第一章 原子结构与性质 知识清单+单元练习-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2
2026-06-03
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修2 物质结构与性质 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第一章 原子结构与性质 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | 原子结构 化学键 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.51 MB |
| 发布时间 | 2026-06-03 |
| 更新时间 | 2026-06-03 |
| 作者 | 非靠谱老师 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58182626.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
本单元卷聚焦高中化学选择性必修2“原子结构与性质”核心内容,涵盖能层能级、电子排布、元素周期律等知识,通过选择、推断、解答等题型,融合基础巩固与能力提升,适配单元复习,助力化学观念建构与科学思维培养。
**题型特征**
|题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色|
|----|-----------|----------|----------|
|选择题|17题|能层能级、电子排布式、电离能比较|如第1题考查价电子排布,第3题对比第一电离能与离子半径,强化基础概念辨析|
|多选题|3题|元素周期律、电负性应用|如第18题结合短周期元素推断非金属性与稳定性,考查综合分析能力|
|推断题|1题|元素推断与电子排布|第21题通过元素性质推断W-Z元素,融合原子结构与周期表知识,体现证据推理|
|解答题|4题|电离能原因、电负性比较、电子排布式|如22题分析Zn与Cu第一电离能差异,23题书写电子排布式,注重知识迁移与科学解释|
内容正文:
第一章 原子结构与性质
鸟瞰图
原子结构与性质
原
子
结
构
原子核
质子数
Z
中子数
A-Z
核外电子数(Z)
原子核外电子排布
排布规则
构造原理
能层:分为K、L、M、N、O、P、Q
能级:分为s、p、d、f……
能级交替:1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s,4f,5d,6p,7s……
能量最低原理
基态与激发态
原子光谱(吸收光谱和发射光谱)
电子云和原子轨道
泡利原理
洪特规则
表示方法
原子结构示意图
电子排布式
电子排布图或轨道表示式
决定
体现
元素的性质
元素周期系
元素周期表:七横行、十八纵行
七个周期
十八个纵行(十六个族)
七个主族
八个副族
1个0族
元素周期律
原子核外电子排布(决定金属性和非金属性)
原子半径
主要化合价
金属性、非金属性
电负性
第一电离能
知识1 能层(shell)和能级(level)☆
项目
内容
能层
定义
多电子原子的核外电子的能量(energy)不同,可认为原子核外的电子(elevtron)是分层排布的,每一层都可以叫作能层(即电子层)。根据电子的能量差异,可将核外电子分成不同的能层,每一能层最多能容纳的电子数不同,最多容纳的电子数为2n2个(n为能层序数),离核越近的能层具有的能量越低。
表示方法
和关系
能层序号
一
二
三
四
五
六
七
能层符号
K
L
M
N
O
P
Q
最多电子数
2
8
18
32
50
72
98
离核远近
由近→
一→七
能量高低
由低→
E(K)<E(L)<E(M)<E(N)<E(O)<E(P)<E(Q)
意义
一方面表示电子到原子核的平均举例不同,另一方面表示电子能量不同
能级
定义
在多电子中,同一能层的电子,能量也可能不同,不同能量的电子分成不同的能级,如同一能层的电子可分为s、p、d、f…能级,在第n能层中,各能级能量的大小顺序是:E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)…任一能层的能级总是从s能级开始,而且能级数等于该能层序数。如第一层只有一个能级(1s),第二层有两个能级(2s和2p),以此类推
表示方法
能
K
L
M
N
O…
能
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
5s 5p…
最多电子数
2
2
6
2
6
10
2
6
10
14
…
说明
能层数=电子层数,每个能层所包含的能级数=能层序数
能层和能级的关系
(1)每个能层中,能级符号的顺序是ns、np、nd、nf…(n代表能层序数)
(2)任一能层,能级数=能层序数
(3)s、p、d、f…可容纳的电子数依次是2、6、10、14…
口诀:类比记忆,能层—楼层;能级—台阶。
知识2 基态、激发态、原子光谱(atom spectrum)☆
项目
内容
基态
原子处于最低能量状态叫作基态,这样的原子叫做基态原子。常温下,绝大多数原子处于基态。
激发态
当基态原子的电子吸收能量后,它的电子会跃迁到较高能级(处于较高能量),变成激发态原子,这种状态叫作 ,这样的原子叫激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态(基态)。时,释放能量。光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。
电子跃迁
当电子吸收能量后,就会从能量较低的轨道 到能量较高的轨道上。处于能量较高的轨道的电子不稳定,会回到能量较低的轨道上,这个过程电子会以光的形式辐射能量,而光的波长取决于两轨道间的能量之差(电子跃迁是物理变化,未发生电子转移,一般电子只在能量相近的能级间发生电子跃迁)。
原子光谱
定义
不同元素的原子的电子发生跃迁时会发吸收或释放不同的光,可以用光谱仪摄取各种元素的吸收光谱或发射光谱,总称原子光谱。在历史上,许多元素是通过 发现的。
成因
能量变化的体现。
分类
吸收光谱和发射光谱
发射光谱(高能级跃迁到低能级) 吸收光谱(低能级跃到高能级)
光谱:由各种波长的光的谱线组成,且波长相近的光谱线差别极小而不能分辨的光谱。
光谱:由具有特定波长的、彼此分离的光谱线组成的光谱。如氢原子光谱。
应用
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 (spectrum analysisi)。
关系
形成 光谱
↑
吸收能量
基态原子 电子跃迁 激发态原子
释放能量
↓
形成 光谱(重要形式为光)
知识3 构造原理与电子排布式☆☆
1.构造原理(aufbau principle)☆
项目
内容
定义
以光谱学事实为基础,随着核电荷数的递增,新增电子填入能级的顺序称为 。
图示
例如:1s1→1s2→1s22s2→1s22s22p1→1s22s22p2→…
能级交错
指序数较大的能层中某些能级的能量反而低于序数较小的能层中的能量的现象。如E(3d) E(4s)、E(4d) E(5s)、E(4f) E(6s)等。
总结:ns→(n-2)f→(n-1)d→np
2.电子排布(electronic configuration)式☆
项目
内容
电子排布式
定义
原子核外电子排布的一种表示方式,用数字在能级符号右上角表明该能级上排布的电子数。如:Al原子核外电子排布式中各符号、数字表示的意义如下:
能层 能级上的电子数
↑ ↑Al
1s22s22p63s23p1
↓
能级
简单电子排布式
按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。例如
微粒
C
Ne
Cl
K
电子排布式
1s22s22p2
1s22s22p6
1s22s22p63s23p5
1s22s22p63s23p54s1
为了避免电子排布式过于繁琐,常把内层电子达到稀有气体结构的部分,以相应稀有气体元素符号外加方括号来表示。如Na的核外电子排布式为1s22s22p63s1,其中第一、第二能层与Ne(1s22s22p6)的核外电子排布式结构相同,所以其电子排布式可简化为[Ne]3s1。可表示如下:[Ne] 3s1
Na
上周期稀有气体的 ← →该原子的价
复杂原子的电子排布式
对于较复杂的电子排布式,应按能量从 到 排列,然后将同一能层的核外电子移到一起。例如,26Fe:先按能量从低到高排列为1s22s22p63s23p64s23d6,然后将同一能层的移到一起,即该原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,简化为[Ar]3s64s2。
价电子
一般指最外能级组中那些有可能参与化学反应的电子。
主族元素原子的价电子一般是在最外面能层的电子(即最外层电子)。
过渡元素原子的价电子则通常包括最外能级组的电子(即最外层电子和部分内层电子)
价电子排布式
为了突出化合价与电子排布的关系,将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层(简称价层)。例如:Fe的价电子排布式为 。
结构示意图与电子排布式的关系
知识4 电子云与原子轨道☆
项目
内容
电子云定义
用小黑点电子在原子核外空间出现的概率密度分布图,因为看起来像一片云雾,故被形象的称作“ ”。
概率密度(probability density)
电子云中的小黑点并不代表电子,也不代表电子真实出现的次数,小黑点是电子在原子核外空间出现的概率大小的形象描述,小黑点越密,表明出现的概率(probability)越大,即 越大。
电子云(electron cloud)轮廓图
为了表示电子云轮廓的形状,对核外电子的空间运动状态有一个形象化的简便描述,把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出来,即为 。
原子轨道定义
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 。
形状
s电子的原子轨道是 形的,p电子的原子轨道是 形(或 形)的。
轨道半径比较
能层序数n越大,原子轨道的半径越大。不同能层的原子同种能级的原子轨道形状相似,但半径不同。半径越大,电子的能量越 。
轨道能量大小规律
(1)相同电子层上的原子轨道能量:ns np nd nf。
(2)电子层和形状相同的原子轨道的能量相等,如2px、2py、2pz轨道的能量是 的。
(3)形状相同的原子轨道能量的高低:1s 2s 3s 4s。
知识5 泡利原理(Pauli exclusion princilple)、洪特规则(Hund rule)、能量最低原理☆
项目
内容
原理
在一个原子轨道里,最多只能容纳 个电子,它们的自旋相反。
电子自旋:电子除空间运动状态外,还有一种状态叫 。电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向,简称自旋相反。
2s
↑↓
常用方向相反的箭头“↑↓”表示自旋相反的电子。如2s轨道上的两个电子排布图为
↑↑2s
,不能表示为
电子排布轨道表示式(又称电子排布图)
在轨道表示式中,用方框(或圆圈)表示原子轨道,能量相同的原子轨道(简并轨道)的方框相连,箭头表示一种自旋状态的电子,“↑↓”称电子对,“↑”或“↓”称单电子(或未成对电子)。
表示方法:以铝原子为例,轨道表示式中符号、数字的意义。
基态Al原子的电子排布式:Al
规则
↑2p
↑
↑
内容:基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占不同的原子轨道,且自旋状态相同,这样整个原子的能量最低。如2p轨道上有3个电子时的排布图为:
↑↓
↑
或
↑
↓
↑
不能表示为:
特例:在简并轨道(同一能级)上的电子排布处于全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,具有较低的能量和较大的稳定性。以铬,铜原子为例。
铬原子的核外电子排布图:
铜原子的核外电子排布图:
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,使原子的整体能量最低。
知识6 原子结构与元素周期表☆☆
1.元素周期律(periondic table of elements)、元素周期系和元素周期表☆
项目
内容
原子序数
按相对原子质量从小到大的顺序将元素排列起来,得到一个元素序列,并从最轻的元素氢元素开始进行编号,称为 。
元素周期律
元素性质随着原子序数递增发生周期性的重复,这一规律被门捷列夫称作 。
元素周期系
元素的这一按其原子核电荷数递增排列的序列称为 (periondic system of elements)。
元素周期表
呈现元素周期系的 。
2.构造原理与元素周期表☆(体现了微观粒子与宏观元素的联系)
项目
内容
原子结构与周期的关系
类别
序数
起止元素
能级组
最多容纳电子数
元素种数
电子层数
周期
一
H~He
1s
2
2
1
二
Li~Ne
2s 2p
8
8
2
三
Na~Ar
3s 3p
8
8
3
周期
四
K~Kr
4s 3d 4p
18
18
4
五
Rb~Xe
5s 4d 5p
18
18
5
六
Cs~Rn
6s 4f 5d 6p
32
32
6
七
Fr~Og
7s 5f 6d 7p
32
32
7
项目
内容
原子结构与族的关系
纵行序数
族
按族分类
族序数
外围电子
最外层电子数
特点
1
ⅠA
族
1
ns1
1
族序数=最外层电子数
=价层电子数
2
ⅡA
2
ns2
2
3
ⅢB
族
3
(n-1)d1~10ns1~2
1~2个(Pd例外)
略
4
ⅣB
4
5
ⅤB
5
6
ⅥB
6
7
ⅦB
7
8
Ⅷ
8
9
10
11
ⅠB
1
12
ⅡB
2
13
ⅢA
族
3
ns2np1
3
族序数=最外层电子数
=价层电子数
14
ⅣA
4
ns2np2
4
15
ⅤA
5
ns2np3
5
16
ⅥA
6
ns2np4
6
17
ⅦA
7
ns2np5
7
18
0
族
0
ns2np6
8(He为2)
原子轨道充满的稳定结构
项目
内容
对角线规则
元素周期表中,某些主族元素与其右下方的主族元素(如图所示)的有些性质是相似的,被称为“对角线规则”
锂和镁在空气中燃烧的产物分别为Li2O和MgO。Be(OH)2、Al(OH)3均属于难溶的 氢氧化物
项目
内容
原子结构与元素分区的关系
分区
元素分布
外围电子排布式
元素的特性
区
第ⅠA族、第ⅡA族(第1、2列)
ns1~2
除氢外都是活泼金属元素
区
第ⅢA~ⅦA族、0族(第13~18列)
ns2np1~6
最外层电子参与反应
区
第ⅢB族~ⅦB族,第Ⅷ族(第8-10列)
(n-1)d1~8ns1~2
d轨道不同程度地参与化学键的形成
区
第ⅠB族、第ⅡB族(第11、12列)
(n-1)d10ns1~2
金属元素
区
镧系,锕系
(n-2)f0~14
(n-1)d1~2ns2
镧系元素化学性质相近,
锕系元素化学性质相近
知识7 元素周期律☆☆☆
1.原子半径☆
项目
内容
影响因素
电子的能层数:电子的能层数越多,电子之间的排斥作用使原子的半径增大
核电荷数:核电荷数越大,核外电子的吸引力也就越大,使原子的半径减小
半径变化规律
(1)同周期主族元素从左到右原子半径逐渐 。
(2)同主族元素从上到下原子半径逐渐 。
注意:因为稀有气体元素与其他元素的原子半径的判定依据不同,一般不将稀有气体的原子半径与其他原子的半径相比较。
粒子半径大小的比较方法
1.同周期元素的原子半径、最高价阳离子半径、最低价阴离子半径:随着核电荷数增多,半径依次 (稀有气体除外)。以第三周期元素为例进行分析
原子半径:r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)
最高价阳离子半径:r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)
最低价阴离子半径:r(P3-)>r(S2-)>r(Cl-)
注意:同周期非金属元素形成的阴离子半径大于金属元素所形成的阳离子半径,如r(Cl-)>r(Na+)
2.同主族元素的原子半径、相同价态阳离子半径或阴离子半径:随着电子层数增多,半径依次
第ⅠA族原子半径:r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs)
第ⅠA族离子半径:r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+)
第ⅦA族离子半径:r(F-)<r(Cl-)<r(Br-)<r(I-)
3.核外电子排布相同即具有相同电子层结构的微粒,随着核电荷数的增多,半径依次
与He电子层结构相同的微粒:r(H-)>r(Li+)>r(Be2+)
与Ne电子层结构相同的微粒:r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)
与Ar电子层结构相同的微粒:r(S2-)>r(Cl-)>r(K+)>r(Ca2+)
口诀:该规律可总结为“径小序大;阴前阳后”
4.同种元素形成的微粒半径:阳离子<中性原子<阴离子,且阳离子价态越高,半径
如r(Fe3+)<r(Fe2+)<r(Fe),r(Cl)<r(Cl-),r(H+)<r(H)<r(H-)
5.电子层结构和所带电荷数都不同的微粒,一般要找 进行比较
如比较Al3+和S2-半径的大小,可找出与Al3+电子层结构相同,与S2-所带电荷数相同的O2-来比较,因为r(Al3+)<r(O2-),r(O2-)<r(S2-),故r(Al3+)<r(S2-)
2.电离能(ionization energy)☆
项目
内容
定义
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,常用I1表示,单位为kJ·mol-1; 可表示第二电离能, 可表示第三电离能,以此类推。
意义
电离能用来表示原子或离子失去电子的难易程度。电离能越大,表示原子或离子越 失去电子;电离能越小,表示原子或离子越 失去电子。
部分元素第一电离能变化
规律
(1) 元素具有相同的电子层数,从左到右核电荷数增大原子半径减小,原子核对外层电子的吸引力增大,因此越靠右的元素越不易失去电子,电离能也就 。
(2) 元素电子层数不同,最外层电子数相同,原子半径增大起了主要作用,因此原子半径越大,原子核对核外电子的新引力越小,自上而下越容易失去电子,电离能也就 。
注意:特殊情况第ⅡA族、第ⅤA族反常(如第一电离能:N>O>C);不考虑稀有气体元素。
3.电负性(electronegativity)☆
项目
内容
化学键
元素原子相互化合时,原子之间产生 ,形象的叫作化学键。
键合电子
原子中用于形成 的电子
定义
用来描述不用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 。
相对标准
美国化学家鲍林以氟的电负性 ;Li的电负性 为相对标准,通过理论计算得出其他元素
电负性的周期性变化
规律
(1)同周期元素从左到右元素的电负性逐渐变 (2)同主族元素从上到下元素的电负性逐渐变 。
应用
(1)判断元素的金属性与非金属性: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,而位于金属、非金属分界线两侧的元素的电负性则在1.8左右,它们既有金属性,又有非金属性。
(2)判断元素的 :
①电负性小的元素在化合物中吸引电子的能力弱,元素的化合价为正值。
②电负性大的元素在化合物中吸引电子的能力强,元素的化合价为负值。
(3)判断化学键的 :
①如果两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7,通常形成离子键。
②如果两个成键元素原子间的电负性差值小于1.7,通常形成共价键。
(4)解释元素“ ”规则:
Li、Mg的电负性分别为1.0、1.2,Be、Al的电负性都为1.5,B、Si的电负性分别为2.0、1.8。它们的电负性接近,说明它们对键合电子的吸引力相当,因此它们表现的化学性质相似。
选择性必修2《第1章 原子结构与性质》单元测试卷
一、选择题
1.某元素基态原子4s轨道上有1个电子,则该基态原子价电子排布不可能是( )
A.3p64s1 B.4s1 C.3d54s1 D.3d104s1
2.下列化学用语表达正确的是( )
A.碳﹣12原子C
B.N2电子式
C.次氯酸的结构式 H﹣Cl﹣O
D.硫离子结构示意图
3.下列比较正确的是( )
A.第一电离能:I1(P)>I1(S)
B.离子半径:r(Al3+)>r(O2﹣)
C.能级能量:E(4s)>E(3d)
D.电负性:K原子>Na原子
4.2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善元素周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟49In等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是( )
A.铟是第五周期第ⅢA族元素
B.In的中子数为66
C.原子半径:In>Al
D.碱性:In(OH)3>RbOH
5.某元素的原子最外电子层排布是6s26p4,该元素或其化合物不可能具有的性质是( )
A.该元素单质可能是导体
B.该元素的最高化合价呈+6价
C.该元素单质能与氢气反应生成气态氢化物
D.该元素价电子轨道中有2个未成对电子
6.x、y为两种元素的原子,x的阴离子与y的阳离子具有相同的电子层结构,由此可知( )
A.x的原子半径大于y的原子半径
B.x的电负性大于y的电负性
C.x的还原性大于y的还原性
D.x的第一电离能小于y 的第一电离能
7.具有下列电子层结构的原子,其对应元素一定属于同一周期的是( )
A.两种原子的电子层上全部都是s电子
B.3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上有一个未成对电子的原子
C.最外层电子排布式为2s22p6的原子和最外层电子排布式为2s22p6的离子
D.原子核外的M层上的s能级和p能级都填满了电子,而d轨道上尚未排有电子的两种原子
8.对基态碳原子核外两个未成对电子的描述,错误的是( )
A.电子云形状相同 B.自旋方向相同
C.能量相同 D.在同一轨道
9.下列关于元素第一电离能的说法不正确的是( )
A.钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能,故钾的活泼性强于钠
B.对于同一元素而言,原子的逐级电离能越来越大
C.最外层排布为ns2np6(若只有K层时为1s2)的原子,第一电离能较大
D.因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小,故第一电离能必依次增大
10.下列各组元素的性质正确的是( )
A.第一电离能:N>O>C B.非金属性:F>N>O
C.最高正价:F>S>Si D.原子半径:P>N>C
11.下列说法正确的是( )
A.电子仅在激发态跃迁到基态才产生原子光谱
B.非金属元素全部处在元素周期表的p区
C.核电荷数为26的元素原子核外价电子排布图为
D.核外电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中可能不含未成对电子
12.表中是A、B、C、D、E五种短周期元素的某些性质,下列判断正确的是( )
元素
A
B
C
D
E
最低化合价
﹣4
﹣2
﹣1
﹣2
﹣1
电负性
2.5
2.5
3.0
3.5
4.0
A.C、D、E的氢化物的稳定性:C>D>E
B.元素A的原子最外层轨道中无自旋状态相同的电子
C.元素B、C之间不可能形成化合物
D.与元素B同周期且第一电离能最小的元素的单质能与H2O发生置换反应
13.已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3,Z元素可以形成负一价离子,下列说法正确的是( )
A.X元素原子基态时的电子排布式为[Ar]3d104p3
B.X元素是第四周期第ⅤA族元素
C.Y元素原子的电子排布图为
D.Z元素具有两性
14.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表:下列叙述正确的是( )
元素代号
L
M
X
R
T
原子半径/nm
0.160
0.143
0.102
0.089
0.074
主要化合价
+2
+3
+6、﹣2
+2
﹣2
A.R的氧化物对应的水化物可能具有两性
B.X单质可在氧气中燃烧生成XO3
C.离子半径大小:r (M3+)>r (T2﹣)
D.L2+和X2﹣的核外电子数相等
15.已知X、Y元素同周期,且电负性X>Y,下列说法错误的是( )
A.第一电离能:Y可能小于X
B.气态氢化物的稳定性:Y强于X
C.最高价含氧酸的酸性:X强于Y
D.X和Y形成化合物时,X显负价,Y显正价
16.在以离子键为主的化学键中常含有共价键的成分,两种元素电负性差异越小,其共价键成分越大.下列各对原子形成的化学键中共价键成分最多的是( )
A.K与F B.Na与F C.Al与Cl D.Mg与Cl
17.下列说法错误的是( )
A.价电子排布式为5s25p5的元素位于第5周期第ⅦA族
B.最外层有3个未成对电子的基态原子,一定属于主族元素
C.前三周期未成对电子数等于电子层数的元素有3种
D.第三周期第一电离能介于铝与磷之间的元素有3种
二、多选题
(多选)18.如图为元素周期表中短周期的一部分,关于Y、Z、M的说法正确的是( )
A.非金属性:Y>M>Z
B.离子半径:M﹣>Z2﹣>Y﹣
C.稳定性:HY>HM
D.三种元素中,Y的最高价氧化物对应的水化物酸性最强
(多选)19.下列说法不正确的是( )
A.ⅠA元素的电负性从上到下逐渐减小,而ⅦA元素的电负性从上到下逐渐增大
B.最外层电子排布为ns2np6(若只有K层时为1s2)的原子,第一电离能较大
C.碳原子由1s22s22p2转化成1s22s12p3,这一过程中释放能量
D.NaH的存在能支持可将氢元素放在ⅦA的观点
(多选)20.下列说法正确的是( )
A.所有原子的任一能层的 s 电子的电子云轮廓图都是球形,只是半径大小不同
B.各原子能级之间的能量差完全一致,这是量子力学中原子光谱分析的理论基础
C.1s 电子云界面图是一个球面,小黑点的疏密程度来表示电子在空间出现概率大小
D.原子中电子在具有确定半径的圆周轨道上像火车一样高速运转着
三、推断题
21.W、X、Y、Z、N是短周期元素,它们的核电荷数依次增大。
元素
元素性质或原子结构
W
单质在氯气中燃烧,产生苍白色火焰
X
在Y的上一周期,原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等
Y
元素的离子半径在该周期中最小
Z
原子核外p能级上的电子总数比s能级上的电子总数多2
N
最外层电子数比次外层电子数少1
(1)W单质的化学式为 ,Z元素原子核外有 个原子轨道填充了电子。
(2)Y、Z和N三种元素第一电离能由大到小的顺序为 (填元素符号),写出Y3+在过量氨水中反应的离子方程式 。
(3)书写W与N形成的HCl的电子式 。
(4)Z元素原子共有 种不同运动状态的电子。
四、解答题
22.按要求完成下列各小题。
(1)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn) (填“大于”或“小于”)I1(Cu)。原因是 。
(2)元素Mn与O中,第一电离能较大的是 。
(3)元素铜与镍的第二电离能分别为ICu=1958kJ•mol﹣1、INi=1753kJ•mol﹣1,ICu>INi的原因是 。
(4)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na),原因是 。I1(Be)>I1(B)>I1(Li),原因是 。
23.研究物质的微观结构,有助于人们理解物质变化的本质.请回答下列问题.
(1)C、Si、N元素的电负性由大到小的顺序是 .
(2)A、B均为短周期金属元素.依据下表数据,写出B原子的电子排布式: .
电离能/kJ•mol﹣1
I1
I2
I3
I4
A
932
1 821
15 390
21 771
B
738
1 451
7 733
10 540
(3)依据第2周期元素第一电离能的变化规律,参照图中B、F元素的位置,用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置.
(4)基态铜原子的核外电子排布式为 .
(5)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号为 ,该能层具有的原子轨道数为 、电子数为 .
24.Ⅰ.如图是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素。
(1)写出基态时Q元素原子的电子排布式 ,J元素原子的外围电子排布图 。
(2)下列对比正确的是 。
a.原子半径H>G>B>A b.第一电离能E>D>C>B
c.电负性A>H>G>Q d.最高价氧化物的水化物酸性B>A>H>G
(3)关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的外围电子排布特点的有关叙述不正确的是 。
a.L位于元素周期表第五周期ⅠA族,属于s区元素
b.O位于元素周期表第七周期Ⅷ族,属于ds区元素
c.M的外围电子排布式为6s1,属于ds区元素
d.H所在族的外围电子排布式为ns2np2,属于p区元素
Ⅱ.已知A、B、C、D、E、F、G都是元素周期表中短周期主族元素,它们的原子序数依次增大。A是元素周期表中原子半径最小的元素,D3B中阴、阳离子具有相同的电子层结构,B、C均可分别与A形成10电子分子,B、C属同一周期,两者可以形成许多种共价化合物,C、F属同一主族,B原子最外电子层的p能级上的电子处于半满状态,C的最外层电子数是内层电子数的3倍,E最外层电子数比最内层多1.请用具体的元素回答下列问题:
(4)F、G元素对应的最高价含氧酸中酸性较强的化学式为 。
(5)第一电离能:B C,电负性:C F.(填“<”、“>”或“=”)
(6)A、C形成的一种绿色氧化剂X有广泛应用,X分子中A、C原子个数比为1:1,X的电子式为 ,试写出Cu、稀硫酸与X反应制备硫酸铜的离子方程式 。
(7)写出E与D的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式 。
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第一章 原子结构与性质
鸟瞰图
原子结构与性质
原
子
结
构
原子核
质子数
Z
中子数
A-Z
核外电子数(Z)
原子核外电子排布
排布规则
构造原理
能层:分为K、L、M、N、O、P、Q
能级:分为s、p、d、f……
能级交替:1s,2s,2p,3s,3p,4s,3d,4p,5s,4d,5p,6s,4f,5d,6p,7s……
能量最低原理
基态与激发态
原子光谱(吸收光谱和发射光谱)
电子云和原子轨道
泡利原理
洪特规则
表示方法
原子结构示意图
电子排布式
电子排布图或轨道表示式
决定
体现
元素的性质
元素周期系
元素周期表:七横行、十八纵行
七个周期
十八个纵行(十六个族)
七个主族
八个副族
1个0族
元素周期律
原子核外电子排布(决定金属性和非金属性)
原子半径
主要化合价
金属性、非金属性
电负性
第一电离能
知识1 能层(shell)和能级(level)☆
项目
内容
能层
定义
多电子原子的核外电子的能量(energy)不同,可认为原子核外的电子(elevtron)是分层排布的,每一层都可以叫作能层(即电子层)。根据电子的能量差异,可将核外电子分成不同的能层,每一能层最多能容纳的电子数不同,最多容纳的电子数为2n2个(n为能层序数),离核越近的能层具有的能量越低。
表示方法
和关系
能层序号
一
二
三
四
五
六
七
能层符号
K
L
M
N
O
P
Q
最多电子数
2
8
18
32
50
72
98
离核远近
由近→远
一→七
能量高低
由低→高
E(K)<E(L)<E(M)<E(N)<E(O)<E(P)<E(Q)
意义
一方面表示电子到原子核的平均举例不同,另一方面表示电子能量不同
能级
定义
在多电子中,同一能层的电子,能量也可能不同,不同能量的电子分成不同的能级,如同一能层的电子可分为s、p、d、f…能级,在第n能层中,各能级能量的大小顺序是:E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)…任一能层的能级总是从s能级开始,而且能级数等于该能层序数。如第一层只有一个能级(1s),第二层有两个能级(2s和2p),以此类推
表示方法
能层
K
L
M
N
O…
能级
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
5s 5p…
最多电子数2n2
2
2
6
2
6
10
2
6
10
14
…
说明
能层数=电子层数,每个能层所包含的能级数=能层序数
能层和能级的关系
(1)每个能层中,能级符号的顺序是ns、np、nd、nf…(n代表能层序数)
(2)任一能层,能级数=能层序数
(3)s、p、d、f…可容纳的电子数依次是2、6、10、14…
口诀:类比记忆,能层—楼层;能级—台阶。
知识2 基态、激发态、原子光谱(atom spectrum)☆
项目
内容
基态
原子处于最低能量状态叫作基态,这样的原子叫做基态原子。常温下,绝大多数原子处于基态。
激发态
当基态原子的电子吸收能量后,它的电子会跃迁到较高能级(处于较高能量),变成激发态原子,这种状态叫作激发态,这样的原子叫激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态(基态)。时,释放能量。光(辐射)是电子释放能量的重要形式之一。
电子跃迁
当电子吸收能量后,就会从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道上。处于能量较高的轨道的电子不稳定,会回到能量较低的轨道上,这个过程电子会以光的形式辐射能量,而光的波长取决于两轨道间的能量之差(电子跃迁是物理变化,未发生电子转移,一般电子只在能量相近的能级间发生电子跃迁)。
原子光谱
定义
不同元素的原子的电子发生跃迁时会发吸收或释放不同的光,可以用光谱仪摄取各种元素的吸收光谱或发射光谱,总称原子光谱。在历史上,许多元素是通过原子光谱发现的。
成因
能量变化的体现。
分类
吸收光谱和发射光谱
发射光谱(高能级跃迁到低能级) 吸收光谱(低能级跃到高能级)
连续光谱:由各种波长的光的谱线组成,且波长相近的光谱线差别极小而不能分辨的光谱。
线状光谱:由具有特定波长的、彼此分离的光谱线组成的光谱。如氢原子光谱。
应用
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(spectrum analysisi)。
关系
形成吸收光谱
↑
吸收能量
基态原子 电子跃迁 激发态原子
释放能量
↓
形成发射光谱(重要形式为光)
知识3 构造原理与电子排布式☆☆
1.构造原理(aufbau principle)☆
项目
内容
定义
以光谱学事实为基础,随着核电荷数的递增,新增电子填入能级的顺序称为构造原理。
图示
例如:1s1→1s2→1s22s2→1s22s22p1→1s22s22p2→…
能级交错
指序数较大的能层中某些能级的能量反而低于序数较小的能层中的能量的现象。如E(3d)>E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(4f)>E(6s)等。
总结:ns→(n-2)f→(n-1)d→np
2.电子排布(electronic configuration)式☆
项目
内容
电子排布式
定义
原子核外电子排布的一种表示方式,用数字在能级符号右上角表明该能级上排布的电子数。如:Al原子核外电子排布式中各符号、数字表示的意义如下:
能层 能级上的电子数
↑ ↑Al
1s22s22p63s23p1
↓
能级
简单电子排布式
按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。例如
微粒
C
Ne
Cl
K
电子排布式
1s22s22p2
1s22s22p6
1s22s22p63s23p5
1s22s22p63s23p54s1
为了避免电子排布式过于繁琐,常把内层电子达到稀有气体结构的部分,以相应稀有气体元素符号外加方括号来表示。如Na的核外电子排布式为1s22s22p63s1,其中第一、第二能层与Ne(1s22s22p6)的核外电子排布式结构相同,所以其电子排布式可简化为[Ne]3s1。可表示如下:[Ne] 3s1
Na
上周期稀有气体的元素符号← →该原子的价电子排布式
复杂原子的电子排布式
对于较复杂的电子排布式,应按能量从低到高排列,然后将同一能层的核外电子移到一起。例如,26Fe:先按能量从低到高排列为1s22s22p63s23p64s23d6,然后将同一能层的移到一起,即该原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,简化为[Ar]3s64s2。
价电子
一般指最外能级组中那些有可能参与化学反应的电子。
主族元素原子的价电子一般是在最外面能层的电子(即最外层电子)。
过渡元素原子的价电子则通常包括最外能级组的电子(即最外层电子和部分内层电子)
价电子排布式
为了突出化合价与电子排布的关系,将在化学反应中可能发生电子变动的能级称为价电子层(简称价层)。例如:Fe的价电子排布式为3d64s2。
结构示意图与电子排布式的关系
知识4 电子云与原子轨道☆
项目
内容
电子云定义
用小黑点电子在原子核外空间出现的概率密度分布图,因为看起来像一片云雾,故被形象的称作“电子云”。
概率密度(probability density)
电子云中的小黑点并不代表电子,也不代表电子真实出现的次数,小黑点是电子在原子核外空间出现的概率大小的形象描述,小黑点越密,表明出现的概率(probability)越大,即概率密度越大。
电子云(electron cloud)轮廓图
为了表示电子云轮廓的形状,对核外电子的空间运动状态有一个形象化的简便描述,把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出来,即为电子云轮廓图。
原子轨道定义
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。
形状
s电子的原子轨道是球形的,p电子的原子轨道是纺锤形(或哑铃形)的。
轨道半径比较
能层序数n越大,原子轨道的半径越大。不同能层的原子同种能级的原子轨道形状相似,但半径不同。半径越大,电子的能量越高。
轨道能量大小规律
(1)相同电子层上的原子轨道能量:ns<np<nd<nf。
(2)电子层和形状相同的原子轨道的能量相等,如2px、2py、2pz轨道的能量是相等的。
(3)形状相同的原子轨道能量的高低:1s<2s<3s<4s。
知识5 泡利原理(Pauli exclusion princilple)、洪特规则(Hund rule)、能量最低原理☆
项目
内容
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。
电子自旋:电子除空间运动状态外,还有一种状态叫自旋。电子自旋在空间有顺时针和逆时针两种取向,简称自旋相反。
2s
↑↓
常用方向相反的箭头“↑↓”表示自旋相反的电子。如2s轨道上的两个电子排布图为
↑↑2s
,不能表示为
电子排布轨道表示式(又称电子排布图)
在轨道表示式中,用方框(或圆圈)表示原子轨道,能量相同的原子轨道(简并轨道)的方框相连,箭头表示一种自旋状态的电子,“↑↓”称电子对,“↑”或“↓”称单电子(或未成对电子)。
表示方法:以铝原子为例,轨道表示式中符号、数字的意义。
基态Al原子的电子排布式:Al 1s22s22p63s23p1
洪特规则
↑2p
↑
↑
内容:基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占不同的原子轨道,且自旋状态相同,这样整个原子的能量最低。如2p轨道上有3个电子时的排布图为:
↑↓
↑
或
↑
↓
↑
不能表示为:
特例:在简并轨道(同一能级)上的电子排布处于全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,具有较低的能量和较大的稳定性。以铬,铜原子为例。
铬原子的核外电子排布图:
铜原子的核外电子排布图:
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,使原子的整体能量最低。
知识6 原子结构与元素周期表☆☆
1.元素周期律(periondic table of elements)、元素周期系和元素周期表☆
项目
内容
原子序数
按相对原子质量从小到大的顺序将元素排列起来,得到一个元素序列,并从最轻的元素氢元素开始进行编号,称为原子序数。
元素周期律
元素性质随着原子序数递增发生周期性的重复,这一规律被门捷列夫称作元素周期律。
元素周期系
元素的这一按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系(periondic system of elements)。
元素周期表
呈现元素周期系的表格。
2.构造原理与元素周期表☆(体现了微观粒子与宏观元素的联系)
项目
内容
原子结构与周期的关系
类别
序数
起止元素
能级组
最多容纳电子数
元素种数
电子层数
短周期
一
H~He
1s
2
2
1
二
Li~Ne
2s 2p
8
8
2
三
Na~Ar
3s 3p
8
8
3
长周期
四
K~Kr
4s 3d 4p
18
18
4
五
Rb~Xe
5s 4d 5p
18
18
5
六
Cs~Rn
6s 4f 5d 6p
32
32
6
七
Fr~Og
7s 5f 6d 7p
32
32
7
项目
内容
原子结构与族的关系
纵行序数
族
按族分类
族序数
外围电子
最外层电子数
特点
1
ⅠA
主族
1
ns1
1
族序数=最外层电子数
=价层电子数
2
ⅡA
2
ns2
2
3
ⅢB
副族
3
(n-1)d1~10ns1~2
1~2个(Pd例外)
略
4
ⅣB
4
5
ⅤB
5
6
ⅥB
6
7
ⅦB
7
8
Ⅷ
8
9
10
11
ⅠB
1
12
ⅡB
2
13
ⅢA
主族
3
ns2np1
3
族序数=最外层电子数
=价层电子数
14
ⅣA
4
ns2np2
4
15
ⅤA
5
ns2np3
5
16
ⅥA
6
ns2np4
6
17
ⅦA
7
ns2np5
7
18
0
0族
0
ns2np6
8(He为2)
原子轨道充满的稳定结构
项目
内容
对角线规则
元素周期表中,某些主族元素与其右下方的主族元素(如图所示)的有些性质是相似的,被称为“对角线规则”
锂和镁在空气中燃烧的产物分别为Li2O和MgO。Be(OH)2、Al(OH)3均属于难溶的两性氢氧化物
项目
内容
原子结构与元素分区的关系
分区
元素分布
外围电子排布式
元素的特性
s区
第ⅠA族、第ⅡA族(第1、2列)
ns1~2
除氢外都是活泼金属元素
p区
第ⅢA~ⅦA族、0族(第13~18列)
ns2np1~6
最外层电子参与反应
d区
第ⅢB族~ⅦB族,第Ⅷ族(第8-10列)
(n-1)d1~8ns1~2
d轨道不同程度地参与化学键的形成
ds区
第ⅠB族、第ⅡB族(第11、12列)
(n-1)d10ns1~2
金属元素
f区
镧系,锕系
(n-2)f0~14
(n-1)d1~2ns2
镧系元素化学性质相近,
锕系元素化学性质相近
知识7 元素周期律☆☆☆
1.原子半径☆
项目
内容
影响因素
电子的能层数:电子的能层数越多,电子之间的排斥作用使原子的半径增大
核电荷数:核电荷数越大,核外电子的吸引力也就越大,使原子的半径减小
半径变化规律
(1)同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小。
(2)同主族元素从上到下原子半径逐渐增大。
注意:因为稀有气体元素与其他元素的原子半径的判定依据不同,一般不将稀有气体的原子半径与其他原子的半径相比较。
粒子半径大小的比较方法
1.同周期元素的原子半径、最高价阳离子半径、最低价阴离子半径:随着核电荷数增多,半径依次减小(稀有气体除外)。以第三周期元素为例进行分析
原子半径:r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)
最高价阳离子半径:r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)
最低价阴离子半径:r(P3-)>r(S2-)>r(Cl-)
注意:同周期非金属元素形成的阴离子半径大于金属元素所形成的阳离子半径,如r(Cl-)>r(Na+)
2.同主族元素的原子半径、相同价态阳离子半径或阴离子半径:随着电子层数增多,半径依次增大
第ⅠA族原子半径:r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs)
第ⅠA族离子半径:r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+)
第ⅦA族离子半径:r(F-)<r(Cl-)<r(Br-)<r(I-)
3.核外电子排布相同即具有相同电子层结构的微粒,随着核电荷数的增多,半径依次减小
与He电子层结构相同的微粒:r(H-)>r(Li+)>r(Be2+)
与Ne电子层结构相同的微粒:r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)
与Ar电子层结构相同的微粒:r(S2-)>r(Cl-)>r(K+)>r(Ca2+)
口诀:该规律可总结为“径小序大;阴前阳后”
4.同种元素形成的微粒半径:阳离子<中性原子<阴离子,且阳离子价态越高,半径越小
如r(Fe3+)<r(Fe2+)<r(Fe),r(Cl)<r(Cl-),r(H+)<r(H)<r(H-)
5.电子层结构和所带电荷数都不同的微粒,一般要找参照进行比较
如比较Al3+和S2-半径的大小,可找出与Al3+电子层结构相同,与S2-所带电荷数相同的O2-来比较,因为r(Al3+)<r(O2-),r(O2-)<r(S2-),故r(Al3+)<r(S2-)
2.电离能(ionization energy)☆
项目
内容
定义
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,常用I1表示,单位为kJ·mol-1;I2可表示第二电离能,I3可表示第三电离能,以此类推。
意义
电离能用来表示原子或离子失去电子的难易程度。电离能越大,表示原子或离子越难失去电子;电离能越小,表示原子或离子越容易失去电子。
部分元素第一电离能变化
规律
(1)同周期元素具有相同的电子层数,从左到右核电荷数增大原子半径减小,原子核对外层电子的吸引力增大,因此越靠右的元素越不易失去电子,电离能也就越大。
(2)同主族元素电子层数不同,最外层电子数相同,原子半径增大起了主要作用,因此原子半径越大,原子核对核外电子的新引力越小,自上而下越容易失去电子,电离能也就越小。
注意:特殊情况第ⅡA族、第ⅤA族反常(如第一电离能:N>O>C);不考虑稀有气体元素。
3.电负性(electronegativity)☆
项目
内容
化学键
元素原子相互化合时,原子之间产生化学作用力,形象的叫作化学键。
键合电子
原子中用于形成化学键的电子
定义
用来描述不用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。
相对标准
美国化学家鲍林以氟的电负性4.0;Li的电负性1.0为相对标准,通过理论计算得出其他元素
电负性的周期性变化
规律
(1)同周期元素从左到右元素的电负性逐渐变大(2)同主族元素从上到下元素的电负性逐渐变小。
应用
(1)判断元素的金属性与非金属性: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,而位于金属、非金属分界线两侧的元素的电负性则在1.8左右,它们既有金属性,又有非金属性。
(2)判断元素的化合价:
①电负性小的元素在化合物中吸引电子的能力弱,元素的化合价为正值。
②电负性大的元素在化合物中吸引电子的能力强,元素的化合价为负值。
(3)判断化学键的类型:
①如果两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7,通常形成离子键。
②如果两个成键元素原子间的电负性差值小于1.7,通常形成共价键。
(4)解释元素“对角线”规则:
Li、Mg的电负性分别为1.0、1.2,Be、Al的电负性都为1.5,B、Si的电负性分别为2.0、1.8。它们的电负性接近,说明它们对键合电子的吸引力相当,因此它们表现的化学性质相似。
选择性必修2《第1章 原子结构与性质》
一、选择题
1.某元素基态原子4s轨道上有1个电子,则该基态原子价电子排布不可能是( )
A.3p64s1 B.4s1 C.3d54s1 D.3d104s1
【解答】解:A、应为19K,核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1,主族元素的价电子是最外层电子,应为4s1,故A错误;
B、应为19K的价电子排布式,故B正确;
C、应为24Cr,副族元素的价电子是最外层电子与次外层的部分电子之和,核外电子为[Ar]3d54s1,即价电子为3d54s1,此为洪特规则的特例,3d轨道上的电子为半满状态,整个体系的能量最低,故C正确;
D、应为29Cu,价电子为3d104s1,3d轨道上的电子处于全充满状态,整个体系的能量最低,故D正确;
故选:A。
2.下列化学用语表达正确的是( )
A.碳﹣12原子C
B.N2电子式
C.次氯酸的结构式 H﹣Cl﹣O
D.硫离子结构示意图
【解答】解:A.碳﹣12的质量数为12,元素符号的左上角为质量数、左下角为质子数,正确的表示方法为:612C,故A错误;
B.氮气中含有氮氮三键,氮气正确的电子式为:,故B错误;
C.次氯酸中存在1个氢氧键和1个氧氯键,次氯酸正确的结构式为 H﹣O﹣Cl,故C错误;
D.硫离子的核外电子总数为18,其离子结构示意图为,故D正确;
故选:D。
3.下列比较正确的是( )
A.第一电离能:I1(P)>I1(S)
B.离子半径:r(Al3+)>r(O2﹣)
C.能级能量:E(4s)>E(3d)
D.电负性:K原子>Na原子
【解答】解:A.P的原子外层电子为半充满状态,第一电离能较大,故A正确;
B.Al3+与O2﹣的核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,故B错误;
C.根据构造原理可知能级能量应为E(3d)>E(4s),故C错误;
D.同主族元素从上到下电负性逐渐减弱,故D错误。
故选:A。
4.2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善元素周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟49In等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是( )
A.铟是第五周期第ⅢA族元素
B.In的中子数为66
C.原子半径:In>Al
D.碱性:In(OH)3>RbOH
【解答】解:A.In的原子序数为49,原子核外有5个电子层,数目分别为2、8、18、18、3,则铟处于第五周期第ⅢA族,故A正确;
B.In的中子数为115﹣49=66,故B正确;
C.同主族元素从上到下原子半径增大,则原子半径:In>Al,故C正确;
D.金属性Rb>In,元素的金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强,则碱性In(OH)3<RbOH,故D错误;
故选:D。
5.某元素的原子最外电子层排布是6s26p4,该元素或其化合物不可能具有的性质是( )
A.该元素单质可能是导体
B.该元素的最高化合价呈+6价
C.该元素单质能与氢气反应生成气态氢化物
D.该元素价电子轨道中有2个未成对电子
【解答】解:A.原子最外电子层排布是6s26p4,为Po元素,为金属单质,具有导电性,故A不选;
B.最外层电子数为6,最高化合价为+6价,故B不选;
C.位于周期表第六周期第ⅥA族,金属性较强,在化学反应中易失去电子,难以得到电子,不能形成氢化物,故C选;
D.原子最外电子层排布是6s26p4,该元素价电子轨道中有2个未成对电子,故D不选;
故选:C。
6.x、y为两种元素的原子,x的阴离子与y的阳离子具有相同的电子层结构,由此可知( )
A.x的原子半径大于y的原子半径
B.x的电负性大于y的电负性
C.x的还原性大于y的还原性
D.x的第一电离能小于y 的第一电离能
【解答】解:x为非金属,y为金属,且x在y的上一周期,
A.电子层越多,原子半径越大,则x的原子半径小于y的原子半径,故A错误;
B.非金属性越强,电负性越大,则x的电负性大于y的电负性,故B正确;
C.金属性越强,还原性越强,则x的还原性小于y的还原性,故C错误;
D.金属性越强,第一电离能越小,则x的第一电离能大于y 的第一电离能,故D错误;
故选:B。
7.具有下列电子层结构的原子,其对应元素一定属于同一周期的是( )
A.两种原子的电子层上全部都是s电子
B.3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上有一个未成对电子的原子
C.最外层电子排布式为2s22p6的原子和最外层电子排布式为2s22p6的离子
D.原子核外的M层上的s能级和p能级都填满了电子,而d轨道上尚未排有电子的两种原子
【解答】解:A.两种原子的电子层上全部都是s电子,均为1s或均为1s、2s电子,则为短周期一或二周期元素,为同周期元素,如H与Li不同周期,故A不选;
B.3p能级上只有一个空轨道的原子,为Si元素,3p能级上有一个未成对电子的原子为Cl,均为第三周期元素,故B选;
C.最外层电子排布式为2s22p6的原子为Ne,最外层电子排布式为2s22p6的离子为O或Na等,不一定为同周期元素,故C不选;
D.原子核外M层上的s、p轨道都充满电子,而d轨道上没有电子,符合条件的原子的核外电子排布式有1s22s22p63s23p6为氩原子,1s22s22p63s23p64s1为钾原子,1s22s22p63s23p64s2为钙原子,不一定处于同一周期,故D不选;
故选:B。
8.对基态碳原子核外两个未成对电子的描述,错误的是( )
A.电子云形状相同 B.自旋方向相同
C.能量相同 D.在同一轨道
【解答】解:A.碳原子核外两个未成对电子,都属于2p轨道,p轨道沿x、y、z轴的方向电子云密度大,呈现哑铃型,则电子云形状相同,故A正确;
B.p能级有三个轨道,不同电子优先占据空轨道,并且自旋方向相同,所以碳原子核外两个未成对电子,自旋方向相同,故B正确;
C.碳原子核外两个未成对电子,都属于2p轨道,能量相同,故C正确;
D.p能级有三个轨道,不同电子优先占据空轨道,所以碳原子核外两个未成对电子,不在同一轨道,故D错误;
故选:D。
9.下列关于元素第一电离能的说法不正确的是( )
A.钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能,故钾的活泼性强于钠
B.对于同一元素而言,原子的逐级电离能越来越大
C.最外层排布为ns2np6(若只有K层时为1s2)的原子,第一电离能较大
D.因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小,故第一电离能必依次增大
【解答】解:A.K和Na同族,最外层电子数均为1,钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能,更容易失去最外层的电子,更活泼,故A正确;
B.对同一元素而言,失去电子的个数越多,失电子的能力越弱,原子的逐级电离能越来越大,故B正确;
C.最外层排布为ns2np6(若只有K层时为1s2)的原子,外围电子处于全满的结构,原子能量较低,第一电离能较大,故C正确;
D.同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小,第一电离能总体上增大,但当外围电子在能量相等的轨道上形成全空(p0,d0,f0)、半满(p3,d5,f7)或全满(p6,d10,f14)结构时,原子的能量较低,元素的第一电离能较大,故D错误,
故选:D。
10.下列各组元素的性质正确的是( )
A.第一电离能:N>O>C B.非金属性:F>N>O
C.最高正价:F>S>Si D.原子半径:P>N>C
【解答】解:A.一般情况下,非金属性越强,第一电离能越大。但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,所以氮元素的非金属性虽然弱于氧元素的,但第一电离能却大于氧元素,所以第一电离能:N>O>C,故A正确;
B.同周期主族元素自左至右非金属性逐渐增大,所以非金属性:F>O>N,故B错误;
C.F没有正价,故C错误;
D.电子层数越多原子半径越大,电子层数相同核电荷数越小半径越大,所以原子半径:P>C>N,故D错误;
故选:A。
11.下列说法正确的是( )
A.电子仅在激发态跃迁到基态才产生原子光谱
B.非金属元素全部处在元素周期表的p区
C.核电荷数为26的元素原子核外价电子排布图为
D.核外电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中可能不含未成对电子
【解答】解:A.电子在激发态跃迁到基态时,会产生发射光谱,电子由基态跃迁到激发态时,会产生吸收光谱,吸收光谱与发射光谱总称原子光谱,故A错误;
B.氢元素在s区,其它非金属元素位于p区,故B错误;
C.Fe原子3d能级上有6个电子,4s能级上有2个电子,该原子最稳定、能量最低,即铁原子核外价电子排布图为,故C正确;
D.每个原子轨道最多容纳2个电子,核外电子数为奇数的基态原子,原子轨道中一定有未成对电子,故D错误;
故选:C。
12.表中是A、B、C、D、E五种短周期元素的某些性质,下列判断正确的是( )
元素
A
B
C
D
E
最低化合价
﹣4
﹣2
﹣1
﹣2
﹣1
电负性
2.5
2.5
3.0
3.5
4.0
A.C、D、E的氢化物的稳定性:C>D>E
B.元素A的原子最外层轨道中无自旋状态相同的电子
C.元素B、C之间不可能形成化合物
D.与元素B同周期且第一电离能最小的元素的单质能与H2O发生置换反应
【解答】解:由以上分析可知A为C元素,B为S元素,C为Cl元素,D为O元素,E为F元素。
A.非金属性F>O>Cl,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,故A错误;
B.A为C元素,价层电子为2s22p2,p轨道有2个电子,自旋状态相同,故B错误;
C.元素B、C之间可形成化合物S2Cl2等,故C错误;
D.与元素B同周期且第一电离能最小的元素的单质为Na,为活泼金属,能与H2O发生置换反应生成氢气,故D正确。
故选:D。
13.已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3,Z元素可以形成负一价离子,下列说法正确的是( )
A.X元素原子基态时的电子排布式为[Ar]3d104p3
B.X元素是第四周期第ⅤA族元素
C.Y元素原子的电子排布图为
D.Z元素具有两性
【解答】解:根据分析可知,X为As,Y为O,Z为H元素,
A.X为As,其原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3或1s22s22p63s23p63d104s24p3,故A错误;
B.砷原子核外含有4个电子层,最外层含有6个电子,处于第四周期第ⅤA族,故B正确;
C.Y为氧元素,其原子价电子排布图为,故C错误;
D.氢元素为非金属元素,不具有两性,故D错误;
故选:B。
14.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表:下列叙述正确的是( )
元素代号
L
M
X
R
T
原子半径/nm
0.160
0.143
0.102
0.089
0.074
主要化合价
+2
+3
+6、﹣2
+2
﹣2
A.R的氧化物对应的水化物可能具有两性
B.X单质可在氧气中燃烧生成XO3
C.离子半径大小:r (M3+)>r (T2﹣)
D.L2+和X2﹣的核外电子数相等
【解答】解:短周期主族元素中,元素最高正化合价与其族序数增大,最低负化合价=族序数﹣8,原子电子层数越多其原子半径越大,同一周期元素,原子半径随着原子序数增大而减小;
根据表中数据知,L、R属于第IIA族元素,原子半径L>R,则L是Mg、R是Be元素;
M属于第IIIA族元素,原子半径M>R,则M是Al元素;
X、T最低负价是﹣2,则X和T属于第VIA族元素,X有正化合价、T没有正化合价,所以X是S、T是O元素,
A.R是Be元素,根据对角线规则知,Al和Be性质相似,所以氢氧化铍可能具有两性,故A正确;
B.X是S元素,S单质在氧气中燃烧生成二氧化硫,二氧化硫和氧气在催化剂、加热条件下反应生成三氧化硫,故B错误;
C.M是Al元素、T是O元素,电子层结构相同的离子,离子半径随着原子序数增大而减小,所以离子半径r(M3+)<r(T2﹣),故C错误;
D.L是Mg元素、X是S元素,镁离子核外有10个电子、硫离子核外有18个电子,所以两种离子核外电子数不等,故D错误;
故选:A。
15.已知X、Y元素同周期,且电负性X>Y,下列说法错误的是( )
A.第一电离能:Y可能小于X
B.气态氢化物的稳定性:Y强于X
C.最高价含氧酸的酸性:X强于Y
D.X和Y形成化合物时,X显负价,Y显正价
【解答】解:X、Y元素同周期,且电负性X>Y,则非金属性X>Y。
A.一般非金属性强的,其第一电离能大,但原子各能级处于全满、半满稳定状态时,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,第一电离能:Y可能大于X,如N>O等,故第一电离能:Y可能大于或小于X,故A正确;
B.若X、Y均为非金属,元素的非金属性越强,其气态氢化物的稳定性越强,非金属性X>Y,则气态氢化物的稳定性Y小于X,故B错误;
C.同周期元素,电负性X>Y,故非金属性X>Y,非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,故C正确;
D.电负性X>Y,则X元素对电子吸引力更强,与Y化合时X表现负价,Y表现正价,故D正确,
故选:B。
16.在以离子键为主的化学键中常含有共价键的成分,两种元素电负性差异越小,其共价键成分越大.下列各对原子形成的化学键中共价键成分最多的是( )
A.K与F B.Na与F C.Al与Cl D.Mg与Cl
【解答】解:活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键,各对原子形成化学键中共价键成分最多,说明离子键成分最少,则金属、非金属元素应该最不活泼,
选项中K、Na、Al、Mg四种金属元素中最不活泼的为Al,F、Cl元素的非金属性F>Cl,
所以原子形成的化学键中共价键成分最多的为Al和Cl,
故选:C。
17.下列说法错误的是( )
A.价电子排布式为5s25p5的元素位于第5周期第ⅦA族
B.最外层有3个未成对电子的基态原子,一定属于主族元素
C.前三周期未成对电子数等于电子层数的元素有3种
D.第三周期第一电离能介于铝与磷之间的元素有3种
【解答】解:A.价电子排布式为5s25p5的元素位于第五周期第ⅦA族,故A正确;
B.最外层有3个未成对电子的基态原子,其价电子构型为ns2np3,是第ⅤA族元素,故B正确;
C.前三周期未成对电子数等于电子层数的元素有H、C、O、P,共四种,故C错误;
D.第三周期中,元素的第一电离能介于铝和磷之间的元素有Mg、Si、S三种,故D正确;
故选:C。
二、多选题
(多选)18.如图为元素周期表中短周期的一部分,关于Y、Z、M的说法正确的是( )
A.非金属性:Y>M>Z
B.离子半径:M﹣>Z2﹣>Y﹣
C.稳定性:HY>HM
D.三种元素中,Y的最高价氧化物对应的水化物酸性最强
【解答】解:A.同周期从左向右非金属性增强,同主族从上到下非金属性减弱,则非金属性:Y>M>Z,故A正确;
B.电子层结构相同时,核电荷数越大离子半径越小,则离子半径:Z2﹣>M﹣>Y﹣,故B错误;
C.非金属性Y>M。元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,故C正确;
D.Y为F,无正价,而M的最高价氧化物对应的水化物酸性最强,故D错误。
故选:AC。
(多选)19.下列说法不正确的是( )
A.ⅠA元素的电负性从上到下逐渐减小,而ⅦA元素的电负性从上到下逐渐增大
B.最外层电子排布为ns2np6(若只有K层时为1s2)的原子,第一电离能较大
C.碳原子由1s22s22p2转化成1s22s12p3,这一过程中释放能量
D.NaH的存在能支持可将氢元素放在ⅦA的观点
【解答】解:A.ⅠA元素从上到下,非金属性减弱,金属性增强,所以电负性从上到下逐渐减小;ⅦA族元素从上到下非金属性减弱,Ⅶ元素的电负性从上到下逐渐减小,故A错误;
B.电子排布为全满或半满时为稳定状态,最外层电子排布为ns2np6(若只有K层时为1s2)的原子,为稳定状态,不容易失电子,所以第一电离能较大,故B正确;
C.由基态转化成激发态,电子能量增大,需要吸收能量,碳原子由1s22s22p2转化成1s22s12p3,这一过程中会吸收能量,故C错误;
D.NaH中的H元素最低为﹣1,则H可以放在放在ⅦA族中,故D正确;
故选:AC。
(多选)20.下列说法正确的是( )
A.所有原子的任一能层的 s 电子的电子云轮廓图都是球形,只是半径大小不同
B.各原子能级之间的能量差完全一致,这是量子力学中原子光谱分析的理论基础
C.1s 电子云界面图是一个球面,小黑点的疏密程度来表示电子在空间出现概率大小
D.原子中电子在具有确定半径的圆周轨道上像火车一样高速运转着
【解答】解:A.s电子云轮廓图都是球形,球半径与能层数成正比,能层数越大,其半径越大,所以所有原子的任一能层的 s 电子的电子云轮廓图都是球形,只是半径大小不同,故A正确;
B.不同原子的核电荷数不同,则能级之间的能量差不完全一致,故B错误;
C.1s能级电子云轮廓图是一个球面,电子云表示电子在原子核外出现机率的大小,用小黑点的疏密程度来表示电子在核外空间出现概率大小的图形,故C正确;
D.电子没有固定的轨道,在一定范围内高速运动,原子中电子的运动区域没有确定的半径,故D错误;
故选:AC。
三、推断题
21.W、X、Y、Z、N是短周期元素,它们的核电荷数依次增大。
元素
元素性质或原子结构
W
单质在氯气中燃烧,产生苍白色火焰
X
在Y的上一周期,原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等
Y
元素的离子半径在该周期中最小
Z
原子核外p能级上的电子总数比s能级上的电子总数多2
N
最外层电子数比次外层电子数少1
(1)W单质的化学式为 H2 ,Z元素原子核外有 8 个原子轨道填充了电子。
(2)Y、Z和N三种元素第一电离能由大到小的顺序为 Cl>Si>Al (填元素符号),写出Y3+在过量氨水中反应的离子方程式 Al3++3NH3•H2O═Al(OH)3↓+3NH4+ 。
(3)书写W与N形成的HCl的电子式 。
(4)Z元素原子共有 14 种不同运动状态的电子。
【解答】解:由分析可知,W为H、X为O、Y为Al、Z为Si、N为Cl。
(1)W单质的化学式为 H2,Z元素原子核外电子排布式为1s22s22p62s22p2,核外有8个原子轨道填充了电子,
故答案为:H2;8;
(2)同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,Al、Si和Cl三种元素第一电离能由大到小的顺序为:Cl>Si>Al,Al3+在过量氨水中反应的离子方程式为:Al3++3NH3•H2O═Al(OH)3 ↓+3NH4+,
故答案为:Cl>Si>Al;Al3++3NH3•H2O═Al(OH)3 ↓+3NH4+;
(3)用电子式表示HCl形成过程:,
故答案为:;
(4)能层、能级、原子轨道、自旋方向决定电子运动状态,核外没有运动状态相同的电子,Si元素原子共有 14种不同运动状态的电子,
故答案为:14。
四、解答题
22.按要求完成下列各小题。
(1)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn) 大于 (填“大于”或“小于”)I1(Cu)。原因是 Zn的3d能级与4s能级为全满稳定结构,较难失电子 。
(2)元素Mn与O中,第一电离能较大的是 O 。
(3)元素铜与镍的第二电离能分别为ICu=1958kJ•mol﹣1、INi=1753kJ•mol﹣1,ICu>INi的原因是 Cu+电子排布呈半充满状态,比较稳定,失电子需要能量高,第二电离能数值大 。
(4)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na),原因是 Na与Li同主族,Na的电子层数更多,原子半径更大,故第一电离能更小 。I1(Be)>I1(B)>I1(Li),原因是 Li、Be和B为同周期元素,同周期元素从左至右,第一电离能呈现增大的趋势,但由于基态Be原子的s能级轨道处于全充满状态,能量更低更稳定,故其第一电离能大于B 。
【解答】解:(1)Cu价电子为3d104s1,Zn价电子为3d104s2,全满,稳定,难失去电子,因此第一电离能I1(Zn)大于I1(Cu),原因是Zn的3d能级与4s能级为全满稳定结构,较难失电子,
故答案为;大于;Zn的3d能级与4s能级为全满稳定结构,较难失电子;
(2)元素Mn与O中,由于O元素是非金属元素而Mn是过渡元素,其失电子能力越强,其第一电离能越小,反应中Mn易失电子、O易得电子,所以第一电离能较大的是O,
故答案为:O;
(3)Cu+的外围电子排布为3d10,呈半充满状态,比较稳定,Ni+的外围电子排布为3d84s1,Cu+的核外电子排布更稳定,失去第二个电子更难,元素铜的第二电离能高于镍的,
故答案为:Cu+电子排布呈半充满状态,比较稳定,失电子需要能量高,第二电离能数值大;
(4)I1(Li)>I1(Na),原因是Na与Li同主族,Na的电子层数更多,原子半径更大,故第一电离能更小,I1(Be)>I1(B)>I1(Li),原因是Li、Be和B为同周期元素,同周期元素从左至右,第一电离能呈现增大的趋势,但由于基态Be原子的s能级轨道处于全充满状态,能量更低更稳定,故其第一电离能大于B,
故答案为:Na与Li同主族,Na的电子层数更多,原子半径更大,第一电离能更小;Li、Be和B为同周期元素,同周期元素从左至右,第一电离能呈现增大的趋势,但由于基态Be原子的s能级轨道处于全充满状态,能量更低更稳定,其第一电离能大于B。
23.研究物质的微观结构,有助于人们理解物质变化的本质.请回答下列问题.
(1)C、Si、N元素的电负性由大到小的顺序是 N>C>Si .
(2)A、B均为短周期金属元素.依据下表数据,写出B原子的电子排布式: 1s22s22p63s2 .
电离能/kJ•mol﹣1
I1
I2
I3
I4
A
932
1 821
15 390
21 771
B
738
1 451
7 733
10 540
(3)依据第2周期元素第一电离能的变化规律,参照图中B、F元素的位置,用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置.
(4)基态铜原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1 .
(5)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号为 M ,该能层具有的原子轨道数为 9 、电子数为 4 .
【解答】解:(1)同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增强,则电负性:N>C,同主族元素从上到下电负性逐渐减弱,则电负性:C>Si,则有N>C>Si,故答案为:N>C>Si;
(2)由表中数据可知,A、B元素的第三电离能都剧增,故表现+2价,为第ⅡA族元素,B的第一电离能比A的小,故B为Mg元素,原子的电子排布式为1s22s22p63s2,
故答案为:1s22s22p63s2;
(3)同周期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势,但氮元素的2p能级容纳3个电子,处于半满稳定状态,能力降低,氮元素的第一电离能高于同周期相邻元素,故C、N、O三种元素的相对位置为,故答案为:;
(4)Cu是29号元素,原子核外电子数为29,基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,故答案为:1s22s22p63s23p63d104s1;
(5)Si原子核外电子数为14,基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p2,电子占据的最高能层符号为M,该能层具有的原子轨道数为1+3+5=9、电子数为4,
故答案为:M;9;4.
24.Ⅰ.如图是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素。
(1)写出基态时Q元素原子的电子排布式 1s22s22p63s23p63d104s24p1 ,J元素原子的外围电子排布图 。
(2)下列对比正确的是 cd 。
a.原子半径H>G>B>A b.第一电离能E>D>C>B
c.电负性A>H>G>Q d.最高价氧化物的水化物酸性B>A>H>G
(3)关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的外围电子排布特点的有关叙述不正确的是 bc 。
a.L位于元素周期表第五周期ⅠA族,属于s区元素
b.O位于元素周期表第七周期Ⅷ族,属于ds区元素
c.M的外围电子排布式为6s1,属于ds区元素
d.H所在族的外围电子排布式为ns2np2,属于p区元素
Ⅱ.已知A、B、C、D、E、F、G都是元素周期表中短周期主族元素,它们的原子序数依次增大。A是元素周期表中原子半径最小的元素,D3B中阴、阳离子具有相同的电子层结构,B、C均可分别与A形成10电子分子,B、C属同一周期,两者可以形成许多种共价化合物,C、F属同一主族,B原子最外电子层的p能级上的电子处于半满状态,C的最外层电子数是内层电子数的3倍,E最外层电子数比最内层多1.请用具体的元素回答下列问题:
(4)F、G元素对应的最高价含氧酸中酸性较强的化学式为 HClO4 。
(5)第一电离能:B > C,电负性:C > F.(填“<”、“>”或“=”)
(6)A、C形成的一种绿色氧化剂X有广泛应用,X分子中A、C原子个数比为1:1,X的电子式为 ,试写出Cu、稀硫酸与X反应制备硫酸铜的离子方程式 Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O 。
(7)写出E与D的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式 Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O 。
【解答】解:Ⅰ.由元素在周期表的位置可知:A为碳元素、B为氮元素、C为氧元素、D为氟元素、E为氖元素、F是硫元素、G为铝元素、H 硅元素、Q鎵元素;
(1)Q元素是31号鎵,原子的电子排布式1s22s22p63s23p63d104s24p1,J元素为铁元素,价电子为3d64s2,价电子排布图为,
故答案为:1s22s22p63s23p63d104s24p1;;
(2)a.原子半径同一周期从左到右减小(稀有气体除外),同一主族从上到下原子半径增大,所以Al>Si,故a错误;
b.同一周期从左到右第一电离能增大,氮元素2p能级为半充满状态,第一电离能大于相邻的氧元素,即N>O,故b错误;
c.同一周期从左到右电负性增强,同主族从上到下电负性减小,故c正确;
d.最高价氧化物的水化物酸性:HNO3>H2CO3>H2SiO3>Al(OH)3,故d正确;
故答案为:cd;
(3)a.L为铷元素,位于周期表中第五周期ⅠA族价电子排布为5s1,属于s区元素,故a正确;
b.Ⅷ族的元素属于d区,O位于周期表中第七周期Ⅷ族,属于d区元素,故b错误;
c.M的外围电子排布式为6s1,属于s区元素,故c错误;
d.H所在族位置IVA族,外围电子排布式为ns2np2,属于p区元素,故d正确;
故答案为:ad;
Ⅱ.A是元素周期表中原子半径最小的元素,A为氢元素;B原子最外电子层的p能级上的电子处于半满状态,B是氮元素;C的最外层电子数是内层电子数的3倍,C是氧元素;C、F属同一主族,F是硫元素;E最外层电子数比最内层多1,E是铝;D3B中阴、阳离子具有相同的电子层结构,D是钠;G原子序数大于硫,G为氯元素;
(4)F是硫元素、G为氯元素;F、G元素对应的最高价含氧酸中H2SO4和HClO4,氯元素的非金属大于硫元素,HClO4的酸性较强,
故答案为:HClO4;
(5)B是氮元素、C是氧元素;由于B原子最外电子层的p能级上的电子处于半满状态,所以第一电离能:B>C;C是氧元素、F是硫元素;电负性:C>F,
故答案为:>;>;
(6)A为氢元素、C是氧元素;A、C形成的一种绿色氧化剂X有广泛应用,X分子中A、C原子个数比为1:1,X为过氧化氢,电子式为;Cu、稀硫酸与H2O2反应生成硫酸铜和水,离子方程式为Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O,
故答案为:;Cu+2H++H2O2=Cu2++2H2O;
(7)E是铝、D是钠;D的最高价氧化物对应的水化物为氢氧化钠,E的最高价氧化物对应的水化物为氢氧化铝,氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水,化学方程式为Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,
故答案为:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O。
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