内容正文:
专题01 原子结构模型 原子电子排布
题型1 原子结构模型的发展与光谱分析
1.D 2.C 3.C 4.C 5.D
题型2 能层、能级与原子轨道数目判断
6.C 7.C 8.C 9.D 10.B
题型3 基态原子核外电子排布式书写(重点)
11.D 12.B 13.C 14.B 15.D
题型4 轨道表示式与未成对电子数(难点)
16.B 17.C 18.C 19.A 20.C
题型5 价层电子排布与元素分区推断
21.D 22.B 23.D 24.C 25.C
题型6 原子状态(基态/激发态)与电子跃迁
26.D 27.B 28.D 29.B 30.C
题型7 综合推断题(结合元素周期律)
31.D 32.A 33.C 34.B 35.C
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专题01原子结构模型 原子电子排布
题型1原子结构模型的发展与光谱分析
题型2能层、能级与原子轨道数目判断
题型3基态原子核外电子排布式书写(重点)
题型4轨道表示式与未成对电子数(难点)
题型5 价层电子排布与元素分区推断
题型6原子状态(基态/激发态)与电子跃迁
题型7 综合推断题(结合元素周期律)
题型1 原子结构模型的发展与光谱分析
1.【原子结构的发展史】(25-26高二上·河北保定·期末)原子结构模型经历了五个主要阶段:1803年实心球模型→1904年“葡萄干面包式”模型→1911年原子核式结构模型→1913年轨道模型→20世纪初量子力学的原子结构模型。其中提出“葡萄干面包式”模型的科学家为
A.道尔顿 B.卢瑟福 C.玻尔 D.汤姆生
【答案】D
【详解】A.道尔顿于1803年提出实心球模型,A不符题意;
B.卢瑟福于1911年提出原子核式结构模型,B不符题意;
C.玻尔于1913年提出轨道模型,C不符题意;
D.汤姆生于1904年提出“葡萄干面包式”模型,D符合题意;
故选D。
2.【谱图和原子结构】(24-25高二下·北京海淀·期末)化学家利用各种谱图研究物质结构。下列说法不正确的是
A.依据氢原子光谱图提出核外电子分层排布的原子结构模型
B.利用X射线衍射图计算晶体内部的微粒排列情况
C.利用红外光谱图测定有机化合物中不同化学环境的氢原子数目比值
D.利用质谱图确定有机化合物的相对分子质量
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.氢原子光谱图可以体现原子核外电子的运动分布情况,所以可依据氢原子光谱图提出核外电子分层排布的原子结构模型,A正确;
B.通过X射线衍射谱图可以计算晶体内部的微粒排列情况,B正确;
C.有机物的红外光谱图可以获得分子中所含化学键和官能团的信息;核磁共振氢谱可以获得有机物分子中不同类型氢原子的种类和相对数目的信息,C错误;
D.质谱仪通过质荷比的数值可以确定有机化合物的相对分子质量,通过质谱图最右边的分子离子峰推测待测物质的相对分子质量,D正确;
故选C。
3.【粒子轰击】(高二下·河北唐山·月考)通过粒子轰击金箔的实验现象,提出新的原子结构模型的科学家是
A.道尔顿 B.汤姆逊 C.卢瑟福 D.德谟克利特
【答案】C
【详解】A.道尔顿创立了近现代原子论,故A错误;
B.汤姆逊提出的葡萄干面包原子模型,故B错误;
C.卢瑟福提出了原子结构的行星模型,否定葡萄干面包原子模型,故C正确;
D.德谟克利特提出原子唯物论学说,故D错误;
故答案选C。
4.【光谱分析的用途】(25-26高二上·河北衡水·期末)以下方法达不到目的的是
A.通过X射线衍射分析,可以得到晶胞中粒子的位置信息
B.秦兵马俑出土前具有鲜艳的彩绘,可利用光谱分析获知彩绘中含有的元素种类
C.红外光谱法可用于鉴别石英玻璃和水晶
D.用质谱法测定古酒中有机分子的相对分子质量
【答案】C
【详解】A. X射线衍射分析是晶体结构分析的常用方法,能够确定晶胞中粒子的位置信息,以及键长、键角,A正确;
B. 光谱分析(如原子发射光谱或X射线荧光光谱)可用于元素检测,对秦兵马俑彩绘残留物进行分析可获知元素种类,B正确;
C. 红外光谱法主要用于鉴别分子官能团和结构,石英玻璃(非晶态二氧化硅)和水晶(晶态二氧化硅)的化学组成相同,红外光谱难以有效区分其结构差异,因此无法可靠鉴别,要区别二者,可以用 X射线衍射仪,C错误;
D. 质谱法通过测定离子质荷比来确定相对分子质量,适用于古酒中有机分子(如乙醇)的测定,D正确;
故选C。
5.【光谱分析的概念】(24-25高二下·广东中山·月考)下列叙述中不正确的是
A.在现代化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析
B.金属的电子气理论可以很好地解释金属的导电性、导热性、延展性
C.电子的运动状态可从能层、能级、轨道、自旋方向4个方面进行描述
D.某基态原子的轨道表示式若写为:,则违背了洪特规则
【答案】D
【详解】A.不同元素原子的吸收光谱或发射光谱不同,故常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,A正确;
B.在外加电源的作用下,自由电子定向运动形成电流,金属键能解释金属有良好的导电性;金属晶体的导热是由于晶体内部,自由电子与金属阳离子的碰撞,能用金属晶体结构加以解释;金属发生形变时,自由电子仍然可以在金属离子之间流动,使金属不会断裂,所以能用电子气理论解释金属的延展,B正确;
C.决定电子运动状态有四个量:主量子数、角量子数、磁量子数、自旋量子数,所以电子的运动状态可从能层、能级、轨道、自旋方向4个方面进行描述,C正确;
D.泡利不相容原理规定在同一原子轨道中,最多能容纳2个电子,且电子自旋方向相反,该轨道表示式的2s轨道电子自旋方向相同,违背了泡利原理,D错误;
故答案选D。
题型2 能层、能级与原子轨道数目判断
6.【不同能级的能量】(25-26高二上·浙江温州·期末)下列说法不正确的是
A.焰色试验与电子跃迁有关
B.原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数为
C.、、轨道相互垂直,且能量各不相等
D.在一个原子中,不可能出现运动状态完全相同的两个电子
【答案】C
【详解】A. 焰色试验是金属元素在火焰中因电子跃迁产生特定颜色的现象,因此与电子跃迁有关,A正确;
B.根据原子核外电子排布规律,每个能层(能层序数为)最多可容纳的电子数为,B正确;
C.、、是同一能级(能级)的三个不同轨道,仅空间伸展方向不同,三者能量相等,C错误;
D.根据泡利不相容原理,原子中任意两个电子的运动状态(由四个量子数描述)不可能完全相同,D正确;
故答案选C。
7.【电离能与能级能量关系】(2026·广东·模拟预测)元素a~g为短周期主族元素,其第一电离能、原子半径和原子序数的关系如图。下列说法错误的是
A.最简单氢化物沸点:d<g
B.从a到g,元素电负性逐渐增大
C.0.1mol/L元素f的最高价氧化物对应水化物的pH为1
D.c的第一电离能低于b,可能与同一能层中p能级能量高于s能级有关
【答案】C
【分析】元素a~g为短周期主族元素,由其第一电离能、原子半径和原子序数的关系图,a~g分别为钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯;
【详解】A.SiH4和HCl均为分子晶体,HCl相对分子质量更大,且HCl是极性分子,分子间作用力更强,则沸点更高,故最简单氢化物沸点:SiH4<HCl,A正确;
B.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;则从a到g,元素电负性逐渐增大,B正确;
C.元素f的最高价氧化物对应水化物为强酸H2SO4,则0.1mol/L H2SO4溶液中氢离子浓度为0.2mol/L,pH小于1,C错误;
D.Al的第一电离能低于Mg,可能与同一能层中p能级能量高于s能级有关,Al更容易失去外层的3p电子,D正确;
故选C。
8.【能级与元素推断】(25-26高二下·浙江杭州·月考)M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子。下列说法不正确的是
A.第一电离能: X<Z<Y
B.最高化合价氧化物对应水化物的酸性:Y>X
C.最简单氢化物的沸点:Y>Z>X
D.该化合物的阴离子中除M原子外的其他原子均满足最外层8电子稳定结构
【答案】C
【分析】根据题意,基态Z原子的电子填充了共3个能级,说明Z位于第二周期,其中有2个未成对电子,其价电子排布为或,Z形成2条共价键,故Z为O元素。M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,则M、W、X、Y均为短周期元素。根据图示阴离子结构,M只形成1个共价键,原子序数最小,故M为H元素。在结构单元中,X与1个O原子和3个M原子(H原子)成键,共形成4个共价键,则X为C元素。因此,该阴离子为。W原子形成4个共价键,且原子序数介于M(H)和X(C)之间,故W为B元素。Y的原子序数介于X(C)和Z(O)之间,故Y为N元素。综上,M、W、X、Y、Z分别为H、B、C、N、O。
【详解】A.三种元素同周期,的轨道为半满稳定结构,第一电离能大于O,第一电离能顺序 X<Z<Y,A正确;
B.最高价氧化物对应水化物酸性。 Y最高价氧化物水化物为,X为,酸性,B正确;
C. 最简单氢化物分别为:Y的、Z的、X的,沸点顺序为,即,C错误;
D.阴离子为,其中中心B原子形成4个共价单键,价层电子数为 ;每个O原子形成2个共价单键且有2对孤对电子,价层电子数为 ;每个C原子形成4个共价单键,价层电子数为 。因此除H原子外,其他原子均满足8电子稳定结构,D正确;
故选C。
9.【轨道表示式判断】(25-26高二下·福建厦门·月考)下列化学用语或图示表示正确的是
A.基态溴原子的电子排布式:
B.HClO的结构式:
C.中3p-3p轨道重叠示意图:
D.某基态原子3d能级中电子排布的情况可能为:
【答案】D
【详解】A.溴原子原子序数为35,基态溴原子的简化电子排布式应为,A错误;
B.的中心原子是氧,结构式为,B错误;
C.中键是两个轨道沿两核连线(键轴)头碰头重叠形成的σ键,轨道重叠示意图:,C错误;D.能级共5个轨道,根据洪特规则,基态原子中电子优先分占不同轨道、自旋平行,再成对排布;当3d能级填充6个电子时,排布符合图示情况(4个轨道各填充1个自旋向上的单电子,1个轨道填充一对自旋相反的电子),D正确;
故选D。
10.【原子轨道数目计算】(25-26高三上·广东·期末)为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.标准状况下,含有的质子数目为
B.基态氮原子的核外电子占据的原子轨道数目为
C.常温下,的溶液中由水电离产生的数目为
D.与反应生成,每消耗,生成单质的数目为
【答案】B
【详解】A.标准状况下,(甲醛)为气体。的物质的量为。1个分子含个质子,因此含有的质子数为,即,A正确;
B.基态氮原子的核外电子排布式为。电子占据的原子轨道为、和的3个轨道,共个轨道。因此,基态氮原子的核外电子占据的原子轨道数目为,而非,B错误;
C.是强碱弱酸盐,水解促进水的电离。的溶液中,,,此全部由水电离产生,故水电离出的。溶液中,由水电离产生的数目为,C正确;
D.与反应的化学方程式为:。的物质的量为。根据方程式,每消耗,生成,则消耗时,生成的物质的量为,数目为,D正确;
故选B。
易错提醒:
(1)同一能层内,能级能量不同(s<p<d<f),能级≠能层。能层是电子层(K/L/M…),能级是能量级别(s/p/d/f)。
(2)一个能级内轨道数固定(s:1, p:3, d:5, f:7),一个能层内轨道总数 = n²,最多容纳电子数 = 2n²。
(3)第3能层才有d轨道,第4能层才有f轨道。M层最多容纳电子数 ≠ 轨道数:轨道数为9(1s+3p+5d),电子数为18。
题型3 基态原子核外电子排布式书写
11.【价层电子排布式的书写】(25-26高二下·江苏南通·月考)已知:钼(Mo)元素位于周期表中的第五周期VIB族,在钼基催化剂作用下,1,2-丙二醇脱氧脱水反应的循环机理如图所示。下列说法正确的是
A.步骤①②的反应机理完全相同,都经历了加成和消去
B.基态Mo原子的价层电子排布式为
C.该反应中通过降低活化能和焓变来加快化学反应速率
D.若2,3-丁二醇发生上述反应,可得到乙醛和2-丁烯
【答案】D
【详解】A.步骤①、②是类似缩酮的反应,经历加成+取代过程,故A项错误;
B.元素Mo是第五周期ⅥB族元素,价电子排布为而不是,故B项错误;
C.催化剂只能降低反应活化能,加快反应速率,不改变反应焓变(ΔH),反应物、生成物总能量差值不变,故C项错误;
D.类比机理:1,2 -丙二醇反应生成乙醛+甲醛+丙烯,2,3 -丁二醇按相同脱氧脱水规律断裂,可以得到中间体,再经历步骤③生成2分子乙醛(),经历步骤④得到2 -丁烯(),故D项正确;
故选D。
12.【电子排布式的简式书写】(25-26高二下·黑龙江哈尔滨·月考)下列说法中正确的是
A.和都是正四面体形分子,且键角都为
B.乙烯分子中,碳原子的杂化轨道形成键,未杂化的2p轨道形成键
C.键长,因此稳定性
D.Ge的简化电子排布式:
【答案】B
【详解】A. 为三角锥形,键角约为107.3°,非正四面体,A错误;
B.乙烯分子中碳原子的 杂化轨道形成σ键,未杂化2p轨道形成π键,符合乙烯结构,B正确;
C.原子半径越小,键长越短,键能越高,分子越稳定,稳定性应为 ,C错误;
D.Ge(锗)是32号元素,核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p2,简化电子排布式为 ,选项中遗漏了3d10轨道,D错误;
故选B。
13.【电子排布式与元素推断】(25-26高二下·江西南昌·月考)有机金属氯化物由原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、M、N组成,部分结构如图所示,基态原子M核外电子所占据原子轨道全充满,N元素的价层电子排布式为。下列说法正确的是
A.、为非极性分子
B.含氧酸酸性:
C.M元素的第一电离能比同周期相邻元素的大
D.X、Z、N形成的化合物都是共价化合物
【答案】C
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、M、N 的原子序数依次增大,N元素的价层电子排布式为,n-1=2,则N为Cl元素;基态原子M核外电子所占据原子轨道全充满,则M为Mg元素;由阳离子(带一个单位的正电荷)的结构可知,X形成1个共价键、Y和Z均形成4个共价键,结合原子序数依次增大和成键特点可知X为H元素、Y为C元素、Z为N元素;
【详解】A.氨气的空间结构为三角锥形,为极性分子;四氯化碳的空间结构为正四面体形,则四氯化碳是非极性分子,A错误;
B.元素非金属性越强其最高价氧化物的水化物的酸性越强,但含氧酸酸性不一定强:如H2CO3酸性强于HClO,B错误;
C.Mg位于第ⅡA族,其3s轨道为稳定的全满结构,第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能大,C正确;
D.X、Z、N形成的化合物NH4Cl是离子化合物,D错误;
故答案选C。
14.【离子的电子排布式书写】(25-26高二下·云南大理·月考)下列化学用语表示正确的是
A.的电子式为 B.基态的价层电子排布式为
C.的VSEPR模型为 D.分子的空间结构模型为
【答案】B
【详解】
A.NH4Cl为离子化合物,氯离子也满足8电子稳定结构,其电子式:,A错误;
B.S2-是硫原子得到2个电子达到8电子稳定结构,价层电子排布式为,B正确;
C.H2O中心O原子价层电子对数为:,含有2对孤电子对,VSEPR模型:,C错误;
D.O3中心原子价层电子对数为:,含有1对孤电子对,空间结构模型为V形,D错误;
故选B。
15.【电子排布式的书写判断】(25-26高二下·安徽阜阳·月考)下列基态原子或离子的电子排布式不正确的是
A.O:1s22s22p4 B.Cl-:1s22s22p63s23p6
C.N3-:1s22s22p6 D.Al3+:1s22s22p63s23p1
【答案】D
【详解】A.O原子序数为8,基态O原子核外共8个电子,电子排布式正确,A正确;
B.Cl原子序数为17,得到1个电子后核外共18个电子,电子排布式正确,B正确;
C.N原子序数为7,得到3个电子后核外共10个电子,电子排布式正确,C正确;
D.Al原子失去最外层3个电子得到,核外共10个电子,正确电子排布式应为,D错误;
故答案选D。
易错提醒:
(1)电子填充时,4s在3d前(E(4s) < E(3d));但书写基态原子排布式时,须将所有能级按能层n从小到大排列,即3d写在4s前(如Fe: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s²)。
(2)原子形成阳离子时,电子先失去最外层电子(即主量子数n最大的能级),而非先失3d。Fe²⁺的电子排布式为[Ar] 3d⁶,不是3d⁴4s²。
(3)Cr、Cu遵守“半满/全满”特例:为追求能量更低(d轨道半满或全满更稳定),Cr的基态是3d⁵4s¹(非3d⁴4s²),Cu是3d¹⁰4s¹(非3d⁹4s²)。
题型4 轨道表示式与未成对电子数
16.【离子的轨道表示式判断】(25-26高二下·天津·月考)下列化学用语或图示表达正确的是
A.HClO的电子式:
B.基态的价电子轨道表示式:
C.分子的VSEPR模型:
D.的名称:2,3-二甲基-2-乙基己烷
【答案】B
【详解】
A.HClO的结构式为H-O-Cl,电子式中O应分别与H、Cl成键,电子式为,故A错误;
B.基态Cu原子价电子排布为3d104s1,失去4s的1个电子得到Cu+,Cu+价电子为3d10,3d轨道全充满,价电子轨道表示式为,故B正确;
C.H2O中心O原子价层电子对数为,VSEPR模型为四面体形,H2O的空间结构是V形,故C错误;
D.烷烃命名应选最长碳链为主链,该物质最长碳链含7个C,正确名称为3,3,4-三甲基庚烷,故D错误;
故答案选B。
17.【基态原子的轨道表示式判断】(25-26高二下·安徽阜阳·月考)下列化学用语的书写正确的是
A.中子数为10的氟原子: B.基态碳原子的轨道表示式:
C.的电子式: D.HClO的结构式:H-Cl-O
【答案】C
【详解】A.氟的质子数为9,质量数=质子数+中子数=,原子符号的左下角为质子数、左上角为质量数,该氟原子正确表示为,A错误;
B.基态C原子核外电子排布为,根据洪特规则,2p能级的2个电子应分占不同的p轨道,且自旋方向相同,正确的轨道表示式为,B错误;
C.是离子化合物,由铵根离子和溴离子构成,该电子式正确表示出了离子的电荷、原子最外层电子和成键情况,书写符合规则,C正确;
D.中O原子分别与H、Cl原子形成共价键,正确结构式为,D错误;
答案选C。
18.【轨道表示式与电子排布式的区别】(25-26高二下·陕西西安·月考)下列化学用语表示正确的是
A.分子的空间结构模型:
B.基态锂原子最外层原子轨道的电子云图:
C.的VSEPR模型为
D.基态氧原子的核外电子轨道表示式:
【答案】C
【详解】
A.Cl原子的半径大于C原子,该比例模型中中心原子体积大于周围原子,与实际原子半径大小不符,分子的空间结构模型:,A错误;
B.基态锂原子的电子排布为,最外层是2s轨道,s轨道电子云为球形,题图为p轨道的电子云形状,B错误;
C.中Sn的价层电子对数=σ键数+孤电子对数=2+=3,因此其VSEPR模型为平面三角形,与题图一致,C正确;
D.基态氧原子的电子排布式,基态氧原子的核外电子轨道表示式:,D错误;
故选C。
19.【未成对电子数的判断】(25-26高二下·甘肃武威·月考)生产生活中存在多种含氢元素的化合物,如、、、、、、、、等。下列有关说法错误的是
A.第一电离能: B.未成对电子数:P>O>F
C.电负性: D.热稳定性:
【答案】A
【详解】A.同周期主族元素第一电离能整体呈增大趋势,但P的3p轨道为半充满的稳定结构,第一电离能大于S,正确顺序为,A错误;
B.P的价电子排布为,有3个未成对电子,O的价电子排布为,有2个未成对电子,F的价电子排布为,有1个未成对电子,故未成对电子数,B正确;
C.同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,故电负性,C正确;
D.元素非金属性越强,其简单氢化物热稳定性越强,非金属性,故热稳定性,D正确;
故选A。
20.【未成对电子数的计算】(25-26高二下·河南南阳·月考)六硝基合钴酸钾是一种黄色难溶物。检验或的反应原理如下:(未配平)。下列说法正确的是
A.将上述反应设计成原电池,负极产物为NO
B.配合物中配位原子是氧原子
C.基态Co原子的价层电子中,成对电子数与未成对电子数之比为
D.该配合物的配位数为9
【答案】C
【详解】A.该反应中,被氧化为(失电子,发生氧化反应),中+3价被还原为中+2价(得电子,发生还原反应)。原电池中负极发生氧化反应,正极发生还原反应,因此是正极产物,A错误;
B.作为配体时,提供孤对电子的配位原子为电负性更小、更易给出孤电子对的N原子,B错误;
C.基态Co原子价层电子排布为,成对电子数为6,未成对电子数为3,二者比值为,C正确;
D.该配合物中配体为,共6个配体,配位数为6,D错误;
故选C。
易错提醒:
(1)电子在填充简并轨道(如同能级的p、d轨道)时,优先单独占据且自旋方向相同(洪特规则)。例如,C的2p²应为两个电子分占不同轨道且自旋平行,而非填入同一轨道。
(2)轨道表示式中,每一个方框代表一个原子轨道。同一能级(如2p)的轨道应画出三个能量相同、互相分开的方框。不可将不同能级的轨道画在一起。
(3)未成对电子数等于轨道表示式中单独占据轨道的电子数,而非电子总数。如N原子(2p³)的三个电子分占三个轨道,未成对电子为3。
题型5 价层电子排布与元素分区推断
21.【电子排布与元素分区判断】(25-26高二下·安徽阜阳·月考)2023年诺贝尔化学奖授予了三位研究量子点的科学家。量子点是一种纳米级的半导体材料,在医疗、科技等多个领域有广泛的应用,常见的量子点有CdS、ZnS等。已知基态Zn原子的价层电子排布式为3d104s2.下列关于Zn在元素周期表中的位置的说法正确的是
A.位于第三周期
B.位于第ⅡA族
C.位于d区
D.排第30号
【答案】D
【详解】A.元素所在周期数等于核外电子最高能层序数,Zn的最高能层为第4层,位于第四周期,A错误;
B.Zn为过渡元素,价层电子包含3d和4s电子,属于第ⅡB族,不属于第ⅡA族,B错误;
C.d区元素价层电子排布为,而Zn价层电子为,属于ds区,C错误;
D.Zn的核电荷数=核外电子数=30,是30号元素,D正确。
故选D
22.【元素推断与电子排布式书写】(2026·辽宁抚顺·模拟预测)已知某种抗癌药物的结构如图所示,Y、X、M、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y在X、M、Z的上一个周期,Y是宇宙中含量最多的元素,X、Z的价电子层中均有2个未成对电子,且两原子能构成气态分子,Q原子的价层电子排布式为。下列描述正确的是
A.该分子中有6种不同化学环境的X原子
B.比较键角:
C.原子半径和电负性均满足
D.基态Q原子的核外电子排布式为
【答案】B
【分析】Y、X、M、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y是宇宙中含量最多的元素,Y为氢;Y在X、M、Z的上一个周期, X、Z的价电子层中均有2个未成对电子,且两原子能构成气态分子,X形成4个共价键、Z形成2个共价键,X为碳、Z为氧,那么M为氮;Q原子的价层电子排布式为,n=2,Q为34号元素硒。
【详解】A.由结构,该分子结构对称,该分子中有8种不同化学环境的C原子,A错误;
B.的中心原子N原子的价层电子对数为,为sp2杂化,存在1对孤电子对,的中心原子C原子的价层电子对数为,为sp2杂化,不含孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力,则键角:<,B正确;
C.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,原子半径满足;同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;电负性满足,C错误;
D.基态Se原子的核外电子排布式为,D错误;
故选B。
23.【离子的价层电子排布式】(25-26高二下·河南驻马店·月考)乙二胺四乙酸(简称EDTA)结构简式为,是一种常用的螯合剂,能与形成配离子,结构如图。下列说法错误的是
A.中心离子的配位数为6
B.基态的价层电子排布式为
C.EDTA中碳原子采取、杂化
D.EDTA与均可形成分子内氢键
【答案】D
【详解】A.与4个O和2个N形成配位键,故的配位数为6,A正确;
B.基态的核外电子数为28,价层电子排布式为,B正确;
C.EDTA中羧基碳原子采取杂化,饱和碳原子采取杂化,C正确;
D.中没有O—H、N—H键,不能形成分子内氢键,D错误;
故选D。
24.【元素种类与元素分区】(24-25高二下·黑龙江·月考)某同学认真阅读教科书后,提出下列有关元素周期表的说法,其中错误的是
A.按照核外电子排布分区,d区、f区的元素种类相同
B.由于Be、Al在元素周期表中处于对角线位置,它们化合物的许多性质相似,但不完全相同
C.元素周期表中p区元素均为非金属元素
D.俄国化学家门捷列夫成功预测了几种当时未知元素的性质
【答案】C
【详解】A.按现行人教版教科书,d区有30种元素,注意:不包括镧系和锕系,f区包括镧系元素和锕系元素各15种、共30种元素,A项正确;
B.对角线相似的几对元素,其主要性质还是符合本族元素的特征,只是有些呈现对角线相似,B项正确;
C.p区元素中有金属元素例如铅、铋等,C项错误;
D.门捷列夫除了绘制出第一张周期表,他的贡献还包括根据周期性预测了镓(Ga)、锗(Ge)和钪(Sc)等的存在及性质,D项正确;
选C。
25.【根据电子排布式判断元素分区】(23-24高二下·安徽·月考)下列各项叙述中,不正确的是
A.布洛芬(Ibuprofen)为解热镇痛类、非甾体抗炎药,对感冒发烧有一定治疗效果,其分子结构为,其中含有1个手性碳原子
B.Cu原子的基态价电子排布式为,其位于周期表分区中的ds区
C.是以硅氧四面体为基本单元形成的网状结构,6.0 g 中共含有0.2 mol 键
D.N原子的电子排布式为,其核外电子共有5种不同的空间运动状态
【答案】C
【详解】
A.布洛芬中含一个手性碳原子,如图所示:,故A项正确;
B.Cu原子位于第四周第Ⅰ副族,位于ds区,故B项正确;
C.中平均每个Si原子形成四个键,6.0 g ,即0.1 mol 二氧化硅,含键为0.4 mol,故C项错误;
D.量子力学把电子在核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道,N原子核外电子占据轨道数为5,空间运动状态也是5种,故D项正确;
故本题选C。
易错提醒:
(1)“价电子”定义因区而异:s区、p区主族元素,价电子=最外层电子(ns+np);d区、ds区过渡元素,价电子通常包括最外层ns和次外层(n-1)d电子(但IB、IIB族的(n-1)d电子已满,较稳定)。
(2)副族“族序数”不等于最外层电子数:副族(d区、ds区)元素的族序数一般等于价电子总数(即ns与(n-1)d电子数之和),但第Ⅷ族(8、9、10列)及IB、IIB族(11、12列)是特例,需结合周期表位置判断。
(3)“分区”看最后填入的电子:元素分区依据基态原子最后一个电子填入的能级确定:
最后填入s能级→s区;
最后填入p能级→p区;
最后填入d能级→d区(包括第ⅢB~Ⅷ族);
最后填入ds能级→ds区(即IB、IIB族,电子构型为(n-1)d¹⁰ns¹⁻²)。
题型6 原子状态(基态/激发态)与电子跃迁
26.【激发态原子的轨道表示式判断】(25-26高三下·贵州贵阳·月考)下列化学用语或图示表达正确的是
A.某激发态O原子的轨道表示式:
B.的电子式:
C.的空间填充模型:
D.的价层电子对互斥模型:
【答案】D
【详解】A.O原子不存在2d轨道,A错误;
B.H2O2为共价化合物,电子式为,B错误;
C.CO2为直线结构,C的原子半径大于O,空间填充模型为,C错误;
D.SO2中心S原子价层电子对数为,有1对孤对电子,杂化方式为sp2,VSEPR模型为平面三角形,即为,D正确;
故选D。
27.【激发态与电子运动状态判断】(25-26高二下·辽宁鞍山·月考)下列说法正确的是
A.激发态硼原子核外电子运动状态有3种
B.光谱分析就是利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素
C.的VSEPR模型:
D.日常生活中的焰火、LED灯、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关
【答案】B
【详解】A.硼原子的核电荷数为5,核外总共有5个电子,根据泡利不相容原理,每个电子的运动状态都不相同,无论基态还是激发态,核外电子运动状态都是5种,A错误;
B.不同元素的原子都有特征的原子光谱,光谱分析的原理就是利用特征谱线鉴定元素,B正确;
C.中心原子的价层电子对数为,含1对孤对电子,VSEPR模型为四面体形,C错误;
D.焰火、LED灯、激光的发光原理,都是原子核外电子从激发态跃迁回基态时释放能量,以光能的形式释放出来,不是吸收能量,D错误;
故答案为B。
28.【激发态与发光】(2026·新疆·一模)化学与生活、生产、科技密切相关。下列叙述错误的是
A.霓虹灯的发光原理:电子由激发态跃迁至基态,以光的形式释放能量
B.人体补铁时,为保证效果,将维生素C片与补铁剂一起服用
C.质量抽查时,质检员用食醋、碘化钾淀粉溶液检验加碘盐真假
D.我国十大科技成果之一的“纳米氮化镓”是一种胶体
【答案】D
【详解】A.霓虹灯通过充入稀有气体,通电激发电子跃迁至高能级,回落基态时以特定波长光释放能量,A正确;
B.维生素C具有还原性,可将不易吸收的Fe3+还原为易吸收的Fe2+,增强补铁效果,搭配服用科学合理,B正确;
C.加碘盐含KIO3,在食醋酸性作用下生成I2,I2遇淀粉-KI溶液显蓝色,该方法可用于快速检验,C正确;
D.胶体是分散质粒径1-100nm的分散系,氮化镓GaN作为人工合成的纳米级晶体材料,属纯净物,非胶体,D错误;
故选D。
29.【电子跃迁的判断】(24-25高二上·山东济南·月考)化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A.“三元催化器”可以提高汽车尾气转化的效率
B.霓虹灯发光是由于电子从基态跃迁到激发态而产生的
C.可用作为沉淀剂除去废水中等重金属离子
D.工业使用漂白粉时常加入少量的醋酸缩短达到漂白效果的时间
【答案】B
【详解】A.“三元催化器”可以加尾气的快转化速率,从而提高汽车尾气转化的效率,A正确;
B.霓虹灯发光是由于电子从激发态跃迁到基态而释放能量产生的,B错误;
C.FeS的溶度积大于CuS和Ag2S的溶度积,可用作为沉淀剂除去废水中等重金属离子,C正确;
D.醋酸酸性大于次氯酸,工业使用漂白粉时常加入少量的醋酸,形成HClO,漂白性增强,从而缩短达到漂白效果的时间,D正确;
答案选B。
30.【激光与电子跃迁】(25-26高二下·辽宁锦州·月考)化学在促进科技进步和方便人类生活等方面均无可替代。下列说法错误的是
A.5G-A技术所需高频通讯材料之一的LCP(液晶高分子)在一定加热状态下一般会变成液晶,液晶既具有液体的流动性,又表现出类似晶体的各向异性
B.等离子体在生活中有着广泛应用,等离子体由电子、阳离子和电中性粒子组成,具有良好的导电性和流动性
C.杭州亚运会使用了很多合成纤维作为装饰材料,合成纤维属于共价晶体
D.杭州亚运会开幕式使用了激光全息成像技术,激光的形成与电子跃迁有关
【答案】C
【详解】A.液晶的固有性质就是同时具有液体的流动性,和类似晶体的各向异性,液晶高分子加热可转变为液晶,A正确;
B.等离子体的定义就是由电子、阳离子和电中性粒子组成的整体电中性的物质聚集体,具有良好的导电性和流动性,B正确;
C.合成纤维属于有机高分子材料,是高分子链聚集形成的,属于高分子有机材料;共价晶体是原子间通过共价键连接形成空间网状结构的晶体(如金刚石、二氧化硅),C错误;
D.激光的本质是电子受激辐射从高能级跃迁到低能级时释放的光子,其形成与电子跃迁有关,D正确;
故选C。
题型7 综合推断题(结合元素周期律)
31.【根据电子排布式判断元素化合价】(23-24高二上·黑龙江绥化·月考)下列由事实得出的推断结论错误的是
选项
事实
推断结论
A
价电子排布为
该元素不一定是第Ⅱ A族元素
B
X元素的价电子排布为
X的最高正化合价为+5
C
Cu原子有29个电子
Cu核外有29个不同运动状态的电子
D
第Ⅰ A族基态原子最外层电子数都是1
基态原子价电子排布为的元素位于第五周期第Ⅰ A族
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.He的价电子排布为,不属于第Ⅱ A族元素,A项正确;
B.价电子排布为的元素为第Ⅴ A元素,元素的最高正化合价为+5价,B项正确;
C.原子核外没有运动状态完全相同的电子,C项正确;
D.基态原子价电子排布为的元素位于第五周期第Ⅰ B族,D项不正确。
32.【根据电子排布式判断元素的位置】(23-24高二下·广东广州·月考)下列说法正确的是
A.Ge(锗)、As(砷)、Se(硒)的电负性依次增大
B.硼原子核外电子由,原子释放能量
C.C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是O>N>C
D.基态某原子的价层电子排布式为,推断该元素位于第四周期第ⅠA族
【答案】A
【详解】A.同周期主族元素,从左往右,电负性逐渐增大,Ge(锗)、As(砷)、Se(硒)的电负性依次增大,故A正确;
B.硼原子核外电子由,电子由低能级跃迁到高能级,原子吸收能量,故B错误;
C.同一周期元素,元素的第一电离能随着原子序数增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,C、N、O元素处于同一周期且原子序数逐渐增大,N处于第VA族,所以第一电离能:N>O>C,故C错误;
D.基态某原子的价层电子排布式为,推断该元素位于第四周期第ⅠB族,故D错误;
故选A。
33.【未成对电子数与元素推断】(2026·甘肃定西·二模)X、Y、Z、R为原子序数依次增大的前10号元素,X、Y、R的基态原子核外未成对电子数相等;279.2K下,四种元素构成的物质a可转化为物质b。下列叙述错误的是
A.a、b中Z的杂化方式均为 B.基态原子的第一电离能:R>Z
C.X、Y、Z、R的电负性依次增大 D.Y的最高价含氧酸为一元弱酸
【答案】C
【分析】X、Y、Z、R为原子序数依次增大的前10号元素,且X、Y、R的基态原子核外未成对电子数相等,结合结构a、b分析成键特征:X在结构中形成1个共价键符合H(氢)的成键特点,H的基态电子排布为,未成对电子数为1,所以X为H;未成对电子数为1的元素(前10号)还有B()、F(),所以Y为B(5),R为F(9),剩余Z为原子序数6~8之间的元素,结合Z成键形成或,确定Z为O,据此分析解题;
【详解】A.a、b中氧原子价层电子对均为4,杂化方式均为,A正确;
B.基态F原子的第一电离能大于O,B正确;
C.同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,结合中H为-1价,B为+3价,故电负性大小顺序为F>O>H>B,C错误;
D.,硼酸为一元弱酸,D正确;
故答案选C。
34.【成对电子数与未成对电子数与元素推断】(25-26高二下·吉林·月考)化合物M的结构如图所示,其中W、X、Y、Z、R是原子序数依次增大的前四周期元素。X、Y、Z属于同周期相邻元素且原子的核外电子总数为21,R为过渡金属元素且基态R原子的价层电子中成对电子和单电子的数目比为4:1,下列说法错误的是
A.电负性:W<X B.第一电离能:X<Y<Z
C.化合物M中Y的杂化类型是sp2 D.R为过渡金属镍元素
【答案】B
【分析】X、Y、Z:同周期相邻元素,核外电子总数为21。设原子序数为 ,则:,故 X=C(6),Y=N(7),Z=O(8)。W:原子序数最小,结构中仅形成一个单键,W=H(1)。R:过渡金属,价层电子成对:单电子 = 4:1。Ni(28)基态价电子为 :成对电子: 轨道6个(3对) + 轨道2个(1对),共8个成对电子。单电子: 轨道2个。比例 ,故R=Ni。据此分析各选项;
【详解】A.电负性H(2.20)< C(2.55),故W < X,A正确。
B.因N的半满稳定结构导致其第一电离能高于O,故第一电离能排列顺序为C(1086 kJ/mol)< O(1314 kJ/mol)< N(1402 kJ/mol),即X<Z<Y,B错误。
C.由图可知,Y(N)原子形成3个键,价层电子对数为3,空间构型为平面三角形,故Y的杂化为 ,C正确。
D.已推得R=Ni,属第四周期过渡金属,D正确。
故选B。
35.【元素周期表与原子结构判断】(25-26高二下·福建三明·月考)元素X、Y、Z在周期表中的位置如图所示。已知Y元素原子的最外层电子排布式为,则下列说法不正确的是
X
Y
Z
A.Y元素原子的最外层电子排布式为3s23p4
B.Y元素在周期表的第3周期ⅥA族
C.同周期元素中X的电负性最大,第一电离能也最大
D.与Z同周期的元素中,4s轨道半充满的元素有3种
【答案】C
【分析】首先推导元素:Y的最外层电子排布为,s轨道最多容纳2个电子,因此,得,即Y的价电子排布为,Y为S;结合位置关系,X为Y上一周期右一族的F,Z为Y下一周期左一族的As。
【详解】A.Y为S元素,原子最外层电子排布式为,A正确;
B.S原子核外有3个电子层,最外层电子数为6,位于第3周期ⅥA族,B正确;
C.X为F,第二周期元素中F的电负性最大,但同周期第一电离能最大的是稀有气体Ne,C错误;
D.Z位于第四周期,第四周期中4s轨道半充满()的元素为K()、Cr()、Cu(),共3种,D正确;
故选C。
解题要点:
(1)结构推断是起点:依据电子排布、未成对电子数、电离能/电负性数据锁定元素位置,此为解题核心。
电子排布:如价电子排布为3d¹⁰4s² → 30号Zn,第4周期IIB族。未成对电子:若基态原子有4个未成对电子,常见元素为Cr(3d⁵4s¹)或Fe(3d⁶4s²)等,需结合周期、分区判断。电离能反常:同周期中,若某元素I₁低于左邻、高于右邻,且整体趋势“两处凹陷”,该元素通常是第ⅢA或ⅥA族(如Mg > Al,P > S)。
(2)比较性质分“三步”:比较原子半径、电离能、电负性时,严格遵循顺序:
第一步:定周期、定主副。同周期→从左到右,原子半径递减,电离能、电负性总体递增。同主族→从上到下,原子半径递增,电离能、电负性递减。
第二步:判“反常”。同周期中,牢记电离能的两处“反常”:IIA > IIIA(如Be > B,Mg > Al),因IIA族ns²全满更稳定;VA > VIA(如N > O,P > S),因VA族np³半满更稳定。
第三步:比“特例”。过渡金属元素性质递变规律性弱,一般不直接比较。稀有气体电负性通常不比较。
(3)综合应用循“位—构—性”:完成推断与比较后,结合元素周期表位置,预测其化学性质:
金属性/非金属性:同周期从左到右金属性减弱,同主族从上到下金属性增强。最高正价:主族元素最高正价 = 主族序数(O、F除外)。气态氢化物稳定性:非金属性越强,氢化物越稳定(如HCl > H₂S)。
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专题01原子结构模型 原子电子排布
题型1原子结构模型的发展与光谱分析
题型2能层、能级与原子轨道数目判断
题型3基态原子核外电子排布式书写(重点)
题型4轨道表示式与未成对电子数(难点)
题型5 价层电子排布与元素分区推断
题型6原子状态(基态/激发态)与电子跃迁
题型7 综合推断题(结合元素周期律)
题型1 原子结构模型的发展与光谱分析
1.【原子结构的发展史】(25-26高二上·河北保定·期末)原子结构模型经历了五个主要阶段:1803年实心球模型→1904年“葡萄干面包式”模型→1911年原子核式结构模型→1913年轨道模型→20世纪初量子力学的原子结构模型。其中提出“葡萄干面包式”模型的科学家为
A.道尔顿 B.卢瑟福 C.玻尔 D.汤姆生
2.【谱图和原子结构】(24-25高二下·北京海淀·期末)化学家利用各种谱图研究物质结构。下列说法不正确的是
A.依据氢原子光谱图提出核外电子分层排布的原子结构模型
B.利用X射线衍射图计算晶体内部的微粒排列情况
C.利用红外光谱图测定有机化合物中不同化学环境的氢原子数目比值
D.利用质谱图确定有机化合物的相对分子质量
A.A B.B C.C D.D
3.【粒子轰击】(高二下·河北唐山·月考)通过粒子轰击金箔的实验现象,提出新的原子结构模型的科学家是
A.道尔顿 B.汤姆逊 C.卢瑟福 D.德谟克利特
4.【光谱分析的用途】(25-26高二上·河北衡水·期末)以下方法达不到目的的是
A.通过X射线衍射分析,可以得到晶胞中粒子的位置信息
B.秦兵马俑出土前具有鲜艳的彩绘,可利用光谱分析获知彩绘中含有的元素种类
C.红外光谱法可用于鉴别石英玻璃和水晶
D.用质谱法测定古酒中有机分子的相对分子质量
5.【光谱分析的概念】(24-25高二下·广东中山·月考)下列叙述中不正确的是
A.在现代化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析
B.金属的电子气理论可以很好地解释金属的导电性、导热性、延展性
C.电子的运动状态可从能层、能级、轨道、自旋方向4个方面进行描述
D.某基态原子的轨道表示式若写为:,则违背了洪特规则
题型2 能层、能级与原子轨道数目判断
6.【不同能级的能量】(25-26高二上·浙江温州·期末)下列说法不正确的是
A.焰色试验与电子跃迁有关
B.原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数为
C.、、轨道相互垂直,且能量各不相等
D.在一个原子中,不可能出现运动状态完全相同的两个电子
7.【电离能与能级能量关系】(2026·广东·模拟预测)元素a~g为短周期主族元素,其第一电离能、原子半径和原子序数的关系如图。下列说法错误的是
A.最简单氢化物沸点:d<g
B.从a到g,元素电负性逐渐增大
C.0.1mol/L元素f的最高价氧化物对应水化物的pH为1
D.c的第一电离能低于b,可能与同一能层中p能级能量高于s能级有关
8.【能级与元素推断】(25-26高二下·浙江杭州·月考)M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子。下列说法不正确的是
A.第一电离能: X<Z<Y
B.最高化合价氧化物对应水化物的酸性:Y>X
C.最简单氢化物的沸点:Y>Z>X
D.该化合物的阴离子中除M原子外的其他原子均满足最外层8电子稳定结构
9.【轨道表示式判断】(25-26高二下·福建厦门·月考)下列化学用语或图示表示正确的是
A.基态溴原子的电子排布式:
B.HClO的结构式:
C.中3p-3p轨道重叠示意图:
D.某基态原子3d能级中电子排布的情况可能为:
10.【原子轨道数目计算】(25-26高三上·广东·期末)为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.标准状况下,含有的质子数目为
B.基态氮原子的核外电子占据的原子轨道数目为
C.常温下,的溶液中由水电离产生的数目为
D.与反应生成,每消耗,生成单质的数目为
易错提醒:
(1)同一能层内,能级能量不同(s<p<d<f),能级≠能层。能层是电子层(K/L/M…),能级是能量级别(s/p/d/f)。
(2)一个能级内轨道数固定(s:1, p:3, d:5, f:7),一个能层内轨道总数 = n²,最多容纳电子数 = 2n²。
(3)第3能层才有d轨道,第4能层才有f轨道。M层最多容纳电子数 ≠ 轨道数:轨道数为9(1s+3p+5d),电子数为18。
题型3 基态原子核外电子排布式书写
11.【价层电子排布式的书写】(25-26高二下·江苏南通·月考)已知:钼(Mo)元素位于周期表中的第五周期VIB族,在钼基催化剂作用下,1,2-丙二醇脱氧脱水反应的循环机理如图所示。下列说法正确的是
A.步骤①②的反应机理完全相同,都经历了加成和消去
B.基态Mo原子的价层电子排布式为
C.该反应中通过降低活化能和焓变来加快化学反应速率
D.若2,3-丁二醇发生上述反应,可得到乙醛和2-丁烯
12.【电子排布式的简式书写】(25-26高二下·黑龙江哈尔滨·月考)下列说法中正确的是
A.和都是正四面体形分子,且键角都为
B.乙烯分子中,碳原子的杂化轨道形成键,未杂化的2p轨道形成键
C.键长,因此稳定性
D.Ge的简化电子排布式:
13.【电子排布式与元素推断】(25-26高二下·江西南昌·月考)有机金属氯化物由原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、M、N组成,部分结构如图所示,基态原子M核外电子所占据原子轨道全充满,N元素的价层电子排布式为。下列说法正确的是
A.、为非极性分子
B.含氧酸酸性:
C.M元素的第一电离能比同周期相邻元素的大
D.X、Z、N形成的化合物都是共价化合物
14.【离子的电子排布式书写】(25-26高二下·云南大理·月考)下列化学用语表示正确的是
A.的电子式为 B.基态的价层电子排布式为
C.的VSEPR模型为 D.分子的空间结构模型为
15.【电子排布式的书写判断】(25-26高二下·安徽阜阳·月考)下列基态原子或离子的电子排布式不正确的是
A.O:1s22s22p4 B.Cl-:1s22s22p63s23p6
C.N3-:1s22s22p6 D.Al3+:1s22s22p63s23p1
易错提醒:
(1)电子填充时,4s在3d前(E(4s) < E(3d));但书写基态原子排布式时,须将所有能级按能层n从小到大排列,即3d写在4s前(如Fe: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s²)。
(2)原子形成阳离子时,电子先失去最外层电子(即主量子数n最大的能级),而非先失3d。Fe²⁺的电子排布式为[Ar] 3d⁶,不是3d⁴4s²。
(3)Cr、Cu遵守“半满/全满”特例:为追求能量更低(d轨道半满或全满更稳定),Cr的基态是3d⁵4s¹(非3d⁴4s²),Cu是3d¹⁰4s¹(非3d⁹4s²)。
题型4 轨道表示式与未成对电子数
16.【离子的轨道表示式判断】(25-26高二下·天津·月考)下列化学用语或图示表达正确的是
A.HClO的电子式:
B.基态的价电子轨道表示式:
C.分子的VSEPR模型:
D.的名称:2,3-二甲基-2-乙基己烷
17.【基态原子的轨道表示式判断】(25-26高二下·安徽阜阳·月考)下列化学用语的书写正确的是
A.中子数为10的氟原子: B.基态碳原子的轨道表示式:
C.的电子式: D.HClO的结构式:H-Cl-O
18.【轨道表示式与电子排布式的区别】(25-26高二下·陕西西安·月考)下列化学用语表示正确的是
A.分子的空间结构模型:
B.基态锂原子最外层原子轨道的电子云图:
C.的VSEPR模型为
D.基态氧原子的核外电子轨道表示式:
19.【未成对电子数的判断】(25-26高二下·甘肃武威·月考)生产生活中存在多种含氢元素的化合物,如、、、、、、、、等。下列有关说法错误的是
A.第一电离能: B.未成对电子数:P>O>F
C.电负性: D.热稳定性:
20.【未成对电子数的计算】(25-26高二下·河南南阳·月考)六硝基合钴酸钾是一种黄色难溶物。检验或的反应原理如下:(未配平)。下列说法正确的是
A.将上述反应设计成原电池,负极产物为NO
B.配合物中配位原子是氧原子
C.基态Co原子的价层电子中,成对电子数与未成对电子数之比为
D.该配合物的配位数为9
易错提醒:
(1)电子在填充简并轨道(如同能级的p、d轨道)时,优先单独占据且自旋方向相同(洪特规则)。例如,C的2p²应为两个电子分占不同轨道且自旋平行,而非填入同一轨道。
(2)轨道表示式中,每一个方框代表一个原子轨道。同一能级(如2p)的轨道应画出三个能量相同、互相分开的方框。不可将不同能级的轨道画在一起。
(3)未成对电子数等于轨道表示式中单独占据轨道的电子数,而非电子总数。如N原子(2p³)的三个电子分占三个轨道,未成对电子为3。
题型5 价层电子排布与元素分区推断
21.【电子排布与元素分区判断】(25-26高二下·安徽阜阳·月考)2023年诺贝尔化学奖授予了三位研究量子点的科学家。量子点是一种纳米级的半导体材料,在医疗、科技等多个领域有广泛的应用,常见的量子点有CdS、ZnS等。已知基态Zn原子的价层电子排布式为3d104s2.下列关于Zn在元素周期表中的位置的说法正确的是
A.位于第三周期
B.位于第ⅡA族
C.位于d区
D.排第30号
22.【元素推断与电子排布式书写】(2026·辽宁抚顺·模拟预测)已知某种抗癌药物的结构如图所示,Y、X、M、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y在X、M、Z的上一个周期,Y是宇宙中含量最多的元素,X、Z的价电子层中均有2个未成对电子,且两原子能构成气态分子,Q原子的价层电子排布式为。下列描述正确的是
A.该分子中有6种不同化学环境的X原子
B.比较键角:
C.原子半径和电负性均满足
D.基态Q原子的核外电子排布式为
23.【离子的价层电子排布式】(25-26高二下·河南驻马店·月考)乙二胺四乙酸(简称EDTA)结构简式为,是一种常用的螯合剂,能与形成配离子,结构如图。下列说法错误的是
A.中心离子的配位数为6
B.基态的价层电子排布式为
C.EDTA中碳原子采取、杂化
D.EDTA与均可形成分子内氢键
24.【元素种类与元素分区】(24-25高二下·黑龙江·月考)某同学认真阅读教科书后,提出下列有关元素周期表的说法,其中错误的是
A.按照核外电子排布分区,d区、f区的元素种类相同
B.由于Be、Al在元素周期表中处于对角线位置,它们化合物的许多性质相似,但不完全相同
C.元素周期表中p区元素均为非金属元素
D.俄国化学家门捷列夫成功预测了几种当时未知元素的性质
25.【根据电子排布式判断元素分区】(23-24高二下·安徽·月考)下列各项叙述中,不正确的是
A.布洛芬(Ibuprofen)为解热镇痛类、非甾体抗炎药,对感冒发烧有一定治疗效果,其分子结构为,其中含有1个手性碳原子
B.Cu原子的基态价电子排布式为,其位于周期表分区中的ds区
C.是以硅氧四面体为基本单元形成的网状结构,6.0 g 中共含有0.2 mol 键
D.N原子的电子排布式为,其核外电子共有5种不同的空间运动状态
易错提醒:
(1)“价电子”定义因区而异:s区、p区主族元素,价电子=最外层电子(ns+np);d区、ds区过渡元素,价电子通常包括最外层ns和次外层(n-1)d电子(但IB、IIB族的(n-1)d电子已满,较稳定)。
(2)副族“族序数”不等于最外层电子数:副族(d区、ds区)元素的族序数一般等于价电子总数(即ns与(n-1)d电子数之和),但第Ⅷ族(8、9、10列)及IB、IIB族(11、12列)是特例,需结合周期表位置判断。
(3)“分区”看最后填入的电子:元素分区依据基态原子最后一个电子填入的能级确定:
最后填入s能级→s区;
最后填入p能级→p区;
最后填入d能级→d区(包括第ⅢB~Ⅷ族);
最后填入ds能级→ds区(即IB、IIB族,电子构型为(n-1)d¹⁰ns¹⁻²)。
题型6 原子状态(基态/激发态)与电子跃迁
26.【激发态原子的轨道表示式判断】(25-26高三下·贵州贵阳·月考)下列化学用语或图示表达正确的是
A.某激发态O原子的轨道表示式:
B.的电子式:
C.的空间填充模型:
D.的价层电子对互斥模型:
27.【激发态与电子运动状态判断】(25-26高二下·辽宁鞍山·月考)下列说法正确的是
A.激发态硼原子核外电子运动状态有3种
B.光谱分析就是利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素
C.的VSEPR模型:
D.日常生活中的焰火、LED灯、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关
28.【激发态与发光】(2026·新疆·一模)化学与生活、生产、科技密切相关。下列叙述错误的是
A.霓虹灯的发光原理:电子由激发态跃迁至基态,以光的形式释放能量
B.人体补铁时,为保证效果,将维生素C片与补铁剂一起服用
C.质量抽查时,质检员用食醋、碘化钾淀粉溶液检验加碘盐真假
D.我国十大科技成果之一的“纳米氮化镓”是一种胶体
29.【电子跃迁的判断】(24-25高二上·山东济南·月考)化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A.“三元催化器”可以提高汽车尾气转化的效率
B.霓虹灯发光是由于电子从基态跃迁到激发态而产生的
C.可用作为沉淀剂除去废水中等重金属离子
D.工业使用漂白粉时常加入少量的醋酸缩短达到漂白效果的时间
30.【激光与电子跃迁】(25-26高二下·辽宁锦州·月考)化学在促进科技进步和方便人类生活等方面均无可替代。下列说法错误的是
A.5G-A技术所需高频通讯材料之一的LCP(液晶高分子)在一定加热状态下一般会变成液晶,液晶既具有液体的流动性,又表现出类似晶体的各向异性
B.等离子体在生活中有着广泛应用,等离子体由电子、阳离子和电中性粒子组成,具有良好的导电性和流动性
C.杭州亚运会使用了很多合成纤维作为装饰材料,合成纤维属于共价晶体
D.杭州亚运会开幕式使用了激光全息成像技术,激光的形成与电子跃迁有关
题型7 综合推断题(结合元素周期律)
31.【根据电子排布式判断元素化合价】(23-24高二上·黑龙江绥化·月考)下列由事实得出的推断结论错误的是
选项
事实
推断结论
A
价电子排布为
该元素不一定是第Ⅱ A族元素
B
X元素的价电子排布为
X的最高正化合价为+5
C
Cu原子有29个电子
Cu核外有29个不同运动状态的电子
D
第Ⅰ A族基态原子最外层电子数都是1
基态原子价电子排布为的元素位于第五周期第Ⅰ A族
A.A B.B C.C D.D
32.【根据电子排布式判断元素的位置】(23-24高二下·广东广州·月考)下列说法正确的是
A.Ge(锗)、As(砷)、Se(硒)的电负性依次增大
B.硼原子核外电子由,原子释放能量
C.C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是O>N>C
D.基态某原子的价层电子排布式为,推断该元素位于第四周期第ⅠA族
33.【未成对电子数与元素推断】(2026·甘肃定西·二模)X、Y、Z、R为原子序数依次增大的前10号元素,X、Y、R的基态原子核外未成对电子数相等;279.2K下,四种元素构成的物质a可转化为物质b。下列叙述错误的是
A.a、b中Z的杂化方式均为 B.基态原子的第一电离能:R>Z
C.X、Y、Z、R的电负性依次增大 D.Y的最高价含氧酸为一元弱酸
34.【成对电子数与未成对电子数与元素推断】(25-26高二下·吉林·月考)化合物M的结构如图所示,其中W、X、Y、Z、R是原子序数依次增大的前四周期元素。X、Y、Z属于同周期相邻元素且原子的核外电子总数为21,R为过渡金属元素且基态R原子的价层电子中成对电子和单电子的数目比为4:1,下列说法错误的是
A.电负性:W<X B.第一电离能:X<Y<Z
C.化合物M中Y的杂化类型是sp2 D.R为过渡金属镍元素
35.【元素周期表与原子结构判断】(25-26高二下·福建三明·月考)元素X、Y、Z在周期表中的位置如图所示。已知Y元素原子的最外层电子排布式为,则下列说法不正确的是
X
Y
Z
A.Y元素原子的最外层电子排布式为3s23p4
B.Y元素在周期表的第3周期ⅥA族
C.同周期元素中X的电负性最大,第一电离能也最大
D.与Z同周期的元素中,4s轨道半充满的元素有3种
解题要点:
(1)结构推断是起点:依据电子排布、未成对电子数、电离能/电负性数据锁定元素位置,此为解题核心。
电子排布:如价电子排布为3d¹⁰4s² → 30号Zn,第4周期IIB族。未成对电子:若基态原子有4个未成对电子,常见元素为Cr(3d⁵4s¹)或Fe(3d⁶4s²)等,需结合周期、分区判断。电离能反常:同周期中,若某元素I₁低于左邻、高于右邻,且整体趋势“两处凹陷”,该元素通常是第ⅢA或ⅥA族(如Mg > Al,P > S)。
(2)比较性质分“三步”:比较原子半径、电离能、电负性时,严格遵循顺序:
第一步:定周期、定主副。同周期→从左到右,原子半径递减,电离能、电负性总体递增。同主族→从上到下,原子半径递增,电离能、电负性递减。
第二步:判“反常”。同周期中,牢记电离能的两处“反常”:IIA > IIIA(如Be > B,Mg > Al),因IIA族ns²全满更稳定;VA > VIA(如N > O,P > S),因VA族np³半满更稳定。
第三步:比“特例”。过渡金属元素性质递变规律性弱,一般不直接比较。稀有气体电负性通常不比较。
(3)综合应用循“位—构—性”:完成推断与比较后,结合元素周期表位置,预测其化学性质:
金属性/非金属性:同周期从左到右金属性减弱,同主族从上到下金属性增强。最高正价:主族元素最高正价 = 主族序数(O、F除外)。气态氢化物稳定性:非金属性越强,氢化物越稳定(如HCl > H₂S)。
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