内容正文:
专题09 原子结构与性质
题型1 能层和能级
题型2 原子的激发态、基态与光谱(重点)
题型3 构造原理与电子排布式(重点)
题型4 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
题型5 元素周期表的结构
题型6 原子核外电子排布与元素周期表(重点)
题型7 原子半径、电负性与电离能
题型8 位构性综合(重点)
题型1 能层和能级
1.【能级的综合考查】(24-25高二上·江苏无锡·阶段练习)下列说法正确的是
A.处于最低能量的原子叫激发态原子
B.表示能级有2个轨道
C.同一原子中,电子的能量逐渐减小
D.的电子云轮廓越来越大
【答案】D
【解析】A.原子的能量越高越不稳定,化学上把处于最低能量的原子叫做基态原子,故A错误;
B.4p2表示4p能级上有2个电子,故B错误;
C.能级符号相同,能层越大,电子能量越高,所以同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐增大,故C错误;
D.2p、3p、4p轨道数一样,但电子云轮廓越来越大,故D正确;
故选D。
2.【原子轨道的综合考查】(23-24高二下·江苏镇江·阶段练习)下列说法正确的是
①n=4的电子层含有5种原子轨道类型;
②原子中处于n=4状态的电子跃迁到n=3的状态时会释放能量;
③s轨道呈圆形,随着电子层数的增加,s轨道所含的轨道数也增加;
④电子云中,通常用小点来表示电子绕核做高速圆周运动;
⑤处于、、轨道上的电子,具有相同的能量,其电子云形状也相同
A.①④ B.②⑤ C.①②③ D.③④⑤
【答案】B
【解析】①n=4时,根据s存在一个轨道,p存在三个轨道,d存在五个轨道,f存在七个轨道,s、p、d、f上的轨道类型相同,故电子层含有4种原子轨道类型,错误;
②原子中,电子从n=4的状态跃迁到n=3的状态时,从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道,将释放能量,正确;
③s能级的原子轨道呈球形,处在该轨道上的电子不只在球壳内运动,还在球壳外运动,只是在球壳外运动概率较小,任何能层的s能级都有1个原子轨道,与能层的大小无关,错误;
④在电子云示意图中,通常用小黑点来表示电子在该点的出现几率而不是表示电子绕核作高速圆周运动的轨迹,错误;
⑤处于、、轨道上的电子,属于同一能级上的电子,其能量相同,电子云形状也相同,正确;
故选B。
解题要点
能层数=电子层数,能级数=能层序数。即:第一能层(K,1层电子),只有s能级;第二能层(L,2层电子),有s、p两种能级,p能级上有三个原子轨道px、py、pz,它们具有相同的能量,第三能层(M,3层电子),有s、p、d三种能级。
3.【能级考查】以下能级符号正确的是
A.1p B.2d C.3f D.4s
【答案】D
【解析】根据第一电子层上只有1s,第二电子层只有2s、2p,第三电子层只有3s、3p、3d,第四电子层只有4s、4p、4d、4f;
答案选D。
4.【能层、能级】下列关于能层、能级的说法正确的是
A.、、轨道相互垂直,能量不相等
B.p能级的能量一定比s能级的能量高
C.中有15种电子运动状态,占据了9个原子轨道
D.从空间角度看,2s轨道比1s轨道大,其空间包含了1s轨道
【答案】D
【解析】A. 、、轨道相互垂直,能量相等,故A错误;
B. p能级的能量不一定比s能级的能量高,与能层有关,故B错误;
C. 中有18种电子运动状态,1s22s22p63s23p6占据了9个原子轨道,故C错误;
D. 从空间角度看,2s轨道比1s轨道大,其空间包含了1s轨道,故D正确;
故选D。
5.【最外层电子排布式】下列基态原子的最外层电子排布式表示的元素,不一定属于主族元素的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A.基态原子的最外层电子排布式,为He,为0族元素,一定不属于是主族元素,A错误;
B.基态原子的最外层电子排布式,为第三周期第ⅢA族元素,一定属于主族元素,B错误;
C.基态原子的最外层电子排布式,可能是ⅡA或过渡元素,不一定属于主族元素,C正确;
D.基态原子的最外层电子排布式,为第四周期的ⅦA元素,一定属于主族元素,D错误;
故答案选C。
题型2 原子的激发态、基态与光谱
1.【激发态、基态】(24-25高二上·江苏无锡·阶段练习)下列化学用语表述正确的是
A.在电子云图中,用小黑点表示绕核做高速圆周运动的电子
B.p能级能量一定比s能级的能量高
C.电子从较低能级跃迁到较高能级将释放能量
D.镁原子由时,原子释放能量,由激发态转化成基态
【答案】D
【解析】A.在电子云图中,用小黑点表示电子在核外空间中出现的几率,小黑点越密,表示电子出现的几率越高,故A错误;
B.p能级能量不一定比s能级的能量高,如3s能级的能量高于2p能级,故B错误;
C.电子从较低能级吸收能量跃迁到较高能级,故C错误;
D.镁原子由时,由能量较高的激发态转化成能量较低的基态,原子会释放能量,故D正确;
故选D。
2.【原子光谱】(23-24高二下·江苏淮安·阶段练习)硒(34Se)是一种重要的化学元素,在自然界的存在方式为:无机硒和植物活性硒。亚硒酸的铜盐(CuSeO3)常用于陶瓷和玻璃制品的配色和着色,铜盐的焰色反应为绿色,该光谱属于
A.原子吸收光谱 B.原子发射光谱 C.紫外光谱 D.红外光谱
【答案】B
【解析】电子吸收能量,从较低能级跃迁到较高能级,形成吸收光谱,当电子从较高能级跃迁到较低能级,释放能量与光的形式散发出去,形成发射光谱,焰色试验为原子发射光谱,故选B。
解题要点
(1)电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时,将释放能量;反之,将吸收能量。光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。
(2)电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移),而原子得失电子时发生的是化学变化。
(3)一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。
3.【轨道表示式】下列Li原子的轨道表示式表示的状态中,能量最低的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】处于基态的锂原子能量最低,基态Li原子电子排布式为1s22s1,A不是基态,B也不是基态原子的电子排布,C也不是基态原子的电子排布,D符合基态原子电子排布图,故选D。
答案选D。
4.【物质的结构与性质】下列有关物质的结构与性质的叙述不正确的是
A.K元素特殊的焰色反应是由于K原子核外电子能级跃迁吸收能量
B.乙烯易发生加成反应是由于分子中两个碳原子间的π键容易断裂
C.键能、,因此稳定性大于
D.金属Na中的金属键比金属K中的金属键强,因此金属Na熔点高于K
【答案】A
【解析】A.K元素特殊的焰色反应,是由于电子从高能级向低能级跃迁时能量以光的形式释放出来,A错误;
B.乙烯分子中两个碳原子间以共价双键结合,其中C原子以sp2杂化轨道形成的键的重叠方式是头碰头,重叠成都大,因而较稳定,未杂化的2p轨道形成的π键的电子是肩并肩重叠,重叠程度较小,因而易断裂,所以易发生加成反应,使不饱和C原子变为饱和C原子,B正确;
C.分子的键能之和越大,分子越稳定,由键能、可知,分子的键能之和大于,则稳定性大于,C正确;
D.碱金属元素原子的半径越大,金属键越弱,则其单质的熔、沸点越低,D正确;
故选A。
5.【电子排布式】下列说法错误的是
A.根据构造原理,原子核外电子填充顺序为1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p…
B.1s22s12p1是激发态原子的电子排布式
C.基态溴原子的简化电子排布式是[Ar]3d104s24p5
D.Mg原子的电子排布式为1s22s22p63s2
【答案】A
【解析】A.根据构造原理原子核外电子填充顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p,A错误;
B.1s22s2为基态,1s22s12p1为激发态,B正确;
C.基态溴原子的核外有35个电子,分4层排布,基态溴原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p5,C正确;
D.Mg原子的核外电子数为12,电子排布式为1s22s22p63s2,D正确;
故选A。
题型3 构造原理与电子排布式
1.【电子排布式】(24-25高二下·江苏淮安·期末)As2O3是两性氧化物。与盐酸反应的方程式为As2O3+6HCl=2AsCl3+H2O。下列叙述正确的是
A.H2O是极性分子
B.基态As原子电子排布式:[Ar]4s24p3
C.AsCl3的电子式:
D.基态O原子的价电子轨道表示式:
【答案】A
【解析】A.H2O是V形分子,结构不对称,属于极性分子,故A正确;
B.As是33号元素,基态As原子电子排布式:[Ar]3d104s24p3,故B错误;
C.AsCl3的电子式为,故C错误;
D.O是8号元素,基态O原子的价电子轨道表示式为,故D错误;
选A。
2.【化工微流程】(24-25高二下·江苏无锡·期末)工业用镁还原制备金属,工艺流程如图所示。下列说法正确的是
A.原子的价电子轨道表示式为
B.工业上可通过电解熔融制取金属
C.用金属还原过程中需要通入作保护气
D.“真空蒸馏”的目的是使气化,实现与的分离
【答案】D
【分析】Mg通过“高温还原” 氯化钛反应制取金属钛,再经过真空蒸馏提纯钛得到钛产品。
【解析】A.为22号元素,为原子的价电子排布式,不是轨道表示式,A错误;
B.氧化镁熔点较高,所以工业上可通过电解熔融氯化镁制取金属,B错误;
C.镁比较活泼,能与氧气,氮气,二氧化碳等气体发生反应,所以用金属还原过程不能通入作保护气,应该通入惰性气体作保护气,C错误;
D.沸点低,先气化,所以“真空蒸馏”的目的是使气化,实现与的分离,D正确;
故选D。
解题要点
基态原子电子排布式的书写方法(以Cr为例)
1.首先确定该原子的原子序数,Cr的原子序数为24。
2.根据构造原理写出该原子填充电子的能级,如Cr:1s2s2p3s3p4s3d。
3.根据每个能级最多能容纳的电子数,按照上述能级顺序填充电子,如Cr:1s22s22p63s23p64s23d4。
4.验证是否符合洪特规则特例(原子轨道在全充满、半充满或全空时能量最低),若符合,则调整最后两个能级填充的电子数,如Cr:1s22s22p63s23p64s13d5。
5.将相同能层的能级书写在一起,如Cr:1s22s22p63s23p63d54s1。
6.简写方法:把电子排布式中内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分用相应的稀有气体元素的符号外加方括号来表示,如Cr:[Ar]3d54s1。
3.【化学用语】(24-25高二下·江苏淮安·期中)下列化学用语正确的是
A.基态铬原子()的价层电子排布式:
B.水的电子式:
C.乙醇的结构式:
D.基态氧原子的轨道表示式:
【答案】A
【解析】A.基态铬原子()的价电子排布式:,故A正确;
B.水是共价化合物,水的电子式:,故B错误;
C. 乙醇的结构式:,故C错误;
D.根据洪特规则,原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时,电子尽可能分占不同的原子轨道,且自旋状态相同,则基态氧原子的轨道表示式为:,故D错误;
故选A。
4.【原子轨道】(24-25高二下·江苏苏州·期末)嫦娥六号在月球背面采集的月壤中含有、、、等元素,这些元素基态原子中有空轨道的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】A.Si是第14号元素,核外电子排布,有一个空轨道,A正确;
B.Mn 是第25号元素,核外电子排布,轨道全满,B错误;
C.Ti是第22号元素,核外电子排布,轨道全满,C错误;
D.Fe是第26号元素,核外电子排布,轨道全满,D错误;
故答案为:A。
5.【化学用语】(24-25高二下·江苏扬州·阶段练习)下列化学用语表示正确的是
A.质量数为78、中子数为44的Se原子:Se
B.氨基的电子式:
C.基态O原子的电子排布式为:2s22p4
D.水分子的空间填充模型:
【答案】B
【解析】A.质量数为78、中子数为44的Se原子,质子数为78-44=34,符号表示为:,A错误;
B.氨基-NH2中N原子上有一个未成对电子和一对孤电子对,其电子式为,B正确;
C.已知O是8号元素,原子的电子排布式为:1s22s22p4,C错误;
D.是水分子的球棍模型,D错误;
故选B。
题型4 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
1.【外围电子排布式】(23-24高二下·江苏淮安·期中)下列原子的外围电子排布式正确的是
A.3d54s1 B.3d44s2 C.3d94s2 D.3d114s2
【答案】A
【解析】A.根据原子填入轨道的顺序和核外电子排布规律中的洪特规则特例,当p、d、f轨道电子为全满、半满或全空时,原子的能量最低,3d54s1电子排布式正确,故A正确;
B.3d44s2违背了半充满时为稳定状态,所以Cr的外围电子排布式为3d54s1,故B错误;
C.3d94s2违背了全充满时为稳定状态,其外围电子排布式应为3d104s1,故C错误;
D.违背了能量最低原理和洪特规则,正确的为3d104s24p1,故D错误;
故选:A。
2.【洪特规则、泡利原理】下列说法错误的是
A.电子的能量不一定高于电子的能量
B.的电子排布式为,违背了洪特规则
C.电子排布式违背了能量最低原则
D.电子排布式违背了泡利原理
【答案】A
【解析】A.ns电子的能量一定高于(n-1)p电子的能量,A错误;
B.对于6C 原子来说,2p能级有3个能量相同的原子轨道,最后2个电子应以自旋状态相同的方式分布在两个不同的2p轨道上,违反了洪特规则,B正确;
C.根据轨道能量高低顺序可知E4s<E3d,对于21Sc原子来说,最后3个电子应先排满4s轨道,再排3d轨道,应为1s22s22p63s23p63d14s2,故违反了能量最低原则,C正确;
D.对于22Ti原子来说,3p能级共有3个轨道,最多可以排6个电子,如果排10 个电子,则违反了泡利原理,D正确;
故选A。
解题要点
电子排布三原理的理解及应用
(1)能量最低原理
原子核外电子先占据能量低的轨道,然后依次进入能量较高的轨道,即在多电子原子中,电子进入各原子轨道的顺序1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f<5d<6p……,这样使整个原子处于能量最低的状态,从而满足能量最低原理。
(2)泡利原理
在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,它们的自旋相反,如2s轨道上的电子排布表示为,不能表示为。
泡利原理还可表述为:同一原子中,不能有两个或两个以上的电子具有相同能层、能级、原子轨道和自旋状态,即同一原子中,两个电子的运动状态不能完全相同。
(3)洪特规则
根据洪特规则,如正确;错误;错误;正确。
3.【基态原子的综合考查】(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】A.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;
B.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;
C.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;
D.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。
4.【基态原子的核外电子排布】下列说法不正确的是
A.基态碳原子的核外电子轨道表示式:
B.基态原子的核外电子填充在6个轨道中的元素有两种
C.基态铜原子简化电子排布式表示为违背了泡利原理
D.基态钾离子电子占据的最高能级共有3个原子轨道,其形状是哑铃形
【答案】C
【解析】A.基态C原子中电子占据3个能级,分别位于1s、2s、2p能级,且每个能级有2个电子,其轨道表示式为,故A正确;
B.s能级中含有1个轨道,p能级含有3个轨道,基态原子的核外电子填充在6个轨道中,该基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s1或1s22s22p63s2,为Na、Mg元素,故B正确;
C.Cu是29号元素,其原子核外有29个电子,基态原子外围电子排布式为:3d104s1,违背了能量最低原则,故C错误;
D.基态K+离子,外围电子排布式为3s23p6,电子占据最高能级为3p能级,共有3个原子轨道,电子云轮廓图为哑铃形,故D正确;
故选:C。
5.【电子排布式的正误判断】若将15P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23px23py1,它违背了
A.能量最低原则 B.泡利不相容原理
C.洪特规则 D.能量守恒原理
【答案】C
【解析】根据洪特规则,电子分布到能量相同的原子轨道时,优先以自旋相同的方式分别占据不同的轨道,15P原子的电子排布式是1s22s22p63s23px13py13pz1,写成1s22s22p63s23px23py1违背了洪特规则,故选C。
题型5 元素周期表的结构
1.【元素各区的判断】(25-26高二上·江苏宿迁·期中)嫦娥六号采回的月球背面土壤样品含、、、等元素,其中属于区元素的是
A.P B. C.Ti D.
【答案】C
【分析】d区元素:ⅢB~ⅦB、Ⅷ 族(价电子构型(n-1)d1-8ns2,过渡金属)
【解析】A.P属于VA族,属于p区元素,A不符题意;
B.K属于IA族,属于s区元素,B不符题意;
C.Ti电子排布为[Ar]3d24s2,属于d区元素,C符合题意;
D.Cu电子排布为[Ar]3d104s1,属于ds区元素,D不符题意;
故答案选C。
2.【元素性质的综合考查】(25-26高二上·江苏宿迁·月考)下列说法正确的是
A.最外层电子数为2的元素都分布在s区
B.区分晶体和非晶体最科学的方法是看是否有规则的几何外形
C.所有非金属元素都分布在p区
D.元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
【答案】D
【解析】A.某些过渡金属最外层电子数为2,可能在ds区或d区,并非全在s区,A错误;
B.区分晶体和非晶体的最科学方法是X射线衍射实验,而非仅凭几何外形,B错误;
C.氢是非金属但位于s区,因此并非所有非金属都在p区,C错误;
D.第ⅢB到ⅡB族的10个纵列包含过渡金属(d区及ds区),均为金属元素,D正确;
故选D。
解题要点
元素周期表结构中隐含的两条规律
(1)同周期主族元素原子序数差的关系
①短周期元素原子序数差=族序数差。
②两元素分布在过渡元素同侧时,原子序数差=族序数差。两元素分布在过渡元素两侧时,第四或第五周期元素原子序数差=族序数差+10,第六周期元素原子序数差=族序数差+24。
③第四、五周期的第ⅡA与ⅢA族原子序数之差都为11,第六周期为25。
(2)同主族、邻周期元素的原子序数差的关系
①ⅠA族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差2、8、8、18、18、32。
②ⅡA族和0族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差8、8、18、18、32。
③ⅢA~ⅦA族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差8、18、18、32。
3.【锂的性质的考查】(2025高二下·江苏·学业考试)位于元素周期表第二周期IA族的Li被誉为“21世纪的能源金属”。下列说法正确的是
A.锂离子电池被广泛应用 B.Li易得电子
C.LiOH溶液能使紫色石蕊溶液变红 D.Li不与盐酸反应
【答案】A
【解析】A.锂离子电池广泛应用于电子产品、电动汽车等领域,A正确;
B.Li最外层仅1个电子,易失电子而非得电子,B错误;
C.LiOH溶液呈碱性,应使紫色石蕊溶液变蓝而非变红,C错误;
D.Li金属活泼性强于氢,能与盐酸反应生成LiCl和H2,D错误;
故选A。
4.【锗的性质的考查】(24-25高二上·江苏连云港·期末)高纯度的锗是半导体材料,下图是锗在周期表中的信息。下列有关锗的说法正确的是
A.中子数为32
B.属于区元素
C.该元素在周期表中的位置是第四周期第ⅥA族
D.与该元素同族的第三周期元素是金属元素
【答案】B
【解析】A.Ge的质子数为32,故A错误;
B.Ge位于第ⅣA族,属于p区元素,故B正确;
C.该元素在周期表中的位置是第四周期第ⅣA族,故C错误;
D.与Ge同族的第三周期元素是Si,为非金属元素,故D错误;
故选:B。
5.【原子结构的性质考查】(23-24高二上·江苏徐州·期中)某元素的原子结构示意图为,下列关于该原子的说法错误的是
A.位于第三周期 B.最外层电子数为7
C.位于ⅦA族 D.易失去电子形成稳定结构
【答案】D
【解析】A.原子有三个电子层,最外层电子数为7,该元素应该是位于元素周期表第三周期ⅦA族,A正确;
B.由图可知,最外层电子数为7,B正确;
C.原子有三个电子层,最外层电子数为7,该元素应该是位于元素周期表第三周期ⅦA族,C正确;
D.最外层电子数为7,容易得到电子,D错误;
故选D。
题型6 原子核外电子排布与元素周期表
1.【不同原子性质的考查】下列各组原子中,彼此化学性质一定相似的是
A.原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子
B.原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子
C.2p能级上只有两个电子的X原子与3p能级上只有两个电子的Y原子
D.最外层都只有一个电子的X、Y原子
【答案】C
【解析】A.X是氦原子,Y是铍原子,它们的化学性质差别很大,A错误;
B.X是镁原子,Y可以是钙、钪、钛、钒、锰、铁、钻、镍、锌,X、Y的化学性质不一定相似,B错误;
C.X是碳原子,Y是硅原子,它们属于同主族元素,彼此化学性质一定相似,C正确;
D.X、Y可以是ⅠA族元素原子,也可以是铬原子、铜原子等,彼此化学性质不一定相似,D错误;
故答案选C。
2.【电子排布与元素周期表】下列元素的价电子排布与其在周期表中的位置对应正确的是
A. 第4周期Ⅷ族 B. 第3周期ⅡA族
C. 第1周期ⅡA族 D. 第4周期ⅠA族
【答案】B
【解析】A.价电子排布为,对应稀有气体(如),应位于0族(ⅧA族),而非Ⅷ族(d区过渡金属),A错误;
B.价电子排布为对应第3周期ⅡA族的镁(),选项中价电子排布与其在周期表中的位置对应一致,B正确;
C.价电子排布为,对应第1周期氦(),属于0族,而非ⅡA族,C错误;
D.价电子排布为对应第4周期铜(),属于ⅠB族,而非ⅠA族,D错误;
故答案选B。
解题要点
原子结构与周期表的关系
周期
能层数
每周期第一种元素
每周期最后一种元素
原子序数
基态原子的电子排布式
原子序数
基态原子的电子排布式
二
2
3
[He]2s1
10
1s22s22p6
三
3
11
_[Ne]3s1__
_18__
_1s22s22p63s23p6__
四
4
19
_[Ar]4s1__
_36__
_1s22s22p63s23p63d104s24p6__
五
5
37
[Kr]5s1
54
1s22s22p63s23p63d10
4s24p64d105s25p6
六
6
55
[Xe]6s1
86
1s22s22p63s23p63d10
4s24p64d104f145s25p6
5d106s26p6
3.【原子结构的判断】A、B两种原子,A的M电子层比B的M电子层少3个电子,B的L电子层电子数恰为A的L电子层电子数的2倍。A和B分别是
A.硅原子和钠原子 B.硼原子和氦原子
C.氯原子和碳原子 D.碳原子和铝原子
【答案】D
【解析】因为B有M电子层,所以B的L层有8个电子,又B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍,所以A的L层有4个电子(无M 层);根据A原子的M层比B原子的M层少3个电子可知,B的M层上有3个电子,即A共有K、L两个电子层,排布的电子数分别为2、4,B共有K、L、M三个电子层,排布的电子数分别为2、8、3,故A是碳原子,B是铝原子;
答案选D。
4.【电子排布式与元素周期表】某元素原子价层电子排布式为,其应在
A.第四周期IIA族 B.第四周期IIB族
C.第四周期VIA族 D.第四周期VIIB族
【答案】D
【解析】价层电子排布式为,该元素在第四周期VIIB族,故D符合;
答案选D。
5.【基态原子性质的综合考查】下列叙述正确的是
A.随着核电荷数递增,电子总是填满一个能层后再开始填入下一个能层
B.基态原子的次外层有未成对电子的元素可能属于主族元素
C.基态原子最外层电子排布式为的元素不可能在元素周期表的p区
D.第四周期最外层有一个电子的基态原子种类有3种
【答案】D
【解析】A.核外电子排布,当电子填满3p轨道后,电子将填入4s轨道,然后才进入3d轨道,则随着核电荷数递增,电子并不是填满一个能层后再开始填入下一个能层,A不正确;
B.主族元素最后排布的电子,都排在基态原子的最外层,其次外层电子数可能为2、8、18,若基态原子的次外层有未成对电子,该元素属于过渡元素,B不正确;
C.基态原子最外层电子排布式为1s2的元素,比如He,排布在元素周期表的p区,C不正确;
D.第四周期最外层有一个电子的基态原子,包括K、Cr、Cu,共有3种元素,D正确;
故选D。
题型7 原子半径、电负性与电离能
1.【原子半径、第一电离能】(25-26高二上·江苏宿迁·期中)X、Y、Z、M、N属于周期表短周期主族元素,且原子序数依次增大。元素X的基态原子中所含3个能级的电子数均相等,元素的基态原子中能级上成单电子数与相同,与同主族,元素的基态原子只含有1个未成对电子。下列说法正确的是
A.和中心原子杂化类型不同
B.原子半径:
C.第一电离能:
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:
【答案】A
【分析】X、Y、Z、M、N属于周期表短周期主族元素,且原子序数依次增大。元素X的基态原子中所含3个能级的电子数均相等,X的核外电子排布为1s22s22p2,X为C元素,Z的基态原子中2p能级上成单电子数与 X 相同,Z的核外电子排布为1s22s22p4,Z是O元素,Y为N元素,M与X同主族,M为Si元素,N的基态原子只含有1个未成对电子,N为Cl元素。
【解析】A.CO2中C为sp杂化,SiO2中Si为sp3杂化,杂化类型不同,A正确;
B.同周期元素,从左往右半径依次减小,同主族元素半径从上到下依次增大,Si > Cl > C,B错误;
C.同周期元素从左往右第一电离能依次增大,ⅤA族大于ⅥA族元素,第一电离能顺序应为N> O> C,C错误;
D.非金属性越强,最高价氧化物对应水化物酸性越强,同周期,从左往右非金属性增强,酸性HClO4>H2SiO3,即N>M,D错误;
故选A。
2.【电离能、电负性】(25-26高二上·江苏镇江·期中)古代地球大气中含有大量、和水蒸气等气体。下列说法正确的是
A.半径:
B.电离能:
C.电负性:
D.热稳定性:
【答案】C
【解析】A.和核外电子排布相同。O原子序数更大,对核外电子吸引力更强,离子半径更小,A错误;
B.O的价层电子排布为,N的价层电子排布为。N的2p电子层处于半充满状态更稳定,因此第一电离能更高,B错误;
C.一般来说,同周期元素从左到右,电负性增强,C正确;
D.O电负性强于N,非金属性更强,的热稳定性强于,D错误;
故答案选C。
解题要点
同周期元素从左向右,元素的第一电离能并不是逐渐增大的,当元素的核外电子排布轨道是全空、半充满和全充满状态时,第一电离能就会反常得大。
示例
(1)第三周期所有元素的第一电离能(I1)大小顺序为Na<Al<Mg<Si<S<P<Cl<Ar(用元素符号表示)。
(2)高温条件下Cu2O比CuO稳定的原因是Cu2O中Cu+的3d轨道处于全充满稳定状态,难失电子。
3.【微粒半径、第一电离能、电负性】(25-26高二上·江苏泰州·期中)联氨(N2H4)为二元弱碱,在水中性质与氨相似,可用于处理锅炉水中的溶解氧,防止锅炉被腐蚀,其中一种反应机理如图所示。下列说法正确的是
A.微粒半径:r(Cu)> r(Cu2+)
B.电负性:χ(N)> χ(O)> χ(H)
C.第一电离能:I1(O)> I1(N)> I1(Cu)
D.Cu元素位于元素周期表中的d区
【答案】A
【解析】A.同一元素不同粒子,核外电子数越多,半径越大,则r(Cu)> r(Cu2+),A正确;
B.非金属性越强,电负性越大,电负性:χ(O) > χ(N) > χ(H),B错误;
C.同周期主族元素,原子序数越大,第一电离能越大,但氮原子2p轨道电子属于半充满结构,第一电离能大于相邻元素,故第一电离能:I1(N) > I1(O)> I1(Cu),C错误;
D.Cu元素为29号元素,基态原子的价电子排布式为3d104s1,位于元素周期表中的ds区,D错误;
故答案选A。
解题要点
4.【电离能、非金属性】(25-26高二上·江苏南通·期中)可用作电解时的助熔剂,下列说法正确的是
A.碱性: B.非金属性:
C.电离能: D.半径:
【答案】A
【解析】A.元素金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性:Na>Al,故碱性强弱为:,A正确;
B.非金属性在同周期中从左到右增强,F位于O右侧,非金属性F>O,B错误;
C.同周期元素第一电离能通常随原子序数增大而呈递增趋势,但Al的3p1电子易失去,电离能反而低于同周期相邻的Mg,但仍高于Na(Na原子半径更大,更易失电子),故电离能:,C错误;
D.Al3+和O2-均为Ne电子层结构,对于电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,故半径:,D错误;
故选A。
5.【电负性、第一电离能】(25-26高二上·江苏宿迁·阶段练习)汽车剧烈碰撞后,安全气囊中的物质会发生反应:,并生成大量气体。下列说法正确的是
A.半径大小: B.电负性大小:
C.第一电离能大小: D.离子键强弱:
【答案】A
【解析】A.N3-和Na+电子层结构相同(都有10个电子),核电荷数越大的半径越小,故r(N3-)>r(Na⁺),A正确;
B.N和O同周期,O的原子序数更大,O原子吸引电子的能力更强,电负性更大,故χ(N)<χ(O),B错误;
C.K和Na同主族,K原子半径更大,第一电离能更小,故,C错误;
D.K+的电子层比Na+多一层,K+的半径比Na+的大,K2O中的离子键强度较弱,故离子键强弱:K2O<Na2O,D错误;
故答案选A。
题型8 位构性综合
1.【原子结构与化学性质】同一周期的X、Y、Z三种主族元素,已知其最高价氧化物对应水化物的化学式分别为、、,下列说法正确的是
A.气态氢化物的稳定性:
B.原子半径:X>Y>Z
C.最高价氧化物对应水化物酸性:
D.元素非金属性强弱关系:X>Y>Z
【答案】B
【分析】由、、得X、Y、Z三种主族元素的最高价分别为+4、+5、+6, 则X、Y、Z分别位于同一周期的第ⅣA、ⅤA、ⅥA族。
【解析】A.同一周期,非金属逐渐增强,因此气态氢化物的稳定性逐渐增强:,A错误;
B.同一周期,原子半径逐渐减小,因此原子半径:X>Y>Z,B正确;
C.同一周期,非金属逐渐增强,因此最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强:,C错误;
D.同一周期,非金属逐渐增强,因此元素非金属性强弱关系:X<Y<Z,D错误;
答案选B。
2.【原子结构与元素周期表的位置】(24-25高二下·江苏苏州·阶段练习)X、Y、Z和W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素。X的一种核素可用于测定文物的年代,基态Y原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,Z是短周期中金属性最强的元素,W的单质为黄绿色气体。下列说法正确的是
A.Z可与Y形成化合物一定是离子化合物
B.原子半径:
C.第一电离能:
D.1mol固态含有2mol氢键,故其热稳定性很高
【答案】A
【分析】X、Y、Z和W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素。X的一种核素可用于测定文物的年代,X是C元素;基态Y原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,Y是O元素;Z是短周期中金属性最强的元素,Z是Na元素;W的单质为黄绿色气体,W是Cl元素。
【解析】A. Na与O形成的化合物如Na₂O和Na₂O₂均为离子化合物,故A正确;
B.电子层数越多半径越大,电子层数相同,质子数越多半径越小,原子半径顺序为Na>Cl>C>O,故B错误;
C.同周期元素第一电离能随核电荷数增大呈逐渐增大的趋势,同主族元素第一电离能随核电荷数增大呈逐渐减小的趋势,第一电离能顺序为O>Cl>C>Na,故C错误;
D.H₂O的热稳定性由O-H键的强度决定,氢键与稳定性无关,故D错误;
选A。
解题要点
1.结构与位置互推是解题的核心
(1)掌握四个关系式:①电子层数=周期数;②质子数=原子序数;③最外层电子数=主族序数;④主族元素的最高正价=主族序数(O、F除外),负价=主族序数-8。
(2)熟练掌握周期表的结构及周期表中的一些特殊规律:①“凹”型结构的“三短三长一不全,七主七副八零完”;②各周期元素种类;③稀有气体的原子序数及在周期表中的位置;④同主族上下相邻元素原子序数的关系。
2.性质与位置互推是解题的关键
熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律,主要包括:(1)元素的金属性、非金属性;(2)气态氢化物的稳定性;(3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性;(4)金属与水或酸反应置换H2的难易程度。
3.结构和性质的互推是解题的要素
(1)电子层数和最外层电子数决定元素原子的金属性和非金属性;(2)同主族元素最外层电子数相同,化学性质相似;(3)正确推断原子半径和离子半径的大小及结构特点;(4)判断元素金属性和非金属性的强弱。
3.【位、构、性的综合考查】(24-25高二下·江苏南通·阶段练习)X、Y、Z、M和Q五种主族元素,原子序数依次增大,X原子半径最小,短周期元素中M电负性最小,Z与Y、Q相邻,基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等,下列说法正确的是
A.X、Y、Z、M 和Q五种元素均位于周期表p区
B.X可以分别与其它四种元素形成共价化合物
C.键的极性:X-Y>X-Z
D.氢化物的还原性:Z<Q
【答案】D
【分析】X、Y、Z、M和Q五种主族元素,原子序数依次增大,X原子半径最小,则X为H元素,短周期中M电负性最小,则M为Na元素,Z与Y、Q相邻,基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等,则Z的核外电子排布式为:,则Z为O元素,Z与Y、Q相邻,则Y为N元素,Q为S元素,则X、Y、Z、M和Q分别为H、N、O、Na、S,据此分析。
【解析】A.H元素不在p区,故A错误;
B.Na与H形成离子化合物,故B错误;
C.第二周期元素的电负性:N<O,则共价键的极性H-N<H-O,故C错误;
D.元素的非金属性越强,其氢化物的稳定性越强,其氢化物的还原性越弱,S的非金属性比O弱,因此S的氢化物还原性更强,故D正确;
故选D。
4.【位构性综合考查】(24-25高二下·江苏盐城·期中)有5种元素X、Y、Z、Q、T:X原子M层上有2个未成对电子且无空轨道;Y原子的外围电子排布为3d64s2;Z原子的L电子层有一个空的p轨道;Q原子的L电子层的p轨道上只有一对成对电子;T原子的M电子层上p轨道半充满。下列叙述不正确的是
A.X和Q结合生成的化合物为离子化合物
B.T和Z各有一种单质的空间结构为正四面体型
C.T元素位于元素周期表的p区
D.ZQ2是极性键构成的非极性分子
【答案】A
【分析】5种元素X、Y、Z、Q、T,X原子M层上有2个未成对电子且无空轨道,则X为S元素;Y原子的特征电子构型为3d64s2,则Y为Fe元素;Z原子的L电子层的p能级上有一个空轨道,则Z为C元素;Q原子的L电子层的P能级上只有一对成对电子,则Q是O元素;T原子的M电子层上p轨道半充满,则T是P元素。
【解析】A.X是S元素、Q是O元素,非金属元素之间易形成共价键,只含共价键的化合物是共价化合物,二氧化硫、三氧化硫中只存在共价键,为共价化合物,故A错误;
B.T是P元素、Z是C元素,T和Z各有一种单质的空间构型为正四面体形,分别为白磷和金刚石,但白磷分子中四个磷原子位于四个顶点上,故B正确;
C.由分析可知,T是P元素,P元素位于VA族,位于元素周期表的p区,故C正确;
D.ZQ2是CO2,只含极性键,且二氧化碳分子结构对称,为非极性分子,故D正确;
故答案为A。
5.【元素周期表与元素在周期表中的位置】(2024·江苏扬州·模拟预测)四种短周期主族元素在周期表中相对位置如表所示,已知:质子数之和为21,下列说法中正确的是
A.元素原子半径大小关系为
B.的气态氢化物中,Y的稳定性高
C.元素X与Y只能形成一种化合物
D.W元素的最高化合价为+7
【答案】B
【分析】由短周期元素 X、Y、Z、W在周期表中的相对位置可知,X、Y位于第二周期,Z、W位于第三周期,设Y的质子数为y,W质子数为y+8,则Z的质子数分别为y+5,根据质子数之和为21,y+y+5=21,解得y=8,可知X为C、Y为O、Z为Al、W为S,以此来解答。
【解析】A.除稀有气体外,同周期从左到右元素原子半径递减,元素原子半径大小关系为,A错误;
B.同主族从上到下元素非金属性递减,非金属性越强,简单氢化物越稳定,则的气态氢化物中,Y的稳定性高,B正确;
C.元素X与Y能形成CO、CO2,不止一种化合物,C错误;
D.除O、F外,主族序数=最外层电子数=最高正价,W为S,W元素的最高化合价为+6,D错误;
选B。
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专题09 原子结构与性质
题型1 能层和能级
题型2 原子的激发态、基态与光谱(重点)
题型3 构造原理与电子排布式(重点)
题型4 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
题型5 元素周期表的结构
题型6 原子核外电子排布与元素周期表(重点)
题型7 原子半径、电负性与电离能
题型8 位构性综合(重点)
题型1 能层和能级
1.【能级的综合考查】(24-25高二上·江苏无锡·阶段练习)下列说法正确的是
A.处于最低能量的原子叫激发态原子
B.表示能级有2个轨道
C.同一原子中,电子的能量逐渐减小
D.的电子云轮廓越来越大
2.【原子轨道的综合考查】(23-24高二下·江苏镇江·阶段练习)下列说法正确的是
①n=4的电子层含有5种原子轨道类型;
②原子中处于n=4状态的电子跃迁到n=3的状态时会释放能量;
③s轨道呈圆形,随着电子层数的增加,s轨道所含的轨道数也增加;
④电子云中,通常用小点来表示电子绕核做高速圆周运动;
⑤处于、、轨道上的电子,具有相同的能量,其电子云形状也相同
A.①④ B.②⑤ C.①②③ D.③④⑤
解题要点
能层数=电子层数,能级数=能层序数。即:第一能层(K,1层电子),只有s能级;第二能层(L,2层电子),有s、p两种能级,p能级上有三个原子轨道px、py、pz,它们具有相同的能量,第三能层(M,3层电子),有s、p、d三种能级。
3.【能级考查】以下能级符号正确的是
A.1p B.2d C.3f D.4s
4.【能层、能级】下列关于能层、能级的说法正确的是
A.、、轨道相互垂直,能量不相等
B.p能级的能量一定比s能级的能量高
C.中有15种电子运动状态,占据了9个原子轨道
D.从空间角度看,2s轨道比1s轨道大,其空间包含了1s轨道
5.【最外层电子排布式】下列基态原子的最外层电子排布式表示的元素,不一定属于主族元素的是
A. B. C. D.
题型2 原子的激发态、基态与光谱
1.【激发态、基态】(24-25高二上·江苏无锡·阶段练习)下列化学用语表述正确的是
A.在电子云图中,用小黑点表示绕核做高速圆周运动的电子
B.p能级能量一定比s能级的能量高
C.电子从较低能级跃迁到较高能级将释放能量
D.镁原子由时,原子释放能量,由激发态转化成基态
2.【原子光谱】(23-24高二下·江苏淮安·阶段练习)硒(34Se)是一种重要的化学元素,在自然界的存在方式为:无机硒和植物活性硒。亚硒酸的铜盐(CuSeO3)常用于陶瓷和玻璃制品的配色和着色,铜盐的焰色反应为绿色,该光谱属于
A.原子吸收光谱 B.原子发射光谱 C.紫外光谱 D.红外光谱
解题要点
(1)电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时,将释放能量;反之,将吸收能量。光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。
(2)电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移),而原子得失电子时发生的是化学变化。
(3)一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。
3.【轨道表示式】下列Li原子的轨道表示式表示的状态中,能量最低的是
A. B.
C. D.
4.【物质的结构与性质】下列有关物质的结构与性质的叙述不正确的是
A.K元素特殊的焰色反应是由于K原子核外电子能级跃迁吸收能量
B.乙烯易发生加成反应是由于分子中两个碳原子间的π键容易断裂
C.键能、,因此稳定性大于
D.金属Na中的金属键比金属K中的金属键强,因此金属Na熔点高于K
5.【电子排布式】下列说法错误的是
A.根据构造原理,原子核外电子填充顺序为1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p…
B.1s22s12p1是激发态原子的电子排布式
C.基态溴原子的简化电子排布式是[Ar]3d104s24p5
D.Mg原子的电子排布式为1s22s22p63s2
题型3 构造原理与电子排布式
1.【电子排布式】(24-25高二下·江苏淮安·期末)As2O3是两性氧化物。与盐酸反应的方程式为As2O3+6HCl=2AsCl3+H2O。下列叙述正确的是
A.H2O是极性分子
B.基态As原子电子排布式:[Ar]4s24p3
C.AsCl3的电子式:
D.基态O原子的价电子轨道表示式:
2.【化工微流程】(24-25高二下·江苏无锡·期末)工业用镁还原制备金属,工艺流程如图所示。下列说法正确的是
A.原子的价电子轨道表示式为
B.工业上可通过电解熔融制取金属
C.用金属还原过程中需要通入作保护气
D.“真空蒸馏”的目的是使气化,实现与的分离
解题要点
基态原子电子排布式的书写方法(以Cr为例)
1.首先确定该原子的原子序数,Cr的原子序数为24。
2.根据构造原理写出该原子填充电子的能级,如Cr:1s2s2p3s3p4s3d。
3.根据每个能级最多能容纳的电子数,按照上述能级顺序填充电子,如Cr:1s22s22p63s23p64s23d4。
4.验证是否符合洪特规则特例(原子轨道在全充满、半充满或全空时能量最低),若符合,则调整最后两个能级填充的电子数,如Cr:1s22s22p63s23p64s13d5。
5.将相同能层的能级书写在一起,如Cr:1s22s22p63s23p63d54s1。
6.简写方法:把电子排布式中内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分用相应的稀有气体元素的符号外加方括号来表示,如Cr:[Ar]3d54s1。
3.【化学用语】(24-25高二下·江苏淮安·期中)下列化学用语正确的是
A.基态铬原子()的价层电子排布式:
B.水的电子式:
C.乙醇的结构式:
D.基态氧原子的轨道表示式:
4.【原子轨道】(24-25高二下·江苏苏州·期末)嫦娥六号在月球背面采集的月壤中含有、、、等元素,这些元素基态原子中有空轨道的是
A. B. C. D.
5.【化学用语】(24-25高二下·江苏扬州·阶段练习)下列化学用语表示正确的是
A.质量数为78、中子数为44的Se原子:Se
B.氨基的电子式:
C.基态O原子的电子排布式为:2s22p4
D.水分子的空间填充模型:
题型4 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
1.【外围电子排布式】(23-24高二下·江苏淮安·期中)下列原子的外围电子排布式正确的是
A.3d54s1 B.3d44s2 C.3d94s2 D.3d114s2
2.【洪特规则、泡利原理】下列说法错误的是
A.电子的能量不一定高于电子的能量
B.的电子排布式为,违背了洪特规则
C.电子排布式违背了能量最低原则
D.电子排布式违背了泡利原理
解题要点
电子排布三原理的理解及应用
(1)能量最低原理
原子核外电子先占据能量低的轨道,然后依次进入能量较高的轨道,即在多电子原子中,电子进入各原子轨道的顺序1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f<5d<6p……,这样使整个原子处于能量最低的状态,从而满足能量最低原理。
(2)泡利原理
在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,它们的自旋相反,如2s轨道上的电子排布表示为,不能表示为。
泡利原理还可表述为:同一原子中,不能有两个或两个以上的电子具有相同能层、能级、原子轨道和自旋状态,即同一原子中,两个电子的运动状态不能完全相同。
(3)洪特规则
根据洪特规则,如正确;错误;错误;正确。
3.【基态原子的综合考查】(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
4.【基态原子的核外电子排布】下列说法不正确的是
A.基态碳原子的核外电子轨道表示式:
B.基态原子的核外电子填充在6个轨道中的元素有两种
C.基态铜原子简化电子排布式表示为违背了泡利原理
D.基态钾离子电子占据的最高能级共有3个原子轨道,其形状是哑铃形
5.【电子排布式的正误判断】若将15P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23px23py1,它违背了
A.能量最低原则 B.泡利不相容原理
C.洪特规则 D.能量守恒原理
题型5 元素周期表的结构
1.【元素各区的判断】(25-26高二上·江苏宿迁·期中)嫦娥六号采回的月球背面土壤样品含、、、等元素,其中属于区元素的是
A.P B. C.Ti D.
2.【元素性质的综合考查】(25-26高二上·江苏宿迁·月考)下列说法正确的是
A.最外层电子数为2的元素都分布在s区
B.区分晶体和非晶体最科学的方法是看是否有规则的几何外形
C.所有非金属元素都分布在p区
D.元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
解题要点
元素周期表结构中隐含的两条规律
(1)同周期主族元素原子序数差的关系
①短周期元素原子序数差=族序数差。
②两元素分布在过渡元素同侧时,原子序数差=族序数差。两元素分布在过渡元素两侧时,第四或第五周期元素原子序数差=族序数差+10,第六周期元素原子序数差=族序数差+24。
③第四、五周期的第ⅡA与ⅢA族原子序数之差都为11,第六周期为25。
(2)同主族、邻周期元素的原子序数差的关系
①ⅠA族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差2、8、8、18、18、32。
②ⅡA族和0族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差8、8、18、18、32。
③ⅢA~ⅦA族元素,随电子层数的增加,原子序数依次相差8、18、18、32。
3.【锂的性质的考查】(2025高二下·江苏·学业考试)位于元素周期表第二周期IA族的Li被誉为“21世纪的能源金属”。下列说法正确的是
A.锂离子电池被广泛应用 B.Li易得电子
C.LiOH溶液能使紫色石蕊溶液变红 D.Li不与盐酸反应
4.【锗的性质的考查】(24-25高二上·江苏连云港·期末)高纯度的锗是半导体材料,下图是锗在周期表中的信息。下列有关锗的说法正确的是
A.中子数为32
B.属于区元素
C.该元素在周期表中的位置是第四周期第ⅥA族
D.与该元素同族的第三周期元素是金属元素
5.【原子结构的性质考查】(23-24高二上·江苏徐州·期中)某元素的原子结构示意图为,下列关于该原子的说法错误的是
A.位于第三周期 B.最外层电子数为7
C.位于ⅦA族 D.易失去电子形成稳定结构
题型6 原子核外电子排布与元素周期表
1.【不同原子性质的考查】下列各组原子中,彼此化学性质一定相似的是
A.原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子
B.原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子
C.2p能级上只有两个电子的X原子与3p能级上只有两个电子的Y原子
D.最外层都只有一个电子的X、Y原子
2.【电子排布与元素周期表】下列元素的价电子排布与其在周期表中的位置对应正确的是
A. 第4周期Ⅷ族 B. 第3周期ⅡA族
C. 第1周期ⅡA族 D. 第4周期ⅠA族
解题要点
原子结构与周期表的关系
周期
能层数
每周期第一种元素
每周期最后一种元素
原子序数
基态原子的电子排布式
原子序数
基态原子的电子排布式
二
2
3
[He]2s1
10
1s22s22p6
三
3
11
_[Ne]3s1__
_18__
_1s22s22p63s23p6__
四
4
19
_[Ar]4s1__
_36__
_1s22s22p63s23p63d104s24p6__
五
5
37
[Kr]5s1
54
1s22s22p63s23p63d10
4s24p64d105s25p6
六
6
55
[Xe]6s1
86
1s22s22p63s23p63d10
4s24p64d104f145s25p6
5d106s26p6
3.【原子结构的判断】A、B两种原子,A的M电子层比B的M电子层少3个电子,B的L电子层电子数恰为A的L电子层电子数的2倍。A和B分别是
A.硅原子和钠原子 B.硼原子和氦原子
C.氯原子和碳原子 D.碳原子和铝原子
4.【电子排布式与元素周期表】某元素原子价层电子排布式为,其应在
A.第四周期IIA族 B.第四周期IIB族
C.第四周期VIA族 D.第四周期VIIB族
5.【基态原子性质的综合考查】下列叙述正确的是
A.随着核电荷数递增,电子总是填满一个能层后再开始填入下一个能层
B.基态原子的次外层有未成对电子的元素可能属于主族元素
C.基态原子最外层电子排布式为的元素不可能在元素周期表的p区
D.第四周期最外层有一个电子的基态原子种类有3种
题型7 原子半径、电负性与电离能
1.【原子半径、第一电离能】(25-26高二上·江苏宿迁·期中)X、Y、Z、M、N属于周期表短周期主族元素,且原子序数依次增大。元素X的基态原子中所含3个能级的电子数均相等,元素的基态原子中能级上成单电子数与相同,与同主族,元素的基态原子只含有1个未成对电子。下列说法正确的是
A.和中心原子杂化类型不同
B.原子半径:
C.第一电离能:
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:
2.【电离能、电负性】(25-26高二上·江苏镇江·期中)古代地球大气中含有大量、和水蒸气等气体。下列说法正确的是
A.半径:
B.电离能:
C.电负性:
D.热稳定性:
解题要点
同周期元素从左向右,元素的第一电离能并不是逐渐增大的,当元素的核外电子排布轨道是全空、半充满和全充满状态时,第一电离能就会反常得大。
示例
(1)第三周期所有元素的第一电离能(I1)大小顺序为Na<Al<Mg<Si<S<P<Cl<Ar(用元素符号表示)。
(2)高温条件下Cu2O比CuO稳定的原因是Cu2O中Cu+的3d轨道处于全充满稳定状态,难失电子。
3.【微粒半径、第一电离能、电负性】(25-26高二上·江苏泰州·期中)联氨(N2H4)为二元弱碱,在水中性质与氨相似,可用于处理锅炉水中的溶解氧,防止锅炉被腐蚀,其中一种反应机理如图所示。下列说法正确的是
A.微粒半径:r(Cu)> r(Cu2+)
B.电负性:χ(N)> χ(O)> χ(H)
C.第一电离能:I1(O)> I1(N)> I1(Cu)
D.Cu元素位于元素周期表中的d区
解题要点
4.【电离能、非金属性】(25-26高二上·江苏南通·期中)可用作电解时的助熔剂,下列说法正确的是
A.碱性: B.非金属性:
C.电离能: D.半径:
5.【电负性、第一电离能】(25-26高二上·江苏宿迁·阶段练习)汽车剧烈碰撞后,安全气囊中的物质会发生反应:,并生成大量气体。下列说法正确的是
A.半径大小: B.电负性大小:
C.第一电离能大小: D.离子键强弱:
题型8 位构性综合
1.【原子结构与化学性质】同一周期的X、Y、Z三种主族元素,已知其最高价氧化物对应水化物的化学式分别为、、,下列说法正确的是
A.气态氢化物的稳定性:
B.原子半径:X>Y>Z
C.最高价氧化物对应水化物酸性:
D.元素非金属性强弱关系:X>Y>Z
2.【原子结构与元素周期表的位置】(24-25高二下·江苏苏州·阶段练习)X、Y、Z和W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素。X的一种核素可用于测定文物的年代,基态Y原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,Z是短周期中金属性最强的元素,W的单质为黄绿色气体。下列说法正确的是
A.Z可与Y形成化合物一定是离子化合物
B.原子半径:
C.第一电离能:
D.1mol固态含有2mol氢键,故其热稳定性很高
解题要点
1.结构与位置互推是解题的核心
(1)掌握四个关系式:①电子层数=周期数;②质子数=原子序数;③最外层电子数=主族序数;④主族元素的最高正价=主族序数(O、F除外),负价=主族序数-8。
(2)熟练掌握周期表的结构及周期表中的一些特殊规律:①“凹”型结构的“三短三长一不全,七主七副八零完”;②各周期元素种类;③稀有气体的原子序数及在周期表中的位置;④同主族上下相邻元素原子序数的关系。
2.性质与位置互推是解题的关键
熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律,主要包括:(1)元素的金属性、非金属性;(2)气态氢化物的稳定性;(3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性;(4)金属与水或酸反应置换H2的难易程度。
3.结构和性质的互推是解题的要素
(1)电子层数和最外层电子数决定元素原子的金属性和非金属性;(2)同主族元素最外层电子数相同,化学性质相似;(3)正确推断原子半径和离子半径的大小及结构特点;(4)判断元素金属性和非金属性的强弱。
3.【位、构、性的综合考查】(24-25高二下·江苏南通·阶段练习)X、Y、Z、M和Q五种主族元素,原子序数依次增大,X原子半径最小,短周期元素中M电负性最小,Z与Y、Q相邻,基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等,下列说法正确的是
A.X、Y、Z、M 和Q五种元素均位于周期表p区
B.X可以分别与其它四种元素形成共价化合物
C.键的极性:X-Y>X-Z
D.氢化物的还原性:Z<Q
4.【位构性综合考查】(24-25高二下·江苏盐城·期中)有5种元素X、Y、Z、Q、T:X原子M层上有2个未成对电子且无空轨道;Y原子的外围电子排布为3d64s2;Z原子的L电子层有一个空的p轨道;Q原子的L电子层的p轨道上只有一对成对电子;T原子的M电子层上p轨道半充满。下列叙述不正确的是
A.X和Q结合生成的化合物为离子化合物
B.T和Z各有一种单质的空间结构为正四面体型
C.T元素位于元素周期表的p区
D.ZQ2是极性键构成的非极性分子
5.【元素周期表与元素在周期表中的位置】(2024·江苏扬州·模拟预测)四种短周期主族元素在周期表中相对位置如表所示,已知:质子数之和为21,下列说法中正确的是
A.元素原子半径大小关系为
B.的气态氢化物中,Y的稳定性高
C.元素X与Y只能形成一种化合物
D.W元素的最高化合价为+7
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