1.2 原子结构与元素的性质【上好课】高二化学深度学习辅导讲义（人教版选择性必修2）

本讲义聚焦“原子结构与元素性质”核心知识点，以构造原理为基础，系统梳理原子结构与元素周期表的关系，包括周期划分（能级组对应）、族划分（价层电子排布决定）及分区（s、p、d、ds、f区），进而延伸原子半径、电离能、电负性的递变规律，构建“结构-位置-性质”的学习支架。 该资料通过表格对比（如周期与能级组容纳电子数）、典例变式训练（如由电子排布推断元素位置）及规律点拨（如半径比较“三看法”），培养学生科学思维（证据推理、模型建构）与科学探究能力。课中辅助教师系统授课，课后通过分层练习（基础要点、能力强化、高考真题）帮助学生巩固，查漏补缺。

第一章 原子结构与性质 第二节 原子结构与元素的性质 要点 1 原子结构与元素周期表 1．元素周期律、元素周期系和元素周期表 (1)元素周期律 元素的性质随原子序数递增而呈周期性的变化，这个规律称作元素周期律。 (2)元素周期系 元素按原子序数(即核电荷数)递增排列的序列称为元素周期系。 (3)元素周期表——呈现元素周期系的表格。元素周期系只有一个，元素周期表多种多样。 2．构造原理与元素周期表 (1)元素周期系的基本结构 根据构造原理得出的核外电子排布，可以解释元素周期系的基本结构。 例如：第一周期从1s1开始，以1s2结束；其余各周期总是从ns能级开始，以np能级结束，其间递增的核电荷数(或电子数)就等于每个周期里的元素数。 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p…… 周期 一 二 三 四 五 六 七 元素个数 2 8 8 18 18 32 32 (2)元素周期表中周期的划分 ①每一周期对应一个能级组。 ②周期序数＝能级组中最大能层序数。 ③本周期包含的元素种数＝对应能级组所含原子轨道数的2倍＝对应能级组最多容纳的电子数。 (3)元素周期表中族的划分 (1)主族元素原子的价层电子数＝该元素在周期表中的主族序数。 族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价层电子排布 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 (2)过渡元素(除镧系、锕系外，以第四周期为例) 周期表中列数 族序数 价层电子排布 3 ⅢB (n－1)d1ns2 4 ⅣB (n－1)d2ns2 5 ⅤB (n－1)d3ns2 6 ⅥB (n－1)d5ns1 7 ⅦB (n－1)d5ns2 8～10 Ⅷ (n－1)d6～8ns2 11 ⅠB (n－1)d10ns1 12 ⅡB (n－1)d10ns2 (3)稀有气体元素：价层电子排布为ns2np6(He除外)。 3．核外电子排布与元素的最高正价数 (1)当主族元素失去全部价电子后，表现出该元素的最高化合价，最高正价＝主族序数(O、F除外)。 (2)ⅢB～ⅦB族可失去ns和(n－1)d轨道上的全部电子，所以，最高正价数＝族序数。 (3)Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的部分(n－1)d电子，所以最高正价低于族序数(8)，只有Ru和Os可表现八价。 (4)ⅠB族可失去ns1电子和部分(n－1)d电子，所以ⅠB的族数<最高正价，ⅡB只失去ns2电子，ⅡB的族序数＝最高正价。 4．原子结构与元素周期表的分区 按照核外电子排布，可把元素周期表划分成5个区。除ds区外，一般来说，各区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。 (1)s区：包括第ⅠA、ⅡA族元素，价层电子排布为ns1~2，最后一个电子填在ns能级上，除氢元素外均属于活泼金属元素。 (2)p区：包括第ⅢA~ⅦA族以及0族元素，价层电子排布为ns2np1~6(除He)外，最后一个电子填在np能级上，为非金属元素、稀有气体元素和少数金属元素。 (3)d区：包括第ⅢB~Ⅷ族元素(除镧系、锕系外)，价层电子排布为(n-1)d1~9ns1~2(钯除外)，最后一个电子填在(n-1)d能级上，为过渡金属元素。 (4)ds区：包括第ⅠB、ⅡB族元素，价层电子排布为(n-1)d10ns1~2，可理解为先填满了(n-1)d能级而后再填充ns能级，为过渡金属元素。 (5)f区：包括镧系和锕系元素，价层电子排布为(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2。 要点 2 原子半径及微粒半径比较 1．影响原子半径大小的因素 (1)电子的能层数：电子的能层越多，电子之间的排斥作用使原子半径增大。 (2)核电荷数：核电荷数越大，核对电子的引力就越大，使原子半径减小。 2．主族元素原子半径的递变规律 (1)同周期：从左至右，核电荷数越大，半径越小。 (2)同主族：从上到下，能层数越大，半径越大。 3．微粒半径大小比较 (1)原子半径大小的比较 ①同电子层：一般来说，当电子层相同时，随着核电荷数的增加，其原子半径逐渐减小(稀有气体除外)，有“序小径大”的规律。 ②同主族：一般来说，当最外层电子数相同时，能层数越多，原子半径越大。 (2)离子半径大小的比较 ①同种元素的离子半径：阴离子大于原子，原子大于阳离子，低价阳离子大于高价阳离子。如：r(Cl－)>r(Cl)，r(Fe)>r(Fe2＋)>r(Fe3＋)。 ②电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小。如r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。 ③同主族带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。如r(Li＋)<r(Na＋)<r(K＋)，r(O2－)<r(S2－)。 ④核电荷数、电子层数均不同的离子可选一种离子参照比较。如比较r(K＋)与r(Mg2＋)可选r(Na＋)为参照：r(K＋)>r(Na＋)>r(Mg2＋)。 要点 3 电离能及应用 1．电离能的概念 (1)第一电离能：气态基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能，通常用I1表示。 (2)各级电离能：＋1价气态正离子失去一个电子，形成＋2价气态正离子所需要的最低能量叫做第二电离能，用I2表示；＋2价气态正离子再失去一个电子，形成＋3价气态正离子所需要的最低能量叫做第三电离能，用I3表示；依次类推。 2．电离能的变化规律 (1)同周期元素随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈现增大的趋势。其中ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA之间元素的第一电离能出现反常。 (2)同族元素从上到下第一电离能减小。 (3)同种原子的逐级电离能越来越大(I1＜I2＜I3…)。 3．电离能的应用 (1)确定元素原子的核外电子排布 如Li：I1≪I2<I3，表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层(K、L能层)上，而且最外层上只有一个电子。 (2)确定元素的化合价 如K元素I1≪I2<I3，表明K原子容易失去一个电子形成＋1价阳离子。 (3)判断元素的金属性、非金属性强弱 I1越大，元素的非金属性就越强；I1越小，元素的金属性就越强。 要点 4 电负性及应用 1．电负性概念 (1)键合电子：原子中用于形成化学键的电子。 (2)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。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。 2．电负性衡量标准 电负性的概念是由美国化学家鲍林提出的，以氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准，得出了各元素的电负性。 3．电负性的变化规律 (1)一般来说，除稀有气体元素外，同周期从左到右，元素的电负性逐渐变大，非金属性逐渐增强，金属性逐渐减弱。 (2)同主族从上到下，元素的电负性逐渐减弱，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。 (3)主族元素中，电负性最大的元素为位于元素周期表右上角的氟。 4．电负性的应用 (1)判断元素的金属性或非金属性强弱 ①金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右，它们既有金属性，又有非金属性。 ②金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。 (2)判断化学键的类型 ①如果两种成键元素的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成离子键。 ②如果两种成键元素的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键。 如H的电负性为2.1，Cl的电负性为3.0，二者电负性之差为3.0－2.1＝0.9<1.7，故HCl为共价化合物，同理可得出AlCl3、BeCl2为由共价键构成的共价化合物。 (3)判断元素的化合价正负 ①电负性数值小的元素原子吸引电子的能力弱，元素的化合价通常为正值。 ②电负性数值大的元素原子吸引电子的能力强，元素的化合价通常为负值。 (4)解释对角线规则 利用电负性可以解释对角线规则，如Li—Mg、Be—Al、B—Si，由于它们的电负性分别接近，对键合电子的吸引力相当，故表现出相似的性质。如Be、Al的单质、氧化物、氢氧化物都能与强酸和强碱反应。 要点 5 元素周期律 同周期、同主族元素的原子结构与性质递变规律 同周期主族元素(从左→右) 同主族元素(从上→下) 最外层电子数 从1递增到7(第一周期除外) 相同 金属性 逐渐减弱 逐渐增强 非金属性 逐渐增强 逐渐减弱 主要化合价 最高化合价由＋1→＋7(O和F特殊)，主族非金属元素最低化合价的绝对值＝8－族序数 最高化合价＝主族的族序数(O和F特殊)，非金属元素的最低化合价相同 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 气态氢化物的稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强 碱性逐渐增强，酸性逐渐减弱 第一电离能 总体呈增大趋势 逐渐减小 电负性 逐渐增大 逐渐减小 命题点 1 原子结构与元素周期表 典例1已知几种元素原子的核外电子排布情况，分别判断其元素符号、原子序数并指出其在周期表中的位置。 元素 电子排布 元素符号 原子序数 周期 族 A 1s22s22p63s1 B C 3d104s1 D [Ne]3s23p4 E 答案 A：Na　11　三　ⅠA　 B：Fe　26　四　Ⅷ C：Cu　29　四　ⅠB　 D：S　16　三　ⅥA E：Cl 17　三　ⅦA 解析 由电子排布式判断A为11号元素Na；由原子结构示意图可知x＝26，B为26号元素Fe；由价层电子排布判断，C为29号元素Cu；由电子排布式判断，D为16号元素S；由基态原子的轨道表示式判断，E为17号元素Cl。 变式1若某原子的价层电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是(　　) A．该元素位于周期表中第五周期第ⅠB族 B．该元素原子价层电子数为2个 C．该元素为金属元素 D．该元素原子N层共有8个电子 答案 C 解析 该原子的价层电子排布为4d15s2，该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2，与价层电子排布为3d14s2的Sc元素同族，位于周期表第ⅢB族，所以该元素位于周期表中第五周期第ⅢB族，故A错误；该原子的价层电子排布为4d15s2，位于周期表第ⅢB族，所以该元素原子价层电子数为3个，故B错误；该元素位于周期表中第五周期第ⅢB族，属于过渡元素，是副族，副族元素均为金属元素，故C正确；N层的电子排布为4s24p64d1，有9个电子，故D错误。 变式2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错误的是(　　) A．基态原子的N层上只有一个电子的元素可能是副族元素 B．基态原子的价层电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素一定是副族元素 C．基态原子的p能级处于半充满状态的元素一定位于p区 D．基态原子的价层电子排布为(n－1)dxnsy的元素的族序数一定为x＋y 答案 D 解析 基态原子的N层上只有一个电子的元素，可能为K、Cr或Cu，K为第ⅠA族元素，Cr、Cu分别为第ⅥB、ⅠB族元素，A项正确；基态原子的价层电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素是第Ⅷ族元素，第Ⅷ族也属于副族，B项正确；基态原子的p能级处于半充满状态的元素，电子最后填充p能级，属于p区，C项正确；基态原子的价层电子排布式为(n－1)dxnsy的元素，若是第ⅢB～ⅦB族及第Ⅷ族第1列元素，其族序数等于价层电子排布中d、s能级所含电子数目之和，族序数一定为x＋y；若是第ⅠB、ⅡB族元素，其族序数等于价层电子排布中s能级所含电子数y，D项错误。 命题点 2 根据原子结构确定元素位置 典例2下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的价层电子排布特点的有关叙述正确的是(　　) A．Cu位于元素周期表中第四周期第ⅠB族，属于ds区元素 B．O的基态原子中，2p能级为半充满，属于p区元素 C．最外层电子排布式为4s1的元素位于第ⅠA族 D．最外层电子排布式为ns2np1的元素可能是第ⅢA族或第ⅢB族 答案 A 解析 铜位于第四周期第ⅠB族，故A正确；氧元素的2p能级有四个电子，不是半充满，故B错误；最外层电子排布式为4s1，该元素不一定位于第ⅠA族，如铜的最外层电子排布式为4s1，但铜属于第ⅠB族，故C错误；最外层电子排布式为ns2np1，该元素位于第ⅢA族，故D错误。 变式1价层电子排布为3d104s2的元素在周期表中的位置是(　　) A．第三周期第ⅦB族 B．第三周期第ⅡB族 C．第四周期第ⅦB族 D．第四周期第ⅡB族 答案 D 解析 该元素的最大能层序数为4，应位于第四周期，3d和4s电子数之和为12，应在第12列，是第ⅡB族。 变式2 闪烁着银白色光泽的金属钛(22Ti)因具有密度小、强度大、无磁性等优良的机械性能，被广泛应用于军事、医学等领域，号称“崛起的第三金属”。已知钛有48Ti、49Ti、50Ti等核素，下列关于金属钛的叙述中不正确的是(　　) A．上述钛原子中，中子数不可能为22 B．钛元素在周期表中处于第四周期 C．钛的不同核素在周期表中处于不同的位置 D．钛元素是d区的过渡元素 答案 C 解析　48Ti、49Ti、50Ti等核素的中子数分别为26、27、28，A正确；22Ti的价层电子排布为3d24s2，因此钛是d区第四周期的过渡元素，B、D正确；元素在周期表中的位置由其质子数决定，钛的不同核素的质子数相同，在周期表中处于同一位置，C不正确。 命题点 3 元素周期表的分区 典例3 最活泼的金属元素、最活泼的非金属元素、常温下单质呈液态的金属(价层电子排布为5d106s2)元素分别位于下面元素周期表中的(　　) A．s区、p区、ds区 B．s区、p区、d区 C．f区、p区、ds区 D．s区、f区、ds区 答案 A 解析 最活泼的金属元素是铯，在第ⅠA族，位于s区；最活泼的非金属元素是氟，在第ⅦA族，位于p区；常温下单质呈液态的金属是汞，汞的价层电子排布为5d106s2，在第ⅡB族，位于ds区。 变式1 基态原子的核外电子排布式为[Kr]4d105s1的元素所在的区、周期和族为(　　) A．p区、第五周期、第ⅠB族 B．ds区、第五周期、第Ⅷ族 C．d区、第四周期、第ⅠB族 D．ds区、第五周期、第ⅠB族 答案 D 解析 按照构造原理，该元素基态原子的核外电子排布式应为[Kr]4d95s2，实际上是[Kr]4d105s1，可认为是电子先填满4d能级再填充5s能级，故该元素位于ds区；位于元素周期表第11列，即第ⅠB族；该元素基态原子中能量最高的能层为O层，故位于第五周期。 变式2在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，人们发现价层电子排布相似的元素集中在一起。据此，人们将元素周期表分区，并以最后填入电子的能级符号作为该区的符号，如图所示。 (1)在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素，基态原子的价层电子的电子云形状为________。 (2)在d区中，族序数最大、原子序数最小的元素，常见离子的电子排布式为____________________，其中较稳定的是________。 (3)在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素，基态原子的价层电子排布为________。 (4)在p区中，第二周期第ⅤA族元素基态原子的价层电子的轨道表示式为________。 (5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在________区中。 答案 (1)球形　(2)Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6，Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5　Fe3＋　(3)3d104s2 (4) (5)f 解析(1)s区为第ⅠA族、第ⅡA族元素，符合条件的元素为Be，其基态原子的核外电子排布式为1s22s2，价层电子的电子云形状为球形。 (2)d区为第ⅢB～ⅦB族、第Ⅷ族元素，族序数最大且原子序数最小的为Fe，常见离子为Fe2＋、Fe3＋，电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5，由离子的电子排布式可知，Fe3＋的3d轨道为半充满状态，其稳定性强于Fe2＋。 (3)ds区中符合条件的元素为Zn，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，价层电子排布为3d104s2。 (4)p区中符合条件的元素为N，基态原子的价层电子的轨道表示式为。 (5)铀和钚均为锕系元素，位于f区。 命题点 4 微粒半径大小比较 典例4若短周期元素的离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的电子层结构，则离子半径从大到小的顺序为_____________，A、B、C、D四种元素对应的原子半径从大到小的顺序为______________。。 答案 C3－＞D－＞B＋＞A2＋ B＞A＞C＞D 变式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 由核外电子排布式可知，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。 变式2 下列有关粒子半径的大小比较错误的是(　　) A．K＞Na＞Li B．P＞S＞O C．Mg2＋＞Na＋＞F－ D．Cl－＞F－＞F 答案 C 解析 同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，A、B项正确；核外电子排布相同的离子，核电荷数越大粒子半径越小，C项错误；Cl－比F－多一个电子层，粒子半径：Cl－>F－；F－比F多一个电子，故粒子半径：F－>F，D项正确。 命题点 5 电离能及应用 典例5 下列说法正确的是(　　) A．第三周期中钠元素的第一电离能最小 B．因同周期主族元素的原子半径从左到右逐渐减小，故其第一电离能逐渐增大 C．在所有元素中，氟元素的第一电离能最大 D．钾的第一电离能比镁的第一电离能大 答案 A 解析 同周期元素从左到右，第一电离能总体呈递增趋势，但由于核外电子排布处于全空、半充满状态时比较稳定，导致第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能比它同周期相邻的两种元素都大，A项正确，B项错误；氟是最活泼的非金属元素，但其第一电离能比稀有气体元素的小，C项错误；金属性：K>Na>Mg，钾的金属性比镁的强，则钾的第一电离能比镁的小，D项错误。 变式1某元素X的逐级电离能(kJ·mol－1)分别为740、1 500、7 700、10 500、13 600、18 000、21 700，当其单质与氯气反应时最可能形成的阳离子是(　　) A．X＋　　 　 B．X2＋ C．X3＋　　 　 D．X4＋ 答案 B 解析 该元素电离能在第二、第三电离能间发生突变，则其原子最外层有2个电子，最可能形成＋2价阳离子，故选B项。 变式2 A、B、C、D四种短周期元素，原子序数依次增大，已知A是地壳中含量最多的元素；B、C、D同周期，且B在同周期元素中第一电离能最小；C的第一、二、三电离能分别为738 kJ·mol－1、1 451 kJ·mol－1、7 733 kJ·mol－1；D在同周期元素中(稀有气体元素除外)第一电离能最大。 (1)写出各元素的元素符号：A________；B________；C________；D________。 (2)C的第三电离能远大于其第二电离能的原因是____________________________________________。 (3)写出电解熔融CD2的化学方程式：______________________________________。 答案 (1)O　Na　Mg　Cl (2)Mg2＋已形成稳定结构，再失去内层电子很困难 (3)MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑ 解析 (1)地壳中含量最多的元素是氧元素，故A为O；由于A、B、C、D四种元素的原子序数依次增大且B、C、D同周期，故B、C、D位于第三周期；根据第一电离能的递变规律可知，B、D分别为Na、Cl；根据C的电离能数据可知，C的最外层电子数为2，故C是Mg。 (2)Mg最外层有2个电子，失去2个电子后形成8电子稳定结构，再失去电子需要更多的能量，所以Mg的第三电离能远大于其第二电离能。 命题点 6 电负性及应用 典例6 已知X、Y元素同周期，且电负性X>Y，下列说法错误的是(　　) A．X与Y形成化合物中X可以显负价，Y显正价 B．第一电离能Y可能小于X C．最高价含氧酸的酸性：X对应的酸性弱于Y对应的 D．气态氢化物的稳定性：HmY弱于HnX 答案 C 解析 电负性数值大的元素吸引电子能力强，在化合物中显负价；电负性数值小的元素吸引电子能力弱，在化合物中显正价，故A正确；根据电负性X>Y推知，原子序数X>Y；由于X、Y处在同一周期，第一电离能Y可能小于X，故B正确；X对应的最高价含氧酸的酸性强于Y对应的最高价含氧酸的酸性；气态氢化物的稳定性HmY弱于HnX，故C错误，D正确。 变式1已知下列元素的电负性数据，下列判断不正确的是(　　) 元素 Li Be C O F Na Al Cl Ge 电负性 1.0 1.5 2.5 3.5 4.0 0.9 1.5 3.0 1.8 A．Mg元素电负性的最小范围为0.9～1.5 B．Ge既具有金属性，又具有非金属性 C．Be和Cl可形成离子键 D．O和F形成的化合物O显正价 答案 C 解析 Mg元素的金属性小于Na，大于Be，故电负性的最小范围为0.9～1.5，A判断正确；Ge的电负性为1.8，既具有金属性，又具有非金属性，B判断正确；根据Be和Cl的电负性，两元素电负性差值小于1.7，可形成共价键，C判断不正确；F的电负性大于O，故O和F形成的化合物O显正价，D判断正确。 变式2下列有关电负性的说法中正确的是(　　) A．主族元素的电负性越大，元素原子的第一电离能一定越大 B．在元素周期表中，同周期元素电负性从左到右越来越大 C．金属元素的电负性一定小于非金属元素的电负性 D．在形成化合物时，电负性越小的元素越容易显正价 答案 D 解析 A错，主族元素原子的第一电离能、电负性变化趋势基本相同，但第一电离能变化有起伏，如电负性：O>N，但第一电离能：O<N；B错，对于主族元素，同周期从左到右，元素的电负性递增；C错，通常，电负性小于1.8的元素，大部分是金属元素，电负性大于1.8的元素，大部分是非金属元素，但部分过渡元素的电负性大于某些非金属元素的电负性。 命题点 7 元素周期律的综合应用 典例7 13Al、15P、16S、17Cl是周期表中的短周期主族元素。下列有关说法不正确的是(　　) A．元素Al在周期表中位于第三周期第ⅢA族 B．元素P的简单气态氢化物的化学式为PH3 C．第一电离能：I1(Al)<I1(P)<I1(S) D．最高价氧化物的水化物的酸性：H3PO4<H2SO4<HClO4 答案 C 解析 Al为13号元素，周期表中位于第三周期第ⅢA 族，故A正确；P位于第ⅤA族，最低负价为－3价，所以简单气态氢化物的化学式为PH3，故B正确；P的3p轨道为半充满状态，较稳定，第一电离能大于相邻元素，即I1(P)>I1(S)，故C不正确；非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性：P<S<Cl，所以酸性：H3PO4<H2SO4<HClO4，故D正确。 变式1最近我国科研人员发现了一种安全、高效的点击化学试剂FSO2N3，下列有关F、S、O、N的说法中正确的是(　　) A．电负性：F>N>O>S B．第一电离能：F>O>N>S C．最高正价：F>O＝S>N D．基态原子核外未成对电子数：N>O＝S>F 答案 D 解析 电负性：F>O>N>S，A错误；第一电离能：F>N>O>S，B错误；F无正价，O无最高正价，C错误；F、O、N、S的基态原子未成对电子数分别为1个、2个、3个、2个，故D正确。 变式2碳、硅、锗等是ⅣA族元素，回答下列问题： (1)CH4和CO2所含的三种元素电负性从大到小的顺序为____________(填元素符号)。 (2)从电负性角度分析，碳、硅和氧元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为__________(填元素符号)。 (3)CH4中共用电子对偏向C，SiH4中共用电子对偏向H，则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为________(填元素符号)。 (4)基态锗(Ge)原子的电子排布式是___________________，Ge的最高价氯化物分子式是________。该元素可能的性质或应用有________(填字母)。 A．是一种活泼的金属元素 B．其电负性大于硫 C．其单质可作为半导体材料 D．锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳 (5)溴与氯能以________键结合形成BrCl，BrCl分子中，Br化合价为________。BrCl与水发生反应的化学方程式为__________________________________。 答案 (1)O>C>H　(2)O>C>Si　(3)C>H>Si (4)1s22s22p63s23p63d104s24p2　GeCl4　C (5)共价　＋1　BrCl＋H2O===HCl＋HBrO 解析 (1)CH4分子中C为－4价，H为＋1价，所以C的电负性大于H的电负性，同周期元素从左到右电负性增大，O的电负性大于C。 (2)根据同周期从左到右元素的电负性增大，同主族从上到下元素的电负性减小可知：电负性由强到弱顺序为O>C>Si，所以元素非金属性为O>C>Si。 (3)由于元素电负性越大，吸引电子能力越强，根据电子对偏向情况可得电负性大小为C>H>Si。 (4)锗是32号元素，核外有32个电子，基态锗(Ge)原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2。Ge的外围电子数为4，所以其最高价为＋4价，氯化物分子式是GeCl4。Ge是一种金属元素，但最外层电子数为4，金属性不强，A项错误；根据同周期、同主族元素的电负性的递变规律可知锗的电负性小于硫，B项错误；锗单质是人类最早使用的半导体材料，C项正确；锗的电负性低于碳，锗的第一电离能也低于碳，D项错误。 (5)Br与Cl的电负性差别不大，所以BrCl分子中化学键为共价键，由于电负性Br<Cl，所以BrCl分子中Br为＋1价，且BrCl与水反应的化学方程式为BrCl＋H2O===HCl＋HBrO。 命题点 8 元素的综合推断 典例8Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次增大。已知：①Z的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素；②Y原子价层电子排布为msnmpn；③R原子核外L层电子数为奇数；④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。请回答下列问题： (1)Z2＋的核外电子排布式是____________。 (2)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙，下列判断正确的是________(填字母)。 A．稳定性：甲>乙，沸点：甲>乙 B．稳定性：甲>乙，沸点：甲<乙 C．稳定性：甲<乙，沸点：甲<乙 D．稳定性：甲<乙，沸点：甲>乙 (3)Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为________(用元素符号作答)。 (4)五种元素中，电负性最大与最小的两种非金属元素形成的化合物的化学式为________。 答案　(1)1s22s22p63s23p63d9 (2)B　(3)Si<C<N　(4)SiO2 解析　Z为Cu元素；Y原子价层电子排布为msnmpn，n＝2，故为第ⅣA族元素，Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4，则Q为第ⅣA族元素，X为第ⅥA族元素，由于Y的原子序数大于Q，则Q为C元素，Y为Si元素，X原子的核外电子排布式为1s22s22p4，故X为O元素；R原子核外L层电子数为奇数，则R原子有2个电子层，原子序数介于C元素与O元素之间，故R为N元素。 (1)Cu原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1，Cu原子失去4s能级的1个电子及3d能级中的1个电子形成Cu2＋，Cu2＋的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d9。 (2)Q形成的最简单气态氢化物(甲)为CH4，Y形成的最简单气态氢化物(乙)为SiH4，非金属性：C>Si，则稳定性：CH4>SiH4，相对分子质量：CH4<SiH4，则沸点：CH4<SiH4。 (3)同周期从左到右，第一电离能呈增大趋势，同主族从上到下，第一电离能逐渐减小，故第一电离能：Si<C<N。 (4)非金属性：Si<C<N<O，电负性最大的为O元素，电负性最小的为Si元素，二者形成的化合物为SiO2。 变式1短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的核外电子数等于其主族序数，X的单质在空气中含量最多，Y的最高价氧化物的水化物是两性化合物，Z的最高正价与最低负价的代数和为4。下列说法错误的是(　　) A．W与X形成的最简单化合物极易溶于水 B．Y和Z可形成化合物Y2Z3 C．最外层电子数：Z>X>Y>W D．Y和Z的简单离子的电子层结构相同 答案 D 解析　短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的核外电子数等于其主族序数，则W为H元素；X的单质在空气中含量最多，则X为N元素；Y的最高价氧化物的水化物是两性化合物，则Y为Al元素；Z的最高正价与最低负价的代数和为4，因为主族元素的最高正价与最低负价的绝对值之和为8，则Z的最高正价为＋6价，最低负价为－2价，则Z为S元素。H与N形成的最简单化合物氨气极易溶于水，A项正确；Al和S可形成化合物Al2S3，B项正确；H、N、Al、S的最外层电子数分别为1、5、3、6，故最外层电子数：S>N>Al>H，C项正确；Al和S的简单离子的核外电子数分别为10、18，二者的电子层结构不相同，D项错误。 变式2如图是元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述正确的是(　　) A．五种元素形成的单质中，Z形成的单质的沸点最高 B．Y、Z形成的简单阴离子的电子排布都与R原子的相同 C．电负性：W>X D．第一电离能：W>Y 答案 D 解析 根据元素在周期表中的位置可知，R为Ar元素、Z为Br元素、Y为S元素、W为P元素、X为N元素。Br2在常温下为液体，而S和P在常温下为固体，所以五种元素的单质中，沸点最高的不是Br2，A项错误；S2－的电子排布与Ar原子的相同，而Br－的电子排布与Ar原子的不同，B项错误；N的电负性大于P的电负性，C项错误；同周期元素，从左到右，第一电离能总体上呈增大趋势，但第ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能，故第一电离能：P>S，D项正确。 点拨 1 原子结构与元素周期表的关系 1．周期、能级组和元素数目的对应关系 周期 周期中所含元素的数目 对应能级组 对应能级组最多容纳电子数 一 2 1s 2 二 8 2s、2p 8 三 8 3s、3p 8 四 18 4s、3d、4p 18 五 18 5s、4d、5p 18 六 32 6s、4f、5d、6p 32 七 32 7s、5f、6d、7p 32 2．价层电子排布和周期表的关系 分区 族 按族分类 价层电子排布式 价层电子数 特点 s区 ⅠA 主族 ns1 1 族序数＝最外层电子数＝价层电子数＝最高正化合价(O、F除外) ⅡA ns2 2 p区 ⅢA ns2np1 3 ⅣA ns2np2 4 ⅤA ns2np3 5 ⅥA ns2np4 6 ⅦA ns2np5 7 d区 ⅢB 副族(镧系、锕系除外) (n－1)d1～10ns1～2 3 价层电子数＝族序数 ⅣB 4 ⅤB 5 ⅥB 6 ⅦB 7 ds区 ⅠB 11 ①(n－1)d轨道为全充满状态②族序数＝最外层ns轨道上的电子数 ⅡB 12 d区 Ⅷ Ⅷ族(属于副族) (n－1)d6～9ns1～2(Pd除外，为4d10) 8 第Ⅷ族第1列元素的价层电子数＝族序数 9 10 p区 0 0族 1s2或ns2np6(n＞1) 2或8 为原子轨道全充满的稳定结构 注：f区是镧系和锕系，其价层电子排布式为(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2 3．价层电子排布与元素的最高正价 (1)当主族元素失去全部价电子后，表现出该元素的最高化合价，最高正价＝主族序数(O、F除外)。 (2)第ⅢB～ⅦB族可失去ns和(n－1)d轨道上的全部电子，所以，最高正价＝族序数。 (3)第Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的部分(n－1)d电子，所以最高正价低于族序数(8)，只有Ru和Os可表现八价。 (4)第ⅠB族可失去ns1电子和部分(n－1)d电子，所以第ⅠB 族的族序数小于最高正价，第ⅡB族只失去ns2电子，第ⅡB族的族序数等于最高正价。 点拨 2 由元素的价层电子排布判断其在周期表中的位置的规律 价层电子排布 x或y的取值 周期表中位置 nsx x＝1,2 第n周期第xA族(说明：书写时，x、y应换成相应的罗马字母表示，下同) ns2npx x＝1,2,3,4,5 第n周期第(2＋x)A族 x＝6 第n周期0族 (n－1)dxnsy x＋y≤7 第n周期第(x＋y)B族 7＜x＋y≤10 第n周期第Ⅷ族 (n－1)10nsx x＝1,2 第n周期第xB族 点拨 3 粒子半径大小比较方法 “一看”电子的能层数：当电子的能层数不同时，能层数越多，半径越大。 “二看”核电荷数：当电子的能层数相同时，核电荷数越大，半径越小。 “三看”核外电子数：当电子的能层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。 注意：上述“三看”仅是一般规律，不具有普遍性。有时候原子能层数多的原子半径不一定大，如锂(2层)原子半径为0.152 nm，而氯(3层)的原子半径为0.099 nm。 点拨 4 电离能大小规律及电离能的应用 1．电离能数值大小规律及原因 同周期元素 规律 同周期元素从左到右，第一电离能整体呈增大趋势。每个周期的第一种元素(氢和碱金属)的第一电离能最小，最后一种元素(稀有气体)的第一电离能最大 原因 同周期元素原子的电子层数相同，但随着核电荷数增大，原子核对外层电子的吸引作用增强，失去电子的能力逐渐减弱，元素的第一电离能整体呈增大趋势 同主族元素 规律 同主族元素从上到下，第一电离能逐渐减小 原因 同主族元素原子的价层电子数相同，但从上到下，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的吸引作用逐渐减弱，失去电子的能力逐渐增强，元素的第一电离能逐渐减小 过渡元素 规律 过渡元素的第一电离能的变化不太规则，同周期过渡元素中随着元素原子核电荷数的增加，第一电离能略有增加 原因 对过渡元素原子来说，增加的电子大部分排布在(n－1)d或(n－2)f轨道上，原子核对外层电子的吸引作用变化不是太大 注意：同周期元素第一电离能的变化规律呈现的是一种增大的趋势，第ⅡA族和第ⅤA族元素会出现反常变化，通常同周期第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能比与它左右相邻的两种元素的第一电离能都大，这是因为第ⅡA族、第ⅤA族元素原子的价层电子排布分别是ns2、ns2np3，前者np能级处于全空状态，后者np能级处于半充满状态，第一电离能均较大。 2．电离能的应用 (1)确定元素原子的核外电子排布：如Li：I1≪I2<I3，表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层(K、L能层)上，而且最外层上只有一个电子。 (2)确定元素的化合价。如K：I1≪I2＜I3，表明K原子容易失去一个电子形成＋1价阳离子。 (3)判断元素的金属性、非金属性强弱。I1越大，元素的非金属性就越强；I1越小，元素的金属性就越强。 (4)第ⅡA族、第ⅤA族元素原子的价电子排布分别为ns2、ns2np3，为全空和半充满结构，导致这两族元素原子第一电离能反常。 点拨 5 对电负性的认识 (1)电负性是用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小，电负性大的原子吸引电子的能力强。 (2)不能把电负性1.8作为划分金属元素和非金属元素的绝对标准，如Pb(铅)的电负性为1.9，大于1.8，是金属而不是非金属。 (3)并不是所有电负性差大于1.7的元素原子都形成离子键，如H的电负性为2.1，F的电负性为4.0，二者电负性差为1.9，但HF中的化学键是共价键；Na的电负性为0.9，与H的电负性之差为1.2，但NaH中的化学键是离子键。 点拨 6 元素的“位—构—性”关系及元素的推断 1．元素“位—构—性”之间的关系 元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置和元素的主要性质，元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的主要性质，故三者之间可相互推断。 在具体解题过程中，需从以下三个方面入手： (1)结构与位置互推 在互推过程中，要充分利用“原子序数差规律”，以及各周期所能容纳的元素种数、稀有气体元素的原子序数和其在周期表中的位置等知识。 (2)性质与位置互推 熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，包括：元素的金属性、非金属性，简单气态氢化物的稳定性，最高价氧化物对应的水化物的酸碱性，金属与H2O或酸反应的难易程度等的递变规律。根据元素性质可以推知元素在周期表中的位置，根据元素在周期表中的位置可以推知元素性质。 (3)结构和性质互推 要知道最外层电子数是决定元素化学性质的主要因素；同主族元素原子最外层电子数相同，化学性质相似。 2．利用元素的特殊性质推断 在进行元素推断时，也可以结合其特殊性质推断，具体举例如下： (1)最高正化合价与最低负化合价代数和为零的短周期元素：H、C、Si。 (2)最高正化合价是最低负化合价绝对值三倍的短周期元素：S。 (3)除H外，原子半径最小的主族元素：F。 (4)第一电离能最大的主族元素：F；第一电离能最小的主族元素：Cs(放射性元素除外)。 (5)电负性最小的主族元素：Cs(0.7)；电负性最大的主族元素：F(4.0)。 (6)同主族相邻两种元素的原子序数若具有2倍关系，此两种元素为O和S。 (7)前36号元素中未成对电子数最多的是Cr。 ◆能力强化练 1．元素周期表中有如图所示的元素，下列叙述正确的是(　　) A．钛元素原子的M层上共有10个电子 B．钛元素是ds区的过渡元素 C．钛元素原子最外层上有4个电子 D．47.87是钛原子的近似相对原子质量 答案　A 解析　钛元素原子的M层为第三层，电子排布为3s23p63d2，共有10个电子，A正确；钛元素是d区的过渡元素，B错误；钛元素原子最外层为4s2，有2个电子，C错误；47.87是钛原子的相对原子质量，D错误。 2．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＞d，离子的还原性：Y2－＞Z－ B．氢化物的稳定性：H2Y＞HZ C．原子半径：X＜W，第一电离能：X＜W D．电负性：Z＞Y＞W＞X 答案　D 解析　离子aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－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为非金属元素，处于第二周期，Y为O元素，Z为F元素，W、X为金属元素，处于第三周期，W为Al元素，X为Na元素。 3．W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，且原子核外L层的电子数分别为0、5、8、8，其最外层电子数之和为18。下列说法正确的是(　　) A．电负性：Y＜Z B．第一电离能：Y>X C．化合物WZ难溶于水 D．由Y与Z形成的化合物YZ3和YZ5均满足8电子稳定结构 答案　A 解析　W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增大，且原子核外L能层的电子数分别为0、5、8、8，则W是H元素，X是N元素，Y、Z为第三周期元素；它们的最外层电子数之和为18，W最外层电子数是1，X最外层电子数是5，Y、Z最外层电子数之和是12，且二者都是主族元素，Y原子序数小于Z，则Y是P元素、Z是Cl元素。 4．X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素。其相关信息如下表： 元素 相关信息 X X的基态原子L层电子数是K层的2倍 Y Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2 Z Z存在质量数为23，中子数为12的核素 W W有多种化合价，在溶液中生成的其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 下列说法不正确的是(　　) A．W是Fe元素 B．X的电负性比Y的大 C．Z2Y2中阴离子和阳离子个数比为1∶2 D．XY2是一种直线形分子 答案　B 解析　X的基态原子L层电子数是K层的2倍，X是C；Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2，n＝2即2s22p4，为O；Z存在质量数为23，中子数为12的核素，质子数为11，为Na；W有多种化合价，在溶液中生成的其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，为Fe。 5．X、Y为第三周期元素、Y最高正价与最低负价的代数和为6，二者形成的一种化合物能以[XY4]＋[XY6]－的形式存在。下列说法错误的是(　　) A．原子半径：X>Y B．简单氢化物的还原性：X>Y C．同周期元素形成的单质中Y氧化性最强 D．同周期中第一电离能小于X的元素有4种 答案　D 解析　由题意分析可知，X为P元素，Y为Cl元素。P与Cl在同一周期，则P半径大，即原子半径：X>Y，A项不符合题意；二者对应的简单氢化物分别是PH3和HCl，半径：P3－> Cl－，所以PH3的失电子能力强，还原性强，即简单氢化物的还原性：X>Y，B项不符合题意；同周期元素从左往右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，各元素对应金属单质的还原性逐渐减弱，非金属单质的氧化性逐渐增强，所以Cl2的氧化性最强，C项不符合题意；同一周期元素，从左到右，第一电离能呈现增大的趋势，第ⅡA族、ⅤA族元素的第一电离能大于相邻元素的第一电离能，所以第三周期第一电离能从小到大依次为Na、Al、Mg、Si、S、P、Cl，所以同周期中第一电离能小于P的元素有5种，D项符合题意。 6．如图为元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中，正确的是(　　) A．W元素的第一电离能小于Y元素的第一电离能 B．Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同 C．p能级未成对电子最多的是Z元素 D．X元素是电负性最大的元素 答案　D 解析　根据元素在周期表中的相对位置可知，X是F，Y是S，Z是Br，W是P，R是Ar。P元素的3p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，第一电离能大于S元素的第一电离能，A错误；Z的阴离子含有36个电子，其电子层结构与R原子的不同，B错误；p轨道未成对电子最多的是P元素，C错误；F是最活泼的非金属元素，电负性最大，D正确。 7．X、Y、Z、W均为短周期主族元素，它们在元素周期表中的相对位置如图所示，下列说法正确的是(　　) A．Y的价层电子排布式是ns2np5 B．四种元素所形成的最简单氢化物中，沸点最高的可能是Y的氢化物 C．Y、Z之间可形成离子化合物 D．X、Z、W的最高价氧化物所对应的水化物不可能均是强酸 答案　B 解析　根据X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置可知，Y可能为C、N、O，当Y为N时，形成的最简单氢化物为氨气，分子间能够形成氢键，沸点最高，当Y为O时，X为N，Z为S，W为Cl，水常温下为液体，水的沸点最高，故B正确；根据X、Y、Z、W在周期表中的相对位置可知，Y可能为C、N、O，Y、Z同主族，且为短周期元素，二者不可能形成离子化合物，故C错误；当X、Z、W分别为N、S、Cl时，对应最高价含氧酸分别为硝酸、硫酸和高氯酸，都是强酸，故D错误。 8．已知短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相对位置如图所示，其中Y的最高化合价为＋3。下列说法不正确的是(　　) A．还原性：ZQ2<ZR4 B．X能从ZO2中置换出Z C．Y能与Fe2O3反应得到Fe D．M最高价氧化物的水化物能与其最低价氢化物反应 答案　A 解析　ZQ2为CS2，ZR4为CCl4，CS2中硫的还原性强于CCl4中的氯元素，A错误；Mg和CO2发生反应：2Mg＋CO22MgO＋C，B正确；Al和Fe2O3发生铝热反应：2Al＋Fe2O3Al2O3＋2Fe，C正确；M为N，N的最高价氧化物对应的水化物为HNO3，最低价氢化物为NH3，二者发生反应：HNO3＋NH3===NH4NO3，D正确。 9．有A、B、C、D、E、F六种主族元素，有关信息如下： ①短周期元素C原子的价层电子排布式为ns2np2，E的单质可在空气中燃烧 ②如图是元素周期表中主族元素的一部分： ③A、B同周期，其电离能数据如下(单位：kJ·mol－1)： I1 I2 I3 I4 A 738 1 451 7 733 10 540 B 578 1 817 2 745 11 575 试回答下列问题： (1)F原子的核外电子排布式为___________________________________。 (2)C、D、E元素的电负性相对大小为_______________(用元素符号表示)。 (3)化合价是元素的一种性质，由A、B的电离能数据判断下列说法正确的是________(填字母)。 a．A通常显＋1价，B通常显＋4价 b．B元素的第一电离能较小，其活泼性比A强 c．A、B的单质分别与盐酸反应放出等量氢气时，消耗单质的物质的量之比为3∶2 答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s24p4　(2)S>P>Si (3)c 解析　根据题意，满足价层电子排布式为ns2np2的元素为碳、硅；元素C、D、E在同一周期，假设C为碳，则E为氧，氧气不能在空气中燃烧，所以C为硅，则D为磷，E为硫，单质硫能在空气中燃烧生成SO2，所以F为硒。(3)根据表中数据，A的第三电离能远远大于第二电离能，则A是第ⅡA族元素，通常显＋2价；B元素的第四电离能远远大于第三电离能，则B是第ⅢA族元素，通常显＋3价，a错误；B元素的第一电离能小，但它在反应时需要失去3个电子，判断其活泼性不能只看第一电离能，根据同周期元素的性质递变规律可知，b错误；产生等量的H2，A、B失去电子数相等，即可得出消耗A、B的单质的物质的量之比为3∶2，c正确。 10．现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。 元素 相关信息 A 元素的核外电子数和能层数相等，也是宇宙中最丰富的元素 B 元素原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1 C 原子的第一至第四电离能分别是 I1＝738 kJ·mol－1；I2＝1 451 kJ·mol－1； I3＝7 733 kJ·mol－1；I4＝10 540 kJ·mol－1 D 原子核外所有p轨道全满或半满 E 元素的主族序数与周期数的差为4 F 是前四周期中电负性最小的元素 G 在周期表的第七列 (1)已知BA5为离子化合物，写出其电子式：____________________。 (2)B基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有________个方向，原子轨道呈________形。 (3)某同学根据上述信息，推断C基态原子的轨道表示式为。该同学所画的轨道表示式违背了___________________________________________。 (4)G位于第________族________区，价层电子排布式为_____________。 答案　(1) 　(2)3　哑铃 (3)泡利原理　(4)ⅦB　d　3d54s2 解析　A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。A元素的核外电子数和能层数相等，是宇宙中最丰富的元素，则A为H元素；B元素原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1，B元素原子核外有2个电子层，为1s22s22p3，故B为N元素；由C原子的第一至第四电离能数据可知，第三电离能陡增，故C位于第Ⅱ A族，原子序数大于N元素，故C为Mg元素；D位于第三周期，D原子核外所有p轨道全满或半满，最外层电子排布式为3s23p3，故D为P元素；E应为第三周期元素，E元素的主族序数与周期数的差为4，为第ⅦA族元素，故E为Cl元素；F是前四周期中电负性最小的元素，故F为K元素；G在周期表的第七列，G为Mn元素。(1)NH5是离子化合物，则含有NH，阴离子是H－。(2)氮元素的能量最高的电子为2p轨道上的电子，p轨道有3个方向，呈哑铃形。 (3)3s轨道的两个电子自旋平行，违反了泡利原理。(4)Mn原子的价层电子排布式为3d54s2，最后填充的电子为3d轨道，故属于d区元素，位于第四周期第ⅦB族。 ◆综合拔高练 11．月壤中的“嫦娥石”是中国首次在月球上发现的新矿物，其化学式为(是钇，39号元素)。下列说法正确的是( ) A．上述组成元素只位于区、区 B．基态钇原子价电子排布式： C．基态氧原子最高能级的电子云轮廓图： D．在形成新矿物时，Y的价电子全部失去，则该化合物中铁显+3价 答案 C 解析 A．钙为20号元素，位于区，是39号元素、是26号元素，位于区，是8号元素、P是15号元素，位于区，A错误；B．基态钇原子价电子排布式为，B错误；C．的电子云沿轴延伸的哑铃形，C正确；D．钇的价电子全部失去，钇元素显+3价，由化合价规则可知铁显+2价，D错误；故选C。 12．（25-26高三上·北京·阶段练习）将 (B元素的化合价为+3)与水溶液混合可制得零价纳米铁，反应原理如下：。下列说法中，不正确的是( ) A．由中各元素的化合价可推断，电负性：B<H B．该反应中，每生成1 mol ，转移2 mol电子 C．该反应中，被氧化的氢元素与被还原的氢元素的物质的量之比为4:3 D．纳米铁比普通铁粉有更大的比表面积，因而可具有更高的反应活性 答案 B 解析 A．中K为+1，B为+3，H为-1。电负性高的元素倾向于带负电荷，H（-1）的电负性高于B（+3），因此B的电负性确实小于H；A正确；B．反应中被还原为，每生成1 mol 需2 mol电子。但中的H（-1→0）被氧化，2 mol 失去8 mol电子，总电子转移为8 mol。选项B仅考虑Fe的还原，忽略其他部分，实际总转移电子数为8 mol；B错误；C．被氧化的H来自（8 mol，-1→0），被还原的H来自（6 mol，+1→0），比例为8:6=4:3；C正确；D．纳米铁比表面积大，活性更高；D正确；故答案选B。 13．短周期主族元素V、W、X、Y、Z的原子序数依次增大。基态V原子核外3个能级上电子数相等，基态X原子核外s能级、p能级上电子总数相等。0.2molZ与足量的稀硫酸反应产生(标准状况)。Y的部分电离能数据如下： 电离能 () 738 1451 7733 10540 下列叙述错误的是 A．原子半径：Y>Z>V B．第一电离能：V<W<X C．简单氢化物的稳定性：V<W<X D．最高价氧化物对应水化物的碱性：Z<Y 答案 B 分析 基态V原子核外电子排布式为，V为碳元素；短周期中两种元素的基态原子s、p能级上电子总数相等，即、，基态X可能是氧或镁元素。再结合Y的部分电离能数据可知，、之比大于5，说明最外层只有2个电子，根据原子序数依次增大，故Y为镁元素、X为氧元素、W为氮元素。设Z的常显化合价为＋x价，根据电子守恒，，则x=3，Z为铝元素，据此作答。 解析 A．Mg、Al、C的原子半径依次减小，A项正确；B．N、O、C的第一电离能依次减小，B项错误；C．非金属性：C<N<O，则简单氢化物的稳定性：C<N<O，C项正确；D．碱性比的强，D项正确；故答案选B。 14．下列叙述正确的是( ) A．的最高能层电子为 B．基态Cu原子的价层电子排布式： C．元素周期表第三周期中，比S元素第一电离能大的元素只有两种 D．基态Al原子核外电子云轮廓图呈球形、哑铃形的能级上电子数之比为6∶7 答案 D 解析 A．的价电子排布式为，最高能层为第三层，电子排布为，A错误；B．基态Cu原子的价层电子排布式：，B错误；C．元素周期表第三周期中，比S元素第一电离能大的元素有Cl、P、Ar三种，C错误；D．基态Al原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，电子云轮廓图呈球形的能级上电子数为2+2+2=6，电子云轮廓图呈哑铃形的能级上电子数之比为6+1=7，D正确；答案选D。 15．（2024·山东济南质检）元素周期表和元素周期律可指导人们进行规律性推测和判断。下列说法不合理的是(　　) A．若aX2+和bY－的核外电子排布相同，则原子序数：a＝b＋3 B．盐酸(HCl)酸性比H2SiO3强，元素的非金属性：Cl>Si C．硅、锗都位于金属元素与非金属元素的交界处，都可用作半导体材料 D．Be与Al在元素周期表中处于对角线位置，可推出：BeO＋2OH－＋H2O===[Be(OH)4]2- 答案 B 解析 若aX2+和bY－的核外电子排布相同，则a－2＝b＋1，即a＝b＋3，故A正确；HCl不是氯元素的最高价含氧酸，不能作为比较Cl、Si的非金属性强弱的依据，故B错误；硅、锗都位于金属元素与非金属元素的交界处，既表现一定的金属性，又表现一定的非金属性，都可用作半导体材料，故C正确；Be与Al在元素周期表中处于对角线位置，即BeO和Al2O3性质相似，可推出：BeO＋2OH－＋H2O===[Be(OH)4]2-，故D正确。 16．（2025·江西南昌高三期中联考）某研究团队发明了一种“同位素指纹”方法，可以用于食品溯源。化学元素锶位于周期表第ⅡA族，在自然界中有4种稳定的同位素，其中“锶87”和“锶86”在不同地质环境中的相对含量不同，而这种同位素特征又会通过水和食物传递到生物体内，因此，锶同位素检测可以作为追踪大闸蟹地理起源的可靠方法。下列有关说法正确的是(　 　) A．Sr中的中子数为38 B．Sr元素位于周期表的ds区 C．同周期中第一电离能比Sr小的元素只有1种 D．根据元素周期律推测Sr(OH)2是一种强碱 答案 D 解析 Sr中的中子数为87－38＝49，A错误；由Sr的原子序数可知其各个电子层排布的电子数依次为2、8、8、18、2，共有5个电子层，最外层有2个电子，故其在周期表中的位置是第五周期第ⅡA族，位于周期表的s区，B错误；同周期元素原子自左向右金属性逐渐降低，第一电离能逐渐增大，但第ⅡA族与第ⅢA族反常，故Sr第一电离能大于In和Rb，即比Sr小的元素有2种，C错误；Ca(OH)2是强碱，由于金属性：Ca<Sr，则碱性：Sr(OH)2>Ca(OH)2，Sr(OH)2是一种强碱，D正确。 17．Ⅰ．1925年，德国人弗里德里希·洪特(F．Hund)根据大量光谱实验数据总结出一个规律：当电子在能量相同的原子轨道上排布时，电子总是优先按自旋状态相同的方式单独地占据各个原子轨道，然后再配对，这样体系能量最低。洪特规则同时指出，当np、nd、nf 能级上电子排布为全满、半满时，体系能量最低。 (1)依据洪特规则书写下列基态原子的化学用语： ①Cr价电子的轨道表示式： 。 ②Cu的价电子排布式： 。 (2)同周期元素中，与Cu最外层电子数相同的元素还有 种。 (3)对于基态Cu原子，下列说法正确的有___________。 A．M层的能量总是比N层低，故电子先填充3d轨道再填充4s轨道 B．Cu原子或离子的4s能级的能量总是低于3d能级 C．电负性比钾高，原子对价电子的吸引力比钾大 D．铜元素位于元素周期表的d区 (4)N原子的第一电离能 O 原子(填“>”、“=”或“<”)，其原因是 。 Ⅱ．钨元素(74W)是周期表中不满足洪特规则的特例之一，其价电子的构型为5d46s2。 (5)钨元素最外层的电子云形状为 。钨元素核外有 种能量不同的电子。 (6)钨与铬位于同一副族。钨在周期表中的位置是 。 (7)存在像钨一样不满足洪特规则的特例，其原因是___________。 A．洪特规则是根据一定理论推导出来的公式，其理论存在瑕疵 B．洪特规则只适用于主族元素，不适用于过渡金属 C．洪特规则是基于实验事实总结的经验规则，不能推广到所有元素 D．在洪特研究原子光谱时，诸如钨这类的例外的元素还没有被发现 答案 (1) 3d104s1 (2)2 (3)C (4)> N原⼦2p层处于洪特规则的半满状态，O原⼦失去1个电⼦2p层恰好达到洪特规则的半满状态，因此N失去第⼀个电⼦所需要的能量比O更高 (5)球形 14 (6)第六周期第VIB族 (7)C 解析 （1）在元素周期表中的位置是第四周期ⅥB族，原子序数为24，铬的轨道电子排布式为，其价电子的轨道表示式为；铜在元素周期表中的位置是第四周期第IB族‌，铜的原子序数为29，核外电子排布式为，价电子排布式为。 （2）同周期元素中，与最外层电子数相同的元素还有种‌，这些元素是，它们的最外层电子数都是1。 （3）A．对铜原子来说，如果其电子排布为，那么轨道就是不全满、全空或半满状态，不符合洪特规则，而如果电子排布为，那么轨道就达到了全满状态，这样更加稳定，A错误；B．当铜原子失去电子形成，表面在原子态的时候的电子能量高于电子的能量，因为原子失电子时总是能量较高的电子，以达到最稳定状态，B错误；C．在元素周期表中，钾（K）位于第一主族，是一种碱金属元素，其电负性相对较低，而铜（Cu）则位于过渡金属区域，其电负性相对较高；因此，铜原子对价电子的吸引力会比钾原子更强‌，C正确；D．铜元素位于元素周期表的，属于区‌，D错误；答案选C。 （4）N原子的价电子排布为，而O原子的价电子排布为。根据洪特规则，原子轨道中的电子处于全满、半满、全空时最稳定。因此，N原子的2p轨道上电子排布呈半充满状态，这种状态使得N原子相对更稳定，更难失去电子，因此其第一电离能相对较大。相反，O原子的2p轨道上电子并非半充满状态，其稳定性相对较差，更容易失去电子，所以其第一电离能相对较小。 （5）钨元素最外层电子云形状为球形，同一能层同一能级的电子能量相同，的电子排布式为，则钨元素核外有种能量不同的电子。 （6）铬在元素周期表中位于第四周期第VIB族，钨与铬位于同一副族，则钨在周期表中的位置是第六周期第VIB族。 （7）A．洪特规则描述的是原子处于稳定状态的一个排布准则，是对原子核外电子排列的规律进行解释的重要理论之一。洪特规则是根据一定理论推导出来的公式，因此其理论并不存在所谓的瑕疵，故A不符合题意；‌B．洪特规则适用于主族元素，也适用于大多数过渡金属，故B不符合题意； C．洪特规则是基于实验事实总结的经验规则，不能推广到所有元素，故C符合题意；D．存在像钨一样不满足洪特规则的特例，并不是在洪特研究原子光谱时，诸如钨这类的例外的元素还没有被发现，而只因为洪特规则是基于实验事实总结的经验规则，不能推广到所有元素，故D不符合题意；答案为C。 18．（24-25高二上·安徽亳州·期末）X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大的前四周期元素(0族除外)，X、Y、Z原子核外电子层数相同且依次相邻，的基态原子价电子排布式为，元素的焰色是黄色，Q元素的基态原子价电子有8种运动状态。 (1)X在周期表中的位置是 ，举例说明非金属性X<Y的实验事实： 。 (2)五种元素中电负性最小的是 (填元素符号)，Y、Z、W的简单离子半径由大到小的顺序是 (用离子符号表示)，W元素产生焰色时相应电子的能量变化情况是 (填“升高”或“降低”)。 (3)X、Y、Z的逐级电离能变化趋势(纵坐标的标度不同)如图所示，其中第三电离能的变化图是 (填序号)，X、Y的第三电离能出现如图所示变化的原因是 ________________________________________________________。 (4)基态Q原子的电子排布式为 ，Q能形成两种常见阳离子，其中较稳定的是 。 答案 (1)第二周期第IVA族 的酸性比强(合理即可) (2) 降低 (3)② 失去第3个电子时，碳失去的是全充满状态上的电子，氮失去的是上的电子，故碳原子的第三电离能比氮原子的第三电离能大(合理即可) (4)(或) 【分析】由于这些元素均是前四周期元素，并且Z的基态原子价电子排布式为，在前四周期只有O元素满足这一条件（），因此Z为O元素，又由于X、Y、Z原子核外电子层数相同且依次相邻由此可推导出X、Y分别为C和N，由焰色反应的颜色为黄色可知W为Na，由Q元素的基态原子价电子有8种运动状态可知Q应为Fe（Fe的基态原子有6个3d电子，2个4s电子，共8个，每个电子分别有一种运动状态，共有8种），据此分析； 解析 （1）由分析知X为C元素，其在元素周期表中的位置为第二周期第IVA族，Y为N元素，比较C和N的非金属性，只需要比较其最高价氧化物的水化物的酸性即可，由于的酸性比更弱，可知C的非金属性弱于N； （2）根据元素周期律，金属性越强的元素电负性越小，而这五种元素中金属性最强的是Na，因此电负性最小的是Na，Y、Z、W的简单离子分别为、、，根据其电荷数和原子序数可知，其离子半径从大到小的顺序为，焰色反应的原因是激发态的电子跃迁回低能级并释放能量，这一过程中电子的能量会降低； （3）当失去第3个电子时，C失去的是全满状态的上的电子，而N失去的是上的单电子，相比之下失去全满状态的上的电子需要的能量更高，故C的第三电离能比N更大，对应的图像是②； （4）由分析知Q为Fe元素，基态Fe原子的电子排布式为，Fe可形成两种常见的阳离子，和，其中的价电子排布式为，的价电子排布式为，由于处于半充满状态，因此其比更稳定，因此，比更稳定。 ◆高考真题练 19．（2025·广西·高考真题）单分子磁体能用于量子信息存储。某单分子磁体含四种元素，其中的核外电子数之和为离子半径最小，基态X原子的s能级电子数是p能级的2倍，Z的某种氧化物是实验室制取氯气的原料之一。下列说法正确的是 A．第一电离能： B．简单氢化物的稳定性： C．电负性： D．基态Z原子的电子排布式： 答案 A 【分析】W+离子半径最小，W为H（原子序数1），X的s能级电子数是p的两倍，核外电子排布式1s22s22p2满足条件（X为C，原子序数6）， W、X、Y电子数之和为15，得Y的原子序数为8（O），Z的氧化物为MnO2（实验室制Cl2的原料），Z为Mn（原子序数25）。 解析 A．O的原子半径远小于Mn，原子核对外层电子的吸引更强，失去第一个电子需要的能量更多，因此O的第一电离能大于Mn，A正确；B．非金属性越强，简单氢化物越稳定，O的非金属性强于C，所以简单氢化物的稳定性：Y(O)>X(C)，B错误；C．电负性是元素的原子在化合物中吸引电子的能力，C的电负性大于H，所以电负性：X(C)>W(H)，C错误；D．Mn的基态电子排布为，而非[Ar]3d64s1，D错误；故选A。 20．（2024·江苏卷）我国探月工程取得重大进展。月壤中含有Ca、Fe等元素的磷酸盐，下列元素位于元素周期表第二周期的是 A．O B．P C．Ca D．Fe 答案 A 解析 A．O元素位于元素周期表第二周期ⅥA，A符合题意；B．P元素位于元素周期表第三周期ⅤA，B不符合题意；C．Ca元素位于元素周期表第四周期ⅡA，C不符合题意；D．Fe元素位于元素周期表第四周期Ⅷ族，D不符合题意；综上所述，本题选A。 21．（2024·浙江1月选考改编）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．Na的第二电离能<Ne的第一电离能 答案 C 解析 同一周期元素从左到右，电负性依次增强，故顺序为O>N>B，A错误；核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小，故顺序为P3-＞S2-＞Cl－，B错误；同一周期元素从左到右，电离能呈增大的趋势，第ⅤA族和第ⅥA族相反，故顺序为Ge<Se<As，C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Na2+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，D错误。 22．(1)（2024·山东卷）Mn在元素周期表中位于第______周期第______族。 (2)（2024·湖南卷）Cu属于______区元素，其基态原子的价层电子排布式为____________。 (3)（2024·全国甲卷）一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，其中电负性最大的元素是______。 (4)（2023·北京卷节选）比较硫原子和氧原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由： ______________________________________________________________________________。 (5)（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 _________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 答案 (1)四 ⅦB (2)ds 3d104s1 (3)C（碳）。 (4)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 (5)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电子，3d10电子处于全充满状态，其与4s1电子能量差值更大 23．(2024·湖北卷)主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，X、Y的价电子数相等，Z的价电子所在能层有16个轨道，4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是(　　) A．电负性：W>Y B．酸性：W2YX3>W2YX4 C．基态原子的未成对电子数：W>X D．氧化物溶于水所得溶液的pH：Z>Y 答案　D 解析　主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，Z的价电子所在能层有16个轨道，则Z有4个能层，且形成＋1价离子，应为K；在此结构中W形成一个化学键，应为H；X、Y的价电子数相等，且X形成两个化学键、Y形成六个化学键，可推知X、Y分别为O、S。W和Y可以形成H2S，其中S显－2价，电负性：S>H，A错误；H2SO3是中强酸，而H2SO4是强酸，在相同条件下后者的酸性较强，B错误；H只有1个电子，O的2p轨道上有4个电子，有2个未成对电子，基态原子的未成对电子数：O>H，C错误；K的氧化物溶于水且与水反应生成强碱KOH，S的氧化物溶于水且与水反应生成H2SO3或H2SO4，氧化物溶于水所得溶液的pH的大小关系为K>S，D正确。 1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一章 原子结构与性质 第二节 原子结构与元素的性质 要点 1 原子结构与元素周期表 1．元素周期律、元素周期系和元素周期表 (1)元素周期律 元素的性质随__________递增而呈周期性的变化，这个规律称作元素周期律。 (2)元素周期系 元素按原子序数(即__________)递增排列的序列称为元素周期系。 (3)元素周期表——呈现____________的表格。元素周期系只有一个，元素周期表多种多样。 2．构造原理与元素周期表 (1)元素周期系的基本结构 根据构造原理得出的核外电子排布，可以解释元素周期系的基本结构。 例如：第一周期从______开始，以______结束；其余各周期总是从______能级开始，以______能级结束，其间递增的核电荷数(或电子数)就等于每个周期里的______。 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p…… 周期 一 二 三 四 五 六 七 元素个数 2 8 8 18 18 32 32 (2)元素周期表中周期的划分 ①每一周期对应一个能级组。 ②周期序数＝能级组中__________序数。 ③本周期包含的元素种数＝对应能级组所含原子轨道数的____倍＝对应能级组最多容纳的______。 (3)元素周期表中族的划分 (1)主族元素原子的价层电子数＝该元素在周期表中的主族序数。 族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价层电子排布 (2)过渡元素(除镧系、锕系外，以第四周期为例) 周期表中列数 族序数 价层电子排布 3 (n－1)d1ns2 4 (n－1)d2ns2 5 (n－1)d3ns2 6 (n－1)d5ns1 7 (n－1)d5ns2 8～10 (n－1)d6～8ns2 11 (n－1)d10ns1 12 (n－1)d10ns2 (3)稀有气体元素：价层电子排布为______(He除外)。 3．核外电子排布与元素的最高正价数 (1)当主族元素失去全部价电子后，表现出该元素的最高化合价，最高正价＝_______(O、F除外)。 (2)ⅢB～ⅦB族可失去ns和(n－1)d轨道上的全部电子，所以，最高正价数＝______。 (3)Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的部分(n－1)d电子，所以最高正价低于族序数(8)，只有Ru和Os可表现八价。 (4)ⅠB族可失去ns1电子和部分(n－1)d电子，所以ⅠB的族数<最高正价，ⅡB只失去ns2电子，ⅡB的族序数＝最高正价。 4．原子结构与元素周期表的分区 按照核外电子排布，可把元素周期表划分成5个区。除ds区外，一般来说，各区的名称来自按构造原理最后填入电子的______的符号。 (1)s区：包括第________族元素，价层电子排布为ns1~2，最后一个电子填在______能级上，除氢元素外均属于__________元素。 (2)p区：包括第____________族以及______族元素，价层电子排布为ns2np1~6(除He)外，最后一个电子填在______能级上，为非金属元素、稀有气体元素和少数金属元素。 (3)d区：包括第____________族元素(除镧系、锕系外)，价层电子排布为(n-1)d1~9ns1~2(钯除外)，最后一个电子填在(n-1)d能级上，为____________元素。 (4)ds区：包括第_________族元素，价层电子排布为(n-1)d10ns1~2，可理解为先填满了(n-1)d能级而后再填充______能级，为__________元素。 (5)f区：包括____________元素，价层电子排布为(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2。 要点 2 原子半径及微粒半径比较 1．影响原子半径大小的因素 (1)电子的能层数：电子的能层越多，电子之间的排斥作用使原子半径______。 (2)核电荷数：核电荷数越大，核对电子的引力就______，使原子半径______。 2．主族元素原子半径的递变规律 (1)同周期：从左至右，核电荷数越大，半径______。 (2)同主族：从上到下，能层数越大，半径______。 3．微粒半径大小比较 (1)原子半径大小的比较 ①同电子层：一般来说，当电子层相同时，随着核电荷数的增加，其原子半径逐渐______ (稀有气体除外)，有“序小径大”的规律。 ②同主族：一般来说，当最外层电子数相同时，能层数越多，原子半径______。 (2)离子半径大小的比较 ①同种元素的离子半径：阴离子______原子，原子______阳离子，低价阳离子______高价阳离子。如：r(Cl－) ______r(Cl)，r(Fe) ______r(Fe2＋) ______r(Fe3＋)。 ②电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径______。如r(O2－) ___r(F－)___r(Na＋)___r(Mg2＋) ____r(Al3＋)。 ③同主族带相同电荷的离子，电子层数越多，半径______。如r(Li＋) ____r(Na＋) ____r(K＋)，r(O2－) ____r(S2－)。 ④核电荷数、电子层数均不同的离子可选一种离子参照比较。如比较r(K＋)与r(Mg2＋)可选r(Na＋)为参照：r(K＋) _____r(Na＋) _____r(Mg2＋)。 要点 3 电离能及应用 1．电离能的概念 (1)第一电离能：__________原子失去一个电子转化为____________所需要的________叫做第一电离能，通常用I1表示。 (2)各级电离能：＋1价气态正离子失去一个电子，形成＋2价气态正离子所需要的最低能量叫做第二电离能，用I2表示；＋2价气态正离子再失去一个电子，形成＋3价气态正离子所需要的最低能量叫做第三电离能，用I3表示；依次类推。 2．电离能的变化规律 (1)同周期元素随着原子序数的递增，元素的第一电离能呈现______的趋势。其中______与______、______与______之间元素的第一电离能出现反常。 (2)同族元素从上到下第一电离能______。 (3)同种原子的逐级电离能越来越______(I1＜I2＜I3…)。 3．电离能的应用 (1)确定元素原子的核外电子排布 如Li：I1≪I2<I3，表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层(K、L能层)上，而且最外层上只有一个电子。 (2)确定元素的化合价 如K元素I1≪I2<I3，表明K原子容易______一个电子形成______价阳离子。 (3)判断元素的金属性、非金属性强弱 I1越大，元素的________性就越强；I1越小，元素的________性就越强。 要点 4 电负性及应用 1．电负性概念 (1)键合电子：原子中用于形成______的电子。 (2)电负性：用来描述不同元素的原子对_________吸引力的大小。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力______。 2．电负性衡量标准 电负性的概念是由美国化学家鲍林提出的，以_____的电负性为4.0和_____的电负性为1.0作为相对标准，得出了各元素的电负性。 3．电负性的变化规律 (1)一般来说，除稀有气体元素外，同周期从左到右，元素的电负性逐渐______，非金属性逐渐______，金属性逐渐______。 (2)同主族从上到下，元素的电负性逐渐______，金属性逐渐______，非金属性逐渐______。 (3)主族元素中，电负性最大的元素为位于元素周期表右上角的_____。 4．电负性的应用 (1)判断元素的金属性或非金属性强弱 ①金属元素的电负性一般______1.8，非金属元素的电负性一般______1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右，它们既有______性，又有______性。 ②金属元素的电负性越小，金属元素越______；非金属元素的电负性越大，非金属元素越______。 (2)判断化学键的类型 ①如果两种成键元素的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成______键。 ②如果两种成键元素的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成______键。 如H的电负性为2.1，Cl的电负性为3.0，二者电负性之差为3.0－2.1＝0.9<1.7，故HCl为______化合物，同理可得出AlCl3、BeCl2为由______键构成的______化合物。 (3)判断元素的化合价正负 ①电负性数值小的元素原子吸引电子的能力弱，元素的化合价通常为______。 ②电负性数值大的元素原子吸引电子的能力强，元素的化合价通常为______。 (4)解释对角线规则 利用电负性可以解释对角线规则，如Li—Mg、Be—Al、B—Si，由于它们的电负性分别接近，对键合电子的吸引力相当，故表现出______的性质。如Be、Al的单质、氧化物、氢氧化物都能与强酸和强碱反应。 要点 5 元素周期律 同周期、同主族元素的原子结构与性质递变规律 同周期主族元素(从左→右) 同主族元素(从上→下) 最外层电子数 __________________ (第一周期除外) 金属性 非金属性 主要化合价 最高化合价由____________(O和F特殊)，主族非金属元素最低化合价的绝对值＝____________ 最高化合价＝____________(O和F特殊)，非金属元素的最低化合价______ 原子半径 气态氢化物的稳定性 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 第一电离能 电负性 命题点 1 原子结构与元素周期表 典例1已知几种元素原子的核外电子排布情况，分别判断其元素符号、原子序数并指出其在周期表中的位置。 元素 电子排布 元素符号 原子序数 周期 族 A 1s22s22p63s1 B C 3d104s1 D [Ne]3s23p4 E 变式1若某原子的价层电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是(　　) A．该元素位于周期表中第五周期第ⅠB族 B．该元素原子价层电子数为2个 C．该元素为金属元素 D．该元素原子N层共有8个电子 变式2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错误的是(　　) A．基态原子的N层上只有一个电子的元素可能是副族元素 B．基态原子的价层电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素一定是副族元素 C．基态原子的p能级处于半充满状态的元素一定位于p区 D．基态原子的价层电子排布为(n－1)dxnsy的元素的族序数一定为x＋y 命题点 2 根据原子结构确定元素位置 典例2下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的价层电子排布特点的有关叙述正确的是(　　) A．Cu位于元素周期表中第四周期第ⅠB族，属于ds区元素 B．O的基态原子中，2p能级为半充满，属于p区元素 C．最外层电子排布式为4s1的元素位于第ⅠA族 D．最外层电子排布式为ns2np1的元素可能是第ⅢA族或第ⅢB族 变式1价层电子排布为3d104s2的元素在周期表中的位置是(　　) A．第三周期第ⅦB族 B．第三周期第ⅡB族 C．第四周期第ⅦB族 D．第四周期第ⅡB族 变式2闪烁着银白色光泽的金属钛(22Ti)因具有密度小、强度大、无磁性等优良的机械性能，被广泛应用于军事、医学等领域，号称“崛起的第三金属”。已知钛有48Ti、49Ti、50Ti等核素，下列关于金属钛的叙述中不正确的是(　　) A．上述钛原子中，中子数不可能为22 B．钛元素在周期表中处于第四周期 C．钛的不同核素在周期表中处于不同的位置 D．钛元素是d区的过渡元素 命题点 3 元素周期表的分区 典例3 最活泼的金属元素、最活泼的非金属元素、常温下单质呈液态的金属(价层电子排布为5d106s2)元素分别位于下面元素周期表中的(　　) A．s区、p区、ds区 B．s区、p区、d区 C．f区、p区、ds区 D．s区、f区、ds区 变式1基态原子的核外电子排布式为[Kr]4d105s1的元素所在的区、周期和族为(　　) A．p区、第五周期、第ⅠB族 B．ds区、第五周期、第Ⅷ族 C．d区、第四周期、第ⅠB族 D．ds区、第五周期、第ⅠB族 变式2在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，人们发现价层电子排布相似的元素集中在一起。据此，人们将元素周期表分区，并以最后填入电子的能级符号作为该区的符号，如图所示。 (1)在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素，基态原子的价层电子的电子云形状为________。 (2)在d区中，族序数最大、原子序数最小的元素，常见离子的电子排布式为____________________，其中较稳定的是________。 (3)在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素，基态原子的价层电子排布为________。 (4)在p区中，第二周期第ⅤA族元素基态原子的价层电子的轨道表示式为________。 (5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在________区中。 命题点 4 微粒半径大小比较 典例4若短周期元素的离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的电子层结构，则离子半径从大到小的顺序为_____________，A、B、C、D四种元素对应的原子半径从大到小的顺序为______________。。 变式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 变式2 下列有关粒子半径的大小比较错误的是(　　) A．K＞Na＞Li B．P＞S＞O C．Mg2＋＞Na＋＞F－ D．Cl－＞F－＞F 命题点 5 电离能及应用 典例5下列说法正确的是(　　) A．第三周期中钠元素的第一电离能最小 B．因同周期主族元素的原子半径从左到右逐渐减小，故其第一电离能逐渐增大 C．在所有元素中，氟元素的第一电离能最大 D．钾的第一电离能比镁的第一电离能大 变式1某元素X的逐级电离能(kJ·mol－1)分别为740、1 500、7 700、10 500、13 600、18 000、21 700，当其单质与氯气反应时最可能形成的阳离子是(　　) A．X＋　　 　 B．X2＋ C．X3＋　　 　 D．X4＋ 变式2 A、B、C、D四种短周期元素，原子序数依次增大，已知A是地壳中含量最多的元素；B、C、D同周期，且B在同周期元素中第一电离能最小；C的第一、二、三电离能分别为738 kJ·mol－1、1 451 kJ·mol－1、7 733 kJ·mol－1；D在同周期元素中(稀有气体元素除外)第一电离能最大。 (1)写出各元素的元素符号：A________；B________；C________；D________。 (2)C的第三电离能远大于其第二电离能的原因是____________________________________________。 (3)写出电解熔融CD2的化学方程式：______________________________________。 命题点 6 电负性及应用 典例6已知X、Y元素同周期，且电负性X>Y，下列说法错误的是(　　) A．X与Y形成化合物中X可以显负价，Y显正价 B．第一电离能Y可能小于X C．最高价含氧酸的酸性：X对应的酸性弱于Y对应的 D．气态氢化物的稳定性：HmY弱于HnX 变式1已知下列元素的电负性数据，下列判断不正确的是(　　) 元素 Li Be C O F Na Al Cl Ge 电负性 1.0 1.5 2.5 3.5 4.0 0.9 1.5 3.0 1.8 A．Mg元素电负性的最小范围为0.9～1.5 B．Ge既具有金属性，又具有非金属性 C．Be和Cl可形成离子键 D．O和F形成的化合物O显正价 变式2下列有关电负性的说法中正确的是(　　) A．主族元素的电负性越大，元素原子的第一电离能一定越大 B．在元素周期表中，同周期元素电负性从左到右越来越大 C．金属元素的电负性一定小于非金属元素的电负性 D．在形成化合物时，电负性越小的元素越容易显正价 命题点 7 元素周期律的综合应用 典例713Al、15P、16S、17Cl是周期表中的短周期主族元素。下列有关说法不正确的是(　　) A．元素Al在周期表中位于第三周期第ⅢA族 B．元素P的简单气态氢化物的化学式为PH3 C．第一电离能：I1(Al)<I1(P)<I1(S) D．最高价氧化物的水化物的酸性：H3PO4<H2SO4<HClO4 变式1最近我国科研人员发现了一种安全、高效的点击化学试剂FSO2N3，下列有关F、S、O、N的说法中正确的是(　　) A．电负性：F>N>O>S B．第一电离能：F>O>N>S C．最高正价：F>O＝S>N D．基态原子核外未成对电子数：N>O＝S>F 变式2碳、硅、锗等是ⅣA族元素，回答下列问题： (1)CH4和CO2所含的三种元素电负性从大到小的顺序为____________(填元素符号)。 (2)从电负性角度分析，碳、硅和氧元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为__________(填元素符号)。 (3)CH4中共用电子对偏向C，SiH4中共用电子对偏向H，则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为________(填元素符号)。 (4)基态锗(Ge)原子的电子排布式是___________________，Ge的最高价氯化物分子式是________。该元素可能的性质或应用有________(填字母)。 A．是一种活泼的金属元素 B．其电负性大于硫 C．其单质可作为半导体材料 D．锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳 (5)溴与氯能以________键结合形成BrCl，BrCl分子中，Br化合价为________。BrCl与水发生反应的化学方程式为__________________________________。 命题点 8 元素的综合推断 典例8Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次增大。已知：①Z的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素；②Y原子价层电子排布为msnmpn；③R原子核外L层电子数为奇数；④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。请回答下列问题： (1)Z2＋的核外电子排布式是____________。 (2)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙，下列判断正确的是________(填字母)。 A．稳定性：甲>乙，沸点：甲>乙 B．稳定性：甲>乙，沸点：甲<乙 C．稳定性：甲<乙，沸点：甲<乙 D．稳定性：甲<乙，沸点：甲>乙 (3)Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为________(用元素符号作答)。 (4)五种元素中，电负性最大与最小的两种非金属元素形成的化合物的化学式为________。 变式1短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的核外电子数等于其主族序数，X的单质在空气中含量最多，Y的最高价氧化物的水化物是两性化合物，Z的最高正价与最低负价的代数和为4。下列说法错误的是(　　) A．W与X形成的最简单化合物极易溶于水 B．Y和Z可形成化合物Y2Z3 C．最外层电子数：Z>X>Y>W D．Y和Z的简单离子的电子层结构相同 变式2如图是元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述正确的是(　　) A．五种元素形成的单质中，Z形成的单质的沸点最高 B．Y、Z形成的简单阴离子的电子排布都与R原子的相同 C．电负性：W>X D．第一电离能：W>Y 点拨 1 原子结构与元素周期表的关系 1．周期、能级组和元素数目的对应关系 周期 周期中所含元素的数目 对应能级组 对应能级组最多容纳电子数 一 2 1s 2 二 8 2s、2p 8 三 8 3s、3p 8 四 18 4s、3d、4p 18 五 18 5s、4d、5p 18 六 32 6s、4f、5d、6p 32 七 32 7s、5f、6d、7p 32 2．价层电子排布和周期表的关系 分区 族 按族分类 价层电子排布式 价层电子数 特点 s区 ⅠA 主族 ns1 1 族序数＝最外层电子数＝价层电子数＝最高正化合价(O、F除外) ⅡA ns2 2 p区 ⅢA ns2np1 3 ⅣA ns2np2 4 ⅤA ns2np3 5 ⅥA ns2np4 6 ⅦA ns2np5 7 d区 ⅢB 副族(镧系、锕系除外) (n－1)d1～10ns1～2 3 价层电子数＝族序数 ⅣB 4 ⅤB 5 ⅥB 6 ⅦB 7 ds区 ⅠB 11 ①(n－1)d轨道为全充满状态②族序数＝最外层ns轨道上的电子数 ⅡB 12 d区 Ⅷ Ⅷ族(属于副族) (n－1)d6～9ns1～2(Pd除外，为4d10) 8 第Ⅷ族第1列元素的价层电子数＝族序数 9 10 p区 0 0族 1s2或ns2np6(n＞1) 2或8 为原子轨道全充满的稳定结构 注：f区是镧系和锕系，其价层电子排布式为(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2 3．价层电子排布与元素的最高正价 (1)当主族元素失去全部价电子后，表现出该元素的最高化合价，最高正价＝主族序数(O、F除外)。 (2)第ⅢB～ⅦB族可失去ns和(n－1)d轨道上的全部电子，所以，最高正价＝族序数。 (3)第Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的部分(n－1)d电子，所以最高正价低于族序数(8)，只有Ru和Os可表现八价。 (4)第ⅠB族可失去ns1电子和部分(n－1)d电子，所以第ⅠB 族的族序数小于最高正价，第ⅡB族只失去ns2电子，第ⅡB族的族序数等于最高正价。 点拨 2 由元素的价层电子排布判断其在周期表中的位置的规律 价层电子排布 x或y的取值 周期表中位置 nsx x＝1,2 第n周期第xA族(说明：书写时，x、y应换成相应的罗马字母表示，下同) ns2npx x＝1,2,3,4,5 第n周期第(2＋x)A族 x＝6 第n周期0族 (n－1)dxnsy x＋y≤7 第n周期第(x＋y)B族 7＜x＋y≤10 第n周期第Ⅷ族 (n－1)10nsx x＝1,2 第n周期第xB族 点拨 3 粒子半径大小比较方法 “一看”电子的能层数：当电子的能层数不同时，能层数越多，半径越大。 “二看”核电荷数：当电子的能层数相同时，核电荷数越大，半径越小。 “三看”核外电子数：当电子的能层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。 注意：上述“三看”仅是一般规律，不具有普遍性。有时候原子能层数多的原子半径不一定大，如锂(2层)原子半径为0.152 nm，而氯(3层)的原子半径为0.099 nm。 点拨 4 电离能大小规律及电离能的应用 1．电离能数值大小规律及原因 同周期元素 规律 同周期元素从左到右，第一电离能整体呈增大趋势。每个周期的第一种元素(氢和碱金属)的第一电离能最小，最后一种元素(稀有气体)的第一电离能最大 原因 同周期元素原子的电子层数相同，但随着核电荷数增大，原子核对外层电子的吸引作用增强，失去电子的能力逐渐减弱，元素的第一电离能整体呈增大趋势 同主族元素 规律 同主族元素从上到下，第一电离能逐渐减小 原因 同主族元素原子的价层电子数相同，但从上到下，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的吸引作用逐渐减弱，失去电子的能力逐渐增强，元素的第一电离能逐渐减小 过渡元素 规律 过渡元素的第一电离能的变化不太规则，同周期过渡元素中随着元素原子核电荷数的增加，第一电离能略有增加 原因 对过渡元素原子来说，增加的电子大部分排布在(n－1)d或(n－2)f轨道上，原子核对外层电子的吸引作用变化不是太大 注意：同周期元素第一电离能的变化规律呈现的是一种增大的趋势，第ⅡA族和第ⅤA族元素会出现反常变化，通常同周期第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能比与它左右相邻的两种元素的第一电离能都大，这是因为第ⅡA族、第ⅤA族元素原子的价层电子排布分别是ns2、ns2np3，前者np能级处于全空状态，后者np能级处于半充满状态，第一电离能均较大。 2．电离能的应用 (1)确定元素原子的核外电子排布：如Li：I1≪I2<I3，表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层(K、L能层)上，而且最外层上只有一个电子。 (2)确定元素的化合价。如K：I1≪I2＜I3，表明K原子容易失去一个电子形成＋1价阳离子。 (3)判断元素的金属性、非金属性强弱。I1越大，元素的非金属性就越强；I1越小，元素的金属性就越强。 (4)第ⅡA族、第ⅤA族元素原子的价电子排布分别为ns2、ns2np3，为全空和半充满结构，导致这两族元素原子第一电离能反常。 点拨 5 对电负性的认识 (1)电负性是用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小，电负性大的原子吸引电子的能力强。 (2)不能把电负性1.8作为划分金属元素和非金属元素的绝对标准，如Pb(铅)的电负性为1.9，大于1.8，是金属而不是非金属。 (3)并不是所有电负性差大于1.7的元素原子都形成离子键，如H的电负性为2.1，F的电负性为4.0，二者电负性差为1.9，但HF中的化学键是共价键；Na的电负性为0.9，与H的电负性之差为1.2，但NaH中的化学键是离子键。 点拨 6 元素的“位—构—性”关系及元素的推断 1．元素“位—构—性”之间的关系 元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置和元素的主要性质，元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的主要性质，故三者之间可相互推断。 在具体解题过程中，需从以下三个方面入手： (1)结构与位置互推 在互推过程中，要充分利用“原子序数差规律”，以及各周期所能容纳的元素种数、稀有气体元素的原子序数和其在周期表中的位置等知识。 (2)性质与位置互推 熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，包括：元素的金属性、非金属性，简单气态氢化物的稳定性，最高价氧化物对应的水化物的酸碱性，金属与H2O或酸反应的难易程度等的递变规律。根据元素性质可以推知元素在周期表中的位置，根据元素在周期表中的位置可以推知元素性质。 (3)结构和性质互推 要知道最外层电子数是决定元素化学性质的主要因素；同主族元素原子最外层电子数相同，化学性质相似。 2．利用元素的特殊性质推断 在进行元素推断时，也可以结合其特殊性质推断，具体举例如下： (1)最高正化合价与最低负化合价代数和为零的短周期元素：H、C、Si。 (2)最高正化合价是最低负化合价绝对值三倍的短周期元素：S。 (3)除H外，原子半径最小的主族元素：F。 (4)第一电离能最大的主族元素：F；第一电离能最小的主族元素：Cs(放射性元素除外)。 (5)电负性最小的主族元素：Cs(0.7)；电负性最大的主族元素：F(4.0)。 (6)同主族相邻两种元素的原子序数若具有2倍关系，此两种元素为O和S。 (7)前36号元素中未成对电子数最多的是Cr。 ◆能力强化练 1．元素周期表中有如图所示的元素，下列叙述正确的是(　　) A．钛元素原子的M层上共有10个电子 B．钛元素是ds区的过渡元素 C．钛元素原子最外层上有4个电子 D．47.87是钛原子的近似相对原子质量 2．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＞d，离子的还原性：Y2－＞Z－ B．氢化物的稳定性：H2Y＞HZ C．原子半径：X＜W，第一电离能：X＜W D．电负性：Z＞Y＞W＞X 3．W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，且原子核外L层的电子数分别为0、5、8、8，其最外层电子数之和为18。下列说法正确的是(　　) A．电负性：Y＜Z B．第一电离能：Y>X C．化合物WZ难溶于水 D．由Y与Z形成的化合物YZ3和YZ5均满足8电子稳定结构 4．X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素。其相关信息如下表： 元素 相关信息 X X的基态原子L层电子数是K层的2倍 Y Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2 Z Z存在质量数为23，中子数为12的核素 W W有多种化合价，在溶液中生成的其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色 下列说法不正确的是(　　) A．W是Fe元素 B．X的电负性比Y的大 C．Z2Y2中阴离子和阳离子个数比为1∶2 D．XY2是一种直线形分子 5．X、Y为第三周期元素、Y最高正价与最低负价的代数和为6，二者形成的一种化合物能以[XY4]＋[XY6]－的形式存在。下列说法错误的是(　　) A．原子半径：X>Y B．简单氢化物的还原性：X>Y C．同周期元素形成的单质中Y氧化性最强 D．同周期中第一电离能小于X的元素有4种 6．如图为元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中，正确的是(　　) A．W元素的第一电离能小于Y元素的第一电离能 B．Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同 C．p能级未成对电子最多的是Z元素 D．X元素是电负性最大的元素 7．X、Y、Z、W均为短周期主族元素，它们在元素周期表中的相对位置如图所示，下列说法正确的是(　　) A．Y的价层电子排布式是ns2np5 B．四种元素所形成的最简单氢化物中，沸点最高的可能是Y的氢化物 C．Y、Z之间可形成离子化合物 D．X、Z、W的最高价氧化物所对应的水化物不可能均是强酸 8．已知短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在周期表中的相对位置如图所示，其中Y的最高化合价为＋3。下列说法不正确的是(　　) A．还原性：ZQ2<ZR4 B．X能从ZO2中置换出Z C．Y能与Fe2O3反应得到Fe D．M最高价氧化物的水化物能与其最低价氢化物反应 9．有A、B、C、D、E、F六种主族元素，有关信息如下： ①短周期元素C原子的价层电子排布式为ns2np2，E的单质可在空气中燃烧 ②如图是元素周期表中主族元素的一部分： ③A、B同周期，其电离能数据如下(单位：kJ·mol－1)： I1 I2 I3 I4 A 738 1 451 7 733 10 540 B 578 1 817 2 745 11 575 试回答下列问题： (1)F原子的核外电子排布式为___________________________________。 (2)C、D、E元素的电负性相对大小为_______________(用元素符号表示)。 (3)化合价是元素的一种性质，由A、B的电离能数据判断下列说法正确的是________(填字母)。 a．A通常显＋1价，B通常显＋4价 b．B元素的第一电离能较小，其活泼性比A强 c．A、B的单质分别与盐酸反应放出等量氢气时，消耗单质的物质的量之比为3∶2 10．现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。 元素 相关信息 A 元素的核外电子数和能层数相等，也是宇宙中最丰富的元素 B 元素原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1 C 原子的第一至第四电离能分别是 I1＝738 kJ·mol－1；I2＝1 451 kJ·mol－1； I3＝7 733 kJ·mol－1；I4＝10 540 kJ·mol－1 D 原子核外所有p轨道全满或半满 E 元素的主族序数与周期数的差为4 F 是前四周期中电负性最小的元素 G 在周期表的第七列 (1)已知BA5为离子化合物，写出其电子式：____________________。 (2)B基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有________个方向，原子轨道呈________形。 (3)某同学根据上述信息，推断C基态原子的轨道表示式为。该同学所画的轨道表示式违背了___________________________________________。 (4)G位于第________族________区，价层电子排布式为_____________。 ◆综合拔高练 11．月壤中的“嫦娥石”是中国首次在月球上发现的新矿物，其化学式为(是钇，39号元素)。下列说法正确的是( ) A．上述组成元素只位于区、区 B．基态钇原子价电子排布式： C．基态氧原子最高能级的电子云轮廓图： D．在形成新矿物时，Y的价电子全部失去，则该化合物中铁显+3价 12．（25-26高三上·北京·阶段练习）将 (B元素的化合价为+3)与水溶液混合可制得零价纳米铁，反应原理如下：。下列说法中，不正确的是( ) A．由中各元素的化合价可推断，电负性：B<H B．该反应中，每生成1 mol ，转移2 mol电子 C．该反应中，被氧化的氢元素与被还原的氢元素的物质的量之比为4:3 D．纳米铁比普通铁粉有更大的比表面积，因而可具有更高的反应活性 13．短周期主族元素V、W、X、Y、Z的原子序数依次增大。基态V原子核外3个能级上电子数相等，基态X原子核外s能级、p能级上电子总数相等。0.2molZ与足量的稀硫酸反应产生(标准状况)。Y的部分电离能数据如下： 电离能 () 738 1451 7733 10540 下列叙述错误的是 A．原子半径：Y>Z>V B．第一电离能：V<W<X C．简单氢化物的稳定性：V<W<X D．最高价氧化物对应水化物的碱性：Z<Y 14．下列叙述正确的是( ) A．的最高能层电子为 B．基态Cu原子的价层电子排布式： C．元素周期表第三周期中，比S元素第一电离能大的元素只有两种 D．基态Al原子核外电子云轮廓图呈球形、哑铃形的能级上电子数之比为6∶7 15．（2024·山东济南质检）元素周期表和元素周期律可指导人们进行规律性推测和判断。下列说法不合理的是(　　) A．若aX2+和bY－的核外电子排布相同，则原子序数：a＝b＋3 B．盐酸(HCl)酸性比H2SiO3强，元素的非金属性：Cl>Si C．硅、锗都位于金属元素与非金属元素的交界处，都可用作半导体材料 D．Be与Al在元素周期表中处于对角线位置，可推出：BeO＋2OH－＋H2O===[Be(OH)4]2- 16．（2025·江西南昌高三期中联考）某研究团队发明了一种“同位素指纹”方法，可以用于食品溯源。化学元素锶位于周期表第ⅡA族，在自然界中有4种稳定的同位素，其中“锶87”和“锶86”在不同地质环境中的相对含量不同，而这种同位素特征又会通过水和食物传递到生物体内，因此，锶同位素检测可以作为追踪大闸蟹地理起源的可靠方法。下列有关说法正确的是(　 　) A．Sr中的中子数为38 B．Sr元素位于周期表的ds区 C．同周期中第一电离能比Sr小的元素只有1种 D．根据元素周期律推测Sr(OH)2是一种强碱 17．Ⅰ．1925年，德国人弗里德里希·洪特(F．Hund)根据大量光谱实验数据总结出一个规律：当电子在能量相同的原子轨道上排布时，电子总是优先按自旋状态相同的方式单独地占据各个原子轨道，然后再配对，这样体系能量最低。洪特规则同时指出，当np、nd、nf 能级上电子排布为全满、半满时，体系能量最低。 (1)依据洪特规则书写下列基态原子的化学用语： ①Cr价电子的轨道表示式： 。 ②Cu的价电子排布式： 。 (2)同周期元素中，与Cu最外层电子数相同的元素还有 种。 (3)对于基态Cu原子，下列说法正确的有___________。 A．M层的能量总是比N层低，故电子先填充3d轨道再填充4s轨道 B．Cu原子或离子的4s能级的能量总是低于3d能级 C．电负性比钾高，原子对价电子的吸引力比钾大 D．铜元素位于元素周期表的d区 (4)N原子的第一电离能 O 原子(填“>”、“=”或“<”)，其原因是 。 Ⅱ．钨元素(74W)是周期表中不满足洪特规则的特例之一，其价电子的构型为5d46s2。 (5)钨元素最外层的电子云形状为 。钨元素核外有 种能量不同的电子。 (6)钨与铬位于同一副族。钨在周期表中的位置是 。 (7)存在像钨一样不满足洪特规则的特例，其原因是___________。 A．洪特规则是根据一定理论推导出来的公式，其理论存在瑕疵 B．洪特规则只适用于主族元素，不适用于过渡金属 C．洪特规则是基于实验事实总结的经验规则，不能推广到所有元素 D．在洪特研究原子光谱时，诸如钨这类的例外的元素还没有被发现 18．（24-25高二上·安徽亳州·期末）X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大的前四周期元素(0族除外)，X、Y、Z原子核外电子层数相同且依次相邻，的基态原子价电子排布式为，元素的焰色是黄色，Q元素的基态原子价电子有8种运动状态。 (1)X在周期表中的位置是 ，举例说明非金属性X<Y的实验事实： 。 (2)五种元素中电负性最小的是 (填元素符号)，Y、Z、W的简单离子半径由大到小的顺序是 (用离子符号表示)，W元素产生焰色时相应电子的能量变化情况是 (填“升高”或“降低”)。 (3)X、Y、Z的逐级电离能变化趋势(纵坐标的标度不同)如图所示，其中第三电离能的变化图是 (填序号)，X、Y的第三电离能出现如图所示变化的原因是 ________________________________________________________。 (4)基态Q原子的电子排布式为 ，Q能形成两种常见阳离子，其中较稳定的是 。 ◆高考真题练 19．（2025·广西·高考真题）单分子磁体能用于量子信息存储。某单分子磁体含四种元素，其中的核外电子数之和为离子半径最小，基态X原子的s能级电子数是p能级的2倍，Z的某种氧化物是实验室制取氯气的原料之一。下列说法正确的是 A．第一电离能： B．简单氢化物的稳定性： C．电负性： D．基态Z原子的电子排布式： 20．（2024·江苏卷）我国探月工程取得重大进展。月壤中含有Ca、Fe等元素的磷酸盐，下列元素位于元素周期表第二周期的是 A．O B．P C．Ca D．Fe 21．（2024·浙江1月选考改编）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．Na的第二电离能<Ne的第一电离能 22．(1)（2024·山东卷）Mn在元素周期表中位于第______周期第______族。 (2)（2024·湖南卷）Cu属于______区元素，其基态原子的价层电子排布式为____________。 (3)（2024·全国甲卷）一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷，其中电负性最大的元素是______。 (4)（2023·北京卷节选）比较硫原子和氧原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由： ______________________________________________________________________________。 (5)（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 _________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________。 23．(2024·湖北卷)主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，X、Y的价电子数相等，Z的价电子所在能层有16个轨道，4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是(　　) A．电负性：W>Y B．酸性：W2YX3>W2YX4 C．基态原子的未成对电子数：W>X D．氧化物溶于水所得溶液的pH：Z>Y 1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $