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原子结构与性质
学习目标
1．了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理，能正确书写 1～36号元素原
子核外电子、价电子的排布式和轨道表达式。
2．了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。
3．了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。
4．了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。
知识清单
知识点 1 原子核外电子排布原理
1．能层与能级
(1)能层(n)
在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的能量差异将其分成不同能层。
通常用 K、L、M、N……表示，能量依次升高。
(2)能级
同一能层里电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用 s、p、d、f等表
示。
(3)能层与能级的关系
能层 一 二 三 四 五……
符号 K L M N O……
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p……
最多
2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6……
电子数
电子离
近→远
核远近
电子能
低→高
量高低
[名师点拨] (1)能层数＝电子层数。
(2)第一能层(K)，只有 s能级；第二能层(L)，有 s、p两种能级，p能级上有三个原子轨
道 px、py、pz，它们具有相同的能量；第三能层(M)，有 s、p、d三种能级。
2．电子云与原子轨道
(1)电子云
①由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云。
②电子云轮廓图称为原子轨道。
(2)原子轨道
原 子 轨 道
s电子的原子轨道呈球形对称
轨道形状
p电子的原子轨道呈哑铃形
s能级 1 个
p能级 3 个
各能级上的原子轨道数目 d能级 5个
f能级 7个
……
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：
能量关系
1s＜2s＜3s＜4s……
③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原
子轨道的能量相等，如 2px、2py、2pz轨道的
能量相等
3．基态原子的核外电子排布
(1)能量最低原理：即电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使
整个原子的能量处于最低状态。如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上
的排布顺序图：
[注意] 所有电子排布规则都需要满足能量最低原理。
(2)泡利原理
每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋状态相反。
如 2s轨道上的电子排布为 ，不能表示为 。
(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。 如 2p3的电子排布为 ，不能表示为
或 。
[名师点拨] 当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)、全空(p0、
d0、f0)时原子的能量最低，如 24Cr 的电子排布式为 [Ar]3d54s1,29Cu 的电子排布式为
[Ar]3d104s1。
(4)基态原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
[Ne]3s23p4
排布式
电子排布图
(或轨道表示式)
价电子排布式 3s23p4
价电子排布图
4．电子的跃迁与原子光谱
(1)电子的跃迁
(2)不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的
电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。
附：可见光的波长范围
颜色 波长范围
红 770～622 nm
橙 622～597 nm
黄 597～577 nm
绿 577～492 nm
蓝、靛 492～455 nm
紫 455～350 nm
[名师点拨] (1)可见光中，红光的波长最长，紫色的波长最短。
(2)焰色反应是电子跃迁的结果，故金属的焰色反应是物理变化过程，不属于化学变化。
经典例题
例 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)p能级的能量一定比 s能级的能量高( )
(2)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多( )
(3)2p和 3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等( )
(4)2px、2py、2pz的能量相等( )
(5)铁元素基态原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p64s23d6( )
(6)磷元素基态原子的电子排布图为
( )
(7)电子排布式 1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理( )
(8) 表示的原子能量处于最低状态( )
答案：(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)× (8)×
例 2.下列电子排布图能表示氮原子的最低能量状态的是( )
解析：选 A 基态氮原子的电子排布图为
，此时能量处于最低状态，A选项正确。
[易错提醒] 核外电子排布常见错误
(1)在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：
(2)当出现 d轨道时，虽然电子按 ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，
仍把(n－1)d 放在 ns前，如 Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，失电子时，先失 4s轨道上的电子，
如 Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。
(3)注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、原子外围电子或价电子排布式的
区别与联系。如 Cu的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1；简化电子排布式：[Ar]3d104s1；
外围电子或价电子排布式：3d104s1。
知识点 2 原子结构与元素的性质
1．原子结构与元素周期表
(1)原子结构与周期数的关系
每周期第一种元素 每周期最后一种元素
周
电子层数 原子 基态原子的 原子 基态原子的
期
序数 电子排布式 序数 电子排布式
二 2 3 [He]2s1 10 1s22s22p6
1s22s22p63s23
三 3 11 [Ne]3s1 18
p6
1s22s22p63s23
四 4 19 [Ar]4s1 36
p63d104s24p6
1s22s22p63s23
五 5 37 [Kr]5s1 54 p63d104s24p6
4d105s25p6
1s22s22p63s23
p63d104s24p6
六 6 55 [Xe]6s1 86
4d104f145s25p
65d106s26p6
(2)族元素的价电子排布特点
①主族元素
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
排布
ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5
特点
②0族元素：ns2np6(其中 He为 1s2)。
③过渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2(Pd、镧系和锕系元素除外)。
(3)元素周期表的分区与价电子排布的关系
①周期表的分区
②各区价电子排布特点
分区 价电子排布
s区 ns1～2
p区 ns2np1～6(除 He外)
d区 (n－1)d1～9ns1～2(除 Pd外)
ds区 (n－1)d10ns1～2
f ～区 (n－2)f0 14(n－1)d0～2ns2
(4)对角线规则
在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如
，Li2CO3、MgCO3都能溶于水，Be(OH)2、Al(OH)3都具有两性等。
[名师点拨] (1)能层数＝电子层数＝周期数。
(2)主族序数＝价电子数。
(3)对于主族元素，价电子层就是最外电子层，而对于过渡元素，价电子层不仅是最外
电子层。如 Fe 的价电子排布式为 3d64s2。
2．元素周期律
(1)原子半径
能层数：能层数越多，原子半径越大
①影响因素 核电荷数：能层数相同，核电荷数越大，原子半径越小
②变化规律
元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小；同主族元素从上到下，
原子半径逐渐增大。
(2)电离能
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要的
第一电离能
－
最低能量，符号：I1，单位：kJ·mol 1
同周期：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离
规律
能最大，总体呈现从左至右逐渐增大的变化趋势
同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小
同种原子：逐级电离能越来越大(即 I1＜I2＜I3…)
[名师点拨] (1)金属活动性顺序与元素相应的电离能大小顺序不完全一致，故不能根据
金属活动性顺序判断电离能的大小。
(2)第二、三、四周期的同周期主族元素，第ⅡA族(ns2np0)和第ⅤA族(ns2np3)，因 p轨
道处于全空或半充满状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的第ⅢA族和第
ⅥA族元素的，如第一电离能：Mg>Al，P>S。
(3)电负性
①电负性
元素的原子在化合物中吸引键合电子能力的标度。元素的电负性越大，表示
含义
其原子在化合物中吸引键合电子的能力越强
以最活泼的非金属氟的电负性为 4.0 作为相对标准，计算得出其他元素的电
标准
负性(稀有气体未计)
变化 在元素周期表中，同周期从左至右，元素的电负性逐渐增大，同主族从上至
规律 下，元素的电负性逐渐减小
②电负性的应用
[名师点拨] (1)共价化合物中，两种元素电负性差值越大，它们形成共价键的极性就越
强。
(2)两元素电负性差值大于 1.7时，一般形成离子键，小于 1.7时，一般形成共价键，如
AlCl3中两元素的电负性之差为 1.5，因此 AlCl3含有共价键，属于共价化合物。
经典例题
例 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)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( )
(2)C、N、O、F四种元素第一电离能从大到小的顺序是 N>O>F>C( )
(3)正三价阳离子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于Ⅷ族( )
(4)价电子排布式为 4s24p3的元素位于第四周期ⅤA族，是 p区元素( )
(5)元素的电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大( )
(6)最外层有 2个未成对电子的可能是 ns2np2或 ns2np4，短周期元素中分别为 C、Si和 O、
S( )
(7)价电子排布式为 5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是 s区元素( )
(8)元素Mn与 O中，第一电离能较大的是Mn( )
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)√ (7)× (8)×
例 2．现有三种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p5。
则下列有关比较中正确的是( )
A．第一电离能：③>②>①
B．原子半径：③>②>①
C．电负性：③>②>①
D．最高正化合价：③>②>①
解析：选 A 根据元素的基态原子的电子排布式可知，三种元素分别是 S、P、F。一般
非金属性越强，第一电离能越大，但 P原子的 3p轨道处于半充满状态，稳定性强，所以第
一电离能大于 S，应是③＞②＞①，A正确；原子半径应是②>①>③，B不正确；非金属性
越强，电负性越大，应是③>①>②，C不正确；F没有正价，S最高正化合价为＋6，P最高
正化合价为＋5，D不正确。
例 3．回答下列问题：
(1)《本草纲目》中记载，炉甘石(主要成分是 ZnCO3)可止血，消肿毒、明目等，Zn、C、
O的电负性由大到小的顺序是____________。
(2)铁的价电子排布式是________，在元素周期表中，该元素在________区。
(3)As基态原子的核外电子排布式是____________，从原子结构的角度分析 B、N和 O
的第一电离能由大到小的顺序为________。
答案：(1)O>C>Zn (2)3d64s2 d
(3)[Ar]3d104s24p3 N>O>B
课堂闯关
1．(1)(2020·全国卷 ) Fe2＋Ⅰ 基态 与 Fe3＋离子中未成对的电子数之比为________。
(2)(2020·全国卷Ⅱ)基态 Ti原子的核外电子排布式为
____________。
(3)(2020·江苏高考)Fe 基态核外电子排布式为________。
(4)(2020·天津等级考)Fe、Co、Ni在周期表中的位置为________。
(5)(2019·全国卷Ⅰ)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是
________(填标号)。
A．[Ne] B．[Ne]
C．[Ne] D．[Ne]
(6)(2019·全国卷Ⅱ)Fe成为阳离子时首先失去____________轨道电子，Sm的价电子排布
式为 4f66s2，Sm3＋价电子排布式为____________。
(7)(2019·江苏高考)Cu2＋基态核外电子排布式为__________________。
(8)(2019·海南高考)Mn位于元素周期表中第四周期________族，基态Mn原子核外未成
对电子有______个。
解析：(1)根据构造原理可知基态 Fe2＋和 Fe3＋的价层电子排布式分别为 3d6和 3d5，其未
4
成对电子数分别为 4和 5，即未成对电子数之比为 。(2)Ti是 22号元素，其基态原子核外电
5
子排布式为 1s22s22p63s23p63d24s2。(3)Fe 是 26 号元素，其基态原子的核外电子排布式为
[Ar]3d64s2或 1s22s22p63s23p63d64s2。(4)在元素周期表中 Fe、Co、Ni 都是第四周期第Ⅷ族的
元素。(5)根据影响电离能大小的因素(有效核电荷数、微粒半径和电子层结构)可知，A中电
离最外层一个电子所需能量最大。(6)Fe 的价层电子排布式为 3d64s2，成为阳离子时首先失
去的是 4s轨道的电子。Sm3＋是 Sm原子失去 3个电子形成的，Sm的价层电子排布式为 4f66s2，
失去 3个电子时，首先失去 6s轨道上的 2个电子，再失去 4f轨道上的 1个电子，因此 Sm3
＋的价电子排布式为 4f5。(7)Cu 的原子序数为 29，Cu 基态核外电子排布式为[Ar]3d104s1或
1s22s22p63s23p63d104s1，因此Cu2＋的基态核外电子排布式为[Ar]3d9或 1s22s22p63s23p63d9。(8)Mn
为 25号元素，在第四周期第ⅦB族；其原子核外有 25个电子，核外电子排布式为[Ar]3d54s2，
基态Mn原子核外未成对电子数为其 3d能级上的 5个电子，即未成对电子数是 5。
答案：(1)4 (2)1s22s22p63s23p63d24s2
5
(3)[Ar]3d64s2 或 1s22s22p63s23p63d64s2 (4) 第 四 周 期 第 Ⅷ 族 (5)A (6)4s 4f5
(7)[Ar]3d9或 1s22s22p63s23p63d9 (8)ⅦB 5
I1/(kJ·mol－1)
Li Be B
520 900 801
Na Mg Al
496 738 578
2.(1)(2020·全国卷Ⅰ)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)＞I1(Na)，
原因是____________________________________________________。I1(Be)＞I1(B)＞I1(Li)，
原因是__________________________________________________________________。
(2)(2020·全国卷Ⅱ)CaTiO3中，其组成元素的电负性大小顺序是________。
(3)(2020·全国卷Ⅲ)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。
(4)(2019·全国卷Ⅱ)比较离子半径：F－________O2－(填“大于”“等于”或“小于”)。
(5)(2019·全国卷 Ⅲ)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”)。
解析：(1)Li 和 Na均为第ⅠA族元素，由于 Na电子层数多，原子半径大，故 Na比 Li
容易失去最外层电子，即 I1(Li)＞I1(Na)。Li、Be、B均为第二周期元素，随原子序数递增，
第一电离能有增大的趋势，而 Be的 2s能级处于全充满状态，较难失去电子，故第一电离能
Be比 B大。(2)O为非金属元素，其电负性在三种元素中最大，Ca和 Ti同为第四周期元素，
金属性 Ca大于 Ti，故电负性大小顺序为 O＞Ti＞Ca。(3)根据同一周期从左到右主族元素的
原子半径依次减小，可知 H、B、N中原子半径最大的是 B。元素周期表中 B与 Si(硅)处于
对角线上，二者化学性质相似。(4)O2－和 F－的核外电子层结构相同，F－的核电荷数大，因
此 F－的半径小。(5)在周期表中存在“对角线”关系的元素化学性质相似，如 Li和Mg、Be
和 Al、B和 Si 等，所以与 Li 的化学性质最相似的邻族元素是Mg。Mg 元素基态原子核外
M层上只有 3s轨道上 2个自旋状态相反的电子。
答案：(1)Na与 Li同族，Na电子层数多，原子半径大，易失电子 Li、Be、B同周期，
核电荷数依次增加。Be为 1s22s2全满稳定结构，第一电离能最大。与 Li相比，B核电荷数
大，原子半径小，较难失去电子，第一电离能较大 (2)O＞Ti＞Ca (3)B Si(硅) (4)小于
(5)Mg 相反
3.如图为元素周期表前三周期的一部分。
(1)X的基态原子的电子排布图是________(填序号)；
另一电子排布图不能作为基态原子的电子排布图是因为
它不符合________(填字母)。
A．能量最低原理 B．泡利原理
C．洪特规则
(2)以上五种元素中，________(填元素符号)元素第一电离能最大。
(3)由以上某种元素与氢元素组成的三角锥形分子 E 和由以上某种元素组成的直线形分
子 G反应，生成两种直线形分子 L和M(组成 E、G、L、M分子的元素原子序数均小于 10)，
反应如图所示，该反应的化学方程式是____________________________________。
解析：根据元素周期表的结构可知 X为 N，Z为 F，R为 Ne，W为 P，Y为 S。(1)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，且自旋状态相同，因此氮
元素的基态原子的电子排布图为 (2)在所给五种元素中，氖元
素最外层已达 8电子的稳定结构，因此失去核外第一个电子需要的能量最多，即第一电离能
最大。(3)根据题给图示可知 E 为 NH3，G为 F2，L 为 HF，M 为 N2，故该反应的化学方程
式为 2NH3＋3F2===6HF＋N2。
答案：(1)② C (2)Ne (3)2NH3＋3F2===6HF＋N2
4．下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一化学元素。
(1)下列________(填序号)组元素的单质可能都是电的良导体。
①a、c、h ②b、g、k
③c、h、l ④d、e、f
(2)如给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开
该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响：a.原子核对核外电子的吸引力，b.形成
－
稳定结构的倾向。下表是一些气态电中性基态，原子失去核外不同电子所需的能量(kJ·mol
1)：
锂 X Y
失去第一个电子 519 502 580
失去第二个电子 7 296 4 570 1 820
失去第三个电子 11 799 6 920 2 750
失去第四个电子 — 9 550 11 600
①通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要
远远大于失去第一个电子所需的能量：_____________________________________________
________________________________________________________________________。
②表中 X可能为以上 13种元素中的________(填字母)元素，则该元素属于________区。
用元素符号表示 X和 j所能形成的化合物的化学式是______________________________。
③Y是周期表中第________族元素。
④以上 13种元素中，________(填字母)元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。
解析：根据位置可以判断 b 为 H，a 为 Na，c 为 Mg，d 为 Sr，e 为 Ti，f 为 Al，g 为
Ge，h为 C，i为 P，j为 O，k为 Te，l为 Cl，m为 Ar。(1)金属以及石墨为电的良导体，所
以①④都符合。(2)①由于 Li原子失去一个电子后，达到稳定结构，所以再失去一个电子所
需能量远远大于失去第一个电子所需的能量。②表中所给数据即电离能，根据 X的逐级电
离能数据，X原子最外层应有 1个电子，应为 Na 元素，即 a，Na在 s区，Na与 j(O)可形成
Na2O、Na2O2两种化合物。③根据 Y的逐级电离能数据分析，Y原子最外层应有 3个电子，
对应的应为 Al(f)，在周期表中位于第三周期第ⅢA族。④稀有气体元素原子最稳定，失去
第一个电子需要的能量最多。
答案：(1)①④ (2)①锂原子失去核外第一个电子后即达到稳定结构，所以锂原子失去
核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量 ②a s
Na2O和 Na2O2 ③ⅢA ④m
5．(2021·永安模拟)回答下列问题：
(1)基态 Cr原子的价电子排布式为________，占据最高能层的电子的电子云轮廓图形状
为________。
(2)Mn、Fe均为第四周期过渡金属元素，两元素的部分电离能数据如表：
元素 Mn Fe
I1 717 759
电离能/(kJ·mol－1) I2 1 509 1 561
I3 3 248 2 957
＋
锰元素位于第四周期第ⅦB族。请写出基态Mn2 的价电子排布式________，比较两元
素的 I2、I3可知，气态Mn2＋再失去 1个电子比气态 Fe2＋再失去 1 个电子难，对此你的解释
是________________________________
________________________________________________________________________。
(3)如表是第三周期部分元素的电离能[单位：eV(电子伏特)]数据。
元素 I1/eV I2/eV I3/eV
甲 5.7 47.4 71.8
乙 7.7 15.1 80.3
丙 13.0 23.9 40.0
丁 15.7 27.6 40.7
下列说法正确的是________(填字母)。
A．甲的金属性比乙强
B．乙有＋1价
C．丙不可能为非金属元素
D．丁一定为金属元素
(4)已知元素 M 的气态原子逐个失去第 1 至第 4 个电子所需能量(即电离能，用符号 I1
至 I4表示)如表所示：
I1 I2 I3 I4
－
电离能/(kJ·mol 1) 578 1 817 2 745 11 578
元素M的常见化合价是________。
A．＋1 B．＋2
C．＋3 D．＋4
解析：(1)基态铬原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1，价电子排布式为 3d54s1,4s
能级上的电子能量最高，4s能级电子云是球形。(2)Mn是 25号元素，价电子为 3d、4s能级
上的电子，价电子排布式为 3d54s2，则基态Mn2＋的价电子排布式为 3d5；由Mn2＋转化为Mn3
＋时，3d能级由较稳定的 3d5半充满状态转变为不稳定的 3d4状态需要的能量较多；而 Fe2＋
转化为 Fe3＋时，3d能级由不稳定的 3d6状态转变为较稳定的 3d5半充满状态需要的能量相对
较少。(3)甲、乙、丙、丁为第三周期元素，甲元素的第一电离能远远小于第二电离能，说
明甲元素最外层有 1个电子，失去 1个电子时达到稳定结构，所以甲为 Na元素；乙元素的
第二电离能远远小于第三电离能，则乙元素最外层有 2个电子，失去两个电子后达到稳定结
构，所以乙为Mg 元素；第三周期共有 Na、Mg、Al 3 种金属元素，且 Al的第一电离能应
介于 Na 和 Mg 第一电离能之间，说明丙、丁一定为非金属元素。甲为 Na 元素，乙为 Mg
元素，故甲的金属性比乙强，故 A正确；乙为Mg元素，化合价为＋2价，故 B错误；丙元
素最外层大于 3个电子，丙、丁一定为非金属元素，故 C错误；丁一定为非金属元素，故 D
错误。(4)从表中的数据可知，当原子失去第 4 个电子时，其电离能急剧增加，说明该元素
失去 3个电子时为稳定结构，因此该元素的常见化合价为＋3价。
答案：(1)3d54s1 球形 (2)3d5 由 Mn2＋ ＋转化为 Mn3 时，3d 能级由较稳定的 3d5半充
满状态转变为不稳定的 3d4 ＋ ＋状态需要的能量较多；而 Fe2 转化为 Fe3 时，3d能级由不稳定
的 3d6状态转变为较稳定的 3d5半充满状态需要的能量相对较少 (3)A (4)C
6．化学作为一门基础自然科学，在材料科学、生命科学、能源科学等诸多领域发挥着
重要作用。
(1) 1 ＋高温超导材料钇钡铜氧的化学式为 YBaCu3O7，其中 的 Cu以罕见的 Cu3 形式存在。
3
Cu 在 元 素 周 期 表 中 的 位 置 为 ____________ ＋， 基 态 Cu3 的 核 外 电 子 排 布 式 为
________________________。
(2)磁性材料在生活和科学技术中应用广泛。研究表明，若构成化合物的阳离子有未成
对电子时，则该化合物具有磁性。下列物质适合作录音磁带磁粉原料的为________(填字母)。
A．V2O5 B．CrO2
C．PbO D．ZnO
(3)屠呦呦因在抗疟药青蒿素研究中的杰出贡献，成为我国首获科学类
诺贝尔奖的人。青蒿素的结构简式如图所示，其组成元素的电负性由大到小
的顺序为________________。
解析：(1)Cu原子核外有 29个电子，基态 Cu原子的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s1，故 Cu 元素在周期表中处于第四周期第ⅠB 族，基态 Cu 原子失去 3
个电子得到 Cu3＋，故基态 Cu3＋的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8。(2)构成化
合物的阳离子有未成对电子时，则该化合物具有磁性，V5 ＋的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p6，不含未成对电子；Cr4＋的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d2，含 2个未成
对电子；Pb和 C元素同主族；Pb2＋的 6s能级处于最外层，有 2个电子，故 Pb2＋不含未成对
电子；Zn2＋的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d10，不含未成对电子，故具有磁性的为 CrO2。
(3)青蒿素中含有 C、H、O三种元素，其电负性由大到小的顺序为 O>C>H。
答案：(1)第四周期第ⅠB族 1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8) (2)B (3)O>C>H
自我挑战
1．现有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所述：
元素 结构、性质等信息
是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素，该元素的某种合金是原子反应堆
A
的导热剂
B 与 A同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性
C 在空气中含量第二，在地壳中含量第一
海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常
D
用的消毒杀菌剂
请根据表中信息填写：
(1)A原子的核外电子排布式为________________。
(2)B 元素在周期表中的位置是________；离子半径：B________A(填“大于”或“小
于”)。
(3)C 原子的电子排布图是________________，其原子核外有________个未成对电子，
能量最高的电子为____________轨道上的电子，其轨道呈________形。
(4)D原子的电子排布式为________________ －，D 的结构示意图是____________。
(5)B的最高价氧化物对应的水化物与 A的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程
式为____________________________；B 的最高价氧化物对应的水化物与 D 的氢化物的水
溶液反应的化学方程式为_______________________________________。
解析：根据题中信息可推出：A为 Na，B为 Al，C为 O，D为 Cl。
(1)A为 Na，其核外电子排布式为 1s22s22p63s1或[Ne]3s1。(2)B 为 Al，其在元素周期表
中的位置为第三周期第ⅢA族，Na＋与 Al3＋的核外电子排布相同，核电荷数 Al3＋大于 Na＋，
故 r(Al3＋)对电子，能量最高的为 2p轨道上的电子，其轨道呈哑铃形。(4)D为 Cl，其核外电子排布式
为 1s22s22p63s23p5，简化电子排布式为[Ne]3s23p5，Cl－的结构示意图为 。(5)Al(OH)3
与 NaOH 和盐酸反应的化学方程式分别为 Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，Al(OH)3＋
3HCl===AlCl3＋3H2O。
答 案 ： (1)1s22s22p63s1( 或 [Ne]3s1) (2) 第 三 周 期 ⅢA 族 小 于 (3)
2 2p 哑铃
(4)1s22s22p63s23p5(或 [Ne]3s23p5) (5)Al(OH)3 ＋ NaOH===NaAlO2 ＋ 2H2O
Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O
2 －．根据表中所列五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kJ·mol 1)，回答下列问题：
元素代号 I1 I2 I3 I4
Q 2 080 4 000 6 100 9 400
R 500 4 600 6 900 9 500
S 740 1 500 7 700 10 500
T 580 1 800 2 700 11 600
U 420 3 100 4 400 5 900
(1)在元素周期表中，最可能处于同一族的是________(填字母，下同)。
A．Q和 R B．S和 T
C．T和 U D．R和 T
E．R和 U
(2)下列离子的氧化性最弱的是________。
A S2＋． B．R2＋
C．T3＋ D．U＋
(3)下列元素中，化学性质和物理性质最像 Q元素的是________。
A．硼 B．铍
C．氦 D．氢
(4)每种元素都出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况，这一事实从一个侧面说明：
____________________________，如果 U元素是短周期元素，你估计它的第 2 次电离能突
跃数据将发生在失去第________个电子时。(5)如果 R、S、T是同周期的三种主族元素，则
它们的原子序数由小到大的顺序是________，其中 S元素的第一电离能异常高的原因
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据电离能的变化趋势知，Q为稀有气体元素，R为ⅠA族元素，S为ⅡA族
元素，T为ⅢA族元素，U为ⅠA族元素，所以 R和 U处于同一主族。(2)由于 U为ⅠA族
元素且比 R电离能小，所以 U＋的氧化性最弱。(3)由于 Q是稀有气体元素，所以氦的物理性
质和化学性质与其最像。(4)电离能的突跃变化，说明核外电子是分层排布的。若 U是短周
期元素，则 U是 Na，其核外电子排布式为 1s22s22p63s1，由于 2s22p6所处能层相同，所以它
的第 2电离能突跃数据发生在失去第 10个电子时。(5)同一周期，第一电离能呈增大趋势，
但第ⅡA族、第ⅤA族比相邻元素要高，因为其最外层电子呈全充满或半充满的稳定状态。
答案：(1)E (2)D (3)C (4)电子分层排布，各能层能量不同 10 (5)R原子最外层电子呈全充满状态，能量较低，比较稳定，失去一个电子吸收的能量较多
3．根据信息回答下列问题：
(1)如图是部分元素原子的第一电离能 I1随原子序数变化的曲线图(其中 12号至 17号元
素的有关数据缺失)。
①认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断 Na～Ar元素中，Al的第一电
离能的大小范围为________②图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是第________周期第________族。
(2)已知元素的电负性和元素的化合价一样，也是元素的一种基本性质。下面给出 14种
元素的电负性：
元素 Al B Be C Cl F Li
电负性 1.5 2.0 1.5 2.5 3.0 4.0 1.0
元素 Mg N Na O P S Si
电负性 3.0 0.9 3.5 2.1 2.5 1.8
已知：两成键元素间电负性差值大于 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。
①根据表中给出的数据，可推知元素的电负性具有的变化规律是___________________；
②通过分析电负性值变化规律，确定Mg元素电负性值的最小范围________；
③判断下列物质是离子化合物还是共价化合物：
A．Li3N B．BeCl2
C．AlCl3 D．SiC
Ⅰ.属于离子化合物的是________(填字母，下同)；
Ⅱ.属于共价化合物的是________；
请设计一个实验方案证明上述所得到的结论：____________________________________。
解析：(1)①由图可以看出，同周期的ⅠA族元素的第一电离能最小，而ⅢA族元素的
第一电离能小于ⅡA族元素的第一电离能，故 Al的第一电离能的大小范围为 Na②图中电离能最小的应是碱金属元素 Rb，在元素周期表中第五周期第ⅠA族。(2)①将表中
数据按照元素周期表的顺序重排，可以看出电负性随着原子序数的递增呈周期性变化。②由
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可知，在同周期中电负性：
NaMg>Ca，则 Mg 元素电负性值的最小范围应为 0.9～1.5。③Li3N
中电负性差值为 2.0，大于 1.7，形成离子键，为离子化合物；BeCl2、AlCl3、SiC 中电负性
差值分别为 1.5、1.5、0.7，均小于 1.7，形成共价键，为共价化合物。离子化合物在熔融状
态下可以导电，但共价化合物在熔融状态下不能导电。
答案：(1)①Na Mg ②五 ⅠA (2)①随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性
变化 ②0.9～1.5 ③A BCD 测定各物质在熔融状态下能否导电，若导电则为离子化合
物，反之则为共价化合物原子结构与性质
学习目标
1．了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理，能正确书写 1～36号元素原
子核外电子、价电子的排布式和轨道表达式。
2．了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。
3．了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。
4．了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。
知识清单
知识点 1 原子核外电子排布原理
1．能层与能级
(1)能层(n)
在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的能量差异将其分成不同能层。
通常用 K、L、M、N……表示，能量依次升高。
(2)能级
同一能层里电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用 s、p、d、f等表
示。
(3)能层与能级的关系
能层 一 二 三 四 五……
符号 K L M N O……
能级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p……
最多
2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6……
电子数
电子离
近→远
核远近
电子能
低→高
量高低
[名师点拨] (1)能层数＝电子层数。
(2)第一能层(K)，只有 s能级；第二能层(L)，有 s、p两种能级，p能级上有三个原子轨
道 px、py、pz，它们具有相同的能量；第三能层(M)，有 s、p、d三种能级。
2．电子云与原子轨道
(1)电子云
①由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称为电子云。
②电子云轮廓图称为原子轨道。
(2)原子轨道
原 子 轨 道
s电子的原子轨道呈球形对称
轨道形状
p电子的原子轨道呈哑铃形
s能级 1 个
p能级 3 个
各能级上的原子轨道数目 d能级 5个
f能级 7个
……
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：
能量关系
1s＜2s＜3s＜4s……
③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原
子轨道的能量相等，如 2px、2py、2pz轨道的
能量相等
3．基态原子的核外电子排布
(1)能量最低原理：即电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使
整个原子的能量处于最低状态。如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上
的排布顺序图：
[注意] 所有电子排布规则都需要满足能量最低原理。
(2)泡利原理
每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋状态相反。
如 2s轨道上的电子排布为 ，不能表示为 。
(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。 如 2p3的电子排布为 ，不能表示为
或 。
[名师点拨] 当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)、全空(p0、
d0、f0)时原子的能量最低，如 24Cr 的电子排布式为 [Ar]3d54s1,29Cu 的电子排布式为
[Ar]3d104s1。
(4)基态原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
[Ne]3s23p4
排布式
电子排布图
(或轨道表示式)
价电子排布式 3s23p4
价电子排布图
4．电子的跃迁与原子光谱
(1)电子的跃迁
(2)不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的
电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。
附：可见光的波长范围
颜色 波长范围
红 770～622 nm
橙 622～597 nm
黄 597～577 nm
绿 577～492 nm
蓝、靛 492～455 nm
紫 455～350 nm
[名师点拨] (1)可见光中，红光的波长最长，紫色的波长最短。
(2)焰色反应是电子跃迁的结果，故金属的焰色反应是物理变化过程，不属于化学变化。
经典例题
例 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)p能级的能量一定比 s能级的能量高( )
(2)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多( )
(3)2p和 3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等( )
(4)2px、2py、2pz的能量相等( )
(5)铁元素基态原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p64s23d6( )
(6)磷元素基态原子的电子排布图为
( )
(7)电子排布式 1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理( )
(8) 表示的原子能量处于最低状态( )
例 2.下列电子排布图能表示氮原子的最低能量状态的是( )
[易错提醒] 核外电子排布常见错误
(1)在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：
(2)当出现 d轨道时，虽然电子按 ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，
仍把(n－1)d 放在 ns前，如 Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，失电子时，先失 4s轨道上的电子，
如 Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。
(3)注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、原子外围电子或价电子排布式的
区别与联系。如 Cu的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1；简化电子排布式：[Ar]3d104s1；
外围电子或价电子排布式：3d104s1。
知识点 2 原子结构与元素的性质
1．原子结构与元素周期表
(1)原子结构与周期数的关系
每周期第一种元素 每周期最后一种元素
周
电子层数 原子 基态原子的 原子 基态原子的
期
序数 电子排布式 序数 电子排布式
二 2 3 [He]2s1 10 1s22s22p6
1s22s22p63s23
三 3 11 [Ne]3s1 18
p6
1s22s22p63s23
四 4 19 [Ar]4s1 36
p63d104s24p6
1s22s22p63s23
五 5 37 [Kr]5s1 54 p63d104s24p6
4d105s25p6
1s22s22p63s23
p63d104s24p6
六 6 55 [Xe]6s1 86
4d104f145s25p
65d106s26p6
(2)族元素的价电子排布特点
①主族元素
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
排布
ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5
特点
②0族元素：ns2np6(其中 He为 1s2)。
～ ～
③过渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1 10ns1 2(Pd、镧系和锕系元素除外)。
(3)元素周期表的分区与价电子排布的关系
①周期表的分区
②各区价电子排布特点
分区 价电子排布
s区 ns1～2
p区 ns2np1～6(除 He外)
d区 (n－1)d1～9ns1～2(除 Pd外)
ds区 (n－1)d10ns1～2
f区 (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2
(4)对角线规则
在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如
，Li2CO3、MgCO3都能溶于水，Be(OH)2、Al(OH)3都具有两性等。
[名师点拨] (1)能层数＝电子层数＝周期数。
(2)主族序数＝价电子数。
(3)对于主族元素，价电子层就是最外电子层，而对于过渡元素，价电子层不仅是最外
电子层。如 Fe 的价电子排布式为 3d64s2。
2．元素周期律
(1)原子半径
能层数：能层数越多，原子半径越大
①影响因素 核电荷数：能层数相同，核电荷数越大，原子半径越小
②变化规律
元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小；同主族元素从上到下，
原子半径逐渐增大。
(2)电离能
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要的
第一电离能
最低能量，符号：I1，单位：kJ·mol－1
同周期：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离
能最大，总体呈现从左至右逐渐增大的变化趋势
规律
同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小
同种原子：逐级电离能越来越大(即 I1＜I2＜I3…)
[名师点拨] (1)金属活动性顺序与元素相应的电离能大小顺序不完全一致，故不能根据
金属活动性顺序判断电离能的大小。
(2)第二、三、四周期的同周期主族元素，第ⅡA族(ns2np0)和第ⅤA族(ns2np3)，因 p轨
道处于全空或半充满状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的第ⅢA族和第
ⅥA族元素的，如第一电离能：Mg>Al，P>S。
(3)电负性
①电负性
元素的原子在化合物中吸引键合电子能力的标度。元素的电负性越大，表示
含义
其原子在化合物中吸引键合电子的能力越强
以最活泼的非金属氟的电负性为 4.0 作为相对标准，计算得出其他元素的电
标准
负性(稀有气体未计)
变化 在元素周期表中，同周期从左至右，元素的电负性逐渐增大，同主族从上至
规律 下，元素的电负性逐渐减小
②电负性的应用
[名师点拨] (1)共价化合物中，两种元素电负性差值越大，它们形成共价键的极性就越
强。
(2)两元素电负性差值大于 1.7时，一般形成离子键，小于 1.7时，一般形成共价键，如
AlCl3中两元素的电负性之差为 1.5，因此 AlCl3含有共价键，属于共价化合物。
经典例题
例 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)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( )
(2)C、N、O、F四种元素第一电离能从大到小的顺序是 N>O>F>C( )
(3)正三价阳离子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于Ⅷ族( )
(4)价电子排布式为 4s24p3的元素位于第四周期ⅤA族，是 p区元素( )
(5)元素的电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大( )
(6)最外层有 2个未成对电子的可能是 ns2np2或 ns2np4，短周期元素中分别为 C、Si和 O、
S( )
(7)价电子排布式为 5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是 s区元素( )
(8)元素Mn与 O中，第一电离能较大的是Mn( )
例 2．现有三种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p5。
则下列有关比较中正确的是( )
A．第一电离能：③>②>①
B．原子半径：③>②>①
C．电负性：③>②>①
D．最高正化合价：③>②>①
例 3．回答下列问题：
(1)《本草纲目》中记载，炉甘石(主要成分是 ZnCO3)可止血，消肿毒、明目等，Zn、C、
O的电负性由大到小的顺序是____________。
(2)铁的价电子排布式是________，在元素周期表中，该元素在________区。
(3)As基态原子的核外电子排布式是____________，从原子结构的角度分析 B、N和 O
的第一电离能由大到小的顺序为________。
课堂闯关
1．(1)(2020·全国卷Ⅰ)基态 Fe2＋与 Fe3＋离子中未成对的电子数之比为________。
(2)(2020·全国卷Ⅱ)基态 Ti原子的核外电子排布式为
____________。
(3)(2020·江苏高考)Fe 基态核外电子排布式为________。
(4)(2020·天津等级考)Fe、Co、Ni在周期表中的位置为________。
(5)(2019·全国卷Ⅰ)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是
________(填标号)。
A．[Ne] B．[Ne]
C．[Ne] D．[Ne]
(6)(2019·全国卷Ⅱ)Fe成为阳离子时首先失去____________轨道电子，Sm的价电子排布
＋
式为 4f66s2，Sm3 价电子排布式为____________。
(7)(2019·江苏高考)Cu2＋基态核外电子排布式为__________________。
(8)(2019·海南高考)Mn位于元素周期表中第四周期________族，基态Mn原子核外未成
对电子有______个。
2.(1)(2020·全国卷Ⅰ)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)＞I1(Na)，
原因是____________________________________________________。I1(Be)＞I1(B)＞I1(Li)，
原因是__________________________________________________________________。
(2)(2020·全国卷Ⅱ)CaTiO3中，其组成元素的电负性大小顺序是________。
(3)(2020·全国卷Ⅲ)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。
(4)(2019·全国卷Ⅱ) － －比较离子半径：F ________O2 (填“大于”“等于”或“小于”)。
(5)(2019·全国卷 Ⅲ)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”)。
3.如图为元素周期表前三周期的一部分。
(1)X的基态原子的电子排布图是________(填序号)；
另一电子排布图不能作为基态原子的电子排布图是因为
它不符合________(填字母)。
A．能量最低原理 B．泡利原理
C．洪特规则
(2)以上五种元素中，________(填元素符号)元素第一电离能最大。
(3)由以上某种元素与氢元素组成的三角锥形分子 E 和由以上某种元素组成的直线形分
子 G反应，生成两种直线形分子 L和M(组成 E、G、L、M分子的元素原子序数均小于 10)，
反应如图所示，该反应的化学方程式是____________________________________。
4．下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一化学元素。
(1)下列________(填序号)组元素的单质可能都是电的良导体。
①a、c、h ②b、g、k
③c、h、l ④d、e、f
(2)如给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开
该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响：a.原子核对核外电子的吸引力，b.形成
－
稳定结构的倾向。下表是一些气态电中性基态，原子失去核外不同电子所需的能量(kJ·mol
1)：
锂 X Y
失去第一个电子 519 502 580
失去第二个电子 7 296 4 570 1 820
失去第三个电子 11 799 6 920 2 750
失去第四个电子 — 9 550 11 600
①通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要
远远大于失去第一个电子所需的能量：_____________________________________________
________________________________________________________________________。
②表中 X可能为以上 13种元素中的________(填字母)元素，则该元素属于________区。
用元素符号表示 X和 j所能形成的化合物的化学式是______________________________。
③Y是周期表中第________族元素。
④以上 13种元素中，________(填字母)元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。
5．(2021·永安模拟)回答下列问题：
(1)基态 Cr原子的价电子排布式为________，占据最高能层的电子的电子云轮廓图形状
为________。
(2)Mn、Fe均为第四周期过渡金属元素，两元素的部分电离能数据如表：
元素 Mn Fe
I1 717 759
－
电离能/(kJ·mol 1) I2 1 509 1 561
I3 3 248 2 957
锰元素位于第四周期第ⅦB族。请写出基态Mn2＋的价电子排布式________，比较两元
＋ ＋
素的 I2、I3可知，气态Mn2 再失去 1个电子比气态 Fe2 再失去 1 个电子难，对此你的解释
是_________________________________________________________________。
(3)如表是第三周期部分元素的电离能[单位：eV(电子伏特)]数据。
元素 I1/eV I2/eV I3/eV
甲 5.7 47.4 71.8
乙 7.7 15.1 80.3
丙 13.0 23.9 40.0
丁 15.7 27.6 40.7
下列说法正确的是________(填字母)。
A．甲的金属性比乙强
B．乙有＋1价
C．丙不可能为非金属元素
D．丁一定为金属元素
(4)已知元素 M 的气态原子逐个失去第 1 至第 4 个电子所需能量(即电离能，用符号 I1
至 I4表示)如表所示：
I1 I2 I3 I4
电离能/(kJ·mol－1) 578 1 817 2 745 11 578
元素M的常见化合价是________。
A．＋1 B．＋2
C．＋3 D．＋4
6．化学作为一门基础自然科学，在材料科学、生命科学、能源科学等诸多领域发挥着
重要作用。
(1) 1高温超导材料钇钡铜氧的化学式为 YBaCu3O7，其中 的 Cu以罕见的 Cu3＋形式存在。
3
Cu 在 元 素 周 期 表 中 的 位 置 为 ____________， 基 态 Cu3 ＋ 的 核 外 电 子 排 布 式 为
________________________。
(2)磁性材料在生活和科学技术中应用广泛。研究表明，若构成化合物的阳离子有未成
对电子时，则该化合物具有磁性。下列物质适合作录音磁带磁粉原料的为________(填字母)。
A．V2O5 B．CrO2
C．PbO D．ZnO
(3)屠呦呦因在抗疟药青蒿素研究中的杰出贡献，成为我国首获科学类
诺贝尔奖的人。青蒿素的结构简式如图所示，其组成元素的电负性由大到小
的顺序为________________。
自我挑战
1．现有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所述：
元素 结构、性质等信息
是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素，该元素的某种合金是原子反应堆
A
的导热剂
B 与 A同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性
C 在空气中含量第二，在地壳中含量第一
海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常
D
用的消毒杀菌剂
请根据表中信息填写：
(1)A原子的核外电子排布式为________________。
(2)B 元素在周期表中的位置是________；离子半径：B________A(填“大于”或“小
于”)。
(3)C 原子的电子排布图是________________，其原子核外有________个未成对电子，
能量最高的电子为____________轨道上的电子，其轨道呈________形。
(4)D原子的电子排布式为________________，D－的结构示意图是____________。
(5)B的最高价氧化物对应的水化物与 A的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程
式为____________________________；B 的最高价氧化物对应的水化物与 D 的氢化物的水
溶液反应的化学方程式为_______________________________________。
2 －．根据表中所列五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kJ·mol 1)，回答下列问题：
元素代号 I1 I2 I3 I4
Q 2 080 4 000 6 100 9 400
R 500 4 600 6 900 9 500
S 740 1 500 7 700 10 500
T 580 1 800 2 700 11 600
U 420 3 100 4 400 5 900
(1)在元素周期表中，最可能处于同一族的是________(填字母，下同)。
A．Q和 R B．S和 T
C．T和 U D．R和 T
E．R和 U
(2)下列离子的氧化性最弱的是________。
A．S2＋ B．R2＋
C．T3＋ D．U＋
(3)下列元素中，化学性质和物理性质最像 Q元素的是________。
A．硼 B．铍
C．氦 D．氢
(4)每种元素都出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况，这一事实从一个侧面说明：
____________________________，如果 U元素是短周期元素，你估计它的第 2 次电离能突
跃数据将发生在失去第________个电子时。(5)如果 R、S、T是同周期的三种主族元素，则
它们的原子序数由小到大的顺序是________，其中 S元素的第一电离能异常高的原因
________________________________________________________________________。
3．根据信息回答下列问题：
(1)如图是部分元素原子的第一电离能 I1随原子序数变化的曲线图(其中 12号至 17号元
素的有关数据缺失)。
①认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断 Na～Ar元素中，Al的第一电
离能的大小范围为________②图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是第________周期第________族。
(2)已知元素的电负性和元素的化合价一样，也是元素的一种基本性质。下面给出 14种
元素的电负性：
元素 Al B Be C Cl F Li
电负性 1.5 2.0 1.5 2.5 3.0 4.0 1.0
元素 Mg N Na O P S Si
电负性 3.0 0.9 3.5 2.1 2.5 1.8
已知：两成键元素间电负性差值大于 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。
①根据表中给出的数据，可推知元素的电负性具有的变化规律是___________________；
②通过分析电负性值变化规律，确定Mg元素电负性值的最小范围________；
③判断下列物质是离子化合物还是共价化合物：
A．Li3N B．BeCl2
C．AlCl3 D．SiC
Ⅰ.属于离子化合物的是________(填字母，下同)；
Ⅱ.属于共价化合物的是________；
请设计一个实验方案证明上述所得到的结论：____________________________________。

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