1、第第 1 讲讲原子结构与性质原子结构与性质 【2021备考】 最新考纲命题统计 1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理， 能正确书写 136 号元素原子核外电子、价电子的电子 排布式和轨道表示式。2.了解电离能的含义，并能用以 说明元素的某些性质。3.了解电子在原子轨道之间的跃 迁及其简单应用。4.了解电负性的概念，并能用以说明 元素的某些性质。 素养落地：1.宏观辨识与微观探析：能从能层、能级等不同层次认识原子的结构， 以及核外电子的排布规律，能从宏观和微观相结合的视角分析原子结构与元素性 质的关系。2.科学探究与创新意识：能发现和提出有探究价值的原子结构及性质 的问题，如核外电
2、子排布、元素第一电离能的特殊性等，面对异常现象敢于提出 自己的见解。 考点一原子核外电子排布原理 知识梳理 1.能层、能级与原子轨道 (1)能层(n)：在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的能量差异将 其分成不同能层，通常用 K、L、M、N表示，能量依次升高。 (2)能级：同一能层里电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用 s、 p、d、f 等表示。同一能层里，各能级的能量按 s、p、d、f 的顺序依次升高，即： E(s)E(p)E(d)E(f)。 (3)原子轨道：电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域。这种电子云轮廓 图称为原子轨道。 原子轨道轨道形状轨道个数 s球
3、形1 p哑铃形3 名师提示你 能层数电子层数，能级数能层序数。即：第一能层(K，1 层电子)，只有 s 能 级；第二能层(L，2 层电子)，有 s、p 两种能级，p 能级上有三个原子轨道 px、py、 pz，它们具有相同的能量；第三能层(M，3 层电子)，有 s、p、d 三种能级。 2.基态原子的核外电子排布 (1)能量最低原理 即电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能 量处于最低状态。如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上的 排布顺序图： (2)泡利原理 每个原子轨道里最多只能容纳 2 个电子，且自旋状态相反。 如 2s 轨道上的电子排布为，不能表
4、示为。 (3)洪特规则 当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个 轨 道 ，且 自 旋 状 态 相同 。 如 2p3的 电 子排 布 为， 不 能表 示 为 。 洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7) 和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr 的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1。 在书写简化的电子排布式时，并不是所有的都是X价电子排布式(注：X 代 表上一周期稀有气体元素符号)，如 Ga 的电子排布式为Ar3d104s24p1。 3.基态、激发态与光谱 (1)基态原子
5、：处于最低能量的原子。 (2)激发态原子：当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激 发态原子。 (3)原子光谱：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪 摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。 考向突破 考向电子排布式和电子云 原子核外电子排布原理概念辨析 题目设计 1.判断正误(正确的打“”，错误的打“”) (1)Cr 的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d44s2() (2)p 能级能量一定比 s 能级的能量高() (3)同一原子中，2p、3p、4p 能级的轨道数依次增多() (4)基态钠原子的电子排布式为 1s22s22p62
6、d1() (5)基态磷原子的电子排布图为() 由电子排布图判断能量高低 命题素材 能量最低原理：基态原子核外电子在原子轨道上的排布按能量由低到高的原则。 题目设计 2.(2018课标全国卷，35 节选)下列 Li 原子电子排布图表示的状态中，能量最低 和最高的分别为_、_(填标号)。 解析基态 Li 原子能量最低，而电子排布图中 D 项所示状态为基态。处于激发 态的电子数越多，原子能量越高，A 项中只有 1 个 1s 电子跃迁到 2s 轨道；B 项 中 1s 轨道中的两个电子一个跃迁到 2s 轨道，另一个跃迁到 2p 轨道；C 项图中 1s 轨道的两个电子都跃迁到 2p 轨道，故 C 项表示的
7、原子能量最高。 答案DC 书写给定元素的核外电子排布式、价电 子排布式或排布图 命题素材 原子(离子)核外电子排布式(图)的书写 (1)核外电子排布式：按电子排入各能层中各能级的先后顺序，用数字在能级符号 右上角标明该能级上排布的电子数的式子。如 Cu：1s22s22p63s23p63d104s1，其简 化电子排布式为Ar3d104s1。 (2)价电子排布式：如 Fe 原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布 式为 3d64s2。价电子排布式能反映基态原子的能层数和参与成键的电子数以及最 外层电子数。 (3)电子排布图(轨道表示式)：用方框表示原子轨道，用“”
8、或“”表示自旋 方向不同的电子，按排入各能层中的各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书 写。如：S：。核外电子排布图能直观地反映出原子 的核外电子的自旋情况以及成对的电子对数和未成对的单电子数。 题目设计 3.按要求填空。 (1)(2019全国卷，35 节选)Sm 的价层电子排布式为 4f66s2，Sm3 的价层电子排 布式为_。 (2)(2018全国卷，21 节选)Zn 原子核外电子排布式为_。 解析(1)Sm 的价电子排布式为 4f66s2，失去 3 个电子变成 Sm3 成为稳定状态， 则应先失去能量较高的 6s 电子，所以 Sm3 的价电子排布式为 4f5。 (2)Zn 为 30 号元素
9、，则电子排布式为Ar3d104s2。 答案(1)4f5(2)Ar3d104s2 判断电子云形状 命题素材 轨道形状 (1)s 电子的原子轨道呈球形。 (2)p 电子的原子轨道呈哑铃形。 题目设计 4.(1)(2018全国卷，35 节选)基态 Fe 原子价层电子的电子排布图(轨道表达式) 为_， 基态 S 原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_形。 (2)(2017全国卷，35 节选)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着 广泛的应用。回答下列问题： 基态 K 原子中，核外电子占据的最高能层的符号是_，占据该能层电子的 电子云轮廓图形状为_。 答案(1)哑铃(纺锤) (2)N球形 【归纳
10、拓展】 1.当出现 d 轨道时，虽然电子按 ns、(n1)d、np 的顺序填充，但在书写电子排布 式时，仍把(n1)d 放在 ns 前，如 Fe：1s22s22p63s23p63d64s2(正确)，Fe： 1s22s22p63s23p64s23d6(错误)。 2.注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、原子价电子排布式的区别与 联系。 如 Cu 的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1， 简化电子排布式为Ar3d104s1， 价电子排布式为 3d104s1。 3.在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误： (1)(违反能量最低原理) (2)(违反泡利原理) (3)(违
11、反洪特规则) (4)(违反洪特规则) 考点二原子结构与元素性质 知识梳理 1.原子结构与周期表的关系 (1)原子结构与周期表的关系(完成下列表格) 周 期 能 层 数 每周期第一种元素每周期最后一种元素 原子 序数 基态原子的简 化电子排布式 原子 序数 基态原子的 电子排布式 二23He2s1101s22s22p6 三311Ne3s1181s22s22p63s23p6 四419Ar4s136 1s22s22p63s23p6 3d104s24p6 五537Kr5s154 1s22s22p63s23p63d10 4s24p64d105s25p6 六655Xe6s186 1s22s22p63s23
12、p63d104s24p6 4d104f145s25p65d106s26p6 (2)每族元素的价层电子排布特点 主族 主族AAAA 排布特点ns1ns2ns2np1ns2np2 主族AAA 排布特点ns2np3ns2np4ns2np5 0 族：He：1s2；其他 ns2np6。 过渡元素(副族和第族)：(n1)d1 10ns12。 (3)元素周期表的分区 根据核外电子排布分区 各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点 分区元素分布外围电子排布元素性质特点 s 区A 族、A 族 ns1 2 除氢外都是活泼金属元 素；通常是最外层电子 参与反应 p 区A 族A 族、0 族ns2np1 6(He 除外
13、) 通常是最外层电子参与 反应 d 区 B 族B 族、族 (镧系、锕系除外) (n1)d1 9ns12(钯除 外) d 轨道可以不同程度地 参与化学键的形成 ds 区B 族、B 族(n1)d10ns1 2 金属元素 f 区镧系、锕系 (n2)f0 14(n1)d0 2ns2 镧系元素化学性质相 近，锕系元素化学性质 相近 根据元素金属性与非金属性可将元素周期表分为金属元素区和非金属元素区 (如下图)， 处于金属与非金属交界线(又称梯形线)附近的非金属元素具有一定的金 属性，又称为半金属或准金属，但不能叫两性非金属。 名师提示你 (1)能层数电子层数周期数 主族序数价电子数 (2)对于主族元素原
14、子，价电子层就是最外电子层，而对于过渡元素原子不仅仅是 最外电子层，如 Fe 的价电子层排布为 3d64s2。 2.对角线规则 在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如 。 3.元素周期律 (1)原子半径 影响因素 能层数：能层数越多，原子半径越大 核电荷数：能层数相同核电荷数越大，原子 半径越小 变化规律 元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小；同主族元素从上 到下，原子半径逐渐增大。 (2)电离能 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 I1，单位 kJmol 1。 规律 a.同周期元素：第一种元素
15、的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大， 总体呈现从左至右逐渐增大的变化趋势。其中A 族原子第一电离能大于A 族 原子，A 族原子大于A 族原子。 b.同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小。 c.同种原子：逐级电离能越来越大(即 I1I2INi的原因是_。 答案(1)A(2)大于Zn 的核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子(3)O (4)同周期元素随核电荷数的增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的 能量依次增大N 原子的 2p 轨道为半充满状态， 具有额外稳定性， 故不易结合一 个电子 (5)铜失去的是全充满的 3d10电子，镍失去的是 4s1电子 电离能的简单计算 题目设计
16、 3.(2018全国卷， 35 节选)Li2O 是离子晶体， 其晶格能可通过下图的 BornHaber 循环计算得到。 可知， Li 原子的第一电离能为_kJmol 1， O=O 键键能为_kJmol 1。 解析锂原子的第一电离能是指1 mol气态锂原子失去1 mol电子变成1 mol气态 锂离子所吸收的能量，即为1 040 kJmol 1 2 520 kJmol 1。O=O 键键能是指 1 mol 氧气分子断键生成气态氧原子所吸收的能量，即为 249 kJmol 12498 kJmol 1。 答案520498 元素电负性应用及大小比较 命题素材 题目设计 4.(2019全国卷，35 节选)N
17、H4H2PO4中，电负性最高的元素是_。 提示O 基础知识巩固 1.下列元素中，基态原子的价电子排布式、电子排布式或电子排布图不正确的是 () A.Al3s23p1 B.AsAr4s24p3 C.Ar3s23p6 D.Ni3d84s2 解析B 项应为Ar3d104s24p3。 答案B 2.a、b、c、d 是四种短周期元素。a、b、d 同周期，c、d 同主族。a 的原子结构示 意图为，b、c 形成的化合物的电子式为，下列说法中正确 的是() A.原子半径：acdb B.电负性：abdc C.原子序数：dacb D.最高价含氧酸的酸性：cda 解析由 a 的原子结构示意图为，得 a 为 Si，b
18、与 c 形成化合物的电子 式为，a、b、d 同周期，c、d 同主族，得 c 为 N，d 为 P，b 为 Na。 原子半径：bad c，A 项错误；电负性 cdab，B 项错误；原子序数： dabc，C 项错误；最高价含氧酸的酸性 cda，HNO3H3PO4 H2SiO3， D 项正确。 答案D 3.回答下列问题： (1)已知铁是 26 号元素，写出 Fe 的价层电子排布式_；在元素周期表中， 该元素在_区(填“s”“p”“d”“f”或“ds”)。 (2)写出与 N 同主族的 As 的基态原子的核外电子排布式：_。从原子结构 的角度分析 B、N 和 O 的第一电离能由大到小的顺序为_。 (3)写
19、出 Fe2 的核外电子排布式：_。 (4)Zn2 的核外电子排布式为_。 解析B、N、O 元素同周期，在第一电离能逐渐增大的趋势中出现了 I1(N)I1(O) 的曲折。 答 案(1)3d64s2d(2)1s22s22p63s23p63d104s24p3或 Ar3d104s24p3NOB (3)1s22s22p63s23p63d6 (4)1s22s22p63s23p63d10 考试能力过关 4.第一电离能 I1是指气态原子 X(g)失去一个电子成为气态阳离子 X (g)所需的最 低能量。下图是部分元素原子的第一电离能 I1随原子序数变化的曲线图。 请回答以下问题： (1)认真分析上图中同周期元素
20、第一电离能的变化规律，将 NaAr 之间的元素用 短线连接起来，构成完整的图像。 (2)从上图分析可知，同一主族元素原子的第一电离能 I1的变化规律是_。 (3)上图中 5 号元素在周期表中的位置是_。 (4) 上 图 中 4 、 5 、 6 号 三 种 元 素 的 气 态 氢 化 物 的 化 学 式 分 别 为 _。 (5)上图中 16 号元素中，最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是_； 两性化合物有_。 解析(1)NaAr 之间六种元素中， Mg(3s2)比 Na(3s1)、Al(3s23p1)失去一个电子成 为气态阳离子 X (g)所需的能量大， P(3s23p3)比 Si(3s23p2
21、)、 S(3s23p4)失去一个电子 成为气态阳离子 X (g)所需的能量大。(2)同一主族元素原子的第一电离能 I1 的变 化规律是从上到下逐渐减小。(3)5 号元素为 P，在周期表中位于第三周期A 族。 (4)题图中 4、5、6 号三种元素的气态氢化物的化学式分别为 H2S、PH3、HCl。(5) 题图中 16 号元素中， 最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是 HClO4， 两性化 合物是 Al2O3和 Al(OH)3。 答案(1)如下图 (2)从上到下逐渐减小(3)第三周期A 族 (4)H2S、PH3、HCl(5)HClO4Al2O3、Al(OH)3 5.回答下列问题： (1)碳原子的核
22、外电子排布式为_。 同周期的非金属元素 N 的第一电离能大 于 O 的第一电离能，原因是_。 (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/kJmol 1 I1I2I3I4 A9321 82115 39021 771 B7381 4517 73310 540 (3)下表是第三周期部分元素的电离能单位：eV(电子伏特)数据： 元素I1/eVI2/eVI3/eV 甲5.747.171.8 乙7.715.180.3 丙13.023.940.0 丁15.727.640.7 下列说法正确的是_(填字母)。 A.甲的金属性比乙强 B.乙的化合价为1 价 C.丙
23、不可能为非金属元素 D.丁一定为金属元素 (4)Mn、Fe 均为第四周期过渡金属元素，两元素的部分电离能数据列于下表： 元素MnFe 电离能/kJmol 1 I1717759 I21 5091 561 I33 2482 957 锰元素位于第四周期第B 族。请写出基态 Mn2 的价电子排布式：_，比 较两元素的 I2、 I3可知， 气态 Mn2 再失去 1 个电子比气态 Fe2再失去 1 个电子难， 对此你的解释是_ _。 答案(1)1s22s22p2N 原子的 2p 轨道达到半充满结构， 比较稳定(2)1s22s22p63s2 (3)A(4)3d5由 Mn2 转化为 Mn3时， 3d 能级由较
24、稳定的 3d5 半充满状态转变为 不稳定的 3d4状态需要的能量较多； 而 Fe2 转化为 Fe3时， 3d 能级由不稳定的 3d6 状态转变为较稳定的 3d5半充满状态需要的能量相对要少 A 级全员必做题 1.下列各项叙述中，正确的是() A.N、P、As 的电负性随原子序数的增大而增大 B.价电子排布为 4s24p3的元素位于第四周期A 族，是 p 区元素 C.2p 和 3p 轨道形状均为哑铃形，能量也相等 D.氮原子的最外层电子排布图： 解析同主族元素从上到下，电负性逐渐减小，A 错误；2p 轨道能量低于 3p，C 错误；利用洪特规则可知 N 最外层电子排布图错误，D 错误。 答案B 2
25、.(2019湖北襄阳考试)下列各项叙述中，正确的是() A.镁原子由 1s22s22p63s21s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态 B.价电子排布式为 5s25p1的元素位于第五周期第A 族，是 s 区元素 C.所有原子任一能层的 s 电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同 D.24Cr 原子的电子排布式是 1s22s22p63s23p63d44s2 解析A 项镁原子由基态转化为激发态，要吸收能量；价电子排布为 5s25p1的元 素位于第五周期A 族，是 p 区元素；原子轨道处于全空、全满或半充满状态时， 能量最低，故24Cr 原子的核外电子排布式应是 1s22s22
26、p63s23p63d54s1。 答案C 3.下列有关元素周期表的说法正确的是() A.非金属元素全部位于元素周期表 p 区 B.金属与非金属分界线附近的元素属于过渡元素 C.原子最外层电子数为 1 的元素一定处于周期表A 族 D.同周期A 族、A 族元素的原子序数相差 1、11 或 25 解析H 元素位于元素周期表 s 区，A 项错误；金属与非金属分界线附近的元素 称为准金属或半金属，B 项错误；原子最外层电子数为 1 的元素，可以为A 族， 也可以为副族，例如 Cr 和 Cu，C 项错误；第二、三周期A 族、A 族元素的 原子序数相差 1，第四、五周期A 族、A 族元素的原子序数相差 11，
27、第六、 七周期A 族、A 族元素的原子序数相差 25，D 项正确。 答案D 4.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下： 1s22s22p63s23p4；1s22s22p63s23p3；1s22s22p3；1s22s22p5 下列有关判断正确的是() A.第一电离能： B.原子半径： C.电负性： D.最高正化合价： 解析由电子排布式可知为 S，为 P，为 N，为 F。第一电离能为 ，A 正确；原子半径应是最大，最小，B 不正确；电负性应是 最大，最小，C 不正确；F 无正价，最高正化合价为5，的最高正化 合价为6，D 不正确。 答案A 5.(2020银川一中月考)周期表中 27 号元素钴的方
28、格中注明“3d74s2”，由此可以推 断() A.它位于周期表的第四周期A 族 B.它的基态核外电子排布式可简写为Ar4s2 C.Co2 的核外价电子排布式为 3d54s2 D.Co 位于周期表中第 9 列 解析从左向右数，应为过渡元素，A 项错误；“3d74s2”为 Co 的价电子排布，其 简写式中，也要注明 3d 轨道，B 项错误；失电子时，应失去最外层的电子，即先 失 4s 上的电子，Co2 的价电子排布为 3d7，C 项错误；“729”，说明它位于 周期表的第 9 列，D 项正确。 答案D 6.第三周期 1117 号元素某些性质变化趋势如图所示， 下列有关说法中正确的是 () A.y
29、轴表示的可能是第一电离能 B.y 轴表示的可能是电负性 C.y 轴表示的可能是原子半径 D.y 轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数 解析对于第三周期 1117 号元素， 随着原子序数的增大， 第一电离能呈现增大 的趋势(Mg、P 特殊)，A 项错误；原子半径逐渐减小，C 项错误；形成基态离子 转移的电子数：Na 为 1，Mg 为 2，Al 为 3，Si 不易形成离子，P 为 3，S 为 2， Cl 为 1，D 项错误。 答案B 7.第四周期有 14 种金属元素，其中 4 种为主族元素，10 种为过渡元素。 (1)锰元素在周期表中的位置为_；属于_区元素(填“s”“p”“d”“ds” 或“f
30、”)。 (2)基态铬原子的电子排布式为_， 与铬同周期的所有元素的基态原子中， 最外层电子数与铬原子相同的有_。 (3)基态 Fe 原子中，电子占据的最高能层的符号为_，该能层具有的原子 轨道数为_，电子数为_。 (4)As、Se、Br 元素的电负性由大到小的顺序为_，第一电离能由大到小 的顺序为_。 (5)铜、锌两种元素的第一电离能、第二电离能如表所示： 电离能/(kJmol 1) I1I2 铜7461 958 锌9061 733 铜的第一电离能(I1)小于锌的第一电离能，而铜的第二电离能(I2)却大于锌的第二 电离能，其主要原因是_。 解析(1)Mn 的原子序数为 25，电子排布式为 1s
31、22s22p63s23p63d54s2，位于第四周 期第B 族，属于 d 区元素。(2)基态铬原子核外有 24 个电子，电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s1， 第四周期最外层电子数为 1 的原子还有 K、 Cu。 (3)基态 Fe 原子核外有 4 个电子层，电子占据的最高能层为第四层，符号为 N。 该能层有 s、p、d、f 四个能级，原子轨道数为 135716。其价层电子排布 式为 3d64s2，故 N 层的电子数为 2。(4)同周期元素从左到右电负性逐渐增大，故 电负性：BrSeAs。同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但由于 As 的 4p 能级半
32、充满，为稳定结构，其第一电离能大于 Se，故第一电离能：BrAsSe。 (5)根据 Cu、Zn 失去一个电子后的结构，分析再失去一个电子的难易，从而比较 Cu、Zn 的第二电离能。 答案(1)第四周期第B 族d (2)1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s1K、Cu (3)N162 (4)BrSeAsBrAsSe (5)Cu 失去一个电子变成电子结构为Ar3d10的 Cu ，能量较低，结构稳定，所以 Cu的第二电离能相对较大(或Zn失去一个电子变成电子结构为Ar3d104s1的Zn ， 易再失去一个电子， 所以 Zn 的第二电离能相对较小。 或 Cu 原子失去一个电子后，
33、核外电子排布式为Ar3d10，而锌原子失去 1 个电子后的核外电子排布式变为 Ar3d104s1，铜达到了较稳定状态，所以 Cu 的第二电离能相对较大) 8.完成下列化学用语。 (1)Cr 原子的核外电子排布式为_， 价电子排布式为_， 原子结构示 意图为_，价电子排布图为_。 (2)Cu2 的核外电子排布式为_，离子结构示意图为_。 (3)As 的核外电子排布式为_，原子结构示意图为_，价电子排布 图为_。 (4)Co 的价电子排布式为_，价电子排布图为_。 答案(1)1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s1； 3d54s1 (2)1s22s22p63s23p63d9或A
34、r3d9 (3)1s22s22p63s23p63d104s24p3或Ar3d104s24p3 (4)3d74s2 9.南京理工大学化工学院胡炳成教授团队于2017年1月成功合成世界首个全氮阴 离子盐，使氮原子簇化合物的研究又有了新的突破。请回答以下问题： (1)基态 N 原子的电子排布图为_，该原子中 2p 轨道上电子的排布遵循的 原则是_。 (2)第二周期元素原子的第一电离能介于 B、N 之间的有_。 (3)科学家目前合成了 N4分子， 该分子中 NNN 的键角为_； N4分解后 能产生 N2并释放出大量能量，推测其用途：_(写出一种即可)。 (4)N8是一种由全氮阳离子和全氮阴离子构成的特
35、殊物质， 已知阳离子由 5 个氮原 子排列成 V 形，每个氮原子均达到 8 电子稳定结构，则阳离子的电子式为 _。 解析(1)基态氮原子核外有 7 个电子，其核外电子排布图为。 2p 轨道上 3 个电子分别单独占据 1 个轨道且自旋状态相同， 遵循洪特规则。 (2)Be 原子 2s 能级处于全充满状态，其第一电离能比 B 大，N 原子 2p 能级处于半充满 状态， 其第一电离能比 O 的大， 所以第一电离能介于 B 和 N 之间的有 Be、 C、 O， 共三种。(3)N4分子和 P4分子类似，该分子中 NNN 的键角为 60。N4分解后 能产生 N2并释放出大量能量，可以制造火箭推进剂或炸药。
36、(4)根据每个氮原子 均达到 8 电子稳定结构，可以推断该离子为 N 5。 答案(1)洪特规则 (2)Be、C、O (3)60制造火箭推进剂或炸药(其他合理答案均可) (4) 10.下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一化学元素。 (1)上述元素的单质可能是电的良导体的是_(填字母代号)。 (2)下表是一些气态原子的第一、二、三、四级电离能(kJmol 1)； 锂XY 第一电离能519502580 第二电离能7 2964 5701 820 第三电离能11 7996 9202 750 第四电离能9 55011 600 通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需
37、的能 量要远远大于失去第一个电子所需的能量：_。 表中的 Y 可能为以上 13 种元素中的_(填元素符号)元素， 用元素符号表 示 X 和 j 按原子个数 11 形成化合物的电子式_。 (3)根据构造原理，用电子排布式表示 e 的核外电子排布式_。 (4)以上 13 种元素中， _(填元素符号)元素原子失去核外第一个电子需要的 能量最多。 (5)a、 e、 f 三种元素的最高价氧化物的水化物显碱性， 其碱性最强的为_(用 化学符号作答)。f 的氧化物具有两性，写出其与 NaOH 溶液反应的离子方程式 _ _。 解析根据元素在周期表中的位置可知 am 元素分别为 Na、H、Mg、Sr、Fe、 A
38、l、Ge、C、P、O、Te、Cl、Ar。(1)电的良导体主要为金属、石墨等，因此元素 的单质可能是电的良导体的是 acdefgh。(2)由于 Li 原子失去一个电子后，Li 已形成稳定结构，此时再失去一个电子很困难，所以锂原子失去核外第二个电子 时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量。 元素 Y 失去第三个电 子所需能量远远小于失去第四个电子所需的能量，故 Y 元素位于第A 族，为 Al；元素 X 失去第一个电子所需能量远远小于失去第二个电子所需的能量，故 X 元素位于第A 族，为 Na；X 和 j 按原子个数 11 形成化合物是 Na2O2，电子式 为； (3) 铁 的 原 子 序
39、数 是 26 ， 核 外 电 子 排 布 式 为 1s22s22p63s23p63d64s2。 (4)m 为稀有气体元素 Ar， 已达稳定结构， 故很难失去电子。 (5)金属性越强，最高价氧化物水化物的碱性越强，则 a、e、f 三种元素的最高价 氧化物的水化物中碱性最强的为 NaOH。氧化铝与 NaOH 溶液反应的离子方程式 为 Al2O32OH =2AlO 2H2O。 答案(1)acdefgh(2)Li 原子失去一个电子后，Li 已形成稳定结构，此时再失 去 一 个 电 子 很 困 难Al(3)1s22s22p63s23p63d64s2 (4)Ar(5)NaOHAl2O32OH =2AlO
40、2H2O B 级拔高选做题 11.下表列出前 20 号元素中的某些元素性质的一些数据： 元素原子半径(10 10m) 最高价态(价)最低价态(价) 1.0262 2.271 0.742 1.433 0.7744 1.1053 0.9971 1.861 0.7553 1.1744 请回答下列问题： (1)以上 10 种元素中，第一电离能最小的是_(填序号)。 (2)上述三种元素中的某两种元素形成的化合物中，每一个原子都满足 8 电 子稳定结构的物质可能是_(写分子式)。元素和形成的化合物的化学 式为_， 元素的原子价电子排布 式是_。 (3) 四 种 元 素 的 气 态 氢 化 物 的 稳 定
41、性 ， 由 强 到 弱 的 顺 序 是 _ (填化学式)。 (4)和两元素比较，非金属性较弱的是_(填名称)，可以验证你的结论 的是下列中的_。 A.气态氢化物的挥发性和稳定性 B.单质中的键能 C.两元素的电负性 D.含氧酸的酸性 E.氢化物中 XH 键的键长(X 代表和两元素) F.两单质在自然界的存在形式 解析由题意可知， 10 种元素是前 20 号元素， 根据表中数据， 我们不难推出S， K，O，Al，C，P，Cl，Na，N，Si。(1)在同一周期中，从第 A 族到第A 族，元素的第一电离能呈增大趋势；同一主族中，从上向下，元 素的第一电离能逐渐减小，故在 10 种元素中，第一电离能最
42、小的是K。(2)C、 P、Cl 中的某两种元素形成的化合物中，PCl3或 CCl4分子中的每一个原子都满足 8 电子稳定结构；根据化合价知氮和硅形成氮化硅 Si3N4；硫元素的原子价电子排 布式是 3s23p4。(3)元素的非金属性越强，形成气态氢化物越稳定，非金属性强弱 为 ClSPSi，故其氢化物稳定性为 HClH2SPH3SiH4。(4)氧元素和氮元素相 比，非金属性较弱的是氮元素，可通过 C、E 验证。 答案(1)(2)PCl3、CCl4Si3N43s23p4 (3)HClH2SPH3SiH4(4)氮元素CE 12.下表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。试回答
43、下列问题： (1)元素 p 为 26 号元素，请写出其基态原子的电子排布式：_。 (2)h 的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光， 请用原子结构的知识解释发光的原因： _。 (3)o、p 两元素的部分电离能数据列于下表： 元素op 电离能(kJmol 1) I1717759 I21 5091 561 I33 2482 957 比较两元素的 I2、I3可知，气态 o2 再失去一个电子比气态 p2再失去一个电子难。 对此，你认为原因可能是_ _。 (4)第三周期 8 种元素按单质熔点高低的顺序排列如图甲所示，其中电负性最大的 是_(填图中的序号)。 (5)表中所列的某主族元素的电离能情况如图乙所示，
44、则该元素是_(填元素 符号)。 解析(2)h 为 Mg 元素， Mg 单质在空气中燃烧发出耀眼的白光， 原因是电子从能 量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量。 (4)第三周期 8 种元素分别为钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩，其单质中钠、镁、 铝形成金属晶体，熔点依次升高；硅形成原子晶体；磷、硫、氯、氩形成分子晶 体，且常温下磷、硫为固体，氯气、氩气为气体，其中电负性最大的为氯。 (5)由图可知，该元素的电离能 I4远大于 I3，故为第A 族元素，周期表中所列的 第A 族元素 i 属于第三周期，应为 Al。 答案(1)1s22s22p63s23p63d64s2 (2)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量 (3)Mn2 的 3d 轨道电子排布为半满状态，比较稳定 (4)2 (5)Al
