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专题一　原子结构与元素“位、构、性”相互推断
热点一　原子结构与元素性质
1.(1)(2024·新课标卷)Ni基态原子价电子的轨道表示式为　　　　　　　　　　　　。
(2)(2024·河北卷)钒原子的价层电子排布式为
　　　　　　　　　　　　。
答案　(1) 　(2)3d34s2
2.(2023·北京卷)比较S原子和O原子的第一电离能大小,从原子结构的角度说明理由:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
答案　I1(O)>I1(S),氧原子半径小,原子核对最外层电子的吸引力大,不易失去一个电子
3.(2022·河北卷)Cu与Zn相比,第二电离能与第一电离能差值更大的是　　　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
答案　Cu　Cu的第一电离能失去的是4s1电子,第二电离能失去的是3d10的电子,Zn的第一电离能失去的是4s2电子,第二电离能失去的是4s1的电子,失去2个电子后Zn2+的3d10电子处于全充满状态
高考热点:在原子结构部分主要命题点有电子排布式或排布图的书写,元素在周期表的位置规范书写,电离能、电负性大小的比较,并能用原子结构知识解释物质性质及化学现象。
1.熟练规范书写前四周期元素的电子排布式、电子排布图等。
[举例]　几种基态原子或离子常见的表示方法。
(1)电子排布式
(2)价电子排布式
(3)电子排布图
2.元素的电离能
(1)同周期从左到右,第一电离能有逐渐增大的趋势,稀有气体的第一电离能最大,碱金属的第一电离能最小。
(2)同主族从上到下,第一电离能有逐渐减小的趋势。
(3)同能级的轨道为全满、半满时第一电离能较相邻元素要大,即第ⅡA族、第 ⅤA族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素。
3.元素的电负性
(1)同周期从左到右,主族元素电负性逐渐增大。
(2)同主族从上到下,元素电负性呈现减小的趋势。
4.电离能变化归因分析——答题模板
(1)电离能与原子结构
答题策略:从原子核对最外层电子的吸引力来判断。
答题模板:A原子比B原子的半径大,且A原子的核电荷数比B原子的小,所以A原子对最外层电子的吸引力小于B, 故第一电离能A小于B。
(2)电离能与半充满、全充满
答题策略:能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)时,比较稳定,难失电子。
答题模板:A原子的价层电子排布式为×××,处于半充满(全充满),比较稳定,难失电子,×××电离能大。
1.Cd为第48号元素,Cd在元素周期表中的位置为　　　　　　,电子占据的最高能级的原子轨道的电子云轮廓图的形状为　　　　　　。
答案　第五周期ⅡB族　球形
2.(2025·湖南多校高三联考,节选)氮气的活化与转化是现代化学领域极具挑战的课题之一。
(1)基态15N核外有　　　　　　个运动状态不同的电子;某学生将基态硅原子核外电子轨道表示式画为 ,该轨道表示式违反了　　　　　　。
(2)Li原子的核外电子由状态变化为
状态所得原子光谱为　　　　　　(填“发射”或“吸收”)光谱。
(3)从原子结构角度解释电负性Si　　　　　　　　　　　　。
答案　(1)7　洪特规则　(2)吸收　(3)Cl的原子半径小于Si的,且Cl元素的核电荷数大于Si元素的,Cl原子对键合电子吸引能力更强,电负性更大
3.(2025·山东济南高三联考,节选)镍及其化合物应用广泛。回答下列问题:
(1)基态Ni原子的价电子排布式为　　　　　　　　　　　　。
已知第四电离能:I4(Fe)>I4(Ni),从原子结构的角度分析原因　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　。
答案　(1)3d84s2　Fe失去的是半满状态3d5上的一个电子
4.Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁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。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/(kJ·mol-1)
Li 520 Be 900 B 801
Na 496 Mg 738 Al 578
I1(Be)>I1(B)>I1(Li),原因是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
答案　Na与Li同族,Na的电子层数多,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的核电荷数大,原子半径小,较难失去电子,故第一电离能较大
5.检验K元素的方法是焰色试验,请用原子结构的知识解释产生此现象的原因:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
答案　当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高的能级,变成激发态原子,电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时,将以光的形式释放能量
热点二　元素“位、构、性”的相互推断
1.(2025·河南卷)我国科研人员合成了一种深紫外双折射晶体材料,其由原子序数依次增大的五种短周期元素Q、W、X、Y和Z组成。基态X原子的s轨道中电子总数比p轨道中电子数多1,X所在族的族序数等于Q的质子数,基态Y和Z原子的原子核外均只有1个未成对电子,且二者核电荷数之和为Q的4倍。下列说法正确的是(　　)
A.QY3为极性分子
B.ZY为共价晶体
C.原子半径:W>Z
D.1个X2分子中有2个π键
答案　D
解析　该晶体材料的组成元素Q、W、X、Y和Z为原子序数依次增大的五种短周期主族元素,基态X原子的s轨道中电子总数比p轨道中电子数多1,其电子排布式为1s22s22p3,则X为N元素;N处于元素周期表第ⅤA族,Q的质子数等于N所在族的族序数,则Q的质子数为5,Q为B元素;W处于B和N元素之间,则W为C元素;基态Y和Z原子的原子核外均只有1个未成对电子,且二者核外电子数(核电荷数)之和为Q的4倍,即二者的核外电子数之和为20,则基态Y原子的核外电子排布式为1s22s22p5,Y为F元素,基态Z原子的核外电子排布式为1s22s22p63s1,Z为Na元素。BF3的中心B原子价层电子对数为3,无孤电子对,其空间构型为平面正三角形,正、负电荷中心重合,因此BF3为非极性分子,A错误;NaF为离子晶体,B错误;同周期元素从左向右,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,因此原子半径:Na>C,C错误;N2中N原子之间为三键,因此1个N2分子中有2个π键,D正确。
2.(2025·安徽卷)某化合物的结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,其中X、Z位于同一主族。下列说法错误的是(　　)
A.元素电负性:X>Z>Y
B.该物质中Y和Z均采取sp3杂化
C.基态原子未成对电子数:WD.基态原子的第一电离能:X>Z>Y
答案　D
解析　W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,由X、Z位于同一主族,X、Z形成2个共价键知X为O、Z为S;W可形成1个共价键,Y可形成5个共价键,结合原子序数关系知,W为H、Y为P。同主族元素从上到下电负性逐渐减小,同周期元素从左到右电负性逐渐增大,故电负性:O>S>P,A正确;该化合物中P形成4个σ键,无孤电子对,S形成2个σ键,有2个孤电子对,故P和S均采取sp3杂化,B正确;基态H原子的价层电子排布式为1s1,基态O原子的价层电子排布式为2s22p4,基态P原子的价层电子排布式为3s23p3,则未成对电子数:HS、P>S,D错误。
3.(2025·广东卷)元素a~i为短周期元素,其第一电离能与原子序数的关系如图。下列说法正确的是(　　)
A.a和g同主族
B.金属性:g>h>i
C.原子半径:e>d>c
D.最简单氢化物沸点:b>c
答案　B
解析　同周期元素从左到右,第一电离能呈增大的趋势,第ⅡA族和第ⅤA族例外,由题图可知,c、h的第一电离能均大于其相邻同周期元素,又f和g的第一电离能相差较大,说明f和g不在同一周期,结合原子序数大小关系可知,a~i代表B~Al。a为B,g为Na,二者为不同主族元素,A错误;g、h、i分别为Na、Mg、Al,同周期主族元素从左到右,金属性逐渐减小,故金属性Na>Mg>Al,B正确;c、d、e分别为N、O、F,同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,原子半径:N>O>F,C错误;b为C,c为N,最简单氢化物分别为CH4、NH3,NH3分子间存在氢键,沸点升高,故最简单氢化物的沸点:NH3>CH4,D错误。
高考热点:元素推断题是每年高考热考的题型之一,主要考查物质结构、元素周期律、元素周期表、元素化合物的性质。解题时主要以原子(或离子、分子)结构、核外电子排布、元素化合物的特殊性质等为突破口,进行元素的推断,然后再进行粒子半径大小的比较,电离能、电负性大小的比较,化学键和晶体类型的判断,电子排布式的正误判断等。
1.“位—构—性”关系模型
2.周期表中元素核外电子排布特点
(1)熟记主族元素的价层电子排布式。
ⅠA:ns1;ⅡA:ns2;ⅢA:ns2np1;ⅣA:ns2np2;
ⅤA:ns2np3;ⅥA:ns2np4;ⅦA:ns2np5。
(2)掌握第四周期副族元素的价层电子排布式。
Sc:3d14s2;Ti:3d24s2;V:3d34s2;Cr:3d54s1;
Mn:3d54s2;Fe:3d64s2;Co:3d74s2;
Ni:3d84s2;Cu:3d104s1;Zn:3d104s2。
3.常考元素对应物质特殊性质与用途
推断信息 元素
空气中含量最多的元素;气态氢化物的水溶液呈碱性的元素;气态氢化物与最高价含氧酸反应生成盐的元素 氮
地壳中含量最多的元素;简单氢化物的沸点最高的元素;氢化物在通常状况下呈液态的元素 氧
最活泼的非金属元素;无正价的元素;无含氧酸的非金属元素;无氧酸可腐蚀玻璃的元素;气态氢化物最稳定的元素;阴离子的还原性最弱的元素 氟
地壳中含量最多的金属元素;最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应的元素 铝
良好的半导体材料,地壳中含量第二的元素,能跟强碱溶液反应,还能被氢氟酸溶解 硅
短周期元素中最高价氧化物对应的水化物酸性最强的元素 氯
4.结构式与元素的关系
(1)、、
(2)、、
(3)
1.(2025·八省联考四川卷)M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,M是宇宙中含量最多的元素,X的最高价含氧酸具有强氧化性,Y的基态原子价层电子数为其内层电子数的3倍,Z与Y同族。下列说法正确的是(　　)
A.电负性:Y>X>Z
B.第一电离能:Y>X>M
C.原子半径:Z>Y>X
D.简单气态氢化物的稳定性:X>Z>Y
答案　A
解析　M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,M是宇宙中含量最多的元素,则M为H元素;Y的基态原子价层电子数为其内层电子数的3倍,则Y为O元素;因为原子序数依次增大,X的最高价含氧酸具有强氧化性,则X为N元素;Z与Y同族,则Z为S元素。A.元素的非金属性越强,电负性越大,非金属性的强弱顺序为O>N>S,则电负性的大小顺序为O>N>S,故A正确;B.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,其中ⅡA>ⅢA、ⅤA>ⅥA,位于ⅤA族的氮元素的氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于同周期相邻元素,则氮元素的第一电离能大于氧元素,故B错误;C.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则氮原子的原子半径大于氧原子,故C错误;D.元素的非金属性越强,简单气态氢化物的稳定性越强,非金属性的强弱顺序为O>N>S,则简单气态氢化物的稳定性强弱顺序为H2O>NH3>H2S,故D错误。
2.(2025·八省联考河南卷)某化合物分子式为YWZX2,W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,X与Z同主族,W与X质子数之和等于Z的质子数,Y最外层电子数是其内层电子总数的一半。下列说法正确的是(　　)
A.电负性:WB.WX2的空间结构为直线形
C.最简单氢化物的沸点:XD.Y的第一电离能高于同周期相邻元素
答案　D
解析　W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,Y最外层电子数是其内层电子总数的一半且之前还有两个元素,则Y为P;因为X与Z同主族,则X与Z分别可能是O与S或F与Cl,又因为W与X质子数之和等于Z的质子数,则X与Z分别是F与Cl,则W是O,W、X、Y、Z依次是O、F、P、Cl,由此解答。A.同周期元素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,P电负性小于N,N电负性小于O,故电负性W>Y,A错误;B.OF2中中心原子为O,F为配位原子,价层电子对数=2+=4,成键电子对数为2,孤电子对数为4-2=2,VSEPR模型为四面体形,孤电子对越多,排斥力越大,所以OF2空间结构为V形,B错误;C.HF气体之间可以形成氢键,而HCl无氢键,则最简单氢化物的沸点X>Z,C错误;D.第ⅤA族的第一电离能比相邻元素高,Y的第一电离能高于同周期相邻元素,D正确。
3.(2025·八省联考内蒙古卷)电池中一种常用电解质的阴离子,结构如下图所示。M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,X和Z同族。下列说法错误的是(　　)
A.原子半径:Z>X>Y
B.该离子中Z、W、Z三原子共线
C.第一电离能:MD.简单氢化物沸点:X>Y>M
答案　B
解析　M原子序数最小,且形成4个键,则M为C;X形成2个键,Z形成6个键,且X和Z同族,则X为O,Z为S;原子序数依次增大,则W为N;Y形成1个键,则Y为F。A.电子层数越多,原子半径越大;电子层数相同,核电荷数越小原子半径越大,因此原子半径:S>O>F,A正确;B.根据该阴离子的结构示意图可知N原子采取sp3杂化,因此该离子中S、N、S三原子不可能共线,B错误;C.同周期元素第一电离能呈增大趋势,但ⅡA、ⅤA异常,故第一电离能:CHF>CH4,D正确。4.(2025·福州质量检测)短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。基态Y原子核外s轨道与p轨道电子数相等;Z元素单质常用作半导体材料;Z与W形成的化合物易水解,其水解的中间产物之一的结构如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径:Z>W>X>Y
B.中间产物中Y原子为sp2、sp3杂化
C.X、Y可组成原子个数比为1∶1的共价化合物
D.最简单氢化物稳定性:W答案　C
解析　由题给信息“短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大”“基态Y原子核外s轨道与p轨道电子数相等”,推出Y为O或Mg,由“Z元素单质常用作半导体材料”,推出Z为Si,由“Z与W形成的化合物易水解”,结合水解的中间产物之一的结构图推出W为Cl,Y为O,X为H。同一周期主族元素从左到右原子半径依次减小,同一主族元素从上到下原子半径依次增大,故原子半径:Si>Cl>O>H,A项错误;连有一个H的O和连有2个H的O的价层电子对数都是4,都是sp3杂化,B项错误;H、O可形成H2O2,H2O2为H、O原子个数比为1∶1的共价化合物,C项正确;元素的非金属性越强,形成的简单气态氢化物的稳定性越强,非金属性:Cl>Si,故最简单氢化物的稳定性:HCl>SiH4,D项错误。
5.(2025·陕晋青宁卷)一种高聚物(XYZ2)n被称为“无机橡胶”,可由如图所示的环状三聚体制备。X、Y和Z都是短周期元素,X、Y价电子数相等,X、Z电子层数相同,基态Y的2p轨道半充满,Z的最外层只有1个未成对电子。下列说法正确的是(　　)
A.X、Z的第一电离能:X>Z
B.X、Y的简单氢化物的键角:X>Y
C.最高价含氧酸的酸性:Z>X>Y
D.X、Y、Z均能形成多种氧化物
答案　D
解析　已知X、Y和Z都是短周期元素,X、Y的价电子数相等,X形成5个共价键、Y形成3个共价键,Y的2p轨道半充满,则Y为N,X为P,Z形成1个共价键,且Z的最外层只有1个未成对电子,又X、Z电子层数相同,则Z为Cl。同周期主族元素从左到右,第一电离能整体呈增大的趋势,故第一电离能:PP,则NH3中成键电子对更靠近中心原子N,成键电子对间斥力更大,键角更大,故键角:NH3>PH3,B错误;元素的非金属性越强,则其对应最高价含氧酸的酸性越强,非金属性:Cl>N>P,故最高价含氧酸的酸性:HClO4>HNO3>H3PO4,C错误;N可形成NO、NO2等多种氧化物,P可形成P2O5、P4O6等多种氧化物,Cl可形成Cl2O、ClO2等多种氧化物,D正确。
专题突破练(四)　原子结构与元素“位、构、性”相互推断
1.(2024·江西卷)某新材料阳离子为W36X18Y2Z6M+。W、X、Y、Z和M是原子序数依次增大的前20号主族元素,前四周期中M原子半径最大,X、Y、Z同周期。X6W6分子含有大π键(),XZ2分子呈直线形。下列说法正确的是(　　)
A.WYZ2是强酸
B.MZW是强碱
C.M2Z2是共价化合物
D.X2W2是离子化合物
答案　B
解析　W、X、Y、Z和M是原子序数依次增大的前20号主族元素,前四周期中M原子半径最大,则M为K元素;X6W6分子含有大π键(),则X6W6为苯,W为H元素,X为C元素;XZ2分子呈直线形,X、Y、Z同周期,则Z为O元素,Y为N元素。HNO2为弱酸,A项错误;KOH为强碱,B项正确;K2O2为离子化合物,C项错误;C2H2为共价化合物,D项错误。
2.(2024·黑吉辽卷)如下反应相关元素中,W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,基态X原子的核外电子有5种空间运动状态,基态Y、Z原子有两个未成对电子,Q是ds区元素,焰色试验呈绿色。下列说法错误的是(　　)
QZY4溶液QZX4Y4W12溶液
A.单质沸点:Z>Y>W
B.简单氢化物键角:X>Y
C.反应过程中有蓝色沉淀产生
D.QZX4Y4W12是配合物,配位原子是Y
答案　D
解析　根据基态X原子的核外电子有5种空间运动状态,且X能和原子序数最小的W形成化合物XW3,可知X是N元素、W是H元素;由Q是ds区元素且焰色试验呈绿色,可知Q为Cu元素;结合基态Y、Z原子有两个未成对电子,与Cu可形成CuZY4,根据原子序数关系可确定Y为O元素,Z为S元素。常温下,单质S呈固态,O2、H2均呈气态,且相对分子质量O2>H2,则分子间作用力O2>H2,故单质的沸点:S>O2>H2,A正确;NH3、H2O的中心原子N、O均采取sp3杂化,但N、O上分别有1、2个孤电子对,孤电子对数越多,对成键电子对的斥力越大,键角越小,故简单氢化物的键角:NH3>H2O,B正确;向CuSO4溶液中逐渐通入NH3,先生成蓝色Cu(OH)2沉淀,当NH3过量时,Cu(OH)2沉淀溶解生成深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4溶液,C正确;配合物[Cu(NH3)4]SO4中Cu2+提供空轨道,N原子提供孤电子对形成配位键,即其中配位原子是N,D错误。
3.(2025·湖北卷)某化合物的分子式为XY2Z。X、Y、Z三种元素位于同一短周期且原子序数依次增大,三者的原子核外电子层数之和与未成对电子数之和相等,Z是周期表中电负性最大的元素。下列说法正确的是(　　)
A.三者中Z的原子半径最大
B.三者中Y的第一电离能最小
C.X的最高化合价为+3
D.XZ3与NH3键角相等
答案　B
解析　Z是周期表中电负性最大的元素,Z为F,电子层数为2,未成对电子数为1;X、Y、Z三种元素位于同一短周期且原子序数依次增大,三者的原子核外电子层数之和与未成对电子数之和相等,则X和Y未成对电子数之和为5,X为C和Y为N或X为N和Y为O;化合物分子式为XY2Z,则X和2个Y总化合价为+1价,NO2F符合,故X为N,Y为O,Z为F。A.N、O、F位于同周期,F在最右边,F的原子半径最小,A错误;B.同周期从左往右,第一电离能呈增大趋势,N的2p轨道半充满,第一电离能大于O,故三者中O的第一电离能最小,B正确;C.N的最高正化合价为+5,C错误;D.NF3和NH3的中心原子均为sp3杂化,孤电子对数均为1,前者成键电子对离中心N较远,成键电子对之间的斥力较小,键角较小,D错误。
4.(2025·八省联考云南卷)我国科研工作者合成了一种非线性光学晶体QWX3Y6Z,其阴离子结构如图所示(电荷未标出)。X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素,基态X的核外电子有5种运动状态,Y、Z与X同周期,W的氢氧化物具有两性,Q是第六周期半径最大的主族元素。下列说法错误的是(　　)
A.金属性:Q>W
B.原子半径:Z>Y
C.该晶体结构中X的化合价为+3价
D.Y的第一电离能比同周期相邻元素的都低
答案　B
解析　X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素,基态X的核外电子有5种运动状态,每一种电子的运动状态各不相同,则X为B元素,Y、Z与X同周期,Y为O元素,Z为F元素;W的氢氧化物具有两性,则W为Al元素,Q是第六周期半径最大的主族元素,则为Cs元素;QWX3Y6Z为CsAlB3O6F。A.同主族从上到下金属性增强,同周期从左到右金属性依次减弱,故金属性:Q(Cs)>W(Al),故正确;B.同周期从左到右原子半径减小,故原子半径:Z(F)N>O,Y的第一电离能比同周期相邻元素的都低,故正确。
5.(2025·湖南娄底一模)某化合物结构如图所示。其中M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期非金属元素,X是有机分子的骨架元素,W基态原子的M层为全充满、N层只有一个电子。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径:X>Y>Z
B.第一电离能:X>Y>M>W
C.该配合物中X均满足8电子稳定结构
D.该配合物中X的杂化类型有sp2、sp3
答案　D
解析　X是有机分子的骨架元素,说明X为C元素;W基态原子的M层为全充满、N层只有一个电子,即W的价层电子排布为3d104s1,即W为Cu元素;M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期非金属元素,根据结构可知,M为H元素,Y为N元素,Z为P元素。电子层数越多,半径越大,电子层数相同,核电荷数越小,半径越大,则原子半径由大到小的顺序为Z>X>Y,A错误;N原子的2p能级为半充满状态,第一电离能较高,H原子比C原子半径小得多,核外电子受到原子核的引力大,电离需要更多的能量,故第一电离能H>C,而Cu的电子层数最大,较容易失去一个电子,其第一电离能最小,故第一电离能由大到小的顺序为Y>M>X>W,B错误;该配合物中与W形成配位键的X不满足8电子稳定结构,C错误;该配合物中X的价层电子对数有3和4,故其杂化类型有sp2、sp3,D正确。
6.(2024·新课标卷)我国科学家最近研究的一种无机盐Y3[Z(WX)6]2纳米药物具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍,X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z的M层未成对电子数为4。下列叙述错误的是(　　)
A.W、X、Y、Z四种元素的单质中Z的熔点最高
B.在X的简单氢化物中X原子轨道杂化类型为sp3
C.Y的氢氧化物难溶于NaCl溶液,可以溶于NH4Cl溶液
D.Y3[Z(WX)6]2中WX-提供电子对与Z3+形成配位键
答案　A
解析　W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍,则W为C元素;每个周期的ⅡA族和ⅤA族元素的第一电离能都比左右相邻元素的高,由于配合物Y3[Z(WX)6]2中Y在外界,Y可形成简单阳离子,则Y属于金属元素,故X和Y分别为N和Mg;Z的M层未成对电子数为4,则其3d轨道上有4个未成对电子,其价电子排布式为3d64s2,Z为Fe元素,Y3[Z(WX)6]2为Mg3[Fe(CN)6]2。A.W、X、Y、Z四种元素的单质中,N元素的单质形成分子晶体,Mg和Fe均形成金属晶体,C元素既可以形成金刚石又可以形成石墨,石墨的熔点最高,A不正确;B.X的简单氢化物是NH3,其中N原子轨道杂化类型为sp3,B正确;C.Y的氢氧化物是Mg(OH)2,其属于中强碱,难溶于水,难溶于NaCl溶液,但是由于NH4Cl电离产生的N可以破坏Mg(OH)2的沉淀溶解平衡,因此Mg(OH)2可以溶于NH4Cl溶液,C正确;D.Mg3[Fe(CN)6]2中CN-提供电子对与Fe3+形成配位键,D正确。
7.(2024·威海二模)X、Y、Z、W、Q五种元素的原子序数依次增大。甲、乙、丙、丁、戊为这些元素形成的化合物,R、T为其中两种元素对应的单质,T为紫红色金属,甲的水溶液显弱碱性,丁为常见无色透明且有特殊香味的液体。它们之间的转化关系如图。下列说法错误的是(　　)
A.第一电离能:Z>W>Y
B.电负性:W>Z>Y>X
C.X、Y、Z、W四种元素不能组成两性化合物
D.X、Y、Z、Q分属于元素周期表3个不同的分区
答案　C
解析　由题知,甲为NH3,乙为CuO,丙为H2O,丁为醇,戊为醛,R为N2,T为Cu,则X、Y、Z、W、Q分别为H、C、N、O、Cu。第一电离能:N>O>C,故A正确;电负性:O>N>C>H,B正确;H、C、N、O可以形成氨基酸,其中氨基有碱性,羧基有酸性,四种元素可以组成两性化合物,C错误;H属于s区,C、N属于p区,Cu属于ds区,X、Y、Z、Q分属于元素周期表3个不同的分区,D正确。
8.(2023·辽宁卷)某种镁盐具有良好的电化学性能,其阴离子结构如下图所示。W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素,W、Y原子序数之和等于Z,Y原子价电子数是Q原子价电子数的2倍。下列说法错误的是(　　)
L为
A.W与X的化合物为极性分子
B.第一电离能Z>Y>X
C.Q的氧化物是两性氧化物
D.该阴离子中含有配位键
答案　A
解析　W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素,W形成1条单键且核电荷数最小,W为H;X形成4条键,核电荷数大于H,且小于其他三种元素,X为C;Y形成2条单键,核电荷数大于C,Y为O;W、Y原子序数之和等于Z,Z为F;Y原子价电子数为Q原子价电子数的2倍,Q为Al。A.W与X的化合物不一定为极性分子,如CH4就是非极性分子,A错误;B.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,则第一电离能F>O>C,B正确;C.Q为Al,Al2O3为两性氧化物,C正确;D.该阴离子中L与Q之间形成配位键,D正确。
9.(2023·福建卷)某含锰着色剂的化学式为XY4MnZ2Q7,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中X具有正四面体空间结构,Z2结构如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.键角:XY3>X
B.简单氢化物沸点:X>Q>Z
C.第一电离能:X>Q>Mn
D.最高价氧化物对应的水化物酸性:Z>X
答案　C
解析　由题意,可知X,故Y为H,X为N;同时分析Z2结构,可知Q正常情况应该成两个键,Q为第ⅥA族的元素,同时Z也成5个键,Z为第ⅤA族的元素,故Q为O,Z为P。NH3和N都是sp3杂化,但是NH3的中心原子上有一个孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用更大,NH3是三角锥形结构,而N是正四面体结构,故键角:NH3NH3>PH3,即Q>X>Z,B错误;同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,同周期元素从左到右第一电离能有增大的趋势,但第ⅡA、ⅤA族元素异常,故第一电离能:N>O>Mn,C正确;Z的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4,X最高价氧化物对应的水化物为HNO3,前者为中强酸而后者为强酸,D错误。
10.(2025·福建福州质检)回答下列问题。
(1)基态N原子的电子排布式为　　　　　　。基态P原子中,电子占据的最高能级原子轨道形状为　　　　　。
(2)基态Ca原子价层电子由4s2状态变化为4s14p1状态所得原子光谱为　　　　　(填“发射”或“吸收”)光谱。
(3)下列氧原子电子排布图表示的状态中,能量最高的是　　　　　(填标号,下同),能量最低的是　　　　　。
答案　(1)1s22s22p3　哑铃形　(2)吸收　(3)D　A
解析　(3)A. 中,电子排布符合构造原理,是基态O原子的电子排布图,能量最低;B. 中,在2pz轨道上2个电子的自旋方向相同,此排布违反了泡利原理,错误;C. 中,1s轨道上的2个电子跃迁到2p轨道上,原子的能量增高;D. 中,1s、2s轨道的电子分别跃迁到2p轨道和3s轨道上,原子的能量最高。综上分析,氧原子电子排布图表示的状态中,能量最高的是D,能量最低的是A。
11.氮气、氧气是空气的主要成分,解答下列问题。
(1)基态N原子的价电子轨道表示式为　　　　　　　　　,若基态O原子的价电子轨道表示式表示为 ,其违背了　　　　　　　,从原子结构角度解释O的电负性大于N的原因: 　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(2)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　　　　　　。
答案　(1) 　洪特规则　O原子的原子半径小于N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,电负性更大
(2)1s22s22p63s23p63d8
12.(1)(2023·海南卷节选)锑原子基态的价层电子排布式为　　　　　　　　　　　　。
(2)(2023·重庆卷节选)O2-的核外电子排布式为　　　　　　　　　　　　。
答案　(1)5s25p3　(2)1s22s22p6
13.对于基态Cr原子,下列叙述正确的是　　　　(填字母)。
A.轨道处于半充满时体系总能量低,核外电子排布应为[Ar]3d54s1
B.4s电子能量较高,总是在比3s电子离核更远的地方运动
C.电负性比钾高,原子对键合电子的吸引力比钾大
答案　AC
14.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)。
答案　A
解析　由题给信息知,A项和D项代表Mg+,B项和C项代表Mg。A项,Mg+再失去一个电子较难,即第二电离能大于第一电离能,所以电离最外层一个电子所需能量A大于B;3p能级的能量高于3s,3p能级上电子较3s上易失去,故电离最外层一个电子所需能量:A>C、A>D,选A。
15.(1)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。
(2)H、C、N的电负性由大到小的顺序为　　　　　　　　。
(3)O、F、Cl电负性由大到小的顺序为　　　　　　　　。
(4)C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为　　　　　　　　。
答案　(1)B　Si　(2)N>C>H　(3)F>O>Cl　(4)N>O>C
16.Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得诺贝尔化学奖。回答下列问题:
(1)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为　　　　　　。
(2)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　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　。
I1/(kJ·mol-1)
Li 520 Be 900 B 801
Na 496 Mg 738 Al 578
答案　(1)4∶5　(2)Na与Li同主族,Na的电子层数更多,原子半径更大,更易失电子,故第一电离能更小　Li、Be和B为同周期元素,同周期元素从左至右,第一电离能呈现增大的趋势;但由于基态Be原子的s能级轨道处于全充满状态,能量更低更稳定,故其第一电离能大于B的
解析　(1)基态Fe2+的价层电子排布式为3d6,未成对电子数为4,基态Fe3+的价层电子排布式为3d5,未成对电子数为5,所以两者之比为4∶5。专题一　原子结构与元素“位、构、性”相互推断
热点一　原子结构与元素性质
1.(1)(2024·新课标卷)Ni基态原子价电子的轨道表示式为　　　　　　　　　　　　。
(2)(2024·河北卷)钒原子的价层电子排布式为
　　　　　　　　　　　　。
2.(2023·北京卷)比较S原子和O原子的第一电离能大小,从原子结构的角度说明理由:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
3.(2022·河北卷)Cu与Zn相比,第二电离能与第一电离能差值更大的是　　　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
高考热点:在原子结构部分主要命题点有电子排布式或排布图的书写,元素在周期表的位置规范书写,电离能、电负性大小的比较,并能用原子结构知识解释物质性质及化学现象。
1.熟练规范书写前四周期元素的电子排布式、电子排布图等。
[举例]　几种基态原子或离子常见的表示方法。
(1)电子排布式
(2)价电子排布式
(3)电子排布图
2.元素的电离能
(1)同周期从左到右,第一电离能有逐渐增大的趋势,稀有气体的第一电离能最大,碱金属的第一电离能最小。
(2)同主族从上到下,第一电离能有逐渐减小的趋势。
(3)同能级的轨道为全满、半满时第一电离能较相邻元素要大,即第ⅡA族、第 ⅤA族元素的第一电离能分别大于同周期相邻元素。
3.元素的电负性
(1)同周期从左到右,主族元素电负性逐渐增大。
(2)同主族从上到下,元素电负性呈现减小的趋势。
4.电离能变化归因分析——答题模板
(1)电离能与原子结构
答题策略:从原子核对最外层电子的吸引力来判断。
答题模板:A原子比B原子的半径大,且A原子的核电荷数比B原子的小,所以A原子对最外层电子的吸引力小于B, 故第一电离能A小于B。
(2)电离能与半充满、全充满
答题策略:能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)时,比较稳定,难失电子。
答题模板:A原子的价层电子排布式为×××,处于半充满(全充满),比较稳定,难失电子,×××电离能大。
1.Cd为第48号元素,Cd在元素周期表中的位置为　　　　　　,电子占据的最高能级的原子轨道的电子云轮廓图的形状为　　　　　　。
2.(2025·湖南多校高三联考,节选)氮气的活化与转化是现代化学领域极具挑战的课题之一。
(1)基态15N核外有　　　　　　个运动状态不同的电子;某学生将基态硅原子核外电子轨道表示式画为 ,该轨道表示式违反了　　　　　　。
(2)Li原子的核外电子由状态变化为
状态所得原子光谱为　　　　　　(填“发射”或“吸收”)光谱。
(3)从原子结构角度解释电负性Si　　　　　　　　　　　　。
3.(2025·山东济南高三联考,节选)镍及其化合物应用广泛。回答下列问题:
(1)基态Ni原子的价电子排布式为　　　　　　　　　　　　。
已知第四电离能:I4(Fe)>I4(Ni),从原子结构的角度分析原因　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　。
4.Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁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。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/(kJ·mol-1)
Li 520 Be 900 B 801
Na 496 Mg 738 Al 578
I1(Be)>I1(B)>I1(Li),原因是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
5.检验K元素的方法是焰色试验,请用原子结构的知识解释产生此现象的原因:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
热点二　元素“位、构、性”的相互推断
1.(2025·河南卷)我国科研人员合成了一种深紫外双折射晶体材料,其由原子序数依次增大的五种短周期元素Q、W、X、Y和Z组成。基态X原子的s轨道中电子总数比p轨道中电子数多1,X所在族的族序数等于Q的质子数,基态Y和Z原子的原子核外均只有1个未成对电子,且二者核电荷数之和为Q的4倍。下列说法正确的是(　　)
A.QY3为极性分子
B.ZY为共价晶体
C.原子半径:W>Z
D.1个X2分子中有2个π键
2.(2025·安徽卷)某化合物的结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,其中X、Z位于同一主族。下列说法错误的是(　　)
A.元素电负性:X>Z>Y
B.该物质中Y和Z均采取sp3杂化
C.基态原子未成对电子数:WD.基态原子的第一电离能:X>Z>Y
3.(2025·广东卷)元素a~i为短周期元素,其第一电离能与原子序数的关系如图。下列说法正确的是(　　)
A.a和g同主族
B.金属性:g>h>i
C.原子半径:e>d>c
D.最简单氢化物沸点:b>c
高考热点:元素推断题是每年高考热考的题型之一,主要考查物质结构、元素周期律、元素周期表、元素化合物的性质。解题时主要以原子(或离子、分子)结构、核外电子排布、元素化合物的特殊性质等为突破口,进行元素的推断,然后再进行粒子半径大小的比较,电离能、电负性大小的比较,化学键和晶体类型的判断,电子排布式的正误判断等。
1.“位—构—性”关系模型
2.周期表中元素核外电子排布特点
(1)熟记主族元素的价层电子排布式。
ⅠA:ns1;ⅡA:ns2;ⅢA:ns2np1;ⅣA:ns2np2;
ⅤA:ns2np3;ⅥA:ns2np4;ⅦA:ns2np5。
(2)掌握第四周期副族元素的价层电子排布式。
Sc:3d14s2;Ti:3d24s2;V:3d34s2;Cr:3d54s1;
Mn:3d54s2;Fe:3d64s2;Co:3d74s2;
Ni:3d84s2;Cu:3d104s1;Zn:3d104s2。
3.常考元素对应物质特殊性质与用途
推断信息 元素
空气中含量最多的元素;气态氢化物的水溶液呈碱性的元素;气态氢化物与最高价含氧酸反应生成盐的元素 氮
地壳中含量最多的元素;简单氢化物的沸点最高的元素;氢化物在通常状况下呈液态的元素 氧
最活泼的非金属元素;无正价的元素;无含氧酸的非金属元素;无氧酸可腐蚀玻璃的元素;气态氢化物最稳定的元素;阴离子的还原性最弱的元素 氟
地壳中含量最多的金属元素;最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应,又能与强碱反应的元素 铝
良好的半导体材料,地壳中含量第二的元素,能跟强碱溶液反应,还能被氢氟酸溶解 硅
短周期元素中最高价氧化物对应的水化物酸性最强的元素 氯
4.结构式与元素的关系
(1)、、
(2)、、
(3)
1.(2025·八省联考四川卷)M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,M是宇宙中含量最多的元素,X的最高价含氧酸具有强氧化性,Y的基态原子价层电子数为其内层电子数的3倍,Z与Y同族。下列说法正确的是(　　)
A.电负性:Y>X>Z
B.第一电离能:Y>X>M
C.原子半径:Z>Y>X
D.简单气态氢化物的稳定性:X>Z>Y
2.(2025·八省联考河南卷)某化合物分子式为YWZX2,W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,X与Z同主族,W与X质子数之和等于Z的质子数,Y最外层电子数是其内层电子总数的一半。下列说法正确的是(　　)
A.电负性:WB.WX2的空间结构为直线形
C.最简单氢化物的沸点:XD.Y的第一电离能高于同周期相邻元素
3.(2025·八省联考内蒙古卷)电池中一种常用电解质的阴离子,结构如下图所示。M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,X和Z同族。下列说法错误的是(　　)
A.原子半径:Z>X>Y
B.该离子中Z、W、Z三原子共线
C.第一电离能:MD.简单氢化物沸点:X>Y>M
4.(2025·福州质量检测)短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。基态Y原子核外s轨道与p轨道电子数相等;Z元素单质常用作半导体材料;Z与W形成的化合物易水解,其水解的中间产物之一的结构如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径:Z>W>X>Y
B.中间产物中Y原子为sp2、sp3杂化
C.X、Y可组成原子个数比为1∶1的共价化合物
D.最简单氢化物稳定性:W5.(2025·陕晋青宁卷)一种高聚物(XYZ2)n被称为“无机橡胶”,可由如图所示的环状三聚体制备。X、Y和Z都是短周期元素,X、Y价电子数相等,X、Z电子层数相同,基态Y的2p轨道半充满,Z的最外层只有1个未成对电子。下列说法正确的是(　　)
A.X、Z的第一电离能:X>Z
B.X、Y的简单氢化物的键角:X>Y
C.最高价含氧酸的酸性:Z>X>Y
D.X、Y、Z均能形成多种氧化物
专题突破练(四)　原子结构与元素“位、构、性”相互推断
1.(2024·江西卷)某新材料阳离子为W36X18Y2Z6M+。W、X、Y、Z和M是原子序数依次增大的前20号主族元素,前四周期中M原子半径最大,X、Y、Z同周期。X6W6分子含有大π键(),XZ2分子呈直线形。下列说法正确的是(　　)
A.WYZ2是强酸
B.MZW是强碱
C.M2Z2是共价化合物
D.X2W2是离子化合物
2.(2024·黑吉辽卷)如下反应相关元素中,W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,基态X原子的核外电子有5种空间运动状态,基态Y、Z原子有两个未成对电子,Q是ds区元素,焰色试验呈绿色。下列说法错误的是(　　)
QZY4溶液QZX4Y4W12溶液
A.单质沸点:Z>Y>W
B.简单氢化物键角:X>Y
C.反应过程中有蓝色沉淀产生
D.QZX4Y4W12是配合物,配位原子是Y
3.(2025·湖北卷)某化合物的分子式为XY2Z。X、Y、Z三种元素位于同一短周期且原子序数依次增大,三者的原子核外电子层数之和与未成对电子数之和相等,Z是周期表中电负性最大的元素。下列说法正确的是(　　)
A.三者中Z的原子半径最大
B.三者中Y的第一电离能最小
C.X的最高化合价为+3
D.XZ3与NH3键角相等
4.(2025·八省联考云南卷)我国科研工作者合成了一种非线性光学晶体QWX3Y6Z,其阴离子结构如图所示(电荷未标出)。X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素,基态X的核外电子有5种运动状态,Y、Z与X同周期,W的氢氧化物具有两性,Q是第六周期半径最大的主族元素。下列说法错误的是(　　)
A.金属性:Q>W
B.原子半径:Z>Y
C.该晶体结构中X的化合价为+3价
D.Y的第一电离能比同周期相邻元素的都低
5.(2025·湖南娄底一模)某化合物结构如图所示。其中M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期非金属元素,X是有机分子的骨架元素,W基态原子的M层为全充满、N层只有一个电子。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径:X>Y>Z
B.第一电离能:X>Y>M>W
C.该配合物中X均满足8电子稳定结构
D.该配合物中X的杂化类型有sp2、sp3
6.(2024·新课标卷)我国科学家最近研究的一种无机盐Y3[Z(WX)6]2纳米药物具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍,X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z的M层未成对电子数为4。下列叙述错误的是(　　)
A.W、X、Y、Z四种元素的单质中Z的熔点最高
B.在X的简单氢化物中X原子轨道杂化类型为sp3
C.Y的氢氧化物难溶于NaCl溶液,可以溶于NH4Cl溶液
D.Y3[Z(WX)6]2中WX-提供电子对与Z3+形成配位键
7.(2024·威海二模)X、Y、Z、W、Q五种元素的原子序数依次增大。甲、乙、丙、丁、戊为这些元素形成的化合物,R、T为其中两种元素对应的单质,T为紫红色金属,甲的水溶液显弱碱性,丁为常见无色透明且有特殊香味的液体。它们之间的转化关系如图。下列说法错误的是(　　)
A.第一电离能:Z>W>Y
B.电负性:W>Z>Y>X
C.X、Y、Z、W四种元素不能组成两性化合物
D.X、Y、Z、Q分属于元素周期表3个不同的分区
8.(2023·辽宁卷)某种镁盐具有良好的电化学性能,其阴离子结构如下图所示。W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素,W、Y原子序数之和等于Z,Y原子价电子数是Q原子价电子数的2倍。下列说法错误的是(　　)
L为
A.W与X的化合物为极性分子
B.第一电离能Z>Y>X
C.Q的氧化物是两性氧化物
D.该阴离子中含有配位键
9.(2023·福建卷)某含锰着色剂的化学式为XY4MnZ2Q7,Y、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周期元素,其中X具有正四面体空间结构,Z2结构如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.键角:XY3>X
B.简单氢化物沸点:X>Q>Z
C.第一电离能:X>Q>Mn
D.最高价氧化物对应的水化物酸性:Z>X
10.(2025·福建福州质检)回答下列问题。
(1)基态N原子的电子排布式为　　　　　　。基态P原子中,电子占据的最高能级原子轨道形状为　　　　　。
(2)基态Ca原子价层电子由4s2状态变化为4s14p1状态所得原子光谱为　　　　　(填“发射”或“吸收”)光谱。
(3)下列氧原子电子排布图表示的状态中,能量最高的是　　　　　(填标号,下同),能量最低的是　　　　　。
11.氮气、氧气是空气的主要成分,解答下列问题。
(1)基态N原子的价电子轨道表示式为　　　　　　　　　,若基态O原子的价电子轨道表示式表示为 ,其违背了　　　　　　　,从原子结构角度解释O的电负性大于N的原因: 　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(2)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　　　　　　。
12.(1)(2023·海南卷节选)锑原子基态的价层电子排布式为　　　　　　　　　　　　。
(2)(2023·重庆卷节选)O2-的核外电子排布式为　　　　　　　　　　　　。
13.对于基态Cr原子,下列叙述正确的是　　　　(填字母)。
A.轨道处于半充满时体系总能量低,核外电子排布应为[Ar]3d54s1
B.4s电子能量较高,总是在比3s电子离核更远的地方运动
C.电负性比钾高,原子对键合电子的吸引力比钾大
14.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)。
15.(1)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。
(2)H、C、N的电负性由大到小的顺序为　　　　　　　　。
(3)O、F、Cl电负性由大到小的顺序为　　　　　　　　。
(4)C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为　　　　　　　　。
16.Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得诺贝尔化学奖。回答下列问题:
(1)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为　　　　　　。
(2)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　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　。
I1/(kJ·mol-1)
Li 520 Be 900 B 801
Na 496 Mg 738 Al 578

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