专题10 原子结构与性质（期末复习讲义）高二化学上学期人教版

该高中化学期末复习讲义（专题10原子结构与性质）通过“理·核心要点”系统构建知识体系，以表格呈现考查重点与命题角度，用归纳总结模块梳理能层能级关系、电子排布规则等，突出原子结构、元素周期表与周期律的内在联系，体现物质结构决定性质的化学观念。 讲义亮点在于“破·重难题型”设计，针对构造原理应用、电离能比较等11类题型，结合典例与变式培养科学思维，“过·分层验收”通过基础与综合练习满足不同学生需求，助力自主复习，为教师精准教学提供支持。

专题10 原子结构与性质（期末复习讲义） 内容导航 明·期末考情：把握考试趋势方向，精准备考 理·核心要点：系统归纳知识脉络，构建体系 破·重难题型：攻克典型疑难问题，突破瓶颈 过·分层验收：阶梯式检测与评估，稳步提升 考查重点 命题角度 原子结构 能层与能级、基态与激发态、原子光谱、电子跃迁 构造原理 电子排布式、电子云、原子轨道、 核外电子排布 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 元素周期表 原子结构、价层电子排布、元素周期表的结构 元素周期律 原子半径、元素第一电离能、电负性 要点01 能层与能级 1．能层 (1)含义：根据核外电子的 ，将核外电子分为不同的能层(电子层)。 (2)序号及符号：能层序号一、二、三、四、五、六、七……分别用K、L、M、N、O、P、Q……表示。 (3)能量关系：能层越高，电子的 。 2．能级 (1)含义：根据多电子原子中同一能层电子的能量不同，将它们分为不同能级。 (2)能级数：能级数＝该 。 (3)表示方法：分别用相应能层的序数和字母s、p、d、f……等表示。如第3能层的能级按能量由低到高的排列顺序为3s、3p、3d。 归｜纳｜总｜结 1．各能级之间能量大小关系 (1)不同能层中同一能级，能层序数越大，能量越高。 (2)同一能层中，各能级之间能量大小关系为ns＜np＜nd＜nf……。 2．能层与能级中的数量关系 (1)任一能层：能级数＝能层序数(n)；总是从s能级开始。 (2)以s、p、d、f……排序的各能级最多容纳的电子数依次为1、3、5、7……的2倍。 (3)每一能层中最多容纳的电子数＝能层序数平方的2倍，即2n2。 要点02 基态与激发态　原子光谱 1．基态与激发态 (1)基态原子：处于 状态的原子。 (2)激发态原子：基态原子吸收能量，电子会跃迁到 ，变为激发态原子。 2．原子光谱 (1)光谱的成因及分类 (2)光谱分析：在现代化学中，利用原子光谱上的 来鉴定元素的分析方法。 归｜纳｜总｜结 1．基态原子与激发态原子的转化 基态原子激发态原子。 2．很多发光现象：灯光、激光、焰火等，与电子跃迁有关。 3．从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将以光的形式释放能量，形成发射光谱。 要点03 构造原理与电子排布式 1．含义 以光谱学事实为基础，从氢开始，随 递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理。 2．示意图 3．随核电荷数的递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。电子是按3p→4s→3d的顺序而不是按3p→3d→4s的顺序填充的，这种现象称为 。在书写基态原子的电子排布式时，仍按能层顺序写。 4．将电子排布式中内层电子排布用相应的稀有气体元素符号加方括号来表示的式子称为简化电子排布式。 要点05 电子云与原子轨道 1．电子运动的特点 一定空间运动状态的电子在核外空间各处都可能出现，但出现的概率不同，可用概率密度(ρ)表示，即ρ＝(P表示电子在某处出现的概率；V表示该处的体积)。 2．电子云 (1)定义：处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的 分布的形象化描述。 (2)含义：小黑点越密，表示概率密度越大。 (3)电子云轮廓图的形状 3. 原子轨道 （1）概念：量子力学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。 （2）s电子的原子轨道呈球形，能层序数越大，原子轨道的 。 （3）p电子的原子轨道呈哑铃形，能层序数越大，原子轨道的 。 归｜纳｜总｜结 各能级所含有原子轨道数目 能级符号 ns np nd nf 轨道数目 要点05 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 1．泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，且它们的 相反。 2．洪特规则：基态原子中填入简并轨道的电子总是先单独分占，且 。 3．能量最低原理：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据 的原子轨道，使整个原子的能量最低。 4．电子排布的轨道表示式(电子排布图) 基态O原子的轨道表示式如下：。 (1)简并轨道：能量相同的原子轨道。 (2)电子对：同一个原子轨道中，自旋方向相反的一对电子。 (3)单电子：一个原子轨道中若只有一个电子，则该电子称为单电子。 (4)自旋平行：箭头同向的单电子称为自旋平行。 (5)在氧原子中，有3对电子对，有2个单电子。 (6)在氧原子中，有5种空间运动状态，有8种运动状态不同的电子。 要点06 元素周期律、构造原理与元素周期表　 1．元素周期律、元素周期系和元素周期表 (1)元素周期律：元素的性质随元素原子的 递增发生周期性递变。 (2)元素周期系：元素按其原子 递增排列的序列。 (3)元素周期表：呈现周期系的表格。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)元素周期表的形成 若以一个方格代表一种元素，每个周期排一个横排，并按s、p、d、f分段，左侧对齐，可得到如下元素周期表： 若将p段与p段对齐，d段与d段对齐、f段单独列出，将1s2与p段末端对齐，则得到书本的元素周期表 (2)元素周期表的分区 ①根据核外电子的排布分区 按电子排布，可把周期表里的元素划分成5个区。除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级符号。 ②各区价层电子排布特点 分区 价层电子排布 s区 p区 d区 ds区 f区 归｜纳｜总｜结 1．主族元素的价电子排布：主族元素的族序数＝价电子总数。 主族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价电子排布 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 2.稀有气体的价电子排布为1s2或ns2np6。 3．过渡元素的价电子排布 (1)第四周期过渡元素的价电子排布 族序数 价电子排布 ⅢB 3d14s2 ⅣB 3d24s2 ⅤB 3d34s2 ⅥB 3d54s1 ⅦB 3d54s2 Ⅷ 3d6～84s2 ⅠB 3d104s1 ⅡB 3d104s2 (2)ⅢB→ⅦB族：族序数＝价电子数＝原子最外层ns电子数＋次外层(n－1)d电子数＝最高正价。 (3)Ⅷ族：原子最外层ns电子数＋次外层(n－1)d电子数之和分别为8、9、10。 (4)ⅠB和ⅡB的族序数＝原子最外层电子数。 要点07 原子结构与元素周期表分区的关系 1．各区元素原子价电子排布特点 分区 元素分布 外层电子排布式 s区 第ⅠA族、第ⅡA族 p区 第ⅢA族～第ⅦA族、0族 d区 第ⅢB族～第ⅦB族、第Ⅷ族 ds区 第ⅠB族、第ⅡB族 2.元素周期表中族和分区的关系 (1)主族：s区和p区。(ns＋np)的电子数＝族序数。 (2)0族：p区。(ns＋np)的电子数＝8(或2)。 (3)副族：d区、ds区和f区。 ①d区中[(n－1)d＋ns]的电子数＝族序数(第Ⅷ族部分元素除外)。 ②当8≤[(n－1)d＋ns]的电子数≤10时，则为第Ⅷ族元素。 ③ds区中(n－1)d全充满，ns的电子数＝族序数。 要点08 原子半径 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，核对电子的吸引作用就越大，使原子半径 。 2．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，核电荷数越大，半径 。 归｜纳｜总｜结 比较微粒半径大小的一般思路 “一层”：先看能层数，能层数越多，一般微粒半径越大。 “二核”：若能层数相同，则看核电荷数，核电荷数越大，微粒半径越小。 “三电子”：若能层数、核电荷数均相同，则看核外电子数，电子数多的半径大。 要点09 电离能 1．元素电离能的概念 (1)第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的 叫做第一电离能，符号：I1。 (2)各级电离能：气态基态一价正离子再失去一个电子成为气态基态二价正离子所需的 叫做第二电离能，第三电离能和第四、第五电离能依此类推。由于原子失去电子形成离子后，若再失去电子会更加困难，因此同一原子的各级电离能之间存在如下关系：I1<I2<I3…… 2．电离能的意义：可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。第一电离能数值越小，原子越容易失去一个电子；第一电离能数值越大，原子越难失去一个电子。 3．第一电离能变化规律 (1)同周期元素随着核电荷数的递增，元素的第一电离能呈 。其中ⅡA族与ⅢA族，ⅤA族与ⅥA族之间元素的第一电离能 。 (2)同族元素从上到下第一电离能 。 (3)同元素的逐级电离能 。 归｜纳｜总｜结 1．逐级电离能 (1)原子的逐级电离能越来越大。首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离能较小，以后再失去的电子都是能量较低的电子，所需要吸收的能量多；同时，失去电子后离子带的正电荷对电子的吸引力增强，从而使电离能越来越大。 (2)当电离能突然变大时说明电子的能层发生了变化，即同一能层中电离能相近，不同能层的电离能有很大的差距。 2．电离能的应用 (1)确定元素核外电子的排布。 (2)确定元素在化合物中的化合价。 (3)判断元素的金属性、非金属性强弱。 要点10 电负性 1．概念 (1)键合电子：元素相互化合时，原子中用于形成化学键的电子称为键合电子。 (2)电负性：用来描述不同元素的原子对键合电子 的大小。电负性越大的原子，对键合电子的 越大。 2．衡量标准：以氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准。 3．递变规律 (1)同周期，自左到右，元素的电负性 。 (2)同主族，自上到下，元素的电负性 。 4．对角线规则：元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是 ，这种相似性被称为对角线规则。 归｜纳｜总｜结 (1)判断元素的金属性和非金属性强弱。 (2)判断元素的化合价：在化合物中，电负性数值小的元素化合价为正值；相反，元素的化合价为负值。 (3)判断化合物的类型 要点11 同周期、同主族元素性质的递变规律 性质 同一周期(从左到右) 同一主族(从上到下) 核外电子 的排布 能层数 最外层电子数 1→2或8 金属性 非金属性 单质的氧化性、还原性 氧化性 还原性 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 酸性 碱性 气态氢化物的稳定性 第一电离能 增大(ⅡA＞ⅢA，ⅤA＞ⅥA) 电负性 归｜纳｜总｜结 1．元素周期律 2．图示元素周期律 题型01 能层与能级 【典例1】下列关于能层和能级的说法错误的是(　　) A.每个能层中的能级数都等于该能层序数 B.原子核外每个能层容纳的电子数都是n(n表示能层序数) C.d 能级最多能容纳10个电子 D.任一能层的能级总是从s能级开始 【变式1-1】下列说法正确的是(　　) A.同一原子中1s、2s、3s电子能量逐渐减小 B.同一原子中2p、3p、4p能级可容纳的最多电子数依次增多 C.能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动 D.各能层最多能容纳的电子数是2n2 【变式1-2】下列有关能层和能级的叙述中正确的是(　　) A.M层有s、p、d共3个能级，最多能容纳18个电子 B.3d能级最多能容纳5个电子，3f能级最多能容纳7个电子 C.无论哪一能层的s能级只能容纳的电子数为2 D.任一能层都有s、p能级，但不一定有d能级 题型02 基态与激发态 原子光谱 【典例2】对充有氖气的霓虹管发出红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外的光 C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质 D.通电后在电场作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应 【变式2-1】下列说法不正确的是(　　) A.霓虹灯光、LED 灯光与原子核外电子跃迁释放能量有关 B.焰色试验是利用元素的特征可见原子光谱鉴别某些元素的方法 C.许多元素是通过原子光谱发现的 D.原子中电子发生跃迁，是指电子从较低能量的能级到较高能量的能级 【变式2-2】学研究证明：核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关，还与核外电子的数目及核电荷数有关。氩原子与硫离子的电子层结构相同。下列说法正确的是(　　) A.两粒子最外层都达8电子稳定结构，化学性质相同 B.两粒子的电子发生跃迁时，产生的光谱不同 C.两粒子的1 s能级上电子的能量相同 D.两粒子的3p能级上的电子离核的距离相同 题型03 构造原理与电子排布式 【典例3】下列有关构造原理的说法错误的是(　　) A.原子核外电子填充3p、3d、4s 能级的顺序一般为3p→4s→3d B.某基态原子部分核外电子排布式为3s24s2 C.在多电子原子中，电子最后填入的能级不一定是原子最外能层上的能级 D.从第三能层开始出现能级交错现象 【变式3-1】某原子的最外层电子排布为3s23p2，下列对其核外电子运动的说法错误的是(　　) A.有4种不同的伸展方向 B.有5种不同能量的电子 C.有5种不同的运动范围 D.有14种不同运动状态的电子 【变式3-2】下列各组表述中，两个微粒不属于同种原子的是(　　) A.3p 能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p2的基态原子 B.2p 能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子和最外层电子排布式为2s22p5的基态原子 C.M 层全充满而N层为4s2的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的基态原子 D.最外层电子数是核外电子总数的1/5基态原子和最外层电子排布式为4s24p5的基态原子 题型04 电子云与原子轨道 【典例4】下列说法正确的是(　　) A.原子轨道是指原子运行的轨道 B.电子云中的一个小黑点代表一个电子 C.s电子的电子云轮廓图呈哑铃形，p电子的电子云轮廓图呈哑铃形 D.电子云密度大的地方，说明电子在该空间单位时间内出现的机会多 【变式4-1】下列关于电子云示意图的叙述正确的是(　　) A.电子云表示电子的运动轨迹 B.小黑点的多少表示电子个数的多少 C.处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称，而且电子在原子核附近出现的概率小，离核越远电子出现的概率越大 D.处在2pz轨道的电子主要在xy平面的上、下方出现 【变式4-2】下列说法正确的是(　　) A.p轨道是“8”字形的，所以p电子走“8”字形 B.电子层数为3时，有3s、3p、3d、3f四个轨道 C.氢原子中只有一个电子，故氢原子只有一条轨道 D.原子轨道与电子云都是用来形象描述电子运动状态的 题型05 原子核外电子排布 【典例5】下列说法正确的是(　　) A.基态Cr原子的价层电子排布式：3d54s1，违反能量最低原理 B.基态C原子的电子排布式：1s22s22p2p，违反能量最低原理 C.基态C原子的价层电子排布图：，违反泡利原理 D.基态Fe3＋的3d电子排布图：，违反洪特规则 【变式5-1】下列有关构造原理的说法错误的是(　　) A.原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d B.某基态原子部分核外电子的排布式为3d64s2 C.所有基态原子的核外电子排布都遵循构造原理 D.构造原理中的电子排布能级顺序，并不代表各能级能量由低到高的顺序 【变式5-2】KMnO4在化工、医药等领域有着广泛的应用，下列相关说法错误的是(　　) A.基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是N B.基态Mn2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2 C.基态氧原子的价层电子轨道表示式为 D.钾的焰色为紫色与钾原子核外电子发生跃迁有关 题型06 原子结构与元素周期表 【典例6】我国的纳米基础研究能力已经跻身于世界的前列，例如曾被选为我国年度十大科技成果之一的就是合成一种一维的纳米材料，其化学式为 RN。已知该化合物中与氮离子结合的 Rn＋核外有28 个电子，则R 位于元素周期表中(　　) A.第三周期第ⅤA族 B.第四周期第ⅢA族 C.第五周期第ⅢA族 D.第四周期第ⅤA族 【变式6-1】具有以下结构的基态原子，一定属于主族元素原子的是(　　) ①最外层有3个电子的原子　②最外层电子排布为ns2的原子　③最外层有3个未成对电子的原子　④次外层无未成对电子的原子 A.①④ B.②③ C.①③ D.②④ 【变式6-2】原子序数小于36的某原子最外层电子排布式为ns1，则该原子在元素周期表中不可能位于(　　) A.第ⅠA族 B.第ⅥB族 C.第Ⅷ族 D.第ⅠB族 题型07 元素周期表的分区与对角线规则 【典例7】下列有关元素周期表分区的说法错误的是(　　) A.p区不包含副族元素 B.第五周期有15种f区元素 C.d区、ds区均不存在非金属元素 D.s区所有元素的p能级电子均为全充满或全空状态 【变式7-1】下列说法错误的是(　　) A.基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区 B.核外电子排布相同的两原子，一定属于同种元素 C.基态原子的价电子排布为(n－1)dxnsy的元素，族序数一定为x＋y D.基态原子的N层上只有一个电子的元素，不一定是第ⅠA族元素 【变式7-2】元素周期表中，某些主族元素与其右下方主族元素(如图所示)的有些性质是相似的，这种相似性被称为“对角线规则”。则下列叙述错误的是(　　) A.Be 能和强碱溶液反应产生 H2 B.Li 在空气中燃烧生成 Li2O2 C.BeO既能溶于强酸溶液又能溶于强碱溶液 D.硼酸钠溶液呈碱性 题型08 原子半径 【典例8】X元素的简单阳离子和Y元素的简单阴离子的核外电子层结构相同，下列叙述正确的是(　　) A.简单离子半径：X>Y B.原子半径：X<Y C.原子序数：X<Y D.原子最外层电子数：X<Y 方｜法｜点｜拨 1.原子半径大小的比较 (1)同周期：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)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(Rb＋)<r(Cs＋)，r(O2－)<r(S2－)<r(Se2－)<r(Te2－)。 (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＋)。 【变式8-1】已知部分短周期元素的简单离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是(　　) A.原子半径：A>B>D>C B.d>c>b>a C.离子半径：C3－ >D－>B＋>A2＋ D.单质的还原性：A >B 【变式8-2】下列微粒半径大小关系正确的是(　　) A.F>Cl>Br>I B.Na<Mg<Al<Si<P<S<Cl C.Na<Na＋、Cl<Cl－ D.O2－>F－>Na＋>Mg2＋>Al3＋ 题型09 电离能 【典例9】某主族元素的第一、二、三、四电离能依次为899 kJ·mol－1、1 757 kJ·mol－1、14 840 kJ·mol－1、18 025 kJ·mol－1，则该元素在元素周期表中位于(　　) A.第ⅠA族 B.第ⅡA族 C.第ⅢA族 D.第ⅣA族 【变式9-1】某元素的各组电离能(单位：kJ ·mol－1)分别为740、1 500、7 700、10 200、13 600、18 000、21 700。当它与氯气反应时，最可能形成的阳离子是(　　) A.X＋ B.X2＋ C.X3＋ D.X4＋ 【变式9-2】某元素X的逐级电离能如图所示，下列说法正确的是(　　) A.X元素可能为＋4价 B.X的最高价氢氧化物一定为强碱 C.X为第五周期元素 D.X与氯气反应生成的化合物为XCl3 题型10 电负性 【典例10】下列说法不正确的是(　　) A.第ⅠA族元素的电负性从上到下逐渐减小，而第ⅦA族元素的电负性从上到下逐渐增大 B.电负性的大小可以作为判断元素的金属性和非金属性强弱的依据 C.元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引电子的能力越强 D.NaH的存在能支持将氢元素放在第ⅦA族的观点 【变式10-1】下列说法不能说明X的电负性比Y的大的是(　　) A.与氢化合时X单质比Y单质容易 B.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的强 C.X原子的最外层电子数比Y原子的多 D.X的单质可以把Y从其氢化物中置换出来 【变式10-2】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1.0～1.6 B.Ge既具有金属性，又具有非金属性 C.Be和Cl可形成极性键 D.O和F形成的化合物中O显正价 题型11 元素周期表和元素周期律的综合应用 【典例11】如图为周期表的一小部分，A、B、C、D、E的位置关系如图所示。其中B元素最高化合价是最低化合价绝对值的3倍，它的最高价氧化物中含氧60%。下列说法正确的是(　　) A D B E C A.D、B、E三种元素的第一电离能逐渐增大 B.电负性：C>E C.D、B、E三种元素形成的简单离子的半径逐渐增大 D.气态氢化物的稳定性顺序：D＜B＜E 【变式11-1】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期元素，其中X是宇宙中含量最多的元素；Y元素原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同，Z元素原子的价层电子排布：nsnnp2n；同周期简单离子中W元素的离子半径最小。下列说法正确的是(　　) A.W位于元素周期表的s区 B.Y元素原子最高能级的电子云轮廓图为球形 C.Y、Z、W三种元素的原子半径：r(Z)<r(Y)<r(W) D.X、Y、Z三种元素的电负性：X<Z<Y 【变式11-2】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增，a、b、c、d、e、f是由这些元素组成的化合物，d是淡黄色粉末，m为元素Y的单质，通常为无色无味的气体。上述物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A.简单离子半径：Z<Y B.阴离子的还原性：Y>W C.简单气态氢化物的热稳定性：Y>X D.W2Y2中含有非极性键 期末基础通关练（测试时间：15分钟） 1．（24-25高二下·广东韶关·期末）人类对原子结构的认识是不断进步的。下列说法错误的是 A．波尔的“洋葱模型”认为，核外电子在不同壳层区域运动 B．构造原理是根据原子光谱事实得出的经验规律 C．2s轨道的电子云轮廓图为圆形 D．量子力学认为核外电子可能随机出现在核外某一空间内 2．（24-25高二下·贵州黔西·期末）下列说法或有关化学用语的使用正确的是 A．在基态多电子原子中，p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量 B．基态S原子价层电子的轨道表示式为 C．基态C原子核外电子共有6种不同的运动状态 D．表示3d能级有3个轨道 3．（24-25高二下·安徽合肥·期末）下列关于原子结构或元素性质的说法正确的是 A．电子云图中的每个点都表示一个电子 B．激光、焰火都与核外电子跃迁吸收光能有关 C．电子由3s能级跃迁至3p能级时，可以用光谱仪摄取其吸收光谱 D．根据对角线规则，Mg和B的化学性质相似 4．（24-25高二上·山东菏泽·期末）基态铁原子的价层电子轨道表示式正确的是 A． B． C． D． 5．（24-25高二下·四川乐山·期末）下列有关原子结构的表述正确的是 A．基态Se原子的核外电子排布式为 B．基态Cr原子的价层电子轨道表示式为 C．基态Cu原子最外层只有1个电子 D．基态F原子核外有3个原子轨道填充了电子 6．（24-25高二上·浙江宁波·期末）下列说法错误的是 A．ns能级电子的能量可能低于(n-1)p能级电子的能量 B．6C的电子排布式为，违反了洪特规则 C．电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理 D．电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利原理 7．（24-25高二上·吉林长春·期末）下列说法正确的是 A．原子最外层电子排布式为4s1的元素一定是s区元素 B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是p区元素 C．电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了洪特规则 D．ns电子的能量一定高于(n−1)p电子的能量 8．（24-25高二下·云南·期中）基态Cr原子的价层电子排布图为，下列说法错误的是 A．该轨道表示式书写符合洪特规则和能量最低原理 B．基态Cr原子中未成对电子数为6 C．基态Cr原子核外电子的空间运动状态种类数为24 D．根据基态Cr原子的价层电子排布图，Cr元素在化合物中可以显价 9．（24-25高二上·陕西安康·期末）下列说法错误的是 A．基态Fe原子结构示意图表述为，遵循了构造原理 B．基态碳原子的轨道表示式表述为，违反了泡利原理 C．基态锗(Ge)原子的电子排布式表述为，违反了能量最低原理 D．基态铬原子的价层电子排布式表述为，违反了能量最低原理 10．（24-25高二下·江苏南京·期末）下列说法不正确的是 A．通过原子光谱可进行元素鉴定 B．基态氮原子的电子的空间运动状态有5种 C．基态硫原子的电子运动状态有16种 D．Mg原子的轨道表示式：违背了洪特规则 期末综合拓展练（测试时间：25分钟） 11．（24-25高二上·安徽亳州·期末）鉨(Nh)是2015年发现的元素，位于第七周期第ⅢA族，下列有关说法错误的是 A．Nh的电负性较小 B．是两性氧化物 C．Nh原子核内有113个质子 D．相同条件下，与盐酸反应时单质比更剧烈 12．（24-25高二下·河南焦作·期末）X、Y、Z、M、N是原子序数依次增大的主族元素。X原子核外电子只有一种运动状态；Y、Z同主族，且基态Y原子中的s轨道电子数等于p轨道电子数；常用作自来水的消毒剂；基态N原子的K、L层电子数总和等于电子总数的一半，下列说法错误的是 A．M与N形成的化合物属于离子化合物 B．X与N形成的化合物能与水反应产生气体 C．简单氢化物的热稳定性：Y＞Z D．简单离子半径：N＞Z＞M 13．（24-25高二下·四川泸州·期末）W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的5种短周期主族元素，W原子的电子只有一种自旋取向，X的基态原子2p轨道为半充满，Y的族序数是周期数的3倍，Z原子半径在短周期中最大，非金属元素Q的基态原子只有一个未成对电子。下列说法正确的是 A．原子半径： B．电负性： C．第一电离能： D．最高化合价： 14．（24-25高二下·河南洛阳·期末）已知W、X、Y、Z为同一周期的短周期主族元素，且原子序数依次增大，X原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍，Z的单质与混合，在暗处即可发生爆炸，这四种元素与可形成一种盐，其结构如图所示。下列说法正确的是 A．简单离子半径： B．X的最高价氧化物对应的水化物为强酸 C．分子的极性： D．元素X、Y均只有一种核素 15．（24-25高二下·甘肃天水·期末）X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素。Y、Q基态原子的价电子数相同，均为其K层电子数的3倍，X与Z同族，W为金属元素，其原子序数等于X与Z的原子序数之和。下列说法错误的是 A．的水溶液显碱性 B．Y与Z可形成或 C．常温下，能溶解在ZYX溶液中 D．与的浓溶液能发生氧化还原反应 16．（24-25高二下·四川广安·期末）某离子液体的阴离子结构如图所示，其由M、X、Y、Z、W五种原子序数依次增大的短周期元素组成，Y、W同主族，X、Y、Z的价电子数之和为18。下列说法正确的是 A．X元素所在周期中，第一电离能大于X的元素有2种 B．基态W原子核外电子有16种不同的空间运动状态 C．原子半径：M>Y>Z>W D．简单氢化物的稳定性：M>X>Y>Z 17．（24-25高二下·河南安阳·期末）某离子液体由5种短周期元素X、Y、Z、W、M组成(结构简式如图)，原子序数依次增大，其中只有W为金属元素，Y、Z位于同周期相邻主族。下列说法错误的是 A．第一电离能： B．简单离子半径： C．基态M核外电子的空间运动状态有9种 D．电负性： 18．（24-25高二下·湖北恩施·期末）某有机金属化合物的结构如图所示，其中X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前三个周期的元素。下列说法错误的是 A．基态X原子的电子云轮廓图是球形 B．基态Y原子的价电子轨道表示式是 C．Z与W可形成共价化合物 D．电负性： 19．（24-25高二下·山西临汾·期末）一种离子液体结构如图所示，其中M、Y、Z、N位于同一短周期且原子序数依次增大，Y的一种同位素可用于考古断代。下列说法正确的是 A．原子半径：N>Z>Y>M B．第一电离能：N>Z>Y>M C．最高价氧化物对应水化物的酸性：M>Z D．MN3和ZN3的空间结构均为平面三角形 20．（24-25高二下·安徽阜阳·期末）X、Y、Z、W、M是原子序数依次增大的短周期元素，X的核外电子总数与其电子层数相同；Z和M同主族，W的原子序数为Y原子价电子数的3倍；由上述元素中的四种组成的两种化合物常用于合成阻燃材料，其结构简式如图所示。下列有关说法正确的是 A．简单离子半径：X<Z<Y<W<M B．同周期元素中，第一电离能介于Y和Z之间的元素有1种 C．基态Z原子核外电子的运动状态为5种 D．基态M原子，电子占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃形 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题10 原子结构与性质（期末复习讲义） 内容导航 明·期末考情：把握考试趋势方向，精准备考 理·核心要点：系统归纳知识脉络，构建体系 破·重难题型：攻克典型疑难问题，突破瓶颈 过·分层验收：阶梯式检测与评估，稳步提升 考查重点 命题角度 原子结构 能层与能级、基态与激发态、原子光谱、电子跃迁 构造原理 电子排布式、电子云、原子轨道、 核外电子排布 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 元素周期表 原子结构、价层电子排布、元素周期表的结构 元素周期律 原子半径、元素第一电离能、电负性 要点01 能层与能级 1．能层 (1)含义：根据核外电子的能量不同，将核外电子分为不同的能层(电子层)。 (2)序号及符号：能层序号一、二、三、四、五、六、七……分别用K、L、M、N、O、P、Q……表示。 (3)能量关系：能层越高，电子的能量越高。 2．能级 (1)含义：根据多电子原子中同一能层电子的能量不同，将它们分为不同能级。 (2)能级数：能级数＝该能层序数。 (3)表示方法：分别用相应能层的序数和字母s、p、d、f……等表示。如第3能层的能级按能量由低到高的排列顺序为3s、3p、3d。 归｜纳｜总｜结 1．各能级之间能量大小关系 (1)不同能层中同一能级，能层序数越大，能量越高。 (2)同一能层中，各能级之间能量大小关系为ns＜np＜nd＜nf……。 2．能层与能级中的数量关系 (1)任一能层：能级数＝能层序数(n)；总是从s能级开始。 (2)以s、p、d、f……排序的各能级最多容纳的电子数依次为1、3、5、7……的2倍。 (3)每一能层中最多容纳的电子数＝能层序数平方的2倍，即2n2。 要点02 基态与激发态　原子光谱 1．基态与激发态 (1)基态原子：处于最低能量状态的原子。 (2)激发态原子：基态原子吸收能量，电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子。 2．原子光谱 (1)光谱的成因及分类 (2)光谱分析：在现代化学中，利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素的分析方法。 归｜纳｜总｜结 1．基态原子与激发态原子的转化 基态原子激发态原子。 2．很多发光现象：灯光、激光、焰火等，与电子跃迁有关。 3．从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将以光的形式释放能量，形成发射光谱。 要点03 构造原理与电子排布式 1．含义 以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理。 2．示意图 3．随核电荷数的递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层的。电子是按3p→4s→3d的顺序而不是按3p→3d→4s的顺序填充的，这种现象称为能级交错。在书写基态原子的电子排布式时，仍按能层顺序写。 4．将电子排布式中内层电子排布用相应的稀有气体元素符号加方括号来表示的式子称为简化电子排布式。 要点05 电子云与原子轨道 1．电子运动的特点 一定空间运动状态的电子在核外空间各处都可能出现，但出现的概率不同，可用概率密度(ρ)表示，即ρ＝(P表示电子在某处出现的概率；V表示该处的体积)。 2．电子云 (1)定义：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。 (2)含义：小黑点越密，表示概率密度越大。 (3)电子云轮廓图的形状 3. 原子轨道 （1）概念：量子力学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。 （2）s电子的原子轨道呈球形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。 （3）p电子的原子轨道呈哑铃形，能层序数越大，原子轨道的半径越大。 归｜纳｜总｜结 各能级所含有原子轨道数目 能级符号 ns np nd nf 轨道数目 1 3 5 7 要点05 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 1．泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，且它们的自旋状态相反。 2．洪特规则：基态原子中填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。 3．能量最低原理：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低。 4．电子排布的轨道表示式(电子排布图) 基态O原子的轨道表示式如下：。 (1)简并轨道：能量相同的原子轨道。 (2)电子对：同一个原子轨道中，自旋方向相反的一对电子。 (3)单电子：一个原子轨道中若只有一个电子，则该电子称为单电子。 (4)自旋平行：箭头同向的单电子称为自旋平行。 (5)在氧原子中，有3对电子对，有2个单电子。 (6)在氧原子中，有5种空间运动状态，有8种运动状态不同的电子。 要点06 元素周期律、构造原理与元素周期表　 1．元素周期律、元素周期系和元素周期表 (1)元素周期律：元素的性质随元素原子的核电荷数递增发生周期性递变。 (2)元素周期系：元素按其原子核电荷数递增排列的序列。 (3)元素周期表：呈现周期系的表格。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)元素周期表的形成 若以一个方格代表一种元素，每个周期排一个横排，并按s、p、d、f分段，左侧对齐，可得到如下元素周期表： 若将p段与p段对齐，d段与d段对齐、f段单独列出，将1s2与p段末端对齐，则得到书本的元素周期表 (2)元素周期表的分区 ①根据核外电子的排布分区 按电子排布，可把周期表里的元素划分成5个区。除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级符号。 ②各区价层电子排布特点 分区 价层电子排布 s区 ns1～2 p区 ns2np1～6(除He外) d区 (n－1)d1～9ns1～2(除钯外) ds区 (n－1)d10ns1～2 f区 (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2 归｜纳｜总｜结 1．主族元素的价电子排布：主族元素的族序数＝价电子总数。 主族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价电子排布 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 2.稀有气体的价电子排布为1s2或ns2np6。 3．过渡元素的价电子排布 (1)第四周期过渡元素的价电子排布 族序数 价电子排布 ⅢB 3d14s2 ⅣB 3d24s2 ⅤB 3d34s2 ⅥB 3d54s1 ⅦB 3d54s2 Ⅷ 3d6～84s2 ⅠB 3d104s1 ⅡB 3d104s2 (2)ⅢB→ⅦB族：族序数＝价电子数＝原子最外层ns电子数＋次外层(n－1)d电子数＝最高正价。 (3)Ⅷ族：原子最外层ns电子数＋次外层(n－1)d电子数之和分别为8、9、10。 (4)ⅠB和ⅡB的族序数＝原子最外层电子数。 要点07 原子结构与元素周期表分区的关系 1．各区元素原子价电子排布特点 分区 元素分布 外层电子排布式 s区 第ⅠA族、第ⅡA族 ns1～2 p区 第ⅢA族～第ⅦA族、0族 ns2np1～6 d区 第ⅢB族～第ⅦB族、第Ⅷ族 (n－1)d1～9ns1～2 ds区 第ⅠB族、第ⅡB族 (n－1)d10ns1～2 2.元素周期表中族和分区的关系 (1)主族：s区和p区。(ns＋np)的电子数＝族序数。 (2)0族：p区。(ns＋np)的电子数＝8(或2)。 (3)副族：d区、ds区和f区。 ①d区中[(n－1)d＋ns]的电子数＝族序数(第Ⅷ族部分元素除外)。 ②当8≤[(n－1)d＋ns]的电子数≤10时，则为第Ⅷ族元素。 ③ds区中(n－1)d全充满，ns的电子数＝族序数。 要点08 原子半径 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，核对电子的吸引作用就越大，使原子半径减小。 2．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，核电荷数越大，半径越大。 归｜纳｜总｜结 比较微粒半径大小的一般思路 “一层”：先看能层数，能层数越多，一般微粒半径越大。 “二核”：若能层数相同，则看核电荷数，核电荷数越大，微粒半径越小。 “三电子”：若能层数、核电荷数均相同，则看核外电子数，电子数多的半径大。 要点09 电离能 1．元素电离能的概念 (1)第一电离能：气态电中性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，符号：I1。 (2)各级电离能：气态基态一价正离子再失去一个电子成为气态基态二价正离子所需的最低能量叫做第二电离能，第三电离能和第四、第五电离能依此类推。由于原子失去电子形成离子后，若再失去电子会更加困难，因此同一原子的各级电离能之间存在如下关系：I1<I2<I3…… 2．电离能的意义：可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。第一电离能数值越小，原子越容易失去一个电子；第一电离能数值越大，原子越难失去一个电子。 3．第一电离能变化规律 (1)同周期元素随着核电荷数的递增，元素的第一电离能呈增大趋势。其中ⅡA族与ⅢA族，ⅤA族与ⅥA族之间元素的第一电离能反常。 (2)同族元素从上到下第一电离能逐渐减小。 (3)同元素的逐级电离能越来越大。 归｜纳｜总｜结 1．逐级电离能 (1)原子的逐级电离能越来越大。首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离能较小，以后再失去的电子都是能量较低的电子，所需要吸收的能量多；同时，失去电子后离子带的正电荷对电子的吸引力增强，从而使电离能越来越大。 (2)当电离能突然变大时说明电子的能层发生了变化，即同一能层中电离能相近，不同能层的电离能有很大的差距。 2．电离能的应用 (1)确定元素核外电子的排布。 (2)确定元素在化合物中的化合价。 (3)判断元素的金属性、非金属性强弱。 要点10 电负性 1．概念 (1)键合电子：元素相互化合时，原子中用于形成化学键的电子称为键合电子。 (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．衡量标准：以氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准。 3．递变规律 (1)同周期，自左到右，元素的电负性逐渐增大。 (2)同主族，自上到下，元素的电负性逐渐减小。 4．对角线规则：元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，这种相似性被称为对角线规则。 归｜纳｜总｜结 (1)判断元素的金属性和非金属性强弱。 (2)判断元素的化合价：在化合物中，电负性数值小的元素化合价为正值；相反，元素的化合价为负值。 (3)判断化合物的类型 要点11 同周期、同主族元素性质的递变规律 性质 同一周期(从左到右) 同一主族(从上到下) 核外电子 的排布 能层数 相同 增加 最外层电子数 1→2或8 相同 金属性 减弱 增强 非金属性 增强 减弱 单质的氧化性、还原性 氧化性 增强 减弱 还原性 减弱 增强 最高价氧化物对应水化物的酸碱性 酸性 增强 减弱 碱性 减弱 增强 气态氢化物的稳定性 增强 减弱 第一电离能 增大(ⅡA＞ⅢA，ⅤA＞ⅥA) 减小 电负性 变大 变小 归｜纳｜总｜结 1．元素周期律 2．图示元素周期律 题型01 能层与能级 【典例1】下列关于能层和能级的说法错误的是(　　) A.每个能层中的能级数都等于该能层序数 B.原子核外每个能层容纳的电子数都是n(n表示能层序数) C.d 能级最多能容纳10个电子 D.任一能层的能级总是从s能级开始 【答案】B 【解析】原子核外每个能层最多容纳电子数都是 2n2(n为能层序数)，B错误；任一能层的能级总是从s能级开始，D正确。 【变式1-1】下列说法正确的是(　　) A.同一原子中1s、2s、3s电子能量逐渐减小 B.同一原子中2p、3p、4p能级可容纳的最多电子数依次增多 C.能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动 D.各能层最多能容纳的电子数是2n2 【答案】D 【解析】同一原子中1s、2s、3s电子能量逐渐增大，故A错误；同一原子中，2p、3p、4p可容纳的最多电子数相等，都为6，故B错误；能量低的电子在离核近的区域运动，能量高的电子在离核远的区域运动，故C错误。 【变式1-2】下列有关能层和能级的叙述中正确的是(　　) A.M层有s、p、d共3个能级，最多能容纳18个电子 B.3d能级最多能容纳5个电子，3f能级最多能容纳7个电子 C.无论哪一能层的s能级只能容纳的电子数为2 D.任一能层都有s、p能级，但不一定有d能级 【答案】A 【解析】A项，M层有s、p、d共3个能级，最多能容纳18个电子；B项，3d能级最多能容纳10个电子，从N层开始有f能级，f能级最多能容纳14个电子，不存在3f能级；C项，每个能层都从s能级开始，且s能级最多能容纳2个电子，最外层时也可容纳1个电子；D项，K层只有s能级，不含有p能级。 题型02 基态与激发态 原子光谱 【典例2】对充有氖气的霓虹管发出红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外的光 C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质 D.通电后在电场作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应 【答案】A 【解析】通电后在电场作用下，放电管里氖原子中的电子吸收能量后跃迁到较高能级，但处在能量较高能级上的电子会很快以光的形式辐射能量而跃迁回能量较低的能级，所发出的光的波长恰好位于可见光区域中的红色波段，从而产生红光，A 项正确。 【变式2-1】下列说法不正确的是(　　) A.霓虹灯光、LED 灯光与原子核外电子跃迁释放能量有关 B.焰色试验是利用元素的特征可见原子光谱鉴别某些元素的方法 C.许多元素是通过原子光谱发现的 D.原子中电子发生跃迁，是指电子从较低能量的能级到较高能量的能级 【答案】D 【解析】原子中的电子在跃迁时可以是从较低能量的能级到较高能量的能级，也可以是从较高能量的能级到较低能量的能级，D 错误。 【变式2-2】学研究证明：核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关，还与核外电子的数目及核电荷数有关。氩原子与硫离子的电子层结构相同。下列说法正确的是(　　) A.两粒子最外层都达8电子稳定结构，化学性质相同 B.两粒子的电子发生跃迁时，产生的光谱不同 C.两粒子的1 s能级上电子的能量相同 D.两粒子的3p能级上的电子离核的距离相同 【答案】B 【解析】氩原子性质稳定，硫离子具有还原性，二者化学性质不同，A错误；电子的能量不同，则发生跃迁时，产生的光谱不同，B正确；虽然电子数相同，但核电荷数不同，所以两粒子的1s能级上电子的能量不同，C错误；两粒子的3p能级上的电子离核的距离不同，D错误。 题型03 构造原理与电子排布式 【典例3】下列有关构造原理的说法错误的是(　　) A.原子核外电子填充3p、3d、4s 能级的顺序一般为3p→4s→3d B.某基态原子部分核外电子排布式为3s24s2 C.在多电子原子中，电子最后填入的能级不一定是原子最外能层上的能级 D.从第三能层开始出现能级交错现象 【答案】B 【解析】根据构造原理判断，A项正确；根据构造原理可知，电子填满3s能级后，再填入的能级是3p 而非4s，B 项错误；从M 层开始出现能级交错现象，电子填入能级的顺序是3s→3p→4s→3d……因此在多电子原子中，电子最后填入的能级不一定是原子最外能层上的能级，如Fe 原子中电子最后填入的能级是3d，属于次外层，C、D项正确。 【变式3-1】某原子的最外层电子排布为3s23p2，下列对其核外电子运动的说法错误的是(　　) A.有4种不同的伸展方向 B.有5种不同能量的电子 C.有5种不同的运动范围 D.有14种不同运动状态的电子 【答案】C 【解析】某原子的最外层电子排布为3s23p2，则该元素是14号Si元素。在Si原子上有s、p两种轨道，s轨道是球形对称的，p轨道有三个不同的伸展方向，因此Si原子有4种不同的伸展方向，A正确；Si元素的核外电子排布为1s22s22p63s23p2，处于同一能级上的电子的能量相同，在Si原子上有5种不同的能级，有5种不同能量的电子，B正确；Si的核外电子排布为1s22s22p63s23p2，原子核外有9种不同的原子轨道，运动范围大于5种，C错误；Si是14号元素，原子核外有14个电子，由于在同一个原子中，不存在运动状态完全相同的电子，因此Si原子有14种不同运动状态的电子，D正确。 【变式3-2】下列各组表述中，两个微粒不属于同种原子的是(　　) A.3p 能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p2的基态原子 B.2p 能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子和最外层电子排布式为2s22p5的基态原子 C.M 层全充满而N层为4s2的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的基态原子 D.最外层电子数是核外电子总数的1/5基态原子和最外层电子排布式为4s24p5的基态原子 【答案】C 【解析】3p 能级有一个空轨道的基态原子，该原子的3p 能级有2个电子，则核外电子排布式为 1s22s22p63s23p2，题述两个微粒属于同种原子，A 不符合题意；2p 能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子，该原子2p 能级有5 个电子，最外层电子排布式为2s22p5，题述两个微粒属于同种原子，B 不符合题意；M 层全充满而N 层为4s2的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，题述两个原子核外电子排布不相同，不属于同种原子，C 符合题意；最外层电子数是核外电子总数的1/5，说明内层电子数是最外层电子数的4倍，即内层电子数是4的倍数，符合题意的内层电子数为 2＋8＋18＝28，则最外层电子数为7，即核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5最外层电子排布式为4s24p5，题述两个微粒属于同种原子，D不符合题意。 题型04 电子云与原子轨道 【典例4】下列说法正确的是(　　) A.原子轨道是指原子运行的轨道 B.电子云中的一个小黑点代表一个电子 C.s电子的电子云轮廓图呈哑铃形，p电子的电子云轮廓图呈哑铃形 D.电子云密度大的地方，说明电子在该空间单位时间内出现的机会多 【答案】D 【解析】原子轨道不是原子运行的轨道，是对核外电子运动状态的描述，A错误；电子云中小黑点本身没有意义，不代表电子，代表的是电子在此处出现的概率，B错误；s电子的电子云轮廓图是球形，p电子的电子云轮廓图为哑铃形，C错误；电子云密度大的地方，说明电子在该空间单位时间内出现的机会多，D正确。 【变式4-1】下列关于电子云示意图的叙述正确的是(　　) A.电子云表示电子的运动轨迹 B.小黑点的多少表示电子个数的多少 C.处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称，而且电子在原子核附近出现的概率小，离核越远电子出现的概率越大 D.处在2pz轨道的电子主要在xy平面的上、下方出现 【答案】D 【解析】电子云示意图是用小黑点的疏密来表示电子在原子核外出现的概率的大小，A、B错误；1s轨道的电子云呈球形对称，在原子核附近小点密集，电子出现的概率大，离核越远电子出现的概率越小，C错误；处在2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布沿z轴方向伸展，电子主要在xy平面的上、下方出现，D正确。 【变式4-2】下列说法正确的是(　　) A.p轨道是“8”字形的，所以p电子走“8”字形 B.电子层数为3时，有3s、3p、3d、3f四个轨道 C.氢原子中只有一个电子，故氢原子只有一条轨道 D.原子轨道与电子云都是用来形象描述电子运动状态的 【答案】D 【解析】p轨道是哑铃形，是说电子出现概率高的“区域”的形状，而不是p电子的运动轨迹，A错误；n＝3时，共有3s、3p、3d三个能级，共有1＋3＋5＝9个轨道，B错误；氢原子中只有一个电子，只填充1s轨道，但氢原子核外有多个空轨道，C错误。 题型05 原子核外电子排布 【典例5】下列说法正确的是(　　) A.基态Cr原子的价层电子排布式：3d54s1，违反能量最低原理 B.基态C原子的电子排布式：1s22s22p2p，违反能量最低原理 C.基态C原子的价层电子排布图：，违反泡利原理 D.基态Fe3＋的3d电子排布图：，违反洪特规则 【答案】C 【解析】基态Cr原子的价层电子排布式：3d54s1，处于半充满稳定结构，能量低，符合能量最低原理，A错误；基态C原子的电子排布式：1s22s22p2p，符合洪特规则，符合能量最低原理，B错误；泡利认为，在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，且他们的自旋方向相反，所以基态C原子的价层电子排布图：，违反的是泡利原理，C正确；基态Fe3＋的3d电子排布图：，符合洪特规则，D错误。 【变式5-1】下列有关构造原理的说法错误的是(　　) A.原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d B.某基态原子部分核外电子的排布式为3d64s2 C.所有基态原子的核外电子排布都遵循构造原理 D.构造原理中的电子排布能级顺序，并不代表各能级能量由低到高的顺序 【答案】C 【解析】根据构造原理ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜np，可判断原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d，故A正确；根据构造原理，基态铁原子部分核外电子的排布式为3d64s2，故B正确；绝大多数基态原子的核外电子排布都遵循构造原理，但也有少数例外，如铬原子和铜原子因洪特规则不遵循构造原理，故C错误；构造原理中电子填入能级的顺序是各能级能量由低到高的顺序，但不代表各能级能量由低到高的顺序，故D正确。 【变式5-2】KMnO4在化工、医药等领域有着广泛的应用，下列相关说法错误的是(　　) A.基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是N B.基态Mn2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2 C.基态氧原子的价层电子轨道表示式为 D.钾的焰色为紫色与钾原子核外电子发生跃迁有关 【答案】B 【解析】基态K原子有4个电子层，核外电子占据的最高能层的符号是N，故A正确；Mn原子核外有25个电子，Mn2＋是Mn原子失去2个电子形成的，则基态Mn2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，故B错误；基态氧原子核外电子排布式为1s22s22p4，价层电子轨道表示式为，故C正确；焰色试验的原理是核外电子吸收能量发生跃迁后再跃迁回能量较低的轨道，多余的能量主要以光的形式释放出来，放出的光的波长在可见光范围内，火焰呈现一定的颜色，故D正确。 题型06 原子结构与元素周期表 【典例6】我国的纳米基础研究能力已经跻身于世界的前列，例如曾被选为我国年度十大科技成果之一的就是合成一种一维的纳米材料，其化学式为 RN。已知该化合物中与氮离子结合的 Rn＋核外有28 个电子，则R 位于元素周期表中(　　) A.第三周期第ⅤA族 B.第四周期第ⅢA族 C.第五周期第ⅢA族 D.第四周期第ⅤA族 【答案】B 【解析】RN中N为－3价，则R为＋3价，即n＝3，因R3＋核外有28 个电子，故 R 原子核外有 31 个电子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，则R位于元素周期表中第四周期第ⅢA族，B 项正确，故选B。 【变式6-1】具有以下结构的基态原子，一定属于主族元素原子的是(　　) ①最外层有3个电子的原子　②最外层电子排布为ns2的原子　③最外层有3个未成对电子的原子　④次外层无未成对电子的原子 A.①④ B.②③ C.①③ D.②④ 【答案】C 【解析】①原子最外层有3个电子，对应的元素位于第ⅢA族，符合题意；②原子最外层电子排布为ns2，对应的元素可能是稀有气体元素、副族元素，如He、Zn、Fe，不符合题意；③原子最外层有3个未成对电子，对应的元素处于第ⅤA族，符合题意；④原子次外层无未成对电子，可能为主族元素，如O，可能为0族元素，如Ar，也可能是副族元素，例如Zn等，不符合题意。 【变式6-2】原子序数小于36的某原子最外层电子排布式为ns1，则该原子在元素周期表中不可能位于(　　) A.第ⅠA族 B.第ⅥB族 C.第Ⅷ族 D.第ⅠB族 【答案】C 【解析】第ⅠA族元素基态原子的最外层电子排布式为ns1，A项不符合题意；第ⅥB族的Cr元素基态原子的最外层电子排布式为4s1，B项不符合题意；第Ⅷ族的元素如Fe、Co、Ni基态原子的最外层电子排布式都为4s2，C项符合题意；第ⅠB族的Cu元素基态原子的最外层电子排布式为4s1，D项不符合题意。 题型07 元素周期表的分区与对角线规则 【典例7】下列有关元素周期表分区的说法错误的是(　　) A.p区不包含副族元素 B.第五周期有15种f区元素 C.d区、ds区均不存在非金属元素 D.s区所有元素的p能级电子均为全充满或全空状态 【答案】B 【解析】p区是最后一个电子填充到p能级上(He除外)，包括第ⅢA族至0族，不包括副族元素，故A说法正确；f区指的是镧系和锕系，镧系和锕系在第六、第七周期的第ⅢB族，第五周期不含f区元素，故B说法错误；d区和ds区元素为过渡元素，过渡元素都是金属元素，故C说法正确；s区的价层电子排布式为ns1～2，s区所有元素的p能级电子均为全充满或全空状态，故D说法正确。 【变式7-1】下列说法错误的是(　　) A.基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区 B.核外电子排布相同的两原子，一定属于同种元素 C.基态原子的价电子排布为(n－1)dxnsy的元素，族序数一定为x＋y D.基态原子的N层上只有一个电子的元素，不一定是第ⅠA族元素 【答案】C 【解析】A项，基态原子的p能级上半充满即np3，则该元素一定位于p区，正确；B项，核外电子排布相同的两原子，一定属于同种元素，正确；C项，基态原子的价电子排布为(n－1)dxnsy的元素，族序数不一定为x＋y，如当x＋y＝8、9、10时是第Ⅷ族，错误；D项，基态原子的N层上只有一个电子的元素，不一定是第ⅠA族元素K，可能是第ⅠB元素Cu，正确。 【变式7-2】元素周期表中，某些主族元素与其右下方主族元素(如图所示)的有些性质是相似的，这种相似性被称为“对角线规则”。则下列叙述错误的是(　　) A.Be 能和强碱溶液反应产生 H2 B.Li 在空气中燃烧生成 Li2O2 C.BeO既能溶于强酸溶液又能溶于强碱溶液 D.硼酸钠溶液呈碱性 【答案】B 【解析】Al能与 NaOH 溶液反应生成H2，则 Be也能和强碱溶液反应产生H2，故 A项正确；根据Mg在空气中燃烧生成MgO可知，Li 在空气中燃烧生成Li2O，故B项错误；根据Al2O3既能溶于强酸溶液又能溶于强碱溶液可知，BeO既能溶于强酸溶液又能溶于强碱溶液，故 C项正确；根据硅酸为弱酸可知，硼酸也为弱酸，硅酸钠溶液呈碱性，所以硼酸钠溶液也呈碱性，故 D项正确。 题型08 原子半径 【典例8】X元素的简单阳离子和Y元素的简单阴离子的核外电子层结构相同，下列叙述正确的是(　　) A.简单离子半径：X>Y B.原子半径：X<Y C.原子序数：X<Y D.原子最外层电子数：X<Y 【答案】D 【解析】具有相同核外电子层结构的离子，核电荷数越大，离子半径越小，由题意可知：X 元素的核电荷数大于Y，则简单离子半径：X<Y，原子序数：X>Y，A、C错误；一般电子层数越多，原子半径越大，X 位于Y的下一个周期，则原子半径：X>Y，B 错误；同周期元素从左到右，最外层电子数依次增大，X形成阳离子，Y形成阴离子，则通常 X 最外层电子数小于 4，Y最外层电子数大于4，所以原子最外层电子数：X<Y，D正确。 方｜法｜点｜拨 1.原子半径大小的比较 (1)同周期：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)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(Rb＋)<r(Cs＋)，r(O2－)<r(S2－)<r(Se2－)<r(Te2－)。 (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＋)。 【变式8-1】已知部分短周期元素的简单离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是(　　) A.原子半径：A>B>D>C B.d>c>b>a C.离子半径：C3－ >D－>B＋>A2＋ D.单质的还原性：A >B 【答案】C 【解析】由题意可知，A、B、C、D分别为Mg、Na、N、F。原子半径：Na>Mg>N>F，A 项错误；原子序数：Mg>Na>F>N，则a>b>d>c，B 项错误；核外电子排布相同时，离子半径随核电荷数的增大而减小，则离子半径N3－>F－>Na＋>Mg2＋，C项正确；同周期元素自左向右金属性逐渐减弱，对应单质的还原性逐渐减弱，则还原性：Na >Mg，D 项错误。 【变式8-2】下列微粒半径大小关系正确的是(　　) A.F>Cl>Br>I B.Na<Mg<Al<Si<P<S<Cl C.Na<Na＋、Cl<Cl－ D.O2－>F－>Na＋>Mg2＋>Al3＋ 【答案】D 【解析】A错，同主族元素，从上到下原子半径依次增大，则原子半径由大到小的顺序为碘、溴、氯、氟；B错，同周期元素，从左到右，原子半径依次减小，原子半径由大到小的顺序为Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl；C错，同种元素的微粒，核外电子数越多，半径越大，钠原子半径大于钠离子；D对，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径由大到小的顺序为氧离子、氯离子、钠离子、镁离子、铝离子。 题型09 电离能 【典例9】某主族元素的第一、二、三、四电离能依次为899 kJ·mol－1、1 757 kJ·mol－1、14 840 kJ·mol－1、18 025 kJ·mol－1，则该元素在元素周期表中位于(　　) A.第ⅠA族 B.第ⅡA族 C.第ⅢA族 D.第ⅣA族 【答案】B 【解析】分析该元素的各级电离能可知，第一、二电离能较小，第三电离能剧增，说明该元素原子易失去2个电子，则该元素原子的最外层电子数为2，该元素位于第ⅡA族。 【变式9-1】某元素的各组电离能(单位：kJ ·mol－1)分别为740、1 500、7 700、10 200、13 600、18 000、21 700。当它与氯气反应时，最可能形成的阳离子是(　　) A.X＋ B.X2＋ C.X3＋ D.X4＋ 【答案】B 【解析】相邻两能层能量相差较大，电离能产生突跃，说明再失一个电子的难度增大很多，由此可判断最外层上的电子数，进而判断其可能的化合价，并由此推出其阳离子所带的正电荷数。该元素原子电离能数据突跃发生在第二、第三电离能上，故其最外层有2个电子，可形成＋2价阳离子。 【变式9-2】某元素X的逐级电离能如图所示，下列说法正确的是(　　) A.X元素可能为＋4价 B.X的最高价氢氧化物一定为强碱 C.X为第五周期元素 D.X与氯气反应生成的化合物为XCl3 【答案】D 【解析】根据题图可知，第三电离能和第四电离能之间的差距最大，所以该原子最外层有3个电子，属于第ⅢA族元素。X元素最外层有3个电子，可能为＋3价，故A错误；由上述分析可知，X的最高价氢氧化物不可能是强碱，故B错误；周期数＝核外电子层数，题图中没有显示X原子有多少个电子层，因此无法确定该元素位于第几周期，故C错误；该主族元素最外层有3个电子，在反应中容易失去3个电子形成X3＋，所以X与氯气反应时可能生成XCl3，故D正确。 题型10 电负性 【典例10】下列说法不正确的是(　　) A.第ⅠA族元素的电负性从上到下逐渐减小，而第ⅦA族元素的电负性从上到下逐渐增大 B.电负性的大小可以作为判断元素的金属性和非金属性强弱的依据 C.元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引电子的能力越强 D.NaH的存在能支持将氢元素放在第ⅦA族的观点 【答案】A 【解析】同主族从上到下，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，电负性逐渐减小，A项符合题意；电负性的大小可以作为判断元素的金属性和非金属性强弱的依据，B项不符合题意；电负性越大，原子对键合电子的吸引力越大，C项不符合题意；NaH中H为－1价，与卤素相似，能支持将氢元素放在第ⅦA族的观点，D项不符合题意。 【变式10-1】下列说法不能说明X的电负性比Y的大的是(　　) A.与氢化合时X单质比Y单质容易 B.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的强 C.X原子的最外层电子数比Y原子的多 D.X的单质可以把Y从其氢化物中置换出来 【答案】C 【解析】若X的电负性比Y的大，则表明X的非金属性比Y的强。A、B、D项均能说明X的非金属性比Y的强；原子的最外层电子数不能决定元素得失电子的能力，如氢元素的非金属性比镁元素的强，但镁原子的最外层电子数比氢原子的多，因此C项不能说明X的非金属性比Y的强。 【变式10-2】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1.0～1.6 B.Ge既具有金属性，又具有非金属性 C.Be和Cl可形成极性键 D.O和F形成的化合物中O显正价 【答案】A 【解析】根据电负性周期性变化规律，Mg元素的电负性大于Na，小于Be和Al，故电负性的最小范围为0.9～1.5，A错误；Ge的电负性为1.8，既具有金属性，又具有非金属性，B正确；根据Be和Cl的电负性，两元素电负性差距小于1.7，可形成极性键，C正确；F的电负性大于O，故O和F形成的化合物中O显正价，D正确。 题型11 元素周期表和元素周期律的综合应用 【典例11】如图为周期表的一小部分，A、B、C、D、E的位置关系如图所示。其中B元素最高化合价是最低化合价绝对值的3倍，它的最高价氧化物中含氧60%。下列说法正确的是(　　) A D B E C A.D、B、E三种元素的第一电离能逐渐增大 B.电负性：C>E C.D、B、E三种元素形成的简单离子的半径逐渐增大 D.气态氢化物的稳定性顺序：D＜B＜E 【答案】D 【解析】由题图可知，A为O，B为S，C为Se，D为P，E为Cl。元素的非金属性越强，其第一电离能越大，但P的3p能级电子为半充满稳定结构，其第一电离能大于S元素，故A错误；同主族元素从上到下，电负性逐渐变小，同周期元素从左到右，电负性逐渐变大，则电负性：E＞C，故B错误；D、B、E三种元素形成的简单离子具有相同的核外电子排布，核电荷数越大离子半径越小，故C错误；非金属性：D(P)＜B(S)＜E(Cl)，故氢化物稳定性：D＜B＜E，故D正确。 【变式11-1】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期元素，其中X是宇宙中含量最多的元素；Y元素原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同，Z元素原子的价层电子排布：nsnnp2n；同周期简单离子中W元素的离子半径最小。下列说法正确的是(　　) A.W位于元素周期表的s区 B.Y元素原子最高能级的电子云轮廓图为球形 C.Y、Z、W三种元素的原子半径：r(Z)<r(Y)<r(W) D.X、Y、Z三种元素的电负性：X<Z<Y 【答案】C 【解析】宇宙中含量最多的元素为氢元素，X为H；Z元素原子的价层电子排布为nsnnp2n，n＝2，故Z的电子排布式为1s22s22p4，即为O元素；Y原子序数介于H与O之间，且最高能级属于半充满结构，Y的电子排布式为1s22s22p3(N)，同周期中离子半径最小的为原子序数最大的金属元素，W为Al。W为Al，价层电子排布为3s23p1，属于p区元素，A错误；Y元素原子最高能级为p能级，电子云轮廓图为哑铃形，B错误；原子半径r(O)<r(N)<r(Al)，C正确；三种元素的电负性H<N<O，D错误。 【变式11-2】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增，a、b、c、d、e、f是由这些元素组成的化合物，d是淡黄色粉末，m为元素Y的单质，通常为无色无味的气体。上述物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A.简单离子半径：Z<Y B.阴离子的还原性：Y>W C.简单气态氢化物的热稳定性：Y>X D.W2Y2中含有非极性键 【答案】B 【解析】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增，a、b、c、d、e、f是由这些元素组成的化合物，d是淡黄色粉末，则d为Na2O2，结合图中转化关系可知，元素Y的单质气体m为O2，则Y为O，结合物质转化关系及原子序数可知，W为H，X为C，Z为Na。O2－、Na＋具有相同电子层结构，原子序数大的离子半径小，则简单离子半径：Na＋＜O2－，故A正确；由NaH＋H2O===NaOH＋H2↑，可知H－易失去电子，阴离子的还原性：O2－＜H－，故B错误；元素的非金属性越强，对应简单气态氢化物越稳定，则简单气态氢化物的热稳定性：H2O＞CH4，故C正确；H2O2中含有O—O非极性键，故D正确。 期末基础通关练（测试时间：15分钟） 1．（24-25高二下·广东韶关·期末）人类对原子结构的认识是不断进步的。下列说法错误的是 A．波尔的“洋葱模型”认为，核外电子在不同壳层区域运动 B．构造原理是根据原子光谱事实得出的经验规律 C．2s轨道的电子云轮廓图为圆形 D．量子力学认为核外电子可能随机出现在核外某一空间内 【答案】C 【解析】波尔模型认为电子在分层的固定轨道（壳层）运动，A正确；构造原理的能级填充顺序由光谱实验归纳得出，B正确；s轨道电子云为三维球形，而非二维圆形，C错误；量子力学用概率描述电子位置，符合“可能随机出现”的表述，D正确；故选C。 2．（24-25高二下·贵州黔西·期末）下列说法或有关化学用语的使用正确的是 A．在基态多电子原子中，p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量 B．基态S原子价层电子的轨道表示式为 C．基态C原子核外电子共有6种不同的运动状态 D．表示3d能级有3个轨道 【答案】C 【解析】在基态多电子原子中，同能层的p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量，但是能层不同则不一定，如2p轨道电子能量低于3s轨道电子能量，A错误；基态S原子的外围电子排布式为，根据洪特规则，3p轨道上的4个电子应先分占不同轨道且自旋平行，然后再配对，正确的轨道表示式应为，B错误；C原子的核外电子数为6，根据泡利不相容原理，每个电子的运动状态都不同，所以C原子核外电子共有6种不同的运动状态，C正确；表示3d能级目前排了3个电子，但3d能级本身有5个轨道，D错误；故选C。 3．（24-25高二下·安徽合肥·期末）下列关于原子结构或元素性质的说法正确的是 A．电子云图中的每个点都表示一个电子 B．激光、焰火都与核外电子跃迁吸收光能有关 C．电子由3s能级跃迁至3p能级时，可以用光谱仪摄取其吸收光谱 D．根据对角线规则，Mg和B的化学性质相似 【答案】C 【解析】电子云图中的点表示电子出现的概率密度，并非每个点代表一个电子，A错误；激光、焰火发光都是电子从高能级跃迁到低能级释放能量有关，并非吸收光能，B错误；电子从3s跃迁至3p需吸收能量，形成吸收光谱，可用光谱仪检测，C正确；对角线规则中，Mg对应Li而非B，Mg与B化学性质不相似，D错误；故选C。 4．（24-25高二上·山东菏泽·期末）基态铁原子的价层电子轨道表示式正确的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】Fe为26号元素，其基态原子价层电子为3d64s2，则基态铁原子的价层电子轨道表示式为，故选A。 5．（24-25高二下·四川乐山·期末）下列有关原子结构的表述正确的是 A．基态Se原子的核外电子排布式为 B．基态Cr原子的价层电子轨道表示式为 C．基态Cu原子最外层只有1个电子 D．基态F原子核外有3个原子轨道填充了电子 【答案】C 【解析】Se是34号元素，基态Se原子的核外电子排布式为，故A错误；Cr是24号元素，根据构造原理，可知基态Cr原子的价层电子的轨道表示式为：，故B错误 C．基态铜原子的价层电子排布式为3d104s1，基态Cu原子最外层只有1个电子，故C正确；F为9号元素，1s22s22p5，基态F原子核外有1+1+3=5个原子轨道填充了电子，故D错误；故选C。 6．（24-25高二上·浙江宁波·期末）下列说法错误的是 A．ns能级电子的能量可能低于(n-1)p能级电子的能量 B．6C的电子排布式为，违反了洪特规则 C．电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理 D．电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利原理 【答案】A 【解析】电子的能量与能层、能级有关，根据构造原理，ns能级电子的能量一定高于(n－1)p能级电子的能量，A错误；根据洪特规则知，2p能级上的两个电子应排在两个不同的原子轨道上，违反了洪特规则，B正确；根据能量最低原理知，电子先排能量低的轨道，后排能量高的原子轨道，故应先排4s轨道，电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理，C正确；根据泡利原理知，3p能级最多容纳6个电子，电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利原理，D正确；故选A。 7．（24-25高二上·吉林长春·期末）下列说法正确的是 A．原子最外层电子排布式为4s1的元素一定是s区元素 B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是p区元素 C．电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了洪特规则 D．ns电子的能量一定高于(n−1)p电子的能量 【答案】D 【解析】原子最外层电子排布为的元素不一定是s区元素，如铬元素是d区元素，铜元素是ds区元素，故A错误；价电子排布为5s25p1的元素最外层电子数为3，电子层数为5，该元素是位于元素周期表第五周期第ⅢA族的p区元素，故B错误；根据泡利不相容原理知，3p轨道最多排6个电子，结合构造原理，钛元素的原子序数为22，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，故C错误；根据构造原理可知，能量由低到高的顺序为：ns、(n—1)d、(n—2)f、np，则ns电子的能量一定高于(n-1)p电子的能量，故D正确；故选D。 8．（24-25高二下·云南·期中）基态Cr原子的价层电子排布图为，下列说法错误的是 A．该轨道表示式书写符合洪特规则和能量最低原理 B．基态Cr原子中未成对电子数为6 C．基态Cr原子核外电子的空间运动状态种类数为24 D．根据基态Cr原子的价层电子排布图，Cr元素在化合物中可以显价 【答案】C 【分析】基态Cr原子价电子排布为3d54s1； 【解析】能量最低原理即电子尽可能占据能量最低的轨道；洪特规则是指在相同能量的轨道上，电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同；图示基态Cr的3d轨道为半满较稳定状态，符合洪特规则和能量最低原理，A正确；由图，基态Cr原子中未成对电子数为6，B正确；电子占据了多少个轨道，就有多少种空间运动状态，基态Cr原子电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1，空间运动状态种类数为15，C错误；根据基态Cr原子的价层电子排布图，Cr价电子数为6，在化合物中可以显价，D正确；故选C。 9．（24-25高二上·陕西安康·期末）下列说法错误的是 A．基态Fe原子结构示意图表述为，遵循了构造原理 B．基态碳原子的轨道表示式表述为，违反了泡利原理 C．基态锗(Ge)原子的电子排布式表述为，违反了能量最低原理 D．基态铬原子的价层电子排布式表述为，违反了能量最低原理 【答案】B 【解析】依据构造原理得基态Fe原子的电子排布式为，则Fe原子结构示意图为，A项正确；若碳的基态原子轨道表示式表述为，则违反了洪特规则，应为，B项错误；若基态锗(Ge)原子的电子排布式表述为，则违反了能量最低原理，应为，C项正确；基态铬原子的价层电子排布式应为，若表述为，则违反了能量最低原理，D项正确；故选B。 10．（24-25高二下·江苏南京·期末）下列说法不正确的是 A．通过原子光谱可进行元素鉴定 B．基态氮原子的电子的空间运动状态有5种 C．基态硫原子的电子运动状态有16种 D．Mg原子的轨道表示式：违背了洪特规则 【答案】D 【解析】不同元素原子的吸收光谱或发射光谱不同，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，A正确；氮原子核外电子排布式为1s22s22p3，空间运动状态有1+1+3=5种，B正确；基态硫原子核外电子有16个，有16种空间运动状态的电子，C正确；同一轨道内的两个电子自旋方向应该相反，所以违反了泡利原理，D错误；故选D。 期末综合拓展练（测试时间：25分钟） 11．（24-25高二上·安徽亳州·期末）鉨(Nh)是2015年发现的元素，位于第七周期第ⅢA族，下列有关说法错误的是 A．Nh的电负性较小 B．是两性氧化物 C．Nh原子核内有113个质子 D．相同条件下，与盐酸反应时单质比更剧烈 【答案】B 【解析】Nh位于第七周期第ⅢA族，金属性较强，电负性较小，A正确；Nh是ⅢA族元素，其最高正价为+3价，对应氧化物，在ⅢA 元素中，Al2O3是两性氧化物，但Tl2O3是碱性氧化物，而Nh的金属性更强，其氧化物体现的碱性更强，B错误；Nh位于第七周期第ⅢA族，为113号元素，质子数等于原子序数，核内有113个质子，C正确；由同族元素金属性递变规律可知还原性比铝强，与盐酸反应时单质比更剧烈，D项正确；故选B。 12．（24-25高二下·河南焦作·期末）X、Y、Z、M、N是原子序数依次增大的主族元素。X原子核外电子只有一种运动状态；Y、Z同主族，且基态Y原子中的s轨道电子数等于p轨道电子数；常用作自来水的消毒剂；基态N原子的K、L层电子数总和等于电子总数的一半，下列说法错误的是 A．M与N形成的化合物属于离子化合物 B．X与N形成的化合物能与水反应产生气体 C．简单氢化物的热稳定性：Y＞Z D．简单离子半径：N＞Z＞M 【答案】D 【分析】X 原子核外电子只有一种运动状态，因为电子在原子轨道中运动，一种运动状态对应一个电子，所以 X 为 H 元素，其核外只有 1 个电子。基态 Y 原子中的 s 轨道电子数等于 p 轨道电子数。基态原子电子排布遵循能量最低原理等，Y 的电子排布式可能为，所以 Y 为 O 元素。Y、Z 同主族，且原子序数 Z 大于 Y，所以 Z 为 S 元素。MY2常用作自来水的消毒剂，ClO2是常用的自来水消毒剂，所以 M 为 Cl 元素。基态 N 原子的 K、L 层电子数总和等于电子总数的一半。K 层有 2 个电子，L 层有 8 个电子，设 N 原子电子总数为 x，则2 + 8= x/2，解得x = 20，所以 N 为 Ca 元素。 【解析】Cl与Ca形成的CaCl2由Ca2+和Cl-通过离子键结合，属于离子化合物，A正确；H与Ca形成的CaH2与水反应生成H2气体，B正确；O的非金属性强于S，故H2O的热稳定性高于H2S，C正确；简单离子半径应为S2-＞Cl-＞Ca2+，D错误；故选D。 13．（24-25高二下·四川泸州·期末）W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的5种短周期主族元素，W原子的电子只有一种自旋取向，X的基态原子2p轨道为半充满，Y的族序数是周期数的3倍，Z原子半径在短周期中最大，非金属元素Q的基态原子只有一个未成对电子。下列说法正确的是 A．原子半径： B．电负性： C．第一电离能： D．最高化合价： 【答案】B 【解析】W原子的电子只有一种自旋取向，W为H；X的基态原子2p轨道为半充满， X为N（半充满）；Y的族序数6=周期数2×3，Y为O；第三周期原子半径最大的 Z为Na； Q的基态原子只有一个未成对电子，为Cl。原子半径O＞N＞H错误，正确顺序N＞O＞H， A错误；电负性Cl＞H＞Na正确，符合电负性递变规律，B正确；第一电离能O<N，N因半充满更稳定，电离能更大，C错误；O无最高正化合价，Cl最高+7＞N最高+5，D错误；故选B。 14．（24-25高二下·河南洛阳·期末）已知W、X、Y、Z为同一周期的短周期主族元素，且原子序数依次增大，X原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍，Z的单质与混合，在暗处即可发生爆炸，这四种元素与可形成一种盐，其结构如图所示。下列说法正确的是 A．简单离子半径： B．X的最高价氧化物对应的水化物为强酸 C．分子的极性： D．元素X、Y均只有一种核素 【答案】C 【分析】由X原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍可知，X为C；根据Z的单质与混合，在暗处即可发生爆炸可知，Z为F；再根据W、X、Y、Z均位于同一周期可知，这四种元素均位于第二周期，结合给出的结构，Y形成2个共价键，故Y为O；W能形成4个共价键，且比C的原子序数小，故W为B。 【解析】和的电子层数相同，的核电荷数较小，故的半径较大，A项错误；碳酸为弱酸，B项错误；是非极性分子，是极性分子，C项正确；碳和氧元素均不止一种核素，D项错误；故选C。 15．（24-25高二下·甘肃天水·期末）X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素。Y、Q基态原子的价电子数相同，均为其K层电子数的3倍，X与Z同族，W为金属元素，其原子序数等于X与Z的原子序数之和。下列说法错误的是 A．的水溶液显碱性 B．Y与Z可形成或 C．常温下，能溶解在ZYX溶液中 D．与的浓溶液能发生氧化还原反应 【答案】C 【分析】Y和Q的价电子数均为6（K层电子数2×3），属于VIA族，结合原子序数递增，Y为O（8），Q为S（16）。X与Z同族且X < Y=8，Z在Y之后，结合W的原子序数=X+Z且W为金属，推断X=H（1，IA族），Z=Na（11，IA族），W=Mg（12，X+Z=1+11=12）。 【解析】Na2S是强碱弱酸盐，水解显碱性，A正确；O与Na可形成Na2O（Z2Y）和Na2O2（Z2Y2），B正确；Mg(OH)2难溶，且不溶于NaOH溶液，C错误；H2S能与浓H2SO4发生氧化还原反应（如生成S或SO2），D正确；故选C。 16．（24-25高二下·四川广安·期末）某离子液体的阴离子结构如图所示，其由M、X、Y、Z、W五种原子序数依次增大的短周期元素组成，Y、W同主族，X、Y、Z的价电子数之和为18。下列说法正确的是 A．X元素所在周期中，第一电离能大于X的元素有2种 B．基态W原子核外电子有16种不同的空间运动状态 C．原子半径：M>Y>Z>W D．简单氢化物的稳定性：M>X>Y>Z 【答案】A 【分析】M、X、Y、Z、W是五种原子序数依次增大的短周期元素，由图可知，阴离子中M、X、Y、Z、W形成共价键的数目分别为4、2、2、1、6，Y、W同主族，则Y为O元素，W为S元素；M连4个共价键，为C元素；X、Y、Z的价电子数之和为18，Y为O元素，价电子数为6，X、Z的价电子数之和为12，Z连一个共价键，Z为F元素，则X为N元素；综上分析可知M、X、Y、Z、W分别为C、N、O、F、S； 【解析】X为N元素，同周期中第一电离能大于N的元素有F、Ne，故A正确；W为S元素，电子排布式为1s22s22p63s23p4，共有9个原子轨道填充电子，故有9种不同的空间运动状态，故B错误；S有3个电子层，原子半径最大，同周期原子半径逐渐减小，故原子半径：S>C>O>F，故C错误；元素非金属性：F>O>N>C，故简单氢化物的稳定性：HF>H2O>NH3>CH4，故D错误；故选A。 17．（24-25高二下·河南安阳·期末）某离子液体由5种短周期元素X、Y、Z、W、M组成(结构简式如图)，原子序数依次增大，其中只有W为金属元素，Y、Z位于同周期相邻主族。下列说法错误的是 A．第一电离能： B．简单离子半径： C．基态M核外电子的空间运动状态有9种 D．电负性： 【答案】B 【分析】依据结构可知X形成1个单键，且在五种元素中原子序数最小，则X为H，Y均形成四个共价键，则Y为C，由于Y、Z位于同周期相邻主族，且Z的原子序数大于Y，故Z为N元素，W是金属，形成，M形成1个单键，且M的原子序数大，M是Cl，W形成四个共价键，故W为Al，由此可得知，X为H，Y为C，Z为N，W为Al，M为Cl。 【解析】同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能出现反常。Y为C，Z为N，N的2p轨道为半充满稳定结构，其第一电离能大于同周期相邻元素，所以第一电离能C<N，即Y<Z，A正确；W为Al，简单离子为Al3+；M为Cl，简单离子为Cl−。离子的电子层数越多，离子半径越大。Cl−有三个电子层，Al3+只有两个电子层，故简单离子半径Cl−>Al3+，即M>W，B错误；Cl是17号元素，基态Cl原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，根据核外电子的空间运动状态数等于原子轨道数，基态Cl原子的原子轨道总数为9个，即基态Cl核外电子的空间运动状态有9种，C正确；同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小。X为H，Y为C，Z为N，所以电负性N>C>H，即Z>Y>X，D正确；故选B。 18．（24-25高二下·湖北恩施·期末）某有机金属化合物的结构如图所示，其中X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前三个周期的元素。下列说法错误的是 A．基态X原子的电子云轮廓图是球形 B．基态Y原子的价电子轨道表示式是 C．Z与W可形成共价化合物 D．电负性： 【答案】B 【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前三个周期的元素，由有机金属化合物的结构，Y形成4个共价键、X形成1个共价键，则X为氢、Y为碳；Z形成4个共价键、W形成1个共价键，且其原子序数较大，则Z为铝、W为氯，Z—W—Z的共价键中存在1个配位键； 【解析】基态H原子的原子核外电子排布为1s1，电子云轮廓图是球形，A正确；基态碳原子的价电子轨道表示式是，B错误；氯化铝AlCl3为共价化合物，C正确；同周期从左到右主族元素的电负性逐渐增大；同主族由上而下元素的电负性逐渐减小；元素的金属性越强、电负性越小，元素的非金属性越强、电负性越大，电负性：，D正确；故选B。 19．（24-25高二下·山西临汾·期末）一种离子液体结构如图所示，其中M、Y、Z、N位于同一短周期且原子序数依次增大，Y的一种同位素可用于考古断代。下列说法正确的是 A．原子半径：N>Z>Y>M B．第一电离能：N>Z>Y>M C．最高价氧化物对应水化物的酸性：M>Z D．MN3和ZN3的空间结构均为平面三角形 【答案】B 【分析】一种离子液体结构如图，其中M、Y、Z、N位于同一短周期且原子序数依次增大，Y的一种同位素可用于考古断代，则Y为C，根据结构式分析，M为B，N为F，Z为N，X为H，据此解答。 【解析】同周期从左到右原子半径逐渐减小，则原子半径：M>Y>Z>N，故A错误；一般来说，第一电离能逐渐增大，第一电离能：N>Z>Y>M ，故B正确；同周期从左到右非金属性逐渐增强，其最高价氧化物对应水化物的酸性增强，则最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>M，故C错误；BF3的空间结构为平面三角形，NF3的空间结构为三角锥形，故D错误；故选B。 20．（24-25高二下·安徽阜阳·期末）X、Y、Z、W、M是原子序数依次增大的短周期元素，X的核外电子总数与其电子层数相同；Z和M同主族，W的原子序数为Y原子价电子数的3倍；由上述元素中的四种组成的两种化合物常用于合成阻燃材料，其结构简式如图所示。下列有关说法正确的是 A．简单离子半径：X<Z<Y<W<M B．同周期元素中，第一电离能介于Y和Z之间的元素有1种 C．基态Z原子核外电子的运动状态为5种 D．基态M原子，电子占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃形 【答案】D 【分析】X 的核外电子总数与其电子层数相同，且X的原子序数最小，则X为H，Z和M同主族，阻燃材料结构中Z、M均形成1条共价键，则Z为F，M为Cl，Y形成3条键，W形成5条键，且W的原子序数为Y原子价电子数的3倍，则Y为N，W为P。 【解析】电子层数越多，半径越大，核外电子排布相同时，核电荷数越大，半径越小，简单离子半径：，即，A错误；同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，因为N的2p轨道半满，N的第一电离能大于O，因此没有元素第一电离能介于Y（N）和Z（F）之间，B错误；基态Z原子（F）核外有9个电子，核外电子的运动状态为9种，C错误；基态M原子（Cl）价电子排布式为，电子占据的最高能级为3p，电子云轮廓图为哑铃形，D正确；故选D。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $