1、课时规范练课时规范练 38原子结构与元素的性质原子结构与元素的性质 基础巩固基础巩固 1.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)第三周期中电离能最大的元素是(填元素符号)。 (3)第三周期 8 种元素的单质熔点高低的顺序如下图所示,其中电负性最大的是(填图中横 坐标对应的序号)。 (4)表中所列的某主族元素的电离能情况如下图所示,则该元素是(填元素符号)。 2.(2020 四川广安调研)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
2、期表中的位置为;锰元素属于(填“s”“p”“d”“ds”或“f”)区元 素。 (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)基态铁原子中,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。 3.
3、(1)C、N、O、Al、Si、Cu 是常见的六种元素。 Si 位于元素周期表第周期族。 N 的基态原子核外电子排布式为;Cu 的基态原子最外层有个电子。 用“”或“”或“”)Si。与 Si 同周期部分元素的 电离能如图所示,其中 a、b 和 c 分别代表(填字母)。 A.a 为 I1、b 为 I2、c 为 I3 B.a 为 I2、b 为 I3、c 为 I1 C.a 为 I3、b 为 I2、c 为 I1 D.a 为 I1、b 为 I3、c 为 I2 能力提升能力提升 5.(2021 湖北武汉部分重点中学联考)(1)A 元素基态原子的最外层有 3 个未成对电子,次外层有 8 个电 子,其元素符号为
4、;其价电子排布图为。 (2)B 元素的负一价离子和 C 元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同,B 的元素符号 为,C 离子的结构示意图为。 (3)D元素的正三价离子的 3d 能级为半充满,D 的元素符号为,其基态原子的电子排布式 为,其原子的结构示意图为。 (4)E 元素基态原子的 M 层全充满,N 层没有成对电子且只有一个未成对电子,E 的元素符号 为,其基态原子的电子排布式为。 (5)F 元素的原子最外层电子排布式为 nsnnp?+2,则 n=;原子中能量最高的是 电子,核外电子电子排布图 为。 6.根据下列五种短周期元素的电离能数据(单位:kJmol-1),回答下面各题。 元素代 号
5、I1I2I3I4I5 Q800.6 2 427.1 3 659.7 25 025.8 32 826.7 R495.8 4 562 6 910.3 9 54313 354 S577.5 1 816.7 2 744.8 11 577 14 842 T 1 402.3 2 856 4 578.1 7 475.0 9 444.9 U 2 080.7 3 952.3 6 122 9 37112 177 (1)在这五种元素中,最可能处于同一族的两种元素是(填元素符号),S 元素最可能是 区元素。 (2)基态 Q 元素原子的价电子排布式是。Q和 T同周期。化合物 QT 中 T 元素的化 合价为;第一电离能介
6、于 Q、T 之间的同周期元素有种。 (3)化合物 RT3中化学键类型为,RT3的阴离子的立体构型为。 (4)下列元素中,化学性质和物理性质最像 U 元素的是。 A.硼B.铍C.锂D.氦E.碳 7.下表是周期表的一部分,试回答下列问题。 族 周 期 AAAAAAA0 2 3 4 (1)表中序号所代表的元素中,第一电离能最小的元素是(填元素符号,下同),电负 性最大的元素是,单质化学性质最不活泼的是(填化学式)。 (2)表中序号所代表元素的最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是(填化学式, 下同),碱性最强的是,呈两性的氢氧化物是。 (3)表中A 族元素中最不稳定的氢化物是(填化学式)。 (4)
7、为什么表中的第一电离能比大?。 8.有 A、B、C、D、E 5 种元素,它们的核电荷数依次增大,且都小于 20。其中 A 为非金属元素;A 和 E 属同一族,它们的原子最外层电子排布为 ns1;B 和 D也属于同一族,它们的原子最外层的 p 能级电 子数均是 s能级电子数的两倍。C 原子最外层电子数等于 D 原子最外层电子数的一半。请回答下列 问题: (1)写出各元素的符号:A 是,B 是,C 是,D 是,E 是。 (2)由这五种元素组成的一种化合物是(写化学式)。写出该物 质的一种主要用途:。 (3)写出 C 元素基态原子的电子排布式:。 (4)用电子排布图表示 D 元素原子的价电子排布 为
8、。 (5)元素 B 与 D 的电负性的大小关系是 B(填“大于”“小于”或“等于”,下同)D,C 与 E 的第一 电离能的大小关系是 CE。 拓展深化拓展深化 9.依据原子结构知识回答下列问题。 (1)基态硅原子的电子排布式是;基态硫原子的价电子排布式 是。 (2)基态的铁原子有个未成对电子,基态 Fe2+的价电子排布图为。 (3)Cu、K、O、F 四种元素中第一电离能最小的是,电负性最大的 是。 (4)下列有关微粒性质的排列顺序错误的是。 A.元素的电负性:POF B.元素的第一电离能:CNNa+Mg2+ D.原子的未成对电子数:MnSiCl (5)下列基态原子或离子的电子排布式或轨道表示式
9、正确的是(填序号,下同),违反能量最 低原理的是,违反洪特规则的是,违反泡利原理 的是。 Ca2+:1s22s22p63s23p6F-:1s22s23p6 P: Fe:1s22s22p63s23p63d64s2Mg2+:1s22s22p6 C: (6)下列硼原子轨道表示式表示的状态中,能量最低和最高的分别为、(填选项字 母)。 课时规范练 38原子结构与元素的性质 1.答案 (1)1s22s22p63s23p63d64s2(或Ar3d64s2)(2)Ne(3)2(4)Al 解析:(1)铁元素基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2(或Ar3d64s2)。(2)同周期
10、从左到右,元素的电负性逐渐增大。(3)第 3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、氩为气体,8种元素的单质熔点最低 的为氩,其次为氯气,第 3周期 8 种元素中电负性最大的为氯。(4)由图可知,该元素的电 离能 I4远大于 I3,故该元素为A族元素,结合题给表格可知该元素应为 Al。 2.答案 (1)第 4周期B 族d (2)1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s1K、Cu (3)N162 (4)BrSeAsBrAsSe (5)Cu 失去
11、一个电子变成电子排布式为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排布式为Ar3d104s1的 Zn+,易再失 去一个电子,所以 Zn 的第二电离能相对较小;或铜原子失去一个电子后,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) 解析:(1)Mn 的原子序数为 25,Mn 原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s2,位于第 4周 期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
12、1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s1,第 4周期最外层电子数为 1 的原子还有 K、Cu。(3) 基态铁原子核外有 4个电子层,电子占据的最高电子层为第四层,符号为 N。该能层有 s、 p、d、f四个能级,原子轨道数为 1+3+5+7=16。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(稀有气体除外)电负性逐渐增大,故电负性由大到小 的顺序为 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 级半充满,为稳定结构,其第一电离能大于 Se,故第一电离能由大到小的顺序为 BrAsSe。 (5)根据 Cu
13、、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。 3.答案 (1)三A1s22s22p31Si;同周期主族元素,原子序数越大(稀有气体除外),电负性越大,故电 负性:NSiSi 键,故熔点:金刚石晶 体硅;CH4和 SiH4都是分子晶体,且两者结构相似,SiH4的相对分子质量大,故沸 点:CH4B 解析:(1)CuO 中 Cu2+的价层电子排布为 3d9,Cu2O中 Cu+的价层电子排布为 3d10,3d10为稳 定结构,所以在高温时能生成 Cu2O。 (2)若“SiH”中共用电子对偏向氢原子,说明硅显正价,氢气与硒反应时单质硒是氧 化剂,硒的氢化物
14、中硒显负价,所以电负性为 SeSi;在第 3周期元素中,钠原子失去 1个电 子后,就已经达到稳定结构,所以钠的第二电离能较大;镁原子最外层为 2 个电子,失去 2 个电子后为稳定结构,所以镁的第二电离能较小;铝原子最外层有 3 个电子,失去 2个电 子后还未达稳定结构,而铝的金属性比镁弱,所以第二电离能比镁略高;硅原子最外层的 3p 轨道有 2 个电子,全部失去后,留下的 3s 轨道上有 2个电子,相对较稳定,所以硅的第二 电离能比铝要低;磷、硫非金属性逐渐增强,第二电离能也增大,由于硫失去 1 个电子 后,3p 轨道上是 3 个电子,是较稳定结构,所以硫的第二电离能要高于氯;综上分析,a 代
15、表 第二电离能 I2、b代表第三电离能 I3、c代表第一电离能 I1。 5.答案 (1)P (2)Cl (3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2(或Ar3d64s2) (4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d104s1) (5)22p 6.答案 (1)B 和 Alp(2)2s22p1-3 价3 (3)离子键、共价键直线形(4)D 解析:Q 元素的 I4I3,说明 Q元素的原子最外层有 3个电子,Q 处于A族;R元素的 I2I1,R 元素的原子最外层有 1 个电子,R 处于A族;S元素的 I4I3,S元素的原子最外 层有 3 个电子,S处于A 族;T、U元素
16、的 I1I5没有突变,T、U的最外层电子至少有 5 个。 (1)根据上述分析,这五种元素中,最可能处于同一族的两种元素是 Q 和 S,Q和 S都 处于A族,Q的 I1大于 S的 I1,Q为硼元素,S 为铝元素。最可能处于同一族的两种元素 是 B 和 Al。基态铝原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p1,最后一个电子填入 3p 能 级,Al 是 p 区元素。 (2)Q 为硼元素,B原子核外有 5 个电子,基态硼原子核外电子排布式为 1s22s22p1,基 态硼原子的价电子排布式为 2s22p1。Q的化合价为+3 价,根据化合物中元素的正负化合 价代数和为 0,QT中 T 元素的化合
17、价为-3 价。Q 属于第 2周期,Q和 T同周期,T 也属于 第 2 周期,则 T为氮元素,第一电离能介于 B和 N 之间的有 Be、C、O,共 3种元素。 (3)R 为A族元素,R 原子核外电子数大于 5,R 为钠元素;T为氮元素,则 RT3为 NaN3,其中含有离子键和共价键。NaN3中阴离子为N3 -,N 3 - 与 CO2互为等电子体,CO2为直 线形,则N3 - 也为直线形。 (4)U 的最外层电子至少有 5个,U不可能是AA 族元素,U的第一电离能较大,U 可能是 0 族元素,化学性质和物理性质最像 U元素的是氦,D项正确。 7.答案 (1)KFAr(2)HClO4KOHAl(OH
18、)3 (3)HBr (4)镁的价电子排布式为 3s2,处于全充满状态,是相对稳定结构 解析:由元素在周期表中的位置可知,是 N、是 F、是 Na、是 Mg、是 Al、 是 Si、是 S、是 Cl、是 Ar、是 K、 是 Ca、 是 Br。 (1)同周期自左向右第一电离能呈增大趋势,同主族自上而下第一电离能减小,故第 一电离能最小的是 K;同周期主族元素自左向右电负性增大,同主族自上而下电负性减小, 故电负性最大的是 F;最不活泼的单质是 Ar。 (2)F 没有正化合价,没有含氧酸,除 F 外 Cl元素的非金属性最强,HClO4的酸性最 强;K元素金属性最强,故 KOH 的碱性最强;Al(OH)
19、3是两性氢氧化物。 (3)表中A 族元素中非金属性 FClBr,根据元素周期律可知,故最不稳定的氢化物 是 HBr。 (4)镁的价电子排布式为 3s2,处于全满状态,是相对稳定的结构,第一电离能高于同周 期相邻元素。 8.答案 (1)HOAlSK (2)KAl(SO4)212H2O作为净水剂 (3)1s22s22p63s23p1(4)(5)大于大于 解析:A、B、C、D、E 5 种元素核电荷数都小于 20,A、E属同一族且最外层电子排布 式为 ns1,故 A、E 为A 族元素,而 A为非金属元素,则 A为氢元素;B、D 为同一族其原 子最外层的 p能级电子数是 s 能级电子数的两倍,故其原子最
20、外层电子排布式为 ns2np4, 则 B、D为A族元素,B 的核电荷数小于 D,则 B 为氧元素,D为硫元素,E为钾元素;C 原 子最外层电子数为硫原子最外层电子数的一半,则 C 为铝元素。同主族元素自上而下电 负性、第一电离能逐渐减小,故 B(氧)的电负性大于 D(硫)的,E(钾)的第一电离能小于钠 的,钠的第一电离能小于 C(铝)的,即第一电离能 AlK。 9.答案 (1)1s22s22p63s23p23s23p4(2)4(3)KF(4)B(5) (6)BD 解析:(1)硅元素为 14号元素,原子核外有 14个电子,其基态原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p2;硫元素为 16
21、号元素,原子核外有 16个电子,所以其基态原子核外电子排 布式为 1s22s22p63s23p4,则其价电子排布式为 3s23p4。 (2)Fe为 26 号元素,原子核外有 26个电子,基态铁原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2,则有 4 个未成对电子;Fe2+的价电子排布式为 3d6,其价电子排布图 为。 (3)通常情况下,元素的金属性越强,其第一电离能越小,则 Cu、K、O、F 四种元素中 K的第一电离能最小;元素的非金属性越强,其电负性越大,所以 F的电负性最大。 (4)得电子能力 POF,所以元素的电负性 POF,故 A正确;C 的电子排布式为 1s22s22p2,N的电子排布式为 1s22s22p3,p轨道处于半充满状态,O的电子排布式为 1s22s22p4,第一电离能应该是 N的最大,则元素的第一电离能:CONa+Mg2+,故 C 正确;Mn、Si、Cl原子 的未成对电子数分别为 5、2、1,即原子的未成对电子数:MnSiCl,故 D 正确。 (5)基态原子或离子的电子排布式或排布图正确的是,违反能量最低原理的是 ,违反洪特规则的是,违反泡利原理的是。 (6)根据核外电子排布规律可知,基态硼原子的核外电子排布式为 1s22s22p1,基态时 能量最低,则 B 项能量最低;D项电子全部处于能量较高的第二电子层上,能量最高。
