2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)知識(shí)梳理與訓(xùn)練 第11章 第1講 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（含解析）

2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)知識(shí)梳理與訓(xùn)練 第11章 第1講 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（含解析）考綱要求1.認(rèn)識(shí)原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，了解電子云、電子層(能層)、原子軌道(能級(jí))的含義。2.了解多電子原子核外電子分層排布遵循的原理，能用電子排布式表示136號(hào)元素的原子和離子的基態(tài)核外電子排布。3.了解主族元素第一電離能、電負(fù)性等性質(zhì)的周期性變化規(guī)律，能根據(jù)元素電負(fù)性說(shuō)明元素的金屬性和非金屬性的周期性變化規(guī)律?？键c(diǎn)一原子核外電子排布原理1能層、能級(jí)與原子軌道(1)能層(n)：在多電子原子中，核外電子的能量是不同的，按照電子的能量差異將其分成不同能層。通常用K、L、M、N表示，能量依次升高。(2)能級(jí)：同一能層里的電子的能量也可能不同，又將其分成不同的能級(jí)，通常用s、p、d、f等表示，同一能層里，各能級(jí)的能量按s、p、d、f的順序升高，即：E(s)<E(p)<E(d)<E(f)。(3)原子軌道：電子云輪廓圖給出了電子在核外經(jīng)常出現(xiàn)的區(qū)域。這種電子云輪廓圖稱為原子軌道。原子軌道軌道形狀軌道個(gè)數(shù)s球形1p啞鈴形3特別提醒第一能層(K)，只有s能級(jí)；第二能層(L)，有s、p兩種能級(jí)，p能級(jí)上有三個(gè)原子軌道px、py、pz，它們具有相同的能量；第三能層(M)，有s、p、d三種能級(jí)。2基態(tài)原子的核外電子排布(1)能量最低原理：即電子盡可能地先占有能量低的軌道，然后進(jìn)入能量高的軌道，使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)。如圖為構(gòu)造原理示意圖，亦即基態(tài)原子核外電子在原子軌道上的排布順序圖：注意：所有電子排布規(guī)則都需要滿足能量最低原理。(2)泡利原理每個(gè)原子軌道里最多只能容納2個(gè)電子，且自旋狀態(tài)相反。如2s軌道上的電子排布為，不能表示為。(3)洪特規(guī)則當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，且自旋狀態(tài)相同。如2p3的電子排布為，不能表示為或。洪特規(guī)則特例：當(dāng)能量相同的原子軌道在全滿(p6、d10、f14)、半滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時(shí)，體系的能量最低，如：24Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1。3基態(tài)、激發(fā)態(tài)及光譜示意圖深度思考1完成下表，理解能層、能級(jí)及其最多容納電子數(shù)的關(guān)系能層一二三四五符號(hào)KLMNO能級(jí)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s最多容納電子數(shù)226261026101422818322n2特別提醒(1)任一能層的能級(jí)總是從s能級(jí)開始，而且能級(jí)數(shù)等于該能層序數(shù)；(2)以s、p、d、f排序的各能級(jí)可容納的最多電子數(shù)依次為1、3、5、7的二倍；(3)構(gòu)造原理中存在著能級(jí)交錯(cuò)現(xiàn)象；(4)我們一定要記住前四周期的能級(jí)排布(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)。2寫出下列原子的電子排布式與簡(jiǎn)化電子排布式原子電子排布式簡(jiǎn)化電子排布式N1s22s22p3He2s22p3Cl1s22s22p63s23p5Ne3s23p5Ca1s22s22p63s23p64s2Ar4s2Fe1s22s22p63s23p63d64s2Ar3d64s2Cu1s22s22p63s23p63d104s1Ar3d104s1As1s22s22p63s23p63d104s24p3Ar3d104s24p3特別提醒(1)當(dāng)出現(xiàn)d軌道時(shí)，雖然電子按ns，(n1)d，np順序填序，但在書寫電子排布式時(shí)，仍把(n1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，正確；Fe：1s22s22p63s23p64s23d6，錯(cuò)誤。(2)在書寫簡(jiǎn)化的電子排布式時(shí)，并不是所有的都是X價(jià)電子排布式(注：X代表上一周期稀有氣體元素符號(hào))。3請(qǐng)用核外電子排布的相關(guān)規(guī)則解釋Fe3較Fe2更穩(wěn)定的原因。答案26Fe價(jià)層電子的電子排布式為3d64s2，F(xiàn)e3價(jià)層電子的電子排布式為3d5，F(xiàn)e2價(jià)層電子的電子排布式為3d6。根據(jù)“能量相同的軌道處于全空、全滿和半滿時(shí)能量最低”的原則，3d5處于半滿狀態(tài)，結(jié)構(gòu)更為穩(wěn)定，所以Fe3較Fe2更為穩(wěn)定。特別提醒由于能級(jí)交錯(cuò)，3d軌道的能量比4s軌道的能量高，排電子時(shí)先排4s軌道再排3d軌道，而失電子時(shí)，卻先失4s軌道上的電子。題組一根據(jù)核外電子排布，正確理解電子能量狀態(tài)1下列電子排布圖所表示的元素原子中，其能量處于最低狀態(tài)的是()答案CD解析A項(xiàng)，不符合能量最低原理；B項(xiàng)，不符合洪特規(guī)則。2.氣態(tài)電中性基態(tài)原子的原子核外電子排布發(fā)生如下變化，吸收能量最多的是()A.1s22s22p63s23p21s22s22p63s23p1B.1s22s22p63s23p31s22s22p63s23p2C.1s22s22p63s23p41s22s22p63s23p3D.1s22s22p63s23p63d104s24p21s22s22p63s23p63d104s24p1答案B解析np3處于半充滿狀態(tài)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，失去一個(gè)電子吸收的能量多?！皟稍?，一規(guī)則”的正確理解原子核外電子排布符合能量最低原理、洪特規(guī)則、泡利原理，若違背其一，則電子能量不處于最低狀態(tài)。易誤警示在寫基態(tài)原子的電子排布圖時(shí)，常出現(xiàn)以下錯(cuò)誤：2.半充滿、全充滿狀態(tài)的原子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定如ns2、np3、np6Cr：3d54s1Mn：3d54s2Cu：3d104s1Zn：3d104s23.當(dāng)出現(xiàn)d軌道時(shí)，雖然電子按ns、(n1)d、np的順序填充，但在書寫時(shí)，仍把(n1)d放在ns前。題組二正確使用表示原子、離子、分子組成的化學(xué)用語(yǔ)3.按要求填空(1)質(zhì)量數(shù)為37的氯原子符號(hào)為_。(2)S2的結(jié)構(gòu)示意圖_。(3)氮原子的電子式_，N2的電子式_，NH的電子式_。(4)磷原子的核外電子排布式_，價(jià)電子排布式_，價(jià)電子排布圖_。(5)按要求用三種化學(xué)用語(yǔ)表示基態(tài)鐵原子和三價(jià)鐵離子。FeFe3原子(或離子)結(jié)構(gòu)示意圖電子排布式電子排布圖答案(1)Cl(2)(3)(4)1s22s22p63s23p33s23p3(5)FeFe3原子(或離子)結(jié)構(gòu)示意圖電子排布式Ar3d64s2Ar3d5電子排布圖4.A、B、C、D、E、F代表6種元素。請(qǐng)?zhí)羁眨?1)A元素基態(tài)原子的最外層有2個(gè)未成對(duì)電子，次外層有2個(gè)電子，其元素符號(hào)為_。(2)B元素的負(fù)一價(jià)離子和C元素的正一價(jià)離子的電子層結(jié)構(gòu)都與氬相同，B的元素符號(hào)為_，C的元素符號(hào)為_。(3)D元素的正三價(jià)離子的3d能級(jí)為半充滿，D的元素符號(hào)為_，其基態(tài)原子的電子排布式為_。(4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒(méi)有成對(duì)電子，只有一個(gè)未成對(duì)電子，E的元素符號(hào)為_，其基態(tài)原子的電子排布式為_。(5)F元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn1，則n_；原子中能量最高的是_電子。答案(1)C或O(2)ClK(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(5)22p解析(1)A元素基態(tài)原子次外層有2個(gè)電子，故次外層為K層，A元素有2個(gè)電子層，由題意可寫出其電子排布圖為，則該元素核外有6個(gè)電子，為碳元素，其元素符號(hào)為C，另外氧原子同樣也符合要求，其電子排布圖為(2)B、C的電子層結(jié)構(gòu)都與Ar相同，即核外都有18個(gè)電子，則B為17號(hào)元素Cl，C為19號(hào)元素K。(3)D元素原子失去2個(gè)4s電子和1個(gè)3d電子后變成3價(jià)離子，其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，即為26號(hào)元素鐵。(4)根據(jù)題意要求，首先寫出電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，該元素為29號(hào)元素Cu。(5)s能級(jí)只有1個(gè)原子軌道，故最多只能容納2個(gè)電子，即n2，所以元素F的原子最外層電子排布式為2s22p3，由此可知F是N元素；根據(jù)核外電子排布的能量最低原理，可知氮原子的核外電子中的2p能級(jí)能量最高。化學(xué)用語(yǔ)的規(guī)范使用及意義為了書寫和學(xué)術(shù)交流的方便，采用國(guó)際統(tǒng)一的符號(hào)來(lái)表示各個(gè)元素。元素符號(hào)原子結(jié)構(gòu)示意圖電子式在元素符號(hào)周圍用“·”或“×”表示原子的最外層電子(價(jià)電子)。電子排布式根據(jù)構(gòu)造原理表示：能級(jí)符號(hào)(右上角)數(shù)字。電子排布圖用方框表示原子軌道，用箭頭表示電子。用“數(shù)字能級(jí)符號(hào)”表示軌道名稱。它們有各自不同的側(cè)重點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)示意圖：能直觀地反映核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和核外的電子層數(shù)及各層上的電子數(shù)。(2)核組成式：如O，側(cè)重于表示原子核的結(jié)構(gòu)，它能告訴我們?cè)撛雍藘?nèi)的質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)以及質(zhì)量數(shù)，但不能反映核外電子的排布情況。(3)電子排布式：能直觀地反映核外電子的能層、能級(jí)和各能級(jí)上的電子數(shù)，但不能表示原子核的情況，也不能表示各個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。(4)電子排布圖：能反映各軌道的能量的高低，各軌道上的電子分布情況及自旋方向。(5)價(jià)電子排布式：如Fe原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，價(jià)電子排布式為3d64s2。價(jià)電子排布式能反映基態(tài)原子的能層數(shù)和參與成鍵的電子數(shù)以及最外層電子數(shù)?？键c(diǎn)二原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)周期能層數(shù)每周期第一個(gè)元素每周期最后一個(gè)元素原子序數(shù)基態(tài)原子的簡(jiǎn)化電子排布式原子序數(shù)基態(tài)原子的電子排布式二23He2s1101s22s22p6三311Ne3s1181s22s22p63s23p6四419Ar4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五537Kr5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六655Xe6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6(2)每族元素的電子排布特點(diǎn)主族1.原子結(jié)構(gòu)與周期表的關(guān)系(1)原子結(jié)構(gòu)與周期表的關(guān)系(完成下列表格)主族AAAA排布特點(diǎn)ns1ns2ns2np1ns2np2主族AAA排布特點(diǎn)ns2np3ns2np4ns2np50族：He：1s2；其他ns2np6。過(guò)渡元素(副族和第族)：(n1)d110ns12。(3)元素周期表的分區(qū)根據(jù)核外電子排布a. 分區(qū)b. 各區(qū)元素化學(xué)性質(zhì)及原子最外層電子排布特點(diǎn)分區(qū)元素分布外圍電子排布元素性質(zhì)特點(diǎn)s區(qū)A、A族ns12除氫外都是活潑金屬元素；通常是最外層電子參與反應(yīng)p區(qū)A族A族、0族ns2np16通常是最外層電子參與反應(yīng)d區(qū)B族B族、族(除鑭系、錒系外)(n1)d19ns12d軌道可以不同程度地參與化學(xué)鍵的形成ds區(qū)B族、B族(n1)d10ns12金屬元素f區(qū)鑭系、錒系(n2)f014(n1)d02ns2鑭系元素化學(xué)性質(zhì)相近，錒系元素化學(xué)性質(zhì)相近根據(jù)元素金屬性與非金屬性可將元素周期表分為金屬元素區(qū)和非金屬元素區(qū)(如下圖)，處于金屬與非金屬交界線(又稱梯形線)附近的非金屬元素具有一定的金屬性，又稱為半金屬或準(zhǔn)金屬，但不能叫兩性非金屬。注意：(1)“外圍電子排布”即“價(jià)電子層”，對(duì)于主族元素，價(jià)電子層就是最外電子層，而對(duì)于過(guò)渡元素原子不僅僅是最外電子層，如Fe的價(jià)電子層排布為3d64s2。2.對(duì)角線規(guī)則在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質(zhì)是相似的，如。3.元素周期律(1)原子半徑影響因素變化規(guī)律元素周期表中的同周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸減小；同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大。(2)電離能第一電離能：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量，符號(hào)：I1，單位：kJ·mol1。規(guī)律a.同周期：第一種元素的第一電離能最小，最后一種元素的第一電離能最大，總體呈現(xiàn)從左至右逐漸增大的變化趨勢(shì)。b.同族元素：從上至下第一電離能逐漸減小。c.同種原子：逐級(jí)電離能越來(lái)越大(即I1<I2<I3)。(3)電負(fù)性含義：元素的原子在化合物中吸引鍵合電子能力的標(biāo)度。元素的電負(fù)性越大，表示其原子在化合物中吸引鍵合電子的能力越強(qiáng)。標(biāo)準(zhǔn)：以最活潑的非金屬氟的電負(fù)性為4.0作為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算得出其他元素的電負(fù)性(稀有氣體未計(jì))。變化規(guī)律金屬元素的電負(fù)性一般小于1.8，非金屬元素的電負(fù)性一般大于1.8，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負(fù)性則在1.8左右。在元素周期表中，同周期從左至右，元素的電負(fù)性逐漸增大，同主族從上至下，元素的電負(fù)性逐漸減小。深度思考1.根據(jù)前四周期元素原子核外電子排布特點(diǎn)，回答下列問(wèn)題：(1)外圍電子層有2個(gè)未成對(duì)電子的有_；有3個(gè)未成對(duì)電子的有_。(2)未成對(duì)電子數(shù)與周期數(shù)相等的元素有_。答案(1)C、Si、Ge、O、S、Se、Ti、NiN、P、As、V、Co(2)H、C、O、P、Fe2.根據(jù)4s24p4回答問(wèn)題該元素位于_區(qū)，為第_第周期_族，是_元素(填名稱)答案p四A硒3.第四周期中，未成對(duì)電子數(shù)最多的元素是_。(填名稱)(1)它位于第_族。(2)核外電子排布式是_。(3)它有_個(gè)能層，_個(gè)能級(jí)，_種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子。(4)價(jià)電子排布式_，價(jià)電子排布圖_。(5)屬于_區(qū)。答案鉻(1)B(2)1s22s22p63s23p63d54s1(3)4724(4)3d54s1(5)d4.為什么鎂的第一電離能比鋁的大，磷的第一電離能比硫的大？答案Mg：1s22s22p63s2P：1s22s22p63s23p3。鎂原子、磷原子最外層能級(jí)中，電子處于全滿或半滿狀態(tài)，相對(duì)比較穩(wěn)定，失電子較難。用此觀點(diǎn)可以解釋N的第一電離能大于O，Zn的第一電離能大于Ga。5.為什么Na容易形成1價(jià)離子，而Mg、Al易形成2價(jià)、3價(jià)離子？答案Na的I1比I2小很多，電離能差值很大，說(shuō)明失去第一個(gè)電子比失去第二個(gè)電子容易得多，所以Na容易失去一個(gè)電子形成1價(jià)離子；Mg的I1和I2相差不多，而I2比I3小很多，所以Mg容易失去兩個(gè)電子形成2價(jià)離子；Al的I1、I2、I3相差不多，而I3比I4小很多，所以Al容易失去三個(gè)電子形成3價(jià)離子。而電離能的突躍變化，說(shuō)明核外電子是分能層排布的。6.判斷正誤，正確的劃“”，錯(cuò)誤的劃“×”(1)電負(fù)性大于1.8的一定為非金屬，小于1.8的一定為金屬(×)(2)電負(fù)性差值大于1.7時(shí)，一般形成離子鍵，小于1.7時(shí)，一般形成共價(jià)鍵()(3)電負(fù)性越大，非金屬性越強(qiáng)，第一電離能也越大(×)特別提醒(1)金屬活動(dòng)性順序與元素相應(yīng)的電離能大小順序不完全一致，故不能根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表判斷電離能的大小。(2)不能將電負(fù)性1.8作為劃分金屬和非金屬的絕對(duì)標(biāo)準(zhǔn)。(3)共價(jià)化合物中，兩種元素電負(fù)性差值越大，它們形成共價(jià)鍵的極性就越強(qiáng)。(4)同周期元素，從左到右，非金屬性越來(lái)越強(qiáng)，電負(fù)性越來(lái)越大，第一電離能總體呈增大趨勢(shì)。題組一重視教材習(xí)題，做好回扣練習(xí)1.(選修3P241)下列說(shuō)法中正確的是()A.處于最低能量的原子叫做基態(tài)原子B.3p2表示3p能級(jí)有兩個(gè)軌道C.同一原子中，1s、2s、3s電子的能量逐漸減小D.同一原子中，2p、3p、4p能級(jí)的軌道數(shù)依次增多答案A2.(選修3P242)X、Y、Z三種元素的原子，其最外層電子排布分別為ns1、3s23p1和2s22p4，由這三種元素組成的化合物的化學(xué)式可能是()A.XYZ2BX2YZ3C.X2YZ2DXYZ3答案A3.(選修3P243)下列說(shuō)法中，不符合A族元素性質(zhì)特征的是()A.從上到下原子半徑逐漸減小B.易形成1價(jià)離子C.從上到下單質(zhì)的氧化性逐漸減弱D.從上到下氫化物的穩(wěn)定性依次減弱答案A4.(選修3P244)下列說(shuō)法中，正確的是()A.在周期表里，主族元素所在的族序數(shù)等于原子核外電子數(shù)B.在周期表里，元素所在的周期數(shù)等于原子核外電子層數(shù)C.最外層電子數(shù)為8的都是稀有氣體元素的原子D.元素的原子序數(shù)越大，其原子半徑也越大答案B5.(選修3P246)A、B、C、D都是短周期元素。A的原子核外有兩個(gè)電子層，最外層已達(dá)到飽和。B位于A元素的下一周期，最外層的電子數(shù)是A最外層電子數(shù)的1/2。C的離子帶有兩個(gè)單位正電荷，它的核外電子排布與A元素原子相同。D與C屬同一周期，D原子的最外層電子數(shù)比A的最外層電子數(shù)少1。(1)根據(jù)上述事實(shí)判斷：A是_，B是_，C是_，D是_。(2)C的離子的核外電子排布式為_；D原子的核外電子排布式為_。(3)B位于第_周期_族，它的最高價(jià)氧化物的化學(xué)式是_，最高價(jià)氧化物的水化物是一種_酸。答案(1)NeSiMgCl(2)1s22s22p61s22s22p63s23p5(3)三ASiO2弱題組二元素推斷與元素逐級(jí)電離能6.根據(jù)下列五種元素的第一至第四電離能數(shù)據(jù)(單位：kJ·mol1)，回答下列各題：元素代號(hào)I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600U420310044005900(1)在周期表中，最可能處于同一族的是_。A.Q和RBS和TCT和UDR和TE.R和U(2)下列離子的氧化性最弱的是_。A.S2BR2CT3DU(3)下列元素中，化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)最像Q元素的是_。A.硼B(yǎng)鈹C氦D氫(4)每種元素都出現(xiàn)相鄰兩個(gè)電離能的數(shù)據(jù)相差較大的情況，這一事實(shí)從一個(gè)側(cè)面說(shuō)明：_，如果U元素是短周期元素，你估計(jì)它的第2次電離能飛躍數(shù)據(jù)將發(fā)生在失去第_個(gè)電子時(shí)。(5)如果R、S、T是同周期的三種主族元素，則它們的原子序數(shù)由小到大的順序是_，其中_元素的第一電離能異常高的原因是_。答案(1)E(2)D(3)C(4)電子分層排布，各能層能量不同10(5)R<S<TSS元素的最外層電子處于s能級(jí)全充滿狀態(tài)，能量較低，比較穩(wěn)定，失去第一個(gè)電子吸收的能量較多解析(1)根據(jù)電離能的變化趨勢(shì)知，Q為稀有氣體元素，R為第A族元素，S為第A族元素，T為第A族元素，U為第A族元素，所以R和U處于同一主族。(2)由于U為第A族元素且比R電離能小，所以U的氧化性最弱。(3)由于Q是稀有氣體元素，所以氦的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)與此最像。(4)電離能的突躍變化，說(shuō)明核外電子是分層排布的。若U是短周期元素，則U是Na，其核外電子排布式為1s22s22p63s1，由于2s22p6所處能層相同，所以它的第2次電離能飛躍數(shù)據(jù)發(fā)生在失去第10個(gè)電子時(shí)。(5)同一周期，第一電離能呈增大趨勢(shì)，但A、A族比相鄰元素要高，因?yàn)槠渥钔鈱与娮映嗜錆M或半充滿結(jié)構(gòu)。題組三電離能、電負(fù)性的綜合應(yīng)用7.根據(jù)信息回答下列問(wèn)題：A.第一電離能I1是指氣態(tài)原子X(g)處于基態(tài)時(shí)，失去一個(gè)電子成為氣態(tài)陽(yáng)離子X(g)所需的最低能量。下圖是部分元素原子的第一電離能I1隨原子序數(shù)變化的曲線圖(其中12號(hào)至17號(hào)元素的有關(guān)數(shù)據(jù)缺失)。B.不同元素的原子在分子內(nèi)吸引電子的能力大小可用數(shù)值表示，該數(shù)值稱為電負(fù)性。一般認(rèn)為：如果兩個(gè)成鍵原子間的電負(fù)性差值大于1.7，原子之間通常形成離子鍵；如果兩個(gè)成鍵原子間的電負(fù)性差值小于1.7，通常形成共價(jià)鍵。下表是某些元素的電負(fù)性值：元素符號(hào)LiBeBCOFNaAlSiPSCl電負(fù)性值1.01.52.02.53.54.00.91.51.82.12.53.0(1)認(rèn)真分析信息A圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律，推斷第三周期NaAr這幾種元素中，Al的第一電離能的大小范圍為_Al_(填元素符號(hào))。(2)從信息A圖中分析可知，同一主族元素原子的第一電離能I1的變化規(guī)律是_。(3)信息A圖中第一電離能最小的元素在周期表中的位置是_周期_族。(4)根據(jù)對(duì)角線規(guī)則，Be、Al元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的性質(zhì)相似，它們都具有_性，其中Be(OH)2顯示這種性質(zhì)的離子方程式是_。(5)通過(guò)分析電負(fù)性值的變化規(guī)律，確定Mg元素的電負(fù)性值的最小范圍_。(6)請(qǐng)歸納元素的電負(fù)性和金屬性、非金屬性的關(guān)系是_。(7)從電負(fù)性角度，判斷AlCl3是離子化合物還是共價(jià)化合物，說(shuō)出理由并寫出判斷的方法_。答案(1)NaMg(2)從上到下依次減小(3)第五第A(4)兩Be(OH)22H=Be22H2O、Be(OH)22OH=BeO2H2O(5)0.91.5(6)非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大；金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越小(7)Al元素和Cl元素的電負(fù)性差值為1.51.7，所以形成共價(jià)鍵，為共價(jià)化合物將氯化鋁加熱到熔融態(tài)，進(jìn)行導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)，如果不導(dǎo)電，說(shuō)明是共價(jià)化合物解析(1)由信息所給的圖可以看出，同周期的A族元素的第一電離能最小，而第A族元素的第一電離能小于A族元素的第一電離能，故NaAlMg。(2)從圖中可看出同主族元素的第一電離能從上到下逐漸減小。(3)根據(jù)第一電離能的遞變規(guī)律可以看出，圖中所給元素中Rb的第一電離能最小，其在周期表中的位置為第五周期第A族。(4)根據(jù)對(duì)角線規(guī)則，Al(OH)3與Be(OH)2的性質(zhì)相似，Be(OH)2應(yīng)具有兩性，根據(jù)Al(OH)3NaOH=NaAlO22H2O，Al(OH)33HCl=AlCl33H2O可以類似地寫出Be(OH)2與酸、堿反應(yīng)的離子方程式。(5)根據(jù)電負(fù)性的遞變規(guī)律：同周期元素，從左到右電負(fù)性逐漸增大，同主族元素從上到下電負(fù)性逐漸減小可知，在同周期中電負(fù)性NaMgAl，BeMgCa，最小范圍應(yīng)為0.91.5。(6)因電負(fù)性可以用來(lái)衡量原子吸引電子能力的大小，所以電負(fù)性越大，原子吸引電子的能力越強(qiáng)，非金屬性越強(qiáng)，反之金屬性越強(qiáng)。(7)AlCl3中Al與Cl的電負(fù)性差值為1.5，根據(jù)信息，電負(fù)性差值若小于1.7，則形成共價(jià)鍵，所以AlCl3為共價(jià)化合物。離子化合物在熔融狀態(tài)下以離子形式存在，可以導(dǎo)電，但共價(jià)化合物不能導(dǎo)電。正確表述元素周期律項(xiàng)目同周期(從左右)同主族(從上下)原子核外電子排布電子層數(shù)相同，最外層電子數(shù)逐漸增多，17(第一周期12)最外層電子數(shù)相同，電子層數(shù)遞增原子半徑逐漸減小(0族除外)逐漸增大元素主要化合價(jià)最高正價(jià)由17最低負(fù)價(jià)由41最高正價(jià)主族序數(shù)(O、F除外)，非金屬最低負(fù)價(jià)主族序數(shù)8原子得、失電子能力得電子能力逐漸增強(qiáng)，失電子能力逐漸減弱得電子能力逐漸減弱，失電子能力逐漸增強(qiáng)元素的第一電離能第一電離能呈增大的趨勢(shì)第一電離能逐漸減小元素的電負(fù)性電負(fù)性逐漸增大電負(fù)性逐漸減小元素金屬性、非金屬性金屬性逐漸減弱非金屬性逐漸增強(qiáng)金屬性逐漸增強(qiáng)非金屬性逐漸減弱單質(zhì)氧化性、還原性氧化性逐漸增強(qiáng)還原性逐漸減弱氧化性逐漸減弱還性逐漸增強(qiáng)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸堿性堿性逐漸減弱酸性逐漸增強(qiáng)堿性逐漸增強(qiáng)酸性逐漸減弱非金屬氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性生成由難到易穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng)生成由易到難穩(wěn)定性逐漸減弱探究高考明確考向江蘇五年高考1.xx·江蘇，21(A)(1)Cu基態(tài)核外電子排布式為_。答案Ar3d10或1s22s22p63s23p63d10解析Cu的原子序數(shù)為29，根據(jù)洪特規(guī)則特例：能量相同的原子軌道在全充滿(如p6和d10)、半充滿(如p3和d5)和全空(如p0和d0)狀態(tài)時(shí)，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定，因此Cu原子的基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，故Cu核外基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d10。2.xx·江蘇，21(A)(1)Mn2基態(tài)的電子排布式可表示為_。答案1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5各省市兩年高考(一)原子核外電子排布1.xx·安徽理綜，25(1)Na位于元素周期表第_周期第_族；S的基態(tài)原子核外有_個(gè)未成對(duì)電子；Si的基態(tài)原子核外電子排布式為_。答案三A21s22s22p63s23p2或Ne3s23p2解析Na元素基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s1，則Na位于元素周期表中第三周期第A族。S元素基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，其中3p軌道有兩個(gè)未成對(duì)電子。Si元素基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p2或Ne3s23p2。2.xx·四川理綜，8(1)改編已知XY2是紅棕色氣體，Z基態(tài)原子的M層與K層電子數(shù)相等。Y基態(tài)原子的電子排布式是_；Z所在周期中第一電離能最大的主族元素是_。答案1s22s22p4Cl解析根據(jù)題意可以判斷XY2為NO2，Z為Mg。O元素基態(tài)原子的電子排布式是1s22s22p4；第三周期元素中第一電離能最大的主族元素為Cl元素。3.xx·福建理綜，31(1)基態(tài)硼原子的電子排布式為_。答案1s22s22p1解析B的原子序數(shù)為5，故其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p1。4.xx·浙江自選模塊，15(1)節(jié)選31Ga基態(tài)原子的核外電子排布式是_。答案1s22s22p63s23p63d104s24p15.xx·新課標(biāo)全國(guó)卷，37(2)基態(tài)Fe原子有_個(gè)未成對(duì)電子。Fe3的電子排布式為_。可用硫氰化鉀檢驗(yàn)Fe3，形成的配合物的顏色為_。答案41s22s22p63s23p63d5或Ar3d5血紅色解析基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為Ar3d64s2，其中3d軌道有4個(gè)軌道未充滿，含有4個(gè)未成對(duì)電子。Fe原子失去4s軌道的2個(gè)電子和3d軌道的1個(gè)電子形成Fe3，則其電子排布式為1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5。檢驗(yàn)Fe3時(shí)，F(xiàn)e3與SCN形成配合物而使溶液顯血紅色。6.xx·新課標(biāo)全國(guó)卷，37(2)前四周期原子序數(shù)依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的價(jià)電子層中未成對(duì)電子均只有1個(gè)，并且A和B的電子數(shù)相差為8；與B位于同一周期的C和D，它們價(jià)電子層中的未成對(duì)電子數(shù)分別為4和2，且原子序數(shù)相差為2。四種元素中的第一電離能最小的是_，電負(fù)性最大的是_。(填元素符號(hào))答案KF7.xx·新課標(biāo)全國(guó)卷，37(1)Ni2的價(jià)層電子排布圖為_。答案8.xx·新課標(biāo)全國(guó)卷，37(1)基態(tài)Si原子中，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為_，該能層具有的原子軌道數(shù)為_、電子數(shù)為_。答案M949.xx·福建理綜，31(2)基態(tài)銅原子的核外電子排布式為_。答案1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(二)原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)1.xx·山東理綜，32(3)第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有_種。答案32.xx·安徽理綜，25(1)(2)X、Y、Z、W是元素周期表中原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素，已知X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物化學(xué)式為H2XO3，Z的基態(tài)原子最外層電子排布式為3s23p1，W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為28，中子數(shù)為14。則：(1)W位于元素周期表第_周期第_族；W的原子半徑比X的_(填“大”或“小”)。(2)Z的第一電離能比W的_(填“大”或“小”)。答案(1)三A大(2)小3.xx·山東理綜，32(1)下列曲線表示鹵族元素某種性質(zhì)隨核電荷數(shù)的變化趨勢(shì)，正確的是_。答案a4xx·福建理綜，31(1)依據(jù)第2周期元素第一電離能的變化規(guī)律，參照右圖中B、F元素的位置，用小黑點(diǎn)標(biāo)出C、N、O三種元素的相對(duì)位置。答案練出高分一、單項(xiàng)選擇題1.現(xiàn)代大爆炸理論認(rèn)為：天然元素源于氫、氦等發(fā)生的原子核融合反應(yīng)。這與100多年前，普魯特運(yùn)用思辨性推測(cè)作出“氫是所有元素之母”的預(yù)言恰好“一致”。下列說(shuō)法正確的是 ()A.科學(xué)研究中若能以思辨性推測(cè)為核心，就能加快科學(xué)的進(jìn)程B.普魯特“既然氫最輕，它就是其他一切元素之母”的推理是符合邏輯的C.“一致”是巧合，普魯特的預(yù)言沒(méi)有科學(xué)事實(shí)和理論支撐，它只是一種猜測(cè)D.“現(xiàn)代大爆炸理論”是解釋宇宙誕生的唯一正確的理論答案C2.關(guān)于1s、2s、3s、4s原子軌道的說(shuō)法，正確的是 ()A.電子只能在電子云輪廓圖中運(yùn)動(dòng)B.能級(jí)不同，電子云輪廓圖形狀相同C.軌道數(shù)目相同，電子云輪廓圖形狀、大小完全相同D.能層不同，電子云輪廓圖形狀也不相同答案B解析A項(xiàng)，電子在電子云輪廓圖中出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多；C項(xiàng)，1s、2s、3s、4s 電子云輪廓圖大小不相同；D項(xiàng)，電子云輪廓圖形狀相同。3.在多電子原子中，軌道能量是由以下哪些因素決定()能層能級(jí)電子云的伸展方向電子自旋狀態(tài)A.BC.D答案A4.符號(hào)“3px”沒(méi)有給出的信息是()A.電子層B.電子亞層C.電子云在空間的伸展方向D.電子的自旋方向答案D5.下列表示氮原子結(jié)構(gòu)的化學(xué)用語(yǔ)中，對(duì)核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)描述正確且能據(jù)此確定電子的能級(jí)的是()A.B.C.ls22s22p3D.答案C6.以下表示重氫原子結(jié)構(gòu)或核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的圖式中一定錯(cuò)誤的是 ()A.B.HC.1s1D答案B解析重氫原子應(yīng)表示為H或D。7.現(xiàn)有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下：1s22s22p63s23p4；1s22s22p63s23p3；1s22s22p3；1s22s22p5。則下列有關(guān)比較中正確的是 ()A.第一電離能：B.原子半徑：C.電負(fù)性：D.最高正化合價(jià)：答案A解析表示S，表示P，表示N，表示F。第一電離能：FNPS，A項(xiàng)正確；原子半徑：PSNF，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電負(fù)性：FNSP，C項(xiàng)錯(cuò)誤；F無(wú)正價(jià)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。二、不定項(xiàng)選擇題8.下列各組原子中，化學(xué)性質(zhì)一定相似的是 ()A.原子核外電子排布式為1s2的X原子與原子核外電子排布式為1s22s2的Y原子B.原子核外M層上僅有兩個(gè)電子的X原子與原子核外N層上僅有兩個(gè)電子的Y原子C.2p軌道上只有2個(gè)電子的X原子與3p軌道上只有2個(gè)電子的Y原子D.最外層都只有一個(gè)電子的X、Y原子答案C解析A項(xiàng)，X原子為He，Y原子為Be；B項(xiàng)，X原子為Mg，Y原子可以為Ca，也可以為Zn；C項(xiàng)，X只能為C，Y只能為Si，同一主族，化學(xué)性質(zhì)相似；D項(xiàng)，X、Y可以為H、Li、Na、Cr、Cu等。9.下列敘述正確的是 ()A.除0族元素外，短周期元素的最高化合價(jià)在數(shù)值上都等于該元素所屬族的族序數(shù)B.除短周期外，其他周期均為18種元素C.副族元素沒(méi)有非金屬元素D.堿金屬元素是指A族(除H外)的所有的元素答案CD解析A項(xiàng)，O無(wú)最高正價(jià)，F(xiàn)無(wú)正價(jià)；B項(xiàng)，第六周期為32種元素。10.已知X、Y是主族元素，I為電離能，單位是kJ·mol1。請(qǐng)根據(jù)下表數(shù)據(jù)判斷，錯(cuò)誤的是 ()元素I1I2I3I4X500460069009500Y5801800270011600A.元素X的常見化合價(jià)是1價(jià)B.元素Y是A族元素C.元素X與氯形成化合物時(shí)，化學(xué)式可能是XClD.若元素Y處于第三周期，它可與冷水劇烈反應(yīng)答案BD解析X為第A族元素，Y為第A族元素；D項(xiàng)，若元素Y處于第三周期，則Y為Al，Al不與冷水反應(yīng)。三、非選擇題11.回答下列問(wèn)題：(1)已知元素M是組成物質(zhì)NH4Al(SO4)2的一種元素。元素M的氣態(tài)原子逐個(gè)失去第1個(gè)至第4個(gè)電子所需能量(即電離能，用符號(hào)I1至I4表示)如下表所示：I1I2I3I4電離能(kJ·mol1)5781817274511578元素M是_(填寫元素符號(hào))。(2)硫原子核外有_種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，有_種不同形狀的電子云。(3)請(qǐng)用一個(gè)事實(shí)證明氧氣的氧化性比硫的氧化性強(qiáng)：_。(4)寫出碳原子最外層電子的電子排布圖_，該化學(xué)用語(yǔ)不能表達(dá)出碳原子最外層電子的_(填字母)。a能層b能級(jí)c所有電子云的伸展方向d自旋狀態(tài)答案(1)Al(2)162(3)2H2SO2=2H2O2S(答案合理即可)(4)c12現(xiàn)有120號(hào)元素A、B、C、D所對(duì)應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)或微粒結(jié)構(gòu)如下表：元素物質(zhì)性質(zhì)或微粒結(jié)構(gòu)AM層上有2對(duì)成對(duì)電子BB的離子與D的離子具有相同電子層結(jié)構(gòu)，且可以相互組合形成干燥劑C常溫下單質(zhì)為雙原子分子，其氫化物水溶液呈堿性D元素最高正價(jià)是7價(jià)(1)元素A的原子最外層共有_種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，有_種能量不同的電子。B的離子與D的離子相互組合形成的干燥劑的化學(xué)式是_。(2)元素C與氫元素形成帶一個(gè)單位正電荷的離子，寫出該微粒的電子式_(用元素符號(hào)表示)。(3)元素A與元素D相比，非金屬性較強(qiáng)的是_(用元素符號(hào)表示)，下列表述中能證明這一事實(shí)的是_。A常溫下A的單質(zhì)和D的單質(zhì)狀態(tài)不同BA的氫化物比D的氫化物穩(wěn)定C一定條件下D能從A的氫化物水溶液中置換出A單質(zhì)DHD的酸性比HA酸性強(qiáng)(4)C的氫化物固態(tài)時(shí)屬于_晶體，該氫化物與A的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。答案(1)62CaCl2(2)(3)ClC(4)分子2NH3H2SO4=(NH4)2SO4解析根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)和微粒結(jié)構(gòu)，A為S，D為Cl，B為Ca，C為N。(1)S的最外層有6個(gè)電子，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)各不相同，3s、3p軌道上電子能量不相同，所以應(yīng)有2種能量不同的電子。CaCl2是一種中性干燥劑。(2)該離子應(yīng)為NH，其電子式為。(3)S和Cl相比較，Cl的非金屬性強(qiáng)，可以根據(jù)氫化物的穩(wěn)定性，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性以及Cl2H2S=2HClS進(jìn)行判斷。(4)NH3為分子晶體，NH3和H2SO4反應(yīng)生成(NH4)2SO4。13不同元素的原子在分子內(nèi)吸引電子的能力大小可用一定數(shù)值x來(lái)表示，x越大，其原子吸引電子的能力越強(qiáng)。下面是某些短周期元素的x值：元素符號(hào)LiBeBCOFNaAlSiPSClx值1.01.52.02.53.54.00.91.51.82.12.53.0(1)通過(guò)分析x值變化規(guī)律，確定Mg的x值范圍：_x(Mg)_。(2)推測(cè)x值與原子半徑的關(guān)系是_；根據(jù)短周期元素的x值變化特點(diǎn)，體現(xiàn)了元素性質(zhì)的_變化規(guī)律。(3)分別指出下列兩種化合物中氧元素的化合價(jià)：HClO_，HFO_。(4)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律告訴我們：成鍵的兩原子相應(yīng)元素x數(shù)值的差值為x，當(dāng)x1.7時(shí)，一般為離子鍵，當(dāng)x1.7時(shí)，一般為共價(jià)鍵，試推斷AlBr3中化學(xué)鍵類型是_。(5)預(yù)測(cè)元素周期表中，x值最小的元素位于第_周期第_族(放射性元素除外)。答案(1)0.91.5(2)同周期(同主族)中，x值越大，其原子半徑越小周期性(3)20(4)共價(jià)鍵(5)六A解析(1)x代表電負(fù)性的大小，根據(jù)位置關(guān)系判斷x(Na)x(Mg)x(Be)，即0.9x(Mg)1.5。(2)x值越大，其原子半徑越小，電負(fù)性隨著原子序數(shù)的遞增，呈現(xiàn)周期性變化。(3)根據(jù)電負(fù)性的數(shù)值，在HClO中氧為2價(jià)，根據(jù)，H和O的共用電子對(duì)偏向O，而O和F的共用電子對(duì)又偏向F，所以O(shè)為0價(jià)。(4)x(Br)x(Al)x(Cl)x(Al)3.01.51.5，所以AlBr3中化學(xué)鍵類型為共價(jià)鍵。(5)電負(fù)性最小的應(yīng)為金屬性最強(qiáng)的。14下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分別代表某一化學(xué)元素。(1)下列_(填寫編號(hào))組元素的單質(zhì)可能都是電的良導(dǎo)體。a、c、hb、g、kc、h、ld、e、f(2)如給核外電子足夠的能量，這些電子便會(huì)擺脫原子核的束縛而離去。核外電子離開該原子或離子所需要的能量主要受兩大因素的影響：原子核對(duì)核外電子的吸引力，形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的傾向。下表是一些氣態(tài)原子失去核外不同電子所需的能量(kJ·mol1)：鋰XY失去第一個(gè)電子519502580失去第二個(gè)電子729645701820失去第三個(gè)電子1179969202750失去第四個(gè)電子955011600通過(guò)上述信息和表中的數(shù)據(jù)分析為什么鋰原子失去核外第二個(gè)電子時(shí)所需的能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于失去第一個(gè)電子所需的能量：_。表中X可能為以上13種元素中的_(填寫字母)元素，則該元素屬于_區(qū)。用元素符號(hào)表示X和j所能形成的化合物的化學(xué)式是_。Y是周期表中_族元素。以上13種元素中，_(填寫字母)元素原子失去核外第一個(gè)電子需要的能量最多。答案(1)(2)鋰原子失去核外第一個(gè)電子后即達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以鋰原子失去核外第二個(gè)電子時(shí)所需的能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于失去第一個(gè)電子所需的能量asNa2O和Na2O2Am解析根據(jù)位置可以判斷b為H，a為Na，c為Mg，d為Sr，e為Ti，f為Al，g為Ge，h為C，i為P，j為O，k為Te，l為Cl，m為Ar。(1)金屬以及石墨為電的良導(dǎo)體，所以都符合。(2)由于Li失去一個(gè)電子后，達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以再失去一個(gè)電子所需能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于失去第一個(gè)電子所需能量。表中所給數(shù)據(jù)即電離能，根據(jù)X的逐級(jí)電離能數(shù)據(jù)，X最外層應(yīng)有1個(gè)電子，應(yīng)為Na元素，即a，Na在s區(qū)，Na與j(O)可形成Na2O、Na2O2兩種化合物。根據(jù)Y的逐級(jí)電離能數(shù)據(jù)，Y最外層應(yīng)有3個(gè)電子，對(duì)應(yīng)的應(yīng)為Al(f)。稀有氣體元素原子最穩(wěn)定，失去第一個(gè)電子需要的能量最多。