1、考向1原子结构与核外电子排布研磨真题研磨真题培养审题力培养审题力【典例典例】(2020(2020全国卷全国卷节选节选)Goodenough)Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得20192019年诺贝尔化学奖。回答下列年诺贝尔化学奖。回答下列问题问题:(1)(1)基态基态FeFe2+2+与与FeFe3+3+离子中离子中未成对的电子数未成对的电子数之比为之比为_。(2)Li(2)Li及周期表中相邻元素的及周期表中相邻元素的第一电离能第一电离能(I(I1 1)如表所示。如表所示
2、。I I1 1(Li)I(Li)I1 1(Na)(Na)，原因是，原因是_。I I1 1(Be)I(Be)I1 1(B)I(B)I1 1(Li)(Li)，原因是，原因是_。I I1 1/(kJ/(kJmolmol-1-1)LiLi520520BeBe900900B B801801NaNa496496MgMg738738AlAl578578【审答流程审答流程信息提炼信息提炼】序号序号信息索引信息索引知识迁移知识迁移未成对的电子数未成对的电子数基态基态FeFe2+2+与与FeFe3+3+离子的价电子排布式离子的价电子排布式第一电离能第一电离能根据元素周期律判断第一电离能的递变规律根据元素周期律判断
3、第一电离能的递变规律【审答流程审答流程破题过程破题过程】(1)3d(1)3d6 64s4s2 23d3d6 63d3d5 54 45 54545(2)(2)减小增大减小增大AANaNa与与LiLi同主族，同主族，NaNa的电子层数更多，原子半径更大，故的电子层数更多，原子半径更大，故第一电离能更小第一电离能更小LiLi、BeBe和和B B为同周期元素，同周期元素从左至右，第一电离能为同周期元素，同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大的趋势；但由于基态呈现增大的趋势；但由于基态BeBe原子的原子的s s能级轨道处于全充满状态，能量更低更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稳
4、定，故其第一电离能大于B B的的【命题陷阱命题陷阱】AA族元素第一电离能的出现反常现象认识不到位，则族元素第一电离能的出现反常现象认识不到位，则I I1 1(Be)I(Be)I1 1(B)I(B)I1 1(Li)(Li)解释解释就不清楚。就不清楚。答案答案:综上分析，答案为综上分析，答案为(1)_;(1)_;(2)_;_(2)_;_。【典例解析典例解析】(1)(1)基态铁原子的价电子排布式为基态铁原子的价电子排布式为3d3d6 64s4s2 2，失去外层电子转化为，失去外层电子转化为FeFe2+2+和和FeFe3+3+，这两种基态离子的价电子排布式分别为，这两种基态离子的价电子排布式分别为3d
5、3d6 6和和3d3d5 5，根据洪特规则可知，根据洪特规则可知，基态基态FeFe2+2+有有4 4个未成对电子，基态个未成对电子，基态FeFe3+3+有有5 5个未成对电子，所以未成对电子个数比个未成对电子，所以未成对电子个数比为为4545；(2)(2)同主族元素，从上至下，原子半径增大，第一电离能逐渐减小，所同主族元素，从上至下，原子半径增大，第一电离能逐渐减小，所以以I I1 1(Li)I(Li)I1 1(Na)(Na)；同周期元素，从左至右，第一电离能呈现增大的趋势，但由；同周期元素，从左至右，第一电离能呈现增大的趋势，但由于第于第AA族元素基态原子族元素基态原子s s能级轨道处于全充
6、满的状态，能量更低更稳定，所以能级轨道处于全充满的状态，能量更低更稳定，所以其第一电离能大于同一周期的第其第一电离能大于同一周期的第AA族元素，因此族元素，因此I I1 1(Be)I(Be)I1 1(B)I(B)I1 1(Li)(Li)。答案：答案：(1)45(1)45(2)Na(2)Na与与LiLi同主族，同主族，NaNa的电子层数更多，原子半径更大，故第的电子层数更多，原子半径更大，故第一电离能更小一电离能更小LiLi、BeBe和和B B为同周期元素，同周期元素从左至右，第一电离能呈为同周期元素，同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大的趋势；但由于基态现增大的趋势；但由于基态BeBe原子的
7、原子的s s能级轨道处于全充满状态，能量更低更稳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定，故其第一电离能大于B B的的预测演练预测演练提升解题力提升解题力1.1.磷酸氯喹磷酸氯喹(结构如图所示结构如图所示)在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒的感染，我在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒的感染，我国印发的国印发的新型冠状病毒肺炎诊疗方案新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版试行第七版)中明确规定了其用量。中明确规定了其用量。(1)(1)碳、硅、锗为同一主族元素，则基态硅原子核外电子的空间运动状态有碳、硅、锗为同一主族元素，则基态硅原子核外电子的空间运动状态有_种，基态锗原子的最外
8、层的电子排布图为种，基态锗原子的最外层的电子排布图为_。(2)C(2)C、N N、O O三种元素第一电离能由大到小的顺序是三种元素第一电离能由大到小的顺序是_。【解析解析】(1)(1)基态硅原子核外电子的空间运动状态有基态硅原子核外电子的空间运动状态有8 8种；基态锗原子的种；基态锗原子的最外层的电子排布图为最外层的电子排布图为 。(2)C(2)C、N N、O O三种元素第一电离能由大到小的顺序是三种元素第一电离能由大到小的顺序是NOCNOC。答案：答案：(1)8(1)8 (2)NOC(2)NOC2.2.自门捷列夫发现元素周期律以来，元素周期表中的成员数目不断增加。回答下列问自门捷列夫发现元素
9、周期律以来，元素周期表中的成员数目不断增加。回答下列问题题:(1)2016(1)2016年年IUPACIUPAC确认了四种新元素，其中一种为确认了四种新元素，其中一种为McMc，中文名为，中文名为“镆镆”。元素。元素McMc可由反可由反应应:得到。该元素的质子数为得到。该元素的质子数为_，287287McMc与与288288McMc互为互为_。24341281195201150AmCaPMc3 n(2)(2)下列下列LiLi原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_、_(_(填标号填标号)。(3)Li(3)Li+与与H H-具有相同的
10、电子构型，具有相同的电子构型，r(Lir(Li+)小于小于r(Hr(H-)，原因是，原因是_。(4)(4)氮原子价层电子的电子排布图为氮原子价层电子的电子排布图为_。(5)(5)基态基态K K原子中，核外电子占据最高能层的符号是原子中，核外电子占据最高能层的符号是_。(6)(6)基态基态GeGe原子的核外电子排布式为原子的核外电子排布式为Ar_Ar_。【解析解析】(1)(1)根据根据 McMc，可得，可得McMc的质子数为的质子数为115115；287287McMc与与288288McMc互为同位素；互为同位素；(2)(2)根据核外电子排布规律可知根据核外电子排布规律可知LiLi的基态原子核外
11、电子排布式为的基态原子核外电子排布式为1s1s2 22s2s1 1，则，则D D项排项排布能量最低；选项布能量最低；选项C C中有中有2 2个电子处于个电子处于2p2p能级上，能量最高。能级上，能量最高。(3)(3)由于锂的核电荷由于锂的核电荷数较大，原子核对最外层电子的吸引力较大，因此数较大，原子核对最外层电子的吸引力较大，因此LiLi+半径小于半径小于H H-。(4)(4)氮原子价氮原子价层电子的电子排布图为层电子的电子排布图为 。(5)(5)根据根据K K、L L、M M、N N的电子层分布，基态的电子层分布，基态K K原子中，核外电子占据最高能层的符号是原子中，核外电子占据最高能层的符
12、号是N N。(6)(6)基态基态GeGe原子的核外电子排布式原子的核外电子排布式为为Ar3dAr3d10104s4s2 24p4p2 2。281115答案：答案：(1)115(1)115同位素同位素(2)D(2)DC C(3)Li(3)Li+核电荷数较大，对最外层电子的吸引核电荷数较大，对最外层电子的吸引力较强力较强(4)(4)(5)N(5)N(6)3d(6)3d10104s4s2 24p4p2 2【通要点通要点会答题会答题】(1)(1)第一能层第一能层(K)(K)，只有，只有s s能级能级;第二能层第二能层(L)(L)，有，有s s、p p两种能级，两种能级，p p能级上有三个能级上有三个原
13、子轨道原子轨道p px x、p py y、p pz z，它们具有相同的能量，它们具有相同的能量;第三能层第三能层(M)(M)，有，有s s、p p、d d三种能级。三种能级。(2)(2)所有电子排布都需要满足能量最低原理。所有电子排布都需要满足能量最低原理。【明技巧明技巧快解题快解题】(1)(1)当出现当出现d d轨道时，虽然电子按轨道时，虽然电子按nsns、(n-1)d(n-1)d、npnp的顺序填充，在书写电子排布的顺序填充，在书写电子排布式时，仍把式时，仍把(n-1)d(n-1)d放在放在nsns前。前。(2)(2)基态基态FeFe的电子排布式为的电子排布式为1s1s2 22s2s2 2
14、2p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d6 64s4s2 2，而失电子时，却先失，而失电子时，却先失4s4s轨道上轨道上的电子，如基态的电子，如基态FeFe3+3+的电子排布式为的电子排布式为1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d5 5。【避误区避误区得高分得高分】(1)(1)在写基态原子的电子排布图时，常出现以下认识误区在写基态原子的电子排布图时，常出现以下认识误区:(违反能量最低原理违反能量最低原理)(违反泡利不相容原理违反泡利不相容原理)(违反洪特规则违反洪特规则)(违反洪特规则违反洪特规则)(2)(2)不知道原子核外电子排布式、简化电子排布式、价电子排布式的区别与联系。不知道原子核外电子排布式、简化电子排布式、价电子排布式的区别与联系。如如CuCu的电子排布式的电子排布式:1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d10104s4s1 1;简化电子排布式简化电子排布式:Ar3d:Ar3d10104s4s1 1;价电子排布式价电子排布式:3d:3d10104s4s1 1。(3)(3)误认为原子核外电子的空间运动状态是指电子的运动状态，实质是基态原子误认为原子核外电子的空间运动状态是指电子的运动状态，实质是基态原子核外电子的空间运动状态是指原子轨道。核外电子的空间运动状态是指原子轨道。
