内容正文:
专题2 专题综合提升
优化探究
专题2 原子结构与元素性质
考向一 原子的核外电子排布
1.(高考真题)(1)基态O原子的电子排布式 ,其中未成对电子有 个。
1s22s22p4{或[He]2s22p4}
2
(1)基态O原子核外有8个电子,因此基态O原子的电子排布式为1s22s22p4或[He]2s22p4,其2p轨道有2个未成对电子,即O原子有2个未成对电子。
(2)基态F原子的外围电子的轨道表示式为 。
(2)F为9号元素,其基态原子的电子排布式为1s22s22p5,则其外围电子的轨道表示式为 。
(3)氟原子激发态的电子排布式有 (填字母,下同),其中能量较高的是 。
a.1s22s22p43s1 b.1s22s22p43d2
c.1s22s12p5 d.1s22s22p33p2
ad
d
(3)F的原子序数为9,其基态原子的电子排布式为1s22s22p5,1s22s22p43s1为基态氟原子2p能级上的1个电子跃迁到3s能级上,属于氟原子的激发态,a正确;1s22s22p43d2,核外共10个电子,不是氟原子,b错误;1s22s12p5,核外共8个电子,不是氟原子,c错误;1s22s22p33p2为基态氟原子2p能级上的2个电子跃迁到3p能级上,属于氟原子的激发态,d正确;同一原子3p能级的能量比3s能级的能量高,因此能量较高的是1s22s22p33p2。
(4)基态S原子的外围电子中,两种自旋状态的电子数之比为 。
1∶2(或2∶1)
(4)基态S原子的外围电子排布式为3s23p4,根据基态原子电子排布规则,两种自旋状态的电子数之比为1∶2或2∶1。
(5)基态Se原子的核外电子排布式为[Ar] 。
3d104s24p4
(5)硒元素的原子序数为34,其基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p4。
(6)基态Ni原子的外围电子排布式为 ,在元素周期表中位置为 。
3d84s2
第4周期Ⅷ族
(6)已知Ni是28号元素,故基态Ni原子的外围电子排布式为3d84s2,在元素周期表中位于第4周期Ⅷ族。
2.(高考真题)过渡金属元素铬(Cr)是不锈钢的重要成分,在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。对于基态Cr原子,下列叙述正确的是 (填字母)。
A.轨道处于半充满时体系总能量低,电子排布式应为[Ar]3d54s1
B.4s电子能量较高,总是在比3s电子离核更远的地方运动
C.电负性比钾大,原子对键合电子的吸引力比钾大
AC
基态原子满足能量最低原理,Cr有24个核外电子,轨道处于半充满时体系总能量低,核外电子排布式应为[Ar]3d54s1,A正确;同周期(除0族)元素原子序数越大电负性越大,钾与铬位于同周期,铬的原子序数大于钾,故铬的电负性比钾大,原子对键合电子的吸引力比钾大,C正确。
考向二 元素的电离能和电负性
3.(高考真题)钠和钾是两种常见金属,下列说法正确的是( )
A.钠元素的第一电离能大于钾
B.基态钾原子外围电子的轨道表示式为
C.钾能置换出NaCl溶液中的钠
D.钠元素与钾元素的原子序数相差18
A
同一主族元素的第一电离能从上到下依次减小,因此,钠元素的第一电离能大于钾,A正确;基态钾原子外围电子排布式为4s1,其轨道表示式为 ,B不正确;钾和钠均能与水发生剧烈反应,因此,钾不能置换出 NaCl溶液中的钠,C不正确;钠元素与钾元素的原子序数分别为11、19,两者相差8,D不正确。
4.(高考真题)工业上电解熔融Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的混合物可制得铝。下列说法正确的是( )
A.半径大小:r(Al3+)<r(Na+)
B.电负性大小:χ(F)<χ(O)
C.电离能大小:I1(O)<I1(Na)
D.碱性强弱:NaOH<Al(OH)3
A
核外电子排布相同时,核电荷数越大,离子半径越小,故半径大小为r(Al3+)<r(Na+),故A正确;同周期元素核电荷数越大电负性越大,故χ(F)>χ(O),故B错误;同周期元素从左往右第一电离能呈增大趋势,同主族元素从上往下第一电离能逐渐减小,故电离能大小为I1(O)>I1(Na),故C错误;元素金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,故碱性强弱为NaOH>Al(OH)3,故D错误。
5.(高考真题)某多孔储氢材料前驱体结构如图,M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子。下列说法正确的是( )
A.氢化物沸点:X>Y
B.原子半径:M<X<Y<Z
C.第一电离能:W<X<Y<Z
D.电负性:M<X<Y<Z
D
由题干信息可知,基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子,故Z为C或O,根据多孔储氢材料前驱体结构图可知Y周围形成了4个单键,再结合信息M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,故Y为N,Z为O,M只形成一个单键,M为H,X为C,则W为B,据此分析解题。
6.(1)(高考真题节选)图a、b、c分别表示C、N、O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图 (填字母),判断的根据是______________________________________________________
;第三电离能的变化图是图 (填字母)。
a
同一周期元素的第一电离能从左向右有增大的趋势,但由于N元
素的2p能级为半充满状态,因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高
b
(1)失去2个电子后,各元素的外围电子排布式如下:C为2s2,N为2s22p1,O为2s22p2,F为2s22p3,在失去第三个电子时,C需要破坏全充满的2s轨道,第三电离能比N大;F需要破坏半充满的2p轨道,第三电离能最大,故第三电离能的变化图为图b。
(2)(2022·河北卷,节选)含Cu、Zn、Sn及S的四元半导体化合物(简写为CZTS),是一种低价、无污染的绿色环保型光伏材料,可应用于薄膜太阳能电池领域。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_______________________________________________________
______________________________________________________________
。
Cu
Cu的第二电离能失去的是3d10的电子,第一电离能失去的是4s1的电子,Zn的第二电离能失去的是4s1的电子,第一电离能失去的是4s2的电子,3d10电子处于全充满状态,其与4s1电子能量差值更大
(3)(2022·湖南卷,节选)富马酸亚铁(FeC2H2O4)中各元素的电负性由大到小的顺序为 。
O>C>H>Fe
(3)金属元素的电负性小于非金属元素,则铁元素的电负性最小,非金属元素的非金属性越强,电负性越大,氢、碳、氧的非金属性依次增强,则电负性依次增大,所以富马酸亚铁中四种元素的电负性由大到小的顺序为O>C>H>Fe。
$$