内容正文:
专题2 原子结构与元素的性质题型归类
目录
一、热点题型归纳 1
【题型一】原子结构与元素周期表的关系 1
【题型二】元素周期表的分区 3
【题型三】微粒半径大小的比较方法 5
【题型四】电离能变化规律及其应用 7
【题型五】电负性变化规律及其应用 9
二、分阶培优练 10
【题型一】原子结构与元素周期表的关系
【典例分析】下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是
A.第ⅡA族基态原子最外层电子排布均为
B.第三、四周期同主族元素的原子序数均相差8
C.元素周期表有3个短周期4个长周期
D.除第一周期外,其余各周期的原子核外电子排布总是从开始,以结束
【答案】B
【详解】A.ⅡA族基态原子最外层电子排布均为ns2,故A正确;
B.第三、第四周期同主族元素的原子序数ⅠA、ⅡA均相差8,ⅢA-0族同主族元素均相差18,故B错误;
C.元素周期表有3个短周期4个长周期,故C正确;
D.第一周期只有两种元素,以1s1开始,1s2结束,其余各周期的原子核外电子排布总是从ns开始,以np结束,故D正确;
故答案选:B。
【提分秘籍】
基本规律
1.周期序数与原子核外电子排布的关系
周期序数=原子电子层数
2.核外电子排布与族的关系
(1)主族元素的价电子排布
主族序数
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
价电子排布
ns1
ns2
ns2np1
ns2np2
ns2np3
ns2np4
ns2np5
①主族序数=价电子(最外层电子数)总数=最高正价(O、F除外)。
②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轨道上。
(2)稀有气体的价电子排布为1s2或ns2np6。
(3)过渡元素(副族和Ⅷ族)(第四周期为例,n=4)的价电子排布:(n-1)d1~10ns1~2
族序数
价电子排布
价电子排布:第四周期为例,n=4
ⅢB
(n-1)d1ns2
3d14s2
ⅣB
(n-1)d2ns2
3d24s2
ⅤB
(n-1)d3ns2
3d34s2
ⅥB
(n-1)d5ns1
3d54s1(半充满)
ⅦB
(n-1)d5ns2
3d54s2
Ⅷ
(n-1)d6~8ns2
3d6~84s2
ⅠB
(n-1)d10ns1
3d104s1(全充满)
ⅡB
(n-1)d10ns2
3d104s2
【特别提醒】对价层电子认识的误区
(1)价层电子不一定是最外层电子,只有主族元素的价层电子才是最外层电子。对于过渡元素还包括部分内层电子(如第四周期21-30号)。
(2)元素的价层电子数不一定等于其所在族的族序数,对部分过渡元素是不成立的。
【变式演练】
1.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.某元素原子的第二电子层电子排布图为
B.某元素在某种化合物中的化合价为+4价
C.某元素原子的最外层上电子数为6
D.某元素原子的外围电子排布式为
【答案】D
【详解】A.因为第二电子层已经排满,所以第三电子层排布情况不知道,无法确定其在周期表中的位置,A错误;
B.化合价为+4价,可能是ⅣA族,也可能不是ⅣA族,也无法确定周期数,无法确定其在周期表中的位置,B错误;
C.只知道最外层上电子数为6,无法确定周期数,无法确定其在周期表中的位置,C错误;
D.某元素原子的外围电子排布式为,则是第三周期ⅦA族,D正确;
故选D。
2.已知某基态原子的外围电子排布为4d15s2,则下列说法正确的是
A.该元素位于第五周期,第ⅡA族
B.该元素基态原子的最外层共有3个电子
C.该元素基态原子的第四电子层上有5个空轨道
D.该元素基态原子的第N层上共有9个不同运动状态的电子
【答案】D
【分析】外围电子排布为4d15s2,则该元素基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2。
【详解】A.该元素价电子为4d15s2,为副族元素,A错误;
B.该元素基态原子最外层电子为第五层,有2个电子,B错误;
C.根据该元素的基态原子核外电子排布式可知,第四电子层上有d轨道上的4个空轨道,f轨道上的7个空轨道,C错误;
D.该元素原子核外N层上电子排布为4s24p64d1,共9个电子,每个电子的运动状态各不相同,D正确;
综上所述答案为D。
3.某元素+1价离子的电子排布式为,该元素处于周期表中的
A.第三周期第IA族 B.第三周期第VIII族
C.第四周期第VIII族 D.第四周期第IA族
【答案】D
【详解】正+1价阳离子的电子排布式为:1s22s22p63s23p6,则其原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p64s1,可以确定出该元素为钾元素。钾元素位于周期表第四周期,IA族,属于s区元素;
综上所述选D。
【题型二】元素周期表的分区
【典例分析】已知某基态原子的电子排布式为,该元素在周期表中的位置和区分别是
A.第四周期ⅡB族;s区 B.第四周期ⅦB族;d区
C.第四周期Ⅶ族;d区 D.第四周期Ⅷ族;d区
【答案】D
【详解】某基态原子的电子排布式为,能层为4,价电子排布为3d84s2,该元素在周期表中的位置是第四周期Ⅷ族,位于d区,故选D。
【提分秘籍】
基本规律:元素周期表的分区方法
1.按电子排布分区
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(ⅠB族、ⅡB族除外)分为s、p、d、f 4个区,而ⅠB族、ⅡB族这2个纵列的元素原子的核外电子因先填充满(n-1)d能级而后再填充ns能级而得名ds区。5个区的位置关系如图所示。
元素周期表的分区
2.按金属元素与非金属元素分区
(1)金属、非金属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。非金属元素主要集中在元素周期表右上角的三角区内(如图所示)。
(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交界处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)常被称为准金属或半金属(一般可用作半导体材料)。
【变式演练】
1.元素周期表是学习化学的重要工具。下列说法正确的是
A.周期表中s区、d区、ds区都是金属元素
B.周期表中p区元素均为主族元素
C.同周期的第ⅠA族元素与第ⅢA族元素原子序数一定相差2
D.价电子排布式为5s25p2的元素在周期表第五周期第ⅣA族
【答案】D
【详解】A.周期表中s区氢元素不是金属元素,A错误;
B.周期表中p区元素还包括稀有气体,B错误;
C.同周期的第ⅠA族元素与第ⅢA族元素原子序数可能相差2、12、26,C错误;
D.价电子排布式为5s25p2的元素为50号元素锡,在周期表第五周期第ⅣA族,D正确;
故选D。
2.下列说法中正确的是
A.所有非金属元素都分布在p区
B.最外层电子数为2的元素都分布在s区
C.同一主族元素从上到下,第一电离能由低到高变化
D.元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素
【答案】D
【详解】A.H元素在s区,其他非金属元素都分布在p区,故A错误;
B.s区、p区、d区、ds区的元素,最外层电子数都有可能是2个电子,故B错误;
C.同一主族元素从上到下,第一电离能由高到低变化,故C错误;
D.元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素,故D正确。
综上所述,答案为D。
3.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,正确的是
A.基态原子的N层上只有一个电子的元素,一定是s区元素
B.原子的价层电子排布式为(n-1)d6-8ns2的元素一定是ds区元素
C.最外层有三个未成对电子的元素一定属于主族元素
D.基态原子的价层电子排布式为(n-1)dxnsy的元素的族序数一定为x+y
【答案】C
【详解】A.基态原子的N层上只有一个电子的元素,其基态原子电子排布式可能为、或,即该元素可能在ⅠA族、ⅥB族或ⅠB族,不一定位于s区,故A错误;
B.原子的价层电子排布式为(n-1)d6-8ns2的元素是第Ⅷ族元素,位于d区,故B错误;
C.原子核外最外层有三个未成对电子的元素,其p能级为3个电子,一定属于主族元素,故C正确;
D.基态原子的价层电子排布式为(n-1)dxnsy的元素,其族序数可能为、也可能为y(,或2),该元素还可能在第Ⅷ族,故D错误;
故选C。
【题型三】微粒半径大小的比较方法
【典例分析】下列各组微粒不是按半径逐渐增大的顺序排列的是
A.Na、K、Rb B.F、Cl、Br
C.Mg2+、Al3+、Zn2+ D.Cl-、Br-、I-
【答案】C
【解析】同主族元素,从上到下,原子半径(离子半径)逐渐增大,故A、B、D项中的各微粒的半径逐渐增大;电子层数相同,核电荷数越大,半径越小,Mg2+、Al3+的电子层数相同,但铝的核电荷数大,所以
Al3+的半径小,故选C。
【提分秘籍】
基本规律
1.三看法比较粒子半径大小
(1)一看电子层数:先看电子层数,电子层数越多,一般微粒半径越大。
如r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs);r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+)。
(2)二看核电荷数:若电子层数相同,则看核电荷数,核电荷数越大,微粒半径越小。
如r(S2-)>r(Cl-)>r(K+)>r(Ca2+)。
(3)三看电子数:若电子层数、核电荷数均相同,则看核外电子数,电子数多的半径大。
如r(Fe3+)<r(Fe2+)<r(Fe);r(Cl)<r(Cl-)。
2.对微粒半径的认识误区
(1)微粒半径受电子层数、核电荷数和核外电子数的综合影响,并不是单独地取决于某一方面的因素。
(2)对于同一种元素,并不是原子半径一定大于或小于离子半径。如r(Cl)<r(Cl-);r(Na)>r(Na+)。
【变式演练】
1.下列离子半径的大小顺序正确的是①Na+ ②X2-:1s22s22p63s23p6 ③Y2-:2s22p6 ④Z-:3s23p6
A.③>④>②>① B.④>③>②>①
C.④>③>①>② D.②>④>③>①
【答案】D
【解析】②、③、④三种离子分别是S2-、O2-、Cl-,电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小,则有②>④,③>①;电子层数越多,半径越大,则大小顺序为②>④>③>①。
2.下列关于粒子半径的说法正确的是
A.同种元素的离子半径一定小于其原子半径
B.核外电子排布相同的单核粒子半径相同
C.质子数相同的不同单核粒子,电子数越多,半径越大
D.原子序数越大,原子半径越大
【答案】C
【解析】同种元素的阳离子半径小于原子半径,但阴离子半径大于原子半径;对于核外电子排布相同的单核离子和原子,半径是不同的,它们的半径随核电荷数的增加而减小;质子数相同的不同单核粒子,阴离子半径>原子半径>阳离子半径;在元素周期表中,随着原子序数的递增,原子半径呈现周期性变化,在同一主族中原子序数越大,原子半径越大。
3.下列微粒半径大小比较正确的是
A.Na<Mg<Al<S B.I<Br<Cl<F
C.Na+<Mg2+<Al3+<O2- D.S2->Cl->Na+>Al3+
【答案】D
【详解】A.同周期自左向右原子半径逐渐 ,则原子半径:Na>Mg>Al>S,A错误;
B.同主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径:I>Br>Cl>F,B错误;
C.核外电子排布相同时离子半径随原子序数的增大而减小,则离子半径:O2->Na+>Mg2+>Al3+,C错误;
D.离子的核外电子层数越多,离子半径越大,核外电子排布相同时离子半径随原子序数的增大而减小,则离子半径:S2->Cl->Na+>Al3+,D正确;
答案选D。
【题型四】电离能变化规律及其应用
【典例分析】下列关于元素第一电离能的说法不正确的是
A.钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能,故钾的活泼性强于钠
B.同周期主族元素的第一电离能依次增大
C.最外层电子排布式为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子,第一电离能较大
D.对于同一元素而言,原子的电离能I1<I2<I3……
【答案】B
【详解】A.钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能,说明K原子比Na原子更容易失去电子,所以钾的活泼性强于钠,A正确;
B.同一周期主族元素的原子半径逐渐减小,第一电离能随原子序数的增大而呈增大趋势,但当元素处于第IIA、第VA时,原子核外电子排布处于轨道的全满、半满的稳定状态,失去电子消耗能量大于同一周期相邻元素,第IIA>第IIIA;第VA>第IVA;B错误;
C.最外层电子排布式为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子,处于轨道的全充满的稳定状态,再失去电子较难,失去电子消耗能量较大,因此其第一电离能较大,C正确;
D.对于同一元素来说,原子失去电子个数越多,其失电子能力越弱,所以原子的电离能随着原子失去电子个数的增多而增大,D正确;
故合理选项是B。
【提分秘籍】
基本规律:电离能规律
(1)第一电离能规律
①每个周期的第一种元素(氢和碱金属)第一电离能最小,稀有气体元素的第一电离能最大,同周期中自左至右元素的第一电离能呈增大的趋势(第ⅡA、ⅤA族与其相邻主族相比出现“异常”)。
②同主族元素的第一电离能从上到下逐渐减小。
(2)逐级电离能规律
①同一原子的逐级电离能越来越大。
元素的一个基态的气态原子失去一个电子,变成气态基态正离子后,半径减小,核对电子的吸引力增大,所以再失去第二个、第三个电子更加不易,所需要的能量依次增大。
②当某一级电离能突然变得很大时,说明电子的能层发生了变化,即不同能层中电离能有很大的差距。
【变式演练】
1.下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用、……表示,单位为kJ/mol)。下列关于元素R的判断正确的是
I/kJ·mol
R
740
1500
7700
10500
13600
A.R的最高正价为+3价 B.R元素位于元素周期表中第IIA族
C.R元素的原子最外层共有4个电子 D.R元素基态原子的电子排布式为
【答案】B
【详解】A.由表中数据可知,R元素的第三电离能与第二电离能的差距很大,故最外层有2个电子,最高正价为+2价,A错误;
B.由表中数据可知,R元素的第三电离能与第二电离能的差距很大,故最外层有2个电子,位于第ⅡA族,B正确;
C.R元素位于元素周期表中第IIA族,最外层共有2个电子,C错误;
D.表中数据可知,R元素的第三电离能与第二电离能的差距很大,故最外层有2个电子,位于第ⅡA族,可能为Be或Mg元素,电子排布式为1s22s2或1s22s22p63s2,D错误;
故选B。
2.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
【详解】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。
3.下列状态的铝中,电离最外层一个电子所需能量最大的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】电离最外层的一个电子所需能量:基态>激发态,第一电离能<第二电离能<第三电离能,据此判断解答。
【详解】A、D都是铝原子的核外电子排布,A为基态,D为激发态,稳定性A大于D,失去最外层1个电子需要能量A大于D; B、C为铝失去1个电子的核外电子排布,B为基态,C为激发态,稳定性,B大于C,失去最外层1个电子需要能量B大于C; A失去最外层一个电子,为第一电离能,B失去最外层1个电子,为第二电离能,第二电离能大于第一电离能,且B的3s轨道全充满更加稳定,则B失去最外层所需能量最大,答案选B。
【题型五】电负性变化规律及其应用
【典例分析】下列有关电负性的说法中不正确的是
A.元素的电负性越大,原子在化合物中吸引电子的能力越强
B.主族元素的电负性越大,元素原子的第一电离能一定越大
C.在元素周期表中,同一周期元素电负性从左到右呈现递增的趋势
D.形成化合物时,电负性越小的元素越容易显示正价
【答案】B
【详解】A.元素电负性的大小,表示其原子在化合物中吸引电子能力大小,元素电负性越大,原子吸引电子能力越大,故A正确;
B、N元素的电负性小于氧元素的电负性,但N原子2p能级为半满稳定状态,第一电离能N大于O元素,故B错误;
C、对于主族元素同周期自左而右电负性逐渐增大,故C正确;
D、电负性越小的元素在化合物吸引电子的能力弱,元素的化合价为正值,电负性越大的元素在化合物中吸引电子的能力强,元素的化合价为负值,故D正确;
故选B。
【提分秘籍】
基本规律
1.电负性变化规律
一般来说,同周期主族元素从左到右,元素的电负性逐渐变大;同族元素从上到下,元素的电负性逐渐变小。
2.电负性的应用
(1)判断元素的金属性和非金属性及其强弱
(2)判断化合物中元素的化合价
①电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力弱,元素的化合价易呈正值;
②电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力强,元素的化合价易呈负值。
(3)判断化学键及化合物类型
①若两成键元素电负性差值大于1.7,通常形成离子键,该化合物为离子化合物;
②若两成键元素电负性差值小于1.7,通常形成共价键,该化合物为共价化合物。
【特别提醒】电负性之差大于1.7的元素不一定都形成离子化合物,如F的电负性与H的电负性之差为1.9,但HF为共价化合物。
【变式演练】
1.核素的研究对工、农业及科技发展至关重要。下列有关与电负性的比较正确的是
A. B. C. D.无法确定
【答案】A
【详解】同周期主族元素,从左至右电负性逐渐增强,>,A项正确,故答案选A。
2.已知下列元素的电负性数据,下列判断不正确的是
元素
C
电负性
1.0
1.5
2.5
3.5
4.0
0.9
1.5
3
1.8
A.和形成共价键 B.和形成的化合物显正价
C.既具有金属性,又具有非金属性 D.元素电负性的最小范围为
【答案】D
【详解】A.根据和的电负性,两元素电负性差值为1.5,小于1.7,故和形成共价键,A正确;
B.F的电负性大于O的,故和形成的化合物显正价,B正确;
C.的电负性为1.8,既具有金属性,又具有非金属性,C正确;
D.的金属性小于Na的,大于Be的,故电负性的最小范围为0.91.5,D错误;
故选D。
3.下列不能说明X的电负性比Y的电负性大的是
A.与H2化合时X单质比Y单质容易
B.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应水化物的酸性强
C.X原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多
D.X单质可以把Y从其氢化物中置换出来
【答案】C
【详解】X的电负性比Y的大,表明X的非金属性比Y的非金属性强。A、B、D项均能说明X的非金属性比Y的强,原子的最外层电子数不能决定元素原子得失电子的能力,则C项不能说明X的电负性比Y的大。
(
分阶培优练
)
培优第一阶——基础过关练
1.在元素周期表中金属与非金属的分界线处,可以找到
A.合金 B.半导体材料 C.催化剂 D.有机高分子材料
【答案】B
【详解】A、在周期表中,金属元素可以用来做导体,可以用来做合金等,像镁和铝等,位于左下方,故A选项不符合题意;
B、在金属与非金属分界线两边的元素通常既有金属性又有非金属性,可以用来做良好的半导体材料,如硅等,故B选项符合题意;
C、可以用于催化剂的元素种类较多,一般为过渡金属元素,位于左下金属区,故C选项不符合题意;
D、非金属元素可以制备有机溶剂,部分有机溶剂可以用来做农药,位于右上方,故D选项不符合题意;
故选B。
2.某元素M基态原子的部分电离能(kJ·mol−1)如下表所示,M是
电离能
I1
I2
I3
I4
I5
元素M
738
1451
7733
10540
13630
A.Mg B.Na C.Be D.P
【答案】A
【详解】从表中可知,M基态原子的第一、第二电离能相对较小,第三电离能明显增大,说明M基态原子最外层有2个电子,同时M有第五电离能,故其电子数大于5,M为Mg,答案选A。
3.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:
①;②;③;④
则下列有关比较中正确的是
A.最高正化合价:④>③=②>① B.电负性:④>③>②>①
C.原子半径:④>③>②>① D.第一电离能:④>③>②>①
【答案】D
【分析】由电子排布式可知,①为S元素、②为P元素、③为N元素、④为F元素。
【详解】A.氟元素和氧元素无最高正化合价,故A错误;
B.同主族元素,从上到下元素的电负性依次减小,同周期元素,从左到右电负性增大,氮元素的电负性大于硫元素,则元素的电负性由大到小的顺序为F>N>S>P,故电负性:④>③>①>②,故B错误;
C.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,电子层数越多半径越大,则氟原子的原子半径小于氮原子、硫原子的原子半径小于磷原子,即P>S>N>F,则②>①>③>④,故C错误;
D.同主族元素,从上到下元素的第一电离能依次减小,同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,磷原子的3p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能由大到小的顺序为F>N>P>S,即④>③>②>①,故D正确;
故选D。
4.、、、、是原子序数依次增大的前四周期元素,、的基态原子能级上各有两个未成对电子,与同主族,原子能层只有一个电子,其余能层全充满。下列说法不正确的是
A.电负性: B.原子半径:
C.第一电离能: D.W元素位于ds区
【答案】C
【分析】、的基态原子能级上各有两个未成对电子,电子排布式为和,、原子序数依次增大,则为C元素,为O元素;在与之间,则为N元素;与同主族,则为P元素;原子能层只有一个电子,其余能层全充满, 根据,的原子总数为29,则为Cu元素。
【详解】A.同周期主族元素自左到右电负性增大,则电负性:,A正确;
B.同周期主族元素自左到右原子半径减小,同主族自上到下原子半径增大,则原子半径:,B正确;
C.N元素原子轨道为,处于半充满稳定状态,第一电离能大于O元素,C错误;
D.Cu元素处在元素周期表中第四周期族,属于ds区,D正确;
答案选C。
5.下列说法正确的是
A.基态某原子的价层电子排布式为6s26p3,推断该元素位于第六周期第ⅢA族
B.最外层电子数为2的元素,都分布在元素周期表的s区
C.第一电离能:Na<Mg<Al
D.N、O、F的电负性依次增大
【答案】D
【详解】A.基态某原子的价层电子排布式为6s26p3,推断该元素位于第六周期第ⅤA族,故A错误;
B.He的最外层电子数为2,其位于p区,故B错误;
C.同周期从左到右第一电离能呈增大趋势,Mg的2s能级电子全充满更稳定,故第一电离能大于同周期与之相邻的元素,则第一电离能:Na <Al<Mg,故C错误;
D.N、O、F位于同周期,其非金属性逐渐增强,则电负性依次增大,故D正确;
故选D。
6.下列各组元素性质的叙述中,不正确的是
A.电负性: B.原子半径:
C.第一电离能: D.金属性:
【答案】C
【详解】A.同主族元素从上到下电负性依次减小,故电负性:,故A正确;
B.同周期元素从左往右半径依次减小,故原子半径:,故B正确;
C.同周期元素从左往右第一电离能呈增大趋势,P元素3p能级为半满结构,第一电离能大于同周期与之相邻元素,故第一电离能:,故C错误;
D.同主族元素从上到下金属性逐渐增强,故金属性:,故D正确;
故选C。
7.铁元素位于元素周期表的
A.s区 B.d区 C.p区 D.f区
【答案】B
【详解】铁的价电子排布为3d64s2,位于d区,故选B。
8.下列各组元素性质的叙述中,正确的是
A.N、O、F的电负性依次增大 B.N、O、F的第一电离能依次增大
C.N、O、F的最高正化合价依次升高 D.N、F、Na的原子半径依次减小
【答案】A
【详解】A.同周期从左至右,主族元素的电负性逐渐增大,N、O、F的电负性依次增大,A正确;
B.同周期从左至右,元素的第一电离能总体上呈增大的趋势,但N元素原子的最外层电子为半充满状态,第一电离能大于同周期相邻元素,即第一电离能O<N<F,B错误;
C.N元素的最高正化合价为+5价,O、 F元素没有最高正化合价,C错误;
D.同周期从左至右,元素的原子半径逐渐减小(0族元素除外),故半径N>F,Na为第三周期元素,比F和N多一层电子,因此原子半径Na>N>F,D错误;
故选A。
9.下列关于电离能、电负性、半径等的说法正确的是
A.同周期元素中,第一电离能最大的元素是稀有气体元素
B.同周期元素中,电负性最大的元素是稀有气体元素
C.同主族元素中,原子序数越大,对应原子半径越小
D.第四周期金属阳离子中,半径最小
【答案】A
【详解】A.同一周期中,第一电离能呈逐渐增大的趋势,所以第一电离能最大的元素是稀有气体元素,故A正确;
B.同周期元素中,电负性呈逐渐增大的趋势,稀有气体元素稳定,不存在得电子能力,电负性最大的元素是VIIA元素,故B错误;
C.同主族元素中,原子序数越大,电子层数越多,对应原子半径越大,故C错误;
D.第四周期金属阳离子中,Ca2+半径比小,故D错误;
答案选A。
10.电负性是由美国化学家鲍林提出的。下列不能根据元素电负性判断的是
A.元素原子的得电子能力
B.元素形成化合物中的化合价正、负
C.不同元素之间形成的化学键类型
D.氢化物水溶液的酸性
【答案】D
【详解】A.电负性越大,得到电子能力越强,A正确;
B.电负性越大,得到电子能力越强,在化合物中一般显负价,而电负性小的一般显正价,B正确;
C.电负性相差较大,一般认为两种成键元素的电负性差值大于1.7,不同元素之间形成离子键;电负性相差较小,则不同元素之间形成共价键,C正确;
D.氢化物水溶液的酸性与电负性无必然关系,D错误;
故选D。
培优第二阶——能力提升练
11.下列有关元素周期表和元素周期律的说法正确的是
A.同一周期从左到右,元素的第一电离能依次增大
B.同一主族从上到下,元素的电负性依次减小
C.d区元素最后一个核外电子一定填充在s能级上
D.元素周期表中,s区、d区和区的元素是金属元素
【答案】B
【详解】A.同周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但是ⅡA>ⅢA,ⅤA>ⅥA,A错误;
B.同一主族从上到下,元素的电负性依次减小,非金属性在减弱,B正确;
C.d区元素最后一个核外电子可能填充在d能级上,如Ti,也可能填充在s能级上,如Cr,C错误;
D.s区的元素中H元素是非金属元素,D错误;
故选B。
12.金云母的化学式为,下列说法正确的是
A.半径大小: B.非金属性强弱:
C.电离能大小: D.碱性强弱:
【答案】A
【详解】A.镁离子与氟离子具有相同的电子层结构,镁离子核电荷数大,半径小,A正确;
B.氧原子更容易得到电子,非金属性更强,B错误;
C.越容易失去电子,第一电离能越小,K的金属性更强,更容易失去电子,第一电离能更小,C错误;
D.金属性越强,最高价氧化物对应水化物碱性越强,所以氢氧化钾碱性更强,D错误;
故选A。
13.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
【详解】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。
14.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。
【详解】
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。
15.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
【详解】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。
16.对Na、Mg、Al有关性质的叙述,错误的是
A.金属性Na>Mg>Al B.第一电离能:Na<Mg<Al
C.电负性:Na<Mg<Al D.还原性Na>Mg>Al
【答案】B
【详解】A.Na、Mg、Al位于同一周期,同一周期主族元素从左至右金属性逐渐减小,即金属性Na>Mg>Al,故A正确;
B.同一周期主族元素第一电离能从左至右呈增大趋势,第一电离能的特殊情况:ⅡA>ⅢA,ⅤA>ⅥA,故第一电离能:Na <Al<Mg,故B错误;
C.同一周期主族元素电负性从左至右逐渐增大,电负性Na<Mg<Al,故C正确;
D.Na、Mg、Al位于同一周期,还原性从左至右逐渐减小,还原性Na>Mg>Al,故D正确;
故选B。
17.短周期的五种主族元素在元素周期表中的位置如下图所示,下列说法中正确的
①
②
③
④
⑤
A.第一电离能:③>②>① B.简单离子半径:②>③>⑤
C.电负性:④>③>⑤ D.氧化物的对应水化物的酸性:⑤>②>①
【答案】C
【分析】根据元素在周期表中的位置是位于第二周期和第三周期,同时,逆推④号元素是第二周期F元素,再根据元素位置可知,①~⑤分别是C、N、O、F、S。
【详解】A.主族元素同周期从左向右第一电离能呈增大趋势,但若元素处于族、族,由于原子最外层电子处于全充满、半充满的稳定状态,其第一电离能大于同一周期相邻元素,所以第一电离能:②>③>① ,故A错误。
B.核外电子层结构相同的简单离子,原子序数越大,离子半径越小,则简单离子半径:②>③。但⑤为下一周期的,一共有三层电子,则简单离子半径:⑤>②>③,故B错误。
C.主族元素同周期从左向右电负性逐渐增强,同主族从上到下电负性逐渐减小,所以电负性:④>③>⑤ ,故C正确。
D.、、的氧化物有多种,对应的水化物形成的酸有多种,不能确定其酸性大小,故D错误;
故答案选C。
18.下列说法中,不正确的是
A.某价层电子排布为的基态原子,该元素位于周期表中第五周期第ⅣB族
B.元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族的10个纵列的元素都是金属元素
C.处于最低能量状态的原子叫做基态原子
D.所有非金属元素都分布在p区
【答案】D
【详解】A.某价层电子排布为的基态原子,该元素是Zr,位于周期表中第五周期第ⅣB族,故A正确;
B.元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族的10个纵列为过渡元素,过渡元素都是金属元素,故B正确;
C.根据能量最低原理,处于最低能量状态的原子叫做基态原子,故C正确;
D.H是非金属元素,H元素位于s区,故D错误;
选D。
19.已知基态R元素原子的价电子排布式可表示为。下列关于元素R的判断正确的是
A.R的最高正价为+7价
B.R元素位于第VA族
C.R元素的第一电离能大于同周期相邻元素
D.R元素的电负性大于元素周期表相邻元素
【答案】D
【分析】由基态R元素原子的价电子排布式可表示为可知,n=2,故价电子排布式为,可得R元素为F,据此回答。
【详解】A.F的非金属性最强,只能得到电子,不能失去电子,故F无最高正价,A错误;
B.F元素位于第2周期第VIIA族,B错误;
C.同周期元素中,第一电离能呈增大趋势,第二周期中第一电离能最大的是Ne,C错误;
D.F元素非金属性最强,电负性最大,大于元素周期表相邻元素,D正确;
故选D。
20.下图表示的是元素的某种性质(X)随原子序数的变化关系,则X可能是
A.元素原子的价电子数 B.元素的原子半径
C.元素的电负性 D.元素的第一电离能
【答案】D
【详解】从题图中可知,同周期元素随原子序数的增加,从左到右X值呈增大趋势,但第ⅢA族比第ⅡA族的小,第ⅣA族比第ⅤA族的小,满足这一特点的是第一电离能,答案选D。
培优第三阶——培优拔尖练
21.已知1-18号元素的离子aW3+、bX+、cY2-、dZ-都具有相同的电子层结构,下列关系正确的是
A.质子数c>b
B.离子的还原性:Y2->Z-
C.电负性:Y>Z
D.原子半径:X<W
【答案】B
【分析】离子、、、都具有相同的电子层结构,则有a-3=b-1=c+2=d+1,可知原子序数a>b>d>c,Y、Z为非金属,处于第二周期,Y为O元素,Z为F元素,W、X为金属处于第三周期,W为Al元素,X为Na元素。
【详解】A.根据上述分析,质子数:d>c,A项错误;
B.非金属性Y<Z,元素的非金属性越强,对应的阴离子的还原性越弱,则离子还原性:O2->F-,即Y2->Z-,B项正确;
C.非金属性Y<Z,电负性:Y<Z,C项错误;
D.对于同周期元素,从左到右,质子数越多,原子半径越小,则原子半径:X>W,D项错误;
答案选B。
22.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表:
元素代号
原子半径
主要化合价
、、
下列叙述正确的是
A.、元素的金属性
B.第一电离能Z<W
C.的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水
D.一定条件下,单质可以将单质从其氢化物中置换出来
【答案】D
【分析】X、Y的半径比较大,在第三周期,X和Y为同周期,它们的主要化合价分别为+2和+3,分别为Mg和Al元素;Z元素原子半径比W大,Z的最高价为+5价,为N元素;W的化合价-2,而且没有正化合价,为O元素,据此解答。
【详解】A.同周期金属元素从左到右金属性逐渐减弱,可知金属性Mg(X)>Al(Y),故A错误;
B.同周期主族元素从左往右第一电离能呈现增大的趋势,但由于氮元素的2p轨道是半充满,稳定性强,所以第一电离能:N>O,故B错误;
C.Y的最高价氧化物的水化物为Al(OH)3,Al(OH)3溶于强碱,不溶于弱碱,所以不与NH3·H2O反应,故C错误;
D.Z为N元素,W为O元素,W单质为O2,Z的氢化物如NH3,其中N元素为负价,O2具有强氧化性,因此可以氧化N元素为0价的N2,如:,属于置换反应,故D正确;
故答案选D。
23.X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中元素X的化合物焰色试验焰色呈黄色,X、Y、Z的最高价氧化物对应水化物相互间均能反应生成盐和水,Z的p能级电子排布式为:3p4,则下列说法正确的是
A.原子半径:W>X>Y>Z B.电负性:W>Z>X>Y
C.简单氢化物稳定性:W>Z D.若将单质X投入Y的盐溶液中可置换出单质Y
【答案】C
【分析】X的化合物焰色试验呈黄色,则元素X为金属Na,Z的p能级电子排布式为:3p4,则Z的价电子排布式为:3s23p4,即为S元素,则W为Cl元素,X、Y、Z的最高价氧化物对应水化物相互间均能反应生成盐和水,则Y的最高价氧化物对应水化物显两性,则为Al元素。
【详解】A.X为Na、Y为Al、Z为S、W为Cl,同周期主族元素从左到右原子半径减小,则原子半径:X>Y>Z>W,A错误;
B.同周期主族元素从左到右非金属性增强,非金属性越强其电负性越大,则电负性:W>Z>Y>X,B错误;
C.同周期主族元素从左到右非金属性增强,非金属性:Cl>S,因此氢化物稳定性:HCl>H2S,C正确;
D.因金属钠能与水剧烈反应,不能从盐溶液中置换出金属单质,D错误;
故选C。
24.下列说法正确的是
A.第一电离能: B.电负性:
C.最高正化合价: D.原子半径:
【答案】B
【详解】A.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为半充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,则第一电离能由大到小的顺序为F>N>O,故A项错误;
B.元素的非金属性越强,电负性越大,三种元素的非金属性强弱顺序为:F>O>N,则电负性大小顺序为:F>O>N,故B项正确;
C.氟元素的非金属性最强,只存在负化合价,不存在正化合价,故C项错误;
D.同主族元素,从上到下原子半径依次增大,同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则三种原子的原子半径大小顺序为:Na >N>O,故D项错误;
故本题选B。
25.A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构,有关两元素的下列叙述:
①原子半径A<B;②离子半径A>B;③原子序数A>B;④A的正价与B的负价绝对值一定相等;⑤A的电负性小于B的电负性;⑥A的第一电离能小于B的第一电离能。
其中正确的组合是
A.①②⑦ B.③⑤⑥ C.③④⑤ D.③④⑤⑥
【答案】B
【分析】原子得电子形成阴离子,失电子形成阳离子,A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构,说明A元素的原子序数大于B元素的原子序数;
【详解】①A元素的原子序数大于B元素的原子序数,二者离子的电子层数相同,说明A位于B的下一周期,所以原子半径A>B,故错误;
②二者离子电子层数相同,B的原子序数更小,则核电荷数更小,所以B的离子半径更大,故错误;
③由分析可知,A元素的原子序数大于B元素的原子序数,故正确;
④原子得电子形成阴离子,失电子形成阳离子,虽然二者离子电子层结构相同,但形成离子时得到或失去的电子数不一定相同,所以无法确定二者化合价之间的关系,故错误;
⑤A能形成阳离子,说明A易失去电子,具有较强的金属性,的电负性较弱,B能形成阴离子,说明在反应时易得到电子,具有较强的电负性,则A的电负性小于B的电负性,故正确;
⑥A位于B的下一周期,原子半径更大,更容易失去电子,所以A的第一电离能小于B的第一电离能,故正确;
故选B。
26.下列对Na、Mg、Al有关性质的叙述正确的是
A.碱性:
B.第一电离能:
C.电负性:
D.离子半径:
【答案】D
【详解】A.同周期元素从左到右,元素的金属性逐渐减弱,对应的最高价氧化物的水化物的碱性减弱,金属性:Na>Mg>Al,则碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,故A项错误;
B.同周期元素从左到右,第一电离能逐渐增大,但Mg的最外层为全充满状态,电子能量低,第一电离能较大,第一电离能:Mg>Al>Na,故B项错误;
C.同周期元素从左到右,元素的电负性逐渐增强,则电负性:Na<Mg<Al,故C项错误;
D.电子层结构相同时,核电荷数越大,离子半径越小,则离子半径:Na+>Mg2+>Al3+,故D项正确;
故本题选D。
27.如图三条曲线分别表示C、Si和P元素的前四级电离能变化趋势。下列说法正确的是
A.元素电负性:c>b>a
B.简单氢化物的稳定性:c>a>b
C.简单氢化物的沸点:b>c>a
D.对应最高价氧化物对应水化物的酸性强弱:a>c>b
【答案】C
【分析】同主族元素从上到下第一电离能减小,P元素3p轨道为半充满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素,故Si的第一电离能最小,由题图可知,c为Si元素。P原子第四电离能为失去3s2能级中的1个电子,与第三电离能相差较大,可知b为P元素、a为C元素。
【详解】A.同周期元素从左到右电负性增大,同主族元素从上到下电负性减小,故Si的电负性最小,A错误;
B.非金属性越强,简单氢化物越稳定,Si的非金属性最弱,故SiH4的稳定性最差,B错误;
C.a、b、c三种元素的最简单氢化物分别为CH4、PH3、SiH4,均为分子晶体,不含分子间氢键,相对分子质量CH4<SiH4<PH3,所以沸点CH4<SiH4<PH3,即b>c>a,C正确;
D.H3PO4为中强酸,H2CO3和H2SiO3为弱酸,对应最高价氧化物的水化物的酸性强弱:H3PO4>H2CO3>H2SiO3,D错误;
故选C。
28.现有四种元素基态原子的电子排布式如下,则下列有关比较中正确的是
①②③④
A.第一电离能:②>③>①>④ B.原子半径:④>③>②>①
C.电负性:④>③>②>① D.最高正化合价:③>②>①=④
【答案】A
【分析】由题干原子核外电子排布式可知,①为C,②为N,③为O,④为Si,据此分析解题。
【详解】A.已知同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势,ⅡA、ⅤA均高于与其相邻的元素,同一主族从上往下元素第一电离能依次减小,故第一电离能N>O>C>Si即②>③>①>④,A正确;
B.已知同一周期从左往右元素原子半径依次减小,同一主族从上往下元素原子半径依次增大,则原子半径Si>C>N>O即④>①>②>③,B错误;
C.已知同一周期从左往右元素电负性依次增强,同一主族从上往下元素电负性依次减小,则电负性O>N>C>Si即③>②>①>④,C错误;
D.已知主族元素的最高正价等于其最外层电子数,O、F无正价除外,故最高正化合价:②>①=④,D错误;
故答案为A。
29.是一种具有高催化活性的新型光催化剂,下列相关说法错误的是
A.Zn处于元素周期表中的ds区 B.基态Ge存在7种不同能量的电子
C.基态O原子中含有3对成对电子 D.第一电离能
【答案】B
【详解】A.Zn原子价电子排布式是,位于ds区,选项A正确;
B.基态Ge的电子排布式为,根据能级能量不同判断共有8种能量的电子,选项B错误;
C.基态O原子排布式为,根据洪特规则可知其含有3对成对电子,选项C正确;
D.Cu原子价电子排布式是,失去1个电子后形成全充满结构,则较易失去4s上的电子,锌失去1个电子后形成的一价阳离子价电子排布为3d104s1,则不如铜容易失去1个4s上的电子,则铜第一电离能比Zn小,选项D正确;
故选B。
30.锂()元素常用于电池制造业。
I.对锂原子结构及其性质的研究
(1)基态原子的核外电子排布式为 ,其处于元素周期表中的 (填“s”“d”“ds”或“p”)区。
(2)基态原子的电子发生跃迁形成激发态原子时, (填“吸收”或“释放”)能量。
(3)下图为元素(部分)的第一电离能()与原子序数的关系。
从原子结构的角度解释的原因: 。
II.钴酸锂()电池和磷酸铁锂()电池是两种常见的新能源汽车电池。对其组成元素结构及性质的研究
(4)基态原子中有 个未成对电子,电子占据的最高能级的符号是 。
(5)、、三种元素的电负性由大到小的顺序是 。
(6)的电子排布式为,与 (填“”“”或“”)具有相同的核外电子排布。
【答案】(1) 1s22s1 s
(2)吸收
(3)Li与Na的最外层电子数相同,电子层数Na>Li,原子半径Na>Li,失电子能力Na>Li,故I1(Li)>I1(Na)
(4) 2 2p
(5)O>P>Li
(6)Fe2+
【详解】(1)Li原子位于元素周期表第二周期第ⅠA族,则基态Li原子的核外电子排布式1s22s1,处于元素周期表中s区,故答案为:1s22s1;s;
(2)基态Li原子的电子发生跃迁形成激发态Li原子时,需要吸收能量,故答案为:吸收;
(3)越容易失去电子,电离能越小,Li与Na的最外层电子数相同,电子层数Na>Li,原子半径Na>Li,失电子能力Na>Li,故第一电离能:I1(Li)>I1(Na);
(4)
基态O原子核外电子排布式为1s22s22p4,核外电子轨道排布图为,原子有2个未成对电子,电子占据的最高能级的符号是2p,故答案为:2;2p;
(5)非金属性越强,电负性越大,非金属性:O>P>Li,电负性:O>P>Li,故答案为:O>P>Li;
(6)Fe、Fe2+、Fe3+的核外电子排布式分别为[Ar]3d64s2、[Ar]3d6,[Ar]3d5,故Fe2+的核外电子排布与Co3+相同,故答案为:Fe2+。
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专题2 原子结构与元素的性质题型归类
目录
一、热点题型归纳 1
【题型一】原子结构与元素周期表的关系 1
【题型二】元素周期表的分区 2
【题型三】微粒半径大小的比较方法 4
【题型四】电离能变化规律及其应用 5
【题型五】电负性变化规律及其应用 6
二、分阶培优练 7
【题型一】原子结构与元素周期表的关系
【典例分析】下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是
A.第ⅡA族基态原子最外层电子排布均为
B.第三、四周期同主族元素的原子序数均相差8
C.元素周期表有3个短周期4个长周期
D.除第一周期外,其余各周期的原子核外电子排布总是从开始,以结束
【提分秘籍】
基本规律
1.周期序数与原子核外电子排布的关系
周期序数=原子电子层数
2.核外电子排布与族的关系
(1)主族元素的价电子排布
主族序数
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
价电子排布
ns1
ns2
ns2np1
ns2np2
ns2np3
ns2np4
ns2np5
①主族序数=价电子(最外层电子数)总数=最高正价(O、F除外)。
②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轨道上。
(2)稀有气体的价电子排布为1s2或ns2np6。
(3)过渡元素(副族和Ⅷ族)(第四周期为例,n=4)的价电子排布:(n-1)d1~10ns1~2
族序数
价电子排布
价电子排布:第四周期为例,n=4
ⅢB
(n-1)d1ns2
3d14s2
ⅣB
(n-1)d2ns2
3d24s2
ⅤB
(n-1)d3ns2
3d34s2
ⅥB
(n-1)d5ns1
3d54s1(半充满)
ⅦB
(n-1)d5ns2
3d54s2
Ⅷ
(n-1)d6~8ns2
3d6~84s2
ⅠB
(n-1)d10ns1
3d104s1(全充满)
ⅡB
(n-1)d10ns2
3d104s2
【特别提醒】对价层电子认识的误区
(1)价层电子不一定是最外层电子,只有主族元素的价层电子才是最外层电子。对于过渡元素还包括部分内层电子(如第四周期21-30号)。
(2)元素的价层电子数不一定等于其所在族的族序数,对部分过渡元素是不成立的。
【变式演练】
1.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.某元素原子的第二电子层电子排布图为
B.某元素在某种化合物中的化合价为+4价
C.某元素原子的最外层上电子数为6
D.某元素原子的外围电子排布式为
2.已知某基态原子的外围电子排布为4d15s2,则下列说法正确的是
A.该元素位于第五周期,第ⅡA族
B.该元素基态原子的最外层共有3个电子
C.该元素基态原子的第四电子层上有5个空轨道
D.该元素基态原子的第N层上共有9个不同运动状态的电子
3.某元素+1价离子的电子排布式为,该元素处于周期表中的
A.第三周期第IA族 B.第三周期第VIII族
C.第四周期第VIII族 D.第四周期第IA族
【题型二】元素周期表的分区
【典例分析】已知某基态原子的电子排布式为,该元素在周期表中的位置和区分别是
A.第四周期ⅡB族;s区 B.第四周期ⅦB族;d区
C.第四周期Ⅶ族;d区 D.第四周期Ⅷ族;d区
【提分秘籍】
基本规律:元素周期表的分区方法
1.按电子排布分区
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(ⅠB族、ⅡB族除外)分为s、p、d、f 4个区,而ⅠB族、ⅡB族这2个纵列的元素原子的核外电子因先填充满(n-1)d能级而后再填充ns能级而得名ds区。5个区的位置关系如图所示。
元素周期表的分区
2.按金属元素与非金属元素分区
(1)金属、非金属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。非金属元素主要集中在元素周期表右上角的三角区内(如图所示)。
(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交界处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)常被称为准金属或半金属(一般可用作半导体材料)。
【变式演练】
1.元素周期表是学习化学的重要工具。下列说法正确的是
A.周期表中s区、d区、ds区都是金属元素
B.周期表中p区元素均为主族元素
C.同周期的第ⅠA族元素与第ⅢA族元素原子序数一定相差2
D.价电子排布式为5s25p2的元素在周期表第五周期第ⅣA族
2.下列说法中正确的是
A.所有非金属元素都分布在p区
B.最外层电子数为2的元素都分布在s区
C.同一主族元素从上到下,第一电离能由低到高变化
D.元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素
3.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,正确的是
A.基态原子的N层上只有一个电子的元素,一定是s区元素
B.原子的价层电子排布式为(n-1)d6-8ns2的元素一定是ds区元素
C.最外层有三个未成对电子的元素一定属于主族元素
D.基态原子的价层电子排布式为(n-1)dxnsy的元素的族序数一定为x+y
【题型三】微粒半径大小的比较方法
【典例分析】下列各组微粒不是按半径逐渐增大的顺序排列的是
A.Na、K、Rb B.F、Cl、Br
C.Mg2+、Al3+、Zn2+ D.Cl-、Br-、I-
【提分秘籍】
基本规律
1.三看法比较粒子半径大小
(1)一看电子层数:先看电子层数,电子层数越多,一般微粒半径越大。
如r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs);r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+)。
(2)二看核电荷数:若电子层数相同,则看核电荷数,核电荷数越大,微粒半径越小。
如r(S2-)>r(Cl-)>r(K+)>r(Ca2+)。
(3)三看电子数:若电子层数、核电荷数均相同,则看核外电子数,电子数多的半径大。
如r(Fe3+)<r(Fe2+)<r(Fe);r(Cl)<r(Cl-)。
2.对微粒半径的认识误区
(1)微粒半径受电子层数、核电荷数和核外电子数的综合影响,并不是单独地取决于某一方面的因素。
(2)对于同一种元素,并不是原子半径一定大于或小于离子半径。如r(Cl)<r(Cl-);r(Na)>r(Na+)。
【变式演练】
1.下列离子半径的大小顺序正确的是①Na+ ②X2-:1s22s22p63s23p6 ③Y2-:2s22p6 ④Z-:3s23p6
A.③>④>②>① B.④>③>②>①
C.④>③>①>② D.②>④>③>①
2.下列关于粒子半径的说法正确的是
A.同种元素的离子半径一定小于其原子半径
B.核外电子排布相同的单核粒子半径相同
C.质子数相同的不同单核粒子,电子数越多,半径越大
D.原子序数越大,原子半径越大
3.下列微粒半径大小比较正确的是
A.Na<Mg<Al<S B.I<Br<Cl<F
C.Na+<Mg2+<Al3+<O2- D.S2->Cl->Na+>Al3+
【题型四】电离能变化规律及其应用
【典例分析】下列关于元素第一电离能的说法不正确的是
A.钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能,故钾的活泼性强于钠
B.同周期主族元素的第一电离能依次增大
C.最外层电子排布式为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子,第一电离能较大
D.对于同一元素而言,原子的电离能I1<I2<I3……
【提分秘籍】
基本规律:电离能规律
(1)第一电离能规律
①每个周期的第一种元素(氢和碱金属)第一电离能最小,稀有气体元素的第一电离能最大,同周期中自左至右元素的第一电离能呈增大的趋势(第ⅡA、ⅤA族与其相邻主族相比出现“异常”)。
②同主族元素的第一电离能从上到下逐渐减小。
(2)逐级电离能规律
①同一原子的逐级电离能越来越大。
元素的一个基态的气态原子失去一个电子,变成气态基态正离子后,半径减小,核对电子的吸引力增大,所以再失去第二个、第三个电子更加不易,所需要的能量依次增大。
②当某一级电离能突然变得很大时,说明电子的能层发生了变化,即不同能层中电离能有很大的差距。
【变式演练】
1.下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用、……表示,单位为kJ/mol)。下列关于元素R的判断正确的是
I/kJ·mol
R
740
1500
7700
10500
13600
A.R的最高正价为+3价 B.R元素位于元素周期表中第IIA族
C.R元素的原子最外层共有4个电子 D.R元素基态原子的电子排布式为
2.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.
3.下列状态的铝中,电离最外层一个电子所需能量最大的是
A. B.
C. D.
【题型五】电负性变化规律及其应用
【典例分析】下列有关电负性的说法中不正确的是
A.元素的电负性越大,原子在化合物中吸引电子的能力越强
B.主族元素的电负性越大,元素原子的第一电离能一定越大
C.在元素周期表中,同一周期元素电负性从左到右呈现递增的趋势
D.形成化合物时,电负性越小的元素越容易显示正价
【提分秘籍】
基本规律
1.电负性变化规律
一般来说,同周期主族元素从左到右,元素的电负性逐渐变大;同族元素从上到下,元素的电负性逐渐变小。
2.电负性的应用
(1)判断元素的金属性和非金属性及其强弱
(2)判断化合物中元素的化合价
①电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力弱,元素的化合价易呈正值;
②电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力强,元素的化合价易呈负值。
(3)判断化学键及化合物类型
①若两成键元素电负性差值大于1.7,通常形成离子键,该化合物为离子化合物;
②若两成键元素电负性差值小于1.7,通常形成共价键,该化合物为共价化合物。
【特别提醒】电负性之差大于1.7的元素不一定都形成离子化合物,如F的电负性与H的电负性之差为1.9,但HF为共价化合物。
【变式演练】
1.核素的研究对工、农业及科技发展至关重要。下列有关与电负性的比较正确的是
A. B. C. D.无法确定
2.已知下列元素的电负性数据,下列判断不正确的是
元素
C
电负性
1.0
1.5
2.5
3.5
4.0
0.9
1.5
3
1.8
A.和形成共价键 B.和形成的化合物显正价
C.既具有金属性,又具有非金属性 D.元素电负性的最小范围为
3.下列不能说明X的电负性比Y的电负性大的是
A.与H2化合时X单质比Y单质容易
B.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应水化物的酸性强
C.X原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多
D.X单质可以把Y从其氢化物中置换出来
(
分阶培优练
)
培优第一阶——基础过关练
1.在元素周期表中金属与非金属的分界线处,可以找到
A.合金 B.半导体材料 C.催化剂 D.有机高分子材料
2.某元素M基态原子的部分电离能(kJ·mol−1)如下表所示,M是
电离能
I1
I2
I3
I4
I5
元素M
738
1451
7733
10540
13630
A.Mg B.Na C.Be D.P
3.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:
①;②;③;④
则下列有关比较中正确的是
A.最高正化合价:④>③=②>① B.电负性:④>③>②>①
C.原子半径:④>③>②>① D.第一电离能:④>③>②>①
4.、、、、是原子序数依次增大的前四周期元素,、的基态原子能级上各有两个未成对电子,与同主族,原子能层只有一个电子,其余能层全充满。下列说法不正确的是
A.电负性: B.原子半径:
C.第一电离能: D.W元素位于ds区
5.下列说法正确的是
A.基态某原子的价层电子排布式为6s26p3,推断该元素位于第六周期第ⅢA族
B.最外层电子数为2的元素,都分布在元素周期表的s区
C.第一电离能:Na<Mg<Al
D.N、O、F的电负性依次增大
6.下列各组元素性质的叙述中,不正确的是
A.电负性: B.原子半径:
C.第一电离能: D.金属性:
7.铁元素位于元素周期表的
A.s区 B.d区 C.p区 D.f区
8.下列各组元素性质的叙述中,正确的是
A.N、O、F的电负性依次增大 B.N、O、F的第一电离能依次增大
C.N、O、F的最高正化合价依次升高 D.N、F、Na的原子半径依次减小
9.下列关于电离能、电负性、半径等的说法正确的是
A.同周期元素中,第一电离能最大的元素是稀有气体元素
B.同周期元素中,电负性最大的元素是稀有气体元素
C.同主族元素中,原子序数越大,对应原子半径越小
D.第四周期金属阳离子中,半径最小
10.电负性是由美国化学家鲍林提出的。下列不能根据元素电负性判断的是
A.元素原子的得电子能力
B.元素形成化合物中的化合价正、负
C.不同元素之间形成的化学键类型
D.氢化物水溶液的酸性
培优第二阶——能力提升练
11.下列有关元素周期表和元素周期律的说法正确的是
A.同一周期从左到右,元素的第一电离能依次增大
B.同一主族从上到下,元素的电负性依次减小
C.d区元素最后一个核外电子一定填充在s能级上
D.元素周期表中,s区、d区和区的元素是金属元素
12.金云母的化学式为,下列说法正确的是
A.半径大小: B.非金属性强弱:
C.电离能大小: D.碱性强弱:
13.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
14.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
15.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
16.对Na、Mg、Al有关性质的叙述,错误的是
A.金属性Na>Mg>Al B.第一电离能:Na<Mg<Al
C.电负性:Na<Mg<Al D.还原性Na>Mg>Al
17.短周期的五种主族元素在元素周期表中的位置如下图所示,下列说法中正确的
①
②
③
④
⑤
A.第一电离能:③>②>① B.简单离子半径:②>③>⑤
C.电负性:④>③>⑤ D.氧化物的对应水化物的酸性:⑤>②>①
18.下列说法中,不正确的是
A.某价层电子排布为的基态原子,该元素位于周期表中第五周期第ⅣB族
B.元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族的10个纵列的元素都是金属元素
C.处于最低能量状态的原子叫做基态原子
D.所有非金属元素都分布在p区
19.已知基态R元素原子的价电子排布式可表示为。下列关于元素R的判断正确的是
A.R的最高正价为+7价
B.R元素位于第VA族
C.R元素的第一电离能大于同周期相邻元素
D.R元素的电负性大于元素周期表相邻元素
20.下图表示的是元素的某种性质(X)随原子序数的变化关系,则X可能是
A.元素原子的价电子数 B.元素的原子半径
C.元素的电负性 D.元素的第一电离能
培优第三阶——培优拔尖练
21.已知1-18号元素的离子aW3+、bX+、cY2-、dZ-都具有相同的电子层结构,下列关系正确的是
A.质子数c>b
B.离子的还原性:Y2->Z-
C.电负性:Y>Z
D.原子半径:X<W
22.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表:
元素代号
原子半径
主要化合价
、、
下列叙述正确的是
A.、元素的金属性
B.第一电离能Z<W
C.的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水
D.一定条件下,单质可以将单质从其氢化物中置换出来
23.X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中元素X的化合物焰色试验焰色呈黄色,X、Y、Z的最高价氧化物对应水化物相互间均能反应生成盐和水,Z的p能级电子排布式为:3p4,则下列说法正确的是
A.原子半径:W>X>Y>Z B.电负性:W>Z>X>Y
C.简单氢化物稳定性:W>Z D.若将单质X投入Y的盐溶液中可置换出单质Y
24.下列说法正确的是
A.第一电离能: B.电负性:
C.最高正化合价: D.原子半径:
25.A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构,有关两元素的下列叙述:
①原子半径A<B;②离子半径A>B;③原子序数A>B;④A的正价与B的负价绝对值一定相等;⑤A的电负性小于B的电负性;⑥A的第一电离能小于B的第一电离能。
其中正确的组合是
A.①②⑦ B.③⑤⑥ C.③④⑤ D.③④⑤⑥
26.下列对Na、Mg、Al有关性质的叙述正确的是
A.碱性:
B.第一电离能:
C.电负性:
D.离子半径:
27.如图三条曲线分别表示C、Si和P元素的前四级电离能变化趋势。下列说法正确的是
A.元素电负性:c>b>a
B.简单氢化物的稳定性:c>a>b
C.简单氢化物的沸点:b>c>a
D.对应最高价氧化物对应水化物的酸性强弱:a>c>b
28.现有四种元素基态原子的电子排布式如下,则下列有关比较中正确的是
①②③④
A.第一电离能:②>③>①>④ B.原子半径:④>③>②>①
C.电负性:④>③>②>① D.最高正化合价:③>②>①=④
29.是一种具有高催化活性的新型光催化剂,下列相关说法错误的是
A.Zn处于元素周期表中的ds区 B.基态Ge存在7种不同能量的电子
C.基态O原子中含有3对成对电子 D.第一电离能
30.锂()元素常用于电池制造业。
I.对锂原子结构及其性质的研究
(1)基态原子的核外电子排布式为 ,其处于元素周期表中的 (填“s”“d”“ds”或“p”)区。
(2)基态原子的电子发生跃迁形成激发态原子时, (填“吸收”或“释放”)能量。
(3)下图为元素(部分)的第一电离能()与原子序数的关系。
从原子结构的角度解释的原因: 。
II.钴酸锂()电池和磷酸铁锂()电池是两种常见的新能源汽车电池。对其组成元素结构及性质的研究
(4)基态原子中有 个未成对电子,电子占据的最高能级的符号是 。
(5)、、三种元素的电负性由大到小的顺序是 。
(6)的电子排布式为,与 (填“”“”或“”)具有相同的核外电子排布。
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