酸性依次减弱，则硝酸、磷酸、神酸的酸性依次减弱，止确。

【例16】四种元素基态原子的核外电子排布结构信息如下表。二列叙述正确的是

元素XYZQ

结构最外层电子数比次与X电子层数相同，有3核外电子有6种不同的M层全满，N层只有

信息外层多1个个未成对电子空间运动状态3个电子

A.电负性：X>Y

B.同周期元素中第一电离能介于X、Y之间的元素有三种

C.Q元素的常见化合价为+5价

D.Q、Z代表的元素分布在周期表中的同一分区

【答案】B

【分析】X原子最外层电子数比次外层多1个，X是B元素；Y原子与B电子层数相同，有3个未成对电

子，Y是N元素；Z原子核外电子有6种不同的空间运动状态，Z占用6个原子轨道，Z是Na或Mg元素；

Q的M层全满，N层只有3个电子，Q是Ga元素。

【解析】A.同周期元素的电负性依次增大，电负性：B<N,故A错误；

B.同周期元素中第一电离能介于B、N之间的元素有Be、C、0,共三种，故B正确；

C.Q是Ga元素，最外层有3个电子，常见化合价为+3价，故C错误；

D.Q是Ga元素在周期表中的p区，Z代表的元素是Na或Mg,分布在周期表中的s区，故D错误；

选B。

【例17］如图为元素周期表的一部分，请参照元素①~⑧在元素周期表中的位置，问答下列问题：

（1）元素⑧在周期表中的位置是，其基态原子价层电子轨道表示式为，该元素对

应基态原子具有数据种能量不同的电子，具有种运动状态不同的电子。

（2）在空气中⑤和④组成的原子比为1:1的化合物热稳定性小于2:3的化合物，从电子排布的角度分析，其

主要原因是o

（3）⑥元素位于元素周期表___________区，其基态正二价离子的电子排布式为。

（4）第四周期主族元素中，第一电离能介于⑦、⑧之间的元素有Ca、（填元素符号）。

【答案】（1）第四周期第VA族833

4s4p

（2）基态Fe?♦价层电子排布式为3d64s2,而基态Fe："的价层电子徘布式为3d54s为半充满稳定结构，故FcO

的热稳定性小J-'反2。3o

(3)dsIs22s22P63823P63d9或[Ar]3d9

(4)Ge、Se

【分析】根据题目周期表的结构，元素①~⑧分别为①：H、②：C、®：N、④：0、⑤：Fe、®：Cu、®：

Ga、⑧：As,根据分析的元素解答。

【解析】(1)⑧为As元素，原子序数为33,在周期表中的位置为：第四周期第V主族；其基态原子价层

电子轨道表示式为：EDLU-LI1J,基态电子排布式为:Is22s22P63s23P63d“)4s24P%所以As元素有8种

4s4p

能量不同的电子，具有33种运动状态不同的电子。

故答案为：第四周期第v主族；ElInIIII；8；33。

4s4p

(2)⑤为Fc,④为O,原子比为1:1的化合物为民0,2:3的化合物为尸/。3,FcO的热稳定性小于为尸.。3

的原因为基态Fe?♦价层电子排布式为3d64s2,而基态Fe“的价层电子排布式为3d54s2,为半充满稳定结构,

故FcO的热稳定性小丁•尸白。一

故答案为:基态Fe?+价层电子排布式为3d64s2,而基态Fe“的价层电子排布式为3dZs2,为半充满稳定结构，

故FeO的热稳定性小于尸

(3)⑥为Cu元素，在元素周期表中位于第四周期IB族，属于ds区，其基态正二价离子的电子排布式为：

Is22s22P63s23P63d-或[甸3d9。

故答案为：ds：Is22s22P63s23P63d或[4]3吐

(4)第四周期主族元素中，从左至右第一电离能有逐渐增大的趋势，由于p能级半充满会使得第一电离能

反常，因此第一电离能介于⑦Ga、⑧As之间的元素有Ca、Ge、Se.

故答案为：Ge、Seo

【变式9・1】一种锂离子电池中电解质的阴离子结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同周

期元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，Y是地壳中含量最多的元素。四种元素原子的最外层电子

数之和为20,下列说法正确的是

A.基态原子未成对电子数：Y>X>W

B.基态W原子最外层有3个能量相同的电子

C.基态Z原子的价电子轨道表示式：[YT][TT_H

2s2p

D.最简单氢化物的沸点：Z>Y>X

【答案】C

【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同周期元素，X是形成化合物种类最多的元素，则X为C元

素；Y是地壳中含量最多的元素，则Y为0元素：Z形成一个共价键，则Z为F元素；四种元素的最外层

电子数之和为20,则X最外层电子数为20-4-6-7=3,由结构也可以W最外层电子数为3,则W为B元素，

即W、X、Y、Z分别为B、C、0、F元素，据此解答。

【解析】A.W、X、Y分别为B、C、O元素,基态原子的电子排布式分别为：Is22s22心、Is22s22P入Is22s22P3

未成对电子数分别为：1、2、2,故A错误；

B.W为B元素，电子排布式为：Is22s22pi,2s和2P轨道上的电子能量是不同的，因此，B原子的最外层

电子并不是所有都具有相同的能量，故B错误；

c.Z为F元素，基态F原子的价电子排布式为：2s22P5,价电子轨道表示式：l|tirri,故c

2s2p

正确：

D.H?O和HF均能形成分子间氢键，但水形成的氢键更多，因此沸点更高，可知最简单氢化物的沸点：

H2O>HF>CH4,故D错误;

故答案选C。

【变式9・2】x、Y、Z、W、R为五种短周期主族元素，原子序数依次增大。X核外电子只有一种自旋取向，

X与Y能形成两种常见的化合物YX?和Y