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常考题空1　电子排布、电离能与电负性
【高考必备知识】
1．原子核外电子排布的“三个原理”及其表示方法
(1)熟记构造原理示意图
(2)三个原理：能量最低原理、泡利原理、洪特规则
能量最低原理 原子核外电子总是先占有能量最低的原子轨道，即1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s…
泡利原理 每个原子轨道上最多只容纳2个自旋状态相反的电子
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，而且自旋状态相同
【微点拨】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的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2
(3)基态原子核外电子排布的表示方法
表示方法 举例
电子排布式 Co：1s22s22p63s23p63d74s2
简化表示式 Cu：[Ar]3d104s1
价层电子排布 Fe：3d64s2
电子排布图(或轨道表示式) O：
(4)常见原子轨道电子云轮廓图
原子轨道 电子云轮廓形状 轨道个数
s 球形 1
p 哑铃形 3
(5)常见电子状态的描述
硫原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p4
a．运动状态等于电子数 S 原子核外有16个电子，则有16种不同运动状态的电子
b．空间运动状态等于轨道数 S 原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，其轨道数为1+1+3+1+3=9，则有9种不同的空间运动状态
c．伸展方向看轨道类型 S 原子的s轨道为球形，只有1种伸展方向，p轨道有3种伸展方向，则共有4种不同的伸展方向
d．不同能量的电子看轨道数 S 原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，有5种不同能量的电子
e．运动范围看电子层 S 原子的核外有3个电子层，有3种不同的运动范围
2．微粒半径、电离能和电负性变化规律
(1)粒子半径大小的比较方法
原子半径 ①同周期原子半径随原子序数递增逐渐减小，如：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)r(Cl) ②同主族原子半径随原子序数递增逐渐增大，如：r(Li)离子半径 ①阳离子半径总比相应原子半径小，如：r(Na)>r(Na＋) ②阴离子半径总比相应原子半径大，如：r(Cl)r(Mg2+)>r(Al3+) ⑥同周期阴离子半径随原子序数递增逐渐减小，如：r(N3－ )>r(O2－)>r(F－) 同周期：r(阴离子)＞r(阳离子)，阴离子比阳离子电子层多一层，如：r(S2－)>r(Na＋) ⑦电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增大而减小，如：r(S2－)>r(Cl－)>r(K＋)>r(Ca2＋) ⑧同一元素不同价态的离子半径，价态越高则离子半径越小，如：r(Fe)>r(Fe2＋)>r(Fe3＋)
(2)电离能的变化规律
①同一周期内，从左往右，第一电离能总体上是逐渐增大的，但并非单调地增大，有些反常。一般而言，IIA族元素的I1大于IIIA族元素；VA族元素的I1大于VIA族元素。如：Be＞B、N＞O，这与原子的外层电子构型有着密切关系：Be的价电子排布式是2s2，为全充满结构，比较稳定，难失电子，而B的价电子排布为2s22p1，没有Be不稳定，因此失去第一个电子B比Be容易， 第一电离能小
②同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小
③过渡元素的第一电离能变化不太规则，同一周期，从左至右，第一电离能略有增加
④同种原子：逐级电离能越来越大(即I1>，对主族元素而言，最外层有n个电子，最高化合价为+n
(3)电负性的变化规律
①同周期：从左至右，元素的电负性逐渐增大
②同主族：从上至下，元素的电负性逐渐减小
3．书写练习——以Fe为例，质量数为56
表示方法 写法
原子符号
电子排布式
简化电子排布式
价电子排布式
M层电子排布式
原子结构示意图
Fe2+的电子排布式
Fe3+的电子排布式
电子排布图(轨道表示式)
价电子排布图
最外层电子数
价电子总数
【真题演练】
1．(2022·全国甲卷)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为_______
2．(2022·全国乙卷)氟原子激发态的电子排布式有_______，其中能量较高的是_______
a．1s22s22p43s1 b．1s22s22p43d2 c．1s22s12p2 d．1s22s22p33p2
3．(2022·湖南卷)基态Se原子的核外电子排布式为[Ar]_______
4．(2022·广东卷)Se与S同族，基态硒原子价电子排布式为_______
5．(2022·山东卷)基态Ni原子的价电子排布式为_______，在元素周期表中位置为_______
6．(2022·海南卷)基态O原子的电子排布式_______，其中未成对电子有_______个
7．(2022·北京卷)Fe2+价层电子排布式为___________
8．(2022·河北卷)基态S原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为_______
9．(2021·全国甲卷)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的价电子层的电子排布式为___________
10．(2021·全国乙卷)对于基态Cr原子，下列叙述正确的是________
A．轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为[Ar]3d54s1
B．4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动
C．电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大
11．(2021·湖南卷)基态硅原子最外层的电子排布图为___________
12．(2021·河北卷)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是_____(填离子符号)
13．(2021·广东卷)基态硫原子价电子排布式为________
14．(2021·山东卷)基态F原子核外电子的运动状态有________种
15．(2021·山东卷)O、F、Cl电负性由大到小的顺序为________
16．(2021·天津卷)基态Fe原子的价层电子排布式为___________
17．(2021·福建卷)基态C原子的成对电子数与未成对电子数之比为_______
18．(2020·全国I卷)基态Fe2＋与Fe3＋离子中未成对的电子数之比为________
19．(2020·全国II卷)基态Ti原子的核外电子排布式为________
20．(2020·全国II卷)CaTiO3的晶胞如图(a)所示，其组成元素的电负性大小顺序是__________________
21．(2020·全国III卷)H、B、N中，原子半径最大的是________，根据对角线规则，B的一些化学性质与元素________的相似
22．(2020·江苏卷)Fe基态核外电子排布式为________
23．(2020·江苏卷)C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为_____________
24．(2020·天津卷)Fe、Co、Ni在周期表中的位置为________，基态Fe原子的电子排布式为________
25．(2019·全国I卷)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是________
A． B． C． D．
26．(2019·全国II卷)Fe成为阳离子时首先失去______轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3＋价层电子排布式为______
27．(2019·全国II卷)比较离子半径：F－________O2－(填“大于”“等于”或“小于”)
28．(2018·全国I卷)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________、________
A． B．
C． D．
【题组训练】
1．Zn原子核外电子排布式为________________
2．Fe2+基态核外电子排布式为__________________
3．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_______
4．氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为________
5．Co基态原子核外电子排布式为______________________，基态原子核外未成对电子数较多的是_______
6．在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是___________，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态________(填“相同”或“相反”)
7．Cu2＋基态核外电子排布式为________
8．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
9．Sc的价电子排布式________________________
10．V的价电子排布图_____________________
11．NH4H2PO4中电负性最高的元素是______
12．第一电离能I1(Zn)_______I1(Cu)(填“大于”或“小于”)
13．元素Mn与O中，第一电离能较大的是________
14．C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为________________
15．光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是________
16．根据元素周期律，原子半径Ga_____As，第一电离能Ga_____As。(填“大于”或“小于”)
17．用“>”或“<”填空：
原子半径 电负性 熔点 沸点
Al_____Si N____O 金刚石_____晶体硅 CH4____SiH4
18．对于呋喃(和吡咯)所含的元素中，电负性最大的是________，最小的是________；第一电离能最大的是________
19．组成HClO4～NaClO4的4种元素的电负性由小到大的顺序为________________________
20．O、P、K、Zn按电负性由大到小的顺序排列为________________________
21．NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(Hδ＋)，与B原子相连的H呈负电性(Hδ－)，电负性大小顺序是________
22．C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为____________________
23．CaTiO3的组成元素的电负性大小顺序是________________
24．O、F、Cl电负性由大到小的顺序为____________
25．半夹心结构催化剂M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合，其结构如下图所示。组成M的元素中，电负性最大的是__________(填名称)
26．SCN－常用来检测Fe3＋的存在，三种元素电负性由大到小的顺序为________________
27．K3[Fe(CN)6]中所涉及的元素的基态原子核外未成对电子数最多的是____________，各元素的第一电离能由大到小的顺序为________________
28．砷与硒的第一电离能较大的是________
29．N、O、P元素的电负性由小到大的顺序是________
30．元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为________ nm(填标号)
A．404.4　 B．553.5　 C．589.2　 D．670.8　 E．766.5
31．铜或铜盐的焰色反应为绿色，该光谱是________________(填“吸收光谱”或“发射光谱”)
【常考题空1　电子排布、电离能与电负性】答案
【真题演练】
1．
2． ad d
3．[Ar] 3d104s24p4
4．4s24p4
5．3d84s2 第4周期第VIII族
6．1s22s22p4或[He]2s22p4 2
7．3d6
8．1：2或2：1
9．3s23p2
10．AC
11．
12．P3－、K＋
13．3s23p4
14．9
15．F>O>Cl　
16．3d64s2
17．2∶1
18．　
19．1s22s22p63s23p63d24s2
20．O＞Ti＞Ca
21．B　Si(硅)
22．[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2　
23．N>O>C
24．第四周期第Ⅷ族　1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
25．A　
26．4s　4f5　
27．小于
28．D　C
【题组训练】
1．Ar]3d104s2
2．Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6
3．N　球形
4．(或)
5．1s22s22p63s23p63d74s2(或[Ar]3d74s2)　　Mn
6．Mg　相反
7．[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9
8．(或)　哑铃(纺锤)
9．3d14s2
10．
11．O
12．大于
13．O
14．H15．O>Ge>Zn
16．大于 小于
17．>，<，>，<
18．O　H　N　
19．Na20．O>P>Zn>K
21．N>H>B　
22．N>O>C
23．O＞Ti＞Ca
24．F>O>Cl
25．氧
26．N>S>C
27．Fe(铁)　N>C>Fe>K
28．As或砷
29．P30．A
31．发射光谱

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