第03讲 电离能与电负性的综合应用 （重难点讲义）化学苏教版选择性必修2

第03讲 电离能与电负性的综合应用 重难目标 1.理解第一电离能、电负性的含义，能说出它们在周期表中的递变规律。 2.能解释同周期第一电离能变化中ⅡA族大于ⅢA族、ⅤA族大于ⅥA族的原因。 3.能根据逐级电离能的突跃判断元素的最外层电子数和常见化合价。 4.能用电负性判断元素的金属性与非金属性、元素在化合物中化合价的正负和化学键的类型。 考情分析 电离能和电负性是元素性质递变规律的定量描述，既在选择题中考查递变规律和反常现象，也在结构综合题中与原子半径、元素推断结合命题。具有以下命题特点： 规律判断：同周期、同主族第一电离能和电负性的变化，反常位置（Be与B、N与O、Mg与Al、P与S）出现频率最高。 数据分析：给出逐级电离能或电负性数据，判断元素的最外层电子数、化合价和元素种类。 综合推断：以短周期元素或第四周期元素为背景，把电离能、电负性与原子半径、简单离子半径、氢化物稳定性放在一起比较。 一、电离能 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，符号为I1，常用单位kJ/mol。第一电离能越小，原子越容易失去电子，金属性越强。 2.1—20号元素第一电离能随原子序数的变化如下： 3.递变规律：同一周期从左到右，原子半径逐渐减小、核对外层电子的吸引逐渐增强，第一电离能总体呈增大趋势，稀有气体元素最大、碱金属元素最小；同一主族从上到下，电子层数增多、原子半径增大，第一电离能逐渐减小。 4.同周期中的两处反常：ⅡA族大于ⅢA族，如I1(Be)＞I1(B)、I1(Mg)＞I1(Al)，因为ⅡA族元素的外围电子排布为ns2，s能级全充满；ⅤA族大于ⅥA族，如I1(N)＞I1(O)、I1(P)＞I1(S)，因为ⅤA族元素的p能级为半充满的np3。全充满、半充满结构能量较低、较稳定，失去电子需要的能量更多。 5.逐级电离能：同一元素的逐级电离能依次增大，即I1＜I2＜I3＜…，因为失去电子后离子所带正电荷增多，核对剩余电子的吸引增强。当最外层电子已全部失去、开始失去次外层电子时，电离能出现突跃：突跃前失去的电子数就是该元素原子的最外层电子数，对多数主族元素（O、F除外）它也等于该元素的最高正化合价。如镁的I1、I2较小而I3突然增大，说明最外层有2个电子，常见化合价为＋2。 二、电负性 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。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，鲍林以氟的电负性为4.0、锂为1.0作为相对标准。电负性越大，原子吸引键合电子的能力越强。 2.递变规律：同一周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，同一主族从上到下电负性逐渐减小。因此电负性最大的元素是氟，位于周期表右上方；电负性较小的元素位于左下方（不考虑放射性元素时为铯）。 3.电负性的应用： ①判断元素的金属性与非金属性：电负性越大，非金属性越强；电负性越小，金属性越强。通常把电负性1.8作为大致的分界，电负性小于1.8的多为金属元素。 ②判断化合价的正负：形成化合物时，电负性大的元素吸引键合电子的能力强，显负价；电负性小的元素显正价。如NaH中H显−1价，HCl中H显＋1价。 ③判断化学键的类型：两种元素电负性差值较大（一般大于1.7）时通常形成离子键，差值较小时通常形成共价键。 ④对角线规则：周期表中处于对角线位置的元素（如Li与Mg、Be与Al、B与Si）电负性相近，性质相似。 三、电离能与电负性的综合比较 1.两者的变化趋势一致：同周期主族元素从左到右都增大（第一电离能有反常），同主族从上到下都减小。两者都能反映元素的金属性与非金属性，但不能互相代替：电负性大的元素第一电离能不一定大，如电负性O＞N，而第一电离能N＞O。 2.比较题的处理顺序：先按位置判断周期和族，再看是否落在ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA的反常位置，最后结合原子半径和外围电子排布作答。 比较对象 同周期（左→右） 同主族（上→下） 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 第一电离能 总体增大，ⅡA＞ⅢA、ⅤA＞ⅥA 逐渐减小 电负性 逐渐增大 逐渐减小 金属性 逐渐减弱 逐渐增强 3.常见的结论性判断：第一电离能最大的元素是氦，电负性最大的元素是氟；同周期稀有气体元素的第一电离能最大；金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素一般大于1.8。 题型01 第一电离能的递变规律与反常 【典例1】（2025-2026高二上·贵州毕节·期末）W、X、Y、Z、M是5种短周期元素，其第一电离能与原子序数关系如图所示，且M元素原子的价层电子排布式为(n+2)sn。下列说法正确的是 A．电负性大小关系：χ(Y)>χ(Z)>χ(X) B．同周期第一电离能大于X的元素有三种 C．W与M可形成离子化合物 D．基态Z原子的核外电子有8种不同的空间运动状态 【对练1】前18号元素可以将它们按原子序数递增的顺序排成如图所示的“蜗牛”形状，图中每个“·”代表一种元素，其中O点代表氢元素。下列说法错误的是 A．虚线相连的元素处于同一族 B．a、b、c、d、e的原子半径依次增大 C．最简单气态氢化物的热稳定性：a<b D．第一电离能：d>e>c 【对练2】已知X、Y、Z、W、P为原子序数依次增大的短周期主族元素，元素X原子核内没有中子，Y的一种核素可用于测定一些文物的年代，基态Z原子的价层电子排布式为nsnnp2n-1，P的原子序数是W的2倍。下列说法正确的是 A．第一电离能：W>Z>Y B．氧化物对应水化物的酸性：P>Z>Y C．简单离子半径：P>Z>W D．最高正化合价：W>Z>Y 题型02 电负性的递变规律与应用 【典例2】（2025-2026高二下·安徽亳州·期中）已知33As、35Br位于同一周期。 (1)33As、35Br电负性强的是_____。 (2)P、S、Cl、As原子半径由大到小的顺序是_________。 (3)S2-、Cl-、As3-离子半径由大到小的顺序是_________。 (4)S2-、Cl-、Br-中，还原性最弱的是_____。 (5)Cl、As、Br的气态氢化物中，稳定性由强到弱的顺序是_________(用化学式表示)。 (6)P、S、As的最高价氧化物的水化物中，酸性由强到弱的顺序是_________(用化学式表示)。 【对练3】硫酸氢氯吡格雷片(C16H16ClNO2S⋅H2SO4)是抗血小板凝聚药物，下列说法正确的是 A．电负性：χ(C)>χ(H) B．稳定性：H2S＞H2O C．离子半径：r(Cl−)>r(S2−) D．第一电离能：I1(S)>I1(N) 【对练4】一种除草剂的结构如图所示，X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y、Z、W位于同一周期，Z与R同主族。下列有关说法正确的是 A．电负性：R>W>X B．X原子核外电子只有一种运动状态 C．第一电离能：W>Z>Y D．氧化物对应水化物的酸性：Z>R>Y 题型03 电离能数据的分析与元素推断 【典例3】（2024-2025高二上·陕西西安·期末）下图中，能正确表示第三周期部分元素的第三电离能(I3)与原子序数关系的是 A． B． C． D． 【对练5】铝合金是目前用途广泛的合金之一，铝合金常含有Cu、Mn、Zn、Si等元素，下列说法正确的是 A．第三周期元素中第一电离能介于Mg和Si之间的元素有1种 B．上述元素位于d区的有3种 C．基态Zn原子最外层电子的电子云轮廓图： D．基态Cu原子最外层处于半充满状态 【对练6】X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大，X的基态原子有2个未成对电子，Y的族序数为周期数的3倍，Z、M、Q在同一周期，三者的最外层电子数之和为11，Z是同周期元素中电负性最小的元素，M的价电子数是Z的3倍。下列说法不正确的是 A．Y、Z、M形成的简单离子半径大小顺序为：Y>Z>M B．同周期中第一电离能介于M与Q之间的元素有4种 C．电负性：Q>Y>X D．基态Q原子的电子占据的最高能级的电子云轮廓图为哑铃形 题型04 结构与性质的综合推断 【典例4】（2024-2025高二上·贵州毕节·期末）短周期主族元素W、R、X、Y、Z的原子序数依次增大，基态W原子核外有三个能级，且每个能级上电子数相等，X的价层电子排布是nsnnp2n。短周期中，Y的原子半径最大，Z的最高价氧化物对应的水化物和Z的氢化物在水中都完全电离。下列叙述错误的是 A．电负性：X>W>Y B．简单离子半径：Z>X>Y C．最简单氢化物的稳定性：X>R D．第一电离能：X>R>W 【对练7】某医药中间体的分子结构式如图，Q、R、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，X和Y同族。下列说法错误的是 A．第一电离能：W＞X＞R B．原子半径：Y＞Z且Y＞X C．单质与Q2化合的能力：X2＜W2 D．基态Y和Z原子中均有5种能量不同的电子 【对练8】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期主族元素，其中W、X、Y位于不同周期，X基态原子中s能级与p能级电子总数相同，最外层电子数X是Z的两倍，第一电离能Z>Y，下列说法正确的是 A．简单离子的氧化性：Y>Z B．Y元素最高价氧化物对应水化物是一种弱碱 C．简单离子半径：Y>Z>X D．由W、X、Y、Z四种元素形成的化合物的水溶液显碱性 1．（2024-2025高三上·湖北武汉·期末）X、Y、Z为不同短周期的元素，W与X在同一主族且不相邻，Y的电负性大于Z，基态Z原子的未成对电子数目为同周期最多，4种元素组成的化合物如图。下列说法一定正确的是 A．化合物是酸式盐 B．离子半径：Y2−>W+ C．氢化物熔点：W>Z D．第一电离能：Y<Z 2．（2026-2027高三上·湖北黄石·阶段检测）下图为一种结构有趣的“糖葫芦”分子，其中W、X、Y、Z四种元素位于同一主族的相邻周期。X的电负性大于Z，工业上利用沸点差异从空气中分离出Y的单质。E是短周期元素。E与Y的价电子数之和与Mg的质子数相同，W3−与E−的电子结构相同。下列说法错误的是 A．W、Y形成的最高价氧化物的水化物分子式不同 B．第一电离能：E>W>X C．已知电负性有Y>Cl>W，则WCl3水解生成H3WO3和HCl，YCl3水解生成HYO2和HCl D．简单离子半径：W>E>Y 3．（2025-2026高二上·陕西渭南·期末）X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，常温下W的单质为淡黄色固体，基态Y原子的2p轨道有4个电子，X、Y、Z为同周期且相邻的元素。下列说法正确的是 A．最高正化合价：Z > W = Y > X B．原子半径：W > X > Y C．第一电离能：Z > Y > X D．电负性：W > Z > X 4．（2024-2025高二上·浙江湖州·期末）X、Y、Z、W四种短周期主族元素，原子序数依次增大。X、Y、Z位于同一周期，且只有X、Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子，W原子在同周期中原子半径最大。下列说法不正确的是（ ） A．第一电离能：Y＞Z＞X B．简单气态氢化物的稳定性：X＜Y＜Z C．化合物WZ中两种离子半径的大小关系：W＜Z D．电负性：Z＞Y＞X＞W 5．（2025·四川雅安·一模）某化合物的化学式为XYZ2。X、Y、Z均为短周期元素，X与Y同主族，X与Z同周期，Y是地壳中含量最多的元素，Z的氢化物是一种常见一元强酸。下列说法正确的是 A．原子半径：Z＞X＞Y B．含氧酸的酸性：X＜Z C．XYZ2为共价化合物，含有极性键 D．简单氢化物的稳定性：X＞Y＞Z 6．（2025-2026高二上·云南文山·期末）有aXn﹣和bYm﹢两种简单离子(X、Y均为短周期元素，m、n均不大于2)，已知Xn−比Ym+多两个电子层，下列说法正确的是 A．X只能是第三周期元素 B．a-b+n+m等于10或13 C．b不大于5 D．Y不可能是金属元素 7．（2026-2027高三上·重庆沙坪坝·开学考试）化合物YW4X5Z8⋅4W2Z(M=273g⋅mol−1)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增加，4种元素的原子序数之和为21。Y的气体单质在医疗中常用于冷冻治疗，Z的单质是一种常见的氧化剂。该化合物的热重曲线如图所示。下列叙述错误的是 A．Y与X最高价氧化物对应水化物酸性：Y>X B．在100℃~200℃热分解时失去4个W2Z C．剩余质量分数为67.4%时所对应物质化学式为WX5Z8 D．470℃左右分解基本完全，生成固体化合物X2Z3 8．（2025-2026高三上·云南·期中）短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X原子的最外层s轨道与p轨道上的电子数相同，Y原子的价电子数等于X原子的核外电子总数，Z原子的价电子所在能层有9个轨道，4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是 A．电负性：W>X B．基态Z原子的电子空间运动状态有11种 C．第一电离能大于Y的同周期元素有3种 D．氢化物的熔、沸点：Y>X 9．（2025·云南楚雄·模拟预测）某化合物的化学式为Z3MRY4XY3，X、Y、Z、M、R是5种原子序数依次增大的短周期主族元素。X、Y同周期，X、Y、M的原子序数之和等于Z、R的原子序数之和。Z是同周期除稀有气体元素外原子半径最大的元素，基态R原子有3个未成对电子。下列说法正确的是 A．基态原子的第一电离能：R<M<Z B．简单离子半径：Y>Z>R C．Z3MRY4XY3中只存在共价键 D．Z5RY4XY3溶于水得到的溶液显碱性 10．（2025-2026高二上·黑龙江齐齐哈尔·期末）下列说法正确的是 A．电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大 B．1735Cl与1737Cl得电子能力几乎相同 C．焰色试验是电子从激发态跃迁回基态时才有的现象 D．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 11．（2025-2026高二上·河北衡水·阶段检测）根据题给信息，回答下列问题。 (1)Cr3+基态核外电子排布式为___________________。 (2)钒在元素周期表中的位置为_________________，其价层电子排布图为_______________。 (3)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用____________形象化描述。在基态14C原子中，核外存在________对自旋相反的电子。 (4)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2−和B+具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。四种元素中电负性最大的是________(填元素符号)。 12．（2024-2025高二上·广东·期末）第二周期元素及其化合物在生产、生活中有广泛应用。回答下列问题： (1)基态N原子价层电子轨道表示式为____________；Li位于元素周期表__________区。 (2)基态F原子核外有__________个运动状态不同的电子；第二周期中，基态原子有2个未成对电子的元素为__________（填元素符号）。 (3)锂在火焰上灼烧呈紫红色，与原子核外电子跃迁__________（填“吸收”或“释放”）能量有关；基态C原子核外电子占据的最高能层的符号为__________________________。 (4)铍与铝的性质相似。将BeCl2溶液和Na2[Be(OH)4]溶液混合产生白色沉淀，写出发生反应的离子方程式：________________________________。 (5)N元素的第一电离能高于相邻元素，其原因可能是________________________。 13．（2024-2025高二上·浙江舟山·期末）请回答： (1)基态氮原子的电子排布式为________，电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。 (2)钙元素位于周期表________区，下列状态的钙中，失去最外层的一个电子所需能量最大的是________。 A．[Ar]4s1    B．[Ar]4s2    C．[Ar]4s14p1    D．[Ar]4p1 (3)基态铜原子核外电子有________种运动状态，已知CuO受热分解生成Cu2O和O2，请从铜原子的原子结构来说明CuO受热易分解的原因________________________________。 14．（2025-2026高二上·山东济宁·阶段检测）如图为元素周期表的一部分，元素①～⑦在周期表中的位置如图。回答下列问题： (1)元素①②基态原子核外未成对电子数之比为________。 (2)元素③基态原子的价电子排布式为_______________，原子核外电子有________种空间运动状态。 (3)元素④在周期表中的位置是_______________，其元素名称为________。 (4)下列元素①原子轨道表示式中，能量最高的为________（填标号）。 A． B． C． D． (5)（亮黄色）。配离子[Co(NO2)6]3−的组成元素中，电负性从大到小的顺序为________。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第03讲 电离能与电负性的综合应用 重难目标 1.理解第一电离能、电负性的含义，能说出它们在周期表中的递变规律。 2.能解释同周期第一电离能变化中ⅡA族大于ⅢA族、ⅤA族大于ⅥA族的原因。 3.能根据逐级电离能的突跃判断元素的最外层电子数和常见化合价。 4.能用电负性判断元素的金属性与非金属性、元素在化合物中化合价的正负和化学键的类型。 考情分析 电离能和电负性是元素性质递变规律的定量描述，既在选择题中考查递变规律和反常现象，也在结构综合题中与原子半径、元素推断结合命题。具有以下命题特点： 规律判断：同周期、同主族第一电离能和电负性的变化，反常位置（Be与B、N与O、Mg与Al、P与S）出现频率最高。 数据分析：给出逐级电离能或电负性数据，判断元素的最外层电子数、化合价和元素种类。 综合推断：以短周期元素或第四周期元素为背景，把电离能、电负性与原子半径、简单离子半径、氢化物稳定性放在一起比较。 一、电离能 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，符号为I1，常用单位kJ/mol。第一电离能越小，原子越容易失去电子，金属性越强。 2.1—20号元素第一电离能随原子序数的变化如下： 3.递变规律：同一周期从左到右，原子半径逐渐减小、核对外层电子的吸引逐渐增强，第一电离能总体呈增大趋势，稀有气体元素最大、碱金属元素最小；同一主族从上到下，电子层数增多、原子半径增大，第一电离能逐渐减小。 4.同周期中的两处反常：ⅡA族大于ⅢA族，如I1(Be)＞I1(B)、I1(Mg)＞I1(Al)，因为ⅡA族元素的外围电子排布为ns2，s能级全充满；ⅤA族大于ⅥA族，如I1(N)＞I1(O)、I1(P)＞I1(S)，因为ⅤA族元素的p能级为半充满的np3。全充满、半充满结构能量较低、较稳定，失去电子需要的能量更多。 5.逐级电离能：同一元素的逐级电离能依次增大，即I1＜I2＜I3＜…，因为失去电子后离子所带正电荷增多，核对剩余电子的吸引增强。当最外层电子已全部失去、开始失去次外层电子时，电离能出现突跃：突跃前失去的电子数就是该元素原子的最外层电子数，对多数主族元素（O、F除外）它也等于该元素的最高正化合价。如镁的I1、I2较小而I3突然增大，说明最外层有2个电子，常见化合价为＋2。 二、电负性 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。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，鲍林以氟的电负性为4.0、锂为1.0作为相对标准。电负性越大，原子吸引键合电子的能力越强。 2.递变规律：同一周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，同一主族从上到下电负性逐渐减小。因此电负性最大的元素是氟，位于周期表右上方；电负性较小的元素位于左下方（不考虑放射性元素时为铯）。 3.电负性的应用： ①判断元素的金属性与非金属性：电负性越大，非金属性越强；电负性越小，金属性越强。通常把电负性1.8作为大致的分界，电负性小于1.8的多为金属元素。 ②判断化合价的正负：形成化合物时，电负性大的元素吸引键合电子的能力强，显负价；电负性小的元素显正价。如NaH中H显−1价，HCl中H显＋1价。 ③判断化学键的类型：两种元素电负性差值较大（一般大于1.7）时通常形成离子键，差值较小时通常形成共价键。 ④对角线规则：周期表中处于对角线位置的元素（如Li与Mg、Be与Al、B与Si）电负性相近，性质相似。 三、电离能与电负性的综合比较 1.两者的变化趋势一致：同周期主族元素从左到右都增大（第一电离能有反常），同主族从上到下都减小。两者都能反映元素的金属性与非金属性，但不能互相代替：电负性大的元素第一电离能不一定大，如电负性O＞N，而第一电离能N＞O。 2.比较题的处理顺序：先按位置判断周期和族，再看是否落在ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA的反常位置，最后结合原子半径和外围电子排布作答。 比较对象 同周期（左→右） 同主族（上→下） 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 第一电离能 总体增大，ⅡA＞ⅢA、ⅤA＞ⅥA 逐渐减小 电负性 逐渐增大 逐渐减小 金属性 逐渐减弱 逐渐增强 3.常见的结论性判断：第一电离能最大的元素是氦，电负性最大的元素是氟；同周期稀有气体元素的第一电离能最大；金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素一般大于1.8。 题型01 第一电离能的递变规律与反常 【典例1】（2025-2026高二上·贵州毕节·期末）W、X、Y、Z、M是5种短周期元素，其第一电离能与原子序数关系如图所示，且M元素原子的价层电子排布式为(n+2)sn。下列说法正确的是 A．电负性大小关系：χ(Y)>χ(Z)>χ(X) B．同周期第一电离能大于X的元素有三种 C．W与M可形成离子化合物 D．基态Z原子的核外电子有8种不同的空间运动状态 【答案】C 【分析】M价层电子排布为(n+2)sn，s轨道最多容纳2个电子，短周期元素所在电子层数≤3，故n=1，M价层为3s1，即Na，原子序数为11，结合横坐标得x+3=11，x=8，因此W原子序数x−7=1，为H，X原子序数x−2=6，为C，Y原子序数x−1=7，为N，Z原子序数x=8，为O，符合第一电离能变化规律（N的2p3半满，第一电离能高于相邻的C、O）。 【解析】A．同周期主族元素电负性随原子序数增大而增大，故电负性χ(O)>χ(N)>χ(C)，即χ(Z)>χ(Y)>χ(X)，A错误； B．X为C，位于第二周期，同周期第一电离能大于C的元素有N、O、F、Ne，共4种，B错误； C．W为H，M为Na，二者可形成离子化合物NaH，C正确； D．Z为O，基态O核外电子排布为1s22s22p4，空间运动状态数等于核外轨道总数，共1+1+3=5种，D错误； 故选C。 【对练1】前18号元素可以将它们按原子序数递增的顺序排成如图所示的“蜗牛”形状，图中每个“·”代表一种元素，其中O点代表氢元素。下列说法错误的是 A．虚线相连的元素处于同一族 B．a、b、c、d、e的原子半径依次增大 C．最简单气态氢化物的热稳定性：a<b D．第一电离能：d>e>c 【答案】B 【分析】已知O点为H，按原子序数递增顺序推断元素：a为O，b为F，c为Na，d为Mg，e为Al。再结合同周期、同主族元素性质递变规律，据此分析解答。 【解析】A．虚线相连的元素在周期表中处于同一族，A正确； B．原子半径：Na>Mg>Al>O>F，即c>d>e>a>b，a到b原子半径减小，并非依次增大，B错误； C．a为O，b为F，非金属性：O<F，非金属性越强，简单气态氢化物越稳定，则热稳定性：H2O<HF，C正确； D．Mg的3s轨道全充满，第一电离能大于相邻的Al；同周期从左向右第一电离能呈增大趋势，故第一电离能Mg>Al>Na，即d>e>c，D正确； 故选B。 【对练2】已知X、Y、Z、W、P为原子序数依次增大的短周期主族元素，元素X原子核内没有中子，Y的一种核素可用于测定一些文物的年代，基态Z原子的价层电子排布式为nsnnp2n-1，P的原子序数是W的2倍。下列说法正确的是 A．第一电离能：W>Z>Y B．氧化物对应水化物的酸性：P>Z>Y C．简单离子半径：P>Z>W D．最高正化合价：W>Z>Y 【答案】C 【解析】首先推断元素：X原子核内无中子，为H；Y的核素可测定文物年代，为C；Z价层电子排布式为nsnnp2n−1，n只能为2，价层电子排布为2s22p3，为N；短周期中原子序数大于7且原子序数为2倍关系的主族元素为O和S，故W为O，P为S。 A．同周期主族元素第一电离能呈增大趋势，但N的2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能大于相邻的O，故第一电离能顺序为N>O>C，即Z>W>Y，A错误； B．未指明为最高价氧化物对应水化物，如H2SO3（S的氧化物水化物）酸性弱于HNO3（N的最高价氧化物水化物），无法比较酸性，B错误； C．S2−有3个电子层，N3−、O2−有2个电子层，电子层越多半径越大；电子层结构相同时核电荷数越大离子半径越小，故离子半径S2−>N3−>O2−，即P>Z>W，C正确； D．O无最高正化合价，N最高正价为+5，C最高正价为+4，故最高正化合价Z>Y>W，D错误； 故选C。 题型02 电负性的递变规律与应用 【典例2】（2025-2026高二下·安徽亳州·期中）已知33As、35Br位于同一周期。 (1)33As、35Br电负性强的是_____。 (2)P、S、Cl、As原子半径由大到小的顺序是_________。 (3)S2-、Cl-、As3-离子半径由大到小的顺序是_________。 (4)S2-、Cl-、Br-中，还原性最弱的是_____。 (5)Cl、As、Br的气态氢化物中，稳定性由强到弱的顺序是_________(用化学式表示)。 (6)P、S、As的最高价氧化物的水化物中，酸性由强到弱的顺序是_________(用化学式表示)。 【答案】(1)35Br (2)As>P>S>Cl (3)As3->S2->Cl- (4)Cl- (5)HCl>HBr>AsH3 (6)H2SO4>H3PO4>H3AsO4 【解析】（1）同周期元素从左到右，非金属性逐渐增强，电负性逐渐增大。As和Br均位于第四周期，且Br的原子序数更大，位于As的右侧，故电负性较强的是Br。 （2）同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，故第三周期元素原子半径P > S > Cl；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，故第ⅤA族元素原子半径As > P。综合可得原子半径由大到小的顺序为：As > P > S > Cl。 （3）电子层数越多离子半径越大，As3−有4个电子层，S2−、Cl−只有3个电子层，因此As3−半径最大；电子层结构相同的离子，核电荷数越大对核外电子吸引越强，半径越小，S2−和Cl−电子层结构相同，核电荷数Cl>S，因此半径S2−>Cl−，整合得顺序。 （4）元素的非金属性越强，其对应简单阴离子的还原性越弱。同周期非金属性Cl > S，同主族非金属性Cl > Br，且Br的非金属性强于S，即非金属性Cl > Br > S，故对应阴离子还原性最弱的是Cl-。 （5）元素的非金属性越强，其对应气态氢化物的稳定性越强。根据非金属性强弱顺序Cl > Br > As，可知气态氢化物稳定性由强到弱的顺序为：HCl > HBr > AsH3。 （6）元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强。同周期非金属性S > P，同主族非金属性P > As，即非金属性S > P > As，故最高价氧化物的水化物酸性由强到弱的顺序为：H2SO4>H3PO4>H3AsO4。 【对练3】硫酸氢氯吡格雷片(C16H16ClNO2S⋅H2SO4)是抗血小板凝聚药物，下列说法正确的是 A．电负性：χ(C)>χ(H) B．稳定性：H2S＞H2O C．离子半径：r(Cl−)>r(S2−) D．第一电离能：I1(S)>I1(N) 【答案】A 【解析】A．同周期主族元素电负性从左到右逐渐增大，C的电负性大于H，故χ(C)>χ(H)，A正确； B．元素非金属性越强，对应简单氢化物越稳定，O的非金属性强于S，故稳定性H2O>H2S，B错误； C．电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，Cl−与S2−电子层结构相同，Cl的核电荷数大于S，故r(Cl−)<r(S2−)，C错误； D．N的2p轨道为半满稳定结构，第一电离能大于S，故I1(S)<I1(N)，D错误； 故选A。 【对练4】一种除草剂的结构如图所示，X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y、Z、W位于同一周期，Z与R同主族。下列有关说法正确的是 A．电负性：R>W>X B．X原子核外电子只有一种运动状态 C．第一电离能：W>Z>Y D．氧化物对应水化物的酸性：Z>R>Y 【答案】B 【分析】首先推断元素：X只形成1个共价键且原子序数最小，为H；Y、Z、W为原子序数依次增大的同周期短周期元素，Y形成4个共价键为C，Z形成3个共价键为N，W形成2个共价键为O；Z与R同主族且R为短周期元素，R为P。 【解析】A．电负性顺序为W(O)>X(H)>R(P)，不符合R>W>X，A错误； B．X为H，原子核外仅有1个电子，每个电子对应唯一的运动状态，故核外电子只有一种运动状态，B正确； C．同周期第一电离能随原子序数增大呈增大趋势，但N的2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能顺序为N(Z)>O(W)>C(Y)，不符合W>Z>Y，C错误； D．选项未说明是最高价氧化物对应水化物，如HNO2酸性弱于H3PO4，无法确定给定酸性顺序，D错误； 故本题选B。 题型03 电离能数据的分析与元素推断 【典例3】（2024-2025高二上·陕西西安·期末）下图中，能正确表示第三周期部分元素的第三电离能(I3)与原子序数关系的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】在第三周期主族元素中，镁失去2个电子后，达到8电子稳定结构，所以镁的第三电离能最大； 故选D。 【对练5】铝合金是目前用途广泛的合金之一，铝合金常含有Cu、Mn、Zn、Si等元素，下列说法正确的是 A．第三周期元素中第一电离能介于Mg和Si之间的元素有1种 B．上述元素位于d区的有3种 C．基态Zn原子最外层电子的电子云轮廓图： D．基态Cu原子最外层处于半充满状态 【答案】D 【解析】A．同周期元素，从左往右第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA族和第ⅤA族特殊，故第一电离能介于Mg和Si之间的元素有0种，A错误； B．位于d区的只有Mn，B错误； C．基态锌原子最外层电子排布式为4s2，s能级电子的电子云轮廓为球形，C错误； D．基态Cu原子的最外层电子排布式为4s1，故基态Cu原子最外层处于半充满状态，D正确； 故选D。 【对练6】X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大，X的基态原子有2个未成对电子，Y的族序数为周期数的3倍，Z、M、Q在同一周期，三者的最外层电子数之和为11，Z是同周期元素中电负性最小的元素，M的价电子数是Z的3倍。下列说法不正确的是 A．Y、Z、M形成的简单离子半径大小顺序为：Y>Z>M B．同周期中第一电离能介于M与Q之间的元素有4种 C．电负性：Q>Y>X D．基态Q原子的电子占据的最高能级的电子云轮廓图为哑铃形 【答案】C 【分析】短周期元素中，族序数为周期数3倍且满足原子序数关系的Y是氧，即Y=O。原子序数小于氧且基态原子有2个未成对电子的X是碳，即X=C。Z、M、Q的原子序数均大于氧且处于同一周期，Z又是该周期电负性最小的元素，因此Z是第三周期的钠，即Z=Na。钠的价电子数为1，M的价电子数是Z的3倍，故M的价电子数为3，M是铝，即M=Al。由Z、M、Q的最外层电子数之和为11，得Q的最外层电子数为7，故Q=Cl。 【解析】A．由分析可知，Y、Z、M分别为O、Na、Al；形成的简单离子O2−、Na+、Al3+均有10个电子。核电荷数依次增大，离子半径依次减小，故离子半径大小顺序为O2−>Na+>Al3+，A正确； B．由分析可知，M、Q分别为Al、Cl。第三周期中，第一电离能介于Al与Cl之间的元素为Mg、Si、P、S，共4种，B正确； C．由分析可知，Q、Y、X分别为Cl、O、C。三者的电负性大小顺序为O>Cl>C，即Y>Q>X，C错误； D．由分析可知，Q为Cl，基态Cl原子的价电子排布为3s23p5，电子占据的最高能级为3p，p能级的电子云轮廓图为哑铃形，D正确； 故选C。 题型04 结构与性质的综合推断 【典例4】（2024-2025高二上·贵州毕节·期末）短周期主族元素W、R、X、Y、Z的原子序数依次增大，基态W原子核外有三个能级，且每个能级上电子数相等，X的价层电子排布是nsnnp2n。短周期中，Y的原子半径最大，Z的最高价氧化物对应的水化物和Z的氢化物在水中都完全电离。下列叙述错误的是 A．电负性：X>W>Y B．简单离子半径：Z>X>Y C．最简单氢化物的稳定性：X>R D．第一电离能：X>R>W 【答案】D 【分析】基态W原子核外三个能级电子数相等，电子排布为1s22s22p2，W为C；X价层电子排布为nsnnp2n，n只能等于2，n=2即2s22p4，X为O；结合原子序数依次增大，中间的R为N；短周期原子半径最大的Y为Na；Z的氢化物和最高价氧化物水化物均为强酸，Z为Cl。 【解析】A．同周期从左到右电负性增大，金属电负性小于非金属，电负性O>C>Na即X>W>Y，A正确； B．Cl−有3个电子层，O2−和Na+均为2个电子层，电子层结构相同时核电荷数越大离子半径越小，离子半径Cl−>O2−>Na+即Z>X>Y，B正确； C．非金属性O>N，非金属性越强最简单氢化物越稳定，稳定性H2O>NH3即X>R，C正确； D．同周期第一电离能呈增大趋势，但N的2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能顺序为N>O>C即R>X>W，选项顺序错误，D错误； 故选D。 【对练7】某医药中间体的分子结构式如图，Q、R、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，X和Y同族。下列说法错误的是 A．第一电离能：W＞X＞R B．原子半径：Y＞Z且Y＞X C．单质与Q2化合的能力：X2＜W2 D．基态Y和Z原子中均有5种能量不同的电子 【答案】C 【分析】根据分子结构及元素周期律，推断各元素如下：Q形成1个共价键且原子序数最小，故为H，R形成4个共价键，原子序数大于H故为C，W：形成3个共价键，原子序数介于C与O之间，故为N，X形成2个共价键，与Y同族，故为O，Y与X同族，原子序数大于O，故为S，Z形成1个共价键，原子序数大于S，故为Cl，据此解答； 【解析】A．同周期主族元素第一电离能总体呈增大趋势，N的2p轨道为半满稳定结构，第一电离能N>O>C，即W>X>R，A正确； B．同周期主族元素从左到右原子半径减小，故S>Cl；同主族元素从上到下原子半径增大，故S>O，即Y>Z且Y>X，B正确； C．非金属性O>N，O2与H2化合的条件更简单、反应更剧烈，化合能力O2>N2，即X2>W2，C错误； D．基态S和Cl的核外电子占据的能级均为1s、2s、2p、3s、3p，均有5种能量不同的电子，D正确； 故选C。 【对练8】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期主族元素，其中W、X、Y位于不同周期，X基态原子中s能级与p能级电子总数相同，最外层电子数X是Z的两倍，第一电离能Z>Y，下列说法正确的是 A．简单离子的氧化性：Y>Z B．Y元素最高价氧化物对应水化物是一种弱碱 C．简单离子半径：Y>Z>X D．由W、X、Y、Z四种元素形成的化合物的水溶液显碱性 【答案】D 【分析】首先推断元素：W、X、Y为不同周期短周期主族元素，原子序数依次增大，故W为第一周期的H，X为第二周期元素，Y为第三周期元素；X基态原子s能级与p能级电子总数相等，电子排布为1s22s22p4，即X为O；X最外层电子数为6，是Z最外层电子数的2倍，故Z最外层电子数为3，Z为第三周期的Al；第一电离能Al>Y，Y为第三周期原子序数小于Al的Na（Mg第一电离能大于Al，不符合）。 【解析】A．Y的简单离子为Na+，Z的简单离子为Al3+，金属还原性Na>Al，对应阳离子氧化性Al3+>Na+，即Z>Y，A错误； B．Y为Na，最高价氧化物对应水化物为NaOH，属于强碱，B错误； C．O2−、Na+、Al3+电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径O2−>Na+>Al3+，即X>Y>Z，C错误； D．四种元素可形成Na[Al(OH)4]，水溶液中[Al(OH)4]−水解使溶液显碱性，D正确； 故选D。 1．（2024-2025高三上·湖北武汉·期末）X、Y、Z为不同短周期的元素，W与X在同一主族且不相邻，Y的电负性大于Z，基态Z原子的未成对电子数目为同周期最多，4种元素组成的化合物如图。下列说法一定正确的是 A．化合物是酸式盐 B．离子半径：Y2−>W+ C．氢化物熔点：W>Z D．第一电离能：Y<Z 【答案】C 【分析】X、Y、Z为不同短周期的元素，分别在第1、2、3周期，由图，X只能形成1个共价键，而Y能形成2个共价键，Z能形成5个共价键，因此X为H，W与X在同一主族且不相邻，W为钠或原子序数比钠大的碱金属元素，Z能形成5个共价键，Y能形成2个共价键，且Y的电负性大于Z，那么Y为氧，Z为磷，P的价电子排布式为3s23p3，未成对电子数是3，在第三周期未成对电子数最多。 【解析】A．由图，化合物化学式为：W2HPO3，名称为亚磷酸一氢盐，而亚磷酸是二元酸，因此亚磷酸一氢盐为正盐，A错误； B．根据分析，Y为氧，形成的离子为O2−，如果W为钠，形成的离子为Na+，二者核外电子排布相同，核电荷数越小，半径越大，故半径：O2−>Na+，如果W为钾等，以钾为例，形成的离子为K+，离子电子层数越多，离子半径越大，那么半径：K+>O2−，B错误； C．W为钠或原子序数比钠大的碱金属元素，氢化物为NaH等，是离子晶体，熔点较高，而Z为磷，氢化物为PH3，是分子晶体，熔点较低，C正确； D．Y为氧，Z为磷，二者不位于同一周期或同一主族，O与P不在同一周期，O的原子半径比P小，第一电离能O>P，D错误； 故选C。 2．（2026-2027高三上·湖北黄石·阶段检测）下图为一种结构有趣的“糖葫芦”分子，其中W、X、Y、Z四种元素位于同一主族的相邻周期。X的电负性大于Z，工业上利用沸点差异从空气中分离出Y的单质。E是短周期元素。E与Y的价电子数之和与Mg的质子数相同，W3−与E−的电子结构相同。下列说法错误的是 A．W、Y形成的最高价氧化物的水化物分子式不同 B．第一电离能：E>W>X C．已知电负性有Y>Cl>W，则WCl3水解生成H3WO3和HCl，YCl3水解生成HYO2和HCl D．简单离子半径：W>E>Y 【答案】C 【分析】X、Y、Z、W为同一主族的元素，图中四种原子均形成三个共价键，根据分子的成键特征可知，四者均为VA族元素，工业上利用沸点差异能从空气中分离出Y的单质，则Y为N，E是短周期元素，E与Y的价电子数之和与Mg的质子数相同，再结合W3−与E−的电子结构相同可知W为P；E为Cl；X的电负性大于Z，则推测X为As、Z为Sb，综上，X、Y、Z、W、E依次为As、N、Sb、P、Cl。 【解析】A．W为P，Y为N，对应的最高价氧化物的水化物分子式分别为H3PO4、HNO3，A正确； B．同一主族，从上往下，元素的第一电离能逐渐减小，同周期从左往右，元素的第一电离能整体呈增大的趋势（但第IIA、ⅤA族元素的第一电离能大于其相邻元素），所以第一电离能：Cl>P>As，即E>W>X，B正确； C．电负性：N>Cl>P，则水解后P显正价，N显负价，PCl3水解生成H3PO3和HCl，NCl3水解生成NH3和HClO，C项错误； D．W、E、Y对应的简单离子分别为P3−、Cl−、N3−，Cl−的电子层比N3−多一层，则离子半径：Cl−>N3−；P3−和Cl−电子层数相同，前者的核电荷数小于后者，则离子半径：P3−>Cl−；所以简单离子半径：P3−>Cl−>N3-，D项正确； 故选C。 3．（2025-2026高二上·陕西渭南·期末）X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，常温下W的单质为淡黄色固体，基态Y原子的2p轨道有4个电子，X、Y、Z为同周期且相邻的元素。下列说法正确的是 A．最高正化合价：Z > W = Y > X B．原子半径：W > X > Y C．第一电离能：Z > Y > X D．电负性：W > Z > X 【答案】B 【分析】短周期主族元素中，常温下单质为淡黄色固体的是硫，故W为S。基态Y原子的2p轨道有4个电子，其电子排布式为1s22s22p4，核外共有8个电子，故Y为O。X、Y、Z同周期且相邻，原子序数依次增大，因此X为N、Z为F。 【解析】A．W为S，X为N，二者的最高正化合价分别为+6和+5；Y为O，不具有+6价，Z为F，无正化合价，因此不能写出Z > W = Y > X的关系，A错误； B．W为S，X为N，Y为O。S原子比N、O原子多一个电子层，原子半径较大；N与O同周期，随核电荷数增大，原子半径减小，因此原子半径为S > N > O，即W > X > Y，B正确； C．X、Y、Z分别为N、O、F，同周期元素的第一电离能总体随原子序数增大而增大，但N原子的2p能级为2p3半充满状态，较稳定，第一电离能大于O。因此第一电离能为F > N > O，即Z > X > Y，C错误； D．W、Z、X分别为S、F、N。F是电负性最大的元素，且N的电负性大于S，因此电负性为F > N > S，即Z > X > W，D错误； 故选B。 4．（2024-2025高二上·浙江湖州·期末）X、Y、Z、W四种短周期主族元素，原子序数依次增大。X、Y、Z位于同一周期，且只有X、Y元素相邻。X基态原子核外有2个未成对电子，W原子在同周期中原子半径最大。下列说法不正确的是（ ） A．第一电离能：Y＞Z＞X B．简单气态氢化物的稳定性：X＜Y＜Z C．化合物WZ中两种离子半径的大小关系：W＜Z D．电负性：Z＞Y＞X＞W 【答案】A 【分析】W为短周期同周期原子半径最大的主族元素，故W为Na；X、Y、Z原子序数小于W且同周期，故X、Y、Z位于第二周期；X基态原子核外有2个未成对电子，则X的电子排布为1s22s22p2（C）或1s22s22p4（O），结合只有X、Y相邻的条件，推得X为C，Y为N，Z为F。 【解析】A．同周期主族元素第一电离能总体呈递增趋势，N的2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能高于相邻的O，但仍小于F，故第一电离能顺序为F(Z)>N(Y)>C(X)，A错误； B．非金属性越强，简单气态氢化物越稳定，同周期非金属性F(Z)>N(Y)>C(X)，故稳定性CH4(X)<NH3(Y)<HF(Z)，B正确； C．Na+(W)与F−(Z)核外电子排布相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径Na+(W)< F−(Z)，C正确； D．同周期主族元素电负性从左到右递增，金属元素电负性小于非金属元素，故电负性F(Z)>N(Y)>C(X)>Na(W)，D正确； 故选A。 5．（2025·四川雅安·一模）某化合物的化学式为XYZ2。X、Y、Z均为短周期元素，X与Y同主族，X与Z同周期，Y是地壳中含量最多的元素，Z的氢化物是一种常见一元强酸。下列说法正确的是 A．原子半径：Z＞X＞Y B．含氧酸的酸性：X＜Z C．XYZ2为共价化合物，含有极性键 D．简单氢化物的稳定性：X＞Y＞Z 【答案】C 【分析】首先推导元素：Y是地壳中含量最多的元素，为O；X与Y同主族且为短周期元素，故X为S；Z与X同周期（第三周期），其氢化物为常见一元强酸，故Z为Cl，对应化合物为SOCl2。 【解析】A．同周期主族元素原子半径从左到右递减，同主族元素原子半径从上到下递增，原子半径大小为S>Cl>O，即X>Z>Y，A错误； B．选项未指明为最高价含氧酸，无法直接比较酸性，例如酸性H2SO3>HClO，B错误； C．SOCl2由非金属元素组成，属于共价化合物，分子中S=O键、S-Cl键均为不同种原子形成的极性共价键，C正确； D．元素非金属性越强，简单氢化物稳定性越强，非金属性O>Cl>S，故稳定性H2O>HCl>H2S，即Y>Z>X，D错误； 故选C。 6．（2025-2026高二上·云南文山·期末）有aXn﹣和bYm﹢两种简单离子(X、Y均为短周期元素，m、n均不大于2)，已知Xn−比Ym+多两个电子层，下列说法正确的是 A．X只能是第三周期元素 B．a-b+n+m等于10或13 C．b不大于5 D．Y不可能是金属元素 【答案】C 【分析】短周期元素的简单离子，aXn﹣比bYm﹢多两个电子层，X、Y两元素在周期表中应位于相邻周期，可能的组合为： 第一组 第二组 bYm﹢ 1H﹢ 3Li+、4Be2+ aXn﹣ 8O2−、9F− 16S2−、17Cl﹣ 【解析】A．X可能在第二周期，也可能在第三周期，A错误； B．根据第一组中的信息知a-b+n+m=10；根据第二组中的信息知a-b+n+m=16，B错误； C．由第一组、第二组中的信息可知，Y的原子序数可能为1、3、4，均不超过5，即b不大于5，C正确； D．Y可以是氢元素，也可以是锂或铍元素，这两种元素是金属元素，D错误； 故选C。 7．（2026-2027高三上·重庆沙坪坝·开学考试）化合物YW4X5Z8⋅4W2Z(M=273g⋅mol−1)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增加，4种元素的原子序数之和为21。Y的气体单质在医疗中常用于冷冻治疗，Z的单质是一种常见的氧化剂。该化合物的热重曲线如图所示。下列叙述错误的是 A．Y与X最高价氧化物对应水化物酸性：Y>X B．在100℃~200℃热分解时失去4个W2Z C．剩余质量分数为67.4%时所对应物质化学式为WX5Z8 D．470℃左右分解基本完全，生成固体化合物X2Z3 【答案】B 【分析】液氮常用于冷冻治疗，Y为N，Z的单质为常见氧化剂氧气，Z为O，由该分子式可知，W为H，则X的原子序数为21-1-7-8=5，X为B，化合物为NH4B5O8·4H2O，据此解答。 【解析】A．Y的最高价氧化物对应水化物为HNO3（强酸），X的最高价氧化物对应水化物为H3BO3（弱酸），酸性HNO3>H3BO3，即Y>X，A正确； B．200℃以下分解时，失去的是结晶水，设失去的是x个结晶水，则剩余固体质量分数为，解得，x=3，所以失去3个结晶水，B错误； C．若剩余物质为WX5Z8即HB5O8，其摩尔质量为1+5×11+8×16=184g⋅mol−1，质量占比为，C正确； D．470℃左右分解基本完全，若生成固体化合物X2Z3即B2O3，根据硼元素守恒，则得到关系式2NH4B5O8·4H2O~5B2O3，则失重后质量保留百分数为，D正确； 故选B。 8．（2025-2026高三上·云南·期中）短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X原子的最外层s轨道与p轨道上的电子数相同，Y原子的价电子数等于X原子的核外电子总数，Z原子的价电子所在能层有9个轨道，4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是 A．电负性：W>X B．基态Z原子的电子空间运动状态有11种 C．第一电离能大于Y的同周期元素有3种 D．氢化物的熔、沸点：Y>X 【答案】C 【分析】短周期元素X原子的最外层s轨道与p轨道上的电子数相同，X可能为C或Si，但短周期元素W、X、Y，Z的原子序数依次增大，且Y原子的价电子数等于X原子的核外电子总数，说明X原子的核外电子数小于8，所以X为C，Y为O或S；短周期元素Z原子的价电子所在能层有9个轨道，则Z的价电子位于第3能层，又根据4种元素形成的化合物的结构，Z形成+1价阳离子，因此Z的价电子排布为3s1，即Z为Na，则Y为O；W的原子序数最小且只能形成1个共价键，因此W为H，据此分析解答。 【解析】A．根据分析，W为H，X为C，则电负性：C>H，A错误； B．Z为Na，轨道排布式为，共占据6个轨道，即电子空间运动状态有6种，B错误； C．同周期从左到右第一电离能呈增大的趋势，N的2p能级半满，大于同周期相邻元素，Y是O，同周期第一电离能比O大的有N、F、Ne三种，C正确； D．根据分析X为C，Y为O，由于未确定碳的氢化物，因碳的氢化物有多种物质，例如辛烷的沸点就高于水的沸点，而甲烷的沸点又低于水的沸点，所以无法比较，D错误； 故选C。 9．（2025·云南楚雄·模拟预测）某化合物的化学式为Z3MRY4XY3，X、Y、Z、M、R是5种原子序数依次增大的短周期主族元素。X、Y同周期，X、Y、M的原子序数之和等于Z、R的原子序数之和。Z是同周期除稀有气体元素外原子半径最大的元素，基态R原子有3个未成对电子。下列说法正确的是 A．基态原子的第一电离能：R<M<Z B．简单离子半径：Y>Z>R C．Z3MRY4XY3中只存在共价键 D．Z5RY4XY3溶于水得到的溶液显碱性 【答案】D 【分析】根据题意可知，X、Y、Z、M、R分别是C、O、Na、Mg、P，Z3MRY4XY3的化学式是Na3MgPO4CO3。 【解析】A．同周期元素从左到右，其基态原子的第一电离能呈增大趋势，则基态原子的第一电离能P>Mg>Na，A错误； B．电子层数越多，简单离子半径越大，电子层数相同，原子序数越大，离子半径越小，离子半径P3−>O2−>Na+，B错误； C．Na3MgPO4CO3中既有离子键也有共价键，C错误； D．Na5PO4CO3的溶液中PO43−和CO32−都会发生水解而使溶液显碱性，D正确； 故答案选D。 10．（2025-2026高二上·黑龙江齐齐哈尔·期末）下列说法正确的是 A．电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大 B．1735Cl与1737Cl得电子能力几乎相同 C．焰色试验是电子从激发态跃迁回基态时才有的现象 D．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 【答案】B 【解析】A．电负性大，第一电离能不一定也大，如电负性：O>N，非金属性：O>N，第一电离能：N>O，A错误； B．1735Cl与1737Cl是氯元素的两种同位素原子，最外层电子数相同，得电子能力几乎相同，B正确； C．焰色试验是金属原子或离子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将能量以光的形式表现出来的现象，C错误； D．根据构造原理，随着核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层，会出现能级交错现象，D错误； 故选B。 11．（2025-2026高二上·河北衡水·阶段检测）根据题给信息，回答下列问题。 (1)Cr3+基态核外电子排布式为___________________。 (2)钒在元素周期表中的位置为_________________，其价层电子排布图为_______________。 (3)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用____________形象化描述。在基态14C原子中，核外存在________对自旋相反的电子。 (4)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2−和B+具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。四种元素中电负性最大的是________(填元素符号)。 【答案】(1)1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3 (2) 第四周期第ⅤB族 (3) 电子云 2 (4)O 【解析】（1）铬（Cr）的原子序数为24，其基态原子的电子排布式为[Ar]3d54s1。当失去3个电子形成Cr3+时，电子的失去顺序是先失去最外层4s轨道上的1个电子，再失去3d轨道上的2个电子，故Cr3+的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3。 （2）钒（V）的原子序数为23，位于元素周期表第四周期第ⅤB族。其价层电子排布式为3d34s2，根据洪特规则和泡利不相容原理，3d轨道的5个能量相同轨道中有3个轨道各排布1个自旋平行的单电子，4s轨道排布1对自旋相反的电子，即。 （3）处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布，在空间上的形象化描述称为“电子云”。基态原子的核外电子排布式为1s22s22p2，其中1s和2s轨道各充满2个电子，分别形成1对自旋相反的电子；2p轨道上的2个电子分占不同的轨道且自旋方向相同（无自旋相反的电子对），故核外共有2对自旋相反的电子。 （4）C核外电子总数是最外层电子数的3倍，设最外层电子数为x，若为第二周期元素，则内层电子数为2，有2+x=3x，解得x=1，为Li，A、B原子序数小于C，那么分别为H和He，H没有H2-，He没有He+，不符合实际情况；若为第三周期元素，则内层电子数为10，有10+x=3x，解得x=5，即C为P元素；若为第四周期元素，则内层电子数大于等于18，解得x≥9，不符合电子排布规律，第五周期等等x更大，不符合电子排布规律。因此C为P元素；D与C同周期且原子序数大于C，D最外层有1个未成对电子，则D为Cl元素。A2−和B+具有相同的电子构型，且原子序数均小于P，则它们均具有Ne的10电子构型，推知A为O元素，B为Na元素。四种元素分别为O、Na、P、Cl；同周期，从左到右，电负性增大，Na<P<Cl，O的电负性为3.5，氯的电负性为3.0，因此O的电负性最大。 12．（2024-2025高二上·广东·期末）第二周期元素及其化合物在生产、生活中有广泛应用。回答下列问题： (1)基态N原子价层电子轨道表示式为____________；Li位于元素周期表__________区。 (2)基态F原子核外有__________个运动状态不同的电子；第二周期中，基态原子有2个未成对电子的元素为__________（填元素符号）。 (3)锂在火焰上灼烧呈紫红色，与原子核外电子跃迁__________（填“吸收”或“释放”）能量有关；基态C原子核外电子占据的最高能层的符号为__________________________。 (4)铍与铝的性质相似。将BeCl2溶液和Na2[Be(OH)4]溶液混合产生白色沉淀，写出发生反应的离子方程式：________________________________。 (5)N元素的第一电离能高于相邻元素，其原因可能是________________________。 【答案】(1) s (2) 9 C、O (3) 释放 L (4)Be2++[Be(OH)4]2−=2Be(OH)2↓ (5)N原子最高能级的电子排布式为2p3，处于半充满状态，结构较稳定，较难失去电子 【解析】（1） N原子的价电子排布为2s22p3。根据泡利原理和洪特规则，2s轨道中两个电子自旋方向相反，三个2p轨道各有一个同向自旋电子，其价层电子轨道表示式如下： Li原子的最后一个电子填入s能级，故Li位于s区； （2）基态F原子核外有9个电子，每个电子的运动状态均不同。按基态原子的电子排布，第二周期中C原子和O原子均有2个未成对电子，故符合条件的元素为C、O； （3）锂在火焰上灼烧时，受热激发后的电子由较高能级跃迁回较低能级并释放能量，发出紫红色光。基态C原子的最高能层为第二能层，其符号为L； （4）混合两种溶液后生成氢氧化铍白色沉淀。按原子守恒和电荷守恒配平，离子方程式为Be2++[Be(OH)4]2−=2Be(OH)2↓； （5）基态N原子最高能级的电子排布式为2p3，该能级处于半充满状态，结构较稳定，较难失去电子，因此N元素的第一电离能高于相邻元素。 13．（2024-2025高二上·浙江舟山·期末）请回答： (1)基态氮原子的电子排布式为________，电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。 (2)钙元素位于周期表________区，下列状态的钙中，失去最外层的一个电子所需能量最大的是________。 A．[Ar]4s1    B．[Ar]4s2    C．[Ar]4s14p1    D．[Ar]4p1 (3)基态铜原子核外电子有________种运动状态，已知CuO受热分解生成Cu2O和O2，请从铜原子的原子结构来说明CuO受热易分解的原因________________________________。 【答案】(1) 1s22s22p3 哑铃(或纺锤) (2) s A (3) 29 Cu2+的价电子排布式为3d9，Cu⁺的价电子排布式为3d10，3d能级上电子全满时较稳定，Cu2O的稳定性强于CuO 【解析】（1）氮原子的原子序数为7，其基态电子排布式为1s22s22p3；其电子占据的最高能级为2p能级，p轨道的电子云轮廓图为哑铃形（或纺锤形）； （2）钙原子的原子序数为20，基态电子排布简式为[Ar]4s2，最后填入的电子在s轨道，钙元素位于周期表的s区； 失去最外层一个电子所需能量即为电离能，A为Ca+的基态，B为Ca的基态，正离子失去电子比中性原子更难，故A所需能量大于B；C为Ca的激发态，D为Ca+的激发态，处于激发态的电子能量较高，失去电子所需能量小于其对应的基态，因此，失去最外层一个电子所需能量最大的是A； （3）铜原子的原子序数为29，核外有29个电子，根据泡利不相容原理，同一个原子中没有运动状态完全相同的电子，故基态铜原子核外电子有29种运动状态； CuO中铜为+2价，其离子核外电子排布式为[Ar]3d9，Cu2O中铜为+1价，其离子核外电子排布式为[Ar]3d10，根据洪特规则特例，当轨道处于全充满、半充满或全空状态时，体系能量较低，结构更稳定，Cu+的3d轨道全充满，比Cu2+更稳定，故CuO受热易分解生成Cu2O。 14．（2025-2026高二上·山东济宁·阶段检测）如图为元素周期表的一部分，元素①～⑦在周期表中的位置如图。回答下列问题： (1)元素①②基态原子核外未成对电子数之比为________。 (2)元素③基态原子的价电子排布式为_______________，原子核外电子有________种空间运动状态。 (3)元素④在周期表中的位置是_______________，其元素名称为________。 (4)下列元素①原子轨道表示式中，能量最高的为________（填标号）。 A． B． C． D． (5)（亮黄色）。配离子[Co(NO2)6]3−的组成元素中，电负性从大到小的顺序为________。 【答案】(1)3∶2 (2) 3s23p5 9 (3) 第4周期第ⅥB族 铬 (4)D (5)O＞N＞Co 【分析】周期表右侧p区各列对应主族元素，图中①、②、③、④、⑥、⑦分别为N、O、Cl、Cr、As、Se，⑤为Cu。根据基态电子排布可统计未成对电子数和占据的原子轨道数；由周期表中的行、列可确定元素的位置；比较同一原子的不同轨道表示式时，电子由较低能级激发到较高能级，原子能量升高；由配离子式确定组成元素，再根据元素周期律比较电负性。 【解析】（1）①为N，价电子排布为2s22p3，3个2p电子分别占据3个轨道，未成对电子数为3；②为O，价电子排布为2s22p4，4个2p电子占据3个轨道，未成对电子数为2，所以二者未成对电子数之比为3∶2； （2）③为Cl，基态原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p5，价电子为最外层的3s和3p电子，所以价电子排布式为3s23p5。每个原子轨道对应一种空间运动状态，已占据的1s、2s、3s轨道各有1个，2p、3p轨道各有3个，共有1+1+3+1+3=9种空间运动状态； （3）图中④位于第4周期d区第4列，即第ⅥB族，对应元素为Cr，所以元素④位于第4周期第ⅥB族，名称为铬； （4）图中A、B、C、D对应的电子排布依次为1s22s22p3、1s12s22p4、1s22s12p4、1s12s12p5。同一原子的电子由较低能级激发到较高能级时，原子能量升高；D相较B还将一个2s电子激发到2p，故D的能量最高； 故选D； （5）配离子[Co(NO2)6]3−的组成元素为Co、N、O。同周期元素从左到右电负性总体增大，故O的电负性大于N；非金属N、O的电负性均大于过渡金属Co，所以电负性从大到小的顺序为O＞N＞Co。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $