高考化學一輪綜合復習 第十二章 有機化學基礎 第37講 原子結構與性質練習
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1、 第37講 原子結構與性質 考綱要求 1.了解原子核外電子的運動狀態(tài)、能級分布和排布原理,能正確書寫1~36號元素原子核外電子、價電子的排布式和軌道表達式。2.了解電離能的含義,并能用以說明元素的某些性質。3.了解電子在原子軌道之間的躍遷及其簡單應用。4.了解電負性的概念,并能用以說明元素的某些性質。 考點一 原子核外電子排布原理 1.能層、能級與原子軌道 (1)能層(n):在多電子原子中,核外電子的能量是不同的,按照電子的能量差異將其分成不同能層。通常用K、L、M、N……表示,能量依次升高。 (2)能級:同一能層里電子的能量也可能不同,又將其分成不同的能級,通常用s、p、d、
2、f等表示,同一能層里,各能級的能量按s、p、d、f的順序依次升高,即:E(s)<E(p)<E(d)<E(f)。 (3)原子軌道:電子云輪廓圖給出了電子在核外經常出現(xiàn)的區(qū)域。這種電子云輪廓圖稱為原子軌道。 原子軌道 軌道形狀 軌道個數(shù) s 球形 1 p 啞鈴形 3 特別提醒 第一能層(K),只有s能級;第二能層(L),有s、p兩種能級,p能級上有三個原子軌道px、py、pz,它們具有相同的能量;第三能層(M),有s、p、d三種能級。 2.基態(tài)原子的核外電子排布 (1)能量最低原理:即電子盡可能地先占有能量低的軌道,然后進入能量高的軌道,使整個原子的能量處于最低狀
3、態(tài)。 如圖為構造原理示意圖,即基態(tài)原子核外電子在原子軌道上的排布順序圖: 注意 所有電子排布規(guī)則都需要滿足能量最低原理。 (2)泡利原理 每個原子軌道里最多只能容納2個電子,且自旋狀態(tài)相反。 如2s軌道上的電子排布為,不能表示為。 (3)洪特規(guī)則 當電子排布在同一能級的不同軌道時,基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據一個軌道,且自旋狀態(tài)相同。如2p3的電子排布為,不能表示為或。 洪特規(guī)則特例:當能量相同的原子軌道在全滿(p6、d10、f14)、半滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時,體系的能量最低,如:24Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5
4、4s1或[Ar]3d54s1。 3.基態(tài)、激發(fā)態(tài)及光譜示意圖 (1)p能級的能量一定比s能級的能量高() (2)同一原子中,2p、3p、4p能級的軌道數(shù)依次增多() (3)2p和3p軌道形狀均為啞鈴形,能量也相等() (4)2px、2py、2pz的能量相等(√) (5)鐵元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s23d6() (6)Cr的基態(tài)原子的簡化電子排布式為[Ar]3d44s2() (7)基態(tài)原子電子能量的高低順序為E(1s)<E(2s)<E(2px)<E(2py)<E(2pz)() (8)電子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10
5、違反了能量最低原則() (9)磷元素基態(tài)原子的電子排布圖為 () 寫出下列原子或離子的①電子排布式、②價電子排布圖、③電子占的原子軌道數(shù)、④未成對電子數(shù)。 (1)N:①________________②______________________________________________________ ③____________________④______________________________________________________。 (2)Cl:①________________②__________________________________
6、___________________ ③____________________④______________________________________________________。 (3)Fe2+:①____________②_______________________________________________________ ③____________________④______________________________________________________。 (4)Cu:①______________②____________________
7、___________________________________ ③____________________④_______________________________________________________。 (5)Se:①______________②________________________________________________________ ③____________________④_______________________________________________________。 (6)Br-:①____________②__
8、______________________________________________________ ③____________________④______________________________________________________。 答案 (1)①1s22s22p3?、凇、??、? (2)①1s22s22p63s23p5(或[Ne]3s23p5)② ③9?、? (3)①1s22s22p63s23p63d6(或[Ar]3d6)② ③14?、? (4)①1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)②?、?5?、? (5)①1s
9、22s22p63s23p63d104s24p4(或[Ar]3d104s24p4)② ③18?、? (6)①1s22s22p63s23p63d104s24p6(或[Ar]3d104s24p6)② ③18?、? 核外電子排布常見錯誤 (1)在寫基態(tài)原子的電子排布圖時,常出現(xiàn)以下錯誤: ①(違反能量最低原理) ②(違反泡利原理) ③(違反洪特規(guī)則) ④(違反洪特規(guī)則) (2)當出現(xiàn)d軌道時,雖然電子按ns、(n-1)d、np的順序填充,但在書寫電子排布式時,仍把(n-1)d放在ns前,如Fe:1s22s22p63s23p63d64s2,而失電子時,卻先失4s軌道上的電子,如Fe3
10、+:1s22s22p63s23p63d5。 (3)注意比較原子核外電子排布式、簡化電子排布式、價電子排布式的區(qū)別與聯(lián)系。如Cu的電子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1;簡化電子排布式:[Ar]3d104s1;價電子排布式:3d104s1。 1.(1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子,次外層有2個電子,其元素符號為________;其價電子排布圖為_____________________________________________。 (2)B元素的負一價離子和C元素的正一價離子的電子層結構都與氬相同,B的元素符號為________,C離子的結構示意圖為__
11、______________________________________________。 (3)D元素的正三價離子的3d能級為半充滿,D的元素符號為________,其基態(tài)原子的電子排布式為________________________________________________________________________ ______________,其原子的結構示意圖為________________________________________。 (4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿,N層沒有成對電子且只有一個未成對電子,E的元素符號為________,其基態(tài)原子的電
12、子排布式為_________________________________________。 (5)F元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn+2,則n=________;原子中能量最高的是________電子,電子排布圖為__________________________________________________。 答案 (1)N (2)Cl (3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2) (4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1) (5)2 2p 2.M、R、X、Y為原子序數(shù)依次增大
13、的短周期主族元素,Z是一種過渡元素。M基態(tài)原子L層中p軌道電子數(shù)是s軌道電子數(shù)的2倍,R是同周期元素中最活潑的金屬元素,X和M形成的一種化合物是引起酸雨的主要大氣污染物,Z的基態(tài)原子4s和3d軌道半充滿。請回答下列問題: (1)寫出M、R的價電子排布式:M________、R___________________________________。 (2)寫出X、Y的價電子排布圖:X__________________________________________________、 Y________________。 (3)寫出Z的核外電子排布式:__________________
14、__________________________________, Z的核外未成對電子數(shù)為________。 答案 (1)2s22p4 3s1(2) (3)1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1 6 解析 根據題目給出的M、R和X的信息確定,M是氧元素,R是鈉元素,X是硫元素。根據M、R、X、Y為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素確定Y是氯元素。根據Z的基態(tài)原子4s和3d軌道半充滿,則Z元素原子的核外有24個電子,是鉻元素。 考點二 原子結構與周期表、元素性質的關系 1.原子結構與周期表的關系 (1)原子結構與周期表的關系(完成下列表格) 周期
15、 能層數(shù) 每周期第一個元素 每周期最后一個元素 原子序數(shù) 基態(tài)原子的簡化電子排布式 原子序數(shù) 基態(tài)原子的電子排布式 二 2 3 [He]2s1 10 1s22s22p6 三 3 11 [Ne]3s1 18 1s22s22p63s23p6 四 4 19 [Ar]4s1 36 1s22s22p63s23p6 3d104s24p6 五 5 37 [Kr]5s1 54 1s22s22p63s23p63d10 4s24p64d105s25p6 六 6 55 [Xe]6s1 86 1s22s22p63s23p63d104s24p6
16、 4d104f145s25p65d106s26p6 (2)每族元素的價層電子排布特點 ①主族 主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA 排布特點 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 主族 ⅤA ⅥA ⅦA 排布特點 ns2np3 ns2np4 ns2np5 ②0族:He:1s2;其他ns2np6。 ③過渡元素(副族和第Ⅷ族):(n-1)d1~10ns1~2。 (3)元素周期表的分區(qū)與價電子排布的關系 ①周期表的分區(qū) ②各區(qū)外圍電子排布特點 分區(qū) 外圍電子排布 s區(qū) ns1~2 p區(qū) ns2np1~6 d區(qū)
17、(n-1)d1~9ns1~2(除鈀外) ds區(qū) (n-1)d10ns1~2 f區(qū) (n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2 2.原子半徑 (1)影響因素 (2)變化規(guī)律 元素周期表中的同周期主族元素從左到右,原子半徑逐漸減小;同主族元素從上到下,原子半徑逐漸增大。 3.電離能 (1)第一電離能:氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量,符號:I1,單位:kJmol-1。 (2)規(guī)律 ①同周期:第一種元素的第一電離能最小,最后一種元素的第一電離能最大,總體呈現(xiàn)從左至右逐漸增大的變化趨勢。 ②同族元素:從上至下第一電離能逐漸減
18、小。 ③同種原子:逐級電離能越來越大(即I1<I2<I3…)。 4.電負性 (1)含義:元素的原子在化合物中吸引鍵合電子能力的標度。元素的電負性越大,表示其原子在化合物中吸引鍵合電子的能力越強。 (2)標準:以最活潑的非金屬氟的電負性為4.0作為相對標準,計算得出其他元素的電負性(稀有氣體未計)。 (3)變化規(guī)律 金屬元素的電負性一般小于1.8,非金屬元素的電負性一般大于1.8,而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負性則在1.8左右。 在元素周期表中,同周期從左至右,元素的電負性逐漸增大,同主族從上至下,元素的電負性逐漸減小。 5.對角線規(guī)則 在元素周期表中,
19、某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質是相似的,如。 (1)價電子排布為5s25p1的元素位于第五周期ⅠA族,是s區(qū)元素() (2)電負性大的元素非金屬性強(√) (3)主族元素的電負性越大,元素原子的第一電離能一定越大() (4)在元素周期表中,同周期主族元素電負性從左到右越來越大(√) (5)在形成化合物時,電負性越小的元素越容易顯示正價(√) (6)第一電離能:O>N() (7)正三價陽離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于Ⅷ族(√) (8)價電子排布式為4s24p3的元素位于第四周期ⅤA族,是p區(qū)元素(√) (1)第三周期
20、所有元素的第一電離能(I1)大小順序為_________________________________(用元素符號表示)。 (2)Na的逐級電離能中有________次突躍。分別是哪級電離能發(fā)生突躍?________、________。 (3)C、N、O、F的電負性大小順序為________________,第一電離能大小順序為____________。 (4)F、Cl、Br、I的第一電離能大小順序為____________________________________________, 電負性大小順序為________________。 答案 (1)Na<Al<Mg<Si<S<
21、P<Cl<Ar (2)2 I2?I1 I10?I9 (3)C<N<O<F C<O<N<F (4)F>Cl>Br>I F>Cl>Br>I 1.(2018江西省景德鎮(zhèn)模擬)根據下列五種元素的第一至第四電離能數(shù)據(單位:kJmol-1),回答下列各題: 元素代號 I1 I2 I3 I4 Q 2080 4000 6100 9400 R 500 4600 6900 9500 S 740 1500 7700 10500 T 580 1800 2700 11600 U 420 3100 4400 5900 (1)在周期表中,最可能
22、處于同一族的是________。 A.Q和R B.S和T C.T和U D.R和T E.R和U (2)下列離子的氧化性最弱的是________。 A.S2+ B.R2+ C.T3+ D.U+ (3)下列元素中,化學性質和物理性質最像Q元素的是________。 A.硼B(yǎng).鈹C.氦D.氫 (4)每種元素都出現(xiàn)相鄰兩個電離能的數(shù)據相差較大的情況,這一事實從一個側面說明:________________________________________________________________________,如果U元素是短周期元素,你估計它的第2次電離能飛躍數(shù)據將發(fā)生在失去
23、第______個電子時。 (5)如果R、S、T是同周期的三種主族元素,則它們的原子序數(shù)由小到大的順序是__________,其中________元素的第一電離能異常高的原因是____________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)E (2)D (3)C(4)電子分層排布,各能層能量不同 10(5)R<S<T S S元素的最外層電子處于s能級全充滿狀態(tài),能量較低,比較穩(wěn)定,失去第一個電子吸收的能量較多 解析 (1
24、)根據電離能的變化趨勢知,Q為稀有氣體元素,R為第ⅠA族元素,S為第ⅡA族元素,T為第ⅢA族元素,U為第ⅠA族元素,所以R和U處于同一主族。 (2)由于U+為第ⅠA族元素且比R電離能小,所以U+的氧化性最弱。 (3)由于Q是稀有氣體元素,所以氦的物理性質和化學性質與其最像。 (4)電離能的突躍變化,說明核外電子是分層排布的。若U是短周期元素,則U是Na,其核外電子排布式為1s22s22p63s1,由于2s22p6所處能層相同,所以它的第2次電離能飛躍數(shù)據發(fā)生在失去第10個電子時。 (5)同一周期,第一電離能呈增大趨勢,但ⅡA、ⅤA族比相鄰元素要高,因為其最外層電子呈全充滿或半充滿結構。
25、 2.根據信息回答下列問題: 不同元素的原子在分子內吸引電子的能力大小可用數(shù)值表示,該數(shù)值稱為電負性。一般認為:如果兩個成鍵原子間的電負性差值大于1.7,原子之間通常形成離子鍵;如果兩個成鍵原子間的電負性差值小于1.7,通常形成共價鍵。下表是某些元素的電負性值: 元素符號 Li Be B C O F Na Al Si P S Cl 電負性值 1.0 1.5 2.0 2.5 3.5 4.0 0.9 1.5 1.8 2.1 2.5 3.0 (1)根據對角線規(guī)則,Be、Al元素最高價氧化物對應水化物的性質相似,它們都具有________性
26、,其中Be(OH)2顯示這種性質的離子方程式是________________________________________________________________________、 ________________________________________________________________________。 (2)通過分析電負性值的變化規(guī)律,確定Mg元素的電負性值的最小范圍________________。 (3)請歸納元素的電負性和金屬性、非金屬性的關系是__________________________________ ____________
27、____________________________________________________________。 (4)推測AlF3、AlCl3、AlBr3是離子化合物還是共價化合物: AlF3__________________,AlCl3________________________________________________________________________, AlBr3________________。 答案 (1)兩 Be(OH)2+2H+===Be2++2H2OBe(OH)2+2OH-===BeO+2H2O (2)0.9~1.5 (3)非金
28、屬性越強,電負性越大;金屬性越強,電負性越小 (4)離子化合物 共價化合物 共價化合物 3.(2017青島模擬)已知:A~F都是周期表中前四周期的元素,它們的原子序數(shù)依次增大。其中A、C原子的L層有2個未成對電子。D與E同主族,D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構。F3+的M層3d軌道電子為半充滿狀態(tài)。請根據以上信息,回答下列問題: (1)A、B、C的電負性由小到大的順序為____________(用元素符號表示)。 (2)D元素的原子核外共有________種不同運動狀態(tài)的電子、________種不同能級的電子。 (3)寫出E的基態(tài)原子的電子排布式:___________
29、____________________________________。 (4)F和X(質子數(shù)為25)兩元素的部分電離能數(shù)據列于下表:比較兩元素的I2、I3可知,氣態(tài)X2+再失去一個電子比氣態(tài)F2+再失去一個電子難。對此,你的理解是__________________ ________________________________________________________________________。 元素 X F 電離能/kJmol-1 I1 717 759 I2 1509 1561 I3 3248 2957 答案 (1)C<N<O (2)
30、12 4 (3)1s22s22p63s23p64s2 (4)Mn2+的3d軌道電子排布為半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定 1.(高考組合題)(1)[2017全國卷Ⅱ,35(1)]氮原子價層電子的軌道表達式(電子排布圖)為________。 (2)[2017全國卷Ⅰ,35(1)(2)]①元素K的焰色反應呈紫紅色,其中紫色對應的輻射波長為________nm(填標號)。 A.404.4 B.553.5 C.589.2 D.670.8 E.766.5 ②基態(tài)K原子中,核外電子占據的最高能層的符號是____________,占據該能層電子的電子云輪廓圖形狀為____________。
31、 (3)[2016全國卷Ⅰ,37(1)]基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]________,有________個未成對電子。 (4)[2016全國卷Ⅱ,37(1)]鎳元素基態(tài)原子的電子排布式為______________,3d能級上的未成對電子數(shù)為________。 (5)[2015全國卷Ⅰ,37(1)]處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用________形象化描述。在基態(tài)14C原子中,核外存在________對自旋相反的電子。 (6)[2014新課標全國卷Ⅰ,37(2)]基態(tài)Fe原子有________個未成對電子。Fe3+的電子排布式為___________
32、_____________。 (7)[2013新課標全國卷Ⅰ,37(1)]基態(tài)Si原子中,電子占據的最高能層符號為______,該能層具有的原子軌道數(shù)為________、電子數(shù)為________。 答案 (1)(或) (2)①A?、贜 球形 (3)3d104s24p2 2 (4)1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2) 2 (5)電子云 2 (6)4 1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5) (7)M 9 4 2.(高考組合題)(1)[2017全國卷Ⅱ,35(2)]元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負一價離子時所放出的能量稱作第
33、一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢如圖所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是__________________________ ________________________________________________________________________;氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是_______________________________________________________ ______________________________________________________________________
34、__。 (2)[2016全國卷Ⅰ,37(4)]Zn、Ge、O電負性由大至小的順序是________________。 (3)[2016全國卷Ⅱ,37(3)]元素銅與鎳的第二電離能分別為ICu=1958kJmol–1、INi=1753kJmol-1,ICu>INi的原因是_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)[2016全國卷Ⅲ,37(2)]根據元素周期律,原子半徑
35、Ga________As,第一電離能Ga________As。(填“大于”或“小于”) (5)[2013新課標全國卷Ⅱ,37(2)]F、K、Fe、Ni四種元素中的第一電離能最小的是__________。(填元素符號) (6)[2013浙江自選模塊,15(1)(2)]①N、Al、Si、Zn四種元素中,有一種元素的電離能數(shù)據如下: 電離能 I1 I2 I3 I4 …… Ia/kJmol-1 578 1817 2745 11578 …… 則該元素是________(填寫元素符號)。 ②基態(tài)鍺(Ge)原子的電子排布式是______________________
36、_________________________。 Ge的最高價氯化物分子式是________。該元素可能的性質或應用有________。 A.是一種活潑的金屬元素 B.其電負性大于硫 C.其單質可作為半導體材料 D.其最高價氯化物的沸點低于其溴化物的沸點 答案 (1)同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大,原子半徑逐漸變小,故結合一個電子釋放出的能量依次增大 N原子的2p軌道處于半充滿狀態(tài),相對穩(wěn)定,故不易結合一個電子 (2)O>Ge>Zn (3)銅失去的是全充滿的3d10電子,鎳失去的是4s1電子 (4)大于 小于 (5)K (6)①Al②1s22s22p63s23p63d1
37、04s24p2(或[Ar]3d104s24p2)GeCl4 CD 解析 (1)根據圖知,電子親和能增大(除N外),同周期從左向右非金屬性增強,得電子能力增強,因此同周期自左而右電子親和能增大;氮元素原子的2p能級達到半充滿狀態(tài),相對穩(wěn)定,不易得到1個電子。 (2)Zn、Ge、O三種元素中,Zn和Ge是金屬元素,O是非金屬元素。O的電負性比Zn和Ge的大,又根據同周期元素的電負性從左到右逐漸增大的規(guī)律,可知電負性:O>Ge>Zn。 (3)銅失去的是全充滿的3d10電子,鎳失去的是4s1電子,所以ICu>INi。 (4)同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小,故原子半徑Ga大于As,As原子的
38、4p軌道處于半充滿的穩(wěn)定結構,所以第一電離能Ga小于As。 (5)F是電負性最大的元素;同周期元素中隨原子序數(shù)的增大,第一電離能呈增大趨勢,四種元素中第一電離能最小的是K元素。 (6)①分析表中數(shù)據可知,該元素的逐級電離能中,I1、I2、I3與I4相差較大,說明該元素原子最外層有3個電子,顯然該元素為Al元素。 ②鍺原子核外有32個電子,其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2。Ge元素的最高化合價為+4,其氯化物為GeCl4。Ge元素處于金屬與非金屬分界線附近,表現(xiàn)出一定的金屬性和非金屬性,其單質常用作半導體材料,不屬于活
39、潑金屬。Ge元素的電負性小于Si元素的電負性,而Si元素的電負性小于S元素的電負性,則S元素的電負性大于Ge元素的。GeCl4的相對分子質量小于GeBr4,則GeCl4的分子間作用力小于GeBr4的分子間作用力,GeCl4的沸點低于GeBr4的沸點。 1.元素“氦、銣、銫”等是用下列哪種科學方法發(fā)現(xiàn)的( ) A.紅外光譜 B.質譜 C.原子光譜 D.核磁共振譜 答案 C 2.下列有關原子軌道的敘述中正確的( ) A.氫原子的2s軌道能量較3p軌道高 B.鋰原子的2s與5s軌道皆為球形分布 C.p能級的原子軌道呈啞鈴形,隨著能層序數(shù)的增加,p能級原子軌道也在增多 D.能
40、層n=4的原子軌道最多可容納16個電子 答案 B 解析 B項,s軌道為球形,所以鋰原子的2s與5s 軌道皆為球形分布,正確;C項,p能級的原子軌道呈啞鈴形,p能級含有3個原子軌道,隨著能層序數(shù)的增加,p能級原子軌道數(shù)目不變,錯誤;D項,各電子層最多容納電子數(shù)2n2,則能層n=4的原子軌道最多可容納32個電子,錯誤。 3.(2017河北正定中學模擬)在核電荷數(shù)為26的元素Fe的原子核外3d、4s軌道內,下列電子排布圖正確的是( ) A. B. C. D. 答案 C 解析 核電荷數(shù)為26的Fe基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,3d有5個軌道,只
41、有1個軌道排滿兩個電子,且自旋方向相反,其他4個軌道各排1個電子,4s軌道排滿2個電子,且自旋方向相反,即C項正確。 4.下列說法中正確的是( ) A.隨原子序數(shù)的遞增,第三周期元素的電負性逐漸減小 B.鋁的第一電離能比鎂的第一電離能大 C.在所有的元素中,氟的第一電離能最大 D.在所有的元素中,氟的電負性最大 答案 D 5.(2018江西省新余聯(lián)考)下列圖示中橫坐標是表示元素的電負性數(shù)值,縱坐標表示同一主族的五種元素的序數(shù)的是( ) 答案 B 6.(2018銀川一中月考)周期表中27號元素鈷的方格中注明“3d74s2”,由此可以推斷( ) A.它位于周期表的
42、第四周期ⅡA族 B.它的基態(tài)核外電子排布式可簡寫為[Ar]4s2 C.Co2+的核外價電子排布式為3d54s2 D.Co位于周期表中第9列 答案 D 解析 “3d74s2”為Co的價電子排布,其簡寫式中,也要注明3d軌道,B項錯誤;“7+2=9”,說明它位于周期表的第9列,D項正確;從左向右數(shù),應為過渡元素,A項錯誤;失電子時,應失去最外層的電子,即先失4s上的電子,Co2+的價電子排布為3d7,C項錯誤。 7.某元素基態(tài)原子的價電子排布式為3d54s2,則下列說法不正確的是( ) A.該元素為Mn元素 B.該元素原子核外有4個能層 C.該元素原子最外層共有7個電子 D.
43、該元素屬于d區(qū)元素 答案 C 8.下列原子的電子躍遷能釋放光能形成發(fā)射光譜的是( ) A.1s22s22p63s2―→1s22s22p63p2 B.1s22s22p33s1―→1s22s22p4 C.1s22s2―→1s22s12p1 D.1s22s22p―→1s22s22p 答案 B 解析 A項,吸收光能,形成吸收光譜;B項,由激發(fā)態(tài)→基態(tài),釋放光能,形成發(fā)射光譜;C項,形成吸收光譜;D項,2px與2py能量相同,不屬于電子躍遷。 9.(2017洛陽期末)以下有關元素性質的說法不正確的是( ) A.①Na,K,Rb;②N,P,As;③O,S,Se;④Na,P,Cl元素
44、的電負性隨原子序數(shù)增大而遞增的是④ B.下列原子中,①1s22s22p63s23p1,②1s22s22p63s23p2,③1s22s22p63s23p3,④1s22s22p63s23p4對應的第一電離能最大的是④ C.某短周期元素的逐級電離能分別為738、1451、7733、10540、13630、17995、21703等,該元素在第三周期ⅡA族 D.以下原子中,①1s22s22p63s23p2,②1s22s22p3,③1s22s22p2,④1s22s22p63s23p4半徑最大的是① 答案 B 解析 A項,同周期自左而右電負性逐漸增大,同主族自上而下電負性逐漸減??;B項,同周期隨原
45、子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢,ⅤA族3p能級為半充滿穩(wěn)定狀態(tài),能量較低,第一電離能高于同周期相鄰元素;C項,該元素第三電離能劇增,最外層應有2個電子,表現(xiàn)+2價;D項,同周期自左而右原子半徑逐漸減小,同主族自上而下原子半徑逐漸增大。 10.(2017長沙調研)完成下列化學用語。 (1)Cr原子的核外電子排布式____________________________________________________,價電子排布式________,原子結構示意圖_____________________________________________, 價電子排布圖_____________
46、______________________________________。 (2)Cu2+的核外電子排布式___________________________________________________,離子結構示意圖________________。 (3)As的核外電子排布式________________,原子結構示意圖________________,價電子排布圖________________________________________________________________________。 (4)Co的價電子排布式________________,價電
47、子排布圖______________________________。 答案 (1)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1) 3d54s1 (2)1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9) (3)[Ar]3d104s24p3 (4)3d74s2 11.已知元素的某種性質“X”和原子半徑、金屬性、非金屬性等一樣,也是元素的一種基本性質。下面給出13種元素的X的數(shù)值: 元素 Al B Be C Cl F Li X的數(shù)值 1.5 2.0 1.5 2.5 2.8 4.0 1.0 元素 Mg Na
48、O P S Si X的數(shù)值 1.2 0.9 3.5 2.1 2.5 1.7 試結合元素周期律知識完成下列問題: (1)經驗規(guī)律告訴我們:當形成化學鍵的兩原子相應元素的X差值大于1.7時,所形成的一般為離子鍵;當小于1.7時,一般為共價鍵。試推斷AlBr3中的化學鍵類型:____________。 (2)根據上表給出的數(shù)據,簡述主族元素的X的數(shù)值大小與元素的金屬性或非金屬性強弱之間的關系:________________________________________________________________________ ____________
49、____________________________________________________________;簡述第二周期元素(除惰性氣體外)的X的數(shù)值大小與原子半徑之間的關系:____________________。 (3)請你預測Br與I元素的X數(shù)值的大小關系:_______________________________________。 (4)某有機化合物分子中含有S—N鍵,你認為該共用電子對偏向于________(填元素符號)原子。 答案 (1)共價鍵 (2)元素X的數(shù)值越大,元素的非金屬性越強(或元素X的數(shù)值越小,元素的金屬性越強) 原子半徑越小,X的數(shù)值越大
50、 (3)Br大于I (4)N 解析 (1)根據表中數(shù)值,Al是1.5,Br小于2.8,所以Al和Br的X數(shù)值之差小于1.7,為共價鍵。(2)X相當于電負性,和電負性的變化規(guī)律相同。(4)因為S、C的X數(shù)值是2.5,N的X數(shù)值應大于2.5,所以該共用電子對偏向于N原子。 12.X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常見元素,其相關信息如表所示: 元素 相關信息 X X的一種核素的質量數(shù)為18,中子數(shù)為10 Y Y與X同主族,且它的一種氧化物是導致酸雨的主要物質之一 Z Z的單質常溫下為黃綠色氣體 W W的基態(tài)原子核外有4個未成對電子 (1)Z在元素周期表中的位置
51、是________________________________________________。 (2)基態(tài)Y原子的核外電子排布式為_____________________________________________。 (3)基態(tài)W3+的核外電子排布式為______________________________________________。 (4)X的一種氫化物H2X2分子中極性鍵和非極性鍵數(shù)目之比為________。 (5)Y的電負性比Z的________(填“大”或“小”);X和Y的簡單氣態(tài)氫化物中,較穩(wěn)定的是________(寫化學式)。 答案 (1)第三周期Ⅶ
52、A族 (2)1s22s22p63s23p4(或[Ne]3s23p4) (3)1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5) (4)2∶1 (5)小 H2O 解析 由題意可知,X、Y、Z、W分別為O、S、Cl、Fe元素。 (1)Cl元素處于周期表中第三周期ⅦA族。 (2)基態(tài)S原子核外有16個電子,其核外電子排布式為1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p4。 (3)基態(tài)Fe原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,失去3個電子生成Fe3+,則Fe3+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。 (4)H2
53、O2的結構式為H—O—O—H,分子中極性鍵和非極性鍵數(shù)目之比為2∶1。 (5)Cl元素的電負性比S元素大;O元素的非金屬性強于S元素,故H2O的穩(wěn)定性強于H2S。 13.(2017贛榆高中調研)已知A、B、C、D都是短周期元素,它們的原子半徑大小順序為B>C>D>A。B的基態(tài)原子中電子占據三種能量不同的原子軌道,且每種軌道中的電子總數(shù)相同;D原子有2個未成對電子。A、B、D三種元素組成的一種化合物M是新裝修居室中常含有的一種有害氣體。E是第四周期元素,其原子核外最外層電子數(shù)與A原子相同,其余各層電子均充滿。 試回答下列問題(用元素符號或化學式表示): (1)基態(tài)B原子中,核外存在___
54、_____個未成對電子。 (2)基態(tài)E2+的核外電子排布式為__________________________________________________。 (3)基態(tài)D原子的最高能級的電子排布圖為__________________________________________。 (4)M分子中B原子軌道的雜化類型為____________________________________。 (5)B、C、D三種元素的第一電離能由小到大的順序為________________。 答案 (1)2 (2)1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9) (3) (4
55、)sp2雜化 (5)C<O<N 解析 由題意可知,A、B、C、D、E分別為H、C、N、O、Cu元素。 (1)基態(tài)B(即碳)原子的核外電子排布式為1s22s22p2,其中2p軌道的2個電子均為未成對電子。 (2)基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s1,失去2個電子生成Cu2+,故Cu2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。 (3)基態(tài)D原子的核外電子排布式為1s22s22p4,最高能級為2p,則其最高能級的電子排布圖為。 (4)H、C、O元素形成的化合物M是新裝修居室中常含有的一種有害氣體,則M是甲醛(HCHO),C原子形成3個σ鍵和
56、1個π鍵,則C原子采取sp2雜化。 (5)同周期主族元素的第一電離能隨原子序數(shù)的遞增呈增大趨勢,但N元素原子的2p軌道處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài),其第一電離能大于O元素。 14.(2017雙鴨山模擬)現(xiàn)有屬于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七種元素,原子序數(shù)依次增大。A元素的價電子構型為nsnnpn+1;C元素為最活潑的非金屬元素;D元素核外有三個電子層,最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的1/6;E元素正三價離子的3d軌道為半充滿狀態(tài);F元素基態(tài)原子的M層全充滿,N層沒有成對電子,只有一個未成對電子;G元素與A元素位于同一主族,其某種氧化物有劇毒。 (1)A元素的第一電離能________(填“
57、<”“>”或“=”)B元素的第一電離能,A、B、C三種元素的電負性由小到大的順序為____________(用元素符號表示)。 (2)D元素原子的價電子排布式是________。 (3)C元素的電子排布圖為_________________________________________________;E3+的離子符號為________。 (4)F元素位于元素周期表的________區(qū),其基態(tài)原子的電子排布式為________________。 (5)G元素可能的性質________。 A.其單質可作為半導體材料 B.其電負性大于磷 C.其原子半徑大于鍺 D.其第一電離能小于
58、硒 (6)活潑性:D________(填“>”或“<”,下同)Al,I1(Mg)________I1(Al),其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)> N<O<F (2)3s2 (3) Fe3+ (4)ds 1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1) (5)A (6)> > 鎂
59、原子的3s軌道處于全滿狀態(tài),3p軌道處于全空狀態(tài),比較穩(wěn)定,而鋁原子3p軌道只有一個電子,不穩(wěn)定 解析 A元素的價電子構型為nsnnpn+1,則A是N;C元素為最活潑的非金屬元素,則C是F,那么B是O;D元素核外有三個電子層,最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的1/6,則D是Mg;E元素正三價離子的3d軌道為半充滿狀態(tài),則E是Fe;F元素基態(tài)原子的M層全充滿,N層沒有成對電子,只有一個未成對電子,則F是Cu;G元素與A元素位于同一主族,其某種氧化物有劇毒,則G是As。(1)由于N的最外層電子處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài),失去電子比O難,所以元素的第一電離能A>B;一般情況下同一周期的主族元素,原子序數(shù)越大,
60、元素的電負性越大,所以A、B、C三種元素的電負性由小到大的順序為N<O<F。(2)鎂元素原子的價電子排布式是3s2。(3)C元素是F,其電子排布圖為;E是Fe,E3+的離子符號為Fe3+。 (4)F是Cu,Cu位于元素周期表的ds區(qū),其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。 (5)G為As,位于金屬與非金屬的分界線處,其單質為半導體,其電負性小于磷,原子半徑小于鍺,第一電離能大于硒。(6)元素D為Mg,活潑性Mg>Al,I1(Mg)>I1(Al),因為Mg的3s軌道處于全滿狀態(tài),3p軌道處于全空狀態(tài),比較穩(wěn)定,而Al的3p軌道只有一個電
61、子,不穩(wěn)定,故活潑性Mg>Al,而第一電離能則是I1(Mg)>I1(Al)。 15.(2018安徽省淮南模擬)表1是元素周期表的一部分,表中所列的字母分別代表一種化學元素。試回答下列問題: 表1 (1)元素p為26號元素,請寫出其基態(tài)原子電子排布式:_______________________________。 (2)h的單質在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光,請用原子結構的知識解釋發(fā)光的原因:________________________________________________________________________ ________________________
62、________________________________________________。 (3)o、p兩元素的部分電離能數(shù)據如表2: 元素 電離能/kJmol-1 o p I1 717 759 I2 1509 1561 I3 3248 2957 表2 比較兩元素的I2、I3可知,氣態(tài)o2+再失去一個電子比氣態(tài)p2+再失去一個電子難。對此,你的解釋是________________________________________________________________________ ________________________
63、________________________________________________。 (4)第三周期8種元素單質熔點高低的順序如圖1所示,其中電負性最大的是________(填圖1中的序號)。 (5)表2中所列的某主族元素的電離能情況如圖2所示,則該元素是__________(填元素符號)。 答案 (1)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)(2)電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時,以光(子)的形式釋放能量(3)Mn2+的3d軌道電子排布為半充滿狀態(tài),比較穩(wěn)定 (4)2 (5)Al 解析 (2)h為Mg元素,Mg單質在空氣中
64、燃燒發(fā)出耀眼的白光,電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時以光(子)的形式釋放能量。(3)o元素為Mn,其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2,Mn2+的基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d5,其3d能級為半充滿結構,相對比較穩(wěn)定,當其失去第3個電子時比較困難,而Fe2+的基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d6,其3d能級再失去一個電子即為半充滿狀態(tài),故其失去第3個電子比較容易。(4)第三周期8種元素分別為鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯、氬,其單質中鈉、鎂、鋁形成金屬晶體,熔點依次升高;硅形成原子晶體;磷、硫、氯、氬形成分子晶體,且常溫下磷、硫為固體,氯氣、氬為氣體,8種元素熔點最低的為氬,其次為氯,其中電負性最大的為氯。(5)由圖可知,該元素的電離能I4遠大于I3,故為第ⅢA族元素,應為Al。 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375
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