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第2节 原子结构与元素周期表
【目标聚焦】
1．了解原子核外电子的能级分布。
2．能用电子排布式表示常见元素（1-36号）原子核外电子的排布。
3．理解核外电子排布与周期、族的划分与周期表的分区。
4．认识原子半径的周期性变化。
5. 体会元素周期律蕴涵的辩证唯物主义思想以及对认识物质世界的指导作用。
【学海导航】
原子结构与周期表关系：
（1）原子在周期表中的序数=核电荷数=核外电子数
（2）周期数=能级组数=最大主量子数n
（3）周期内的元素个数=相应能级组所能容纳的电子数
（4）主族元素的族数=原子最外层（ns+np）电子数=元素最高氧化数
（5）副族元素的族数
ⅢB-ⅦB族 族数=（n-1）d + nS的电子数
IB、IIB族 族数=nS的电子数
IB、IIB族与IA、I ( http: / / www.21cnjy.com )IA族的区别在于：IB、IIB族的外层电子构型中次外层d轨道有10个电子，最外层S轨道有1-2个电子，即：（n-1）d10 nS1-2；而IA、IIA族的外层电子构型中只有最外层S轨道有1-2个电子。
1．基态原子核外电子排布要遵循的三 ( http: / / www.21cnjy.com )个原则是 、 、
。
2．基态原子的核外电子在原子轨道 ( http: / / www.21cnjy.com )上的排布顺序是1s， ， ，3s， ， ，3d， ， ， ，5p， ， ，5d， ， ，5f，6d，7p，┉。
3．角量子数l相同的能级，其能量次 ( http: / / www.21cnjy.com )序由主量子数n决定，n值越 ，其能量越 。如E2p E3p E4p E5p。主量子数n相同，角量子数不同的能级，其能量随l的增大而 ，即发生“能级分裂”现象。如E4s E4p E4d E4f。主量子数和角量子数同时变化时，情况较复杂。如E4s E3d E4p,这种现象称为“能级交错”。
4．洪特规则的特例：能级相同的原子轨道中，电子处于 、 或 状态时，体系的能量较低，原子较稳定。
5．在原子中，每个电子层最多容纳电子的数目是 个，每个电子亚层最多容纳电子的数目是 个。
6．价电子指的是 ，元素的化学性质与 的性质和数目密切相关。
基态铁原子的价电子排布为 。
7．一个能级组最多所容纳的 ( http: / / www.21cnjy.com )电子数等于 ，1-6周期所包含的元素种数分别是
，第7周期为不完全周期。周期与 有关，即周期数 ＝ 。
8．族的划分与原子的 和
密切相关，同族元素 ( http: / / www.21cnjy.com )的价电子数目 。主族和副族ⅠB、ⅡB的族序数＝ ；副族ⅢB-ⅦB的族序数＝ ；Ⅷ族的族序数＝
＋次外层d电子数（部分）之和；零族的最外层电子数等于8或2。
9．填表
分 区 族 数 价电子排布
s区
p区
d区
ds区
f区
10．同周期中，除稀有气体元素外，随 ( http: / / www.21cnjy.com )着原子序数的增大，元素的原子半径 ，原因是增加电子产生的 小于核电荷数增加导致 。
11．同主族元素，随着原 ( http: / / www.21cnjy.com )子序数的逐渐增大，原子半径 ，因为电子层的增加使核电荷数增加对电子所施加的影响处于次要地位， 占了主要地位。
12．同一周期的过渡元素，自左到右原子半径的减小幅度越来越小，因为增加的电子都分布在内层d轨道上，它对
与 大致相当，使 的变化幅度不大。
13．原子核外电子排布主要遵循的三个原理是什么
14.写出元素周期表中前36号元素的名称和元素符号。用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布。
【思维点拨】
【例题1】甲元素是第3周期p区元素，其最低化合价为-1价；乙元素是第4周期d区元素,其最高化合价为＋4价，填写下表：
元素 价电子排布 周期 族 金属或非金属
甲
乙
【解答】根据题意，甲元素 ( http: / / www.21cnjy.com )处于周期表p区，为主族元素，其最低化合价为－1价，则它的价电子排布为3s23p5,所以甲为第3周期ⅦA的非金属元素；乙元素处于第4周期d区，其最高化合价为＋4价，所以它的价电子排布为3d24s2，是ⅣB的金属元素。
【答案】
元素 价电子排布 周期 族 金属或非金属
甲 3s23p5 3 ⅦA 非金属
乙 3d24s2 4 ⅣB 金属
【例题2】某元素原子共有3个价电子，其中一个价电子的四个量子数为n＝3， l＝2， m＝2， ms＝+1/2。试回答：
（1）写出该元素原子核外电子排布式。
（2）指出该元素的原子序数，在周期表中所处的分区、周期数和族序数，是金属还是非金属以及最高正化合价。
【解答】本题关键是根据量子数推出价电 ( http: / / www.21cnjy.com )子排布，由此即可写出核外电子排布式及回答问题。由一个价电子的量子数可知，该电子为3d电子，则其它两个电子必为4s电子（因为E3d＜E4s＝, 所以价电子排布为3d14s2，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2。从而知原子序数为21 ，处于周期表中的d区第4周期 ⅢB族，是金属元素，最高正价为＋3。
【例题3】现有A、B、C、D四种元素， ( http: / / www.21cnjy.com )A是第5周期ⅠA族元素，B是第3周期元素。B、C、D的价电子分别为2、2和7个。四种元素原子序数从小到大的顺序是B、C、D、A。已知C和D的次外层电子均为18个。
（1）判断A、B、C、D是什么元素？
（2）写出B、C的核外电子排布及A、D的价电子排布。
（3）写出碱性最强的最高价氧化物的水化物的化学式。
（4）写出酸性最强的最高价氧化物的水化物的化学式。
【解答】本题是一道“位—构—性”的综合题 ( http: / / www.21cnjy.com )，根据A在周期表的位置可知为Rb,价电子排布为5s1；由B是第3周期元素，价电子为2个，所以是Mg，核外电子排布为1s22s22p63s2；C、D的价电子分别为2和7个，且知C和D的次外层电子均为18个，所以C为30号Zn，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s2，D为35号Br，价电子排布为4s24p5。碱性最强的最高价氧化物的水化物的化学式为RbOH，酸性最强的最高价氧化物的水化物的化学式为HBrO4。
【例题4】写出原子序数分别为33.52.74三种元素原子的电子排布,并判断它们在周期表中的位置(区.周期.族)及元素名称.
【解答】33号 [Ar]3d104s24p3 p区,第四周期, ⅤA族,砷(As)
52号 [Kr]4d105s25p4 p区,第五周期,ⅥA族,碲(Te)
74号 [Xe]4f145d46s2 d区,第六周期,ⅥB族,钨(W)
【例5】不同元素的气态原子失去最外层一 ( http: / / www.21cnjy.com )个电子所需要的能量（设其为E）如下图所示。试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列问题。


（1）同主族内不同元素的E值变化的特点是：________.各主族中E值的这种变化特点体现了元素性质的____变化规律.
(2)同周期内,随原子序数增大,E值 ( http: / / www.21cnjy.com )增大.但个别元素的E值出现反常现象.试预测下列关系中正确的是_____________(填写编号,多选倒扣)
①E(砷)>E(硒)
②E(砷)③E(溴)>E(硒)
④E(溴)(3)估计1mol气态Ca原子失去最外层一个电子所需能量E值的范围 (4)10号元素E值较大的原因 。
【解析】⑴横坐标表示原子序数， ( http: / / www.21cnjy.com )纵坐标表示气态原子失去一个最外层电子所需要的能量。⑵同一周期，从3～10号和从11～18号，随着原子序数的递增E值增大，到稀有气体达本周期的最大值。但同一周期中5号和8号、13号和16号两处出现了反常，是第ⅢA族的E值小于同周期第ⅡA族的；第ⅥA族的E值小于同周期第ⅤA族的。 ⑶同主族的E值的特点，分析3、11和19号元素（或其他主族），得出E值是降低的。
答案：⑴随着原子序数的增大，E值变小。周期性。
⑵①③
⑶419，738。
⑷10号元素是氖，其最外层电子的排布已达8电子稳定结构。
【知能达标】
1.下列四种元素中,其单质氧化性最强的是 （ ）
A．原子含有未成对电子最多的第二周期元素
B．位于周期表中第三周期ⅢA族的元素
C．原子最外电子层排布为2s22p6的元素
D．原子最外电子层排布为3s23P5的元素
2．某元素有6个电子处于n＝3，l＝2的能级上，根据洪特规则推测它在d轨道上未成对电子数为 （ ）
A.3 B.4
C.5 D.2
3．在多电子原子中，各电子具有下列量子数，其中能量最高的电子是 （ ）
A. B.
C. D.
4．在多电子原子中，轨道能量是由谁决定。 （ ）
A. n B. n和m
C. n和l D. n、l、m
5．以下元素的原子半径递变规律是
（ ）
A. Be＜B＜Na＜Mg
B. B＜Be＜Mg＜Na
C. Be＜B＜Mg＜Na
D. B＜Be＜Na＜Mg
6．价电子满足4s和3d为半满的元素是
（ ）
A. Ca B. V
C. Cr D.Cu
7．写出下列基态原子的核外电子排布
⑴ 17Cl ；
⑵ 24Cr ；
⑶ 34Se ；
⑷ 81Tl 。
8．指出下列元素是主族元素还是副族元素？位于周期表中第几周期？第几族？
⑴ 1s22s22p63s23p4
；
(2) [Kr] 4d105s25p2
；
(3) [Ar] 3d34s2
；
(4) [Ar] 3d104s1
。
9．氢原子的电子能级由 决定，而锂原子的电子能级由 共同决定。
10．在周期表中可分为 、 、 、 、
五个区，各区的 ( http: / / www.21cnjy.com )价电子排布为 、 、 、 、 。
11．具有下列价电子排布的元素位于周期表中哪个区？是金属元素还是非金属元素？
⑴ ns2（n≠1） ；
⑵ ns2np4 ；
⑶ (n－1)d5ns2 ；⑷ (n-1)d8ns2 。
12．填写下表
原子序数 元素符号 电子层排布 周期 族 最高正价 未成对电子数 金属或非金属
9
3 ⅤA
24
5d106s2
13．在氢原子中和多电子原子中，3s、3p、3d轨道的能量是否相等？
。
14．根据电子填充能级图，指出下表中各电子层的电子数有无错误。并说明理由。
元素（Z） K L M N O P
19 2 8 9
22 2 10 8 2
30 2 8 18 2
33 2 8 20 3
60 2 8 18 18 12 2
15．某元素原子序数为33，则
⑴ 此元素原子的电子总数是 ，有 个未成对电子。
⑵ 有 各电子层， 个能级， 个原子轨道。
⑶ 它的价电子排布为 。
探索提高
16．满足下列条件之一的是哪一族或哪一种元素？
⑴ 最外层具有6个p电子： 。
⑵ 价电子数是n＝4、l＝0的轨道上有2个电子和n＝3、l＝2的轨道上有5个电子： 。
⑶ 次外层d轨道全满，最外层有一个s电子： 。
⑷ 某元素＋3价离子和氩原子的电子排布相同： 。
⑸ 某元素＋3价离子的3d轨道半充满： 。
17．若元素原子最外层仅有一个电子，它的量子数为：n＝4、l＝0、m＝0、ms＝。
⑴ 符合上述条件的元素可以有几种？原子序数各为多少？
⑵ 写出相应元素原子的电子排布，并指出在周期表中的位置(周期、族、区)、最高正价、金属或非金属。
18．已知甲、乙、丙丁四种元 ( http: / / www.21cnjy.com )素，其中甲为第4周期元素与丁能形成原子比为1∶1的化合物。乙为第4周期d区元素，其最高正价为＋7。丙与甲同周期，并具有相同的最高正化合价。丁为所有元素中最活泼的非金属元素。填写下表：
元素 价电子排布 周期 族 金属或非金属
甲
乙
丙
丁
19.设X、Y、Z代表3种元素。已知：①X+ ( http: / / www.21cnjy.com )和Y-两种离子具有相同的电子层结构； ②Z元素原子核内质子数比Y元素原子核内质子数少9个；
③Y和Z两元素可以形成四核42个电子的负一价阴离子。据此，请填空：
⑴Y元素是 ，Z元素是 。
⑵由X、Y、Z三元素所形成的含68个电子的盐类化合物之化学式是
20．短周期主族元素A、B、C、D的原子序数依次增大，其中A、C同主族，B、C、
D同周期，A原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，B是短周期元素中原子半径
最大的主族元素。试回答下列问题：
（1）A的元素符号 ；D的原
子结构示意图 。
（2）A、B、C三种元素形成的简单离子的半径由大到小的顺序是 。
（3）A、B、C、D形成的化合物B2 ( http: / / www.21cnjy.com )A2、CD2、D2A、DA2中，各原子都满足最外层8电子结构的是 （请填写具体的化学式）
（4）CA2与D元素的单质在水溶液中反应的化学方程式是 。
21.A元素的单质的化学性质活泼,A元素的原 ( http: / / www.21cnjy.com )子在本周期中原子半径最大.B元素的氧化物2.0g恰好跟100mL0.50mol/L硫酸完全反应.B元素单质跟D元素单质反应生成化合物BD2.根据以上事实填写下列空白:
A的原子结构示意图 ;C原子的电子排布式 ;BD2的电子式 .
若向C的氧化物的水化物中加入A的氧化物的水化物,则溶液显碱性.C的氧化物的水化物化学式是 。
22．请用四个量子数表示原子序数为24的元素的每个价电子的运动状态.
参考答案
第2节 原子结构与元素周期表
1. D 2. B 3. D 4. C 5. B 6. C
7．(1)1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5
(2) 1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1
(3)1s22s22p63s23p63d104s24p4或[Ar] 3d104s24p4
(4) 1s22s22p63s ( http: / / www.21cnjy.com )23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p1或[Xe]4f145d106s26p1
8．（1）第3周期第ⅥA 族
(2)第5周期第ⅣA族
（3）第4周期第ⅤB族
（4）第4周期第ⅠB族
9．主量子数（n）, 主量子数(n)及角量子数（l）
10．s区、p区、d区、ds区、f区；ns1 ( http: / / www.21cnjy.com )-2、ns2np1-6、(n-1)d1-9ns1-2、(n-1)d10ns1-2、(n-2)f0-14(n-1)d0-2ns2
11．（1）s区、金属
（2）p区、非金属（n≥6为金属）
（3）d区、金属
（4）d区、金属
12．
原子序数 元素符号 电子层排布 周期 族 最高正价 未成对电子数 金属或非金属
9 F [He]2s22p5 2 ⅦA 1 非金属
15 P [Ne]3s23p3 3 ⅤA ＋5 3 非金属
24 Cr [Ar]3d54s1 4 ⅥB ＋6 6 金属
80 Hg [Xe]5d106s2 6 ⅡB ＋2 0 金属
13．在氢原子中 E3s＝E3p＝E3d , 在多电子原子中E3s＜E3p＜E3d
14．Z＝19，（2、8、9）有错误，因为最外层不能超过8个电子。应为2、8、8、1。
Z＝22,(2、10、8、2)有错误，因为每一电子层最多可容纳2n2个电子，所以L层电子数应为8，不能为10，应为2、8、10、2。
Z＝30无错误。
Z＝33,(2、8、20、3)有错误，因为次外层不能超过18个电子。应为2、8、18、5。
Z＝60,(2、8、18、 ( http: / / www.21cnjy.com )18、12、2)有错误，因为当n＝6时，E6s＜E4f＜E5d＜E6p ,填5d前要填4f，次外层为12个电子即有d电子，则倒三层必有f电子，即倒三层电子数必大于18,应为2、8、18、22、8、2。
15．该元素原子的电子层排布为：1s22s22p63s23p63d104s24p3
（1）33，3（2）4，8，18（3）4s24p3
16．（1）具有p6（即np6）排布的是稀有气体元素（He除外）。
（2）符合n＝4，l＝0(即4s)轨道上2个电子和n＝3，l＝2轨道（即3d）上有5个电子的排布是锰Mn。
（3）具有(n－1)d10ns1排布的元素是ⅠB族元素。
（4）该元素是钪Sc。
（5）该元素是Fe。
17．⑴ 根据题意知这类元素原子最外层电子排布为4s1，所以它们可能是K、Cr、Cu三种元素，其原子序数是19、24、29。
⑵ K：1s22s22p63s23p64s1，第4周期，ⅠA族，s区，最高正价＋1，是金属元素。
Cr：1s22s22p63s23p63d54s1，第4周期，ⅥB族，d区，最高正价＋6，是金属元素。
Cu：1s22s22p63s23p63d104s1，第4周期，ⅠB族，ds区，最高正价＋3，是金属元素。
18．
元素 价电子排布 周期 族 金属或非金属
甲 4s1 4 ⅠA 金属
乙 3d54s2 4 ⅦB 金属
丙 4s24p5 4 ⅦA 非金属
丁 2s22p5 2 ⅦA 非金属
19.⑴Cl（氯），O（氧） ⑵ KClO3
20．（1）O；
（2）S2－＞O2－＞Na+
（3）Na2O2、SCl2、Cl2O
（4）SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO
21.A:
22．24号元素为Cr,价电子结构为 3d54s1.
3d轨道: n l m ms
3 2 -2 + (或全为- )
3 2 -1 +
3 2 0 +
3 2 +1 +
3 2 +2 +
4s轨道: 4 0 0 + (或为- )
+17
8
2
7
+11
8
2
1第3节 原子结构与元素性质
【目标聚焦】
1．掌握元素电离能、亲和能的涵义，能用元素的电离能说明元素的某些性质。
2．掌握电负性的涵义，能用电负性判断元素的性质。
3．通过电离能和电负性的学习，进一步理解元素性质与原子结构的关系。
4. 初步认识物质的结构与性质之间的关系，知道物质结构的研究有助于发现具有预期性质的新物质。
【学海导航】
1．气态原子或离子
叫电离能，常用符号 表示，单位为 。
2．处于基态的气态原子失去一个电子，生成 ，所需要的能量称为 。
3．根据电离能的定义可知，电离能越小 ( http: / / www.21cnjy.com )，表示在气态时该原子 ，反之，电离能越大，表明
，同一周期从左到右，元素的第一电离能总体上具有
的趋势，同一主族从上到下，第一电离能 。
4．元素的一个气态原子
称为亲和能。
5．电负性是
，电负性小于2的，大部分是 ，大于2的
电负性越 ，非金属性越活泼；越小 越活泼。
6．利用电负性可以判断化合物中元素化
合价的正负，电负性大的易呈现
价，小的易呈现 价。
7．利用元素的电负性可以判断化学键 ( http: / / www.21cnjy.com )的性质。电负性差值大的元素原子间形成的主要是 键，电负性差值小或相同的非金属原子之间形成的主要是 键；当电负性差值为零时，通常形成
键，不为零时易形成 键。
8．元素原子核外电子俳布的周期性变化导致元素的一些基本特性如 、 、
、 等的周期性变化。
9.讨论稀有元素化合物的发现给我们什么启示？
10.阅读与讨论：门捷列夫对新元素的神奇预测。
11.查阅有关元素的电负性资料，解释元素的“对角线”规则，列举实例予以说明。
【思维点拨】
【例题1】已知元素电负性的差值超过1.7，则形成离子键，小于1.7形成共价键，请指出下列原子之间键的性质。
⑴ B（1.6）和F（4.0）
⑵ Al(1.6)和Cl(3.1)
⑶ Ca(1.0)和S(2.58)
⑷ C(2.6)和O(3.5)
【解答】根据给出的信息，电负性差值超过 ( http: / / www.21cnjy.com )1.7则为离子键，小于1.7则为共价键，然后算出⑴差值为2.4，⑵为1.5，⑶为1.58，⑷为1.1，所以⑴为离子键，⑵为共价键，⑶为离子键 ，⑷为共价键。
【例题2】已知O为电负性为3.5，Cl为3.1，但Cl2远比O2活泼，请加以解释。
【解答】O2 和Cl2分子参加反应前必须先拆成原子，因为O2中键能远大于Cl2，尽管O原子比Cl原子活泼，但O2分子参加反应却比较困难。
【知能达标】
1．原子失去电子能力最强的是（ ）
A. Na B. Mg
C. Al D. K
2．鲍林的电负性是以最活泼的非金属元素作为标度计算出来的，该元素是 （ ）
A. 氧 B. 氯
C. 氟 D. 硫
3．原子的第一电离能为I1，第二电离能为I2，它们大小关系通常为 （ ）
A. I1＝I2 B. I1＜I2
C. I1＞I2 D. 不能确定
4．下列说法不正确的是 （ ）
A. 第一电离能的周期性递变规律是原子半径、化合价、电子徘布周期性变化的结果
B. 通常元素的第一电子亲和能为正值，第二电子亲和能为负值
C. 电负性是相对的，所以没有单位
D. 分析元素电负性数值可以看出，金属元素的电负性较大，非金属元素的电负性较小
5．下列对铯（Cs）的性质预测正确的是（ ）
A. 铯的熔点很高
B. 它只存在一种氯化物
C. 它的碳酸盐都易溶于水
D. 氯化铯难溶于水
6．关于元素周期律和元素周期表的下列说法，正确的是 （ ）
A. 目前发现的所有元素占据了周期表里全部位置，不可能再有新的元素被发现
B. 元素的性质随着原子序数的增加而呈周期性变化
C. 俄国化学家道尔顿为元素周期表的建立作出了巨大的贡献
D. 同一主族的元素从上到下，金属性呈周期性变化
7．元素原子核外电子排布的周期性 ( http: / / www.21cnjy.com )变化导致元素的一些基本特性如 、 、 、 的周期性变化。
8．电负性差值大的元素原子之间形成的化学键是 键，电负性相同或差值小的非金属元素原子之间形成的化学键是
键；电负性相等或相近的金属元素原子之间以 键结合。
9．某金属元素的最高价氧化物对应水化物的分子式为 HnXOm ，则X元素的族序数是 ，它的最高价氧化物的分子式为
或 ，氢化物的分子式是
10．不同元素的原子在分 ( http: / / www.21cnjy.com )子内吸引电子的能力大小可用一定数值X来表示，若X越大，起原子吸引电子的能力越强，在所形成的分子中成为负电荷一方。下面是某些短周期元素的X值：
元素 Li Be B C O F
X 值 0.98 1.57 2.04 2.53 3.44 3.98
元素 Na Al Si P S Cl
X 值 0.93 1.61 1.90 2.19 2.58 3.16
⑴ 通过分析X值变化规律，确定N、Mg 的X值范围：
＜X(Mg)＜ ， ＜X(N)＜ 。
⑵ 推测X值与原子半径的关系是 ；根据短周期元素的X值变化特点，体现了元素性质的 变化规律。
⑶ 某有机物结构式为 ，其中S—N中，你认为共用电子对偏向谁？
（写原子名称）。
⑷ 经验规律告诉我们当成键的两原 ( http: / / www.21cnjy.com )子响应元素的差值△X＞ 1.7时，一般为离子键，当△X＜1.7时，一般为共价键，试推断AlBr3中化学键类型是 。
⑸ 预测元素周期表中，X值最小的元素位置： （放射性元素除外）。
11．短周期元素A、B、C、D， ( http: / / www.21cnjy.com )它们的原子序数依次增大。其中A、C与B、D分别是同主族元素。又知B、D两元素的原子核中质子数之和是A、C两元素原子核中质子数和的2倍。这四种元素的单质中有2种气体，2种固体。
（1）写出元素符号：A ；D ；
（2）写出两种均含有A、B、C、D四种元素的化合物相互作用逸出气体的离子方程式。
（3）A、C组成的化合物，常作为野外考察的取氢（H2）剂。试写出该化合物的电子式 ；该化合物中加入适量的水，即可形成氢气。写出制氢化学方程式 ；经研究发现，该化合物中加入某些单质（如：Si、Al），再加水，可以成倍地产生氢气。现取1mol该化合物中加入适量的单质硅，产生氢气 ____________mol。
12．写出24号元素的电子排布式,并指出该元素是第几周期.第几族(主.付).金属.非金属,最高氧化数是几.
13．元素电负性意义是什么 电负性数据应用在哪些方面
14．从原子结构解释,第二周期元素中的Be与B,N与O的第一电离能出现不符合规律的现象.
参考答案
第3节 原子结构与元素性质
1. D 2. C 3. B 4. D 5. C 6. B
7. 电离能，电子亲和能，电负性，化合价
8．离子；共价；金属
9．2m－n X2O(2m－n) XO(2m－n)/2
XH(8－2m＋n) 、H(8－2m＋n)X
10．0.93＜X(Mg ( http: / / www.21cnjy.com ))＜1.61，2.55＜X(N)＜3.44；同周期（同主族）中，X值越大，其原子半径越小；同周期；氮原子；共价键；第六周期第IA族
11．（1）H、S （2）HSO3-+H+=SO2+H2O
（3）Na+[H:]-
NaH+H2O=NaOH+H2； 2
12．1s22s22p63s23p63d54s1,第四周期,第六付族,金属元素,最高氧化数为+6.
13。元素电负性意义:通常把原 ( http: / / www.21cnjy.com )子在分子中吸引成键电子的能力或本领叫元素电负性.元素电负性值越大,其原子吸引电子能力越强.在所形成的分子中就得到或靠近成键电子,成为负电荷一方,反之则反.
应用:
判断元素金属性和非金属性.一般 ( http: / / www.21cnjy.com )以电负性值2为判断标准.>2一般为非金属,越大,非金属性越强;<2一般为金属,越小,金属性越强. 预估化合物中化学键类型,若形成化合物的两种原子电负性相差>1.7为离子键,<1.7为共价键.
14．Be与B,N与O虽同样电离第 ( http: / / www.21cnjy.com )一个电子,但这个电子在原子中的环境不完全相同,Be(2s2)s能级全充满是稳定状态,而B(2s22p1)电离一个p电子造成全空较稳定状态,所以Ⅰ1(B)<Ⅰ1(Be).N的2p3能级具有半充满稳定状态.电离一个电子困难,而它后面的O(2p4)则失掉一个p电子变成半满稳定结构,故Ⅰ1(O)<Ⅰ1(N)出现了不符合规律的现象.
O
＝
C6H5—S—NH2第1章 原子结构 测试题
（满分100分，时间90分钟）
一、选择题(本题包括15小题，每小题2分，共30分。每小题只有一个选项符合题意)
1．n、l、m确定后，仍不能确定该量子组合所描述的原子轨道的 （ ）
A. 数目 B. 形状
C. 能量 D. 所填充的电子数目
2．关于下列对四个量子数的说法正确的是 （ ）
A. 电子的自旋量子数是 ，在某一个轨道中有两个电子，所以总自旋量子数是1或是0
B. 磁量子数m＝0的轨道都是球形的轨道
C. 角量子数l的可能取值是从0到n的正整数
D. 多电子原子中,电子的能量决定于主量子数n和角量子数l
3．在主量子数为4的电子层中，能容纳的最多电子数是 （ ）
A. 18 B. 24
C. 32 D. 36
4．下列原子中电离能最大的是（ ）
A. Be B. C
C. Al D. Si
5．氢原子的3d和4s能级的能量高低是（ ）
A. 3d＞4s
B. 3d＜4s
C. 3d＝4s
D. 无3d、4s轨道，无所谓能量高低
6．在下面的电子结构中,第一电离能最小的原子可能是 （ ）
A. ns2np3 B. ns2np5
C. ns1 D. ns2np6
7．下面各系列哪一个是按电离能增加的顺序排列的 （ ）
A. C、P、Se B. O、F、Ne
C. B、Be、Li D. Li、Na、K
8．表示一个原子在第三电子层上有10个电子可以写成 （ ）
A. 310
B. 3d10
C. 3s23p63d2
D. 3s23p64s2
9．下列原子或离子中,半径最大的是（ ）
A. P B. S2－
C. Mg2＋ D. Cl－
10．氧原子的第一电子亲和能和第二电子亲和能 （ ）
A. 都是正值
B. E1为正值，E2为负值
C. 都是负值
D. E1为负值，E2为正值
11．有A、B和C三种主族元素，若A元素 ( http: / / www.21cnjy.com )阴离子与B、C元素的阳离子具有相同的电子层结构，且B的阳离子半径大于C，则这三种元素的原子序数大小次序是 （ ）
A. B＜C＜A B. A＜B＜C
C. C＜B＜A D. B＞C＞A
12．第六周期元素最高能级组为（ ）
A. 6s6p B. 6s6p6d
C. 6s5d6p D. 4f5d6s6p
13．下列基态原子的电子构型中，正确
的是 （ ）
A．3d94s2 B．3d44s2
C．4d105s0 D．4d85s2
14．下列各组元素按电负性大小排列正确的是 （ ）
A．F＞N＞O B．O＞Cl＞F
C．As＞P＞H D．Cl＞S＞As
15．第四周期元素原子中未成对电子数最多可达 （ ）
A．4个 B．5个
C．6个 D．7个
二、选择题(本题包括5小题，每小题3分，共15分。每小题有1~2个选项符合题意)
16．下列电负性大小顺序错误的是（ ）
A. Cu＞Ag B. As＜P
C. Si＞C D. Hg＞Zn
17．下列用核电荷数表示出的各组元素，有相似性质的是 （ ）
A. 19和55 B. 6和14
C. 16和17 D. 12和24
18．X.Y是短周期元素，两者能组成化合物X2Y3，已知X的原子序数为n，则Y的原子序数为（ ）
A. n＋11 B. n－11
C. n－6 D. n－5
19．对于多电子原子来说，下列说法正确的是 （ ）
A. 主量子数n决定原子轨道的能量
B. 主量子数n是决定原子轨道能量的主要因素
C. 主量子数n值愈大,轨道能量正值愈大
D. 主量子数n决定角量子数l的取值范
20．某元素基态原子失去3个电子后，角量子数为2的轨道半充满，其原子序数为
（ ）
A．24 B．25
C．26 D．27
三、(本题包括3小题，共14分)
21.(4分)周期表中s区，p区，d区和d ( http: / / www.21cnjy.com )s区元素的价电子构型分别为 ， ， 和 。
22.(4分)第四周期元素中，4p轨道半充 ( http: / / www.21cnjy.com )满的是 ，3d轨道半充满的是 ，4s轨道半充满的是 ，价层中s电子数与d电子数相同的是 。
23.(6分)比较原子轨道的能量高低：
氢原子中，E3s E3p，E3d E4s；
钾原子中，E3s E3p，E3d E4s；
铁原子中，E3s E3p，E3d E4s。
四、(本题包括3小题，共16分)
24. (8分)写出下列元素原子的电子排布式，并给出原子序数和元素名称。
(1) 第三个稀有气体:
；
(2) 第四周期的第六个过渡元素:
；
(3) 电负性最大的元素:
；
(4) 4p半充满的元素:
；
(5) 含有半充满p亚层的最轻原子:
；
(6) 某元素最外层有2个 ( http: / / www.21cnjy.com )电子的量子数为n＝4，l＝0和8个电子的量子数为n＝3，l＝2:
。
25. (4分) 主族元素原子的价电子 ( http: / / www.21cnjy.com )层结构特征是_____________________，副族元素原子的价电子层结构特征是________________
26. (4分)某元素在氪之前，该 ( http: / / www.21cnjy.com )元素的原子失去二个电子后的离子在角量子数为2的轨道中有一个单电子，若只失去一个电子则离子的轨道中没有单电子。该元素的符号为 ，其基态原子核外电子排布为 ，该元素在 区，第 族。
五、(本题包括3小题，共25分)
27. (6分)有第四周期的A，B ( http: / / www.21cnjy.com )，C，D四种元素,其价电子数依次为1，2，2，7。其原子序数按A，B，C，D顺序增大，已知A与B的次外层电子数为8，而C与D的次外层电子数为18，根据结构判断并用元素符号或化学式回答下列问题：
⑴ 哪些是金属元素？
⑵ D与A的简单离子是什么
⑶ 哪一种元素的氢氧化物碱性最强
⑷ B与D二原子间能形成何种化合物 写出其化学式。
28. (6分)有A、B、C、D四种元素。其 ( http: / / www.21cnjy.com )中A为第四周期元素，与D可行成1∶1和1∶2原子比的化合物。B为第四周期d区元素，最高化合价为7。C和B是同周期的元素，具有相同的最高化合价。D为所有元素中电负性第二大的元素。试写出四种元素的元素符号和名称，并按电负性由大到小排列之。
29. (7分)A、B、C ( http: / / www.21cnjy.com )三种元素的原子最后一个电子填充在相同的能级组轨道上，B的核电荷比A大9个单位，C的质子数比B多7个；1 mol的A单质同酸反应置换出1g氢气，同时转化为具有氩原子的电子层结构的离子。判断A、B、C各为何元素，并写出A、B分别与C反应的化学方程式。
30．(6分)有四种化合物W、X、Y、Z，它们是由短周期元素A、B、C、D、E中的两种
元素组成。已知：
（1）A、B、C、D、E的原子序数依次增大，且A、D同主族，C、E同主族；B、C同周期；
（2）W由A、B组成，其分子中原子个数比为A：B=4：1，常温为气态。
（3）X由A、C组成，其分子中原子数比为A：C=1：1
（4）Y是C、D形成的离子化合物，且Y晶体中相应元素的原子个数比为1：1
（5）Z是由D、E形成的离子化合物，其中阳离子比阴离子少一个电子层，阳离子数与阴离
子数之比为2：1
则B为 ，W为 ，X的结构式 Y的电子式为
。
参考答案
第1章 原子结构 测试题
1. D 2. D 3. D 4. B 5. B 6. C 7. B 8. C 9. B 10. D 11. A 12. D 13. C 14. D 15. C
16. AC 17. AB 18. AD 19. BD 20. C
21. ns1～2；ns2np1～6；
(n－1)d1～9ns1～2；(n－1)d10ns1～2
22. As；Cr和Mn；K、Cu和Cr；Ti
23. ＝；＜；＜；＞；＜；＜
24. 氩：18Ar，1s22s22p63s23p6；
铁：26Fe,[Ar]3d64s2；
氟：9F，[He]2s22p5；
砷：As[Ar]3d104s24p3；
氮：7N，1s22s22p3；
镍：28Ni，[Ar]3d84s2
25． ns1-2或ns2np1-6 (n-1)d1-10ns1-2
26. Cu；[Ar]3d104s1；ds；ⅠB
27. (1) K、Ca、Zn； (2) Br—，K＋；
(3) KOH； (4) 离子化合物，CaBr2
28. 钙Ca，锰Mn，溴Br，氧O；O＞Br＞Mn＞Ca
29. K、Ni、Br；2K＋Br2 2KBr，
Ni＋Br2 NiBr2
30．B：碳（C） W：CH4
X：H—O—O—H
Y：Na+[ ]2－Na+
△
△选修三 物质结构与性质
第1章 原子结构
第1节原子结构模型
【目标聚焦】
1．了解原子核外电子的运动状态，学会用四个量子数来表示核外电子的运动状态；
2．知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，知道原子核外电子跃迁会吸收或放出光子，并了解其应用。
3．了解原子吸收和发射光谱分析。知道原子核外电子的能量是量子化的，了解原子核外电子的排布规律。
4.了解人类探索物质结构的历程，认识从原子、分子等层次研究物质的意义。讨论模型方法在探索原子结构中的应用。
5. 知道物质是由微粒构成的,了解研究物质结构的基本方法和实验手段。
【学海导航】
1．所谓连续光谱是指
，例如 ；而线状光谱是指 ，例如 。
2．为了解释原子的稳定性和
的实验事实，丹麦科学家波尔在 原子模型的基础上提出了 的原子结构模型，该理论的重大贡献在于指出了原子光谱源自 在不同能量的 上的跃迁，而电子所处的 的能量是 。
3．光的频率与能量的关系式是
，其中各物理量的含义是E ，h ，P ，ν波动性的频率，λ 。这样通过这个关系式就将微观粒子的 和波动性统一起来了。
4.求解原子中电子运动的
，就能 ( http: / / www.21cnjy.com )得到描述单个电子运动状态的 ，人们就将描述单电子运动状态的 称为原子轨道， 称为（原子）轨道能。
5.p轨道的在三维空间的轮廓图形是在空 ( http: / / www.21cnjy.com )间的极大值沿某个 的方向伸展，有人形象地称p轨道为 。
6.4p轨道的主量子数为 ，角量子数为 ，该亚层的轨道最多可以有 种空间取向，最多可容纳 个电子。
7.核外电子的运动状态是由
四个量子数决 ( http: / / www.21cnjy.com )定的。其中，主量子数n决定 ，n的取值为 …，对应的符号为
…，并将n值所表示的电子运动状态称为 。
角量子数l决定 ，在多电子原子中，角量子数l与 一起决定着原子轨道的能量，对于确定的n值，l的取值共 个，分别是 …，对应的符号为 …。
磁量子数m决定 ，对每一个确定的l，m值可取 ，…，共 个值；电子的 具有
角动量，相应地有 。处于同一原子轨道上的电子自旋状态只有
种，分别用 来表示。
8.认同“物质结构的探索是无止境的”观点。收集有关20世纪科学家在物质结构探索方面的资料。
【思维点拨】
【例题1】下列各电子层中不包含d亚层的是
A．N电子层 B．M电子层
C．L电子层 D．K电子层
【解答】本题考查学生对四个量子数的掌握情 ( http: / / www.21cnjy.com )况。在一个多电子的原子中，若两个电子所占据原子轨道的n、l相同，就表明这两个电子具有相同的能量，我们就用电子亚层(或能级)来表达n、l相同电子运动状态。对于确定的n值，l的取值就有n个：0、1、2、3…、(n-1)，对应符号为s、p、d、f…。所以，当n＝1(K电子层)时，l＝0，即为s亚层；当n＝2(L电子层)时，l＝0，1，即为s亚层和p亚层；当n＝3(M电子层)时，l＝0，1，2，即为s亚层、p亚层和d亚层；当n＝4(N电子层)时，l＝0，1，2，3，即为s亚层、p亚层、d亚层和f亚层。
【答案】CD
【例题2】下列说法是否正确？如不正确，应如何改正？
(1) s电子绕核旋转，其轨道为一圆圈，而p电子是走∞字形。
(2) 主量子数为1时，有自旋相反的两条轨道。
(3) 主量子数为3时，有3s、3p、3d、3f四条轨道。
【解答】本题是涉及电子云及量子数的 ( http: / / www.21cnjy.com )概念题。必须从基本概念出发，判断正误。 (1)不正确，因为电子运动并无固定轨道。应改为：s电子在核外运动电子云图像或概率分布呈球型对称，其剖面图是个圆。而p电子云图或概率分布呈哑铃型，其剖面图是∞形。(2)不正确，因为n＝1，l＝0，m＝0，只有一个1s原子轨道。应改为主量子数为1时，在1s原子轨道中有两个自旋相反的电子。(3)不正确，因为n＝3时，l只能取0、1、2，所以没有3f。另外3s、3p、3d的电子云形状不同，3p还有m＝0、±1三种空间取向不同的运动状态，有3个原子轨道，3d有m＝0、±1、±2五种空间取向，有5个原子轨道。因此应改为：主量子数为3时，有9个原子轨道。
【知能达标】
1．下列电子层中，原子轨道的数目为4的是 （ ）
A．K层 B．L层
C．M层 D．N层
2．下列关于电子云的说法不正确的是( )
A. 电子云是描述核外某空间电子出现的几率密度的概念;
B. 电子云是电子在核内外空间出现的几率和几率密度
C. 电子云有多种图形,黑点图只是其中一种;
D. 电子就象云雾一样在原子核周围运动,故称为电子云.
3．描述一确定的原子轨道（即一个空间运动状态），需用以下参数 （ ）
A. n、l
B. n、l、m
C. n、l、m 、ms
D. 只需n
4．N＝4时，m的最大取值为 （ ）
A. 4 B. ±4
C. 3 D. 0
5．原子中电子的描述不可能的量子数组
合是 （ ）
A. 1，0，0，
B. 3，1，1，
C. 2，2，0，
D. 4，3，－3，
6．多电子原子中，在主量子数为n，角量子数为l的分层上，原子轨道数为（ ）
A. 2l＋1
B. n－1
C. n－l＋1
D. 2l－1
7．玻尔理论不能解释 （ ）
A. H原子光谱为线状光谱
B. 在一给定的稳定轨道上，运动的核外电子不发射能量----电磁波
C. H原子的可见光区谱线
D. H原子光谱的精细结构
8． P轨道电子云形状正确叙述为( )
A. 球形对称;
B. 对顶双球;
C. 极大值在X.Y.Z轴上的双梨形;
D. 互相垂直的梅花瓣形.
9．首次将量子化概念应用到原子结构，并解释了原子的稳定性的科学家是（ ）
A. 道尔顿
B. 爱因斯坦
C. 玻尔
D. 普朗克
10．在多电子原子中，具有自下列各组量子数的电子中能量最高的是 （ ）
A．3，2，＋1，
B．2，1，＋1，
C．3，1，0，
D．3，1，－1，
11. 写出具有下列指定量子数的原子轨道符号: A.n=4,l=1____________
B.n=5,l=2 ____________
12．3d亚层中原子轨道的主量子数 ( http: / / www.21cnjy.com )为 ，角量子数为 ，该亚层的原子轨道最多可以有 种空间取向，最多可容纳 个电子。
13．写出具有下列指定量子数的原子轨道符号：
⑴ n＝2，l＝1 ；
⑵ n＝3，l＝0 ；
⑶ n＝5，l＝2 ；
⑷ n＝4，l＝3 。
14． 当n=4时,L的可能值是多少 2. 当n=4时,轨道的总数是多少 各轨道的量子数取值是什么
15．宏观物体相对于微观粒子而言，它的运动特点是 、
。而微观粒子的 、 ，这就使它与宏观物体具有截然不同的性质——同时具有
和 ，并且微观粒子的
可以通过
实验得到了证明。
探索提高
16．对于原子中的电子，下面哪些量子数组是容许的 （ ）
A. n＝3，l＝1，m＝－1
B. n＝3，l＝1，m＝2
C. n＝2，l＝2，m＝－1
D. n＝6，l＝0，m＝0
17．关于下列对四个量子数的说法正确的是( )
A. 电子的自旋量子数是 ,在某一个轨道中有两个电子,所以总自旋量子数是1或是0
B. 磁量子数m=0的轨道都是球形的轨道
C. 角量子数l的可能取值是从0到n的正整数
D. 多电子原子中,电子的能量决定于主量子数n和角量子数l
18．2p轨道的磁量子数可能有（ ）
A. 1，2
B. 0，1，2
C. 1，2，3
D. 0，＋1，－1
19． n.l.m确定后,仍不能确定该量子数组合所描述的原子轨道的( )
A. 数目 B. 形状
C. 能量 D. 所填充的电子数目
20． 简述主量子数的意义.
21．简述角量子数的意义.
22．简述磁量子数的意义.
23．假定有下列电子的各组量子数，其中n正确，请指出哪几组不能存在，为什么？
1 2 3 4 5 6
n 1 3 3 2 2 4
l 1 1 2 0 -1 3
m 1 2 1 0 1 2
ms －1 +1/2 -1/2 0 +1/2 2
24．（1） 当n＝4时，l的可能值是多少 （2）当n＝4时，轨道的总数是多少？各轨道的量子数取值是什么
参考答案
第1节 原子结构模型
1. B 2. D 3. B 4. C 5. C 6. A 7. D 8. C 9. C 10. A
11.A. 4p B. 5d
12. 3；2；5；10
13. ⑴ 2p；⑵ 3s；⑶ 5d；⑷ 4f
14．(1)当n=4时,L的可能值是0.1.2.3.
(2) 当n=4时,轨道总数:
L=0时只有1条轨道;L=1时有：-1.0.+1;
L=2时有：-2.-1.0.+1.+2;
L=3时有-3.-2.-1.0.+1.+2.+3.所以共有16条轨道.
15. 质量很大；运动速率较慢；有确定的运动轨迹；质量非常小；运动速率很快；粒子性；波动性；波动性；电子被镍单晶衍射(或铝箔的电子衍射)
16. AD 17. D 18. D 19．D
20．主量子数n与电子的能量 ( http: / / www.21cnjy.com )有重要关系.单电子原子电子能量完全由n决定,E=-eV,多电子原子中电子能量主要取决于n,但l也与能量有关.同一原子内n相同的电子,在相同的空间运动,称为同一电子层.
21．l决定原子轨道的形状(角向分布图形状).
l=0为s轨道.原子轨道的角向分布图为球形对称;
l=1为p轨道,原子轨道的角向分布图为对顶双球形;
l=2为d轨道.原子轨道的角向分布图为梅花瓣形;
l=3为f轨道,原子轨道的角向分布图较复杂.
另外在多电子原子中l还和n一起决定电子的能量.
22．磁量子数m与原子线状 ( http: / / www.21cnjy.com )光谱在外磁场作用下发生分裂有关.所以叫磁量子数.磁量子数m表示原子轨道在空间的伸展方向.这是由于n相同,l相同,即原子轨道能量相同,形状一样,但在空间方向不同,其角动量在Z轴上的分量才不同.
23. 第1组不存在，对于确定的n值，l可取0～(n-1)，当n＝1时，l只能等于0；
第2组不存在，因为对于每一个确定的n、l值，m可取0，±1，±2，…±l，该组中l＝1，所以，m只能取0，±1；
第3组存在；第4组存在；
第5组不存在，对于确定的n值，l可取0～(n－1)，不可取负数；
第6组不存在，因为自旋量子数ms只能取±1/2两个值。
24.(1)当n＝4时，l的可能值是0，1，2，3
(2) 当n＝4时，轨道总数：
l＝0时只有1条轨道；
l＝1时有：－1，0，＋1；
l＝2时有：－2，－1，0，＋1，＋2；
l＝3时有－3，－2，－1，0，＋1，＋2，＋3，所以共有16条轨道。
量子数
组

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