2025届高三化学二轮复习 基础小专题　核外电子排布　电离能与电负性 讲义

2025高考化学二轮复习 基础小专题　核外电子排布　电离能与电负性 1、 必备知识 1.原子核外电子排布 (1)原子核外电子排布的“三原则” (2)基态原子核外电子排布的表示方法 表示方法 以硫原子为例 电子排布式 1s22s22p63s23p4 简化电子排布式 [Ne]3s23p4 轨道表示式 (电子排布图) 价层电子排布 3s23p4 2.认识元素周期表的结构 (1)元素周期表的结构及分区 (2)主族元素基态原子的价层电子排布 族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价层电子排布 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 (3)第四周期过渡元素基态原子的价层电子排布 过渡元素 21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 族序数 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB 价层电子排布 3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 过渡元素 26Fe 27Co 28Ni 29Cu 30Zn 族序数 Ⅷ ⅠB ⅡB 价层电子排布 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 3d104s2 3.电离能 (1)第一电离能的周期性 【微点拨】 ①同周期元素,从左到右第一电离能总体上呈增大趋势。 ②第ⅢA族元素的第一电离能失去的电子是np能级的,该能级的电子能量比同周期第ⅡA族元素ns能级的电子能量高,则第ⅡA族元素的第一电离能反常,如第一电离能:Be>B、Mg>Al。 ③第ⅤA族元素的np能级半充满,较稳定,则第ⅤA族元素的第一电离能反常,如第一电离能:N>O、P>S。 (2)电离能的应用 4.电负性 (1)电负性的周期性变化 同周期从左到右,主族元素电负性逐渐增大;同主族从上到下,元素电负性逐渐减小。 (2)电负性的应用 课堂练 考点一　核外电子排布 例1　(1)[2024·山东卷节选] Mn在元素周期表中位于第　　　周期　　　族;同周期中,基态原子未成对电子数比Mn多的元素是　　　　(填元素符号)。  (2)[2024·北京卷节选] 锡(Sn)是现代“五金”之一,广泛应用于合金、半导体工业等。Sn位于元素周期表的第5周期第ⅣA族。将Sn的基态原子最外层轨道表示式补充完整: (3)[2023·福建卷节选] 基态Cu2+的价电子排布式为　　　　　　。  (4)[2023·广东卷节选] 基态Fe2+的3d电子轨道表示式为　 。  例2　(1)[2024·浙江6月选考节选] 下列有关单核微粒的描述正确的是　　　　。  A.Ar的基态原子电子排布方式只有一种 B.Na的第二电离能>Ne的第一电离能 C.Ge的基态原子简化电子排布式为[Ar]4s24p2 D.Fe原子变成Fe+,优先失去3d轨道上的电子 (2)[2022·河北卷节选] 含Cu、Zn、Sn及S的四元半导体化合物可应用于薄膜太阳能电池领域。回答下列问题: ①基态S原子的价电子中,两种自旋状态的电子数之比为　　　　　　　。  ②将含有未成对电子的物质置于外磁场中,会使磁场强度增大,称其为顺磁性物质。下列物质中,属于顺磁性物质的是　　　　(填标号)。  A.[Cu(NH3)2]Cl B.[Cu(NH3)4]SO4 C.[Zn(NH3)4]SO4 D.Na2[Zn(OH)4] (4)[2024·辽宁重点高中协作校联考] 铊(81Tl)与铝同主族,基态Tl原子的价层电子轨道表示式为　 。  考点二　电离能　电负性 例1　[2024·浙江1月选考节选] 下列说法正确的是　　　　。  A.电负性:B>N>O B.离子半径:P3-<S2-<Cl- C.第一电离能:Ge<Se<As D.基态Cr2+的简化电子排布式:[Ar]3d4 例2　[2023·重庆卷] “嫦娥石”是中国首次在月球上发现的新矿物,其主要由Ca、Fe、P、O和Y(钇,原子序数比Fe大13)组成,下列说法正确的是 (　) A.Y位于元素周期表的第ⅢB族 B.基态Ca原子的核外电子填充在6个轨道中 C.5种元素中,第一电离能最小的是Fe D.5种元素中,电负性最大的是P 例3　(1)[2023·全国乙卷节选] 中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物(MgxFe2-xSiO4)。基态Fe原子的价电子排布式为　　　　　　。橄榄石中,各元素电负性大小顺序为　 ,铁的化合价为　　　　。  (2)[2023·北京卷节选] 比较S原子和O原子的第一电离能大小,从原子结构的角度说明理由:  　。  (3)[2022·河北卷节选] Cu与Zn相比,第二电离能与第一电离能差值更大的是　　　　,原因是　  　。  课后练 1.(1)基态Mo原子的价层电子排布为4d55s1,则Mo在元素周期表中的位置为　　　　　　　。  (2)Ga属于元素周期表　　　　区元素。  (3)钛在元素周期表中的位置为　 。  (4)基态铜原子电子的空间运动状态有　　种。  2.(1)[2024·湖北五市州二模] 基态钒原子的价层电子轨道表示式为　 。  (2)[2024·湖北T8联盟二模] 下列状态Zn的最外层电子排布式中,能量最高的是　 。  A. B. C. D. (3)硒与氧同族,基态Se原子价层电子排布为　　　　。  3.(1)[2024·湖南益阳三模] 钼(42Mo)的基态原子中未成对电子数为　　　　。  (2)[2024·湖南雅礼中学一模] 铁酸镍(NiFe2O4)中铁显+3价,写出基态Fe3+价层电子排布:　　　　。  (3)[2024·湖南长沙二模] 与基态铬原子的最外层电子数相同且同周期的元素有 　　　　种。  4.[2024·重庆九龙坡区二模] 制作紫砂壶所用的紫砂泥主要含有O、Si、Al和Fe,还含有少量的Mg、Ca、Mn和P等元素,下列说法正确的是 (　) A.第一电离能:Ca>Fe B.电负性:P>Si C.Fe和Mn都属于ds区元素 D.基态时O和Mg的单电子数相同 5.磷酸铁锂(LiFePO4)电池是绿色环保型电池,该电池以磷酸铁锂为正极材料,嵌有石墨的锂为负极材料,溶有LiPF6的碳酸酯作电解质溶液。回答下列问题: (1)基态P原子的成对与未成对电子数之比为　　　　;最高能级的电子云轮廓图为　 形。  (2)Li、F、P三种元素电负性由大到小的顺序为　　　　　　。元素的气态基态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1),第三周期部分元素的E1(均为正值)的大小顺序为15P<14Si<16S<17Cl,第一电子亲和能:15P<14Si的原因为　  　。  6.(1)第二代电池的光电转换材料是一种无机物薄膜,其光电转化率高于单晶硅。 科学家在元素周期表中Si的附近寻找到元素Ga和As(它们在周期表中的位置如图),并制成它们的化合物薄膜,其晶体结构类似单晶硅。 Si Ga As Se As的第一电离能比Se大的主要原因是　 。  (2)[2024·北京大兴区三模] 铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)是第四周期第Ⅷ族的元素,称为铁系元素,相关化合物在科研及生产生活中应用广泛。 ①补铁剂中Fe2+易变质,请从结构角度解释其原因:  　。  ②C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为　 。  答案解析 课堂练· 考点一　核外电子排布 例1　(1)四　ⅦB　Cr (2) (3)3d9 (4) [解析] (1)Mn的原子序数为25,位于元素周期表第四周期ⅦB族;基态Mn原子的电子排布式为[Ar]3d54s2,未成对电子数为5,同周期中,基态原子未成对电子数比Mn多的元素是Cr,基态Cr原子的电子排布式为[Ar]3d54s1,有6个未成对电子。 (2)Sn位于元素周期表的第5周期第ⅣA族,其基态原子的价层电子排布为5s25p2,所以其基态原子最外层轨道表示式为。 (4)基态Fe2+的3d电子轨道表示式为。 例2　(1)AB (2)①2∶1(或1∶2)　②B [解析] (1)根据原子核外电子排布规律,Ar的基态原子电子排布方式只有1s22s22p63s23p6一种,A项正确;Na的第二电离能指气态基态Na+失去一个电子转化为气态基态正二价离子所需的最低能量,Na+和Ne具有相同的电子层结构,Na+的核电荷数大于Ne,Na+的原子核对外层电子的引力大于Ne的,故Na的第二电离能>Ne的第一电离能,B项正确;Ge的原子序数为32,基态Ge原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p2,C项错误;基态Fe原子的价层电子排布为3d64s2,Fe原子变成Fe+,优先失去4s轨道上的电子,D项错误。 (2)①基态S原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,价层电子轨道表示式为,则两种自旋状态的电子数之比为2∶1(或1∶2)。②由题给信息结合几种物质的结构可知,主族元素形成的离子或配体中,不存在未成对的电子,故只需判断四种物质中Zn2+、Cu2+或Cu+是否含有未成对电子,就可判断该物质是否属于顺磁性物质。[Cu(NH3)2]Cl中,Cu+的价层电子排布为3d10,不含未成对电子;[Cu(NH3)4]SO4中Cu2+的价层电子排布为3d9,含未成对电子;[Zn(NH3)4]SO4和Na2[Zn(OH)4]中,Zn2+的价层电子排布为3d10,不含未成对电子。故具有顺磁性的物质为[Cu(NH3)4]SO4,B正确。 考点二　电离能　电负性 例1　CD [解析] 同一周期主族元素,从左到右电负性依次增强,故电负性顺序为O>N>B,A错误;核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,故离子半径顺序为P3->S2->Cl-,B错误;同一周期,从左到右元素的第一电离能总体呈增大的趋势,但第ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能顺序为Ge<Se<As,C正确;Cr是24号元素,基态Cr2+的简化电子排布式为[Ar]3d4,D正确。 例2　A　[解析] 钇原子序数比Fe大13,为39号元素,为元素周期表的第五周期第ⅢB族,A正确;钙原子核外电子排布为1s22s22p63s23p64s2,基态Ca原子的核外电子填充在10个轨道中,B错误;同一主族随原子序数变大,原子半径变大,第一电离能变小;同一周期随着原子序数变大,第一电离能呈增大趋势,5种元素中,Ca的第一电离能比Fe小,C错误;同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变大;同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;5种元素中,电负性最大的是O,D错误。 例3　 (1)3d64s2　O>Si>Fe>Mg　+2 (2)I1(O)>I1(S),氧原子半径小,原子核对最外层电子的吸引力大,不易失去一个电子 (3)Cu　Cu的第一电离能比Zn的第一电离能小,但Cu失去1个电子后形成的Cu+的价层电子排布为3d10,较难失去电子,Zn失去1个电子后形成的Zn+的价层电子排布为3d104s1,较易失去1个电子达到稳定状态,Cu的第二电离能比Zn的第二电离能大 [解析] (1)Fe是26号元素,其基态原子的价电子排布式为3d64s2。橄榄石中各元素按照元素周期律知,电负性大小顺序为 O>Si>Fe>Mg,依据化合物中各元素化合价代数和为0知,铁的化合价为+2。 (2)S和O为同主族元素,O原子核外有2个电子层,S原子核外有3个电子层,O原子半径小,原子核对最外层电子的吸引力大,不易失去1个电子,即O的第一电离能大于S的第一电离能。 (3)Cu的价层电子排布为3d104s1,易失去1个4s电子达到稳定状态,Zn的价层电子排布为3d104s2,4s轨道为全充满稳定状态,不易失去电子,故Cu的第一电离能比Zn的第一电离能小,Cu+的价层电子排布为3d10,Zn+的价层电子排布为3d104s1,Cu+的3d能级处于全充满稳定状态,Zn+易失去4s能级上的1个电子形成稳定结构,故Cu的第二电离能比Zn的第二电离能大,因此第二电离能与第一电离能差值更大的是Cu。 课后练 (1)第五周期第ⅥB族 (2)p　(3)第四周期第ⅣB族　(4)15 [解析] (1)基态Mo原子的价层电子排布为4d55s1,则Mo在元素周期表中的位置为第五周期第ⅥB族。 (4)基态原子的空间运动状态数即轨道数。Cu是29号元素,基态铜原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,核外电子共占据15个电子轨道,即铜原子电子的空间运动状态为15种。 2.(1)　(2)D　(3)4s24p4 [解析] (1)钒元素的原子序数为23,基态原子的价层电子排布为3d34s2,其价层电子的轨道表示式为 。 (2)A项为基态原子,B、C、D项均为激发态原子,D项原子的能量最高。 (3)基态硒是第四周期第ⅥA族元素,主族元素价层电子数等于最外层电子数,故基态硒原子的价层电子排布为4s24p4。 3.(1)6　(2)3d5　(3)2　(4) [解析] (1)钼元素的原子序数为42,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d55s1,故未成对电子数为6。 (3)基态铬原子价层电子排布为3d54s1,同周期基态钾原子和铜原子价层电子排布分别为4s1、3d104s1。(4)铊(81Tl)与铝同主族,即Tl位于第六周期第ⅢA族,故基态Tl原子的价层电子轨道表示式为。 4.B　[解析] 依据元素周期表中元素的相对位置,第一电离能:Ca<Fe,A错误;Si、P同周期,且P在Si的右边,故电负性:P>Si,B正确;Fe和Mn都属于d区元素,C错误;基态时O和Mg的价层电子排布分别为2s22p4、3s2,它们的单电子数分别为2、0,D错误。 5.(1)4∶1　哑铃 (2)F>P>Li　基态P原子的价层电子排布为3s23p3,3p 能级处于半充满状态,相对稳定,不易得到一个电子,P元素的第一电子亲和能小于Si [解析] (1)P是15号元素,其基态原子核外电子排布式为[Ne]3s23p3,基态P原子中3p能级有3个电子,分占3个简并轨道,则未成对电子数为3,成对电子数为12,成对与未成对电子数之比为12∶3=4∶1;其原子核外电子占据的最高能级为3p,其电子云轮廓图为哑铃形。(2)同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,因此Li、F、P三种元素的电负性由大到小的顺序是F>P>Li;第一电子亲和能越大,原子越易得电子,第一电子亲和能:15P<14Si的原因为基态P原子的价层电子排布为 3s23p3,3p 能级处于半充满状态,相对稳定,不易结合一个电子,P元素的第一电子亲和能小于Si。 6.(1)As的4p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素 (2)①Fe2+的价层电子排布为3d6,再失去1个电子形成3d5半充满的稳定结构,故易被氧化　②N>O>C [解析] (1)同一周期随着原子序数变大,第一电离能呈增大趋势,但As的4p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,故As的第一电离能比Se大。 (2)①Fe2+的价层电子排布为3d6,Fe3+的价层电子排布为3d5,则Fe2+易被氧化为Fe3+的原因:Fe2+的价层电子排布为3d6,再失去1个电子形成3d5半充满的稳定结构,故易被氧化;②同周期从左到右第一电离能呈增大趋势,N原子2p轨道为半满状态,第一电离能比同周期相邻元素大,所以C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序是N>O>C。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$