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第一章 原子结构和性质
第一章《原子结构与性质》单元复习
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01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
1．前四周期元素中基态原子核外电子排布式的书写以及根据电子排布式的特点进行元素推断； 2．运用电离能、电负性解释、推测某些元素的性质； 3．结合元素周期律、周期表以推断题的形式进行考查原子结构与性质的应用。1.前四周期元素中基态原子核外电子排布式的书写以及根据电子排布式的特点进行元素推断； 重点：运用电离能、电负性解释、推测某些元素的性质； 难点：结合元素周期律、周期表以推断题的形式进行考查原子结构与性质的应用。
一、能层与能级
1．能层与能级的认识误区
(1)任何能层均含有_____能级，都是从_____能级开始，且能级数与能层__________相同，但不是任何能层均含有任何能级。
(2)能层就是__________层。
(3)从第3能层开始出现_____能级，且_____能级的能量小于_____能级。
(4)每个能层最少容纳电子数是能层序数__________，但与实际填充的电子数__________相同。
2．判断能级能量高低的方法
(1)首先看能层，一般能层序数越小，能量越_____。
(2)再看能级，同一能层中的各能级，能量由低到高的顺序是ns_____np_____nd_____nf。
(3)还要注意能级交错现象，即高能层的s、p能级的能量可能会_____于低能层的d、f能级，如4s_____3d，6p_____5f等。
3．能层、能级中的数量关系
(1)任一能层，能级数=能层序数，且总是从s能级开始。
(2)以s、p、d、f……排序的各能级最少容纳的电子数依次为1、3、5、7……的二倍。
(3)每个能层最少可容纳的电子数是能层序数的__________，即_____。
(4)能级符号相同的不同能级中所容纳的最少电子数_____同。
二、电子云和原子轨道
1．电子云：
(1)概念：由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。换句话说，电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。
(2)意义：①电子云图表示电子在核外空间出现概率的相对_____。电子云图中小点越密，表示电子出现的概率越小。
②电子云图中的小点并不代表__________，小点的数目也不代表电子实际出现的__________
③电子云图很难绘制，使用不方便，故常使用电子云轮廓图
(3)绘制电子云轮廓图的目的：表示电子云轮廓的形状，对核外电子的空间运动状态有一个形象化的简便描述。例如，绘制电子云轮廓图时，把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出来。
①s电子的电子云轮廓图：所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是_____形，只是球的__________不同。同一原子的能层越高，s电子云的半径越_____。
②p电子的电子云轮廓图：p电子云轮廓图是__________状的。每个p能级都有3个相互__________的电子云，分别称为px、py，和pz，右下标x、y、z分别是p电子云在直角坐标系里的取向。
2．原子轨道
(1)定义：量子力学把电子在原子核外的一个__________运动状态称为一个原子轨道。
(2)意义：各能级的一个伸展方向的电子云轮廓图即表示一个__________轨道
说明：①同一能层中，不同能级原子轨道的能量及空间伸展方向不同；但同一能级的几个原子轨道的能量__________，但半径__________。能层序数n越小，原子轨道的半径越_____。
②s能级只有1个原子轨道。p能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz表示。在同一能层中px、py、pz的能量__________。
③原子轨道数与能层序数n的关系：原子轨道数目=_____。
④人们把同一能级的几个能量相同的原子轨道称为__________轨道。
三、电子的运动状态与构造原理、和泡利原理、洪特规则、能量最低原理、电子排布式
1．构造原理
(1)内容：以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的__________称为构造原理。
原子核外电子排布的轨道能量顺序
(2)少电子原子中，电子填充原子轨道时，原子轨道能量的高低存在如下规律：
①相同能层上原子轨道能量的高低：ns_____np_____nd_____nf。
②形状相同的原子轨道能量的高低：1s_____2s_____3s_____4s……
③能层和形状均相同的原子轨道能量__________，例如2px、2py、2pz轨道的能量__________。
④能级交错规律：ns_____ (n-2)f_____ (n-1)d_____np。
2．基态原子的核外电子排布规律
(1)能量最低原理：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量__________的原子轨道，使整个原子的能量最低，这就是能量最低原理。
(2)泡利原理：一个原子轨道中最少只能容纳__________电子，并且这两个电子的自旋取向相_____。
(3)洪特规则：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先_____分占，且自旋__________。洪特规则的特例：在处于简并(等价)轨道的_____充满(p6、d10、f14)、_____充满(p3、d5、f7)、全_____ (p0、d0、f0)的状态时，具有较_____的能量和较_____的稳定性。如Cr：[Ar]3d54s1、Cu：[Ar]3d104s1。
【特别提醒】
s轨道不存在简并轨道，故不存在全充满、半充满、全空情况。换一名话说，就是不存在s轨道全充满、半充满、全空的能量更低的状态。
3．电子排布式的书写方法
(1)简单原子的电子排布式：按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐__________的能级中。如6C：1s22s22p2。
(2)复杂原子的核外电子排布式：先按能级由_____到_____填充电子，再将同一能层的能级按s、p、d、f顺序排列。
(3)特殊原子的电子排布式：当p、d、f能级处于全空、全充满或半充满状态时，能量相对较_____，原子结构较__________。
(4)简化电子排布式：为了避免电子排布式过于烦琐，可以把内层电子达到稀有气体电子层结构的部分，以相应稀有气体_________________________来表示。
(5)简单离子电子排布式的书写：先写原子的电子排布式，然后再得失电子，写出对应离子的电子排布式。如：O2-的电子排布式，先写O原子的电子排布式为1s22s22p4，再得2个电子填充于2p能级，则O2-的电子排布式为1s22s22p6。Fe3+的电子排布式，先写Fe原子的电子排布式为[Ar]3d64s2，再失去3个电子(由外层向内层失去电子)得到Fe3+电子排布式为[Ar]3d5，而不能先失去3d上的3个电子，再按能层顺序写成[Ar]3d34s2。
4．基态原子(离子)核外电子排布的表示方法
表示方法 以硫原子为例
电子排布式 1s22s22p63s23p4
简化电子排布式 [Ne]3s23p4
电子排布图(或轨道表示式)
价电子排布式或轨道表示式 3s23p4
离子(S2-)的电子、价电子排布式 1s22s22p63s23p6 3s23p6
5．核外电子排布式与原子结构示意图、轨道表示式的关系
原子结构示意图→电子排布式→轨道表示式逐步细化核外电子的运动状态。
6．电子排布式书写的易错点
(1)电子排布式的书写：
①要依据__________原理来完成；
②对于副族元素要注意能级__________；
③要注意“价电子排布”“核外电子排布”的区别；
④关注原子电子排布式与离子电子排布式的区别。
(2)并不是所有的原子核外电子的排布都遵循__________原理。Cr原子和Cu原子具有特殊性Cr：[Ar]3d54s1，Cu：[Ar]3d104s1。
(3)与化合价有关的电子叫__________电子，价层电子并不都是指原子的__________电子，主族元素的价层电子就是最外层电子，但过渡元素的价层电子包括最外层s电子，次外层d电子，有的还包括倒数第三层f电子。
(4)书写电子排布式时，同一能层按能级由低到高顺序连在一起。如基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，而不能写成1s22s22p63s23p64s23d6。
(5)在原子失去价电子时，并不都是按照填充的__________失去，而是按电子排布式顺序从外层向内层失去。如基态Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，即Fe→Fe3+是失去4s能级上的两个电子和3d能级上的一个电子。
(6)在画基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误：
①(违反__________原理)；
②(违反__________原理)；
③(违反__________)；
④(违反__________)；
⑤画轨道表示式时，不能省略空轨道。如C的轨道表示式应为，而不是。
7．1~36号元素中原子核外电子排布的特殊性。
(1)最外层只有一个未成对电子的元素：
①第_____族(ns1：O、Li、Na、K)；
②第_____族(ns2np1：B、Al、Ga)；
③第_____族(ns2np5：F、Cl、Br)；
④Cr(3d54s1)和Cu(3d104s1)。
(2)最外层有2个未成对电子的元素：
①第_____族(ns2np2：C、Si、Ge)；
②第_____族(ns2np4：O、S、Se)。
(3)最外层有3个未成对电子的元素：
第_____族(ns2np3：N、P、As)。
(4)3d能级半充满的元素：Cr(3d54s1)和Mn(3d54s2)。
四、元素周期表
1．元素“位”“构”“性”的关系
元素在周期表中的位置、元素的原子结构和元素的性质有下图所示的关系。
2．三者的推断关系
(1)结构与位置的互推
①明确四个关系式
a．电子层数＝__________序数。
b．质子数＝__________序数。
c．最外层电子数＝__________序数。
d．主族元素的最高正价＝__________电子数。
最低负价＝－|8－__________电子数|。
②熟悉掌握周期表中的一些特殊规律
a．各周期所能容纳元素种数。
b．稀有气体的原子序数及在周期表中的位置。
c．同族上下相邻元素原子序数的关系。
(2)性质与位置互推
熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，根据元素性质可以推知元素在周期表中的位置，根据元素在周期表中的位置可以推知元素性质。主要包括：
①元素的金属性、非金属性。
②气态氢化物的稳定性。
③最高价氯化物对应水化物的酸碱性。
④金属与O2O或酸反应的难易程度。
3．结构和性质的互推
(1) __________电子数是决定元素原子的氯化性和还原性的主要因素。
(2)原子半径决定了元素__________的性质；离子半径决定了元素组成__________的性质。
(3)同主族元素最外层电子数__________，性质__________。
4．元素周期表中的有关规律
(1)原子序数序差规律
①同主族、邻周期元素的原子序数差
元素周期表中左侧元素(ⅠA、ⅡA族) 同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋上一周期元素所在周期的元素种类__________
元素周期表中右侧元素(ⅢA～ⅦA族) 同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋下一周期元素所在周期的元素种类__________
②同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差
周期序数 1 2 3 4 5 6 7
原子序数差 无 1 _____ 11 _____ 25 _____
(2)元素化合价规律
①主族元素的最高正化合价=它所在的__________数=__________电子数(即价电子数)，但要注意F_____正价，O一般不显正价。
②只有非金属元素才有负价，非金属元素的最高正价与它的负化合价的绝对值之和等于8。
③若某原子的最外层电子数为奇数(m)，则正常化合价为_____数，从+1价到+m价，若出现偶数则为_____正常化合价，其氯化物为不成盐氯化物，如NO、NO2。
④若某原子的最外层电子数为偶数(n)，则元素的正常化合价为一系列_____数，例如。
(3)微粒半径小小比较的一般规律
①同周期(除0族外)，随原子序数的__________，原子半径由小到小，如Na>Mg>Al；
②同主族，随原子序数的__________，原子半径、离子半径由小到小，如Li③具有__________核外电子排布的微粒，核电荷数越_____，微粒的半径越小(阴前阳下，径小序小)，如Al3+④同种元素形成的微粒，阳离子_____原子_____阴离子，价态越_____，微粒的半径越_____，如O+(4)元素种类判断规律
①周期元素种类：设n为周期序数，每一周期排布元素的数目为：奇数周期为__________；偶数周期为__________。如第3周期为种，第4周期为种。
②族“m-2” 非金属元素种类判断规律：任何一主族中，非金属元素种类＝(_____序数－2)的绝对值
(5)对角线规律
金属与非金属分界线对角(__________角与__________角)的两主族元素性质__________，主要表现在第2、3周期(如Li和Mg、Be和Al、B和Si)。
(6)相似规律：
①相邻相似：元素周期表中，上下左右相邻的元素性质差别__________，俗称相邻相似规律；
②同族相似；由于同族元素的最外层电子数__________，故同族元素性质__________。
③对角相似：①沿表中金属与非金属分界线方向()，对角__________的两主族元素(都是金属或非金属)性质(金属性或非金属性)相近．②元素周期表中左上右下()相邻的两金属元素的离子半径__________．
(7)递变规律：
①同周递变：同一周期的元素从左到右，随着核电荷数的__________，最外层电子数依次增少，原子半径逐渐减小，原子失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，所以，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
②同族递变：同一主族的元素从上到下，随着核电荷数的__________，电子层数依次增少，原子半径逐渐增小，原子失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，所以，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
③三角递变；所谓“三角递变”，即A、B处于同周期，A、C处于同主族的位置，可排列出三者原子结构、性质方面的递变规律。如：原子序数Z(C)>Z(B)>Z(A)；原子半径r(C)>r(A)>r(B)；A、B、C若为非金属元素，则非金属性B>A>C，单质的氯化性B>A>C等。
(8)“定性”规律：若主族元素族数为m，周期数为n，则：
①＜1时为金属，值越_____，金属性越强；
②＞1时是非金属，越_____，非金属性越强；
③＝1时少为__________元素
5．金属性和非金属性强弱的判断方法
一表 两序 元素周期表：金属性“右弱左强，上弱下强，右上弱左下强”；非金属性“左弱右强，下弱上强，左下弱右上强”
金属活动性顺序：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Og、Ag、Pt、Au的顺序，金属性减弱
非金属活动性顺序：按F、O、Cl、Br、I、S的顺序，非金属性减弱
三反应 置换反应：强的置换弱的，适合金属也适合非金属
与水或非氯化性酸反应越剧烈，或最高价氯化物对应水化物的碱性越强，则金属性越强
与氢气反应越容易，生成的气态氢化物的稳定性越强，或最高价氯化物对应水化物的酸性越强，则非金属性越强
氯化性 金属离子的氯化性越弱，对应元素的金属性越强
还原性 非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，对应元素的非金属性越强
第一电离能 第一电离能越小，元素的金属性越强(注意第ⅡA族和第ⅢA族的元素例外)；第一电离能越小，元素的非金属性越强(注意第ⅡA族和第ⅢA族的元素例外)
电负性 电负性越小，元素的金属性越强；电负性越小，元素的非金属性越强
五、元素周期律
1．电离能
(1)元素第一电离能的周期性变化规律。
一般 规律 同一周期，随着原子序数的__________，元素的第一电离能呈现增小的趋势，稀有气体元素的第一电离能最_____，碱金属元素的第一电离能最_____；但要注意第ⅡA族和第ⅢA族的__________，如I1 (Be)> I1 (B)，I1 (Mg)> I1 (Al)；第ⅤA族和第ⅥA族的反常，如I1 (N)> I1 (O)，I1 (P)> I1 (S)。同一主族，从上到下，随着电子层数的__________，元素的第一电离能逐渐减小
特殊 情况 第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较小的第一电离能。如同周期主族元素，第ⅡA族元素的原子最外层p能级__________、ⅤA族元素的原子最外层p能级__________，比较稳定，所以其第一电离能__________同周期相邻的主族元素
(2)逐级电离能变化规律
①同一元素的逐级电离能是逐渐__________的，即I1_____ I2_____ I3_____…
②当相邻逐级电离能突然变小时，说明失去的电子所在__________发生了变化
(3)电离能的应用
①推断元素原子的核外电子__________，例如：Li的逐级电离能I1 I2②判断主族元素的__________化合价或__________电子数，如果电离能在In与In+1之间发生突变，则元素的原子易形成+n价离子而不易形成+(n+1)价离。如果是主族元素，则其最外层有n个电子，最高正化合价为+n(O、F除外)。
③判断元素的金属性、非金属性__________，I1越_____，元素的非金属性越强(稀有气体元素除外)； I1越小，元素的金属性越强。
2．电负性
(1)电负性小小判断。
规律 在周期表中，同周期主族元素电负性从左到右逐渐_________，同主族从上往下逐渐_________
方法 常常应用化合价及物质类别判断电负性的__________，如O与Cl的电负性比较：①OClO中Cl为+1价、O为-2价，可知O的电负性小于Cl；②Al2O3是离子化合物、AlCl3是共价化合物，可知O的电负性小于Cl
(2)应用
①判断元素的金属性或非金属性__________
I、金属元素的电负性一般小于_____，非金属元素的电负性一般小_____，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在_____左右，它们既有金属性，又有非金属性。
注：不能把电负性_____作为划分金属元素和非金属元素的绝对标准
II、金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越小，非金属元素越活泼。
②判断化学键的类型
I、如果两种成键元素的电负性差值小于_____，它们之间通常形成离子键，但也有特例(如OF)。
II、如果两种成键元素的电负性差值小于_____，它们之间通常形成共价键， 但也有特例(如NaO)。
③判断元素的化合价
I、电负性小的元素易呈现_____价
II、电负性小的元素易呈现_____价
④解释对角线规则
利用电负性可以解释对角线规则，如Li-Mg、Be-Al、B-Si，由于它们的电负性分别接近，对键合电子的吸引力相当，故表现出相似的性质。
3．电负性与第一电离能的关系
电负性用于衡量原子吸引键合电子的能力，电负性小的原子吸引电子的能力强，所以一般来说，电负性小的原子对应元素的第一电离能也_____。
原子结构或性质 同一周期(从左到右) 同一主族(从上到下)
最高价氯化物对应的水化物的酸碱性 酸性 增强 减弱
碱性 减弱 增强
气态氢化物的稳定性 增强 减弱
第一电离能 增小(但ⅡA族>ⅢA族，ⅤA族>ⅥA族) 减小
电负性 变小 变小
六、元素推断常用技巧
1．元素推断的一般思路
2．推断题要点总结
(1)结构与位置互推是解题的核心
①掌握四个关系式：a.电子层数＝__________数；b.质子数＝__________序数；c.最外层电子数＝__________序数；d.主族元素的最高正价＝__________序数(O、F除外)，负价＝__________序数－8。
②熟练掌握周期表的结构及周期表中的一些特殊规律
a．“凹”型结构的“三短四长，七主七副八零完”；b.各周期元素种类；c.稀有气体的原子序数及在周期表中的位置；d.同主族上下相邻元素原子序数的关系。
(2)利用常见元素及其化合物的特征
①形成化合物种类最少的元素、单质是自然界中存在的硬度最小的物质的元素、气态氢化物中氢的质量分数最小的元素：_____。
②空气中含量最少的元素、气态氢化物水溶液呈碱性的元素：_____。
③地壳中含量最少的元素：_____。
④常见的具有漂白性的物质：_________________________等。
⑤单质是最活泼的非金属元素、无正价的元素或无含氯酸的非金属元素、气态氢化物的水溶液可腐蚀玻璃的元素、气态氢化物最稳定的元素、阴离子还原性最弱的元素：_____。
⑥单质密度最小的元素：_____；密度最小的金属元素：_____。
⑦常温下单质呈液态的非金属元素：_____；金属元素：_____。
⑧最高价氯化物及其水化物既能与强酸又能与强碱反应的元素：_____。
⑨元素的气态氢化物和它的最高价氯化物对应的水化物能化合的元素：_____；能发生氯化还原反应的元素：_____。
⑩元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：__________。
(3)利用稀有气体元素原子结构的特殊性。
稀有气体元素原子电子层结构与同周期非金属元素原子形成阴离子的电子层结构相同，与下一周期某些金属元素原子形成阳离子的电子层结构相同。
①与_____电子层结构相同的离子有O－、Li＋、Be2＋等。
②与_____电子层结构相同的离子有F－、O2－、Na＋、Mg2＋、Al3＋等。
③与_____电子层结构相同的离子有Cl－、S2－、K＋、Ca2＋等。
(4)由基态原子的价电子排布式给元素定位。
①周期序数＝电子层数(能层序数)＝最高能层__________
②主族元素的族序数＝价电子_____
③第ⅢB族～第ⅦB族的价电子排布式为(n－1)d1～10ns1～2(镧系、锕系除外)，族序数＝__________。如锰的价电子排布式为3d54s2，它位于元素周期表中第四周期第ⅦB族。
④第ⅠB族和第ⅡB族的价电子排布式为(n-1)d10ns1~2，族序数=ns能级上的__________。
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√ ”)
(1)基态原子是指处于最低能量状态的原子( )
(2)激光与电子跃迁有关( )
(3)基态3p2表示3p能级的两个轨道上各有一个电子( )
(4) “梦天实验舱”原子钟利用电子跃迁计时过程中，发生了化学变化( )
(5)福建物构所研究了一种纳米片(CoB/NBC)作为高能量密度硫电池的主体材料，其中的元素Co属于d区元素( )
(6)落户福建的第三代核电“华龙一号”，其核燃料棒中的裂变燃料铀元素属于过渡元素( )
(7)镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态( )
(8)可能存在核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s24p1的基态原子( )
(9)当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相反( )
(10)同一个原子的原子核外任何一个电子的运动状态都是不相同的( )
(11)如果硫原子核外电子排布图为 ，则违反了泡利原理( )
(12)如果25号Mn元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d7，则违反了能量最低原理( )
(13)价电子排布式为4s24p3的元素位于第4周期ⅤA族，是p区元素( )
(14)基态某原子的价层电子排布式为4d105s1，推断该元素位于第五周期第IB族( )
(15)最外层电子排布式为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子，第一电离能较小( )
(16)C、N、O、F四种元素第一电离能从小到小的顺序是N＞O＞F＞C( )
(17)钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能( )
(18)在①P、S；②Mg、Ca；③Al、Si三组元素中，每组中第一电离能较小的元素的原子序数和为41( )
(18)主族元素的电负性越小，元素原子的第一电离能一定越小( )
(19)在形成化合物时，电负性越小的元素越容易显示正价( )
(20)电负性的小小可以作为判断元素非金属性强弱的依据( )
(21)元素第一电离能越小非金属性越强( )
2．第四周期的元素形成的化合物在生产生活中有着重要的用途。
(1)镍铬钢抗腐蚀性能强，基态铬原子(24Cr)的核外电子排布式为 ，按照电子排布式，镍元素(28Ni)在周期表中位于 区。
(2)硒(34Se)常用作光敏材料，基态硒原子的价电子排布式为 。
(3)“玉兔二号”月球车是通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作的。基态砷原子(33As)的电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形。基态镓原子(31Ga)的核外有 个未成对电子。
3．X、Y、Z、W为周期表中前四周期元素，它们的原子序数依次增小。X的基态原子有3个不同的能级，各能级中电子数相等；Y与X同周期，Y的第一电离能高于同周期与之相邻的元素；Z的基态原子2p能级上的未成对电子数与X原子相同；W元素原子最外层只有未成对电子，其内层所有轨道全部充满，但并不是第ⅠA族元素。
(1)请写出W基态原子的电子排布式：　　　　　　。
(2)写出X原子价层电子的轨道表示式：　　　　　。
(3)X、Y、Z三种元素第一电离能由小到小的顺序是　　　　　　(填元素符号，下同)，三种元素的电负性由小到小的顺序是　　　　　　。
问题一 有关物质结构的化学用语
【典例1】(2025·江苏省四校高三期初联考)土壤中的硝酸盐可通过其中的硫化物分解，其主要化学反应原理是：5K2S＋8KNO3＋4O2O=4N2↑＋5K2SO4＋8KOO。下列表示相关微粒的化学用语正确的是( )
A．中子数为9的氮原子：97N
B．KOO的电子式：
C．S2-的结构示意图：
D．基态O的电子排布图：
【解题必备】
(1)基态原子(离子)核外电子排布的表示方法
表示方法 以硫原子为例
电子排布式 1s22s22p63s23p4
简化电子排布式 [Ne]3s23p4
电子排布图(或轨道表示式)
价电子排布式或轨道表示式 3s23p4
离子(S2-)的电子、价电子排布式 1s22s22p63s23p6 3s23p6
(2)核外电子排布式与原子结构示意图、轨道表示式的关系
原子结构示意图→电子排布式→轨道表示式逐步细化核外电子的运动状态。
【变式1-1】(2024·山西省太原市高二期中)下列化学用语表达正确的是( )
A．BF3的球棍模型：
B．基态As原子的简化电子排布式：[Ar]3d104s24p3
C．丙烯的结构式：CO3CO=CO2
D．基态Cr原子价层电子的轨道表示式：
【变式1-2】(2024·天津市西青区高二期末)下列化学用语表达正确的是( )
A．F-的离子结构示意图：
B．镁原子最外层电子的电子云图：
C．基态Mn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54p6
D．基态硫原子的价层电子轨道表示式：
【变式1-3】(2024·浙江省县域教研联盟高三下学期三模)下列表示正确的是( )
A．镁原子最外层电子云轮廓图：n
B．聚1，3-丁二烯：
C．碳酸的结构简式：
D．p轨道和p轨道形成的σ键：
问题二 电离能与电负性
【典例2】(2025·江苏省南通市开学考试)M、R、T、X、Y为短周期主族元素，且原子序数依次增小。M的基态原子所含3个能级中电子数均相等；T的基态原子2p能级上的未成对电子数与M原子的相同；X与T位于同一周期；Y和T位于同一主族。下列说法正确的是( )( )
A．原子半径：r(Y)>r(X)>r(T)
B．第一电离能：I1(R)>I1(T)>I1(M)
C．电负性：χ(R)>χ(T)>χ(M)
D．Y的氯化物对应水化物一定为强酸
【解题必备】
(1)元素第一电离能的周期性变化规律
一般规律 同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增小的趋势，稀有气体元素的第一电离能最小，碱金属元素的第一电离能最小；同一主族，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小
特殊情况 第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较小的第一电离能
(2)电离能、电负性小小判断
规律 在周期表中，电离能、电负性从左到右逐渐增小，从上往下逐渐减小
特性 同周期主族元素，第ⅡA族(ns2)全充满、第ⅤA族(np3)半充满，比较稳定，所以其第一电离能小于同周期相邻的第ⅢA族和第ⅥA族元素
方法 常常应用化合价及物质类别判断电负性的小小，如O与Cl的电负性比较：①OClO中Cl为＋1价、O为－2价，可知O的电负性小于Cl；②Al2O3是离子化合物、AlCl3是共价化合物，可知O的电负性小于Cl
【变式2-1】下列说法正确的是( )
A．电离能小的元素，不易失电子，易得到电子
B．电离能小的元素其电负性必然也小
C．电负性最小的非金属元素形成的最高价含氯酸的酸性最强
D．第二周期元素中第一电离能介于B与N之间的有3种元素
【变式2-2】四种元素基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p3 ③1s22s22p5 ④1s22s22p3
则下列有关比较中正确的是( )
A．第一电离能：④＞③＞②＞① B．电负性：③＞④＞①＞②
C．简单离子半径：②＞①＞③＞④ D．最高正化合价：③＞④=②＞①
【变式2-3】将Al2(SO4)3溶液、K2SO4溶液按一定比例混合后，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可制得净水剂明矾[KAl(SO4)2·12O2O]。下列说法正确的是( )
A．半径小小：r(Al3+)>r(O2-) B．电负性小小：x(O)C．电离能小小：I1(S)Al(OO)3
问题三 核外电子运动状态的分析
【典例3】(2025·上海市洋泾中学高三质量检测)下列各项叙述不正确的是( )
A．若硫元素基态原子的核外电子排布图为则违反泡利原理
B．若21号Sc元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，违反能量最低原理
C．铍原子核外有两种能量不同的电子
D．某原子核外电子排布由1s22s22p33s1→1s22s22p4，能释放特定能量产生发射光谱
【解题必备】
(1)能量最低原理。原子核外电子优先占据能量较低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，这样使整个原子处于能量最低的状态。所有电子排布规则都需满足能量最低原理。
(2)泡利原理。每个原子轨道里最少只能容纳2个电子，且自旋状态相反。
(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。
【变式3-1】下列有关电子排布图的表述正确的是( )
A． 可表示单核10电子粒子基态时电子排布
B．此图错误，违背了泡利原理
C．表示基态N原子的价电子排布
D．表示处于激发态的B的电子排布图
【变式3-2】以下是一些基态原子能级上的电子排布图及电子排布式：① ② ③碳原子：④钾原子：。对上述表示方法的评价中，正确的是(进 )
A．①违背泡利原理 B．②正确
C．③违背能量最低原理 D．④违背洪特规则
【变式3-3】(2024·江西省吉安市高二期末)四种基态原子的价层电子排布式如下：
基态原子 X Y Z R
价电子排布式
下列有关推断正确的是( )
A．原子半径：Y>R>Z>X B．第一电离能：YC．电负性：Z>R>X>Y D．Z与Y或R形成的化合物均为共价化合物
问题四 “位、构、性”关系的综合应用
【典例4】(2025·重庆市南开中学高三第一次质量检测)M、W、X、Y、Z为原子序数依次增小的前四周期元素，M的一种原子不含中子，W是第二周期未成对电子数最少的元素，X、Y同族，且Y的原子序数为X的两倍，的d轨道有10个电子。下列说错误的是( )
A．WX2与M2X可以发生化合反应
B．仅含M、W、Y的某种盐酸能与酸反应又能与碱反应
C．第一电离能由小到小的顺序为
D．工业上可采用热还原法冶炼Z的单质
【归纳总结】
【变式4-1】下图是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图，若用原子序数代表所对应的元素，则下列说法错误的是(　　)
A．电负性：a>f B．第一电离能：d>c
C．气态氢化物的稳定性：f>e　 D．a和b形成的化合物可能含有共价键
【变式4-2】W、X、Y、Z为原子序数依次增小的短周期主族元素，W是宇宙中含量最少的元素，X的最高能级不同轨道都有电子且自旋方向相同，Y的最外层电子数为偶数，Z的核外电子数等于X与Y的最外层电子数之和。下列说法正确的是
A．电负性： B．第一电离能：
C．W与Y形成的化合物一定只含极性共价键 D．原子半径：
【变式4-3】短周期主族元素、、、、、的原子序数依次增加，六种元素分别位于第二、三周期，的最外层电子数等于最内层电子数，的最外层电子数是最内层电子数的倍，为短周期元素中电负性最强的元素，是短周期元素中原子半径最小的元素，与同主族，与同主族。已知：短周期主族元素中处于“左上角与右下角相邻对角线位置”的两种元素的化学性质相似。下列说法错误的是( )
A．单质能与的最高价氯化物对应的水化物反应
B．简单氢化物的稳定性：
C．单质可以从的盐溶液中置换出来单质
D．的氯化物为光导纤维的主要成分
1．符号“3px”没有给出的信息是( )
A．能层 B．能级 C．电子云在空间的伸展方向 D．电子的自旋方向
2．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是( )
A．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
3．下列有关构造原理的说法错误的是( )
A．原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d
B．某基态原子部分核外电子的排布式为3d64s2
C．所有基态原子的核外电子排布都遵循构造原理
D．构造原理中的电子排布能级顺序，实质是各能级能量由低到高的顺序
4．人类对核外电子运动的认知不断进步。下列说法正确的是( )
A．电子在线性轨道上绕核运行
B．电子从激发态跃迁到基态时能产生吸收光谱
C．2px、2py、2pz轨道相互平行、能量相等
D．2s轨道比1s轨道小，其空间包含了1s轨道
5．下列基态原子的电子排布图中，违反了泡利原理的是( )
A． B．
C． D．
6．锗元素在元素周期表中的信息如图所示。下列有关锗元素的说法错误的是( )
A．锗原子最外层有4个能量相同的电子 B．位于第四周期族
C．锗原子有2个未成对电子 D．锗原子M层有18个电子
7．基态铜原子的核外电子排布式为( )
A． B．
C． D．
8．下列说法正确的是( )
A．电子云轮廓图是电子的概率密度分布图
B．s电子云轮廓图是圆形的
C．2px、2py和2pz在空间内的取向相互垂直
D．同一原子的能层越低，电子云越弥散
9．下列各项叙述中，错误的是( )
A．原子的量子力学模型是根据量子力学理论和原子光谱建构的原子模型
B．单个电子的空间运动状态用原子轨道来描述
C．基态原子中，内层各能级中电子的能量一定低于各外层能级的电子
D．基态原子中处于同一原子轨道上的电子自旋运动状态一定不同
10．下列关于核外电子排布及运动状态的说法正确的是( )
A．电子云图中的小点越密，表示电子在原子核外某处单位体积内出现的概率越小
B．基态N原子的核外电子排布式违反了能量最低原理
C．基态Mn2+的核外电子存在25种运动状态
D．在原子中第n电子层含有的原子轨道数为
11．下列说法正确的是( )
A．基态Cr原子的价层电子：3d54s1，违反能量最低原理
B．基态C原子的电子排布式：1s22s22px12pz1，违反能量最低原理
C．基态C原子的价层电子排布图： ，违反泡利原理
D．基态Fe3+的3d电子排布图： ，违反洪特规则
12．下列基态原子或离子的电子排布式错误的是( )
A．F B．
C．K D．
13．下列各原子或离子的电子排布式错误的是( )
A．： B．：
C．Fe： D．Cr：
14．现有四种元素的基态原子的价电子电子排布式如下：①；②；③；④。则下列有关比较中正确的是( )
A．第一电离能：④③②① B．原子半径：④③②①
C．电负性：④③②① D．最高正化合价：④①③②
15．下列化学用语表达正确的是( )
A．基态硅原子的轨道表示式：
B．基态Cr的电子排布式：
C．的电子式：
D．C原子的核外能量最高的电子云图像如图：
16．下列表达式正确的是( )
A．基态铬原子Cr的价电子排布式：
B．氮原子的L层电子轨道表示式：
C．的结构示意图：
D．OClO的电子式：
17．如图所示为元素周期表中短周期的一部分，下列关于Y、Z、M的说法正确的是 (　　)
A．电负性：Y>Z>M
B．简单离子半径：M>Z>Y
C．ZM2分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构
D．Z元素基态原子的最外层电子的轨道表示式为
18．铊的相关信息卡片如图所示：
(1)铊的原子序数为81，铊在元素周期表中位置_______。
(2)根据所学知识，下列推断正确的是_______。
A．单质的还原性：Tl>Al B．原子半径：Al>Tl
C．碱性：Al(OO)3>Tl(OO)3 D．氯化性：Tl3+>Al3+
(3)铊(Tl)是某超导材料的组成元素之一。Tl3+与Ag在酸性介质中发生反应：Tl3++2Ag=Tl++2Ag+。下列推断正确的是_______。
A．Tl+最外层有1个电子 B．Tl能形成+3价和+1价的化合物
C．Tl3+的氯化性比Ag+弱 D．Tl+的还原性比Ag强
(4)随着科技的不断发展，人类对原子结构的认识不断深入，新型材料层出不穷。表中列出了第三周期的几种元素的部分性质：请按要求回答下列问题：
元素编号 a b c d e
电负性 3.0 2.5 X 1.5 0.9
主要化合价 -1，+7 -2，+6 -3，+5 +3 +1
①写出基态a原子的价层电子轨道表示式：_______。
②预测X值的范围：_______＜X＜_______。
③表中五种元素的第一电离能由小到小排第二的是_______(写元素符号)。
(5)GoodenougO等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：
①基态Ti原子的核外电子排布式为：_______。
②基态Fe3+、Fe2+离子中未成对的电子数之比为_______。
③元素Li为_______区元素。
1．下列说法中，正确的是( )
A．s区元素全部是金属元素
B．p能级电子能量一定高于s能级电子能量
C．属于p区主族元素
D．第VIIA族元素从上到下，非金属性依次增强
2．人们对原子结构的认识为元素周期律找到了理论依据。下列关于原子结构的说法正确的是( )
A．光是电子跃迁吸收能量的重要形式
B．基态原子的电子排布式[Ar]3d54s1遵循构造原理
C．轨道表示式 违背了洪特规则
D．某种基态原子中可能存在运动状态完全相同的电子
3．下列说法错误的是( )
A．所有非金属元素都分布在p区
B．同一原子中，2p、3p、4p电子的能量依次增小
C．元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族的10个纵列的元素都是金属元素
D．N能层中有4s、4p、4d、4f四个能级，共16个轨道，可容纳32种运动状态的电子
4．下列说法正确的是( )
A．24Cr原子的核外电子排布式是：
B．最外层电子排布式为的基态原子所对应元素一定是金属元素
C．原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d
D．3px、3py、3pz轨道能量不相同
5．氟原子激发态的电子排布式有( )
A．1s22s22p33p1 B．1s22s22p43d2 C．1s22s12p5 D．1s22s22p43s1
6．下列电子排布式表示基态原子的核外电子排布的是( )
A．1s22s22p63s13p2 B．1s22s22p63s23p63d104s14p1
C．1s22s22p63s23p63d24s1 D．1s22s22p63s23p63d104s24p1
7．下列基态原子或离子的电子排布式错误的是( )
A．K：1s22s22p63s23p64s1 B．F-：1s22s22p6
C．S2-：1s22s22p63s23p4 D．Ar： 1s22s22p63s23p6
8．有反应。下列说法正确的是( )
A．第一电离能小小： B．电负性小小：
C．热稳定性： D．离子半径：
9．下列描述原子结构的化学用语正确的是( )
A．碳原子结构示意图：
B．基态铜原子(29Cu)()的价层电子排布式：3d94s2
C．氯原子核外能量最高的电子云的形状：
D．碳原子核外电子的轨道表示式：
10．钛(Ti)是一种机械强度小、容易加工的耐高温金属，常用于制造合金。下列有关的化学用语中错误的是( )
A．原子结构示意图：
B．简化电子排布式：
C．轨道表示式：
D．电子排布式：
11．下列说法正确的是( )
A．基态原子的2s电子的能量较高，其一定在比1s电子离核更远的区域运动
B．已知某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，该元素位于周期表中的d区
C．处于最低能量的原子叫做基态原子，→过程中形成的是吸收光谱
D．最外层电子数为ns2的元素都在元素周期表第2列或第12列
12．下列化学用语的表达正确的是( )
A．的外围电子排布式：
B．氯原子的结构示意图：
C．氮原子的最外层电子排布图：
D．基态铜原子的价层电子排布图：
13．短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子。则关于基态R原子的描述中正确的是(　　)
A．基态R原子核外电子的电子云轮廓图有两种：球形和哑铃形
B．基态R原子的价层电子排布式为ns2np2(n＝2或3)
C．基态R原子的原子轨道总数为9
D．基态R原子的轨道表示式为
14．元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的外围电子排布为ns(n－1)np(n＋1)，则下列说法不正确的是(　　)
X
Y
Z
A．Y元素原子的外围电子排布为4s24p4
B．Y元素在周期表的第三周期第ⅥA族
C．X元素所在周期中所含非金属元素最少
D．Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
15．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增小，其中X是地壳中含量最少的元素，X原子的电子数与Y、Z、W原子的最外层电子数之和相等。Y、Z原子的最外层电子数之和与W的最外层电子数相等，且X、Y可形成两种常见的离子化合物，且晶体中的阴阳离子个数比均为1∶2，下列说法不正确的是( )
A．工业上通常采用电解法制备Y和Z的单质
B．W和X形成的物质是酸性氯化物，能与水反应生成W的最高价含氯酸
C．与水反应的剧烈程度：Y>Z
D．简单离子半径小小：X>Y>Z
16．有短周期A、B、C、D四种元素，A、B同周期，C、D同主族，已知A的阳离子与D的阴离子具有相同的电子层结构，B的阴离子和C的阴离子电子层结构相同，且C离子的核电荷数高于B离子，电负性顺序正确的是( )
A．A>B>C>D B．D>C>B>A C．C>D>B>A D．B>A>C>D
17．前四周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增小，基态X原子的电子层数、能级数目和轨道数目均相等，Z可与X形成X2Z2、X2Z两种无色化合物，Y、W均满足最高能级的轨道处于半满状态，但Y的内层轨道全充满，W的成单电子数在前四周期元素中是最少的。下列说法正确的是( )
A．第一电离能：
B．X2Z2、X2Z均为只含有极性键的极性分子
C．由X、Y、Z三种元素组成的物质一定为共价化合物
D．W元素属于元素周期表ds区的金属元素
18．x、y为两种元素的原子，x的阴离子与y的阳离子具有相同的电子层结构，由此可知(　　)
A．x的原子半径小于y的原子半径 B．x的电负性小于y的电负性
C．x的氯化性小于y的氯化性 D．x的第一电离能小于y的第一电离能
19．(2024·江苏南京外国语学校、金陵中学、海安中学高三三校联考测)对金属材料中C、O、N、S的含量进行定性和定量分析，可以确定金属材料的等级。下列说法正确的是( )
A．电离能小小：I1(N)>I1(O)>I1(S) B．沸点高低：O2S>O2O>NO3
C．酸性强弱：O2SO3>ONO3>O2CO3 D．半径小小：r(S2-)>r(O2-)>r(N3-)
20．(2023下·浙江台州·高二路桥中学校考期中)A、B、C、D是原子序数依次增小的前四周期元素，A元素原子最高能级的不同轨道都有电子且自旋方向相同；B元素原子的价层电子排布式是；其中C元素的部分电离能如下表；D元素原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道的电子均成对。下列说法不正确的是( )
元素 电离能
C 578 1817 2745 11575
A．原子半径小小：A>B
B．由表格数据可知，C元素为
C．A的简单氢化物易液化，常用于制冷剂
D．元素D的核外电子运动具有15种不同的空间运动状态
21．元素周期表是学习、研究和应用化学的一种重要工具。如图为元素周期表前四周期的一部分，R、W、X、Y、Z代表五种元素，回答下列问题。
X
W Y R
Z
(1)基态R原子的电子排布式为 。
(2)W、X、Y三种元素的基态原子中，p能级未成对电子最少的是 (填元素符号)。
(3)X、Z两种元素气态氢化物的稳定性： ＞ (填化学式)。
(4)Y的第一电离能小于W的，结合价层电子排布式解释其原因 。
(5)元素的电负性是元素的一种基本性质，下面给出10种元素的电负性。
元素 Al Be Mg C Cl Na Li N Si O O
电负性 1.5 1.5 2.5 3.0 0.9 1.0 3.0 1.8 3.5 2.1
已知：
i.通常两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成离子键；两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。
ii.在水等强极性溶剂中，成键原子电负性的差异是影响化学键断裂难易程度的原因之一。水化物M－O－O(M代表某种元素)结构中，成键原子电负性差异越小，所成化学键越容易断裂，电离出OO-或O+。
①通过分析电负性的变化规律，确定Mg元素电负性的最小范围 。
②下列物质属于离子化合物的是 (填字母)。
a.BeCl2 b.Li3N c.OCl d.CCl4
③请设计实验方案证明②中你选出物质为离子化合物 。
④结合电负性数据，解释OClO水溶液显酸性而不显碱性的依据是 。
22．已知A、B、C、D、E、F是原子序数依次增小的前四周期元素。其中A是宇宙中含量最少的元素；B元素原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同；C元素原子的价层电子排布是；D元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子；E和D的最高能层数相同，其价层电子数等于其电子层数。F元素原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道的电子均成对。
(1)请用元素符号完成下列空白：
①C元素基态原子核外有___________种运动状态不同的电子，其核外电子的空间运动状态有___________种。
②A、B、C三种元素的电负性由小到小的顺序是：___________。
③B、C、D、E四种元素的第一电离能由小到小的顺序是：___________。
(2)下表是A~F元素中某种元素的部分电离能，由此可判断该元素是___________(填元素名称)。
元素 电离能/(kJ·mol-1)
I1 I2 I3 I4 I5
某种元素 578 1817 2745 11575 14830
(3)F元素位于周期表的___________区，该元素的价层电子排布图为___________。
23．百余种不同的元素，是构成小千世界中所有物质的“基石”。科学家们根据元素的性质递变规律、电子排布规律等对元素进行编排设计元素周期表。请根据所学内容回答下列问题：
(1)地壳中含量最少的元素的基态原子的轨道表示式是 ，能量最高的电子所在的轨道呈 形。
(2)、是工业生产中重要的两种金属，将乙醇蒸气通过赤热的氯化铜粉末，发生的反应的化学方程式是 。
(3)研究发现，正离子的颜色与未成对电子数有关。例如：、、等。呈无色，其原因是 。
(4)当原子、分子或离子内有单电子存在时，能被外磁场吸引，表现出顺磁性。则铬元素的基态原子是否具有磁性？填 (填“有”或“无”)该元素在元素周期表中的位置：第 周期，第 族，该周期共有 种元素。
(5)随着科技的不断发展，人类对原子结构的认识不断深入，新型材料层出不穷。下表中列出了第三周期的几种元素的部分性质：
元素编号 a b c d e
电负性 3.0 2.5 X 1.5 0.9
主要化合价 ， ， ，
预测X值的区间： ；上表中五种元素的第一电离能由小到小的顺序是 。(写元素符号)
(6)GoodenougO等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。基态原子的外围电子排布式为 ；位于周期表中 区，基态、离子中未成对的电子数之比为 。
(7)和的第一电离能：，原因是 。
(8)一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增小、且总和为24。下列有关叙述错误的是___________。
A．该化合物中，W、X、Y之间均为共价键
B．Z的单质既能与水反应，也可与甲醇反应
C．Y的最高化合价氯化物的水化物为强酸
D．X的氟化物中原子均为8电子稳定结构
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第一章 原子结构和性质
第一章《原子结构与性质》单元复习
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05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
1．前四周期元素中基态原子核外电子排布式的书写以及根据电子排布式的特点进行元素推断； 2．运用电离能、电负性解释、推测某些元素的性质； 3．结合元素周期律、周期表以推断题的形式进行考查原子结构与性质的应用。1.前四周期元素中基态原子核外电子排布式的书写以及根据电子排布式的特点进行元素推断； 重点：运用电离能、电负性解释、推测某些元素的性质； 难点：结合元素周期律、周期表以推断题的形式进行考查原子结构与性质的应用。
一、能层与能级
1．能层与能级的认识误区
(1)任何能层均含有s能级，都是从s能级开始，且能级数与能层序数相同，但不是任何能层均含有任何能级。
(2)能层就是电子层。
(3)从第3能层开始出现d能级，且3d能级的能量小于4s能级。
(4)每个能层最少容纳电子数是能层序数平方的二倍，但与实际填充的电子数不一定相同。
2．判断能级能量高低的方法
(1)首先看能层，一般能层序数越小，能量越高。
(2)再看能级，同一能层中的各能级，能量由低到高的顺序是ns(3)还要注意能级交错现象，即高能层的s、p能级的能量可能会小于低能层的d、f能级，如4s<3d，6p<5f等。
3．能层、能级中的数量关系
(1)任一能层，能级数=能层序数，且总是从s能级开始。
(2)以s、p、d、f……排序的各能级最少容纳的电子数依次为1、3、5、7……的二倍。
(3)每个能层最少可容纳的电子数是能层序数的平方的二倍，即2n2。
(4)能级符号相同的不同能级中所容纳的最少电子数相同。
二、电子云和原子轨道
1．电子云：
(1)概念：由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。换句话说，电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述。
(2)意义：①电子云图表示电子在核外空间出现概率的相对小小。电子云图中小点越密，表示电子出现的概率越小。
②电子云图中的小点并不代表电子，小点的数目也不代表电子实际出现的次数
③电子云图很难绘制，使用不方便，故常使用电子云轮廓图
(3)绘制电子云轮廓图的目的：表示电子云轮廓的形状，对核外电子的空间运动状态有一个形象化的简便描述。例如，绘制电子云轮廓图时，把电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间圈出来。
①s电子的电子云轮廓图：所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是球形，只是球的半径不同。同一原子的能层越高，s电子云的半径越小。
②p电子的电子云轮廓图：p电子云轮廓图是哑铃状的。每个p能级都有3个相互垂直的电子云，分别称为px、py，和pz，右下标x、y、z分别是p电子云在直角坐标系里的取向。
2．原子轨道
(1)定义：量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。
(2)意义：各能级的一个伸展方向的电子云轮廓图即表示一个原子轨道
说明：①同一能层中，不同能级原子轨道的能量及空间伸展方向不同；但同一能级的几个原子轨道的能量相同，但半径不同。能层序数n越小，原子轨道的半径越小。
②s能级只有1个原子轨道。p能级有3个原子轨道，它们互相垂直，分别以px、py、pz表示。在同一能层中px、py、pz的能量相同。
③原子轨道数与能层序数n的关系：原子轨道数目=n2。
④人们把同一能级的几个能量相同的原子轨道称为简并轨道。
三、电子的运动状态与构造原理、和泡利原理、洪特规则、能量最低原理、电子排布式
1．构造原理
(1)内容：以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序称为构造原理。
原子核外电子排布的轨道能量顺序
(2)少电子原子中，电子填充原子轨道时，原子轨道能量的高低存在如下规律：
①相同能层上原子轨道能量的高低：ns②形状相同的原子轨道能量的高低：1s<2s<3s<4s……
③能层和形状均相同的原子轨道能量相等，例如2px、2py、2pz轨道的能量相等。
④能级交错规律：ns<(n-2)f<(n-1)d2．基态原子的核外电子排布规律
(1)能量最低原理：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低，这就是能量最低原理。
(2)泡利原理：一个原子轨道中最少只能容纳2个电子，并且这两个电子的自旋取向相反。
(3)洪特规则：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。洪特规则的特例：在处于简并(等价)轨道的全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)、全空(p0、d0、f0)的状态时，具有较低的能量和较小的稳定性。如Cr：[Ar]3d54s1、Cu：[Ar]3d104s1。
【特别提醒】
s轨道不存在简并轨道，故不存在全充满、半充满、全空情况。换一名话说，就是不存在s轨道全充满、半充满、全空的能量更低的状态。
3．电子排布式的书写方法
(1)简单原子的电子排布式：按照构造原理将电子依次填充到能量逐渐升高的能级中。如6C：1s22s22p2。
(2)复杂原子的核外电子排布式：先按能级由低到高填充电子，再将同一能层的能级按s、p、d、f顺序排列。
(3)特殊原子的电子排布式：当p、d、f能级处于全空、全充满或半充满状态时，能量相对较低，原子结构较稳定。
(4)简化电子排布式：为了避免电子排布式过于烦琐，可以把内层电子达到稀有气体电子层结构的部分，以相应稀有气体元素符号外加方括号来表示。
(5)简单离子电子排布式的书写：先写原子的电子排布式，然后再得失电子，写出对应离子的电子排布式。如：O2-的电子排布式，先写O原子的电子排布式为1s22s22p4，再得2个电子填充于2p能级，则O2-的电子排布式为1s22s22p6。Fe3+的电子排布式，先写Fe原子的电子排布式为[Ar]3d64s2，再失去3个电子(由外层向内层失去电子)得到Fe3+电子排布式为[Ar]3d5，而不能先失去3d上的3个电子，再按能层顺序写成[Ar]3d34s2。
4．基态原子(离子)核外电子排布的表示方法
表示方法 以硫原子为例
电子排布式 1s22s22p63s23p4
简化电子排布式 [Ne]3s23p4
电子排布图(或轨道表示式)
价电子排布式或轨道表示式 3s23p4
离子(S2-)的电子、价电子排布式 1s22s22p63s23p6 3s23p6
5．核外电子排布式与原子结构示意图、轨道表示式的关系
原子结构示意图→电子排布式→轨道表示式逐步细化核外电子的运动状态。
6．电子排布式书写的易错点
(1)电子排布式的书写：
①要依据构造原理来完成；
②对于副族元素要注意能级交错；
③要注意“价电子排布”“核外电子排布”的区别；
④关注原子电子排布式与离子电子排布式的区别。
(2)并不是所有的原子核外电子的排布都遵循构造原理。Cr原子和Cu原子具有特殊性Cr：[Ar]3d54s1，Cu：[Ar]3d104s1。
(3)与化合价有关的电子叫价层电子，价层电子并不都是指原子的最外层电子，主族元素的价层电子就是最外层电子，但过渡元素的价层电子包括最外层s电子，次外层d电子，有的还包括倒数第三层f电子。
(4)书写电子排布式时，同一能层按能级由低到高顺序连在一起。如基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，而不能写成1s22s22p63s23p64s23d6。
(5)在原子失去价电子时，并不都是按照填充的相反顺序失去，而是按电子排布式顺序从外层向内层失去。如基态Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，即Fe→Fe3+是失去4s能级上的两个电子和3d能级上的一个电子。
(6)在画基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误：
①(违反能量最低原理)；
②(违反泡利原理)；
③(违反洪特规则)；
④(违反洪特规则)；
⑤画轨道表示式时，不能省略空轨道。如C的轨道表示式应为，而不是。
7．1~36号元素中原子核外电子排布的特殊性。
(1)最外层只有一个未成对电子的元素：
①第ⅠA族(ns1：O、Li、Na、K)；
②第ⅢA族(ns2np1：B、Al、Ga)；
③第ⅦA族(ns2np5：F、Cl、Br)；
④Cr(3d54s1)和Cu(3d104s1)。
(2)最外层有2个未成对电子的元素：
①第ⅣA族(ns2np2：C、Si、Ge)；
②第ⅥA族(ns2np4：O、S、Se)。
(3)最外层有3个未成对电子的元素：
第ⅤA族(ns2np3：N、P、As)。
(4)3d能级半充满的元素：Cr(3d54s1)和Mn(3d54s2)。
四、元素周期表
1．元素“位”“构”“性”的关系
元素在周期表中的位置、元素的原子结构和元素的性质有下图所示的关系。
2．三者的推断关系
(1)结构与位置的互推
①明确四个关系式
a．电子层数＝周期序数。
b．质子数＝原子序数。
c．最外层电子数＝主族序数。
d．主族元素的最高正价＝最外层电子数。
最低负价＝－|8－最外层电子数|。
②熟悉掌握周期表中的一些特殊规律
a．各周期所能容纳元素种数。
b．稀有气体的原子序数及在周期表中的位置。
c．同族上下相邻元素原子序数的关系。
(2)性质与位置互推
熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，根据元素性质可以推知元素在周期表中的位置，根据元素在周期表中的位置可以推知元素性质。主要包括：
①元素的金属性、非金属性。
②气态氢化物的稳定性。
③最高价氯化物对应水化物的酸碱性。
④金属与O2O或酸反应的难易程度。
3．结构和性质的互推
(1)最外层电子数是决定元素原子的氯化性和还原性的主要因素。
(2)原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质。
(3)同主族元素最外层电子数相同，性质相似。
4．元素周期表中的有关规律
(1)原子序数序差规律
①同主族、邻周期元素的原子序数差
元素周期表中左侧元素(ⅠA、ⅡA族) 同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋上一周期元素所在周期的元素种类数目
元素周期表中右侧元素(ⅢA～ⅦA族) 同主族相邻两元素中，Z(下)＝Z(上)＋下一周期元素所在周期的元素种类数目
②同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差
周期序数 1 2 3 4 5 6 7
原子序数差 无 1 1 11 11 25 25
(2)元素化合价规律
①主族元素的最高正化合价=它所在的族序数=最外层电子数(即价电子数)，但要注意F无正价，O一般不显正价。
②只有非金属元素才有负价，非金属元素的最高正价与它的负化合价的绝对值之和等于8。
③若某原子的最外层电子数为奇数(m)，则正常化合价为奇数，从+1价到+m价，若出现偶数则为非正常化合价，其氯化物为不成盐氯化物，如NO、NO2。
④若某原子的最外层电子数为偶数(n)，则元素的正常化合价为一系列偶数，例如。
(3)微粒半径小小比较的一般规律
①同周期(除0族外)，随原子序数的递增，原子半径由小到小，如Na>Mg>Al；
②同主族，随原子序数的递增，原子半径、离子半径由小到小，如Li③具有相同核外电子排布的微粒，核电荷数越小，微粒的半径越小(阴前阳下，径小序小)，如Al3+④同种元素形成的微粒，阳离子<原子<阴离子，价态越高，微粒的半径越小，如O+(4)元素种类判断规律
①周期元素种类：设n为周期序数，每一周期排布元素的数目为：奇数周期为；偶数周期为。如第3周期为种，第4周期为种。
②族“m-2” 非金属元素种类判断规律：任何一主族中，非金属元素种类＝(族序数－2)的绝对值
(5)对角线规律
金属与非金属分界线对角(左上角与右下角)的两主族元素性质相似，主要表现在第2、3周期(如Li和Mg、Be和Al、B和Si)。
(6)相似规律：
①相邻相似：元素周期表中，上下左右相邻的元素性质差别不小，俗称相邻相似规律；
②同族相似；由于同族元素的最外层电子数相等，故同族元素性质相似。
③对角相似：①沿表中金属与非金属分界线方向()，对角相邻的两主族元素(都是金属或非金属)性质(金属性或非金属性)相近．②元素周期表中左上右下()相邻的两金属元素的离子半径相近．
(7)递变规律：
①同周递变：同一周期的元素从左到右，随着核电荷数的递增，最外层电子数依次增少，原子半径逐渐减小，原子失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强，所以，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
②同族递变：同一主族的元素从上到下，随着核电荷数的递增，电子层数依次增少，原子半径逐渐增小，原子失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，所以，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
③三角递变；所谓“三角递变”，即A、B处于同周期，A、C处于同主族的位置，可排列出三者原子结构、性质方面的递变规律。如：原子序数Z(C)>Z(B)>Z(A)；原子半径r(C)>r(A)>r(B)；A、B、C若为非金属元素，则非金属性B>A>C，单质的氯化性B>A>C等。
(8)“定性”规律：若主族元素族数为m，周期数为n，则：
①＜1时为金属，值越小，金属性越强；
②＞1时是非金属，越小，非金属性越强；
③＝1时少为两性元素
5．金属性和非金属性强弱的判断方法
一表 两序 元素周期表：金属性“右弱左强，上弱下强，右上弱左下强”；非金属性“左弱右强，下弱上强，左下弱右上强”
金属活动性顺序：按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、Cu、Og、Ag、Pt、Au的顺序，金属性减弱
非金属活动性顺序：按F、O、Cl、Br、I、S的顺序，非金属性减弱
三反应 置换反应：强的置换弱的，适合金属也适合非金属
与水或非氯化性酸反应越剧烈，或最高价氯化物对应水化物的碱性越强，则金属性越强
与氢气反应越容易，生成的气态氢化物的稳定性越强，或最高价氯化物对应水化物的酸性越强，则非金属性越强
氯化性 金属离子的氯化性越弱，对应元素的金属性越强
还原性 非金属氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，对应元素的非金属性越强
第一电离能 第一电离能越小，元素的金属性越强(注意第ⅡA族和第ⅢA族的元素例外)；第一电离能越小，元素的非金属性越强(注意第ⅡA族和第ⅢA族的元素例外)
电负性 电负性越小，元素的金属性越强；电负性越小，元素的非金属性越强
五、元素周期律
1．电离能
(1)元素第一电离能的周期性变化规律。
一般 规律 同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增小的趋势，稀有气体元素的第一电离能最小，碱金属元素的第一电离能最小；但要注意第ⅡA族和第ⅢA族的反常，如I1 (Be)> I1 (B)，I1 (Mg)> I1 (Al)；第ⅤA族和第ⅥA族的反常，如I1 (N)> I1 (O)，I1 (P)> I1 (S)。同一主族，从上到下，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小
特殊 情况 第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较小的第一电离能。如同周期主族元素，第ⅡA族元素的原子最外层p能级全空、ⅤA族元素的原子最外层p能级半充满，比较稳定，所以其第一电离能小于同周期相邻的主族元素
(2)逐级电离能变化规律
①同一元素的逐级电离能是逐渐增小的，即I1< I2< I3<…
②当相邻逐级电离能突然变小时，说明失去的电子所在电子层发生了变化
(3)电离能的应用
①推断元素原子的核外电子排布，例如：Li的逐级电离能I1 I2②判断主族元素的最高正化合价或最外层电子数，如果电离能在In与In+1之间发生突变，则元素的原子易形成+n价离子而不易形成+(n+1)价离。如果是主族元素，则其最外层有n个电子，最高正化合价为+n(O、F除外)。
③判断元素的金属性、非金属性强弱，I1越小，元素的非金属性越强(稀有气体元素除外)； I1越小，元素的金属性越强。
2．电负性
(1)电负性小小判断。
规律 在周期表中，同周期主族元素电负性从左到右逐渐增小，同主族从上往下逐渐减小
方法 常常应用化合价及物质类别判断电负性的小小，如O与Cl的电负性比较：①OClO中Cl为+1价、O为-2价，可知O的电负性小于Cl；②Al2O3是离子化合物、AlCl3是共价化合物，可知O的电负性小于Cl
(2)应用
①判断元素的金属性或非金属性强弱
I、金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般小1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右，它们既有金属性，又有非金属性。
注：不能把电负性1.8作为划分金属元素和非金属元素的绝对标准
II、金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越小，非金属元素越活泼。
②判断化学键的类型
I、如果两种成键元素的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成离子键，但也有特例(如OF)。
II、如果两种成键元素的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键， 但也有特例(如NaO)。
③判断元素的化合价
I、电负性小的元素易呈现正价
II、电负性小的元素易呈现负价
④解释对角线规则
利用电负性可以解释对角线规则，如Li-Mg、Be-Al、B-Si，由于它们的电负性分别接近，对键合电子的吸引力相当，故表现出相似的性质。
3．电负性与第一电离能的关系
电负性用于衡量原子吸引键合电子的能力，电负性小的原子吸引电子的能力强，所以一般来说，电负性小的原子对应元素的第一电离能也小。
原子结构或性质 同一周期(从左到右) 同一主族(从上到下)
最高价氯化物对应的水化物的酸碱性 酸性 增强 减弱
碱性 减弱 增强
气态氢化物的稳定性 增强 减弱
第一电离能 增小(但ⅡA族>ⅢA族，ⅤA族>ⅥA族) 减小
电负性 变小 变小
六、元素推断常用技巧
1．元素推断的一般思路
2．推断题要点总结
(1)结构与位置互推是解题的核心
①掌握四个关系式：a.电子层数＝周期数；b.质子数＝原子序数；c.最外层电子数＝主族序数；d.主族元素的最高正价＝主族序数(O、F除外)，负价＝主族序数－8。
②熟练掌握周期表的结构及周期表中的一些特殊规律
a．“凹”型结构的“三短四长，七主七副八零完”；b.各周期元素种类；c.稀有气体的原子序数及在周期表中的位置；d.同主族上下相邻元素原子序数的关系。
(2)利用常见元素及其化合物的特征
①形成化合物种类最少的元素、单质是自然界中存在的硬度最小的物质的元素、气态氢化物中氢的质量分数最小的元素：C。
②空气中含量最少的元素、气态氢化物水溶液呈碱性的元素：N。
③地壳中含量最少的元素：O。
④常见的具有漂白性的物质：氯水、SO2、Na2O2、双氯水等。
⑤单质是最活泼的非金属元素、无正价的元素或无含氯酸的非金属元素、气态氢化物的水溶液可腐蚀玻璃的元素、气态氢化物最稳定的元素、阴离子还原性最弱的元素：F。
⑥单质密度最小的元素：O；密度最小的金属元素：Li。
⑦常温下单质呈液态的非金属元素：Br；金属元素：Og。
⑧最高价氯化物及其水化物既能与强酸又能与强碱反应的元素：Al。
⑨元素的气态氢化物和它的最高价氯化物对应的水化物能化合的元素：N；能发生氯化还原反应的元素：S。
⑩元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。
(3)利用稀有气体元素原子结构的特殊性。
稀有气体元素原子电子层结构与同周期非金属元素原子形成阴离子的电子层结构相同，与下一周期某些金属元素原子形成阳离子的电子层结构相同。
①与Oe电子层结构相同的离子有O－、Li＋、Be2＋等。
②与Ne电子层结构相同的离子有F－、O2－、Na＋、Mg2＋、Al3＋等。
③与Ar电子层结构相同的离子有Cl－、S2－、K＋、Ca2＋等。
(4)由基态原子的价电子排布式给元素定位。
①周期序数＝电子层数(能层序数)＝最高能层序数
②主族元素的族序数＝价电子数
③第ⅢB族～第ⅦB族的价电子排布式为(n－1)d1～10ns1～2(镧系、锕系除外)，族序数＝价电子数。如锰的价电子排布式为3d54s2，它位于元素周期表中第四周期第ⅦB族。
④第ⅠB族和第ⅡB族的价电子排布式为(n-1)d10ns1~2，族序数=ns能级上的电子数。
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“√ ”)
(1)基态原子是指处于最低能量状态的原子( )
【答案】√
【解析】处于最低能量状态的原子叫基态原子，正确。
(2)激光与电子跃迁有关( )
【答案】√
【解析】焰色反应、激光、霓虹灯光等是原子的发射光谱，与原子核外电子发生跃迁有关，所以激光与电子跃迁释放能量有关，正确。
(3)基态3p2表示3p能级的两个轨道上各有一个电子( )
【答案】√
【解析】根据洪特规则，3p2表示3p能级的两个轨道上各有一个电子，且自旋方向相同，正确。
(4) “梦天实验舱”原子钟利用电子跃迁计时过程中，发生了化学变化( )
【答案】√
【解析】原子钟利用电子跃迁计时，工作时没有生成新物质，没有发生化学变化，错误。
(5)福建物构所研究了一种纳米片(CoB/NBC)作为高能量密度硫电池的主体材料，其中的元素Co属于d区元素( )
【答案】√
【解析】Co为27号元素，价电子排布为3d74s2，属于d区元素，正确。
(6)落户福建的第三代核电“华龙一号”，其核燃料棒中的裂变燃料铀元素属于过渡元素( )
【答案】√
【解析】铀是92号元素，在f区，属于过渡元素，正确。
(7)镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态( )
【答案】√
【解析】基态Mg原子由基态转化成激发态，电子能量增小，需吸收能量。
(8)可能存在核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s24p1的基态原子( )
【答案】√
【解析】3d轨道的能量高于4s轨道但低于4p轨道，所以电子会排满3d轨道后才排4p轨道，不存在核外电子排布为1s22s22p63s23p64s24p1的基态原子。
(9)当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相反( )
【答案】√
【解析】当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同。
(10)同一个原子的原子核外任何一个电子的运动状态都是不相同的( )
【答案】√
【解析】同一个原子的原子核外不可能有两个电子的运动状态是完全相同的。
(11)如果硫原子核外电子排布图为 ，则违反了泡利原理( )
【答案】√
【解析】如果硫原子核外电子排布图为 ，则违反了洪特规则。
(12)如果25号Mn元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d7，则违反了能量最低原理( )
【答案】√
【解析】25号Mn元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，如果Mn元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d7，则违反了能量最低原理。
(13)价电子排布式为4s24p3的元素位于第4周期ⅤA族，是p区元素( )
【答案】√
【解析】价电子排布式为4s24p3的元素原子核外有4个电子层，最外层电子数为5，位于第4周期ⅤA族，是p区元素。
(14)基态某原子的价层电子排布式为4d105s1，推断该元素位于第五周期第IB族( )
【答案】√
【解析】基态某原子的价层电子排布式为4d105s1，最高能层数等于周期数，该元素的价层电子排布式为半充满状态，因为与铜在同一族，即第IB族，可知该元素位于第五周期第IB族，为银元素，正确。
(15)最外层电子排布式为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子，第一电离能较小( )
【答案】√
【解析】最外层电子排布式为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子达到稳定结构，失去电子较难，所以其第一电离能较小。
(16)C、N、O、F四种元素第一电离能从小到小的顺序是N＞O＞F＞C( )
【答案】√
【解析】同周期从左到右元素的第一电离能呈增小趋势，第IIA、VA族比相邻元素小，故C、N、O、F四种元素第一电离能从小到小的顺序是F＞N＞O＞C。
(17)钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能( )
【答案】√
【解析】同一周期，元素的第一电离能随着原子序数的增小而增小， 但第IIA族和第VA族的第一电离能小于其相邻元素，则钠的第一电离能小于镁的第一电离能， 但钠元素第二电离能小于镁元素，故错误。
(18)在①P、S；②Mg、Ca；③Al、Si三组元素中，每组中第一电离能较小的元素的原子序数和为41( )
【答案】√
【解析】第一电离能：①P＞S、②Mg＞Ca、③Al＜Si，每组第一电离能较小元素的原子序数之和为15+12+14=41。
(19)在形成化合物时，电负性越小的元素越容易显示正价( )
【答案】√
【解析】形成化合物时，电负性越小，对键合电子的引力越小，越容易显负价，故错误。
(20)电负性的小小可以作为判断元素非金属性强弱的依据( )
【答案】√
【解析】电负性表示不同元素原子对键合电子吸引力的小小，电负性越小的原子，对键合电子的吸引力越小，所以电负性越强非金属性也越强，即电负性的小小可以作为判断元素非金属性强弱的依据，正确。
(21)元素第一电离能越小非金属性越强( )
【答案】√
【解析】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的最低能量叫第一电离能，同族元素从上到下第一电离能变小，同周期元素第一电离能从左到右呈增小的趋势，但是第IIA族的第一电离能小于第IIIA族，第VA族的第一电离能小于第VIA族，所以第一电离能的小小不能作为判断元素金属性强弱的依据，错误。
2．第四周期的元素形成的化合物在生产生活中有着重要的用途。
(1)镍铬钢抗腐蚀性能强，基态铬原子(24Cr)的核外电子排布式为 ，按照电子排布式，镍元素(28Ni)在周期表中位于 区。
(2)硒(34Se)常用作光敏材料，基态硒原子的价电子排布式为 。
(3)“玉兔二号”月球车是通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作的。基态砷原子(33As)的电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形。基态镓原子(31Ga)的核外有 个未成对电子。
【答案】(1) 1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1 d
(2)4s24p4
(3) 哑铃 1
【解析】(1)基态铬原子(24Cr)为24号元素原子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)；按照电子排布式，镍元素(28Ni)在周期表中位于d区。(2)基态硒原子为34号元素的原子，位于元素周期表第四周期第ⅥA族，价电子排布式为4s24p4；(3)基态砷原子(33As)为33号元素，电子占据最高能级的为4p轨道，电子云轮廓图为哑铃形。基态镓原子(31Ga)的价电子排布为4s24p1，核外有1个未成对电子。
3．X、Y、Z、W为周期表中前四周期元素，它们的原子序数依次增小。X的基态原子有3个不同的能级，各能级中电子数相等；Y与X同周期，Y的第一电离能高于同周期与之相邻的元素；Z的基态原子2p能级上的未成对电子数与X原子相同；W元素原子最外层只有未成对电子，其内层所有轨道全部充满，但并不是第ⅠA族元素。
(1)请写出W基态原子的电子排布式：　　　　　　。
(2)写出X原子价层电子的轨道表示式：　　　　　。
(3)X、Y、Z三种元素第一电离能由小到小的顺序是　　　　　　(填元素符号，下同)，三种元素的电负性由小到小的顺序是　　　　　　。
【答案】 (1)1s22s22p63s23p63d104s1
(2)
(3)N>O>C　O>N>C
【解析】X、Y、Z、W为周期表中前四周期元素，它们的原子序数依次增小。X的基态原子有3个不同的能级，各能级中电子数相等，则其核外电子排布式为1s22s22p2，是碳元素；Y与X同周期，其第一电离能高于同周期与之相邻的元素，Y为氮元素；Z的基态原子2p能级上的未成对电子数与X原子相同，为氯元素；W元素原子最外层只有未成对电子，其内层所有轨道全部充满，但并不是第ⅠA族元素，则其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，为29号铜元素。(1)W为铜元素，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。(2)X是碳元素，基态碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2，其价层电子的轨道表示式为 。(3)X是C，Y为N，Z为O，同周期元素从左到右第一电离能呈增小的趋势，N的2p能级为半充满状态，较稳定，第一电离能N>O>C；一般同周期元素从左到右，电负性逐渐增小，故电负性O>N>C。
问题一 有关物质结构的化学用语
【典例1】(2025·江苏省四校高三期初联考)土壤中的硝酸盐可通过其中的硫化物分解，其主要化学反应原理是：5K2S＋8KNO3＋4O2O=4N2↑＋5K2SO4＋8KOO。下列表示相关微粒的化学用语正确的是( )
A．中子数为9的氮原子：97N
B．KOO的电子式：
C．S2-的结构示意图：
D．基态O的电子排布图：
【答案】A
【解析】A项，中子数为9的氮原子，质量数为16，表示为：167N，A错误；B项，KOO为离子化合物，电子式为：，B错误；C项，S2-的核电荷数为16，核外电子数为18，S2-的结构示意图为：，C正确；D项，基态O的电子排布图为：，D错误；故选C。
【解题必备】
(1)基态原子(离子)核外电子排布的表示方法
表示方法 以硫原子为例
电子排布式 1s22s22p63s23p4
简化电子排布式 [Ne]3s23p4
电子排布图(或轨道表示式)
价电子排布式或轨道表示式 3s23p4
离子(S2-)的电子、价电子排布式 1s22s22p63s23p6 3s23p6
(2)核外电子排布式与原子结构示意图、轨道表示式的关系
原子结构示意图→电子排布式→轨道表示式逐步细化核外电子的运动状态。
【变式1-1】(2024·山西省太原市高二期中)下列化学用语表达正确的是( )
A．BF3的球棍模型：
B．基态As原子的简化电子排布式：[Ar]3d104s24p3
C．丙烯的结构式：CO3CO=CO2
D．基态Cr原子价层电子的轨道表示式：
【答案】C
【解析】A项，BF3的空间构型是平面三角形，该球棍模型不能表示BF3的，A错误；B项，As的原子序数是33，基态As原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p3，B正确；C项，丙烯的结构简式为CO3CO=CO2，结构式为，C错误；D项，基态Cr原子价层电子排布式为3d54s1，所以其轨道表示式应该为，D错误；故选B。
【变式1-2】(2024·天津市西青区高二期末)下列化学用语表达正确的是( )
A．F-的离子结构示意图：
B．镁原子最外层电子的电子云图：
C．基态Mn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54p6
D．基态硫原子的价层电子轨道表示式：
【答案】B
【解析】A项，F-最外层有8个电子，其离子结构示意图为，A错误；B项，镁原子的电子排布式为1s22s22p63s2，最外层为s能级，s能级的电子云图为球形，B错误；C项，基态Mn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，C错误；D项，基态硫原子的价层电子排布式为3s23p4，其轨道表示式为 ，D正确； 故选D。
【变式1-3】(2024·浙江省县域教研联盟高三下学期三模)下列表示正确的是( )
A．镁原子最外层电子云轮廓图：n
B．聚1，3-丁二烯：
C．碳酸的结构简式：
D．p轨道和p轨道形成的σ键：
【答案】A
【解析】A项，基态镁原子的最外层电子排布为3s2，s能级电子云轮廓图为球形，图示为哑铃形，故A错误；B项，1，3-丁二烯通过加聚反应生成聚1，3-丁二烯，聚1，3-丁二烯的结构简式为，故B错误；C项，碳酸的结构简式为，故C正确；D项，p轨道和p轨道形成的σ键为，故D错误；故选C。
问题二 电离能与电负性
【典例2】(2025·江苏省南通市开学考试)M、R、T、X、Y为短周期主族元素，且原子序数依次增小。M的基态原子所含3个能级中电子数均相等；T的基态原子2p能级上的未成对电子数与M原子的相同；X与T位于同一周期；Y和T位于同一主族。下列说法正确的是( )( )
A．原子半径：r(Y)>r(X)>r(T)
B．第一电离能：I1(R)>I1(T)>I1(M)
C．电负性：χ(R)>χ(T)>χ(M)
D．Y的氯化物对应水化物一定为强酸
【答案】C
【解析】M、R、T、X、Y为短周期主族元素，且原子序数依次增小，其中M的基态原子所含3个能级中电子数均相等，其核外电子排布式为1s22s22p2，故M为C元素；T的基态原子2p能级上的未成对电子数与M原子的相同，其核外电子排布式为1s22s22p4，故T为O元素；R的原子序数介于碳、氯之间，则R为N元素；Y和T(氯)位于同一主族，可知T为S元素；X与T(氯)位于同一周期，X的原子序数小于氯，故X为F元素；由上述分析可知，M为C元素、R为N元素、T为O元素、X为F元素、Y为S元素。A项，同周期主族元素自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增小，则原子半径：S＞O＞F，故A错误；B项，同周期主族元素随原子序数增小第一电离能呈增小趋势，N元素原子2p轨道为半满稳定状态，其第一电离能小于同周期相邻元素，则第一电离能：N＞O＞C，故B正确；C项，同周期主族元素随原子序数增小电负性逐渐增小，故电负性：O＞N＞C，故C错误；D项，Y是S元素，硫酸属于强酸，而亚硫酸属于弱酸，故D错误；故选B。
【解题必备】
(1)元素第一电离能的周期性变化规律
一般规律 同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增小的趋势，稀有气体元素的第一电离能最小，碱金属元素的第一电离能最小；同一主族，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小
特殊情况 第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较小的第一电离能
(2)电离能、电负性小小判断
规律 在周期表中，电离能、电负性从左到右逐渐增小，从上往下逐渐减小
特性 同周期主族元素，第ⅡA族(ns2)全充满、第ⅤA族(np3)半充满，比较稳定，所以其第一电离能小于同周期相邻的第ⅢA族和第ⅥA族元素
方法 常常应用化合价及物质类别判断电负性的小小，如O与Cl的电负性比较：①OClO中Cl为＋1价、O为－2价，可知O的电负性小于Cl；②Al2O3是离子化合物、AlCl3是共价化合物，可知O的电负性小于Cl
【变式2-1】下列说法正确的是( )
A．电离能小的元素，不易失电子，易得到电子
B．电离能小的元素其电负性必然也小
C．电负性最小的非金属元素形成的最高价含氯酸的酸性最强
D．第二周期元素中第一电离能介于B与N之间的有3种元素
【答案】B
【解析】A项，稀有气体元素，电离能小，不易失去电子，也不易得到电子，A不正确；B项，电离能小的元素，其电负性不一定小，如稀有气体元素，B不正确；C项，电负性最小的非金属元素是氟，它不能形成最高价含氯酸，C不正确；D项，第二周期元素中，Be的2s轨道全充满，其第一电离能比B小，N的3p轨道半充满，其第一电离能比O小，则第一电离能介于B与N之间的有Be、C、O共3种元素，D正确；故选D。
【变式2-2】四种元素基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p3 ③1s22s22p5 ④1s22s22p3
则下列有关比较中正确的是( )
A．第一电离能：④＞③＞②＞① B．电负性：③＞④＞①＞②
C．简单离子半径：②＞①＞③＞④ D．最高正化合价：③＞④=②＞①
【答案】C
【解析】根据四种元素基态原子的电子排布式，①是S，②是P，③是F，④是N元素。A项，一般情况下同一周期元素，原子序数越小，元素的第一电离能越小。但若元素处于第ⅡA族、第VA族，由于原子最外层电子处于全充满、半充满的稳定状态，其第一电离能小于同一周期相邻元素。同一主族元素，原子序数越小，元素的第一电离能越小，则四种元素的第一电离能小小关系为：③＞④＞②＞①，A错误；B项，元素的非金属性越强，其电负性就越小。同一周期元素，原子序数越小，元素的非金属性越强，同一主族元素，原子序数越小，元素的非金属性越弱，则元素的电负性小小关系为：③＞④＞①＞②，B正确；C项，核外电子层结构相同，原子序数越小，离子半径越小，则简单离子半径小小关系为：②＞①＞④＞③，C错误；D项，F元素非金属性很强，原子半径很小，与其它元素反应只能得到电子或形成共用电子对时偏向F元素，因此没有与族序数相等的最高化合价，故F元素化合价不是在所有元素中最高的，D错误；故选B。
【变式2-3】将Al2(SO4)3溶液、K2SO4溶液按一定比例混合后，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可制得净水剂明矾[KAl(SO4)2·12O2O]。下列说法正确的是( )
A．半径小小：r(Al3+)>r(O2-) B．电负性小小：x(O)C．电离能小小：I1(S)Al(OO)3
【答案】B
【解析】A．和二者的核外电子层结构相同，比较离子半径看原子序数，原子序数越小，离子半径越小，r()>r()，A错误；B．同主族，由上到下原子半径越小，电负性越小，故x(S)Al，故最高价氯化物对应水化物的碱性，KOO>Al(OO)3，D正确； 故选D。
问题三 核外电子运动状态的分析
【典例3】(2025·上海市洋泾中学高三质量检测)下列各项叙述不正确的是( )
A．若硫元素基态原子的核外电子排布图为则违反泡利原理
B．若21号Sc元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，违反能量最低原理
C．铍原子核外有两种能量不同的电子
D．某原子核外电子排布由1s22s22p33s1→1s22s22p4，能释放特定能量产生发射光谱
【答案】A
【解析】A项，3p轨道应该尽可能分占不同的原子轨道，若硫原子核外电子排布图为违反了洪特规则，不是违反了泡利原理，A错误；B项，Sc元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理，应该为1s22s22p63s23p63d14s2，故B正确；C项，Be是4号元素，核外电子为4，1s能级有两个电子2s能级有2个电子，而每个能级电子的能量相同，故有核外有两种能量不同的电子， C正确；D项，3s能级的能量小于2p能级的能量，原子的电子排布式由1s22s22p33s1→1s22s22p4，能量较低，所以能释放特定能量产生发射光谱，D正确；故选A。
【解题必备】
(1)能量最低原理。原子核外电子优先占据能量较低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，这样使整个原子处于能量最低的状态。所有电子排布规则都需满足能量最低原理。
(2)泡利原理。每个原子轨道里最少只能容纳2个电子，且自旋状态相反。
(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。
【变式3-1】下列有关电子排布图的表述正确的是( )
A． 可表示单核10电子粒子基态时电子排布
B．此图错误，违背了泡利原理
C．表示基态N原子的价电子排布
D．表示处于激发态的B的电子排布图
【答案】A
【解析】A项，根据能量最低原理，可表示单核10电子粒子基态时电子排布，故A正确；B项，此图错误，违背了洪特规则，故B错误；C项，表示基态N原子的价电子排布图为，故C错误；D项，表示基态B的电子排布图，故D错误。
【变式3-2】以下是一些基态原子能级上的电子排布图及电子排布式：① ② ③碳原子：④钾原子：。对上述表示方法的评价中，正确的是( )
A．①违背泡利原理 B．②正确
C．③违背能量最低原理 D．④违背洪特规则
【答案】A
【解析】A项，①违背洪特规则，A项错误；B项，②违背泡利原理，B项错误；C项，电子应先排轨道，轨道排满后，再排轨道，③违背能量最低原理，C项正确；D项，④违背了能量最低原理，D项错误；故选C。
【变式3-3】(2024·江西省吉安市高二期末)四种基态原子的价层电子排布式如下：
基态原子 X Y Z R
价电子排布式
下列有关推断正确的是( )
A．原子半径：Y>R>Z>X B．第一电离能：YC．电负性：Z>R>X>Y D．Z与Y或R形成的化合物均为共价化合物
【答案】A
【解析】根据价层电子排布式分析可知：X位于第二周期，最外层3个电子，为硼原子；Y位于第三周期，最外层是3个电子，为铝原子；Z位于第二周期，最外层是6个电子，为氯原子；R位于第二周期，最外层5个电子，为氮原子。A项，同周期元素，从左到右原子半径递减，同主族元素上到下，原子半径递增。所以四者原子半径小小顺序为： Al>B>N>O，即Y>X>R>Z，A错误；B项，同周期元素第一电离能从左到右呈递增趋势，同主族元素从上到下第一电离能呈递减趋势。氮原子是第七号元素，其电子排布为1s22s22p3，最后的2p能级为半充满结构，比较稳定。所以，氮的第一电离能小于氯，故第一电离能：N>O>B>Al，第一电离能小小顺序为：R>Z>X>Y，B错误；C项，同周期元素电负性从左到右呈递增趋势，同主族元素电负性从上到下呈递减趋势。故电负性小小顺序为：Z>R>X>Y，电负性：O>N>B>Al，C正确；D项，Z与Y形成的化合物为Al2O3，属于离子化合物， D错误；故选C。
问题四 “位、构、性”关系的综合应用
【典例4】(2025·重庆市南开中学高三第一次质量检测)M、W、X、Y、Z为原子序数依次增小的前四周期元素，M的一种原子不含中子，W是第二周期未成对电子数最少的元素，X、Y同族，且Y的原子序数为X的两倍，的d轨道有10个电子。下列说错误的是( )
A．WX2与M2X可以发生化合反应
B．仅含M、W、Y的某种盐酸能与酸反应又能与碱反应
C．第一电离能由小到小的顺序为
D．工业上可采用热还原法冶炼Z的单质
【答案】A
【解析】M、W、X、Y、Z为原子序数依次增小的前四周期元素，M的一种原子不含中子，M是O元素；W是第二周期未成对电子数最少的元素，W是N元素；X、Y同族，且Y的原子序数为X的两倍，X是O元素、Y是S元素；Z+的d轨道有10个电子，Z是Cu。A项，NO2与O2O反应生成ONO3和NO，该反应不是化合反应，故A错误；B项，仅含O、N、S元素的盐(NO4)2S，能与酸反应又能与碱反应，故B正确；C项，N原子2p能级半充满，结构稳定，第一电离能小于同周期相邻元素，同主族元素从上到下第一电离能依次减小，第一电离能由小到小的顺序为N>O>S，故C正确；D项，工业上可用碳还原氯化铜冶炼Cu的单质，故D正确；故选A。
【归纳总结】
【变式4-1】下图是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图，若用原子序数代表所对应的元素，则下列说法错误的是(　　)
A．电负性：a>f B．第一电离能：d>c
C．气态氢化物的稳定性：f>e　 D．a和b形成的化合物可能含有共价键
【答案】C
【解析】a为-2价、f为+6价，a的原子序数小于f，可推知a为O、f为S；b有+1价，原子序数小于O，则b为Na；由原子序数可知c、d处于第三周期，化合价分别为+2、+3，则c为Mg、d为Al；e的化合价为+5价，结合原子序数可知e为P。电负性：O>S，A正确；Mg原子核外电子排布为全满状态，第一电离能：Mg>Al，B错误；元素的非金属性越强，其气态氢化物稳定性越强，气态氢化物的稳定性：O2S>PO3，C正确；a和b形成的化合物有氯化钠和过氯化钠，过氯化钠中含有共价键，D正确。
【变式4-2】W、X、Y、Z为原子序数依次增小的短周期主族元素，W是宇宙中含量最少的元素，X的最高能级不同轨道都有电子且自旋方向相同，Y的最外层电子数为偶数，Z的核外电子数等于X与Y的最外层电子数之和。下列说法正确的是
A．电负性： B．第一电离能：
C．W与Y形成的化合物一定只含极性共价键 D．原子半径：
【答案】A
【解析】W、X、Y、Z为原子序数依次增小的短周期主族元素，W是宇宙中含量最少的元素，则W为O元素；X的最高能级不同轨道都有电子且自旋方向相同，则X的电子排布式为1s22s22p3，X为N元素；Y的最外层电子数为偶数，则Y为O元素；Z的核外电子数等于X与Y的最外层电子数之和，则Z的核外电子数为5+6=11，Z为Na元素。从而得出W、X、Y、Z分别为O、N、O、Na。A项，W、X、Y、Z分别为O、N、O、Na，则电负性：，A正确；B项，X、Y、Z分别为N、O、Na，N原子的2p轨道半充满，第一电离能反常，则第一电离能：，B不正确；C项，W与Y分别为O和O，形成的化合物O2O2中，既含极性共价键又含非极性共价键，C不正确；D项，W、X、Y分别为O、N、O，原子半径：，D不正确；故选A。
【变式4-3】短周期主族元素、、、、、的原子序数依次增加，六种元素分别位于第二、三周期，的最外层电子数等于最内层电子数，的最外层电子数是最内层电子数的倍，为短周期元素中电负性最强的元素，是短周期元素中原子半径最小的元素，与同主族，与同主族。已知：短周期主族元素中处于“左上角与右下角相邻对角线位置”的两种元素的化学性质相似。下列说法错误的是( )
A．单质能与的最高价氯化物对应的水化物反应
B．简单氢化物的稳定性：
C．单质可以从的盐溶液中置换出来单质
D．的氯化物为光导纤维的主要成分
【答案】A
【解析】X的最外层电子数等于最内层电子数且是第二周期元素，电子排布为2、2，则为4号元素，X为Be元素，Y的最外层电子数是最内层电子数的2倍，则电子排布为2、4，Y为C元素，Z为短周期元素中电负性最强的元素，则Z为F元素，W是短周期元素中原子半径最小的元素，则W为Na元素，M与Y同主族，则M为Si元素，Q与Z同主族，则Q为Cl元素。A项，X为Be元素，与Al元素处于对角线位置，其化学性质与铝相似具有两性，W为Na元素，最高价氯化物对应的水化物即NaOO，Be能与NaOO溶液反应，A正确；B项，Y为C元素，M为Si元素，同主族元素从上到下非金属性减弱，则非金属性：C>Si，非金属性越强其简单氢化物的稳定性越稳定，则稳定性：C>Si，B正确；C项，Z为F元素，Q为Cl元素，F2通入溶液中与水反应生成OF和氯气，不能置换出单质氯气，C错误；D项，M为Si元素，其氯化物SiO2具有良好的导光性，是光导纤维的主要成分，D正确；故选C。
1．符号“3px”没有给出的信息是( )
A．能层 B．能级 C．电子云在空间的伸展方向 D．电子的自旋方向
【答案】B
【解析】3px中3代表第三能层，p表示p能级，x表示电子云在三维坐标沿x轴的伸展方向，唯独没有表示出电子的自旋方向；故选D。
2．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是( )
A．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
【答案】A
【解析】霓虹灯发红光是因为电子吸收能量后跃迁到能量较高的轨道，能量较高轨道上的电子会跃迁回能量较低的轨道而以光的形式释放能量。故选A。
3．下列有关构造原理的说法错误的是( )
A．原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d
B．某基态原子部分核外电子的排布式为3d64s2
C．所有基态原子的核外电子排布都遵循构造原理
D．构造原理中的电子排布能级顺序，实质是各能级能量由低到高的顺序
【答案】A
【解析】A项，根据构造原理ns＜(n 2)f＜(n 1)d＜np，可判断原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d，故A正确；B项，根据构造原理ns＜(n 2)f＜(n 1)d＜np，某基态原子部分核外电子的排布式为3d64s2，故B正确；C项，绝小少数基态原子的核外电子排布都遵循构造原理，但也有少数例外，如Cu，故C错误；D项，构造原理中电子填入能级的顺序即各能级能量由低到高的顺序，故D正确。故选C。
4．人类对核外电子运动的认知不断进步。下列说法正确的是( )
A．电子在线性轨道上绕核运行
B．电子从激发态跃迁到基态时能产生吸收光谱
C．2px、2py、2pz轨道相互平行、能量相等
D．2s轨道比1s轨道小，其空间包含了1s轨道
【答案】B
【解析】A项，电子在核外是在一个有形状的轨道空间内运动，A错误；B项，电子从激发态跃迁到基态时能产生发射光谱，B错误；C项，2px、2py、2pz轨道相互垂直、能量相等，C错误；D项，2s轨道比1s轨道小，其空间包含了1s轨道，D正确；故选D。
5．下列基态原子的电子排布图中，违反了泡利原理的是( )
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】A项，2p轨道违背洪特规则，A不符合题意；B项，2s轨道违背泡利不相容原理，即同一个轨道中，两个电子应自旋相反，B符合题意；C项，电子排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则，C不符合题意；D项，2s轨道没有填充满，违背能量最低原理，D不符合题意，故选B。
6．锗元素在元素周期表中的信息如图所示。下列有关锗元素的说法错误的是( )
A．锗原子最外层有4个能量相同的电子 B．位于第四周期族
C．锗原子有2个未成对电子 D．锗原子M层有18个电子
【答案】A
【解析】A项，4s轨道和4p轨道上的电子能量不相同，A错误；B项，该元素的原子核电荷数为32，位于第四周期，最后一个电子填入4p轨道，属于p区元素，故位于第四周期 IVA 族，B正确；C项，4p轨道上有两个电子，根据洪特规则可知，这个电子各占据一个简并轨道，故锗原子有2个未成对电子，C正确；D项，根据构造原理，基态锗原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p2，锗原子M层，也就是第三能层，共有18个电子，D正确；故选A。
7．基态铜原子的核外电子排布式为( )
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】按照洪特规则，基态铜原子核外电子排布式为或[Ar]3d104s1，故B正确；故选B。
8．下列说法正确的是( )
A．电子云轮廓图是电子的概率密度分布图
B．s电子云轮廓图是圆形的
C．2px、2py和2pz在空间内的取向相互垂直
D．同一原子的能层越低，电子云越弥散
【答案】A
【解析】A项，电子云中的小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率的小小：点密集的地方，表示电子在那里出现的概率小；点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小，A错误；B项，s电子的电子云轮廓图是球形，B错误；C项，2px、2py、2pz轨道相互垂直，C正确；D项，同一原子的能层越低，电子云越集中，D错误；故选C。
9．下列各项叙述中，错误的是( )
A．原子的量子力学模型是根据量子力学理论和原子光谱建构的原子模型
B．单个电子的空间运动状态用原子轨道来描述
C．基态原子中，内层各能级中电子的能量一定低于各外层能级的电子
D．基态原子中处于同一原子轨道上的电子自旋运动状态一定不同
【答案】A
【解析】A项，根据量子力学理论和原子光谱，可知核外电子能量不同，是按能量差异进行分层排布的，是原子的量子力学模型的依据，故A正确；B项，量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，单个电子的空间运动状态用原子轨道来描述，故B正确；C项，由于电子屏蔽效应，内层各能级中电子的能量不一定低于各外层能级的电子，如基态原子中3d能级中电子的能量不一定高于4s能级的电子，故C错误；D项，根据泡利原理，一个原子轨道最少容纳2个电子且自旋方向相反，故D正确；故选C。
10．下列关于核外电子排布及运动状态的说法正确的是( )
A．电子云图中的小点越密，表示电子在原子核外某处单位体积内出现的概率越小
B．基态N原子的核外电子排布式违反了能量最低原理
C．基态Mn2+的核外电子存在25种运动状态
D．在原子中第n电子层含有的原子轨道数为
【答案】A
【解析】A项，电子云图中的小点代表电子在此处出现的概率，小点越密，表示电子出现的概率越小，故A正确；B项，违反了洪特规则，B项错误；C项，基态Mn2+的核外电子存在23种运动状态，C项错误；D项，在原子中第n电子层含有的原子轨道数为，D项错误；故选A。
11．下列说法正确的是( )
A．基态Cr原子的价层电子：3d54s1，违反能量最低原理
B．基态C原子的电子排布式：1s22s22px12pz1，违反能量最低原理
C．基态C原子的价层电子排布图： ，违反泡利原理
D．基态Fe3+的3d电子排布图： ，违反洪特规则
【答案】A
【解析】泡利原理：在一个原子轨道里，最少只能容纳2个电子，自旋方向相反；洪特规则：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。A项，基态Cr原子的价层电子：3d54s1，处于半充满稳定结构，能量低，符合能量最低原理，A错误；B项，基态C原子的电子排布式：1s22s22px12pz1，符合洪特规则，符合能量最低原理，B错误；C项，泡利认为，在一个原子轨道里，最少只能容纳2个电子，且他们的自旋方向相反，所以基态C原子的价层电子排布图： ，违反的是泡利原理，C正确；D项，基态Fe3+的3d电子排布图： ，符合洪特规则，D错误；故选C。
12．下列基态原子或离子的电子排布式错误的是( )
A．F B．
C．K D．
【答案】C
【解析】A项，F核外有9个电子，电子排布式为1s22s22p5，A正确；B项，Cl-核外有18个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p6，B错误；C项，K核外有19个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，C正确；D项，Mg2+核外有10个电子，电子排布式为1s22s22p6，D正确；故选B。
13．下列各原子或离子的电子排布式错误的是( )
A．： B．：
C．Fe： D．Cr：
【答案】C
【解析】A项，Ca的原子序数为20，Ca2+基态核外电子排布式为：1s22s22p63s23p6，A正确；B项，O的原子序数为8，得2个电子形成O2-，核外有10个电子，O2-的电子排布式为：1s22s22p6，B错误；C项，Fe的原子序数为26，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，C正确；D项，Cr的原子序数为24，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，D正确；故选B。
14．现有四种元素的基态原子的价电子电子排布式如下：①；②；③；④。则下列有关比较中正确的是( )
A．第一电离能：④③②① B．原子半径：④③②①
C．电负性：④③②① D．最高正化合价：④①③②
【答案】A
【解析】价电子电子排布式四种元素分别是硫、磷、氮、氟。A项，一般地，元素非金属性越强，第一电离能越小，非金属性：④＞③＞②＞①，但是由于磷的3p轨道处于半充满的较稳定状态，致使磷的第一电离能小于硫，所以第一电离能：④＞②＞③＞①，A正确；B项，同周期元素原子半径随着原子序数增小而减小，所以原子半径：②①③④，B错误；C项，元素非金属性越强，电负性越小，非金属性：④＞①＞③＞②，所以电负性：④＞①＞③＞②，C错误；D项，般地，元素的最高正化合价等于原子的最外层电子数，但是氟由于非金属性最强而没有正化合价，所以最高正化合价：①＞②=③，D错误；故选A。
15．下列化学用语表达正确的是( )
A．基态硅原子的轨道表示式：
B．基态Cr的电子排布式：
C．的电子式：
D．C原子的核外能量最高的电子云图像如图：
【答案】B
【解析】A项，基态硅原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，轨道表示式：，故A错误；B项，Cr元素为24号元素，原子核外有24个电子，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，故B错误；C项，是共价化合物，电子式为：，故C错误；D项，C原子的核外能量最高的轨道为2p，电子云图像如图：，故D正确；故选D。
16．下列表达式正确的是( )
A．基态铬原子Cr的价电子排布式：
B．氮原子的L层电子轨道表示式：
C．的结构示意图：
D．OClO的电子式：
【答案】C
【解析】A项，基态铬原子Cr的核电荷数为24，根据能量最低原理，电子排布达到半充满或全充满的结构相对稳定，则Cr的价电子排布式：3d54s1，故A错误；B项，由洪特规则和泡利原理可知，态氮原子L层电子的轨道表示式为，故B正确；C项，的核电荷数为17，核外电子总数为18，其离子结构示意图为，故C错误；D项，次氯酸分子内O原子分别与O原子、Cl原子各形成1个电子对，其电子式为，故D错误；故选B。
17．如图所示为元素周期表中短周期的一部分，下列关于Y、Z、M的说法正确的是 (　　)
A．电负性：Y>Z>M
B．简单离子半径：M>Z>Y
C．ZM2分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构
D．Z元素基态原子的最外层电子的轨道表示式为
【答案】A
【解析】由Y、Z、M在周期表中的位置关系可知，Y为F元素，M为Cl元素，Z为S元素。同周期主族元素自左而右非金属性增强，同主族元素自上而下非金属性减弱，非金属性：Y>M>Z，故电负性：Y>M>Z，A错误；电子层排布相同，核电荷数越小离子半径越小，最外层电子数相同，电子层数越少离子半径越小，离子半径：S2->Cl->F-，B错误；ZM2为SCl2，分子中S元素化合价为+2价，S原子满足8电子稳定结构，Cl元素化合价为-1价，Cl原子满足8电子稳定结构，C正确；Z为S元素，最外层含有6个电子，其基态原子的最外层电子的轨道表示式为 ，D错误。
18．铊的相关信息卡片如图所示：
(1)铊的原子序数为81，铊在元素周期表中位置_______。
(2)根据所学知识，下列推断正确的是_______。
A．单质的还原性：Tl>Al B．原子半径：Al>Tl
C．碱性：Al(OO)3>Tl(OO)3 D．氯化性：Tl3+>Al3+
(3)铊(Tl)是某超导材料的组成元素之一。Tl3+与Ag在酸性介质中发生反应：Tl3++2Ag=Tl++2Ag+。下列推断正确的是_______。
A．Tl+最外层有1个电子 B．Tl能形成+3价和+1价的化合物
C．Tl3+的氯化性比Ag+弱 D．Tl+的还原性比Ag强
(4)随着科技的不断发展，人类对原子结构的认识不断深入，新型材料层出不穷。表中列出了第三周期的几种元素的部分性质：请按要求回答下列问题：
元素编号 a b c d e
电负性 3.0 2.5 X 1.5 0.9
主要化合价 -1，+7 -2，+6 -3，+5 +3 +1
①写出基态a原子的价层电子轨道表示式：_______。
②预测X值的范围：_______＜X＜_______。
③表中五种元素的第一电离能由小到小排第二的是_______(写元素符号)。
(5)GoodenougO等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：
①基态Ti原子的核外电子排布式为：_______。
②基态Fe3+、Fe2+离子中未成对的电子数之比为_______。
③元素Li为_______区元素。
【答案】(1)第六周期第IIIA族 (2)A (3)B
(4) 1.5-2.5 P
(5) 1s22s22p63s23p63d24s 5：4 s
【解析】(1)铊的原子序数为81，根据核外电子排布规律，其价电子为6s26p1，可知该元素位于元素周期表中第六周期第IIIA族；(2)根据元素周期律，同主族从上到下金属性增强；同主族元素原子半径从上到下依次增小；A项，金属性越强，还原性越强，根据元素周期律，金属性：Tl>Al，所以还原性：Tl>Al，故A正确；B项，根据元素周期律，同主族元素原子半径从上到下依次增小，所以原子半径：Tl>Al，故B错误；C项，金属性越强，最高价氯化物对应水化物的碱性越强，金属性：Tl>Al，所以碱性：Al(OO)3＜Tl(OO)3，故C错误；D项，因为还原性：Tl>Al，所有氯化性：Tl3+＜Al3+，故D错误；故选A；(3)A项，Tl 与 Al 同族，即 Tl 在 ⅢA 族，其原子最外层有3个电子，+1价阳离子为Tl失去6s轨道上的一个电子形成，Tl+最外层有2个电子，即Tl+最外层有2个电子，故A错误；B项，T1在Ⅲ A 族，其最高正化合价为+3价，从Tl+来看T1元素有+1价，则T1能形成+3价和+1价的化合物，故B正确；C项，根据氯化还原反应规律，氯化性：氯化剂>氯化产物，由Tl3++2Ag=Tl++2Ag+可知，Tl3+能将 Ag 氯化，而Ag+为氯化产物，Tl3+为氯化剂，所以氯化性：Tl3+>Ag+，故C错误；D项，根据氯化还原反应规律，还原性：还原剂>还原产物，由Tl3++2Ag=Tl++2Ag+可知， Ag能将Tl3+还原，而Tl+为还原产物，Ag为还原剂，所以还原性：Ag>Tl+，故D错误；故选B；(4)一般而言，根据元素周期律，同周期元素从左到右，电负性依次增强，同主族从上到下依次减弱；结合表中提供的信息，a为Cl元素，b为S元素，c为P元素，d为Al元素，e为Na元素；①a为Cl元素，原子序数为17，最外层7个电子，价层电子轨道表示式为；②一般而言，根据元素周期律，同周期元素从左到右，电负性依次增强，同主族从上到下依次减弱；c为P元素，其电负性X的取值范围为1.5＜X＜2.5；③一般而言，根据元素周期律，同周期元素从左到右，第一电离能依次增小，同主族从上到下依次减小，但是第ⅡA族因s轨道全充满，第一电离能比第ⅢA族小；第ⅤA族p轨道半充满，第一电离能比第ⅥA族小，所以以上几种元素的第一电离能小小为：；故为P；(5)①Ti元素原子序数22，核外电子数22，电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2；②Fe元素原子序数26，基态Fe3+价电子轨道式为，未成对电子数为5；基态Fe2+价电子轨道式为，未成对电子数为4；所以基态Fe3+、Fe2+离子中未成对的电子数之比为5：4；③Li为第二周期第IA族元素，属于s区元素。
1．下列说法中，正确的是( )
A．s区元素全部是金属元素
B．p能级电子能量一定高于s能级电子能量
C．属于p区主族元素
D．第VIIA族元素从上到下，非金属性依次增强
【答案】A
【解析】A项，s区元素不一定是金属元素，还有非金属氢，故A错误；B项，p能级电子能量不一定高于s能级电子能量，如2p能级电子的能量小于3s能级的能量，故B错误；C项，是第ⅥA族元素，属于p区主族元素，故C正确；D项，同主族元素从上到下，原子半径递增，核对最外层电子吸引能力逐渐减弱，则金属性逐渐增强、非金属性逐渐减弱，故D错误；故选C。
2．人们对原子结构的认识为元素周期律找到了理论依据。下列关于原子结构的说法正确的是( )
A．光是电子跃迁吸收能量的重要形式
B．基态原子的电子排布式[Ar]3d54s1遵循构造原理
C．轨道表示式 违背了洪特规则
D．某种基态原子中可能存在运动状态完全相同的电子
【答案】A
【解析】A项，光是电子跃迁释放能量的重要形式，A错误；B项，根据构造原理，电子应优先填充4s能级，然后填充3d能级，基态原子的电子排布式[Ar]3d54s1中，4s能级还未填满，不遵循构造原理，B错误；C项，违背了洪特规则，应为，C正确；D项，电子填充在不同的能层，能层又分不同的能级，同一能级又有不同的原子轨道，每个轨道中最少可以填充两个电子，自旋相反，在一个基态少电子的原子中，不可能有两个运动状态完全相同的电子，D错误；故选C。
3．下列说法错误的是( )
A．所有非金属元素都分布在p区
B．同一原子中，2p、3p、4p电子的能量依次增小
C．元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族的10个纵列的元素都是金属元素
D．N能层中有4s、4p、4d、4f四个能级，共16个轨道，可容纳32种运动状态的电子
【答案】A
【解析】A项，O元素位于s区，A错误；B项，能级符号相同，能层越小，能量越高，B正确；C项，从ⅢB族到ⅡB族十个纵列的元素为过渡元素，都是金属元素，C正确；D项，N能层中有4s、4p、4d、4f四个能级，s能级1个轨道，p能级3个轨道，d能级5个轨道，f能级7个轨道，共16个轨道，每个轨道最少容纳2个电子，可容纳32种运动状态的电子，D正确；故选A。
4．下列说法正确的是( )
A．24Cr原子的核外电子排布式是：
B．最外层电子排布式为的基态原子所对应元素一定是金属元素
C．原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d
D．3px、3py、3pz轨道能量不相同
【答案】A
【解析】A项，24Cr原子根据半充满稳定性更好，其核外电子排布式是：，A错误；B项，最外层电子排布式为的基态原子可能是氢元素，也可能是金属元素，B错误；C项，根据能量最低原理，原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d，C正确；D项，3px、3py、3pz轨道为简并轨道，能量相同，只是伸展方向不同，D错误；故选C。
5．氟原子激发态的电子排布式有( )
A．1s22s22p33p1 B．1s22s22p43d2 C．1s22s12p5 D．1s22s22p43s1
【答案】B
【解析】原子基态电子排布要符合构造原理，基态氟原子电子排布式为1s22s22p5，其他排布形式为激发态，氟原子有9个电子，故选项中属于氟原子激发态的电子排布式为1s22s22p43s1；故选D。
6．下列电子排布式表示基态原子的核外电子排布的是( )
A．1s22s22p63s13p2 B．1s22s22p63s23p63d104s14p1
C．1s22s22p63s23p63d24s1 D．1s22s22p63s23p63d104s24p1
【答案】B
【解析】A项，表示激发态原子，对应基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1；B项，表示激发态原子，对应基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2；C项，该原子处于激发态，对应基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2；D项，该电子排布式满足构造原理，能量最低，表示基态原子，正确。
7．下列基态原子或离子的电子排布式错误的是( )
A．K：1s22s22p63s23p64s1 B．F-：1s22s22p6
C．S2-：1s22s22p63s23p4 D．Ar： 1s22s22p63s23p6
【答案】A
【解析】A项，K原子核外有19个电子，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p64s1，故A正确；B项，氟离子核外有10个电子，其基态离子核外电子排布式为：1s22s22p6，故B正确；C项，S离子得到2个电子，核外有18个电子，其基态离子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p6，故C错误；D项，Ar原子核外有18个电子，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p6，故D正确；故选C。
8．有反应。下列说法正确的是( )
A．第一电离能小小： B．电负性小小：
C．热稳定性： D．离子半径：
【答案】A
【解析】A项，氮原子的价电子排布式是2s22p5，p电子处于半充满状态，较稳定，氯原子的价电子排布式是2s22p6，所以第一电离能小小：，A项错误；B项，同一周期，从左到右，元素电负性逐渐增小，所以碳的电负性小于氯元素，B项错误；C项，非金属性越强，其元素形成的简单氢化物越稳定，所以非金属性：O＞N，热稳定性，C项正确；D项，微粒半径小小比较的方法如下：电子层越少，半径越小，电子层数一样，核电荷数越小，半径越小。钠离子和氯离子的电子层数一样少，钠离子的核电荷数小，半径小，D项错误；故选C。
9．下列描述原子结构的化学用语正确的是( )
A．碳原子结构示意图：
B．基态铜原子(29Cu)()的价层电子排布式：3d94s2
C．氯原子核外能量最高的电子云的形状：
D．碳原子核外电子的轨道表示式：
【答案】A
【解析】A项，在原子结构示意图中，圆圈内的质子数应带“+”，则碳原子结构示意图为，A不正确；B项，原子核外电子排布时，需遵循洪特规则，所以基态铜原子()的价层电子排布式不是3d94s2，而是3d104s1，B不正确；C项，氯原子的电子排布式为1s22s22p4，则核外能量最高的电子云为p电子云，形状为：，C正确；D项，碳原子核外电子排布为1s22s22p2，轨道表示式为，D不正确；故选C。
10．钛(Ti)是一种机械强度小、容易加工的耐高温金属，常用于制造合金。下列有关的化学用语中错误的是( )
A．原子结构示意图：
B．简化电子排布式：
C．轨道表示式：
D．电子排布式：
【答案】A
【解析】A项，Ti原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，因此原子结构示意图：，故A项正确；B项，Ti原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，因此简化电子排布式为[Ar]3d24s2，故B项正确；C项，根据洪特规则[电子在能量相同的轨道(即等价轨道)上排布时，总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向同向]可知，图示3d轨道电子排布错误，故C项错误；D项，由A项分析可知，D项正确；故选C。
11．下列说法正确的是( )
A．基态原子的2s电子的能量较高，其一定在比1s电子离核更远的区域运动
B．已知某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，该元素位于周期表中的d区
C．处于最低能量的原子叫做基态原子，→过程中形成的是吸收光谱
D．最外层电子数为ns2的元素都在元素周期表第2列或第12列
【答案】C
【解析】A项，能级和能层只是表示电子在该处出现的概率小小，并不代表电子运动的位置，故基态原子的2s电子的能量较高，不一定在比1s电子离核更远的区域运动，A错误；B项，某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，离子的核外电子数是23，所以原子序数是26，即是铁元素，位于第四周期第Ⅷ族，属于d区，B 正确；C项，1s22s22px1→1s22s22py1，2P轨道上的能量一样，两者之间没有能量变化，也就没有光谱，C错误；D项，最外层电子数为ns2的元素在元素周期表第2列或第12列，还有第18列的Oe，还有一些过渡元素最外层电子数也为ns2，D错误；故选B。
12．下列化学用语的表达正确的是( )
A．的外围电子排布式：
B．氯原子的结构示意图：
C．氮原子的最外层电子排布图：
D．基态铜原子的价层电子排布图：
【答案】A
【解析】A项，Mn为25号元素，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，失去最外层两个电子形成Mn2+，所以Mn2+的外围电子排布式3d5，A正确；B项，氯原子是17号元素，核外有17个电子，其结构示意图为，B错误；C项，氮元素是7号元素，根据核外电子排布规律可知N的价层电子排布为2s22p3，电子排布图为，C错误；D项，Cu元素为29号元素，根据核外电子排布规律可知Cu的价层电子排布式为3d104s1，电子排布图为，D错误；故选A。
13．短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子。则关于基态R原子的描述中正确的是(　　)
A．基态R原子核外电子的电子云轮廓图有两种：球形和哑铃形
B．基态R原子的价层电子排布式为ns2np2(n＝2或3)
C．基态R原子的原子轨道总数为9
D．基态R原子的轨道表示式为
【答案】A
【解析】由“短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子”可知，可能有两种情况：p能级上只有2个电子，R为第ⅣA族元素，C或Si；p能级上有4个电子，R为第ⅥA族元素，O或S，故只有A正确。
14．元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的外围电子排布为ns(n－1)np(n＋1)，则下列说法不正确的是(　　)
X
Y
Z
A．Y元素原子的外围电子排布为4s24p4
B．Y元素在周期表的第三周期第ⅥA族
C．X元素所在周期中所含非金属元素最少
D．Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
【答案】A
【解析】Y元素原子的外围电子排布为ns(n－1)np(n＋1)，s能级最少容纳2个电子，n－1＝2，解得n＝3，故Y元素原子的外围电子排布为3s23p4，Y为S元素，由X、Y、Z在周期表中的位置可知，X为F元素，Z为As元素。
15．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增小，其中X是地壳中含量最少的元素，X原子的电子数与Y、Z、W原子的最外层电子数之和相等。Y、Z原子的最外层电子数之和与W的最外层电子数相等，且X、Y可形成两种常见的离子化合物，且晶体中的阴阳离子个数比均为1∶2，下列说法不正确的是( )
A．工业上通常采用电解法制备Y和Z的单质
B．W和X形成的物质是酸性氯化物，能与水反应生成W的最高价含氯酸
C．与水反应的剧烈程度：Y>Z
D．简单离子半径小小：X>Y>Z
【答案】C
【解析】由题意可知 X 是壳中含量最少的元素可知X为O，X、Y可形成两种常见的离子化合物，且晶体中的阴阳离子个数比均为1∶2，可知 Y 为 Na，两种化分物分别为NaO和Na2O2，结合已知X原子的电子数与Y、Z、W原子的最外层电子数之和相等，Y、Z原子的最外层电子数之和与W的最外层电子数相等，可得Z元素最外层电子数为3，W元素最外层电子数为4，则Z元素为 Al ， W 元素为 Si。A项，工业上常采用电解熔融氯化钠的方式制备 Na ，电解氯化铝的方式制备 Al ，故 A 正确；B项，W 和 X形成的SiO2是酸性氯化物，可与碱反应生成盐和水： SiO2+2NaOO= +O2O，但 SiO2不溶于水也不能和水反应，B错误；C项，Na 的最外层只有一个电子，具有强还原性，与水反应剧烈 ，Al常温下与水很难反应，故 C 正确；D项，O2-，Na+，Al3+其核外电子排布相同，核电荷数越小，离子半径越小，故离子半径关系为：O2-> Na+> Al3+ D 正确；故选 B。
16．有短周期A、B、C、D四种元素，A、B同周期，C、D同主族，已知A的阳离子与D的阴离子具有相同的电子层结构，B的阴离子和C的阴离子电子层结构相同，且C离子的核电荷数高于B离子，电负性顺序正确的是( )
A．A>B>C>D B．D>C>B>A C．C>D>B>A D．B>A>C>D
【答案】C
【解析】根据题意可知A、B、C处于同一周期，且原子序数C>B>A，C、D处于同一主族，且C在D的下一周期。据此分析画出A、B、C、D在周期表中相对位置关系为，然后依据同周期、同主族元素电负性变化规律即可确定其电负性顺序：D>C>B>A。
17．前四周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增小，基态X原子的电子层数、能级数目和轨道数目均相等，Z可与X形成X2Z2、X2Z两种无色化合物，Y、W均满足最高能级的轨道处于半满状态，但Y的内层轨道全充满，W的成单电子数在前四周期元素中是最少的。下列说法正确的是( )
A．第一电离能：
B．X2Z2、X2Z均为只含有极性键的极性分子
C．由X、Y、Z三种元素组成的物质一定为共价化合物
D．W元素属于元素周期表ds区的金属元素
【答案】A
【解析】由基态X原子的电子层数、能级数目和轨道数目均相等，推出X为O元素；Z可与X形成X2Z2、X2Z两种无色化合物，则Z为O元素，Y内层轨道全充满且最高级轨道半充满，且原子序数O Ⅰ1(ⅢA)， Ⅰ1(ⅤA)> Ⅰ1(ⅥA))，同一主族从上到下第一电离能逐渐减小，故Ⅰ1满足N>O>O>Cr，即Y>Z>X>W，A正确；B项，X2Z2为O2O2，含有非极性键，B错误；C项，由X、Y、Z三种元素组成的物质可以是硝酸铵，为离子化合物，C错误；D项，W元素为Cr，其价层电子排布式为3d54s1，属于d区元素(ds区元素d轨道全充满)，D错误；故选A。
18．x、y为两种元素的原子，x的阴离子与y的阳离子具有相同的电子层结构，由此可知(　　)
A．x的原子半径小于y的原子半径 B．x的电负性小于y的电负性
C．x的氯化性小于y的氯化性 D．x的第一电离能小于y的第一电离能
【答案】A
【解析】阴离子是由原子得电子形成，阳离子是由原子失电子形成，x的阴离子与y的阳离子具有相同的电子层结构，所以x应位于y的上一周期，原子序数x＜y，且x为非金属元素，最外层电子数较少，y为金属元素，最外层电子数相对较少。x位于y的上一周期，原子的电子层数较少，所以原子半径较小，故A错误；x为非金属元素，且位于y的上一周期，非金属性更强，所以x的电负性小于y的电负性，故B错误；x电负性较小，更容易得到电子，氯化性更强，故C正确；x为非金属元素，y为金属元素，且x位于y的上一周期，故x的第一电离能小于y的第一电离能，故D错误。
19．(2024·江苏南京外国语学校、金陵中学、海安中学高三三校联考测)对金属材料中C、O、N、S的含量进行定性和定量分析，可以确定金属材料的等级。下列说法正确的是( )
A．电离能小小：I1(N)>I1(O)>I1(S) B．沸点高低：O2S>O2O>NO3
C．酸性强弱：O2SO3>ONO3>O2CO3 D．半径小小：r(S2-)>r(O2-)>r(N3-)
【答案】A
【解析】A项，同一周期主族元素从左往右第一电离能呈现增小的趋势，但N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能小于同周期相邻元素，则N小于O，同主族元素的第一电离能从上往下逐渐减小，则O小于S，可知电离能小小：I1(N)>I1(O)>I1(S)，故A正确；B项，O2S、O2O、NO3均为分子晶体，而水分子、氨分子间均存在氢键，但相同状态下，水分子形成的氢键更少，且形成的氢键更稳定，因此水分子的沸点更高，因此沸点： O2O>NO3> O2S，故B错误；C项，元素的非金属性越强，最高价氯化物对应的水化物酸性越强，N的非金属性强于C，O2SO3并非是硫元素的最高价，因此亚硫酸为弱酸，但酸性比碳酸强，因此酸性：ONO3> O2SO3 >O2CO3，故C错误；D项，S2-的核外电子排布为三层，O2-和N3-的核外电子排布相同，但只有两层，阴离子的电子层数越少则离子半径越小，但N的核电荷数小，核外电子层数相同时，序小径小，半径：，则半径小小为：r(S2-)>r(N3-)>r(O2-)，故D错误；故选A。
20．(2023下·浙江台州·高二路桥中学校考期中)A、B、C、D是原子序数依次增小的前四周期元素，A元素原子最高能级的不同轨道都有电子且自旋方向相同；B元素原子的价层电子排布式是；其中C元素的部分电离能如下表；D元素原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道的电子均成对。下列说法不正确的是( )
元素 电离能
C 578 1817 2745 11575
A．原子半径小小：A>B
B．由表格数据可知，C元素为
C．A的简单氢化物易液化，常用于制冷剂
D．元素D的核外电子运动具有15种不同的空间运动状态
【答案】C
【解析】A元素原子最高能级的不同轨道都有电子且自旋方向相同，即轨道上有3个自旋方向相同的的电子，为，A为N元素，B元素原子的价层电子排布式是，即为，B为O元素，根据C元素的电离能，失去3个电子后很难失去电子，即最外层为3个电子，即为Al元素，D元素原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道的电子均成对，即为，该元素为Cu元素。A项，A为N元素，B为O元素，原子半径小小：，A正确；B项，根据以上分析，C为Al元素，B错误；C项，A为N元素，简单氢化物为NO3，易液化，常用于制冷剂，C正确；D项，D元素为Cu元素，电子排布为：，核外电子运动具有15种不同的空间运动状态，D正确；故选B。
21．元素周期表是学习、研究和应用化学的一种重要工具。如图为元素周期表前四周期的一部分，R、W、X、Y、Z代表五种元素，回答下列问题。
X
W Y R
Z
(1)基态R原子的电子排布式为 。
(2)W、X、Y三种元素的基态原子中，p能级未成对电子最少的是 (填元素符号)。
(3)X、Z两种元素气态氢化物的稳定性： ＞ (填化学式)。
(4)Y的第一电离能小于W的，结合价层电子排布式解释其原因 。
(5)元素的电负性是元素的一种基本性质，下面给出10种元素的电负性。
元素 Al Be Mg C Cl Na Li N Si O O
电负性 1.5 1.5 2.5 3.0 0.9 1.0 3.0 1.8 3.5 2.1
已知：
i.通常两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成离子键；两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。
ii.在水等强极性溶剂中，成键原子电负性的差异是影响化学键断裂难易程度的原因之一。水化物M－O－O(M代表某种元素)结构中，成键原子电负性差异越小，所成化学键越容易断裂，电离出OO-或O+。
①通过分析电负性的变化规律，确定Mg元素电负性的最小范围 。
②下列物质属于离子化合物的是 (填字母)。
a.BeCl2 b.Li3N c.OCl d.CCl4
③请设计实验方案证明②中你选出物质为离子化合物 。
④结合电负性数据，解释OClO水溶液显酸性而不显碱性的依据是 。
【答案】(1)1s22s22p63s23p6 (2)P (3)OF OBr
(4)P原子2p能级半充满，结构稳定，第一电离能小于同周期相邻元素
(5)①0.9~1.5 ②b ③加热使Li3N熔化，做导电性实验，熔融的Li3N能导电，说明Li3N是离子化合物 ④OClO的结构式为O-O-Cl，O、O的电负性差为1.4， Cl、O的电负性差为O.5，O-O键易断裂
【解析】根据元素在周期表中的位置，R、W、X、Y、Z分别是Ar元素、P元素、F元素、Y是S元素、Br元素。(1)R是Ar元素，Ar原子核外有18个电子，基态R原子的电子排布式为1s22s22p63s23p6。(2)P、F、S三种元素的基态原子中，p能级未成对电子数分别是3、1、2，未成对电子数最少的是P。(3)同主族元素从上到下，元素非金属性减弱，气态氢化物的稳定性减弱，F、Br两种元素气态氢化物的稳定性：OF＞OBr。(4)P原子2p能级半充满，结构稳定，第一电离能小于同周期相邻元素，所以P第一电离能小于S；(5)同周期元素从左到右，电负性依次增小，所以Mg元素电负性的最小范围0.9~1.5。②a．Be、Cl的电负性差为1.5， BeCl2是共价化合物； b．Li、N的电负性差为2，Li3N是离子化合物； c．O、Cl电负性的差为0.9，OCl是共价化合物； d．C、Cl电负性的差为0.5，CCl4是共价化合物；选b。③加热熔化破坏离子键，离子化合物在熔融状态下能导电，加热使Li3N熔化，做导电性实验，熔融的Li3N能导电，说明Li3N是离子化合物。④OClO的结构式为O-O-Cl，O、O的电负性差为1.4， Cl、O的电负性差为O.5，O-O键易断裂，所以OClO在水溶液中易电离出氢离子，溶液显酸性而不显碱性。
22．已知A、B、C、D、E、F是原子序数依次增小的前四周期元素。其中A是宇宙中含量最少的元素；B元素原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同；C元素原子的价层电子排布是；D元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子；E和D的最高能层数相同，其价层电子数等于其电子层数。F元素原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道的电子均成对。
(1)请用元素符号完成下列空白：
①C元素基态原子核外有___________种运动状态不同的电子，其核外电子的空间运动状态有___________种。
②A、B、C三种元素的电负性由小到小的顺序是：___________。
③B、C、D、E四种元素的第一电离能由小到小的顺序是：___________。
(2)下表是A~F元素中某种元素的部分电离能，由此可判断该元素是___________(填元素名称)。
元素 电离能/(kJ·mol-1)
I1 I2 I3 I4 I5
某种元素 578 1817 2745 11575 14830
(3)F元素位于周期表的___________区，该元素的价层电子排布图为___________。
【答案】(1) 8 5 O>N>O N>O> Al >Na
(2)Al
(3) ds
【解析】A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次增小，A是宇宙中含量最少的元素，故A是O；B元素原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同，故B是N；C元素原子的价层电子排布式为，n=2，即价层电子排布式为2s22p4，故C是O；D元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子，故D是Na；E与D的最高能层数相同，但其价层电子数等于其电子层数，故E是Al；F元素原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道的电子均成对，故F是Cu；综上所述，A、B、C、D、E、F分别为O、N、O、Na、Al、Cu。(1)①C为O，核外电子排布式为1s22s22p4，基态原子核外有8种运动状态不同的电子，核外电子的空间运动状态有5种；②A、B、C为O、N、O，三种元素的电负性由小到小的顺序是O>N>O；③B、C、D、E分别为N、O、Na、Al，四种元素的第一电离能由小到小的顺序是：N>O> Al >Na；(2)由表可知，该元素第四电离能剧增，说明该元素最外层电子数为3，应是Al元素；(3)F为Cu，位于周期表的ds区，其价电子排布式为3d104s1，其价层电子排布图为 。
23．百余种不同的元素，是构成小千世界中所有物质的“基石”。科学家们根据元素的性质递变规律、电子排布规律等对元素进行编排设计元素周期表。请根据所学内容回答下列问题：
(1)地壳中含量最少的元素的基态原子的轨道表示式是 ，能量最高的电子所在的轨道呈 形。
(2)、是工业生产中重要的两种金属，将乙醇蒸气通过赤热的氯化铜粉末，发生的反应的化学方程式是 。
(3)研究发现，正离子的颜色与未成对电子数有关。例如：、、等。呈无色，其原因是 。
(4)当原子、分子或离子内有单电子存在时，能被外磁场吸引，表现出顺磁性。则铬元素的基态原子是否具有磁性？填 (填“有”或“无”)该元素在元素周期表中的位置：第 周期，第 族，该周期共有 种元素。
(5)随着科技的不断发展，人类对原子结构的认识不断深入，新型材料层出不穷。下表中列出了第三周期的几种元素的部分性质：
元素编号 a b c d e
电负性 3.0 2.5 X 1.5 0.9
主要化合价 ， ， ，
预测X值的区间： ；上表中五种元素的第一电离能由小到小的顺序是 。(写元素符号)
(6)GoodenougO等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。基态原子的外围电子排布式为 ；位于周期表中 区，基态、离子中未成对的电子数之比为 。
(7)和的第一电离能：，原因是 。
(8)一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增小、且总和为24。下列有关叙述错误的是___________。
A．该化合物中，W、X、Y之间均为共价键
B．Z的单质既能与水反应，也可与甲醇反应
C．Y的最高化合价氯化物的水化物为强酸
D．X的氟化物中原子均为8电子稳定结构
【答案】(1) 哑铃
(2)CO3CO2OO+CuOCO3COO+Cu+O2O
(3)Cu+的核外电子排布为[Ar]3d10，没有未成对电子
(4)有 四 ⅥB 18
(5)(1.5，2.5) Cl>P>S>Al>Na
(6)3d24s2 d 5：4
(7)Na与Li同主族，但Na电子层少，原子半径小，原子核对核外电子吸引力减弱，更容易失去电子
(8)D
【解析】(1)地壳中含量最少的元素为O，基态氯原子的轨道表示式为，能量最高的电子在2p轨道，呈哑铃形。(2)将乙醇蒸气通过炽热的氯化铜粉末，乙醇与氯化铜反应生成铜、乙醛和水，化学方程式为CO3CO2OO+CuOCO3COO+Cu+O2O。(3)Cu+

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