2025屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第12章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第35講原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)教學(xué)案新人教版

PAGE17-第十二章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)[考綱解讀]1.原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)：(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、價電子的電子排布式和軌道表示式。(2)了解電離能的含義，并能用以說明元素的某些性質(zhì)。(3)了解電子在原子軌道之間的躍遷及其簡潔應(yīng)用。(4)了解電負(fù)性的概念，并能用以說明元素的某些性質(zhì)。2.化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)：(1)理解離子鍵的形成，能依據(jù)離子化合物的結(jié)構(gòu)特征說明其物理性質(zhì)。(2)了解共價鍵的形成、極性、類型(σ鍵和π鍵)，了解配位鍵的含義。(3)能用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡潔分子的某些性質(zhì)。(4)了解雜化軌道理論及簡潔的雜化軌道類型(sp、sp2、sp3)。(5)能用價層電子對互斥理論或者雜化軌道理論推想簡潔分子或離子的空間結(jié)構(gòu)。3.分子間作用力與物質(zhì)的性質(zhì)：(1)了解范德華力的含義及對物質(zhì)性質(zhì)的影響。(2)了解氫鍵的含義，能列舉存在氫鍵的物質(zhì)，并能說明氫鍵對物質(zhì)性質(zhì)的影響。4.晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：(1)了解晶體的類型，了解不同類型晶體中結(jié)構(gòu)微粒、微粒間作用力的區(qū)分。(2)了解晶格能的概念，了解晶格能對離子晶體性質(zhì)的影響。(3)了解分子晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。(4)了解原子晶體的特征，能描述金剛石、二氧化硅等原子晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。(5)理解金屬鍵的含義，能用金屬鍵理論說明金屬的一些物理性質(zhì)。了解金屬晶體常見的積累方式。(6)了解晶胞的概念，能依據(jù)晶胞確定晶體的組成并進行相關(guān)的計算。第35講原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)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eq\o(□,\s\up1(01))能量是不同的，依據(jù)電子的eq\o(□,\s\up1(02))能量差異將其分成不同能層。通常用K、L、M、N、O、P、Q……表示相應(yīng)的第一、二、三、四、五、六、七……能層，能量依次上升。(2)能級：同一能層里的電子的eq\o(□,\s\up1(03))能量也可能不同，又將其分成不同的能級，通常用eq\o(□,\s\up1(04))s、p、d、f等表示，同一能層里，各能級的能量按eq\o(□,\s\up1(05))s、p、d、f的依次上升，即：eq\o(□,\s\up1(06))E(s)<E(p)<E(d)<E(f)。(3)原子軌道：表示電子在原子核外的一個空間eq\o(□,\s\up1(07))運動狀態(tài)。軌道形態(tài)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(s電子的原子軌道呈\o(□,\s\up1(08))球形對稱,p電子的原子軌道呈\o(□,\s\up1(09))紡錘或啞鈴形))(4)原子軌道的能量關(guān)系能量關(guān)系eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①相同能層上原子軌道能量的凹凸：ns<np<nd<nf,②形態(tài)相同的原子軌道能量的凹凸：1s<2s<3s<4s……,③同一能層內(nèi)形態(tài)相同而伸展方向不同的原子軌道的能量相等，如2px、2py、2pz軌道的能量\o(□,\s\up1(10))相等))(5)能層、能級與原子軌道的關(guān)系能層一二三四五…符號KLMNO…能級符號1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s……各能級上的原子軌道數(shù)目eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(s能級\o(□,\s\up1(11))1個，最多容納\o(□,\s\up1(12))2個電子,p能級\o(□,\s\up1(13))3個，最多容納\o(□,\s\up1(14))6個,d能級\o(□,\s\up1(15))5個，最多容納\o(□,\s\up1(16))10個,f能級\o(□,\s\up1(17))7個，最多容納\o(□,\s\up1(18))14個,……))2．原子核外電子的排布規(guī)律(1)構(gòu)造原理：從氫原子起先，隨著eq\o(□,\s\up1(01))原子核電荷數(shù)的遞增，原子核每增加一個質(zhì)子，原子核外便增加一個電子，這個電子大多是按下圖所示的eq\o(□,\s\up1(02))能級依次填充的，填滿一個eq\o(□,\s\up1(03))能級再填一個新eq\o(□,\s\up1(04))能級。這個規(guī)律稱為構(gòu)造原理。如圖為構(gòu)造原理示意圖，亦即基態(tài)原子核外電子在原子軌道上的排布依次圖：(2)泡利原理每個原子軌道里最多只能容納eq\o(□,\s\up1(05))2個電子，且自旋狀態(tài)eq\o(□,\s\up1(06))相反。如2s2軌道上的電子排布圖為，不能表示為。(3)洪特規(guī)則當(dāng)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eq\o(□,\s\up1(07))優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，且自旋狀態(tài)eq\o(□,\s\up1(08))相同。如2p3的電子排布圖為，不能表示為或。洪特規(guī)則特例：當(dāng)能量相同的原子軌道在eq\o(□,\s\up1(09))全滿(p6、d10、f14)、eq\o(□,\s\up1(10))半滿(p3、d5、f7)和eq\o(□,\s\up1(11))全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時，體系的能量最低。如24Cr的基態(tài)原子電子排布式為eq\o(□,\s\up1(12))1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。3．電子躍遷與原子光譜(1)能量最低原理：原子的電子排布遵循eq\o(□,\s\up1(01))構(gòu)造原理能使整個原子的能量處于eq\o(□,\s\up1(02))最低狀態(tài)，簡稱能量最低原理。(2)原子的狀態(tài)①基態(tài)原子：處于eq\o(□,\s\up1(03))最低能量的原子。②激發(fā)態(tài)原子：基態(tài)原子的電子汲取能量后，從eq\o(□,\s\up1(04))低能級躍遷到eq\o(□,\s\up1(05))高能級狀態(tài)的原子。(3)原子光譜：不同元素的原子發(fā)生電子躍遷時會eq\o(□,\s\up1(06))汲取或eq\o(□,\s\up1(07))釋放不同的光，用光譜儀記錄下來便得到原子光譜。利用原子光譜的特征譜線可以鑒定元素，稱為光譜分析。(4)基態(tài)、激發(fā)態(tài)及光譜示意圖4．原子結(jié)構(gòu)與周期表的關(guān)系(1)原子結(jié)構(gòu)與周期的關(guān)系每周期第一種元素的最外層電子的排布式為eq\o(□,\s\up1(01))ns1。每周期結(jié)尾元素的最外層電子排布式除He為1s2外，其余為eq\o(□,\s\up1(02))ns2np6。(2)主族和0族元素的價電子排布特點①主族主族ⅠAⅡAⅢAⅣA排布特點eq\o(□,\s\up1(03))ns1eq\o(□,\s\up1(04))ns2eq\o(□,\s\up1(05))ns2np1eq\o(□,\s\up1(06))ns2np2主族ⅤAⅥAⅦA—排布特點eq\o(□,\s\up1(07))ns2np3eq\o(□,\s\up1(08))ns2np4eq\o(□,\s\up1(09))ns2np5—②0族：He：eq\o(□,\s\up1(10))1s2；其他：ns2np6。(3)元素周期表的分區(qū)與價電子排布的關(guān)系①周期表的分區(qū)分區(qū)元素分布價電子排布元素性質(zhì)特點s區(qū)ⅠA、ⅡA族ns1～2除氫外都是活潑金屬元素；通常是最外層電子參加反應(yīng)p區(qū)ⅢA族～ⅦA族、0族1s2或ns2np1～6通常是最外層電子參加反應(yīng)d區(qū)ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族(除鑭系、錒系外)(n－1)d1～9ns1～2(除Pd外)d軌道可以不同程度地參加化學(xué)鍵的形成ds區(qū)ⅠB族、ⅡB族(n－1)d10ns1～2金屬元素f區(qū)鑭系、錒系(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2鑭系元素化學(xué)性質(zhì)相近，錒系元素化學(xué)性質(zhì)相近②依據(jù)元素金屬性與非金屬性可將元素周期表分為金屬元素區(qū)和非金屬元素區(qū)(如下圖)，處于金屬與非金屬交界線(又稱梯形線)旁邊的非金屬元素，又稱為半金屬或準(zhǔn)金屬，但不能叫兩性元素。5．元素周期律(1)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(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所須要的eq\o(□,\s\up1(01))最低能量，符號：eq\o(□,\s\up1(02))I1，單位：eq\o(□,\s\up1(03))kJ·mol－1。②規(guī)律a．同周期：第一種元素的第一電離能eq\o(□,\s\up1(04))最小，最終一種元素的第一電離能eq\o(□,\s\up1(05))最大，總體呈現(xiàn)eq\o(□,\s\up1(06))從左到右漸漸增大的改變趨勢。其次、三、四周期的同周期主族元素，第ⅡA族(ns2np0)和第ⅤA族(ns2np3)，因p軌道處于全空或半充溢狀態(tài)，比較穩(wěn)定，所以其第一電離能大于同周期相鄰的ⅢA和ⅥA族元素，如第一電離能Mgeq\o(□,\s\up1(07))>Al，Peq\o(□,\s\up1(08))>S。b．同族元素：從上至下第一電離能eq\o(□,\s\up1(09))漸漸減小。c．同種原子：隨著電子的逐個失去，陽離子所帶的正電荷數(shù)越來越eq\o(□,\s\up1(10))多，再失去電子需克服的電性引力越來越eq\o(□,\s\up1(11))大，消耗的能量越來越eq\o(□,\s\up1(12))大，逐級電離能越來越eq\o(□,\s\up1(13))大(即I1eq\o(□,\s\up1(14))<I2eq\o(□,\s\up1(15))<I3……)。(2)電負(fù)性①含義用來描述不同元素的原子對eq\o(□,\s\up1(16))鍵合電子吸引力的大小。電負(fù)性越大的原子，對鍵合電子的吸引力eq\o(□,\s\up1(17))越大。②標(biāo)準(zhǔn)以氟的電負(fù)性為eq\o(□,\s\up1(18))4.0作為相對標(biāo)準(zhǔn)，得出了各元素的電負(fù)性。③規(guī)律金屬元素的電負(fù)性一般eq\o(□,\s\up1(19))小于1.8，非金屬元素的電負(fù)性一般eq\o(□,\s\up1(20))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(fù)性則在1.8左右。一般來說，同一周期，從左至右，電負(fù)性漸漸eq\o(□,\s\up1(21))增大，同一主族，從上至下，電負(fù)性漸漸eq\o(□,\s\up1(22))減小。(3)對角線規(guī)則在元素周期表中，某些主族元素與eq\o(□,\s\up1(23))右下方的主族元素的有些性質(zhì)是相像的，如：1.推斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”，并指明錯因。(1)p能級能量肯定比s能級的能量高。(×)錯因：3s能級的能量大于2p能級的能量。(2)磷元素基態(tài)原子的電子排布圖為。(×)錯因：磷元素基態(tài)原子的電子排布圖中3p能級的排布為：。(3)價電子排布為5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s區(qū)元素。(×)錯因：價電子排布為5s25p1的是第ⅢA_族，是p區(qū)元素。(4)電子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10違反了能量最低原理。(×)錯因：該電子排布式違反了泡利原理。(5)主族元素的電負(fù)性越大，元素原子的第一電離能肯定越大。(×)錯因：氧元素的電負(fù)性大于氮元素的電負(fù)性，但氧原子的第一電離能小于氮原子的第一電離能。(6)1～36號元素中，原子最外層有2個未成對電子的元素僅為C、Si、Ge。(×)錯因：除C、Si、Ge外還有O、S、Se、Ti、Ni。(7)依據(jù)元素周期律，氮與氧、鎂與鋁相比，都是后者的第一電離能大。(×)錯因：氮的第一電離能大于氧的，鎂的第一電離能大于鋁的。2．教材改編題(據(jù)人教選修三P24T6)A、B、C、D都是短周期元素。A的原子核外有兩個電子層，最外層已達到飽和。B位于A元素的下一周期，最外層的電子數(shù)是A最外層電子數(shù)的eq\f(1,2)。C的離子帶有兩個單位正電荷，它的核外電子排布與A元素原子相同。D與C屬同一周期，D原子的最外層電子數(shù)比A的最外層電子數(shù)少1。(1)依據(jù)上述事實推斷：A是________，B是________，C是________，D是________(用元素符號填空)。(2)C原子的核外電子排布式為________；D離子的核外電子排布式為________。(3)B位于第________周期________族，它的最高價氧化物的化學(xué)式是________，最高價氧化物的水化物是一種________酸。答案(1)NeSiMgCl(2)1s22s22p63s2或[Ne]3s21s22s22p63s23p6(3)三ⅣASiO2弱考點一原子核外電子排布原理[解析](1)Fe的價層電子排布式為3d64s2，成為陽離子時首先失去的是4s軌道的電子。Sm3＋是Sm原子失去3個電子形成的，Sm的價層電子排布式為4f66s2，失去3個電子時，首先失去6s軌道上的2個電子，再失去4f軌道上的1個電子，因此Sm3＋的價層電子排布式為4f5。(2)依據(jù)核外電子排布規(guī)律可知Li的基態(tài)核外電子排布式為1s22s1，則D中能量最低；C中有2個電子處于2p能級上，能量最高。(3)氮原子的核外電子排布式為1s22s22p3，所以價層電子的軌道表示式(電子排布圖)為。[答案](1)4s4f5(2)DC(3)1．核外電子排布的表示方法表示方法含義舉例核外電子排布式表示每個能級上排布的電子數(shù)S：1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p4S2－：1s22s22p63s23p6電子排布圖(軌道表示式)表示每個原子軌道中電子的運動狀態(tài)O：價層電子排布式或排布圖表示價層電子的排布S：3s23p4Fe：3d64s22．原子核外電子排布符合構(gòu)造原理、洪特規(guī)則、泡利原理，若違反其一，則電子能量不處于最低狀態(tài)。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)。3．半充溢、全充溢狀態(tài)的原子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。如Cr：[Ar]3d54s1、Cu：[Ar]3d104s1。4．當(dāng)出現(xiàn)d軌道時，雖然電子按ns、(n－1)d、np的依次填充，但在書寫電子排布式時，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正確，F(xiàn)e：1s22s22p63s23p64s23d6錯誤。5．由于能級交織，3d軌道的能量比4s軌道的能量高，排電子時先排4s軌道再排3d軌道，而失電子時，卻先失4s軌道上的電子。6．書寫軌道表示式時，空軌道不能省略。如C的軌道表示式為，而不是。1．圖中所發(fā)生的現(xiàn)象與電子的躍遷無關(guān)的是()答案D解析燃放煙火、霓虹燈、燃燒蠟燭等獲得的光能都是電子躍遷時能量以光的形式釋放出來導(dǎo)致的，而平面鏡成像則是光線反射的結(jié)果。2．(1)(2024·全國卷Ⅱ)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________，位于元素周期表中第________族。(2)(2024·全國卷Ⅲ)寫出基態(tài)As原子的核外電子排布式________________________。(3)(2024·江蘇高考)Zn2＋基態(tài)核外電子排布式為________________________________。答案(1)1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2)2Ⅷ(2)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)(3)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)3．(1)(2024·河南汝州試驗中學(xué)高三期末)鋅元素基態(tài)原子的價電子排布式為________，銅元素基態(tài)原子中的未成對電子數(shù)為________。(2)(2024·成都市高三診斷)基態(tài)硫原子核外電子有________種不同運動狀態(tài)，能量最高的電子所占據(jù)的原子軌道的形態(tài)為________。(3)(2024·廣州高三調(diào)研測試)基態(tài)Fe原子價層電子的電子排布圖(軌道表達式)為________________，基態(tài)Se原子的電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為________形。答案(1)3d104s21(2)16啞鈴(或紡錘)形(3)啞鈴(或紡錘)考點二原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)[解析](1)依據(jù)影響電離能大小的因素(有效核電荷數(shù)、微粒半徑和電子層結(jié)構(gòu))可知，A中電離最外層一個電子所需能量最大。(2)依據(jù)示意圖可知Li原子的第一電離能是1040kJ·mol－1÷2＝520kJ·mol－1。(3)同周期元素隨核電荷數(shù)增大，原子半徑漸漸減小，故結(jié)合一個電子釋放出的能量依次增大；N原子的2p軌道為半充溢狀態(tài)，具有穩(wěn)定性，不易結(jié)合一個電子，因此第一電子親和能較低。[答案](1)A(2)520(3)同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大，原子半徑漸漸變小，故結(jié)合一個電子釋放出的能量依次增大N原子的2p軌道為半充溢狀態(tài)，具有穩(wěn)定性，故不易結(jié)合一個電子1．電離能的應(yīng)用推斷元素的化合價假如某元素的In＋1?In，則該元素的常見化合價為＋n，如鈉元素I2?I1，所以鈉元素的化合價為＋1。2．電負(fù)性的應(yīng)用(1)確定元素類型(電負(fù)性>1.8，一般為非金屬元素；電負(fù)性<1.8，一般為金屬元素)。(2)確定化學(xué)鍵類型(一般來說，兩成鍵元素電負(fù)性差值>1.7，為離子鍵；兩成鍵元素電負(fù)性差值<1.7，為共價鍵)。(3)推斷化合物中元素價態(tài)正、負(fù)(電負(fù)性大的元素呈現(xiàn)負(fù)價，電負(fù)性小的元素呈現(xiàn)正價)。(4)推斷元素金屬性和非金屬性的強弱。3．共價化合物中，兩種元素電負(fù)性差值越大，它們形成共價鍵的極性就越強。4．同周期主族元素，從左到右，非金屬性越來越強，電負(fù)性越來越大，第一電離能總體呈增大趨勢。元素第一電離能改變的反常狀況：ⅡA族和ⅤA族元素的第一電離能分別比同周期相鄰元素的第一電離能都高。4．(1)元素C、N、O、K的電負(fù)性從大到小依次為________。(2)CH4中共用電子對偏向C，SiH4中共用電子對偏向H，則C、Si、H三種元素的電負(fù)性由大到小的依次為______________。(3)(2024·全國卷Ⅰ)光催化還原CO2制備CH4反應(yīng)中，帶狀納米Zn2GeO4是該反應(yīng)的良好催化劑。Zn、Ge、O電負(fù)性由大至小的依次是____________。答案(1)O>N>C>K(2)C>H>Si(3)O>Ge>Zn5．(1)(2024·河南汝州試驗中學(xué)高三期末)銅的第一電離能為I1Cu＝745.5kJ·mol－1，其次電離能為I2Cu＝1957.9kJ·mol－1，鋅的第一電離能為I1Zn＝906.4kJ·mol－1，其次電離能為I2Zn＝1733.3kJ·mol－1，I2Cu>I2Zn的緣由是__________________________________________________。(2)(2024·石家莊市質(zhì)檢一)甲醇可以在銅作催化劑的條件下干脆氧化成甲醛(HCHO)；甲醇和甲醛的組成元素的電負(fù)性由小到大的依次為________。(3)第四周期過渡元素如鐵、錳、銅、鋅等在太陽能電池、磁性材料等科技方面有廣泛的應(yīng)用，回答下列問題：比較鐵與錳的第三電離能(I3)：鐵________錳(填“＞”“＝”或“＜”)，緣由是________________________________________________________________。答案(1)銅失去的是全充溢的3d10電子，而鋅失去的是4s1電子(2)H、C、O(3)<Mn2＋、Fe2＋的價電子排布式分別為3d5、3d6，Mn2＋處于3d5半滿較穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，再失去一個電子所需能量較高，所以第三電離能Fe小于Mn建議用時：40分鐘滿分：100分一、選擇題(每題6分，共42分)1．下列關(guān)于鈉元素的幾種表達式錯誤的是()A．基態(tài)Na＋的電子排布圖：B．基態(tài)Na＋的結(jié)構(gòu)示意圖：C．基態(tài)Na的電子排布式：1s22s22p63s1D．基態(tài)Na的簡化電子排布式：[Na]3s1答案D解析Na的簡化電子排布式為[Ne]3s1。2．下列有關(guān)電子排布圖的表述正確的是()A.可表示單核10電子粒子基態(tài)時電子排布B.此圖錯誤，違反了泡利原理C.表示基態(tài)N原子的價電子排布D.表示處于激發(fā)態(tài)的B的電子排布圖答案A解析A項，單核10電子粒子基態(tài)時電子排布式為1s22s22p6，每個軌道內(nèi)排布2個電子，自旋方向相反，正確；B項，此圖違反了洪特規(guī)則，錯誤；C項，正確的價電子排布圖為，錯誤；D項，該電子排布圖中的電子沒有躍遷到能量更高的軌道上，錯誤。3．已知元素X、Y同周期，且電負(fù)性X>Y，下列說法錯誤的是()A．X的原子序數(shù)肯定大于YB．第一電離能Y肯定小于XC．X和Y在形成化合物時，X顯負(fù)價、Y顯正價D．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HmX大于HnY答案B解析由電負(fù)性大小可知X在Y的右邊，A、C、D均正確；假如Y、X分別是ⅤA、ⅥA族，因為第ⅤA族最外層p能級半充溢，所以Y的第一電離能大于X，B錯誤。4．下列各組原子中，彼此化學(xué)性質(zhì)肯定相像的是()A．原子核外電子排布式為1s2的X原子與原子核外電子排布式為1s22s2的Y原子B．原子核外M層上僅有兩個電子的X原子與原子核外N層上僅有兩個電子的Y原子C．2p軌道上只有2個電子的X原子與3p軌道上只有2個電子的Y原子D．最外層都只有一個電子的X、Y原子答案C解析A中X為He，Y為Be，兩者性質(zhì)不相像；B項X原子為Mg，Y原子N層上有2個電子的有多種元素，如第四周期中Ca、Fe等都符合，化學(xué)性質(zhì)不肯定相像；C項為同主族的元素，化學(xué)性質(zhì)肯定相像；D項最外層只有1個電子的可能是第ⅠA族元素，過渡元素中也有許多最外層只有1個電子的元素，故性質(zhì)不肯定相像。5．現(xiàn)有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5。則下列有關(guān)比較中正確的是()A．第一電離能：④>③>②>①B．原子半徑：④>③>②>①C．電負(fù)性：④>③>②>①D．最高正化合價：④>①>③＝②答案A解析①表示S，②表示P，③表示N，④表示F。第一電離能：F>N>P>S，A正確；原子半徑：P>S>N>F，B錯誤；電負(fù)性：F>N>S>P，C錯誤；F無正價，D錯誤。6．下列各組表述中，兩個原子不屬于同種元素原子的是()A．3p能級有一個空軌道的基態(tài)原子和核外電子的排布式為1s22s22p63s23p2的原子B．2p能級無空軌道，且有一個未成對電子的基態(tài)原子和原子的最外層電子排布式為2s22p5的原子C．M層全充溢而N層為4s2的原子和核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s2的原子D．最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)eq\f(1,5)的原子和最外層電子排布式為4s24p5的原子答案C解析A項，3p能級有一個空軌道的基態(tài)原子，按洪特規(guī)則可得其3p軌道上只能有兩個電子，所以兩個原子是同種元素的原子；B項，2p能級無空軌道，且有一個未成對電子的基態(tài)原子，它的2p能級上只能是5個電子，所以兩原子是同種元素的原子；C項，M層全充溢而N層為4s2的原子，其M層應(yīng)為18個電子，而后者的M層上只有8個電子，所以兩原子不是同種元素的原子；D項，最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的eq\f(1,5)的原子中，最外層電子數(shù)要小于或等于8個電子，且電子總數(shù)為5的倍數(shù)，所以可得該原子可能是原子序數(shù)為5、10、15、20、25、30、35、40，其中滿意最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的eq\f(1,5)且符合核外電子排布規(guī)則的只能是35號元素，該元素原子的外圍電子排布式為4s24p5，所以兩原子是同種元素的原子。7．已知X、Y是主族元素，I為電離能，單位是kJ·mol－1。請依據(jù)下表數(shù)據(jù)推斷，錯誤是()元素I1I2I3I4X500460069009500Y5801800270011600A．元素X的常見化合價是＋1價B．元素Y是ⅢA族元素C．元素X與氯形成化合物時，化學(xué)式可能是XClD．若元素Y處于第三周期，它可與冷水猛烈反應(yīng)答案D解析X為第ⅠA族元素，Y為第ⅢA族元素；D項，若元素Y處于第三周期，則Y為Al，Al不與冷水反應(yīng)。二、非選擇題(共58分)8．(15分)現(xiàn)有七種元素，其中A、B、C、D、E為短周期主族元素，F(xiàn)、G為第四周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大。請依據(jù)下列相關(guān)信息，回答問題。A元素的核外電子數(shù)和電子層數(shù)相等B元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1C原子第一至第四電離能如下：I1＝738kJ·mol－1，I2＝1451kJ·mol－1，I3＝7733kJ·mol－1，I4＝10540kJ·mol－1D原子核外全部p軌道全滿或半滿E元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4F是前四周期中電負(fù)性最小的元素G在周期表的第七列(1)已知BA5為離子化合物，寫出其電子式：________。(2)B元素基態(tài)原子中能量最高的電子，其電子云在空間有________個方向，原子軌道呈________形。(3)某同學(xué)依據(jù)上述信息，推斷C基態(tài)原子的核外電子排布圖為，該同學(xué)所畫的電子排布圖違反了____________。(4)G位于第________族________區(qū)，該元素的核外電子排布式為________________。(5)檢驗F元素的方法是____________，請用原子結(jié)構(gòu)的學(xué)問說明產(chǎn)生此現(xiàn)象的緣由：__________________________________________________________。答案(1)(2)3啞鈴(或紡錘)(3)泡利原理(4)ⅦBd1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2(5)焰色反應(yīng)當(dāng)基態(tài)原子的電子汲取能量后，電子會躍遷到較高能級，變成激發(fā)態(tài)原子。電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)或基態(tài)時，將以光的形式釋放能量解析由題給信息可知元素A、B、C、D、E、F、G分別為H、N、Mg、P、Cl、K、Mn。(1)離子化合物NH5為氫化銨。(2)氮原子的基態(tài)原子能量最高的電子為p電子，p電子云有3個方向，原子軌道呈啞鈴形或紡錘形。(3)題圖中3s軌道的兩個電子自旋狀態(tài)相同，違反了泡利原理。9．(14分)X、Y、Z、M、R、Q為元素周期表中前四周期元素，且原子序數(shù)之和為105。Y是良好的半導(dǎo)體材料，晶體Y結(jié)構(gòu)與金剛石類似；Z原子價電子層的p軌道半充溢，核外電子總數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍；X＋與M－相差一個電子層；M原子得到一個電子后3p軌道全充溢；R有“生物金屬”之稱，R4＋和氬原子的核外電子排布相同。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1)六種元素中電負(fù)性最大的是____________(填元素符號)；其中Q的基態(tài)原子核外電子排布式為__________；化合物XM的電子式為____________。(2)X、Y、Z、M的第一電離能由小到大的依次是____________(填元素符號)。(3)Q元素可形成兩種常見的離子Q2＋與Q3＋，其中化學(xué)性質(zhì)較穩(wěn)定的是__________(填離子符號)，其緣由是________________________________________。(4)與R位于同周期的元素中，基態(tài)原子的電子排布中4s軌道上只有1個電子的元素有____________(填元素名稱)。答案(1)Cl1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)Na＋[eq\o\al(×,·)eq\o(Cl,\s\up6(\a\vs4\al\co1(··)),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)]－(2)Na<Si<P<Cl(3)Fe3＋Fe3＋的3d軌道填充了5個電子，為半充溢狀態(tài)(4)鉀、鉻、銅解析Y為硅；Z的價電子層的p軌道半充溢，說明為ns2np3結(jié)構(gòu)，為第ⅤA族元素，核外電子總數(shù)為15，為磷元素；M為氯元素；X＋與Cl－相差一個電子層，則X為Na；R為22號元素鈦；Q為26號元素鐵。(1)電負(fù)性最大，即非金屬性最強，為Cl元素。Q為26號元素鐵，核外電子排布式為[Ar]3d64s2，NaCl為離子化合物，電子式寫成陰、陽離子形式。(2)Na、Si、P、Cl處于同一周期，隨原子序數(shù)遞增，第一電離能漸漸增大。(3)Fe3＋的3d軌道處于半充溢狀態(tài)，比Fe2＋穩(wěn)定。(4)第四周期中，最外層電子排布為4s1的有K、Cr、Cu。10．(15分)已知：A.第一電離能I1是指氣態(tài)原子X處于基態(tài)時，失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子X＋所需的最低能量。下圖是部分元素原子的第一電離能I1隨原子序數(shù)的改變曲線圖(其中12號至17號元素的有關(guān)數(shù)據(jù)缺失)。B．不同元素的原子在分子內(nèi)吸引電子的實力大小可用數(shù)值表示，該數(shù)值稱為電負(fù)性。一般認(rèn)為，假如兩個成鍵原子間的電負(fù)性差值大于1.7，原子之間通常形成離子鍵；假如兩個成鍵原子間的電負(fù)性差值小于1.7，通常形成共價鍵。下表是某些元素的電負(fù)性值：元素符號LiBeBCOFNaAlSiPSCl電負(fù)性值0.981.572.042.553.443.980.931.611.902.192.583.16依據(jù)信息回答下列問題：(1)仔細(xì)分析A圖中同周期元素第一電離能的改變規(guī)律，推斷Na～Ar元素中，Al的第一電離能的大小范圍為________<Al<________(填元素符號)。(2)從A圖分析可知，同一主族元素原子的第一電離能I1的改變規(guī)律是____________________。(3)A圖中第一電離能最小的元素在周期表中的位置是第________周期________族。(4)依據(jù)對角線規(guī)則，Be、Al元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物的性質(zhì)相像，它們都具有________性，其中Be(OH)2顯示這種性質(zhì)的離子方程式是_______________________________________________________________。(5)通過分析電負(fù)性值的改變規(guī)律，確定