专题2 总结提升 命题热点4 原子核外电子排布规律及电离能和电负性的应用(Word教参)-【优化指导】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（苏教版2019）

[对应学生用书P43] 命题热点4　原子核外电子排布规律及电离能和电负性的应用 一、核心要点梳理 1．原子核外电子排布的“三”规律 规律 内容 (1)能量最 低原理 原子核外电子总是先占有能量最低的轨道 (2)泡利不 相容原理 每个原子轨道上最多容纳2个自旋状态不同的电子 (3)洪特 规则 当电子排布在能量相同的不同轨道时，基态原子中的电子尽可能分占在不同的原子轨道上，且自旋状态相同 注意：洪特规则特例 能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低。利用此规律可得①原子核外电子排布式，如Cr：[Ar]3d54s1，Cu：[Ar]3d104s1； ②第一电离能反常大，如I1(N)＞I1(O)； ③稳定性较强，如Cu2O比CuO稳定；Fe2O3比FeO稳定。 3．元素第一电离能和电负性的递变性 递变 同周期(从左到右) 同主族(自上而下) 第一 电离能 增大趋势(注意ⅡA、 ⅤA族的特殊性) 依次减小 电负性 依次增大 依次减小 4.逐级电离能的大小关系 (1)同电子层的逐级电离能逐渐增大，但差别不大。 (2)不同电子层的逐级电离能差别很大，如Al：I3≪ I4。 二、感悟考法考向 (1)(2020·全国卷Ⅰ)基态Fe2+与Fe3+中未成对的电子数之比为________。 (2)(2020·全国卷Ⅰ)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。 I1/(kJ·mol-1) Li Be B 520 900 801 Na Mg Al 496 738 578 I1(Li)> I1(Na)，原因是_______________________________________________________ ________________________________________________________________________。 I1(Be)> I1(B)> I1(Li)，原因是________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3) (2023·广东卷) 基态Fe2+的3d电子轨道表示式为______________________。 (4)(2020·全国卷Ⅲ)H、B、N中，原子半径最大的是________。根据对角线规则，B的一些化学性质与元素________的相似。 (5)(2020·全国卷Ⅲ)NH3BH3分子中，与N相连的H呈正电性(Hδ＋)，与B相连的H呈负电性(Hδ－)，电负性大小顺序是__________________。 (6)(2023·全国乙卷)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__________________。 (7)(2020·江苏卷)C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为________________。 答案：(1)4∶5　(2)Na与Li同主族，Na的电子层数更多，原子半径更大，故第一电离能更小　同周期元素从左到右，第一电离能呈现增大的趋势，但由于ⅡA族元素基态原子的s轨道处于全充满的状态，能量更低更稳定 (4)B　 Si(硅) (5)N＞H＞B (6)3d64s2　O＞Si＞Fe＞Mg　＋2 (7) N＞O＞C 解析：(1)基态铁原子的外围电子排布式为3d64s2，失去外层电子转化为Fe2+和Fe3+，这两种基态离子的外围电子排布式分别为3d6和3d5，根据洪特规则可知，基态Fe2+有4个未成对电子，基态Fe3+有5个未成对电子，所以未成对电子个数比为4∶5。 (2)同主族元素，从上至下，原子半径增大，第一电离能逐渐减小，所以I1(Li)＞I1(Na)；同周期元素，从左至右，第一电离能呈现增大的趋势，但由于ⅡA族元素基态原子s轨道处于全充满的状态，能量更低更稳定，所以其第一电离能大于同一周期的ⅢA族元素，因此I1(Be)＞I1(B)＞I1(Li)。 (4)在所有元素中，H的半径是最小的，同一周期从左到右，原子半径依次减小，所以，H、B、N中原子半径最大是B。B与Si在元素周期表中处于对角线的位置，根据对角线规则，B的一些化学性质与Si相似。 (5)NH3BH3分子中，与N相连的H呈正电性，说明N的电负性大于H；与B原子相连的H呈负电性，说明H的电负性大于B，因此3种元素电负性由大到小的顺序为N＞H＞B。 (6)Fe为26号元素，基态Fe原子的外围电子排布式为3d64s2。元素的金属性越强，其电负性越小，元素的非金属性越强，则其电负性越大，因此，橄榄石(MgxFe2－xSiO4)中，各元素电负性大小顺序为O＞Si＞Fe＞Mg；因为MgxFe2－xSiO4中Mg、Si、O的化合价分别为＋2、＋4和－2，x＋2－x＝2，根据化合物中各元素的正负化合价的代数和为0，可以确定铁的化合价为＋2。 (7)N 原子外围电子结构稳定， 第一电离能最大。 三、高考类题集训 1．(1)基态铬原子的简化电子排布式为________，其原子核外电子填充的原子轨道种类数目为________，核外电子填充的原子轨道数目为____________。 (2)CuSO4和Cu(NO3)2中阳离子核外电子排布式为________，外围电子排布图为________________________________________________________________________。 (3)Na＋与Ne比较，电离能I2(Na)________(填“＞”“＜”或“＝”)I1(Ne)。 (4)第四周期中，与N原子未成对电子数相同的金属元素有________种；最外层电子排布式为4s1的元素有________种。 (5)黄铜是由铜和锌所组成的合金，元素铜与锌的第一电离能分别为：ICu＝746 kJ·mol-1，IZn＝906 kJ·mol-1，ICu＜IZn的原因是_______________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (6)在As的基态原子中，核外电子占据能量最高的原子轨道符号为________，该原子轨道电子的电子云形状为________。 (7)P、S元素的第一电离能P________S(填“＞”“＝”或“＜”)，其理由是_________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)[Ar]3d54s1　3　15 (3)＞　(4)3　3 (5)锌失去的是全充满的4s2电子，铜失去的是4s1电子 (6)4p　纺锤形 (7)＞　P的3p轨道为半充满状态，稳定，难失电子 2．已知原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种前四周期元素。A是宇宙中最丰富的元素；B的基态原子中有3个未成对电子；C的基态原子的未成对电子数等于周期序数；D的原子半径在短周期中最大；E原子的K层电子数与最外层电子数之比为2∶1，且d轨道处于全充满状态。请回答下列问题： (1)写出E基态原子的电子排布式：____________________________________________， A、B、C三种元素的电负性由大到小的顺序为______________(用元素符号表示)。 (2)B的外围电子轨道表示式为________。 (3)E的氧化物中，较稳定的为____________，理由是______________________________ ________________________________________________________________________。 (4)第一电离能：D________E(填“＞”“＜”或“＝”，下同)。 (5)D、C的离子半径：D________C。 答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 (3)Cu2O　Cu2O中Cu＋的3d为全充满，能量低，稳定 (4)＜　(5)＜ 解析：由题意知：A、B、C、D、E依次为H、N、O、Na、Cu。 3．(1)在基态14C原子中，核外存在________对自旋状态不同的电子。 (2)镍元素基态原子3d轨道上的未成对电子数为________。 (3)元素铜与镍的第二电离能分别为ICu＝1 958 kJ·mol-1、INi＝1 753 kJ·mol-1，ICu>INi的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]______，有________个未成对电子。 (5)氮原子外围电子的轨道表示式(电子排布图)为________。 (6)元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为________nm(填标号)。 A．404.4　　　B．553.5　　　C．589.2　　　 D．670.8 E．766.5 (7)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、________(填标号)。 (8)Li＋与H－具有相同的电子构型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是_____________________ ________________________________________________________________________。 (9)下列基态原子或离子的外围电子排布图正确的是________(填标号)。 (11)铁成为阳离子时首先失去____________轨道电子，Sm的外围电子排布式是4f66s2 ，Sm3+的外围电子排布式为______________。 答案：(1)2　(2)2　(3)Cu＋的外围电子排布为3d10，是全充满稳定结构， 不容易失去一个电子 (4)3d104s24p2　2　 (6)A　(7)D　C (8)由于锂的核电荷数较大，原子核对最外层电子的吸引力较大，因此Li＋半径小于H－ (9)CD (11)4s　4f5 学科网（北京）股份有限公司 $$