专题09 原子结构与性质（考点清单）（讲+练）-2024-2025学年高二化学上学期期末考点大串讲（苏教版2019）

专题09 原子结构与性质 考点01 能层与能级 考点02 基态与激发态 原子光谱 考点03 构造原理与电子排布式 考点04 电子云与原子轨道 考点05 原子核外电子排布的原理及表示方法 考点06 原子结构与元素周期表 考点07 元素周期律 ▉考点01 能层与能级 1.能层 （1）定义：核外电子按能量不同分成能层。 （2）电子的能层由内向外排序，其序号、符号以及所能容纳的最多电子数及能层的能量与能层离原子核距离的关系： 能层 一 二 三 四 五 六 七 符号 K L M N O P Q 最多电子数 2 8 18 32 50 72 98 离核远近 近 远 能量高低 低 高 即能层越高，电子的能量越高，离原子核越远。 2.能级 （1）定义：同一能层的电子，还被分成不同能级。 （2）能级的符号和所能容纳的最多电子数如下表： 能层 1 2 3 4 5 能层符号 K L M N O 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …… 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 2 8 18 32 ……2n2 3.能层与能级的有关规律 （1）能级的个数=所在能层的能层序数。 （2）能级的字母代号总是以s、p、d、f排序，字母前的数字是它们所处的能层序数，它们可容纳的最多电子数依次为自然数中的奇数序列1，3，5，7…的2倍。即s级最多容纳2个电子，p级最多容纳6个电子，d级最多容纳10个电子，f级最多容纳14个电子。 （3）英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数相同。例如，1s、2s、3s、4s…能级最多都只能容纳2个电子。 （4）每一能层最多容纳电子数为2n2（n为能层序数）。 （5）f能级的最小能层为4，d能级的最小能层为3。 （6）能级能量大小的比较：先看能层，一般情况下，能层序数越大，能量越高；再看同一能层各能级的能量顺序为：E(ns)< E(np)<E(nd)< E(nf) ……。 （7）不同能层中同一能级，能层序数越大，能量越高。例如：E(1s)< E(2s)<E(3s)。 （8）不同原子同一能层，同一能级的能量大小不同。例如：Ar的1s能级的能量≠S的1s能级的能量。 ▉考点02 基态与激发态 原子光谱 1.基态原子与激发态原子 （1）基态原子：处于最低能量状态的原子。 （2）激发态原子：基态原子吸收能量，电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子。 （3）基态、激发态相互间转化的能量变化 2.原子光谱 （1）光谱的成因及分类 ①电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量；反之，将吸收能量。光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。 ②电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移)，而原子得失电子时发生的是化学变化。 ③一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。 （2）光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素。 ▉考点03 构造原理与电子排布式 1.构造原理 （1）内容：以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理。 （2）构造原理示意图：图中用小圆圈表示一个能级，每一行对应一个能层，箭头引导的曲线显示递增电子填入能级的顺序。 注：电子填充的常见一般规律： 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s （3）能级交错：构造原理告诉我们，随核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。这种现象被称为能级交错。 注：①构造原理呈现的能级交错源于光谱学事实，是经验的，而不是任何理论推导的结果。构造原理是一个思维模型，是个假想过程。 ②能级交错现象是电子随核电荷数递增而出现的填入电子顺序的交错，并不意味着先填的能级能量一定比后填的能级能量低 2.电子排布式 （1）定义：电子排布式是用核外电子分布的能级及各能级上的电子数来表示电子排布的式子。 （2）表示方法： （3）书写方法——“三步法”（构造原理是书写基态原子电子排布式的主要依据） 第一步：按照构造原理写出电子填入能级的顺序，1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s 第二步：根据各能级容纳的电子数填充电子。 第三步：去掉空能级，并按照能层顺序排列即可得到电子排布式。 注：在书写电子排布式时，一般情况下，能层低的能级要写在左边，而不是按构造原理的顺序写。 （4）在得出构造原理之前，由原子光谱得知有些过渡金属元素基态原子电子排布不符合构造原理，如Cr和Cu的最后两个能级的电子排布分别为3d54s1和3d104s1。由此可见，构造原理是被理想化了的。 （5）简化电子排布式 ①定义：将原子中已经达到稀有气体元素原子结构的部分，用相应的稀有气体元素符号外加方括号表示的式子称为简化电子排布式。 ②表示方法：如氮、钠、钙的简化电子排布式分别为[He]2s22p3、[Ne]3s1 、[Ar]4s2。 （6）价层电子排布式 ①价电子层的定义：为突出化合价与电子排布的关系，将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层(简称价层)。 ②价电子的位置： 对于主族元素和零族元素来说，价电子就是最外层电子。表示方法：nsx或nsxnpy 对于副族和第VIII族元素来说，价电子除最外层电子外，还可能包括次外层电子。 表示方法：(n-1)dxnsy 或 ndx (钯4d10) 或 (n-2)fx(n-1)dynsz 或(n-2)fxnsy ③举例：元素周期表中给出了元素的价层电子排布式。如Cl的价层电子排布式为3s23p5，Cr的价层电子排布式为3d54s1。 ▉考点04 电子云与原子轨道 1.电子云 原子核外电子绕核高速运动是没有确定的轨道的，就好像一团“带负电荷的云雾”笼罩在原子核周围，这种“带负电荷的云雾”称之为电子云。 ①电子云图中的黑点不代表一个电子，每个黑点表示电子在该处出现过一次。 ②黑点的疏密程度表示了电子在原子核外出现的概率大小。点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小；点密集的地方，表示电子在那里出现的概率大。 ③离核越近，电子出现的概率越大，黑点越密集，如：2s电子云比1s电子云更扩散。 2.原子轨道 表示电子在原子核外的一个空间运动状态，电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，s能级有1个轨道，p能级有3个轨道，d能级有5个轨道。 原子 轨道 s p d f 轨道 形状 球形 哑铃形(纺锤形) 复杂 复杂 轨道 个数 1 3 5 7 3.电子层、原子轨道与最多容纳电子数的关系 电子层 1 2 3 4 …… n 符号 K L M N …… —— 原子轨道类型 s s p s p d s p d f …… —— 最多容纳 电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 …… —— 2 8 18 32 …… 2n2 ▉考点05 原子核外电子排布的原理及表示方法 1．原子核外电子排布三原理 能量最低原理 原子核外电子尽可能占有能量低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，这样使整个原子处于最低的能量状态。 泡利原理 1个原子轨道里最多容纳2个电子，且自旋方向相反。 洪特规则 电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋方向相同。 特例：若s、p、d轨道上全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)或全满(p6、d10、f14)，则结构较稳定！ 2．核外电子排布的表示方法的比较 原子(核素)符号 含义 在元素符号的左下方标明质子数、左上方标明质量数的一种图示即为原子符号 实例 O 电子式 含义 化学中常在元素符号周围用“·”或“×”来表示元素原子的最外层电子，相应的式子叫做电子式 实例 原子(离子)结构示意图 含义 将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子 实例 电子排布式 含义 用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式 实例 K：1s22s22p63s23p64s1 简化电子 排布式 含义 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原子结构的部分以相应稀有气体元素符号外加方括号表示 实例 K：[Ar]4s1 价电子 排布式 含义 主族元素的价层电子指最外层电子，价层电子排布式即最外层电子排布式 实例 Al：3s23p1 电子排 布图 含义 每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子 实例 Al： 名师点拨 书写电子排布式的常见错误与技巧 常见错误 违反能量最低原理，如 违反泡利原理，如 违反洪特规则，如 不按能层排序书写，如1s22s22p63s23p64s23d6 书写技巧 同能级空轨道不能省略，如不能写成 出现d(或f)轨道时，电子按能级ns、(n－1)d顺序填充，但书写排列仍按能层顺序，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2 ▉考点06 原子结构与元素周期表 1.元素周期律 （1）定义：元素的性质随原子的核电荷数递增发生周期性递变，这一规律叫做元素周期律 （2）实质：元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果。 2.元素周期系 定义：元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系。 这个序列中的元素性质随着核电荷数的递增发生周期性的重复。 3.元素周期表 （1）含义：元素周期表是呈现元素周期系的表格。 （2）元素周期系与元素周期表的关系： 注：①门捷列夫提出的原子序数是按相对原子质量从小到大的顺序对元素进行编号 ②原子序数是按照元素核电荷数由小到大的顺序给元素编号而得到的序数。 ③原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数 4.元素周期表的结构 （1）原子核外电子排布与周期的划分 周期 外围电子排布 各周期增加的能级 元素种类 第ⅠA族 0族 最外层最多容纳电子数 一 1s1 1s2 2 1s 2 二 2s1 2s22p6 8 2s、2p 8 三 3s1 3s23p6 8 3s、3p 8 四 4s1 4s24p6 8 4s、3d、4p 18 五 5s1 5s25p6 8 5s、4d、5p 18 六 6s1 6s26p6 8 6s、4f、5d、6p 32 七 7s1 7s27p6 8 7s、5f、6d、7p 32 （2）核外电子排布与族的关系 ①价电子：主族元素的价电子为该元素原子的最外层电子。如碱金属元素原子的价电子排布为ns1。副族元素的价电子与其最外层电子和次外层电子有关(镧系、锕系元素还与次次外层的f电子有关)。如铁元素的价电子排布式为3d64s2。 ②主族元素的族序数=原子的最外层电子数。同主族元素原子的价电子排布相同，价电子全部排布在ns或nsnp能级上。 主族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价电子构型 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 ③稀有气体元素的价电子排布为ns2np6(He为1s2)。 ④过渡元素(副族和第Ⅷ族)同一纵列原子的价电子排布基本相同。 族序数 ⅢB ⅣB … ⅦB 价电子构型 (n-1)d1ns2 (n-1)d2ns2 … (n-1)d5ns2 族序数 Ⅷ ⅠB ⅡB 价电子构型 (n-1)d6~8ns2 (n-1)d10ns1 (n-1)d10ns2 第ⅢB族~ⅦB族可失去ns和(n-1)d能级上的全部电子，最高正价数 = 族序数。 第Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的部分(n-1)d电子，其最高正价一般低于族序数（8），只有Ru和Os可表现出+8价。 第ⅠB族可失去ns电子和部分(n-1)d电子，所以第ⅠB族的族数<最高正价，第ⅡB族只失去ns2电子，第ⅡB族的族序数=其最高正价。 5.根据构造原理得出的核外电子排布与周期中元素种类数的关系 各周期总是从ns能级开始、以np结束(第一周期除外，第一周期从1s1开始，以1s2结束)，中间按照构造原理依次排满各能级。而从ns能级开始以np结束递增的核电荷数(或电子数)就等于每个周期里的元素数，具体数据如下： 6.元素周期表的分区 （1）按电子排布分区 ①按核外电子排布式中最后填入电子的能级符号可将元素周期表(第IB族、第ⅡB族除外)分为s、p、d、f 4个区，而第IB族、第ⅡB族的元素原子的核外电子因先填满了(n-1)d能级而后填充ns能级而得名ds区。这5个区的位置关系如图所示。 ②各区元素原子的价层电子排布、元素的位置及类别 分区 元素位置 价层电子排布式 元素种类及性质特点 s区 IA族、ⅡA族 ns1-2 原子的核外电子最后排布在ns能级上，属于活泼金属元素(H除外)，为碱金属元素和碱土金属元素 p区 ⅢA~ⅦA族及0族 ns2np1-6(He除外) 原子的核外电子最后排布在np能级(He为s能级)上，为非金属元素和少数金属元素 d区 ⅢB~ⅦB族(镧系、锕系除外) 以及Ⅷ族 (n-1)d1-9ns1-2(Pd除外) 为过渡金属元素，原子的核外电子最后排布在(n-1)d能级上，d轨道可以不同程度地参与化学键的形成 ds区 IB族、ⅡB族 (n-1)d10ns1-2 为过渡金属元素，核外电子先填满(n-1)d能级而后再填充ns能级，由于d轨道已填满电子，因此d轨道一般不参与化学键的形成 f区 镧系和锕系 (n-2)f0-14(n-1)d0-2ns2 镧系元素化学性质相似；锕系元素化学性质相似 （2）按金属元素与非金属元素分区 ①金属元素、非金属元素在元素周期表中的位置 沿着周期表中硼、硅、砷、碲、砹、与铝、锗、锑、钋、之间画一条线，线的左边是金属元素(氢除外)，线的右边是非金属元素。非金属元素要集中在元素周期表右上角的三角区内(如图)。 ②金属与非金属交界处元素的性质特点 在元素周期表中位于金属和非金属分界线上的元素兼有金属和非金属的性质，位于此处的元素(如硼、硅、锗、砷、锑等)常被称为半金属或类金属(一般可用作半导体材料) 。 7.对角线规则 某些主族元素与右下方的主族元素的某些性质是相似的，这种相似性称之为对角线规则。如Li和Mg在过量的氧气中燃烧生成正常氧化物，而不是过氧化物。 ▉考点07 元素周期律 1.原子半径 （1）影响原子半径大小的因素：电子的能层数和核电荷数。 （2）影响方式： 注：因为稀有气体元素与其他元素的原子半径的判定依据不同，一般不将其原子半径与其他原子的半径相比较。 （3）微粒半径大小比较 范围 微粒半径的变化 举例 同周期(0族除外) 原子或离子半径从左到到右逐渐变小 Na＞Mg＞Al 同主族 原子或离子半径从上而下依次增大 Li＜Na＜K；Li＋＜Na＋＜K＋ 同元素 ①原子半径比其阳离子半径大 ②原子半径比其阴离子半径小 H＋＜H＜H－ 电子层结构相同离子 其核电荷数越大，离子半径越小 Al3＋＜Mg2＋＜Na＋＜F－＜O2－ 既不在同周期 又不在同主族 找与一种元素在同周期、与另一种元素在同主族的元素作参照物 如比较F、Na的原子半径，找Cl或Li作参照物：F＜Cl＜Na或F＜Li＜Na 2.电离能与电负性 电离能 递变性 同周期从左到右，第一电离能有逐渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大 同主族从上到下，第一电离能有逐渐减小的趋势。 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，如钠元素I2≫I1，所以钠元素的化合价为＋1 电负性 递变性 同周期从左到右，主族元素电负性逐渐增大 同一主族从上到下，元素电负性呈现减小的趋势 应用 ①判断金属性怀非金属性强弱：金属的电负性通常小于1.8 ②判断元素在化合物中的价态：电负性大者显负价 ③判断化学键类型：两元素的电负性差值大于1.7为离子键 3.主族元素的周期性变化规律 项目 同周期(左→右) 同主族(上→下) 原子结构 核电荷数 逐渐增大 逐渐增大 电子层数 相同 逐渐增多 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 离子半径 阳离子逐渐减小 阴离子逐渐减小 r(阴离子)＞r(阳离子) 逐渐增大 性质 化合价 最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外)负化合价＝－(8－主族序数) 相同，最高正化合价＝主族序数(O、F除外) 元素的金属性和非金属性 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 第一电离能 有逐渐增大的趋势 逐渐减小 电负性 逐渐增强 逐渐减弱 离子的氧化性、还原性 阳离子氧化性逐渐增强 阴离子还原性逐渐减弱 阳离子氧化性逐渐减弱 阴离子还原性逐渐增强 气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 最高价氧化物对应的水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱 酸性逐渐增强 碱性逐渐增强 酸性逐渐减弱 1．（24-25高二上·广东深圳·阶段练习）的最外层电子排布式为，下列说法中正确的是 A．M可能为稀有气体元素 B．M原子的核外电子排布式为 C．M原子的价层电子排布为 D．M元素的最高正化合价为价 2．（24-25高二上·山东青岛·阶段练习）下列关于原子结构及元素周期表的说法正确的是 A．基态原子最外层电子排布为的元素一定位于ⅡA族 B．第三、第四周期同主族元素的原子序数均相差8 C．第四周期基态原子未成对电子数目为1的元素有5种 D．元素种类最多的族为Ⅷ族 3．（24-25高二上·重庆·期中）下列说法错误的是 A．不符合泡利原理 B．p能级能量一定比s能级的能量高 C．2p和3p轨道形状均为哑铃形，3p的半径比2p大 D．基态N原子的轨道表示式为，违背了洪特规则 4．（24-25高二上·重庆·期中）元素X、Y、Z、M在周期表中的相对位置如图所示，已知M元素基态原子的价层电子排布式，且核外有9个原子轨道。下列说法错误的是 X Y M Z A．M元素原子的价层电子排布为 B．Y基态原子核外有三个未成对电子 C．X原子核外电子运动状态有5个 D．Z元素在周期表的第四周期ⅣA族 5．（24-25高二上·辽宁沈阳·期中）下列化学用语表述正确的是 A．H2O的电子式： B．p能级的电子云轮廓图： C．基态锗(Ge)原子的简化电子排布式： D．基态As原子的价层电子轨道表示式： 6．（24-25高二上·辽宁沈阳·期中）下列说法或化学用语表达正确的是 A．基态氧原子有3个自旋平行的2p电子 B．夫琅禾费线含有的很多条暗线其实质属于原子的发射光谱 C．电子云中的电子数目形象的用小点·表示 D．3p、4p、5p能级的轨道数依次递增2 7．（24-25高二上·黑龙江大庆·期中）下列各项叙述中，正确的是 A．可表示单核10电子粒子基态时的电子排布图 B．价层电子排布式为的元素位于第五周期第IA族 C．原子的核外电子排布式是 D．2s的电子云半径比1s的电子云半径大，说明2s的电子比1s的多 8．（24-25高二上·广东深圳·阶段练习）下列说法正确的是 A．电负性大于1.8的一定为非金属，小于1.8的一定为金属 B．第四周期元素中，未成对电子数最多的元素位于钾元素后面第五位 C．第一电离能的大小可以作为判断元素金属性强弱的依据 D．电负性越大，元素的非金属性越强，第一电离能也越大 9．（24-25高二上·江西南昌·阶段练习）下表是元素周期表前五周期的一部分，X、Y、Z、R、W、J是6种元素的代号。J为0族元素，下列说法正确的是 X Y Z R W J A．基态R原子的轨道表示式为 B．Z-与W-的还原性强弱关系为W->Z- C．Y的第一电离能大于X的第一电离能 D．电负性最大的元素为J 10．（24-25高二上·江西南昌·阶段练习）下图中，能正确表示与Si同周期部分元素的第三电离能(I3)与原子序数关系的是 A．B．C． D． 11．（24-25高二上·山东青岛·阶段练习）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子半径依次增大，且原子最外层电子数之和为15，基态Y原子中s能级电子总数与p能级电子总数相等，Y与Z同主族，Z与W同周期。下列说法错误的是 A．简单气态氢化物的还原性： B．电负性： C．由Y、Z、W三种元素组成的化合物的水溶液，将其蒸干并灼烧，一定得不到对应溶质 D．化合物中只存在离子键，不存在非极性共价键 12．（23-24高二下·上海青浦·期中）下列说法正确的是 A．最外层电子数为1的元素一定是主族元素 B．已知某元素＋2价离子的电子排布式为，该元素位于周期表中的第四周期第12族位置，属于ds区 C．处于最低能量的原子叫做基态原子，，过程中形成的是发射光谱 D．最外层电子数为的元素都在元素周期表第2列 13．（24-25高二上·辽宁沈阳·期中）部分短周期元素原子半径的相对大小、最高正价或最低负价随原子序数的变化关系如图所示，下列说法正确的是 A．y、z、d的第一电离能逐渐升高 B．e、f、g、h的电负性依次降低 C．与x形成简单化合物的稳定性：d>g D．e、f、g、h四种元素的最高正价其中f元素的值最大 14．（24-25高二下·云南普洱·阶段练习）短周期元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增大，且分别占三个不同的周期，其中Z与R同主族，Y原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍，W原子的半径是同周期中最大的，R的单质是一种黄绿色气体。下列说法不正确的是 A．简单离子半径：R>Z>W>Y B．最简单氢化物的稳定性：Z>Y>R C．R的单质与W的最高价氧化物的水化物反应的产物具有漂白性 D．第一电离能：Z>Y>W 15．（24-25高二上·广东深圳·阶段练习）回答下列问题 （1）基态原子价电子层的电子排布式为 。 （2）元素按周期表分区属于 区元素。 （3）地壳中含量最多的三种元素O、、中，电负性最大的是 。 （4）基态与离子中未成对的电子数之比为 。 （5）钠在火焰上灼烧产生的黄光是一种 (填字母)。 A．吸收光谱        B．发射光谱 （6）钛被称为继铁、铝之后的第三金属，基态钛原子价电子层的电子排布图是 。 （7）第一电离能介于与N之间的第二周期的元素有 (填元素符号)。 16．（23-24高二上·河南·期末）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，回答下列问题： （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组成的原子比为的化合物热稳定性小于的化合物，从电子排布的角度分析，其主要原因是 。 （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、 (填元素符号)。 17．（24-25高二上·辽宁沈阳·期中）化学用语、元素周期律等是学习元素及其化合物知识的重要工具。请回答下列问题： （1）下列说法正确的是 (填序号)。 ①s区全部是金属元素 ②共价化合物中电负性大的成键元素表现为负价 ③两种金属元素第一电离能越小的其金属性越强 ④电负性大于1.8的一定为非金属 ⑤第四周期元素中未成对电子数最多的元素位于钾元素后面第五位 （2）新型半导体材料如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等在航空航天、国防技术及5G技术等领域扮演着重要的角色。基态Si原子的核外电子空间运动状态共有 种，其核外电子占据最高能级的电子云轮廓图的形状为 ，基态镓原子的价层电子排布式为 。 （3）原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子其价电子自旋磁量子数的代数和为 。 （4）N、O、Mg元素的前3级电离能如下表所示：X、Y、Z中为N元素的是 。 元素 X 738 1451 7733 Y 1314 3388 5301 Z 1402 2856 4578 （5）已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42.X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X与Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子。已知检验微量化合物X2Y3可以用一种称为马氏检验的方法，其原理是：样品在盐酸中可被金属锌还原为XZ3气体，产物还有氯化锌和H2O，该反应的化学方程式是 (要用推导出来的元素表达)。 18．（24-25高二上·广东深圳·阶段练习）X、Y、Z、R、Q是元素周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增大且分别位于前四周期的各个周期中。对它们的性质及结构的描述如下：X原子的基态只有一种形状的电子云，并容易形成共价键；Y的基态原子有3个不同的能级，各能级中电子数相等；Z与Y同周期，其第一电离能高于同周期与之相邻的元素；R元素的电负性在同周期元素中最大；Q元素的基态原子在前四周期中未成对电子数最多。据此，请回答下列问题。 （1）写出X的元素符号 ，基态Q原子的电子排布式 。 （2）R元素的基态原子核外电子共占据 个原子轨道，其最高能级的电子云是 形。 （3）与Q同周期的元素的基态原子中最外层电子数与Q原子相同的元素有 (写元素符号)。 （4）将X、Y、Z三种元素按电负性由大到小的顺序排列 (用元素符号表示)。 （5）已知X、Y、Z组成的一种物质的结构式为，尝试推断该物质中Y元素的化合价 。 ( 17 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题09 原子结构与性质 考点01 能层与能级 考点02 基态与激发态 原子光谱 考点03 构造原理与电子排布式 考点04 电子云与原子轨道 考点05 原子核外电子排布的原理及表示方法 考点06 原子结构与元素周期表 考点07 元素周期律 ▉考点01 能层与能级 1.能层 （1）定义：核外电子按能量不同分成能层。 （2）电子的能层由内向外排序，其序号、符号以及所能容纳的最多电子数及能层的能量与能层离原子核距离的关系： 能层 一 二 三 四 五 六 七 符号 K L M N O P Q 最多电子数 2 8 18 32 50 72 98 离核远近 近 远 能量高低 低 高 即能层越高，电子的能量越高，离原子核越远。 2.能级 （1）定义：同一能层的电子，还被分成不同能级。 （2）能级的符号和所能容纳的最多电子数如下表： 能层 1 2 3 4 5 能层符号 K L M N O 能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p …… 最多电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 2 8 18 32 ……2n2 3.能层与能级的有关规律 （1）能级的个数=所在能层的能层序数。 （2）能级的字母代号总是以s、p、d、f排序，字母前的数字是它们所处的能层序数，它们可容纳的最多电子数依次为自然数中的奇数序列1，3，5，7…的2倍。即s级最多容纳2个电子，p级最多容纳6个电子，d级最多容纳10个电子，f级最多容纳14个电子。 （3）英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数相同。例如，1s、2s、3s、4s…能级最多都只能容纳2个电子。 （4）每一能层最多容纳电子数为2n2（n为能层序数）。 （5）f能级的最小能层为4，d能级的最小能层为3。 （6）能级能量大小的比较：先看能层，一般情况下，能层序数越大，能量越高；再看同一能层各能级的能量顺序为：E(ns)< E(np)<E(nd)< E(nf) ……。 （7）不同能层中同一能级，能层序数越大，能量越高。例如：E(1s)< E(2s)<E(3s)。 （8）不同原子同一能层，同一能级的能量大小不同。例如：Ar的1s能级的能量≠S的1s能级的能量。 ▉考点02 基态与激发态 原子光谱 1.基态原子与激发态原子 （1）基态原子：处于最低能量状态的原子。 （2）激发态原子：基态原子吸收能量，电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子。 （3）基态、激发态相互间转化的能量变化 2.原子光谱 （1）光谱的成因及分类 ①电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量；反之，将吸收能量。光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。 ②电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移)，而原子得失电子时发生的是化学变化。 ③一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。 （2）光谱分析：在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素。 ▉考点03 构造原理与电子排布式 1.构造原理 （1）内容：以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理。 （2）构造原理示意图：图中用小圆圈表示一个能级，每一行对应一个能层，箭头引导的曲线显示递增电子填入能级的顺序。 注：电子填充的常见一般规律： 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s （3）能级交错：构造原理告诉我们，随核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。这种现象被称为能级交错。 注：①构造原理呈现的能级交错源于光谱学事实，是经验的，而不是任何理论推导的结果。构造原理是一个思维模型，是个假想过程。 ②能级交错现象是电子随核电荷数递增而出现的填入电子顺序的交错，并不意味着先填的能级能量一定比后填的能级能量低 2.电子排布式 （1）定义：电子排布式是用核外电子分布的能级及各能级上的电子数来表示电子排布的式子。 （2）表示方法： （3）书写方法——“三步法”（构造原理是书写基态原子电子排布式的主要依据） 第一步：按照构造原理写出电子填入能级的顺序，1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s 第二步：根据各能级容纳的电子数填充电子。 第三步：去掉空能级，并按照能层顺序排列即可得到电子排布式。 注：在书写电子排布式时，一般情况下，能层低的能级要写在左边，而不是按构造原理的顺序写。 （4）在得出构造原理之前，由原子光谱得知有些过渡金属元素基态原子电子排布不符合构造原理，如Cr和Cu的最后两个能级的电子排布分别为3d54s1和3d104s1。由此可见，构造原理是被理想化了的。 （5）简化电子排布式 ①定义：将原子中已经达到稀有气体元素原子结构的部分，用相应的稀有气体元素符号外加方括号表示的式子称为简化电子排布式。 ②表示方法：如氮、钠、钙的简化电子排布式分别为[He]2s22p3、[Ne]3s1 、[Ar]4s2。 （6）价层电子排布式 ①价电子层的定义：为突出化合价与电子排布的关系，将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层(简称价层)。 ②价电子的位置： 对于主族元素和零族元素来说，价电子就是最外层电子。表示方法：nsx或nsxnpy 对于副族和第VIII族元素来说，价电子除最外层电子外，还可能包括次外层电子。 表示方法：(n-1)dxnsy 或 ndx (钯4d10) 或 (n-2)fx(n-1)dynsz 或(n-2)fxnsy ③举例：元素周期表中给出了元素的价层电子排布式。如Cl的价层电子排布式为3s23p5，Cr的价层电子排布式为3d54s1。 ▉考点04 电子云与原子轨道 1.电子云 原子核外电子绕核高速运动是没有确定的轨道的，就好像一团“带负电荷的云雾”笼罩在原子核周围，这种“带负电荷的云雾”称之为电子云。 ①电子云图中的黑点不代表一个电子，每个黑点表示电子在该处出现过一次。 ②黑点的疏密程度表示了电子在原子核外出现的概率大小。点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小；点密集的地方，表示电子在那里出现的概率大。 ③离核越近，电子出现的概率越大，黑点越密集，如：2s电子云比1s电子云更扩散。 2.原子轨道 表示电子在原子核外的一个空间运动状态，电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，s能级有1个轨道，p能级有3个轨道，d能级有5个轨道。 原子 轨道 s p d f 轨道 形状 球形 哑铃形(纺锤形) 复杂 复杂 轨道 个数 1 3 5 7 3.电子层、原子轨道与最多容纳电子数的关系 电子层 1 2 3 4 …… n 符号 K L M N …… —— 原子轨道类型 s s p s p d s p d f …… —— 最多容纳 电子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 …… —— 2 8 18 32 …… 2n2 ▉考点05 原子核外电子排布的原理及表示方法 1．原子核外电子排布三原理 能量最低原理 原子核外电子尽可能占有能量低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，这样使整个原子处于最低的能量状态。 泡利原理 1个原子轨道里最多容纳2个电子，且自旋方向相反。 洪特规则 电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋方向相同。 特例：若s、p、d轨道上全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)或全满(p6、d10、f14)，则结构较稳定！ 2．核外电子排布的表示方法的比较 原子(核素)符号 含义 在元素符号的左下方标明质子数、左上方标明质量数的一种图示即为原子符号 实例 O 电子式 含义 化学中常在元素符号周围用“·”或“×”来表示元素原子的最外层电子，相应的式子叫做电子式 实例 原子(离子)结构示意图 含义 将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子 实例 电子排布式 含义 用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式 实例 K：1s22s22p63s23p64s1 简化电子 排布式 含义 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原子结构的部分以相应稀有气体元素符号外加方括号表示 实例 K：[Ar]4s1 价电子 排布式 含义 主族元素的价层电子指最外层电子，价层电子排布式即最外层电子排布式 实例 Al：3s23p1 电子排 布图 含义 每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子 实例 Al： 名师点拨 书写电子排布式的常见错误与技巧 常见错误 违反能量最低原理，如 违反泡利原理，如 违反洪特规则，如 不按能层排序书写，如1s22s22p63s23p64s23d6 书写技巧 同能级空轨道不能省略，如不能写成 出现d(或f)轨道时，电子按能级ns、(n－1)d顺序填充，但书写排列仍按能层顺序，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2 ▉考点06 原子结构与元素周期表 1.元素周期律 （1）定义：元素的性质随原子的核电荷数递增发生周期性递变，这一规律叫做元素周期律 （2）实质：元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果。 2.元素周期系 定义：元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系。 这个序列中的元素性质随着核电荷数的递增发生周期性的重复。 3.元素周期表 （1）含义：元素周期表是呈现元素周期系的表格。 （2）元素周期系与元素周期表的关系： 注：①门捷列夫提出的原子序数是按相对原子质量从小到大的顺序对元素进行编号 ②原子序数是按照元素核电荷数由小到大的顺序给元素编号而得到的序数。 ③原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数 4.元素周期表的结构 （1）原子核外电子排布与周期的划分 周期 外围电子排布 各周期增加的能级 元素种类 第ⅠA族 0族 最外层最多容纳电子数 一 1s1 1s2 2 1s 2 二 2s1 2s22p6 8 2s、2p 8 三 3s1 3s23p6 8 3s、3p 8 四 4s1 4s24p6 8 4s、3d、4p 18 五 5s1 5s25p6 8 5s、4d、5p 18 六 6s1 6s26p6 8 6s、4f、5d、6p 32 七 7s1 7s27p6 8 7s、5f、6d、7p 32 （2）核外电子排布与族的关系 ①价电子：主族元素的价电子为该元素原子的最外层电子。如碱金属元素原子的价电子排布为ns1。副族元素的价电子与其最外层电子和次外层电子有关(镧系、锕系元素还与次次外层的f电子有关)。如铁元素的价电子排布式为3d64s2。 ②主族元素的族序数=原子的最外层电子数。同主族元素原子的价电子排布相同，价电子全部排布在ns或nsnp能级上。 主族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价电子构型 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 ③稀有气体元素的价电子排布为ns2np6(He为1s2)。 ④过渡元素(副族和第Ⅷ族)同一纵列原子的价电子排布基本相同。 族序数 ⅢB ⅣB … ⅦB 价电子构型 (n-1)d1ns2 (n-1)d2ns2 … (n-1)d5ns2 族序数 Ⅷ ⅠB ⅡB 价电子构型 (n-1)d6~8ns2 (n-1)d10ns1 (n-1)d10ns2 第ⅢB族~ⅦB族可失去ns和(n-1)d能级上的全部电子，最高正价数 = 族序数。 第Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的部分(n-1)d电子，其最高正价一般低于族序数（8），只有Ru和Os可表现出+8价。 第ⅠB族可失去ns电子和部分(n-1)d电子，所以第ⅠB族的族数<最高正价，第ⅡB族只失去ns2电子，第ⅡB族的族序数=其最高正价。 5.根据构造原理得出的核外电子排布与周期中元素种类数的关系 各周期总是从ns能级开始、以np结束(第一周期除外，第一周期从1s1开始，以1s2结束)，中间按照构造原理依次排满各能级。而从ns能级开始以np结束递增的核电荷数(或电子数)就等于每个周期里的元素数，具体数据如下： 6.元素周期表的分区 （1）按电子排布分区 ①按核外电子排布式中最后填入电子的能级符号可将元素周期表(第IB族、第ⅡB族除外)分为s、p、d、f 4个区，而第IB族、第ⅡB族的元素原子的核外电子因先填满了(n-1)d能级而后填充ns能级而得名ds区。这5个区的位置关系如图所示。 ②各区元素原子的价层电子排布、元素的位置及类别 分区 元素位置 价层电子排布式 元素种类及性质特点 s区 IA族、ⅡA族 ns1-2 原子的核外电子最后排布在ns能级上，属于活泼金属元素(H除外)，为碱金属元素和碱土金属元素 p区 ⅢA~ⅦA族及0族 ns2np1-6(He除外) 原子的核外电子最后排布在np能级(He为s能级)上，为非金属元素和少数金属元素 d区 ⅢB~ⅦB族(镧系、锕系除外) 以及Ⅷ族 (n-1)d1-9ns1-2(Pd除外) 为过渡金属元素，原子的核外电子最后排布在(n-1)d能级上，d轨道可以不同程度地参与化学键的形成 ds区 IB族、ⅡB族 (n-1)d10ns1-2 为过渡金属元素，核外电子先填满(n-1)d能级而后再填充ns能级，由于d轨道已填满电子，因此d轨道一般不参与化学键的形成 f区 镧系和锕系 (n-2)f0-14(n-1)d0-2ns2 镧系元素化学性质相似；锕系元素化学性质相似 （2）按金属元素与非金属元素分区 ①金属元素、非金属元素在元素周期表中的位置 沿着周期表中硼、硅、砷、碲、砹、与铝、锗、锑、钋、之间画一条线，线的左边是金属元素(氢除外)，线的右边是非金属元素。非金属元素要集中在元素周期表右上角的三角区内(如图)。 ②金属与非金属交界处元素的性质特点 在元素周期表中位于金属和非金属分界线上的元素兼有金属和非金属的性质，位于此处的元素(如硼、硅、锗、砷、锑等)常被称为半金属或类金属(一般可用作半导体材料) 。 7.对角线规则 某些主族元素与右下方的主族元素的某些性质是相似的，这种相似性称之为对角线规则。如Li和Mg在过量的氧气中燃烧生成正常氧化物，而不是过氧化物。 ▉考点07 元素周期律 1.原子半径 （1）影响原子半径大小的因素：电子的能层数和核电荷数。 （2）影响方式： 注：因为稀有气体元素与其他元素的原子半径的判定依据不同，一般不将其原子半径与其他原子的半径相比较。 （3）微粒半径大小比较 范围 微粒半径的变化 举例 同周期(0族除外) 原子或离子半径从左到到右逐渐变小 Na＞Mg＞Al 同主族 原子或离子半径从上而下依次增大 Li＜Na＜K；Li＋＜Na＋＜K＋ 同元素 ①原子半径比其阳离子半径大 ②原子半径比其阴离子半径小 H＋＜H＜H－ 电子层结构相同离子 其核电荷数越大，离子半径越小 Al3＋＜Mg2＋＜Na＋＜F－＜O2－ 既不在同周期 又不在同主族 找与一种元素在同周期、与另一种元素在同主族的元素作参照物 如比较F、Na的原子半径，找Cl或Li作参照物：F＜Cl＜Na或F＜Li＜Na 2.电离能与电负性 电离能 递变性 同周期从左到右，第一电离能有逐渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大 同主族从上到下，第一电离能有逐渐减小的趋势。 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，如钠元素I2≫I1，所以钠元素的化合价为＋1 电负性 递变性 同周期从左到右，主族元素电负性逐渐增大 同一主族从上到下，元素电负性呈现减小的趋势 应用 ①判断金属性怀非金属性强弱：金属的电负性通常小于1.8 ②判断元素在化合物中的价态：电负性大者显负价 ③判断化学键类型：两元素的电负性差值大于1.7为离子键 3.主族元素的周期性变化规律 项目 同周期(左→右) 同主族(上→下) 原子结构 核电荷数 逐渐增大 逐渐增大 电子层数 相同 逐渐增多 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 离子半径 阳离子逐渐减小 阴离子逐渐减小 r(阴离子)＞r(阳离子) 逐渐增大 性质 化合价 最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外)负化合价＝－(8－主族序数) 相同，最高正化合价＝主族序数(O、F除外) 元素的金属性和非金属性 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 第一电离能 有逐渐增大的趋势 逐渐减小 电负性 逐渐增强 逐渐减弱 离子的氧化性、还原性 阳离子氧化性逐渐增强 阴离子还原性逐渐减弱 阳离子氧化性逐渐减弱 阴离子还原性逐渐增强 气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 最高价氧化物对应的水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱 酸性逐渐增强 碱性逐渐增强 酸性逐渐减弱 1．（24-25高二上·广东深圳·阶段练习）的最外层电子排布式为，下列说法中正确的是 A．M可能为稀有气体元素 B．M原子的核外电子排布式为 C．M原子的价层电子排布为 D．M元素的最高正化合价为价 【答案】D 【分析】的最外层电子排布式为，则是，据此作答。 【解析】A．M是氯元素，不是稀有气体元素，故A错误； B．M原子的核外电子排布式为，故B错误； C．M原子的价层电子排布为，故C错误； D．M元素的最外层有7个电子，最高正化合价为价，故D正确； 故选D。 2．（24-25高二上·山东青岛·阶段练习）下列关于原子结构及元素周期表的说法正确的是 A．基态原子最外层电子排布为的元素一定位于ⅡA族 B．第三、第四周期同主族元素的原子序数均相差8 C．第四周期基态原子未成对电子数目为1的元素有5种 D．元素种类最多的族为Ⅷ族 【答案】C 【解析】A．基态原子最外层电子排布为的元素不一定位于ⅡA族，如He位于零族、Fe位于第Ⅷ族、Zn位于ⅡB族等，A项错误； B．第三、第四周期位于ⅠA、ⅡA同主族元素的原子序数均相差8，而位于ⅢAⅦA同主族元素的原子序数均相差18，B项错误； C．第四周期基态原子未成对电子数目为1的元素有K、Sc、Cu、Ga、Br，共5种，C项正确； D．元素种类最多的族为ⅢB族，D项错误； 答案选C。 3．（24-25高二上·重庆·期中）下列说法错误的是 A．不符合泡利原理 B．p能级能量一定比s能级的能量高 C．2p和3p轨道形状均为哑铃形，3p的半径比2p大 D．基态N原子的轨道表示式为，违背了洪特规则 【答案】B 【解析】A、泡利不相容原理指出不能有两个或两个以上的电子处于完全相同的状态，选项中2s轨道上两个电子自旋方向不会相同，不符合泡利原理，A正确； B．p能级能量不一定高于s能级的能量，如2p能级能量低于4s能级能量，B错误； C．2p和3p轨道形状都是哑铃形，但是3p轨道离原子核更远，原子核对其吸引作用相对更弱，因此3p的半径比2p大，C正确； D．洪特规则表示，电子会优先以自旋方向相同的方式分别占据不同的轨道，2p轨道上一个电子与其他两个电子自旋方向不同，违背了洪特规则，D正确； 故答案选B。 4．（24-25高二上·重庆·期中）元素X、Y、Z、M在周期表中的相对位置如图所示，已知M元素基态原子的价层电子排布式，且核外有9个原子轨道。下列说法错误的是 X Y M Z A．M元素原子的价层电子排布为 B．Y基态原子核外有三个未成对电子 C．X原子核外电子运动状态有5个 D．Z元素在周期表的第四周期ⅣA族 【答案】C 【分析】M元素原子的价层电子排布式，且核外有9个原子轨道，故可知时符合，核外电子排布为，故M为S；由元素X、Y、Z、M在周期表中的相对位置可知，X为O，Y为P，Z为Ge； 【解析】A．M为S，最外层电子数为6，价层电子排布为，故A选项正确； B．Y为P，价层电子排布式为：，有三个未成对电子，故B选项正确； C．X为O，核外电子排布式为，核外电子共8个，故电子的运动状态有8种，C选项错误； D．Z为Ge，在第四周期ⅣA族，故D选项正确； 答案选C。 5．（24-25高二上·辽宁沈阳·期中）下列化学用语表述正确的是 A．H2O的电子式： B．p能级的电子云轮廓图： C．基态锗(Ge)原子的简化电子排布式： D．基态As原子的价层电子轨道表示式： 【答案】B 【解析】A．H2O为共价型化合物，电子式为，A错误； B．p能级有3个相互垂直的电子云，分别为px、py、pz，p电子云轮廓图为哑铃形，则p能级的电子云轮廓图：，B正确； C．基态锗(Ge)原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p2，C错误； D．基态As原子的价层电子排布式为4s24p3，价层电子轨道表示式为，D错误； 故答案为：B。 6．（24-25高二上·辽宁沈阳·期中）下列说法或化学用语表达正确的是 A．基态氧原子有3个自旋平行的2p电子 B．夫琅禾费线含有的很多条暗线其实质属于原子的发射光谱 C．电子云中的电子数目形象的用小点·表示 D．3p、4p、5p能级的轨道数依次递增2 【答案】A 【解析】A．基态氧原子的价层电子排布图为，有3个自旋平行的2p电子，A正确； B．夫琅禾费线含有的很多条暗线其实质属于原子的吸收光谱，B错误； C．电子云中用小黑点的疏密程度来表示核外电子在某处出现机会的多少，C错误； D．3p、4p、5p能级的轨道数均为3，D错误； 故选A。 7．（24-25高二上·黑龙江大庆·期中）下列各项叙述中，正确的是 A．可表示单核10电子粒子基态时的电子排布图 B．价层电子排布式为的元素位于第五周期第IA族 C．原子的核外电子排布式是 D．2s的电子云半径比1s的电子云半径大，说明2s的电子比1s的多 【答案】A 【解析】A．，该电子排布图有10个电子，满足能量最低原理、泡利原理和洪特规则，可以表示单核10电子粒子基态时的电子排布图，故A正确； B．外围电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第ⅢA族，B错误； C．29Cu原子的核外电子排布式是：1s22s22p63s23p63d104s1，C错误； D．2s的电子云半径比1s电子云半径大，说明2s的电子在离原子核较远的区域出现的概率比1s的电子大，D错误； 故选A。 8．（24-25高二上·广东深圳·阶段练习）下列说法正确的是 A．电负性大于1.8的一定为非金属，小于1.8的一定为金属 B．第四周期元素中，未成对电子数最多的元素位于钾元素后面第五位 C．第一电离能的大小可以作为判断元素金属性强弱的依据 D．电负性越大，元素的非金属性越强，第一电离能也越大 【答案】B 【解析】A．电负性大于1.8的元素不一定是非金属元素，如Au，故A错误； B．第四周期元素中，未成对电子数最多的元素是24号元素Cr，位于钾元素后面第五位，故B正确； C．同周期从左到右元素的金属性逐渐减弱，第一电离能逐渐呈增大趋势，但IIA族的价电子层的s轨道全充满、VA族的价电子层的p轨道半充满，元素的第一电离能大于同周期相邻元素，故C错误； D．元素的电负性越大，第一电离能不一定越大，例如电负性O>N，但第一电离能N>O，故D错误； 故选B。 9．（24-25高二上·江西南昌·阶段练习）下表是元素周期表前五周期的一部分，X、Y、Z、R、W、J是6种元素的代号。J为0族元素，下列说法正确的是 X Y Z R W J A．基态R原子的轨道表示式为 B．Z-与W-的还原性强弱关系为W->Z- C．Y的第一电离能大于X的第一电离能 D．电负性最大的元素为J 【答案】B 【分析】J为0族元素，J为Xe，由位置关系可知X为N，Y为O，Z为F，R为S，W为Br。 【解析】A．R为S，基态原子的轨道表示式为：，A错误； B．Z为F，W为Br，同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，简单阴离子的还原逐渐增强，即还原性Br->F-，B正确； C．X为N，Y为O，N的核外电子排布为半满结构，第一电离能大于O，C错误； D．同周期从左往右电负性逐渐增大，同主族从上往下电负性逐渐减弱，表中电负性最大的元素为F，D错误； 故选C。 10．（24-25高二上·江西南昌·阶段练习）下图中，能正确表示与Si同周期部分元素的第三电离能(I3)与原子序数关系的是 A．B．C． D． 【答案】D 【解析】镁失去2个电子后，达到8电子稳定结构，所以镁的第三电离能最大，答案选D。 11．（24-25高二上·山东青岛·阶段练习）短周期主族元素X、Y、Z、W的原子半径依次增大，且原子最外层电子数之和为15，基态Y原子中s能级电子总数与p能级电子总数相等，Y与Z同主族，Z与W同周期。下列说法错误的是 A．简单气态氢化物的还原性： B．电负性： C．由Y、Z、W三种元素组成的化合物的水溶液，将其蒸干并灼烧，一定得不到对应溶质 D．化合物中只存在离子键，不存在非极性共价键 【答案】C 【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子半径依次增大，且原子最外层电子数之和为15，基态Y原子中s能级电子总数与p能级电子总数相等，电子排布式为1s22s22p4，Y为O元素，Y与Z同主族，则Z为S元素； Z与W同周期，X、W最外层电子数之和为3，X原子半径最小，为H元素，则W为Mg元素，综上X、Y、Z、W分别为H、O、S、Mg。 【解析】A．元素的非金属性越强，其氢化物的还原性越弱，非金属性Y > Z，所以简单氢化物的还原性：Y < Z，A正确； B．同主族从上到下非金属减弱，同周期从左到右非金属增强，非金属性：O>S>H>Mg，即电负性Y>Z>X>W，B正确； C．Y、Z、W三种元素组成的化合物有MgSO4，蒸干并灼烧能得到硫酸镁，C错误； D．化合物MgH2中只存在离子键，不存在非极性共价键，D正确； 答案选C。 12．（23-24高二下·上海青浦·期中）下列说法正确的是 A．最外层电子数为1的元素一定是主族元素 B．已知某元素＋2价离子的电子排布式为，该元素位于周期表中的第四周期第12族位置，属于ds区 C．处于最低能量的原子叫做基态原子，，过程中形成的是发射光谱 D．最外层电子数为的元素都在元素周期表第2列 【答案】B 【解析】A．第IB族元素的最外层电子数也是1，则最外层电子数为1的元素不一定是主族元素，A错误； B．某元素+2价离子电子排布式为，该元素的基态原子电子排布式为，则该元素是Zn，位于周期表中第四周期第12族位置，属于ds区，B正确； C．处于最低能量的原子叫做基态原子，过程前后都是基态的1s22s22p1，该过程中没有发生电子跃迁，不会形成发射光谱，C错误； D．He的最外层电子数为1s2，在元素周期表第18列，D错误； 答案选B。 13．（24-25高二上·辽宁沈阳·期中）部分短周期元素原子半径的相对大小、最高正价或最低负价随原子序数的变化关系如图所示，下列说法正确的是 A．y、z、d的第一电离能逐渐升高 B．e、f、g、h的电负性依次降低 C．与x形成简单化合物的稳定性：d>g D．e、f、g、h四种元素的最高正价其中f元素的值最大 【答案】C 【分析】根据部分短周期元素原子半径的相对大小、最高正价或最低负价随原子序数的变化关系得到x为H，y为C，z为N，d为O，e为Na，f为Al，g为S，h为Cl。 【解析】A．同周期从左往右第一电离能呈增大趋势，N的核外电子排布半满，第一电离能最大，故第一电离能N>O>C，A错误； B．同周期从左往右电负性增大，电负性：Na<Al<S<Cl，B错误； C．同主族从上往下非金属性减弱，即O>S，故简单氢化物稳定性：H2O>H2S，C正确； D．e、f、g、h四种元素的最高正价分别为+1、+3、+6、+7，其中Cl元素的值最大，D错误； 故选C。 14．（24-25高二下·云南普洱·阶段练习）短周期元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增大，且分别占三个不同的周期，其中Z与R同主族，Y原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍，W原子的半径是同周期中最大的，R的单质是一种黄绿色气体。下列说法不正确的是 A．简单离子半径：R>Z>W>Y B．最简单氢化物的稳定性：Z>Y>R C．R的单质与W的最高价氧化物的水化物反应的产物具有漂白性 D．第一电离能：Z>Y>W 【答案】A 【分析】Y原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍，说明其含2个电子层，最外层电子数为6，为O元素；R的单质是一种黄绿色气体，R为Cl元素；Z与R同主族，说明Z为F元素；W原子的半径是同周期中最大的，说明W位于第三周期第IA族，为Na元素；短周期元素X、Y、Z、W、R的原子序数依次增大，且分别占三个不同的周期，则X为H。 【解析】A．电子层数越多，离子半径越大，电子层数相同，原子序数越大，离子半径越小，则简单离子半径：，A错误； B．元素的非金属性越强，最简单氢化物越稳定，非金属性：，最简单氢化物的稳定性：，B正确； C．R为Cl元素，其单质为氯气，W为Na元素，其最高价氧化物的水化物为NaOH，二者反应生成的次氯酸钠具有漂白性，C正确； D．同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大，Na为碱金属，容易失去电子，第一电离能较小，则第一电离能：，D正确； 答案选A。 15．（24-25高二上·广东深圳·阶段练习）回答下列问题 （1）基态原子价电子层的电子排布式为 。 （2）元素按周期表分区属于 区元素。 （3）地壳中含量最多的三种元素O、、中，电负性最大的是 。 （4）基态与离子中未成对的电子数之比为 。 （5）钠在火焰上灼烧产生的黄光是一种 (填字母)。 A．吸收光谱        B．发射光谱 （6）钛被称为继铁、铝之后的第三金属，基态钛原子价电子层的电子排布图是 。 （7）第一电离能介于与N之间的第二周期的元素有 (填元素符号)。 【答案】（1）4s24p1 （2）d （3）O （4）5:4 （5）B （6） （7）C、O 【解析】（1）的原子序数是31，位于周期表的第四周期IIIA族，所以基态原子价电子层的电子排布式为4s24p1，故答案为：4s24p1； （2）的原子序为26，位于周期表的第四周期VIII族，元素按周期表分区属于d区，故答案为：d； （3）电负性同周期从左到右逐渐增大，同主族从上到下逐渐减小，所以O、、中，电负性最大的是O，故答案为：O； （4）基态的价电子为3d5，有5个未成对电子，基态离子的价电子为3d6，有4个未成对电子，所以基态与离子中未成对的电子数之比为5:4，故答案为：5:4； （5）钠在火焰上灼烧时，原子中的电子吸收能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量较高的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就多余的能量以黄光的形式放出，属于发射光谱，故答案选B； （6） Ti原子核外有22个电子，其基态钛原子的电子排布式为[Ar]3d24s2，则价电子层的电子排布图为； （7）同周期元素第一电离能从左到右呈逐渐递增的趋势，但由于IIA、VA的最高能级处于全充满或单充满状态，其第一电离能高于相邻的两种元素，所以第一电离能介于与N之间的第二周期的元素有BC、O两种元素，故答案为：C、O。 16．（23-24高二上·河南·期末）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，回答下列问题： （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组成的原子比为的化合物热稳定性小于的化合物，从电子排布的角度分析，其主要原因是 。 （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、 (填元素符号)。 【答案】（1） 第四周期第ⅤA族 8 33 （2）基态价层电子排布式为，而基态的价层电子排布式为，为半充满稳定结构，故的热稳定性小于。 （3） ds 或 （4）、 【分析】根据题目周期表的结构，元素①~⑧分别为①：H、②：C、③：N、④：O、⑤：Fe、⑥：Cu、⑦：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：，基态电子排布式为：，所以As元素有8种能量不同的电子，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；；8；33。 （2）⑤为Fe，④为O，原子比为的化合物为，的化合物为，的热稳定性小于为的原因为基态价层电子排布式为，而基态的价层电子排布式为，为半充满稳定结构，故的热稳定性小于。 故答案为：基态价层电子排布式为，而基态的价层电子排布式为，为半充满稳定结构，故的热稳定性小于。 （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：或。 故答案为：ds；或。 （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、、。 故答案为：、。 17．（24-25高二上·辽宁沈阳·期中）化学用语、元素周期律等是学习元素及其化合物知识的重要工具。请回答下列问题： （1）下列说法正确的是 (填序号)。 ①s区全部是金属元素 ②共价化合物中电负性大的成键元素表现为负价 ③两种金属元素第一电离能越小的其金属性越强 ④电负性大于1.8的一定为非金属 ⑤第四周期元素中未成对电子数最多的元素位于钾元素后面第五位 （2）新型半导体材料如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等在航空航天、国防技术及5G技术等领域扮演着重要的角色。基态Si原子的核外电子空间运动状态共有 种，其核外电子占据最高能级的电子云轮廓图的形状为 ，基态镓原子的价层电子排布式为 。 （3）原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子其价电子自旋磁量子数的代数和为 。 （4）N、O、Mg元素的前3级电离能如下表所示：X、Y、Z中为N元素的是 。 元素 X 738 1451 7733 Y 1314 3388 5301 Z 1402 2856 4578 （5）已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42.X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X与Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子。已知检验微量化合物X2Y3可以用一种称为马氏检验的方法，其原理是：样品在盐酸中可被金属锌还原为XZ3气体，产物还有氯化锌和H2O，该反应的化学方程式是 (要用推导出来的元素表达)。 【答案】（1）②⑤ （2） 8 哑铃形 4s24p1 （3）或 （4）Z （5）As2O3+6Zn+12HCl=2AsH3↑+6ZnCl2+3H2O 【解析】（1）①ⅠA、ⅡA元素均在s区，H元素为非金属，①错误； ②电负性为吸引电子的能力，故电负性大的元素表现负价，②正确； ③ⅡA元素大于ⅢA元素，但金属性Mg＞Al，③错误； ④电负性大于1.8的元素不一定为非金属元素,如Pb、Bi的电负性为1.9，④错误； ⑤根据原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素是铬，位于第四周期第ⅥB族，位于钾元素后面第五位，⑤正确； 故答案为：②⑤； （2）Si原子的核外电子排布为，核外电子空间运动状态共有8种；核外电子占据最高能级为p能级，哑铃形；基态镓原子序数31，价层电子排布式为4s24p1； 故答案为：8；哑铃形；4s24p1； （3）磷原子其价电子排布为，每个轨道有自旋方向相反的两个电子，p能级三个轨道上，每个轨道上有1个自旋方向相同的电子，则自旋磁量子数的代数和为或； 故答案为：或； （4）X的第三电离能远大于第二电离能，则X为Mg元素，Y的电离能大，则Y为O元素，Z的第一、第二、第三电离能相差不大，则Z为N元素； 故答案为：Z； （5）X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，则4p能级有3个电子，X为33号元素为As，Y元素原子2p轨道上有2个未成对电子，则Y为6号元素或8号元素，X与Y可形成化合物X2Y3，则Y为O元素，X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，则Z为H元素； 样品在盐酸中可被金属锌还原为XZ3气体，产物还有氯化锌和H2O，As2O3+6Zn+12HCl=2AsH3↑+6ZnCl2+3H2O； 故答案为：As2O3+6Zn+12HCl=2AsH3↑+6ZnCl2+3H2O。 18．（24-25高二上·广东深圳·阶段练习）X、Y、Z、R、Q是元素周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增大且分别位于前四周期的各个周期中。对它们的性质及结构的描述如下：X原子的基态只有一种形状的电子云，并容易形成共价键；Y的基态原子有3个不同的能级，各能级中电子数相等；Z与Y同周期，其第一电离能高于同周期与之相邻的元素；R元素的电负性在同周期元素中最大；Q元素的基态原子在前四周期中未成对电子数最多。据此，请回答下列问题。 （1）写出X的元素符号 ，基态Q原子的电子排布式 。 （2）R元素的基态原子核外电子共占据 个原子轨道，其最高能级的电子云是 形。 （3）与Q同周期的元素的基态原子中最外层电子数与Q原子相同的元素有 (写元素符号)。 （4）将X、Y、Z三种元素按电负性由大到小的顺序排列 (用元素符号表示)。 （5）已知X、Y、Z组成的一种物质的结构式为，尝试推断该物质中Y元素的化合价 。 【答案】（1） H 1s22s22p63s23p63d54s1 （2） 9 哑铃 （3）K、Cu （4）N>C>H （5）+2 【分析】根据题目信息，X、Y、Z、R、Q元素的原子序数依次增大，且分布于前四周期的各周期中，故X位于第一周期，X基态原子只有一种形状电子云且易形成共价键，则X是氢；Y基态原子的核外电子排布式为1s22s22p2，为第6号元素碳；Z与Y同周期，且第一电离能高于同周期相邻元素，则Z是氮；R位于第三周期，是同周期电负性最大元素，则R是氯；Q位于第四周期，未成对电子数最多，则价层电子的排布式为3d54s1，为第24号元素铬。 【解析】（1）X是氢，元素符号为H，Q是第24号铬元素，基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1； （2）R是第17号元素氯，基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p5，s能级各有1个轨道，p能级各有3个轨道，共9个原子轨道；其最高能级是3p，电子云是哑铃形； （3）Q最外层电子排布为4s1，第四周期最外层电子数与之相同的基态原子的简化电子排布为：[Ar]4s1、[Ar]3d104s1，分别是第19号钾元素和第29号铜元素。 （4）Y、Z同周期，分别是碳和氮，电负性大小为N>C，X是氢，与Y、Z形成的简单化合NH3、CH4中，H显+1价，因此电负性比N、C都小，故三者电负性大小顺序为N>C>H。 （5）该化合物为，H电负性比C小，化合价为+1价，N电负性比C大，化合价为-3价，根据分子化合价之和为0，可计得C的化合价为+2价。 ( 17 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$