内容正文:
专题二 物质结构与性质
非选择题突破(一)
命题点1 电子排布、电离能和电负性
[对应学生用书P18]
一、核外电子排布
1.各类要求的电子排布式(以基态铁原子为例)
(1)电子排布式:1s22s22p63s23p63d64s2。
(2)简化电子排布式:[Ar]3d64s2。
(3)价电子(外围电子、特征电子)排布式:3d64s2。
(4)最外层电子排布式:4s2。
(5)M层电子排布式:3s23p63d6。
(6)最高能级电子排布式:3d6。
2.各类要求的电子排布图(以基态铁原子为例)
3.1~36号元素基态原子的未成对电子数(m)
(1)m=1:ns1(4)、ns2np1(3)、ns2np5(3)、3d14s2(1)、3d104s1(1),共12种。
(2)m=2:ns2np2(3)、ns2np4(3)、3d24s2(1)、3d84s2(1),共8种。
(3)m=3:ns2np3(3)、3d34s2(1)、3d74s2(1),共5种。
(4)m=4:3d64s2(1),共1种。
(5)m=5:3d54s2(1),共1种。
(6)m=6:3d54s1(1),共1种。
4.各种特征的电子(以基态锰原子为例:1s22s22p63s23p63d54s2)
(1)不同运动状态的电子数:25。
(2)不同空间运动状态的电子数:15。
(3)形状不同的电子云种类:3。
(4)不同能级(能量)的电子种类:7。
(5)最高能级的电子数:5。
(6)最高能层的电子数:2。
二、电离能和电负性
1.第一电离能变化规律
(1)根据递变规律判断
①基本规律:周期表右上角位置的He原子的I1最大。
②特殊规律:同一周期中I1:ⅡA>ⅢA、ⅤA>ⅥA。
(2)根据金属性判断
①基本规律:I1越小,金属性越强,注意ⅡA和ⅤA族元素的特殊性。
②金属元素和非金属元素的I1:I1(金属)<I1(非金属)。
(3)根据微粒结构判断
①稳定结构微粒的I大:全满、半满和全空状态稳定。
②I(全满)>I(半满)。
③判断:I1(Cu)<I1(Ni),I2(Cu)>I2(Zn)。
2.电负性的递变规律
(1)周期表右上角氟元素的最大
(2)电负性大小
①电负性最大的前三种元素:F>O>N。
②氢元素的电负性:C>H>B;P>H>Si。
1.(2025·湖北卷节选)基态氟离子的电子排布式为________。
答案 1s22s22p6
2.(2025·安徽卷节选)锶位于元素周期表第五周期第ⅡA族。基态原子价电子排布式为________。
答案 5s2
3.(2025·河南卷节选)Ca位于元素周期表中________区;基态Ni2+的价电子排布式为________。
答案 s 3d8
4.(2025·云南卷节选)基态Cu原子的价层电子排布式为________。
答案 3d104s1
5.(2025·北京卷节选)将Mg的基态原子最外层轨道表示式补充完整:。
答案
6.(2025·广东卷节选)基态Ti原子的价层电子排布式为________。
答案 3d24s2
7.(2025·浙江1月卷节选)关于ⅤA族元素原子结构的描述,下列说法正确的是________。
A.基态P原子3p轨道上的电子自旋方向相同
B.As3+的最外层电子数为18
C.P3+的半径小于P5+的半径
D.电子排布为[Ne]3s13p4的P原子处于激发态
解析 基态P原子价电子排布式为3s23p3,根据洪特规则,3p轨道上的3个电子自旋方向相同,故A正确;基态As原子价电子排布式为4s24p3,As3+的价电子排布式为4s2,最外层电子数为2,故B错误;P3+比P5+多一个电子层,所以P3+的半径大于P5+的半径,故C错误;基态P原子的电子排布式为[Ne]3s23p3,电子排布为[Ne]3s13p4的P原子处于激发态,故D正确。
答案 AD
8.(2025·上海卷)有关铁原子说法正确的是________(不定项)。
A.有4种不同能层的电子
B.有5个未成对电子
C.占据15个原子轨道
D.有26种能量不同的电子
解析 铁原子核外电子分布在K、L、M、N 4个能层,有4种不同能层的电子,A正确;铁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,有4个未成对电子,B错误;铁原子核外电子占据15个原子轨道,C正确;铁原子核外有7种能量不同的电子,D错误。
答案 AC
9.(2025·上海卷)中电负性最大的元素是( )
A.C B.H C.O
解析 同周期主族元素从左往右电负性逐渐增大,结合甲烷中C为-4价、H为+1价可知,C、H、O中电负性最大的元素是O。
答案 C
10.(2025·山东卷节选)Fe单质及其化合物应用广泛。回答下列问题:
(1)在元素周期表中,Fe位于第________周期________族。基态Fe原子与基态Fe3+未成对电子数之比为________。
(2)尿素分子(H2NCONH2)与Fe3+形成配离子的硝酸盐[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3俗称尿素铁,既可作铁肥,又可作缓释氮肥。元素C、N、O中,第一电离能最大的是________,电负性最大的是________。
解析 (1)Fe为26号元素,基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2,故Fe位于第四周期Ⅷ族。基态Fe原子、基态Fe3+的价电子排布式分别为3d64s2、3d5,未成对电子数之比为4∶5。(2)同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,N由于2p能级为半充满状态,较稳定,其第一电离能大于O,故元素C、N、O中,第一电离能最大的是N;同周期元素从左到右电负性逐渐增大,故元素C、N、O中,电负性最大的是O。
答案 (1)四 Ⅷ 4∶5 (2)N O
1.基态硫原子核外电子的空间运动状态有________种。
答案 9
2.基态Mn原子的价层电子轨道表示式为________________________。
答案
3.某些过渡金属(如钛、铜)及其化合物,以其高导电性和丰富的物理化学性质在材料领域大放异彩。
(1)钛比钢轻、比铝硬。基态钛原子的价层电子排布式为________,钛原子核外电子占据的轨道数为________。
(2)铜的下列状态中,失去最外层一个电子所需能量最小的是________(填字母)。
A.[Ar]3d104p1 B.[Ar]3d10
C.[Ar]3d94s1 D.[Ar]3d104s1
解析 (1)Ti是22号元素,基态Ti原子的价层电子排布式为3d24s2;基态Ti原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2,电子占据12个轨道。(2)A项为激发态铜原子,B项为失去一个电子的+1价铜离子,C项为失去一个电子且是激发态的+1价铜离子,D项为基态铜原子,则失去最外层一个电子所需能量最小的是选项A。
答案 (1)3d24s2 12 (2)A
4.与Fe最外层电子数相同且同周期的过渡元素有________种。
解析 Fe为26号元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,最外层电子数为2,与Fe最外层电子数相同且同周期的过渡元素有Sc、Ti、V、Mn、Co、Ni、Zn,共7种。
答案 7
5.下列氟元素的不同微粒,用光谱仪可捕捉到发射光谱的是________(填字母)。
A.1s22s22p43s1 B.1s22s22p43d2
C.1s22s22p5 D.1s22s22p6
解析 氟为9号元素,基态原子核外电子排布式为1s22s22p5;若处于激发态的电子跃迁到较低轨道会得到发射光谱,根据构造原理1s22s22p43s1、1s22s22p43d2中有电子处于激发态,故用光谱仪可捕捉到发射光谱的是1s22s22p43s1、1s22s22p43d2。
答案 AB
6.比较O、C电负性大小,并从原子结构角度解释两元素电负性差异的原因是________________________________________________________________________
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答案 O原子的原子半径小于C原子的原子半径,对电子的吸引能力更强,电负性:O>C
7.Na+和Ne互为等电子体,电离能:I2(Na)>I1(Ne),原因是________________________________________________________________________
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答案 Na+和Ne电子排布结构相同,而Na+比Ne的核电荷数大,因此Na+原子核对核外电子的吸引力大于Ne原子核对核外电子的吸引力,所以Na+更难失去电子,电离能更大
8.已知电负性:H 2.1;C 2.5;F 4.0;P 2.1;I 2.5。
CH3I是一种甲基化试剂,CF3I可用作制冷剂,CH3I和CF3I发生水解时的主要反应分别是CH3I+H2O―→CH3OH+HI和CF3I+H2O―→CF3H+HIO。CF3I的水解产物是HIO,结合电负性解释原因:________________________________________________________________________
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答案 因为电负性:F>I=C,所以在CF3I中,受3个F原子吸引电子能力强的影响,I与C之间的共用电子对偏向于C,I显+1价,则CF3I发生水解时,生成CF3H和HIO
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