内容正文:
第一章 原子结构与性质
考点1 能层与能级
考点2 基态与激发态、原子光谱
考点3 构造原理与电子排布式
考点4 电子云与原子轨道
考点5 原子核外电子排布的原理
考点6 元素周期表的结构
考点7 元素周期律:原子半径
考点8 元素周期律:电离能
考点9 元素周期律:电负性
考点10 元素周期律:主族元素的周期性变化规律
考点1 能层与能级
1.下列说法正确的是
A.处于最低能量的原子叫激发态原子
B.表示能级有2个轨道
C.同一原子中,电子的能量逐渐较小
D.的电子云轮廓越来越大
2.下列叙述正确的是
A.各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7
B.各能层的能级都是从s能级开始到f能级结束
C.在一个原子中可以出现运动状态相同的2个电子
D.各能层含有的原子轨道数为2n2
3.下列有关原子轨道的叙述中正确的是
A.硫原子的2s轨道能量较3p轨道高
B.电子层序数n=4的原子轨道最多可容纳16个电子
C.铯原子的2s与5s电子云轮廓图均为球形
D.因为s轨道的形状是球形,所以s电子做的是圆周运动
4.下列叙述正确的是
A.第三能层某能级的符号为3f
B.同一能层中的不同能级的能量高低相同
C.每个能层最多可容纳的电子数是2n2
D.3d能级最多容纳5个电子
5.能层
(1)核外电子按能量不同分成能层并用符号 、 、 、 、 、 、 ……表示。
(2)能层越高,电子的能量越高,能量的高低顺序为E(K)<E(L)<E(M)<E(N)<E(O)<E(P)<E(Q)。
6.能级
定义:根据多电子原子的能量也可能不同,将它们分为不同能级。
(1)表示方法:分别用相应能层的序数和 等表示,如n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为ns、 、 、nf等。
(2)能层、能级与最多容纳的电子数
由上表可知:
①能层序数 该能层所包含的能级数,如第三能层有 个能级。
②s、p、d、f各能级可容纳的电子数分别为 、 、 、 的2倍。
③原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数与能层的序数(n)间存在的关系是 。
考点2 基态与激发态、原子光谱
7.下列说法不正确的是( )
A.原子光谱是测定物质结构的基本方法和实验手段
B.霓虹灯能够发出五颜六色的光,其发光机理与氢原子光谱形成机理基本相同
C.原子线状光谱的产生是原子核外电子在不同的、能量量子化的状态之间跃迁所导致的
D.“在高分辨钠原子光谱中的靠的很近的两条黄色谱线”可以利用玻尔原子结构模型较好地解释
8.下列说法正确的是
A.基态原子的能量一定比激发态原子的能量高
B.焰色试验是金属原子的电子从基态跃迁到激发态时产生的光谱
C.日常生活中我们看到的许多可见光,如霓虹灯光、节日焰火,都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关
D.电子仅从激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
9.对充有氖气的霓虹灯管通电,灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是
A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D.在电流的作用下,氖原子与构成灯管的物质发生反应
10.电子由3d能级跃迁至4p能级时,可通过光谱仪直接摄取( )
A.电子的运动轨迹图象 B.原子的吸收光谱
C.电子体积大小的图象 D.原子的发射光谱
11.下列变化需要吸收能量的是
A. B.
C.电子由 D.
12.下列有关光谱的说法中不正确的是
A.原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化,能量的表现形式之一是光(辐射),这也是原子光谱产生的原因
B.原子光谱只有发射光谱
C.通过原子光谱可以发现新的元素
D.通过光谱分析可以鉴定某些元素
考点3 构造原理与电子排布式
13.下列铜原子核外电子排布式正确的是( )
A.1s22s22p63s23p64s2 B.1s22s22p63s23p64s1
C.1s22s22p63s23p63d104s1 D.1s22s22p63s23p63d94s2
14.下列说法正确的是
①构造原理是所有原子随原子序数递增,核外电子排布遵循的规律;②轨道的能量一定比轨道的能量低;③如果25号元素的基态原子电子排布式为,则违反了构造原理
A.①② B.②③ C.② D.①③
15.人们常将在同一原子轨道上运动、自旋方向相反的2个电子称为“电子对”;将在同一原子轨道上运动的单个电子称为“未成对电子”。以下有关第四周期元素原子的“未成对电子”的说法,错误的是
A.4s电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中一定含有“未成对电子”
B.4p电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中一定不含“未成对电子”
C.3d电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中可能含有“未成对电子”
D.3d电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中一定含有“未成对电子”
16.下列各项叙述错误的是
A.铍原子的轨道表示式为,符合泡利不相容原理
B.若N的轨道表示式为,则违反了洪特规则
C.若基态的电子排布式为,则违反了构造原理
D.原子的电子排布式由,则能释放特定能量产生发射光谱
17.关于铁元素基态下的原子或离子,下列说法错误的是
A.核外的单电子数目为5个 B.原子核外有7种能量不同的电子
C.原子价电子的原子轨道有6种伸展方向 D.原子核外有26种不同运动状态的电子
18.下列各组中的X和Y两种原子,化学性质一定相似的是 ( )
A.X原子和Y原子最外层都只有1个电子
B.X原子的核外电子排布式为1s2,Y原子的核外电子排布式为1s22s2
C.X原子的2p能级上有3个电子,Y原子的3p能级上有3个电子
D.X原子核外M层上仅有2个电子,Y原子核外N层上仅有2个电子
考点4 电子云与原子轨道
19.磷、氮、铁、氧存在于人体所有细胞中,是人体健康不可缺少的元素,而成年人体内铁元素的含量约为3~5g,其中集中在血红蛋白内。下列说法中不正确的是
A.基态P原子的核外有3个未成对电子
B.1s22s22p33s1表示的是激发态氧原子的电子排布式
C.Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5
D.基态氮原子的最外层轨道表示式为
20.图1和图2分别是1s电子的概率分布图和原子轨道图。下列有关认识正确的是
A.图1中的每个小黑点表示1个电子
B.图1中的小黑点表示某一时刻,电子在核外所处的位置
C.图2表示1s电子只能在球体内出现
D.图2表明1s轨道呈球形,有无数对称轴
21.某核素核外共有7个不同运动状态的电子,以下说法不正确的
A.该原子中所有的电子占有3个能级,5个轨道
B.若将该原子的电子排布式写成1s22s22p2p,它违背了泡利原理
C.该元素最高价氧化物的水化物可与其最低价氢化物反应
D.基态原子中能量最高的电子的电子云形状为哑铃形
22.下列关于电子云和原子轨道的说法正确的是
A.原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围,故称电子云
B.s能级的原子轨道呈球形,处在该轨道上的电子只能在球壳内运动
C.p能级的电子轨道呈哑铃形,随着能层的增加,p能级原子轨道也在增加
D.人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小,电子云示意图中小黑点稀疏的地方,表示电子在那里出现的概率小
23.2023年3月15日19时41分,“长征十一号”运载火箭在我国酒泉卫星发射中心点火起飞,随后,将“试验十九号卫星”精准送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。长征运载火箭使用偏二甲肼()作燃料,作氧化剂。下列说法正确的是
A.基态原子的核外电子的空间运动状态有8种
B.基态原子核外能级和能级电子的能量相等
C.基态氢原子的轨道电子云轮廓图为球形
D.氮原子的电子排布式由能释放能量产生发射光谱
24.磷酸氯喹(结构如图所示)是由氢、碳、氮、氯、磷、氧元素组成的有机物,在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒的感染,我国印发的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)》中明确规定了其用量。
(1)碳、硅、储为同一主族元素,则基态硅原子核外有 种运动状态的电子,基态锗原子的最外层电子的轨道表示式为 。
(2)氮原子价层电子的轨道表示式为 。
(3)基态Cl原子中,核外电子占据最高能层的符号是 。
(4)氧元素基态原子核外K层电子的自旋状态 (填“相同”或“相反”)。
考点5 原子核外电子排布的原理
25.对于基态原子电子排布规则,以下表述正确的是
A.按泡利不相容原理每个电子层的电子容量为2n3个
B.轨道处于全充满状态时,原子较稳定,故35Br的电子排布式为[Ar]3d104s14p6
C.ns电子的能量不一定高于(n-1)p电子的能量
D.能量最低原理解决了电子在不同电子层中的排布顺序问题
26.下列有关化学用语正确的是
A.基态B原子中空间运动状态不同的电子有3种
B.基态的电子排布式:
C.基态Cu原子价层电子的轨道表示式:
D.预言第119号元素基态原子最外层应有7个电子
27.下列说法正确的是
A.基态35Br的核外电子排布式为[Ar]4s24p5
B.基态原子最外层电子排布为4s1的元素一定是s区元素
C.基态原子核外电子排布,先排满K层再排L层、先排满M层再排N层
D.3p能级上只有一个空轨道的基态原子和3p能级上只有一个未成对电子的基态原子,其对应元素一定属于同一周期
28.某元素离子的核外电子排布式为,下列有关该元素的说法正确的是
A.该元素位于元素周期表的d区
B.该元素基态原子的未成对电子数为3
C.这元素基态原子的价层电子排布式为
D.该元素基态原子的电子的空间运动状态共有24种
29.具有下列电子层结构的原子或离子,其对应元素一定属于同一周期的是
A.两原子核外全部都是s电子
B.最外层电子排布式为的原子和最外层电子排布式为的离子
C.能级上只有一个空轨道的原子和能级上只有一个未成对电子的原子
D.原子核外M层上的s、p能级都充满电子,而能级上没有电子的原子和离子
30.下表中每个选项都有甲、乙两种表述,这两种表述指向的不是同种元素原子的是
选项
表述甲
表述乙
A
3p能级有1个空原子轨道的基态原子
核外电子排布为的原子
B
2p能级无空原子轨道且有1个未成对电子的基态原子
最外层电子排布为的原子
C
M层全充满而N层电子排布为的原子
核外电子排布为的原子
D
最外层电子数是核外电子总数的原子
最外层电子排布为的原子
A.A B.B C.C D.D
考点6 元素周期表的结构
31.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
32.短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子。下列关于基态R原子的描述正确的是
A.基态R原子核外电子的电子云轮廓图有两种:球形和哑铃形
B.基态R原子的价层电子排布式为ns2np2(n=2或3)
C.基态R原子的原子轨道总数为9
D.基态R原子的轨道表示式为
33.下列与原子核外电子排布规律相关的叙述中(n为能层序数),不正确的是
A.第三周期元素的基态原子中,未成对电子数最多的是磷
B.电子填入能级的顺序是,因此原子核外最外层电子数一般不超过8
C.由3d能级有5个轨道可知,元素周期表中第四周期元素比第三周期元素多10种
D.基态原子的最外层电子排布为ns2的元素,在元素周期表中均位于第ⅡA族
34.下列说法正确的是
A.某价层电子排布为4d25s2的基态原子,该元素位于周期表中第五周期第ⅡA族
B.在元素周期表中,s区、d区和ds区的元素都是金属元素
C.当碳原子的核外电子排布由转变为时,吸收能量,由激发态转化成基态
D.非金属元素形成的共价化合物中,原子的最外层电子数不一定是2或8
35.下列说法正确的是
A.元素周期表每一周期元素原子的最外层电子排布均是从ns1过渡到ns2np6
B.元素周期表中IIIB族到IIB族的10个纵列的元素都是金属元素
C.所有的非金属元素都分布在p区,所有金属元素都分布在d区和ds区
D.核外电子排布式为1s2的原子与核外电子排布式为1s22s2的原子的化学性质相似
36.下列关于元素周期表说法中,正确的是
A.除短周期外,其他周期都有18种元素
B.s区元素都是金属元素,p区元素都是非金属元素
C.基态某原子的价层电子排布式为4d105s1,推断该元素位于第五周期第IB族
D.第VIII族是所含元素最多的族
考点7 元素周期律:原子半径
37.短周期主族元素W、V、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中W的原子核内没有中子;V原子的核外电子总数是内层电子数的3倍;X的单质是空气的主要成分之一,X的两种同素异形体的摩尔质量之比为2∶3;Y原子半径在同周期中最大,Z是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是
A.简单离子的半径大小顺序为Z>Y>X
B.X的最高价氧化物对应水化物酸性最强
C.Y、Z分别与X形成的化合物中化学键类型一定相同
D.电解熔融状态Y的氯化物可制备Y的单质
38.下列关于物质性质的比较,正确的是
A.原子半径大小: B.氢化物稳定性:
C.酸性强弱: D.碱性强弱:
39.下列关于物质性质变化的比较,不正确的是
A.酸性强弱:H3PO4>H2SO4>HClO4 B.原子半径大小:Na<K<Rb
C.碱性强弱:KOH>NaOH>LiOH D.金属性强弱:Na>Mg>Al
40.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表( )
元素代号
L
M
X
R
T
原子半径/nm
0.160
0.143
0.102
0.089
0.074
主要化合价
+2
+3
+6,-2
+2
-2
下列叙述错误的是
A.R的氧化物对应的水化物可能具有两性
B.X单质在氧气中燃烧不可能生成XO3
C.离子半径大小:r(M3+)>r(T2-)
D.最高价氧化物对应水化物碱性:L(OH)2>M(OH)3
考点8 元素周期律:电离能
41.某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示,单位为kJ·mol-1)如表所示。
I1
I2
I3
I4
……
R
740
1 500
7 700
10 500
……
下列关于元素R的判断一定正确的是
A.R元素第一电离能大于同周期相邻元素
B.R的最高正价为+3价
C.R元素位于元素周期表中第ⅢA族
D.R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
42.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)。下列关于元素R的判断正确的是
R
740
1500
7700
10500
13600
A.R的最高正价为价 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5个电子 D.R元素基态原子的电子排布式为
43.主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大,元素的某种性质递变规律如图所示。下列对应的元素和性质正确的是
A.原子半径: B.电负性:
C.第一电离能: D.最高正化合价:
44.元素的基态气态原子得到电子形成气态负离子时所放出或吸收的能量称作电子亲和能,O原子的第二电子亲和能()为。根据如图数据(单位均为),下列说法错误的是
A.的第三电离能远远大于 B.的第一电离能小于
C.的键能为 D.
考点9 元素周期律:电负性
45.下列价电子排布对应的基态原子中,电负性最大的是
A.2s22p1 B.2s22p3 C.2s22p4 D.3s23p4
46.四种元素的基态原子价电子排布式:①2s22p3②2s22p4③3s23p1④3s23p4,下列说法正确的是
A.元素最高正价:②=④ B.第一电离能:①>②
C.电负性:③>④ D.简单离子半径:③>②
47.下列对电负性的理解不正确的是
A.主族元素的电负性越大,元素的第一电离能一定越大
B.元素的电负性是元素固有的性质,与原子结构有关
C.元素的电负性的大小反映了元素的原子对键合电子吸引力的大小
D.电负性是人为规定的一个相对数值,不是绝对标准,所以没有单位
48.下列有关电负性的说法中正确的是
A.过渡金属元素的电负性都小于2
B.主族元素原子的电负性越大,其第一电离能也越大
C.在元素周期表中,同一周期主族元素电负性从左到右递增
D.形成化合物时,元素的电负性越大,吸引电子的能力越强,越容易显示正价
考点10 元素周期律:主族元素的周期性变化规律
49.元素周期表隐含着许多信息和规律。以下所涉及的元素均为中学化学中常见的短周期元素,其原子半径及主要化合价列表如下,其中用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气来源。
元素代号
原子半径
0.037
0.186
0.074
0.102
0.143
0.160
0.099
主要化合价
+1
+1
-2
+3
+2
-1
下列说法正确的是
A.的氧化物对应水化物的酸性:
B.R、X、Y的单质失电子能力最强的是X
C.M与Q两种元素原子按1∶1形成非极性分子
D.BeO与X氧化物性质相似,属于两性氧化物
50.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,基态X原子最外层有3个未成对电子,Y是地壳中含量高的元素,Z单质能与冷水剧烈反应并放出氢气,W的周期数比族序数大1。下列说法正确的是
A.第一电离能: B.原子半径大小:
C.氢化物的热稳定性: D.基态原子核外有12种不同能级的电子
51.M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的前四周期元素,M和W可以形成一种红棕色气体,X是地壳中含量最高的金属元素,Y是同周期元素中原子半径最小的元素,Z的基态原子中有6个未成对电子。下列说法正确的是
A.X和Y可形成共价化合物
B.Y的氧化物对应的水合物是强酸
C.Z位于元素周期表中第四周期第ⅣB族
D.M和W的简单氢化物的稳定性:M>W
52.短周期主族元素W、Q、X、Y、Z的原子序数依次增大,W原子序数是6,Q元素基态原子核外有三个未成对电子,X与Z同主族,Z的原子序数是X的2倍,元素Y在同周期中原子半径最大。回答下列问题:
(1)可以正确描述W原子结构的是_______(填字母)。
A.原子结构示意图: B.原子核外能量最高的电子云图像:
C.碳-12原子: D.原子的轨道表示式:
(2)Z元素基态原子的电子排布式为 ,基态Z原子的价电子中,两种自旋状态的电子数之比为 。
(3)在第四周期元素中,基态原子的未成对电子数最多的是 (填元素符号),其价电子轨道表示式为 。
(4)图a、b、c分别表示W、Q、X和F的逐级电离能(Ⅰ)变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是 (填标号)。
(5)W、Q、X、Y四种元素的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示);最高价氧化物对应水化物的酸性:W (填“>”或“<”)Q。
53.下表是某些元素的第一电离能和电负性数值
元素符号
Li
Be
N
O
F
Na
Mg
Al
P
S
Cl
Cr
第一电离能
520
900
1402
1314
1681
496
738
578
1012
1000
1251
652.9
电负性
1.0
1.5
3.0
3.5
4.0
0.9
1.2
1.5
2.1
2.5
3.0
1.6
(1)基态原子的电子排布式为 ,元素位于 区。
(2)基态几种原子中,未成对电子数最多的是 (填元素符号),其最高能级原子轨道形状为 。
(3)根据对角线规则,的一些化学性质与 (填元素符号)相似,与溶液反应的离子方程式是 。
(4)是一种无机化合物,用途广泛。中Br的化合价为 ,写出与水发生反应的化学方程式 。
(5)试从原子结构的角度解释的原因 。
(6)在分子中,与X原子相连的A呈正电性,与Y原子相连的A呈负电性三种元素电负性从大到小的顺序是 。
54.近年来,我国航天事业发展迅猛,这与材料技术的进步密切相关。如新型储氢材料、陶瓷基复合材料氮化硼(BN)、太阳能电池材料砷化镓(GaAs)等,请按要求回答问题:
(1)基态砷原子的核外电子排布式为 ,其电子占据的最高能层符号是 ,占据最高能级的电子所在的原子轨道为 形。
(2)硼氢化钠(NaBH4,其中氢元素显-1价)是研究最广泛的储氢材料之一,它可以与水反应缓慢产生氢气: NaBH4+ 2H2O=NaBO2+ 4H2↑。上述方程式中所涉及的非金属元素的电负性由大到小的顺序为 ;与硼处于同一周期的元素中,第一电离能大于硼的元素有 种。硼原子在成键时,能将一个2s电子激发进入2p能级参与形成化学键,请写出该激发态原子的价电子的轨道表示式 ,该过程形成的原子光谱为 光谱(填“吸收”或“发射”)。
(3)简单金属氢化物也是具有良好发展前景的储氢材料。在LiH中,离子半径: Li+ H-(填“>”“=”或“<”,原因是 。
(4)铜、锌两种元素位于元素周期表的 区,两元素的第一电离能(I1)、第二电离能(I2)数据如表所示:
电离能/(kJ·mol-1)
I1
I2
铜
746
1958
锌
906
1733
铜的I1小于锌,I2却大于锌的主要原因是 。
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第一章 原子结构与性质
考点1 能层与能级
考点2 基态与激发态、原子光谱
考点3 构造原理与电子排布式
考点4 电子云与原子轨道
考点5 原子核外电子排布的原理
考点6 元素周期表的结构
考点7 元素周期律:原子半径
考点8 元素周期律:电离能
考点9 元素周期律:电负性
考点10 元素周期律:主族元素的周期性变化规律
考点1 能层与能级
1.下列说法正确的是
A.处于最低能量的原子叫激发态原子
B.表示能级有2个轨道
C.同一原子中,电子的能量逐渐较小
D.的电子云轮廓越来越大
【答案】D
【详解】A.原子的能量越高越不稳定,化学上把处于最低能量的原子叫做基态原子,故A错误;
B.4p2表示4p能级上有2个电子,故B错误;
C.能级符号相同,能层越大,电子能量越高,所以同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐增大,故C错误;
D.2p、3p、4p轨道数一样,但电子云轮廓越来越大,故D正确;
故选D。
2.下列叙述正确的是
A.各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7
B.各能层的能级都是从s能级开始到f能级结束
C.在一个原子中可以出现运动状态相同的2个电子
D.各能层含有的原子轨道数为2n2
【答案】A
【详解】A.原子核外各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7,A正确;
B.当n=1时,只有1s能级,n=2时只有两个能级2s、2p能级,n=3时只有3s、3p、3d,均没有f能级,B错误;
C.在多电子的原子中,电子填充在不同的能层,能层又分不同的能级,同一能级又有不同的原子轨道,每个轨道中最多可以填充两个电子,自旋相反,在一个基态多电子的原子中,不可能有两个运动状态完全相同的电子,C错误;
D.各能层最多含有的电子数为2n2,每个原子轨道含有2个电子,所以各能层含有的原子轨道数为n2(n为能层序数),D错误;
故答案为:A。
3.下列有关原子轨道的叙述中正确的是
A.硫原子的2s轨道能量较3p轨道高
B.电子层序数n=4的原子轨道最多可容纳16个电子
C.铯原子的2s与5s电子云轮廓图均为球形
D.因为s轨道的形状是球形,所以s电子做的是圆周运动
【答案】C
【详解】A.根据原子轨道由低到高的排列原则,2s轨道能量低于3p轨道,故A错误;
B.电子层序数n=4的原子轨道最多可容纳2×42=32个电子,故B错误;
C.所有s轨道电子云轮廓图都是球形,故C正确;
D.电子的运动是无规则的,没有固定的轨道,故D错误;
故选C。
4.下列叙述正确的是
A.第三能层某能级的符号为3f
B.同一能层中的不同能级的能量高低相同
C.每个能层最多可容纳的电子数是2n2
D.3d能级最多容纳5个电子
【答案】C
【详解】A.第三能层有3个能级(3s、3p、3d),没有3f能级,A错误;
B.同一能层里不同能级,能量按照s、p、d、f的顺序升高,B错误;
C.每个能层最多可容纳的电子数是2n2,C正确;
D.3d能级最多容纳10个电子,D错误;
故选C。
5.能层
(1)核外电子按能量不同分成能层并用符号 、 、 、 、 、 、 ……表示。
(2)能层越高,电子的能量越高,能量的高低顺序为E(K)<E(L)<E(M)<E(N)<E(O)<E(P)<E(Q)。
【答案】 K L M N O P Q
【详解】核外电子按能量不同分成能层,并用符号K、L、M、N、O、P、Q表示;能层越高,电子的能量越高,能量的高低顺序为E(K) < E(L)< E(M)< E(N< E(O)< E(P)< E(Q)。
6.能级
定义:根据多电子原子的能量也可能不同,将它们分为不同能级。
(1)表示方法:分别用相应能层的序数和 等表示,如n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为ns、 、 、nf等。
(2)能层、能级与最多容纳的电子数
由上表可知:
①能层序数 该能层所包含的能级数,如第三能层有 个能级。
②s、p、d、f各能级可容纳的电子数分别为 、 、 、 的2倍。
③原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数与能层的序数(n)间存在的关系是 。
【答案】(1) 字母 np nd
(2) 等于 3 1 3 5 7 2n2
【详解】(1)根据多电子原子的同一能层的电子的能量也可能不同,将它们分为不同能级;表示方法为:分别用相应能层的序数和字母等表示,如n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为:ns、np、nd、nf;
(2)①能层序数等于该能层所包含的能级数,如第三能层有3个能级;
②不同能层相同类型的能级中所容纳的电子数是相等的, s、p、d、f各能级可容纳的电子数分别为1、3、5、7;
③能层序数等于能层中的能级数; s、p、d、f……能级所包含的轨道数分别是1、3、5、7……,根据泡利原理可知每个轨道最多容纳两个自旋状态相反的电子,所以每个能级最多容纳的电子数为其轨道数的2倍,能层最多容纳的电子数为2n2。
考点2 基态与激发态、原子光谱
7.下列说法不正确的是( )
A.原子光谱是测定物质结构的基本方法和实验手段
B.霓虹灯能够发出五颜六色的光,其发光机理与氢原子光谱形成机理基本相同
C.原子线状光谱的产生是原子核外电子在不同的、能量量子化的状态之间跃迁所导致的
D.“在高分辨钠原子光谱中的靠的很近的两条黄色谱线”可以利用玻尔原子结构模型较好地解释
【答案】D
【详解】A.原子光谱是线状谱,是不连续的。原子都是由原子核和电子组成的,但不同原子的光谱都有各自的特征谱线,原子光谱是不相同的。鉴别物质可以利用明线光谱和暗线谱,所以原子光谱可用于测定物质中元素的种类,故A正确;
B.霓虹灯能够发出五颜六色的光,其发光机理与氢原子光谱形成机理基本相同,都是电子在不同的、能量量子化的状态之间跃迁所导致的,故B正确;
C.原子线状光谱的产生是原子核外电子在不同的、能量量子化的状态之间跃迁所导致的,故C正确;
D.玻尔原子结构模型能够成功地解释氢原子光谱,不能解释在高分辨钠原子光谱中的靠的很近的两条黄色谱线,故D错误;
答案选D。
8.下列说法正确的是
A.基态原子的能量一定比激发态原子的能量高
B.焰色试验是金属原子的电子从基态跃迁到激发态时产生的光谱
C.日常生活中我们看到的许多可见光,如霓虹灯光、节日焰火,都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关
D.电子仅从激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
【答案】C
【详解】A.同类原子基态比激发态的能量低,A错误;
B.电子由基态跃迁到激发态需要吸收能量,而由激发态跃迁到基态(或能量较低的激发态)放出能量,焰色试验是两个过程的综合,B错误;
C.日常生活中我们看到的许多可见光,如霓虹灯光、节日焰火,都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关,C正确;
D.原子光谱有发射光谱和吸收光谱两种,电子由激发态跃迁到基态时产生发射光谱,由基态跃迁到激发态时产生吸收光谱,D错误;
故选:C。
9.对充有氖气的霓虹灯管通电,灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是
A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D.在电流的作用下,氖原子与构成灯管的物质发生反应
【答案】A
【详解】霓虹灯发红光是因为电子吸收能量后跃迁到能量较高的轨道,能量较高轨道上的电子会跃迁回能量较低的轨道而以光的形式释放能量。综上所述故选A。
10.电子由3d能级跃迁至4p能级时,可通过光谱仪直接摄取( )
A.电子的运动轨迹图象 B.原子的吸收光谱
C.电子体积大小的图象 D.原子的发射光谱
【答案】B
【详解】由于E3d<E4p,电子由3d能级跃迁至4p能级时,需吸收能量,故光谱仪摄取的是吸收光谱,由于电子在原子核外作无规则运动,不能直接摄取运动轨迹,电子太小,不能摄取电子体积的大小;
故选:B。
11.下列变化需要吸收能量的是
A. B.
C.电子由 D.
【答案】A
【详解】A.能级上失去1个电子,失去电子需要吸收能量,A正确;
B.能级上得到1个电子,得到电子为放出能量的变化,B错误;
C.能级的能量高于能级的能量,电子由能级跃迁到能级放出能量,C错误;
D.2个氢原子结合成分子的过程放出能量,D错误。
故选A。
12.下列有关光谱的说法中不正确的是
A.原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化,能量的表现形式之一是光(辐射),这也是原子光谱产生的原因
B.原子光谱只有发射光谱
C.通过原子光谱可以发现新的元素
D.通过光谱分析可以鉴定某些元素
【答案】B
【分析】电子在基态和激发态之间的跃迁会引起能量的变化,并以光的形式体现,用光谱仪摄取得到光谱。电子从基态向激发态的跃迁会吸收能量,形成吸收光谱;电子从激发态向基态的跃迁会放出能量,形成发射光谱;
【详解】A. 原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化,能量的表现形式之一是光(辐射),这也是原子光谱产生的原因,选项A正确;
B. 原子光谱既有发射光谱,也有吸收光谱,选项B不正确;
C. 电子在基态和激发态之间的跃迁会引起能量的变化,并以光的形式体现,用光谱仪摄取得到光谱。通过原子光谱可以发现新的元素,选项C正确;
D. 通过光谱分析可以鉴定某些元素,选项D正确;
答案选B。
考点3 构造原理与电子排布式
13.下列铜原子核外电子排布式正确的是( )
A.1s22s22p63s23p64s2 B.1s22s22p63s23p64s1
C.1s22s22p63s23p63d104s1 D.1s22s22p63s23p63d94s2
【答案】C
【详解】Cu是29号元素,因此Cu原子的核外有29个电子,根据构造原理,Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,C选项符合题意;
答案选C。
14.下列说法正确的是
①构造原理是所有原子随原子序数递增,核外电子排布遵循的规律;②轨道的能量一定比轨道的能量低;③如果25号元素的基态原子电子排布式为,则违反了构造原理
A.①② B.②③ C.② D.①③
【答案】B
【详解】①原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态,但有些过渡金属元素基态原子的电子排布不符合构造原理,如的价层电子排布为,故①错误;
②轨道的能量大于轨道的能量,所以轨道的能量一定比轨道的能量低,故②正确;
③25号元素的基态原子电子排布式为,如果25号元素的基态原子电子排布式为,则违反了构造原理,③正确;
选B。
15.人们常将在同一原子轨道上运动、自旋方向相反的2个电子称为“电子对”;将在同一原子轨道上运动的单个电子称为“未成对电子”。以下有关第四周期元素原子的“未成对电子”的说法,错误的是
A.4s电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中一定含有“未成对电子”
B.4p电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中一定不含“未成对电子”
C.3d电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中可能含有“未成对电子”
D.3d电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中一定含有“未成对电子”
【答案】B
【详解】A.4s电子数为奇数的基态原子,最外层电子排布式为4s1,则原子轨道中至少含有1个“未成对电子”,A正确;
B.4p电子数为偶数的基态原子,价电子排布式可能为4s24p2、4s24p4或4s24p6,其中4s24p2、4s24p4 都含有2个“未成对电子”, 4s24p6不含“未成对电子”,B错误;
C.3d电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中可能含有“未成对电子”,如3d104s1含有1个“未成对电子”,C正确;
D.3d轨道全部排满应为3d10,若3d电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中3d轨道一定含有“未成对电子”,D正确;
故答案选B。
16.下列各项叙述错误的是
A.铍原子的轨道表示式为,符合泡利不相容原理
B.若N的轨道表示式为,则违反了洪特规则
C.若基态的电子排布式为,则违反了构造原理
D.原子的电子排布式由,则能释放特定能量产生发射光谱
【答案】B
【详解】
A.铍原子的轨道表示式为,符合泡利不相容原理,A正确;
B.相同轨道中两个电子的自旋方向应相反,N的轨道表示式应为,若N的轨道表示式为,则违反了泡利不相容原理,B错误;
C.因为轨道的能量比轨道的能量低,所以基态的电子排布式为,违反了构造原理,应该为,C正确;
D.能级的能量大于能级的能量,原子的电子排布式由,原子由激发态转化为基态,能量降低,所以能释放特定能量产生发射光谱,D正确;
答案选B。
17.关于铁元素基态下的原子或离子,下列说法错误的是
A.核外的单电子数目为5个 B.原子核外有7种能量不同的电子
C.原子价电子的原子轨道有6种伸展方向 D.原子核外有26种不同运动状态的电子
【答案】C
【分析】铁的原子序数为26,核外电子排布式为[Ar]3d64s2。
【详解】A.的价电子排布式为3d5,有五个单电子,A正确;
B.铁原子核外有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s七个不同能级,有七种不同能量的电子,B正确;
C.Fe的价电子排布式为3d64s2,4s能级是球形,无所谓伸展方向,3d能级梅花瓣形,有5个轨道,有5种伸展方向,C错误;
D.铁有26个电子,原子核外有26种不同运动状态的电子,D正确;
答案选C。
18.下列各组中的X和Y两种原子,化学性质一定相似的是 ( )
A.X原子和Y原子最外层都只有1个电子
B.X原子的核外电子排布式为1s2,Y原子的核外电子排布式为1s22s2
C.X原子的2p能级上有3个电子,Y原子的3p能级上有3个电子
D.X原子核外M层上仅有2个电子,Y原子核外N层上仅有2个电子
【答案】C
【详解】A. 最外层都只有1个电子的X和Y,可能为H与碱金属元素,性质不同,故A错误;
B. 原子的核外电子排布式为1s2的X为He,原子的核外电子排布式为1s22s2的Y为Be,两者性质不同,故B错误;
C. 原子的2p能级上有3个电子的X为N,原子的3p能级上有3个电子的Y为P,二者位于周期表同一主族,性质相似,所以C选项是正确的;
D. 原子核外M层上仅有2个电子的X为Mg,原子核外N层上仅有2个电子的Y的M层电子数不确定,元素种类很多,但价电子数不同,性质不相同故D错误。
所以C选项是正确的。
【点睛】解答时注意原子核外电子排布特点与对应元素化合物的性质的关系,原子的结构决定元素的化学性质,原子核外最外层的电子或价电子数目相等,则元素对应的单质或化合价的性质相似。
考点4 电子云与原子轨道
19.磷、氮、铁、氧存在于人体所有细胞中,是人体健康不可缺少的元素,而成年人体内铁元素的含量约为3~5g,其中集中在血红蛋白内。下列说法中不正确的是
A.基态P原子的核外有3个未成对电子
B.1s22s22p33s1表示的是激发态氧原子的电子排布式
C.Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5
D.基态氮原子的最外层轨道表示式为
【答案】D
【详解】A.磷原子的核外电子排布式为,3p轨道上有3个自旋方向相同的未成对电子,A正确;
B.基态氧原子的电子排布式为,表示的是激发态氧原子的电子排布式,B正确;
C.Fe失去电子形成时,最外层电子排布式为,C正确;
D.根据洪特规则可知,基态N原子2p轨道电子的自旋方向应该相同,正确的轨道表示式为,D错误;
答案选D。
20.图1和图2分别是1s电子的概率分布图和原子轨道图。下列有关认识正确的是
A.图1中的每个小黑点表示1个电子
B.图1中的小黑点表示某一时刻,电子在核外所处的位置
C.图2表示1s电子只能在球体内出现
D.图2表明1s轨道呈球形,有无数对称轴
【答案】D
【详解】A.电子云就是用小黑点疏密来表示空间各电子出现概率大小的一种图形,每个小黑点并不代表一个电子,而是代表电子出现的概率,故A错误;
B.由上述分析可知,每个小黑点代表电子出现的概率,不是电子在核外所处的位置,故B错误;
C.在界面内出现该电子的几率大于90%,界面外出现该电子的几率小于10%,原子轨道只是把电子出现概率约为90%的空间圈出来,故C错误;
D.1s轨道呈球形,沿剖面直径连线,有无数对称轴,故D正确;
答案选D。
21.某核素核外共有7个不同运动状态的电子,以下说法不正确的
A.该原子中所有的电子占有3个能级,5个轨道
B.若将该原子的电子排布式写成1s22s22p2p,它违背了泡利原理
C.该元素最高价氧化物的水化物可与其最低价氢化物反应
D.基态原子中能量最高的电子的电子云形状为哑铃形
【答案】B
【分析】某核素核外共有7个不同运动状态的电子,则该原子为N原子,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p6,据此分析解题。
【详解】A.原子为N原子,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p6,所有的电子占有3个能级,5个轨道(p轨道有3个,s轨道2个),A正确;
B.若将该原子的电子排布式写成1s22s22p2p,它违背了洪特规则,B错误;
C.该元素最高价氧化物的水化物为硝酸,其最低价氢化物反应氨气,两者可以反应生成硝酸铵,C正确;
D.基态原子中能量最高的电子处于2p能级,p电子云的形状都为哑铃形,D正确;
答案选B。
22.下列关于电子云和原子轨道的说法正确的是
A.原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围,故称电子云
B.s能级的原子轨道呈球形,处在该轨道上的电子只能在球壳内运动
C.p能级的电子轨道呈哑铃形,随着能层的增加,p能级原子轨道也在增加
D.人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小,电子云示意图中小黑点稀疏的地方,表示电子在那里出现的概率小
【答案】D
【详解】A.电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述,故A错误;
B.S能级的原子轨道呈球形,处在该轨道上的电子不只在球壳内运动,还在球壳外运动,只是在球壳外运动概率较小,故B错误;
C.P轨道是纺锤形的,任何能层的P能级都有3个原子轨道,与能层的大小无关,故C错误;
D.人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小,电子云示意图中小黑点稀疏的地方,表示电子在那里出现的概率小,故D正确;
故选D。
23.2023年3月15日19时41分,“长征十一号”运载火箭在我国酒泉卫星发射中心点火起飞,随后,将“试验十九号卫星”精准送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。长征运载火箭使用偏二甲肼()作燃料,作氧化剂。下列说法正确的是
A.基态原子的核外电子的空间运动状态有8种
B.基态原子核外能级和能级电子的能量相等
C.基态氢原子的轨道电子云轮廓图为球形
D.氮原子的电子排布式由能释放能量产生发射光谱
【答案】C
【详解】A.把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道,因而空间运动状态个数等于轨道数;基态O原子电子排布为1s22s22p4,所以核外电子的空间运动状态有1+1+3=5种,故A错误;
B.基态C原子核外2s能级和2p能级电子的能量不相等,2p能级电子的能量高,故B错误;
C.基态氢原子的1s轨道电子云轮廓图为球形,故C正确;
D.3s能级的能量大于2p能级的能量,原子的电子排布式由,能量升高,所以产生的是吸收光谱,故D错误;
故答案选C。
24.磷酸氯喹(结构如图所示)是由氢、碳、氮、氯、磷、氧元素组成的有机物,在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒的感染,我国印发的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)》中明确规定了其用量。
(1)碳、硅、储为同一主族元素,则基态硅原子核外有 种运动状态的电子,基态锗原子的最外层电子的轨道表示式为 。
(2)氮原子价层电子的轨道表示式为 。
(3)基态Cl原子中,核外电子占据最高能层的符号是 。
(4)氧元素基态原子核外K层电子的自旋状态 (填“相同”或“相反”)。
【答案】(1) 14
(2)
(3)M
(4)相反
【详解】(1)把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道,因而空间运动状态个数等于轨道数;而在同一原子轨道下最多可以有两个自旋方向不同的电子,自旋方向不同,运动状态也就不相同,即运动状态个数等于电子数;故基态硅原子核外有14种运动状态的电子;锗为第四周期ⅣA族元素,基态锗原子的最外层电子的轨道表示式为 。
(2)氮为第二周期ⅤA族元素,氮原子价层电子的轨道表示式为 。
(3)能量最低原理:原子核外的电子应优先排布在能量最低的能级里,然后由里到外,依次排布在能量逐渐升高的能级里;基态Cl原子中最外层电子层为M层,核外电子占据最高能层的符号是M。
(4)泡利原理:在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,而且它们的自旋状态相反;氧元素基态原子的K层有2个电子,根据泡利原理,K层电子的自旋状态相反。
考点5 原子核外电子排布的原理
25.对于基态原子电子排布规则,以下表述正确的是
A.按泡利不相容原理每个电子层的电子容量为2n3个
B.轨道处于全充满状态时,原子较稳定,故35Br的电子排布式为[Ar]3d104s14p6
C.ns电子的能量不一定高于(n-1)p电子的能量
D.能量最低原理解决了电子在不同电子层中的排布顺序问题
【答案】D
【详解】A.按泡利不相容原理,用n表示电子层数,每个电子层最多可容纳的电子数为2n2,A错误;
B.根据能级构造原理可知,35Br的电子排布式为[Ar]3d104s24p5,B错误;
C.电子能量与能层和能级都有关,根据构造原理可知,ns电子的能量一定高于(n-1)p电子的能量,C错误;
D.原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态,故能量最低原理解决了电子在不同电子层中的排布顺序问题,D正确;
故答案为:D。
26.下列有关化学用语正确的是
A.基态B原子中空间运动状态不同的电子有3种
B.基态的电子排布式:
C.基态Cu原子价层电子的轨道表示式:
D.预言第119号元素基态原子最外层应有7个电子
【答案】A
【详解】A.基态B原子的核外电子排布式为,其空间运动状态不同的电子有3种,A正确;
B.Fe先失去4s电子,基态的电子排布式为,B错误;
C.基态原子价层电子的轨道表示式为,C错误;
D.预言第119号元素应位于第八周期第ⅠA族,其基态原子最外层应有1个电子,D错误;
故选A。
27.下列说法正确的是
A.基态35Br的核外电子排布式为[Ar]4s24p5
B.基态原子最外层电子排布为4s1的元素一定是s区元素
C.基态原子核外电子排布,先排满K层再排L层、先排满M层再排N层
D.3p能级上只有一个空轨道的基态原子和3p能级上只有一个未成对电子的基态原子,其对应元素一定属于同一周期
【答案】D
【详解】A.基态35Br的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p5,A错误;
B.Cu的最外层电子排布式为4s1,为ds区元素,并不属于s区元素,B错误;
C.M能层中3d能级的能量高于N能层中4s能级能量,填充完N层的4s能级后才能填充M层的3d能级,不排满M层也能排N层,C错误;
D.3p上只有一个空轨道的原子,其外围电子排布为3s23p2,为Si元素,3p亚层上只有一个未成对电子的原子,其外围电子排布为3s23p1或3s23p5,为Al或Cl,均处于第3周期,D正确;
故选D。
28.某元素离子的核外电子排布式为,下列有关该元素的说法正确的是
A.该元素位于元素周期表的d区
B.该元素基态原子的未成对电子数为3
C.这元素基态原子的价层电子排布式为
D.该元素基态原子的电子的空间运动状态共有24种
【答案】A
【分析】某元素离子X3+的核外电子排布式为[Ar]3d3,则其核电荷数为26,由洪特规则特例,基态X原子的核外电子排布式为[Ar]3d54s1,为Cr元素,以此来解析;
【详解】A.由分析可知,该元素为Cr,原子序数为24,位于元素周期表的d区,A正确;
B.由分析可知,该元素为Cr,基态Cr原子的核外电子排布式为[Ar]3d54s1,未成对电子数为6,B错误;
C.由分析可知,该元素为Cr,基态Cr原子的价层电子排布式为,C错误;
D.由分析可知,该元素为Cr,基态Cr原子的核外电子排布式为[Ar]3d54s1,含有电子的轨道有15个,则原子的电子的空间运动状态共有15种,D错误;
故选A。
29.具有下列电子层结构的原子或离子,其对应元素一定属于同一周期的是
A.两原子核外全部都是s电子
B.最外层电子排布式为的原子和最外层电子排布式为的离子
C.能级上只有一个空轨道的原子和能级上只有一个未成对电子的原子
D.原子核外M层上的s、p能级都充满电子,而能级上没有电子的原子和离子
【答案】C
【详解】A.氢原子和锂原子的核外全部都是s电子,但氢元素和锂元素不在同一周期,故A错误;
B.最外层电子排布式为3s23p6的原子为氩原子,最外层电子排布式为3s23p6的离子可能为钾离子,钾元素和氩元素不在同一周期,故B错误;
C.3p能级上只有一个空轨道的原子为硅原子,3p能级上只有一个未成对电子的原子为氯原子,硅元素和氯元素都位于元素周期表第三周期,故C正确;
D.原子核外M层上的s、p能级都充满电子,而3d能级上没有电子的原子为氩原子、离子可能为钾离子或钙离子,氩元素与钾元素或钙元素不在同一周期,故D错误;
故选C。
30.下表中每个选项都有甲、乙两种表述,这两种表述指向的不是同种元素原子的是
选项
表述甲
表述乙
A
3p能级有1个空原子轨道的基态原子
核外电子排布为的原子
B
2p能级无空原子轨道且有1个未成对电子的基态原子
最外层电子排布为的原子
C
M层全充满而N层电子排布为的原子
核外电子排布为的原子
D
最外层电子数是核外电子总数的原子
最外层电子排布为的原子
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.3p能级有一个空轨道的基态原子,原子的3p能级上有2个电子,是Si,核外电子排布为1s22s22p63s23p2的原子是Si,是同种元素的原子,选项A不符合;
B.2p能级有一个未成对电子的基态原子,若该原子2p能级有5个电子,是F,与价电子排布为2s22p5的原子为同一原子,选项B不符合;
C.M层全充满而N层为4s2的原子是Zn,核外电子排布为1s22s22p63s23p64s2的原子是Ca,不是同种元素的原子,选项C符合;
D.最外层电子数是核外电子总数的1/5的原子是Br,价电子排布式为4s24p5的原子也是Br,为同一原子,选项D不符合;
答案选C。
考点6 元素周期表的结构
31.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
【详解】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。
32.短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子。下列关于基态R原子的描述正确的是
A.基态R原子核外电子的电子云轮廓图有两种:球形和哑铃形
B.基态R原子的价层电子排布式为ns2np2(n=2或3)
C.基态R原子的原子轨道总数为9
D.基态R原子的轨道表示式为
【答案】A
【分析】由“短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子”可知,可能有两种情况:p能级上只有2个电子,R为第ⅣA族元素,C或Si;p能级上有4个电子,R为第ⅥA族元素,O或S,由此可知:
【详解】A.基态R原子核外电子的电子云轮廓图有两种:球形和哑铃形,A正确;
B.基态R原子的价层电子排布式还可能为ns2np4,B错误;
C.R元素一共有4种可能,C错误;
D.R元素还有可能为C,D错误;
故选A。
33.下列与原子核外电子排布规律相关的叙述中(n为能层序数),不正确的是
A.第三周期元素的基态原子中,未成对电子数最多的是磷
B.电子填入能级的顺序是,因此原子核外最外层电子数一般不超过8
C.由3d能级有5个轨道可知,元素周期表中第四周期元素比第三周期元素多10种
D.基态原子的最外层电子排布为ns2的元素,在元素周期表中均位于第ⅡA族
【答案】D
【详解】A.第三周期元素为短周期元素,轨道数最多的能级为3p能级,其具有3个轨道,在基态原子中,未成对电子数最多的元素的价电子排布为3s23p3,是15号元素磷,A正确;
B.因为(n+1)s能级的能量略高于np能级,当电子填满能级np后,电子进入(n+1)s能级,所以原子核外最外层电子数一般不超过8,B正确;
C.第二周期元素电子排布只进入2p、3p能级,第四周期元素电子逐渐排满3d能级,3d能级有5个轨道,最多容纳10个电子,则元素周期表中第四周期元素比第三周期元素多10种,C正确;
D.基态原子的最外层电子排布为ns2的元素,次外层不一定排满电子,(n-1)d轨道容纳电子数可能为1、2、3、5、6、7、8、10,所以最外层电子排布为ns2的元素不一定位于第ⅡA族,D不正确;
故选D。
34.下列说法正确的是
A.某价层电子排布为4d25s2的基态原子,该元素位于周期表中第五周期第ⅡA族
B.在元素周期表中,s区、d区和ds区的元素都是金属元素
C.当碳原子的核外电子排布由转变为时,吸收能量,由激发态转化成基态
D.非金属元素形成的共价化合物中,原子的最外层电子数不一定是2或8
【答案】D
【详解】A.价层电子排布为4d25s2,则位于元素周期表d区,价电子数为4,最高能层为O层,所以位于第五周期第ⅣB族,A错误;
B.s区的H为非金属元素,d区和ds区的元素包括副族和第VIII族元素,副族和第VIII族元素全部是金属元素,B错误;
C.为激发态核外电子排布图,为基态核外电子排布图,由激发态到基态释放能量,C错误;
D.非金属元素形成的共价化合物中,原子的最外层电子数除了2或8外,像一氧化碳、一氧化氮、二氧化硫等均不符合2或8电子结构,D正确;
综上所述答案为D。
35.下列说法正确的是
A.元素周期表每一周期元素原子的最外层电子排布均是从ns1过渡到ns2np6
B.元素周期表中IIIB族到IIB族的10个纵列的元素都是金属元素
C.所有的非金属元素都分布在p区,所有金属元素都分布在d区和ds区
D.核外电子排布式为1s2的原子与核外电子排布式为1s22s2的原子的化学性质相似
【答案】B
【详解】A.第一周期最外层电子排布是从ns1过渡到ns2,故A错误;
B.过渡元素包括副族与第Ⅷ族,为元素周期表中的第3列到12列,即ⅢB到ⅡB的10个纵行,都是金属元素,故B正确;
C.非金属元素H元素位于s区,故C错误;
D.1s2是He元素属于0族元素,1s22s2是Be元素属于第IIA族元素,He是稀有气体元素,Be为金属元素,二者性质不相似,故D错误;
故答案选B。
36.下列关于元素周期表说法中,正确的是
A.除短周期外,其他周期都有18种元素
B.s区元素都是金属元素,p区元素都是非金属元素
C.基态某原子的价层电子排布式为4d105s1,推断该元素位于第五周期第IB族
D.第VIII族是所含元素最多的族
【答案】C
【详解】A.第六、七周期有32种元素,第六、七周期为长周期,故A错误;
B.s区的H元素不是金属元素,p区为ⅢA族﹣0族,其中Al、Sn等元素均为金属元素,故B错误;
C.基态某原子的价层电子排布式为4d105s1,最高能层数等于周期数,该元素的价层电子排布式为半充满状态,因为与铜在同一族,即第IB族,可知该元素位于第五周期第IB族,为银元素,故C正确;
D.第六、七周期在第ⅢB族中出现了镧系、锕系,每个系的一个空格包含了15种元素,故第ⅢB族含有元素最多,故D错误;
故答案选C。
考点7 元素周期律:原子半径
37.短周期主族元素W、V、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中W的原子核内没有中子;V原子的核外电子总数是内层电子数的3倍;X的单质是空气的主要成分之一,X的两种同素异形体的摩尔质量之比为2∶3;Y原子半径在同周期中最大,Z是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是
A.简单离子的半径大小顺序为Z>Y>X
B.X的最高价氧化物对应水化物酸性最强
C.Y、Z分别与X形成的化合物中化学键类型一定相同
D.电解熔融状态Y的氯化物可制备Y的单质
【答案】D
【分析】由题干信息可知,短周期主族元素W、V、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中W的原子核内没有中子,则W为H,V原子的核外电子总数是内层电子数的3倍,即V为C,X的单质是空气的主要成分之一即N或O,X的两种同素异形体的摩尔质量之比为2∶3即为O2和O3,故X为O;Y原子半径在同周期中最大且原子序数比O大,则Y为Na,Z是地壳中含量最多的金属元素,故Z为Al,据此分析解题。
【详解】由分析可知,W、V、X、Y、Z分别为H、C、O、Na、Al,故有:
A.由分析可知,X、Y、Z分别为O、Na、Al,它们最简单离子具有相同的核外电子排布,且核电荷数Al>Na>O,故简单离子的半径大小顺序为O2->Na+>Al3+即X >Y>Z,A错误;
B.由分析可知,X为O,O无最高价氧化物,B错误;
C.由分析可知,X为O,Y为Na、Z为Al,Y、Z分别与X形成的化合物中Na2O2中含离子键和共价键,而Al2O3中只含离子键,即化学键类型不一定相同,C错误;
D.由分析可知,Y为Na,电解熔融状态的NaCl,阴极可得到Na,即可电解熔融状态Y的氯化物可制备Y的单质,D正确;
故答案为:D。
38.下列关于物质性质的比较,正确的是
A.原子半径大小: B.氢化物稳定性:
C.酸性强弱: D.碱性强弱:
【答案】B
【详解】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同,质子数越多半径越小,原子半径Na>S>O,故A错误;
B.O、F都在第二周期,同周期从左向右非金属性在增强,则氢化物稳定性,O、S都第ⅥA族,同主族从上向下非金属性在减弱,则氢化物稳定性,故B正确;
C.因非金属性,则最高价氧化物对应的水化物的酸性为,故C错误;
D.Mg、Ca都在第ⅡA族,同主族从上向下金属性在增强,则金属性,碱性强弱:,故D错误;
选B。
39.下列关于物质性质变化的比较,不正确的是
A.酸性强弱:H3PO4>H2SO4>HClO4 B.原子半径大小:Na<K<Rb
C.碱性强弱:KOH>NaOH>LiOH D.金属性强弱:Na>Mg>Al
【答案】A
【详解】试题分析:A.非金属性越强,最高价氧化物的水化物的酸性越强,酸性强弱:H3PO4<H2SO4<HClO4,错误;B.同一主族,从上到下,原子半径逐渐增大,原子半径大小:Na<K<Rb,正确;C. 金属性越强,最高价氧化物的水化物的碱性越强,碱性强弱:KOH>NaOH>LiOH,正确;D.同一周期,从左到右,元素的金属性逐渐减弱,金属性强弱:Na>Mg>Al,正确;故选A。
40.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表( )
元素代号
L
M
X
R
T
原子半径/nm
0.160
0.143
0.102
0.089
0.074
主要化合价
+2
+3
+6,-2
+2
-2
下列叙述错误的是
A.R的氧化物对应的水化物可能具有两性
B.X单质在氧气中燃烧不可能生成XO3
C.离子半径大小:r(M3+)>r(T2-)
D.最高价氧化物对应水化物碱性:L(OH)2>M(OH)3
【答案】C
【详解】L、M、X、R、T对应的元素分别为:所以
A正确,氢氧化铍具有两性;B正确,S单质燃烧不能生成三氧化硫;C错,离子半径大小关系为:r(T2-)>r(M3+);D正确;镁的金属性比铝强;
考点8 元素周期律:电离能
41.某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示,单位为kJ·mol-1)如表所示。
I1
I2
I3
I4
……
R
740
1 500
7 700
10 500
……
下列关于元素R的判断一定正确的是
A.R元素第一电离能大于同周期相邻元素
B.R的最高正价为+3价
C.R元素位于元素周期表中第ⅢA族
D.R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
【答案】A
【分析】由表格可知, I3出现了突跃,故R的最外层有2个电子,最高正价为+2价,R元素位于元素周期表中第IIA族。
【详解】A.根据分析,R的最外层有2个电子,s轨道电子全满,第一电离能大于同周期相邻元素,A正确;
B.根据分析,R的最高正价为+2价,B错误;
C.根据分析,R元素位于元素周期表中第IIA族,C错误;
D.无法确定R元素在第几周期,无法确定电子排布式,D错误;
故选A。
42.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)。下列关于元素R的判断正确的是
R
740
1500
7700
10500
13600
A.R的最高正价为价 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5个电子 D.R元素基态原子的电子排布式为
【答案】B
【分析】某短周期元素R的第三电离能剧增,说明该原子最外层有2个电子,处于IIA族,该原子存在第五电离能,说明核外电子数数目大于4,故R为Mg元素。
【详解】A.Mg的最高正价为+2价,A错误;
B.Mg元素位于元素周期表中第IIA族,B正确;
C.Mg元素的原子最外层共有2个电子,C错误;
D.Mg元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s2,D错误;
答案选B。
43.主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大,元素的某种性质递变规律如图所示。下列对应的元素和性质正确的是
A.原子半径: B.电负性:
C.第一电离能: D.最高正化合价:
【答案】C
【分析】根据图示,随着原子序数递增,元素性质总体呈增大趋势,但是Y元素出现“反常”。
【详解】A.F、、、I的原子半径依次增大,与图像不符,A项不选;
B.O、S、、的电负性依次减小,与图像不符,B项不选;
C.、P、S、的第一电离能呈增大趋势,但P的能级电子排布是半充满的,比较稳定,第一电离能高于相邻元素,与图像相符,C项选;
D.氧没有最高正化合价,氟没有正价,与图像不符,D项不选;
答案选C。
44.元素的基态气态原子得到电子形成气态负离子时所放出或吸收的能量称作电子亲和能,O原子的第二电子亲和能()为。根据如图数据(单位均为),下列说法错误的是
A.的第三电离能远远大于 B.的第一电离能小于
C.的键能为 D.
【答案】D
【详解】A.基态镁原子最外层只有两个电子,由图可知,Mg的第二电离能为,则第三电离能远远大于,故A正确;
B.Mg的第一电离能为,3s能级电子能量小于3p能级电子,Mg的第一电离能大于同周期相邻的Al元素,则Al的第一电离能小于,故B正确;
C.由图可知吸收的能量为,则的键能为,故C正确;
D.设O-+e-→O2-释放的能量为a,结合盖斯定律计算得到:-601.2kJ•mol-1=146.4kJ•mol-1+737.7kJ•mol-1+1450.6kJ•mol-1+249.2kJ•mol-1-141.8kJ•mol-1+akJ•mol-1-3943kJ•mol-1,计算得到:a=899.7kJ•mol-1,基态气态O原子得到电子形成气态负离子时放出能量,则O原子的第二亲和能Y2为-899.7kJ•mol-1,故D错误;
故选D。
考点9 元素周期律:电负性
45.下列价电子排布对应的基态原子中,电负性最大的是
A.2s22p1 B.2s22p3 C.2s22p4 D.3s23p4
【答案】C
【分析】可以先根据价电子排布推出具体的原子,再比较电负性。
【详解】选项中A—D对应的元素分别为B、N、O、S;其中电负性最大的是O;
答案选C。
46.四种元素的基态原子价电子排布式:①2s22p3②2s22p4③3s23p1④3s23p4,下列说法正确的是
A.元素最高正价:②=④ B.第一电离能:①>②
C.电负性:③>④ D.简单离子半径:③>②
【答案】B
【分析】根据四种元素的基态价电子排布式可知:①为N元素、②为O元素、③为Al元素、④为S元素,据此分析。
【详解】A.O和S处于同一主族,但O元素一般无最高正价,A错误;
B.由于N元素的基态2p轨道电子排布处于半充满状态,故其失去电子时所吸收的能量较大,则N的第一电离能大于O元素,B正确;
C.同一周期从左向右电负性逐渐增大,故Al的电负性小于S,C错误;
D.相同离子结构的两种离子,原子序数越大半径越小,Al的原子序数大于O,故Al的简单离子半径小于O的简单离子半径,D错误;
故选B。
47.下列对电负性的理解不正确的是
A.主族元素的电负性越大,元素的第一电离能一定越大
B.元素的电负性是元素固有的性质,与原子结构有关
C.元素的电负性的大小反映了元素的原子对键合电子吸引力的大小
D.电负性是人为规定的一个相对数值,不是绝对标准,所以没有单位
【答案】A
【详解】A.主族元素的电负性越大,元素的第一电离能不一定越大,如电负性,而第一电离能,故A错误;
B.电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小,与原子结构有关,同一周期电负性从左到右依次增大,故B正确;
C.根据电负性的含义,电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小,故正确;
D.根据电负性的标准:电负性是以氟为4.0、锂为1.0作为标准的相对值,电负性是人为规定的一个相对数值,不是绝对标准,故D正确;
故选:A。
48.下列有关电负性的说法中正确的是
A.过渡金属元素的电负性都小于2
B.主族元素原子的电负性越大,其第一电离能也越大
C.在元素周期表中,同一周期主族元素电负性从左到右递增
D.形成化合物时,元素的电负性越大,吸引电子的能力越强,越容易显示正价
【答案】C
【详解】A.过渡金属元素的电负性不一定都小于2,如Au电负性是2.4,故A错误;
B.同周期元素从左到右,元素的电负性逐渐增强,但第一电离能有增大的趋势,故并不是电负性越大其第一电离能也越大,故B错误;
C.同周期元素从左到右(零族元素除外),元素电负性逐渐增强,对键合电子的吸引力逐渐增强,故C正确;
D.电负性越大,吸引电子的能力越强,越容易显负价,故D错误;
故选:C。
考点10 元素周期律:主族元素的周期性变化规律
49.元素周期表隐含着许多信息和规律。以下所涉及的元素均为中学化学中常见的短周期元素,其原子半径及主要化合价列表如下,其中用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气来源。
元素代号
原子半径
0.037
0.186
0.074
0.102
0.143
0.160
0.099
主要化合价
+1
+1
-2
+3
+2
-1
下列说法正确的是
A.的氧化物对应水化物的酸性:
B.R、X、Y的单质失电子能力最强的是X
C.M与Q两种元素原子按1∶1形成非极性分子
D.BeO与X氧化物性质相似,属于两性氧化物
【答案】D
【分析】R2Q2用于呼吸面具或潜水艇中作为氧气来源,根据表格中元素的主要化合价可知,R为Na元素,O为氧元素;T元素的主要化合价有-2、+4、+6,且半径大于氧原子,则T为S元素;M元素的主要化合价为+1,且其原子半径比氧小,则M为H元素;Z原子的半径较氧大,主要化合价为-1,则为Cl元素;X、Y两元素的主要化合价分别为+3、+2,原子半径比钠略小,则X、Y为Al、Mg元素,据此分析可得结论。
【详解】A.未说明是最高价含氧酸,对于的物质不唯一,无法进行比较,故A错误;
B.由上述分析可知R、X、Y分别为Na、Al、Mg三种金属元素,同周期主族元素从左往右,金属性逐渐减弱,因此金属性的强弱为:钠>镁>铝,则单质失去电子能力最强的为Na,故B错误;
C.M、Q分别为氢和氧元素,两种元素原子按1∶1形成的化合物为共价化合物H2O2,正负电荷中心不重合,因此为极性分子,故C错误;
D.X为铝元素,Al2O3是两性氧化物,根据对角线规则,Be与Al的化学性质相似,所以BeO也是两性氧化物,故D正确;
故答案选D。
50.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,基态X原子最外层有3个未成对电子,Y是地壳中含量高的元素,Z单质能与冷水剧烈反应并放出氢气,W的周期数比族序数大1。下列说法正确的是
A.第一电离能: B.原子半径大小:
C.氢化物的热稳定性: D.基态原子核外有12种不同能级的电子
【答案】A
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,Y是地壳中含量高的元素,Y为O元素;Z单质能与冷水剧烈反应并放出氢气,Z为Na元素;基态X原子最外层有3个未成对电子,且原子序数小于O原子,则X价电子排布为2s22p3,X为N元素;W的周期数比族序数大1,则W为第三周期ⅡA族元素,W为Mg,据此分析解题。
【详解】A.根据同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势,ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA反常,同一主族从上往下第一电离能依次减小,故第一电离能N>O>Mg>Na即,A正确;
B.根据同一周期从左往右原子半径依次减小,同一主族从上往下原子半径依次增大可知,原子半径大小Na>Mg>N>O即,B错误;
C.根据同一周期从左往右元素的非金属性依次增强,即O的非金属性>N,则简单氢化物的热稳定性H2O>NH3即,但H2O2的稳定性弱于NH3,C错误;
D.由分析可知,W为Mg,即12号元素,则基态W原子核外有12种不同运动状态的电子,占据1s、2s、2p、3s等4种不同能级,D错误;
故答案为:A。
51.M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的前四周期元素,M和W可以形成一种红棕色气体,X是地壳中含量最高的金属元素,Y是同周期元素中原子半径最小的元素,Z的基态原子中有6个未成对电子。下列说法正确的是
A.X和Y可形成共价化合物
B.Y的氧化物对应的水合物是强酸
C.Z位于元素周期表中第四周期第ⅣB族
D.M和W的简单氢化物的稳定性:M>W
【答案】A
【分析】M和W可以形成一种红棕色气体,该气体为NO2,则M为N,W为O;X是地壳中含量最高的金属元素,X为Al;Y是同周期元素中原子半径最小的元素,Y应位于第三周期,Y为Cl;Z的基态原子中有6个未成对电子,Z应为第四周期的Cr,根据分析得:M、W、X、Y、Z元素分别为:N、O、Al、Cl、Cr。
【详解】A.是通过共价键形成的共价化合物,A项正确;
B.Cl的氧化物对应的水合物,只有是强酸,B项错误;
C.Cr位于元素周期表中第四周期第ⅥB族,C项错误;
D.非金属性:O大于N,简单氢化物的稳定性:,D项错误;
故选:A。
52.短周期主族元素W、Q、X、Y、Z的原子序数依次增大,W原子序数是6,Q元素基态原子核外有三个未成对电子,X与Z同主族,Z的原子序数是X的2倍,元素Y在同周期中原子半径最大。回答下列问题:
(1)可以正确描述W原子结构的是_______(填字母)。
A.原子结构示意图: B.原子核外能量最高的电子云图像:
C.碳-12原子: D.原子的轨道表示式:
(2)Z元素基态原子的电子排布式为 ,基态Z原子的价电子中,两种自旋状态的电子数之比为 。
(3)在第四周期元素中,基态原子的未成对电子数最多的是 (填元素符号),其价电子轨道表示式为 。
(4)图a、b、c分别表示W、Q、X和F的逐级电离能(Ⅰ)变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是 (填标号)。
(5)W、Q、X、Y四种元素的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示);最高价氧化物对应水化物的酸性:W (填“>”或“<”)Q。
【答案】(1)AB
(2) 或 1:2或2:1
(3) Cr
(4)图a
(5) O>N>C>Na <
【分析】W原子序数是6,W为C;元素Y在同周期中原子半径最大,则Y为Na;结合原子序数大小,可知Q为第二周期元素,Q元素基态原子核外有三个未成对电子,可知Q为N;X与Z同主族,Z的原子序数是X的2倍,X为O,Z为S。根据题意分析可得:W、Q、X、Y、Z分别为C、N、O、Na、S。
【详解】(1)碳原子结构示意图正确,A项正确;碳原子核外能量最高的是p能级,呈哑铃形,电子云图像合理,B项正确;碳—12原子表示为,C项错误;根据核外电子排布规律可知,2p轨道中2个电子应分别占据不同的轨道,且自旋方向相同,D项错误。
(2)
S元素基态原子电子排布式为;价电子层有6个电子()两种自旋状态的电子数之比为2:4或者4:2,化简得1:2或者2:1。
(3)
第四周期元素中,基态原子的未成对电子数最多的是Cr元素,其价电子轨道表示式为。
(4)N原子的2p轨道处于半满结构,第一电离能最大,故第一电离能大小:,图 a正确。
(5)同周期元素从左到右电负性增强,同主族元素从上到下电负性减弱,则C、N、O、Na的电负性大小:;元素电负性越强,形成最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则酸性:。
53.下表是某些元素的第一电离能和电负性数值
元素符号
Li
Be
N
O
F
Na
Mg
Al
P
S
Cl
Cr
第一电离能
520
900
1402
1314
1681
496
738
578
1012
1000
1251
652.9
电负性
1.0
1.5
3.0
3.5
4.0
0.9
1.2
1.5
2.1
2.5
3.0
1.6
(1)基态原子的电子排布式为 ,元素位于 区。
(2)基态几种原子中,未成对电子数最多的是 (填元素符号),其最高能级原子轨道形状为 。
(3)根据对角线规则,的一些化学性质与 (填元素符号)相似,与溶液反应的离子方程式是 。
(4)是一种无机化合物,用途广泛。中Br的化合价为 ,写出与水发生反应的化学方程式 。
(5)试从原子结构的角度解释的原因 。
(6)在分子中,与X原子相连的A呈正电性,与Y原子相连的A呈负电性三种元素电负性从大到小的顺序是 。
【答案】(1) 或 d
(2) N 哑铃形
(3) Al 或
(4) +1
(5)N的2p能级为半充满状态,较稳定;S比O多一个电子层,原子半径S>O,S原子核对电子的束缚能力更小
(6)
【详解】(1)Cr为第24号元素,铬原子的核外电子数为24,其基态原子的核外电子排布式为:或,电子填入的最后能力是d能级,因此元素位于d区。
(2)基态原子的电子排布式分别为:1s22s22p3、1s22s22p4、1s22s22p5、1s22s22p63s1,未成对电子数分别为:3、2、1、1,因此未成对电子数最多的是N,其最高能级为p能级,原子轨道形状为:哑铃形。
(3)根据对角线规则,Be与Al的化学性质相似,Be(OH)2与溶液反应的离子方程式为:或。
(4)同主族元素从上往下,非金属逐渐减弱,氯元素和溴元素都是非金属元素,能以共价键结合形成共价化合物氯化溴,氯元素的非金属性强于溴元素,则氯化溴中共用电子对偏向氯原子一方,所以溴元素的化合价为+1价;
氯化溴与水反应生成盐酸和次溴酸,反应的化学方程式为。
(5)的原因:N的2p能级为半充满状态,较稳定;S比O多一个电子层,原子半径S>O,S原子核对电子的束缚能力更小。
(6)电负性描述了不同元素的原子对键合电子吸引力的大小,电负性越大则共用电子对偏向电负性大的原子,由题中信息知,与X原子相连的A呈正电性,说明电负性:,与Y原子相连的A呈负电性,说明电负性:,综合可知电负性:。
54.近年来,我国航天事业发展迅猛,这与材料技术的进步密切相关。如新型储氢材料、陶瓷基复合材料氮化硼(BN)、太阳能电池材料砷化镓(GaAs)等,请按要求回答问题:
(1)基态砷原子的核外电子排布式为 ,其电子占据的最高能层符号是 ,占据最高能级的电子所在的原子轨道为 形。
(2)硼氢化钠(NaBH4,其中氢元素显-1价)是研究最广泛的储氢材料之一,它可以与水反应缓慢产生氢气: NaBH4+ 2H2O=NaBO2+ 4H2↑。上述方程式中所涉及的非金属元素的电负性由大到小的顺序为 ;与硼处于同一周期的元素中,第一电离能大于硼的元素有 种。硼原子在成键时,能将一个2s电子激发进入2p能级参与形成化学键,请写出该激发态原子的价电子的轨道表示式 ,该过程形成的原子光谱为 光谱(填“吸收”或“发射”)。
(3)简单金属氢化物也是具有良好发展前景的储氢材料。在LiH中,离子半径: Li+ H-(填“>”“=”或“<”,原因是 。
(4)铜、锌两种元素位于元素周期表的 区,两元素的第一电离能(I1)、第二电离能(I2)数据如表所示:
电离能/(kJ·mol-1)
I1
I2
铜
746
1958
锌
906
1733
铜的I1小于锌,I2却大于锌的主要原因是 。
【答案】(1) [Ar]3d104s24p3 N 哑铃
(2) O>H>B 6 吸收
(3) < 两个离子核外电子排布相同,但锂的核电荷数大,对电子的吸引力强,离子半径减小
(4) ds 铜的价电子为3d104s1,锌的价电子为3dl04s2, 铜失去一个电子可以达到稳定的3d全满结构,因此I1小于锌,也由于3d全满结构稳定,Cu+ 再失去一个电子较困难,因此I2大于锌
【详解】(1)As原子序数是33,位于元素周期表第四周期第VA族,其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3;占据最高能层为N;占据最高能级的电子所在的原子轨道为p轨道,为哑铃形,故答案:[Ar]3d104s24p3;N;哑铃;
(2)同一主族从上到下,电负性逐渐减小,同一周期从左到右,电负性逐渐增大,故电负性大小:O>H>B;同周期主族元素随着原子序数增大,第一电离能呈增大的趋势,但第ⅡA族和第ⅤA族元素反常,硼位于元素周期表第二周期第ⅢA族,与硼处于同一周期的元素中,第一电离能大于硼的元素有6种;硼原子在成键时,能将一个2s电子激发进入2p能级参与形成化学键,该激发态原子的价电子的轨道表示式;由基态变为激发态需要吸收能量,所以该过程形成的原子光谱为吸收光谱,故答案:O>H>B;6;;吸收;
(3)核外电子排布相同时离子半径随原子序数的增大而减小,离子半径Li+< H-,故答案:<;两个离子核外电子排布相同,但锂的核电荷数大,对电子的吸引力强,离子半径减小;
(4)铜、锌两种元素分别位于元素周期表的第四周期第IB族、第IIB族,都位于ds区;铜的价电子为3d104s1,锌的价电子为3dl04s2, 铜失去一个电子可以达到稳定的3d全满结构,因此I1小于锌,也由于3d全满结构稳定,Cu+再失去一个电子较困难,因此I2大于锌,故答案:ds;铜的价电子为3d104s1,锌的价电子为3dl04s2, 铜失去一个电子可以达到稳定的3d全满结构,因此I1小于锌,也由于3d全满结构稳定,Cu+再失去一个电子较困难,因此I2大于锌。
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