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(共49张PPT)
专题2　原子结构与元素性质
综合微评（二）
A. 基态C原子的轨道表示式：
B. 基态As原子4p能级上有一个未成对电子
C. 基态Mn原子核外电子3d轨道不是半充满状态
D. 第4周期中，未成对电子数最多元素的基态原子电子填充了4个能层，7个能级
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解析：题中所给轨道表示式违背了洪特规则，2p能级上的两个电子应自旋状态相同， 故A错误；基态As原子的价电子排布式为4s24p3，4p能级上有3个未成对电子，故B错 误；基态Mn原子的价电子排布式为3d54s2，核外电子3d轨道是半充满状态，故C错 误；第4周期中，未成对电子数最多元素的基态原子是Cr原子，电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1，电子填充了4个能层，7个能级，故D正确。
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A. 基态硅原子价电子的轨道表示式：
B. 镁原子最外层电子的电子云轮廓图：
C. 基态硫原子核外电子占据的最高能层符号为P
D. 基态K原子的核外电子的运动状态共有19种
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解析：基态硅原子价电子为3s23p2，价电子的轨道表示式为 ，故A 错误；镁原子最外层电子为3s，则s的电子云是球形，故B错误；基态硫原子核外电子 占据的最高能层符号为M，故C错误；基态K原子核外电子排布为1s22s22p63s23p64s1， 共占据10个轨道，其空间运动状态共有10种，核外电子的运动状态共有19种，D正 确。
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A. 第一电离能Y一定小于X
B. 简单气态氢化物的稳定性：X＞Y
C. 最高价含氧酸的酸性：Y＞X
D. X和Y形成化合物时，X显正价，Y显负价
B
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解析：X、Y元素同周期，且电负性X＞Y，则原子序数X＞Y，非金属性X＞Y。同周 期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势，当能级处于半充满、全充满稳定状态时， 能量较低，第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能可能Y大于X，如N＞O， 故A错误；非金属性越强，气态氢化物越稳定，则简单气态氢化物的稳定性：X＞ Y，故B正确；元素的非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，最高价含 氧酸的酸性：X＞Y，故C错误；电负性大的元素在化合物中显负价，所以X和Y形成 化合物时，X显负价，Y显正价，故D错误。
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A. d区、ds区、s区元素全部是金属元素
B. 在周期表中，假设第8周期按照现有规则填满，则最后一个元素是168号元素
C. 第4周期元素中，未成对电子数最多的主族元素位于钾元素后面第五位
D. 气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子容易
解析：s区中H元素是非金属，A错误；按照目前规律，第8周期元素数目为50，最后 一个元素将是168号元素，B正确；第4周期元素中，未成对电子数最多的主族元素的 价电子排布式为3d104s24p3，是第33号As元素，K是第19号元素，As位于K后第14位， C错误；Fe2＋的核外价层电子排布为3d6，Mn2＋的核外价层电子排布为3d5，Mn2＋为半 充满结构，再失去1个电子比Fe2＋难，D错误。
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A. 29Cu原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d94s2
B. 2p x 、2p y 、2p z 轨道能量不相同
C. 原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d
D. 最外层电子排布式为 n s2的基态原子所对应元素一定是金属元素
解析：铜元素的原子序数为29，基态原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1，故A错误；2p x 、2p y 、2p z 为简并轨道，轨道能量相同，但轨 道的伸展方向不同，故B错误；由能量最低原理可知，原子核外电子填充3p、3d、4s 能级的顺序为3p→4s→3d，故C正确；最外层电子排布式为 n s2的基态原子所对应元素 不一定是金属元素，如基态原子的最外层电子排布式为1s2的氦元素为非金属元素， 故D错误。
C
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A. 在基态多电子原子中，p能级电子能量一定高于s能级电子能量
B. 基态Fe原子的外围电子轨道表示式为
C. 在所有元素中，氟的第一电离能最大
D. 核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中可能不含未成对电子
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解析：在基态多电子原子中，能层越高，电子能量越高，不同的能层中，p能级电子 能量不一定高于s能级电子能量，故A错误；基态Fe原子的外围电子的价电子排布式为 3d64s2，其轨道表示式为 ，故B正确；同周期从左到右，元素 的第一电离能呈增大趋势，同主族从上到下，元素的第一电离能逐渐减小，所有元素 中，He的第一电离能最大，故C错误；每个原子轨道中填充满2个电子，则核外电子 数为奇数的基态原子，其原子轨道中肯定含未成对电子，故D错误。
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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
D. 最外层电子数为 n s2的元素都在元素周期表第2列或第18列
B
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A. 原子半径：O＞N＞C
B. 最高正价：O＞N＞C
C. 基态原子未成对电子数：C＞N＞O
D. 第一电离能：N＞O＞C
解析：同周期元素，从左到右原子半径依次减小，A错误；氧没有最高正价，B错 误；基态原子中，氮原子未成对电子数为3，氧和碳均为2，C错误；同周期从左往 右，第一电离能呈增大趋势，N的2p能级半满，第一电离能比相邻元素大，D正确。
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A. 基态Cu原子的最高能层符号为N
B. 若将基态C原子的电子排布式写成1s22s12p3，则违反了能量最低原理
D. 电负性：S＜O＜N＜F
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A. 还原性：CH4＞NH3＞PH3
B. 基态P原子的最高能级轨道形状为球形
C. 同周期中第一电离能小于N的元素有5种
D. 基态Co原子价层电子轨道表示式为
C
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解析：电负性：N＞C＞P，则非金属性：N＞C＞P，所以还原性：PH3＞CH4＞NH3， A错误；基态P原子的最高能级为3p，3p能级的轨道形状为纺锤形，B错误；同周期中 第一电离能小于N的元素有Li、B、Be、C、O元素，共5种，C正确；基态Co原子价层 电子排布为3d74s2，则价层电子轨道表示式为 ，D错误。
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A. 基态Zn原子的最高能层的电子的电子云轮廓图是球形
B. 已知Ag与Cu是位于相邻周期的同族元素，则Ag位于元素周期表的ds区
C. 第一电离能：O＞N＞Zn
D. 电负性：N＞C＞H
C
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解析：基态Zn原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s2，最高能层的电子为4s 电子，电子云轮廓图是球形，A正确；Ag与Cu是位于相邻周期的同族元素，均 为ⅠB族，Ag位于元素周期表的ds区，B正确；同一主族随原子序数变大，原子半 径变大，第一电离能变小；同一周期随着原子序数变大，第一电离能呈增大趋 势，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离 能：N＞O＞Zn，C错误；同周期从左到右，金属性减弱，非金属性增强，元素 的电负性增强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负 性减弱；电负性：N＞C＞H，D正确。
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A. 第一电离能 I1：Z＞M
B. 电负性：Y＞M＞Z
C. 离子半径：X－＜Y2－
D. M元素基态原子的简化电子排布式：[Ar]4s24p4
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A. 电负性：F＞O＞N
B. 第一电离能：F＞N＞O＞S
C. S原子核外有6种运动状态不同的电子
D. 基态F原子核外电子占据3个能级
解析：同周期从左至右，主族元素电负性依次增大，A正确；N原子最外层2p能级达 到半充满结构，第一电离能大于右邻元素，同主族从上至下，第一电离能逐渐减小， B正确；每个电子运动状态不同，S原子有16种不同运动状态的电子，C错误；基态F 原子电子排布式为1s22s22p5，电子占据3个能级，D正确。
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A. 简单离子半径：Y＞X
B. 电负性：X＞R＞Z
C. 第一电离能：R＜X
D. Y单质与R的最高价氧化物对应水化物不反应
B
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解析：图为周期表前4周期的一部分，应该为2、3、4周期，粗实线为金属与非金属的 分界线，所以Y应该为第3周期ⅢA族元素Al，依此类推R为N，X为O，Z为As。O2－ 和Al3＋核外具有相同的电子数，核内质子数越少，离子半径越大，所以O2－＞Al3＋， 即Y＜X，A错误；同周期元素，从左到右电负性增大，同主族元素，从下到上电负 性增大，所以电负性顺序是O＞N＞As，即X＞R＞Z，B正确；N元素的2p轨道是半充 满，比较稳定，所以第一电离能比氧大，即R＞X，C错误；R的最高价氧化物对应的 水化物是HNO3，硝酸与铝可以反应，D错误。
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二、非选择题（本题共4小题，共58分）
15. （14分）（2024·邯郸永年第二中学高二月考）磷酸铁锂（LiFePO4）电极材料主 要用于各种锂离子电池。回答下列问题
（1）Fe位于元素周期表中第 周期 族，其外围电子排布式为 。
解析：（1）Fe是26号元素，其基态原子价电子排布式为3d64s2，因此Fe位于元素周期 表中第4周期Ⅷ族，其价电子排布式为3d64s2。
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Ⅷ　
3d64s2　
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（2）离子半径：Li＋ H－；第一电离能：Li Be；电负性：O P。 （填“＞”“＜”或“＝”）
解析：（2）根据同电子层结构核多径小原则，则离子半径：Li＋＜H－；根据同周期 从左到右第一电离能呈增大趋势，但ⅡA族大于ⅢA族，ⅤA族大于ⅥA族，因此第一 电离能：Li＜Be；根据同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐 减小，因此电负性：O＞P。
＜　
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（3）下列Li的轨道表示式表示的状态中，能量最低和最高的分别为 、 （填标号）。
A.
B.
C.
D.
D　
C　
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解析：（3）原子电子排布图表示的状态中，D是基态电子排布式，能量最低，A、 B、C都是激发态，但C中1s上的两个电子都跃迁到2p x 、2p y 轨道上，能量最高，因此 能量最低和最高的分别为D、C。
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（4）基态P中未成对的电子数为 ，其原子核外电子占据的最高能级的电子云轮 廓图为 形。
解析：（4）基态P价电子排布式为3s23p3，未成对的电子数为3，其原子核外电子占据 的最高能级为3p能级，其电子云轮廓图为纺锤（或哑铃）形。
3　
纺锤（或哑铃）　
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元素 Mn Fe
电离能/（kJ·mol－1） I1 717 759
I2 1 509 1 561
I3 3 248 2 957
Mn2＋的外围
电子排布式为3d5，3d轨道为半充满状态，比较稳定，Fe2＋的外围电子排布式为3d6，
再失去一个电子则为半充满稳定状态，气态Mn2＋再失去1个电子比气态Fe2＋再失去1
个电子难
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解析：（5）根据题意，气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子更难， 是由于Fe2＋电子排布式为[Ar]3d6，Mn2＋电子排布式为[Ar]3d5，为半满结构，稳定， 难失电子。
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（2）Y是1～36号元素原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素，Y元素的名称 是 ，在元素周期表中的位置是 。
解析：（2）1～36号元素，未成对电子数 最多的元素为有6个未成对电子的铬元素， 位于元素周期表中第4周期ⅥB族。
铬　
第4周期ⅥB族　
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①
②
另一轨道表示式不能作为基态原子的轨道表示式是因为它不符合 （填标号）。
a.能量最低原理
b.泡利不相容原理
c.洪特规则
c　
（3）Z元素基态原子的轨道表示式是图中的 （填标号）。
①　
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解析：（3）由电子排布图中原子的电子数 可知，Z元素为硅元素，基态原子的电子排 布式为1s22s22p63s23p2，由洪特规则可知， 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，且自旋方向相同，则基态原子的电子 排布图为①；电子排布图②违背了洪特规 则，故选c。
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①同周期内，随着原子序数的增大， I1值变化的总趋势是 。
②根据第一电离能的含义和元素周期律，可推断出 I镁 I钙（填“＞”“＜”或 “＝”）。
解析：（4）①由图可知，同周期内，随着 原子序数的增大，第一电离能值呈增大的 趋势；②同主族元素，从上到下元素的金 属性依次增强，第一电离能依次减小，则 镁元素的第一电离能大于钙元素。
递增　
＞　
（4）第3周期元素的气态电中性基态原子失去最外层一个电子转化为气态基态正离子 所需的最低能量叫作第一电离能（ I1）。如图所示。
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17. （15分）（2024·亳州高二统考期末）某抗失眠药物的结构简式为 ，其 分子式为C17H14O2N2Br2。请回答下列问题：
（1）该药物的组成元素中，电负性最大的元素是 （填元素符号），位于p区的 元素有 种。
解析：（1）元素周期表中同周期从左到右电负性依次增强，同主族从上往下依次减 弱，C17H14O2N2Br2中电负性最大的是O，ⅢA族到0族的元素位于p区，位于p区的元素 有4种。
O　
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解析：（2）基态N原子的价电子轨道表示式为
　
洪特规则　
氧原子的原子半径小于氮原子的原子半径且氧元素的核电荷数
大于氮元素的，氧原子对电子吸引能力更强更容易得到电子，电负性更强
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解析： ，若基态O原子的价电子轨道表示式为 ，其违 背了洪特规则，在能量相同的轨道上，电子优先以自旋方向相同的方式排列在不同轨 道。（3）该药物C17H14O2N2Br2的组成元素中，属于第2周期元素为C、O、N，同周 期第一电离能从左到右呈增大趋势，但是N原子2p轨道处于半充满，比较稳定，第一 电离能反常大，第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C；基态Br原子的价电子排布式 为4s24p5，其第一电离能比Cl的第一电离能小。
N＞
O＞C　
4s24p5　
小　
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（4）若某元素的核电荷数是N元素的4倍，其基态＋2价阳离子的电子排布式 为 。
解析：（4）某元素的核电荷数是N元素的4倍，则其核电荷数为28，为Ni，其基态＋ 2价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d8。
1s22s22p63s23p63d8　
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18. （15分）（2024·牡丹江高二期末）下图是元素周期表的一部分，用化学用语回答 下列问题：
族
周期 IA 族 o 族
1 A
2 X E Y
3 B F G I J K
4 M H D L
1
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3
4
5
6
7
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9
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（1）D的基态电子排布式可简写为 ；H代表的元素在周期表中的位置 是 。
解析：依据元素在周期表中的相对位置，首先判断出元素种类分别为A是H，B是 Na，F是Mg，M是Ca，H是Fe，D是Cu，G是Al，X是C，I是P，E是O，J是S，Y是 F，K是Cl，L是Br，然后结合元素周期律以及相关物质的性质分析解答。（1）D是 Cu，为29号元素，则D的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，可简写为 [Ar]3d104s1；H是Fe，为26号元素，它在元素周期表中的位置是第4周期Ⅷ族。
[Ar]3d104s1　
第4周期Ⅷ族　
族
周期 IA 族 o 族
1 A
2 X E Y
3 B F G I J K
4 M H D L
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
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18
（2）G、J、K、M对应的简单离子的半径由大到小的顺序是 （用离子符号表示）。
S2－＞Cl－＞Ca2＋＞Al3＋
族
周期 IA 族 o 族
1 A
2 X E Y
3 B F G I J K
4 M H D L
1
2
3
4
5
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解析：依据元素在周期表中的相对位置，首先判断出元素种类分别为A是H，B是 Na，F是Mg，M是Ca，H是Fe，D是Cu，G是Al，X是C，I是P，E是O，J是S，Y是 F，K是Cl，L是Br，然后结合元素周期律以及相关物质的性质分析解答。（2）G、 J、K、M对应的简单离子分别为Al3＋、S2－、Cl－、Ca2＋，S2－、Cl－、Ca2＋的核外电 子数相同，原子序数越大，半径越小，所以半径由大到小的顺序是S2－＞Cl－＞Ca2＋，Al3＋核外有两个电子层，Ca2＋核外有三个电子层，所以半径由大到小的顺序是S2－＞Cl－＞Ca2＋＞Al3＋。
族
周期 IA 族 o 族
1 A
2 X E Y
3 B F G I J K
4 M H D L
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
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（3）已知某原子的各级电离能如下： I1＝577 kJ/mol， I2＝1 817 kJ/mol， I3＝2 745 kJ/mol， I4＝1 1578 kJ/mol，则该原子在化合物中表现的化合价为 。
解析：依据元素在周期表中的相对位置，首先判断出元素种类分别为A是H，B是 Na，F是Mg，M是Ca，H是Fe，D是Cu，G是Al，X是C，I是P，E是O，J是S，Y是 F，K是Cl，L是Br，然后结合元素周期律以及相关物质的性质分析解答。（3）分析 该元素的电离能可知，第四电离能剧增，第一、二、三电离能较小，说明该元素容易 失去3个电子，则该元素的化合价为＋3价。
＋3　
族
周期 IA 族 o 族
1 A
2 X E Y
3 B F G I J K
4 M H D L
1
2
3
4
5
6
7
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9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Be（OH）2
族
周期 IA 族 o 族
1 A
2 X E Y
3 B F G I J K
4 M H D L
1
2
3
4
5
6
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族
周期 IA 族 o 族
1 A
2 X E Y
3 B F G I J K
4 M H D L
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