内容正文:
专题五 物质结构与性质
微专题1 原子结构与性质
真题引领
1.(2023·湖南卷)日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知:X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素,W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等,基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2∶1∶3。下列说法正确的是 ( )
A.电负性:X>Y>Z>W
B.原子半径:X<Y<Z<W
C.Y和W的单质都能与水反应生成气体
D.Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性
解析 根据基态X原子s轨道上的电子数与p轨道上的电子数相等,可知X的电子排布式为1s22s22p4,为O元素,基态O原子的未成对电子数为2,则基态Y、Z原子的未成对电子数分别为1、3,结合原子序数关系可确定Y为F元素或Na元素,Z为P元素,则该荧光粉的主要成分为3W3(PO4)2·WY2,结合化合物中各元素化合价代数和为0可确定W为+2价,又其原子序数最大,故W为Ca元素,Y为F元素。元素电负性:F>O>P>Ca,A项错误;原子半径:F<O<P<Ca,B项错误;F2、Ca与水反应生成的气体分别为O2和H2,C项正确;P元素的最高价氧化物对应的水化物H3PO4不具有强氧化性,D项错误。
答案 C
2.(2023·课标卷)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为[B(OCH3)4]3Cl,部分晶体结构如图所示,其中[C(NH2)3]+为平面结构。
下列说法正确的是 ( )
A.该晶体中存在N—H…O氢键
B.基态原子的第一电离能:C<N<O
C.基态原子未成对电子数:B<C<O<N
D.晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
解析 从结构图可看出,[C(NH2)3]+中的—NH2的H与[B(OCH3)4]-中的O形成氢键,因此该晶体中存在N—H…O氢键,A项正确;N的价层电子排布式为2s22p3,2p能级处于半充满的稳定状态,其第一电离能大于O,B项错误;根据B(1s22s22p1)、C(1s22s22p2)、O(1s22s22p4)、N(1s22s22p3)的电子排布式,可知其未成对电子数分别为1、2、2、3,C项错误;该晶体中B、O原子轨道的杂化类型均为sp3,[C(NH2)3]+为平面结构,则其中N原子轨道的杂化类型为sp2,D项错误。
答案 A
核心必备
一、原子(离子)中基本微粒的关系
(1)质子数=核电荷数=原子核外电子数=原子序数。
(2)质量数=质子数+中子数。
(3)质子数=阳离子的核外电子数+阳离子所带电荷数。
(4)质子数=阴离子的核外电子数-阴离子所带电荷数。
二、基态原子的核外电子排布
1.排布规律。
能量最
低原理
原子核外电子总是先占有能量最低的原子轨道
泡利
原理
每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋相反的电子
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,而且自旋平行
2.四种表示方法。
表示方法
举例
电子排布式
Cr:1s22s22p63s23p63d54s1
简化表示式
Cu:[Ar]3d104s1
价层电子排布式
Fe:3d64s2
电子排布图
(或轨道表示式)
O:
3.常见错误防范。
(1)电子排布式。
①3d、4s书写顺序混乱。
如:
②违背洪特规则特例。
如:
(2)电子排布图。
三、第一电离能和电负性
1.元素第一电离能的递变性。
同周期(从左到右)
同主族(自上而下)
第一
电离能
增大趋势(注意第ⅡA族、第ⅤA族的特殊性)
依次减小
(1)特例。
当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半充满(p3、d5、f7)和全充满(p6、d10、f14)的结构时,原子的能量较低,处于稳定状态,该元素具有较大的第一电离能,如:第一电离能Be>B;Mg>Al;N>O;P>S。
(2)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。
如果某元素的In+1≫In,则该元素的常见化合价为+n价,如钠元素I2≫I1,所以钠元素的化合价为+1价。
2.元素电负性的递变性。
(1)规律。
同周期元素,从左到右,电负性依次增大;同主族元素自上而下,电负性依次减小。
(2)应用。
新题对练
角度❶ 原子结构与元素第一电离能等性质
1.金属Na溶解于液氨中形成氨合钠离子和氨合电子,向该溶液中加入穴醚类配体L,得到首个含碱金属阴离子的金黄色化合物[NaL]+Na-。下列说法错误的是 ( )
A.Na-的半径比F-的大
B.Na-的还原性比Na的强
C.Na-的第一电离能比H-的大
D.该事实说明Na也可表现出非金属性
解析 Na-核外有3个电子层、F-核