第一章 原子结构与性质 测试题（含解析） 高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第一章 原子结构与性质 测试题
一、选择题
1．关于原子结构的研究，科学家分别提出过：原子论、“葡萄干布丁”模型、核式模型、核外电子分层排布模型、量子力学模型。提出核外电子分层排布模型的科学家是
A．卢瑟福 B．玻尔 C．汤姆逊 D．道尔顿
2．科学家最近发表的科技信息如下：
信息1：我国科学家合成新核素—钍-207：
信息2：美国科学家利用化学线索(、、)揭示恐龙新陈代谢率高低。
信息3：我国科学家发现飞尘颗粒物中铁的同位素：。
已知：半衰期指物质质量减少一半所用时间。
下列叙述错误的是
A．同周期中，X的第一电离能最大
B．、的半衰期较长
C．的中子数为90
D．和互为同位素
3．已知A、B、C、D是原子序数依次增大的短周期元素。其中A是宇宙中含量最多的元素；B元素原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同；C元素原子的价层电子排布是nsnnp2n；D元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子。下列说法正确的是
A．C、D原子形成的简单离子半径：D+＞C2-
B．A、B、C三种元素的电负性：C＞B＞A
C．B、C元素的第一电离能：C＞B
D．D元素构成的合金硬度比纯金属大，熔点比纯金属高
4．化合物A的结构简式如图所示。X、Y、Z、W是原子序数递增的短周期主族元素，Y在自然界中以化合态存在，Z的基态原子最外层有2个未成对电子。下列说法正确的是
A．化合物A中各原子或离子均达到2电子或8电子稳定结构
B．Y、Z、W三种元素的电负性：W＜Z＜Y
C．X、Y、Z、W四种元素形成的单质中，Y单质的熔点最高
D．化合物A中Y原子均发生sp2杂化
5．下列各组元素中，电负性依次减小的是
A．F、N、O B．Cl、C、 F C．Cl、S、P D．P、N、H
6．下列说法正确的是
A．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小
B．同一原子中，2p、3p、4p轨道的轨道数依次增多
C．能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动
D．各能层含有的轨道数为n2(n为电子层序数)
7．下列说法正确的是
A．元素周期表每一周期元素原子的最外层电子排布均是从ns1过渡到ns2np6
B．所有的非金属元素都分布在p区
C．核外电子排布式为1s2的原子与核外电子排布式为1s22s2的原子的化学性质相似
D．元素周期表中IIIB族到IIB族的10个纵列的元素都是金属元素
8．下列有关化学用语正确的是
A．某元素基态原子的电子排布图：
B．NH4Cl的电子式为：
C．Ca2+基态电子排布式为：1s22s22p63s23p6
D．F-的结构示意图：
9．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，某研究团队以(固态物质)为载体，利用Au-Pd纳米颗粒催化气态单质W2、X2合成W2X2，其原理如图所示。下列说法错误的是
A．简单离子半径：X＞Y B．化合物ZW4中原子均满足最外层8电子结构
C． Y2X3、ZX2均具有较高熔点 D．工业上常用电解熔融Y2X3的方法冶炼Y
10．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X与Y、Z均能形成多种常见二元化合物，Y、Z形成的某化合物是参与光合作用的主要气体，基态原子中X、Y、Z的价电子数之和等于W的价电子数，下列说法正确的是
A．W属于d区元素 B．原子半径：
C．氢化物沸点： D．X与W的最外层电子数相等
11．核外电子排布中，能级会发生交错现象。以下表示的各能级能量大小关系，不符合客观事实的是
A．4s>3d>3p>3s B．6s>5p>4d>3d
C．5f>4d>3p>2s D．7d>6d>5d>4d
12．根据元素周期表和元素周期律，下列说法错误的是
①第一电离能：S>P
②铊(Tl)与铝同族，其单质既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应
③锂在氧气中剧烈燃烧，产物是
④碳酸铵是易溶于水的白色固体
⑤酸性：
⑥HF、HCl、HBr、HI的还原性及热稳定性依次减弱
A．①③⑥ B．②③⑤⑥ C．①②③⑥ D．①②⑤③
13．居里夫妇用α粒子()轰击某金属原子得到，基态Y原子3p能级半充满。具有放射性，很快衰变为：，。下列说法正确的是
A．第一电离能：XB．自然界不存在Y4分子，因其化学键不稳定
C．X原子核内中子数与质子数之比为13：14
D．简单氢化物的热稳定性：Y14．有机锗被称为“生命的奇效元素”，其主要保健功效包括延缓衰老、增强免疫力、调节代谢性疾病，如图为含锗有机物的结构，下列叙述正确的是
A．Ge原子核外有32种空间运动状态不同的电子
B．C、Si、Ge三种元素均为第IVA族，其氢化物的沸点依次增大
C．名叫锗烷，也属于烷烃
D．含锗有机物和草酸()性质相似，属于同系物
15．下列说法不正确的是
A．原子核外电子排布，先排满层再排层、先排满层再排层
B．从空间角度看，2s轨道比1s轨道大，其空间包含了1s轨道
C．2p、3p、4p的轨道形状均为哑铃形
D．各能层含有的原子轨道数为(n为能层序数)
二、填空题
16．下表列出了①~④四种元素在周期表中的位置．
族 周期 IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 0
2 ①
3 ② ③
4 ④
回答下列问题：
(1)①的元素符号为_____________。
(2)②的基态原子电子排布式为__________________________。
(3)③和④中原子半径较大的是_____________(填元素符号)。
(4)如图是③原子中s电子和p电子的电子云轮廓图。s电子的电子云形状为_____________形；每个p能级都有_____________个相互垂直的电子云。
17．Ti、Na、Mg、C、N、O、Fe等元素单质及化合物在诸多领域都有广泛的应用。回答下列问题：
(1)钠在火焰上灼烧产生的黄光是一种________(填字母)。
A吸收光谱 B．发射光谱
(2)下列Mg原子的核外电子排布式中，能量最高的是________，能量最低的是________(填序号)
a． b． c． d．1s22s22p63s2
(3)Ti原子核外共有________种运动状态不同的电子，最高能层电子的电子云轮廓形状为________，其价电子排布图为___________。与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中，写出任意一种最外层电子数与钛不同的元素外围电子排布式__________________。
(4)N、O、Mg元素的前3级电离能如下表所示：X、Y、Z中为N元素的是________，判断理由是_______。
元素 I1/kJ·mol－1 I2/kJ·mol－1 I3/kJ·mol－1
X 737.7 1 450.7 7 732.7
Y 1 313.9 3 388.3 5 300.5
Z 1 402.3 2 856.0 4 578.1
(5)琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物，临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收，避免生成Fe3＋，从结构角度来看，Fe2＋易被氧化成Fe3＋的原因是__________。Fe3+与Fe2+的离子半径大小关系为：Fe3+_____Fe2+(填“大于”或“小于”)，原因为：_________。
18．有X、Y、Z、Q、T五种元素，X原子的M层p轨道有2个未成对电子，Y原子的外围电子构型为3d64s2，Z原子的L电子层的p能级上有一空轨道，Q原子的L电子层的p能级上只有1对成对电子，T原子的M电子层上p轨道半充满。试回答下列问题：
(1)X的元素符号__________，Y的元素符号________。
(2)Z元素原子的电子排布式_______，Q元素原子的电子排布图__________，T元素原子的电子排布图_______________________________。
(3)Y的单质在Q的单质中燃烧的化学方程式：_________________________。
19．推导下列元素，回答有关问题：
(1)具有1个4p电子的元素为________(写元素名称)。基态Fe原子有____个未成对电子。Fe3＋的电子排布式为_____________。
(2)3d能级全充满，4s能级只有1个电子的元素为_______，原子序数为________。在基态14C原子中，核外存在____对自旋相反的电子。基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为_____，该能层具有的原子轨道数为____、电子数为____。
(3)原子序数小于36的元素X和Y，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且Y的原子序数比X大2，则Y的基态原子的价电子排布式是________，M能层有______个电子
20．(1)A元素原子次外层电子数是最外层电子数的，其最外层电子轨道表示式是______。
(2)B是1~36号元素中未成对电子数最多的元素，B元素的名称是______，其在元素周期表中的位置是______。
21．按要求写出电子排布式或轨道表示式。
(1)基态的电子排布式为______。
(2)基态P原子的价层电子排布式为______。
(3)的轨道表示式为______。
(4)第四周期中最外层仅有1个电子的所有基态原子的电子排布式为______。
22．已知A、B、C、D为第三周期元素，其第一至第四电离能如表所示(单位：)。
元素代号 I1 I2 I3 I4
A 1521 2666 3931 5771
B 496 4562 6912 9543
C 738 1451 7733 10540
D 578 1817 2745 11575
试回答下列各题：
(1)A是_______(填元素符号，下同)，B是_______，C是_______，D是_______。
(2)B在化合物中通常显_______价，B的电负性_______(填“>”“<”或“=”)C的电负性。
(3)下列元素形成的单质中，化学性质与A形成的单质最相似的是_______(填序号)。
A．氦 B．铍 C．锂 D．氢
(4)大部分元素都会出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况，请预测B的第2次电离能数据飞跃将是在失去第_______个电子时。
三、元素或物质推断题
23．科学家合成一种新化合物（如图所示）。
其中W、X、Y、Z为同周期元素，W是所在周期中第一电离能最小的元素，Y元素基态原子的未成对电子数等于其电子层数，Z元素的原子核外最外层电子数是X核外电子数的一半。
回答下列问题：
（1）W、X、Y、Z原子半径由大到小的顺序为__（用对应的元素符号表示）。
（2）Z的核外电子排布式为__。
（3）基态X原子价电子轨道表示式为__。
（4）W元素基态原子核外电子有__种运动状态，其中电子占据能量最高的原子轨道符号表示为__。
（5）X的电负性__（填“大于”或“小于”）Y，原因是__。
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：原子结构模型演变的主要历程：1803年，道尔顿建立原子学说；1903年，英国科学家汤姆逊提出了“葡萄干布丁”模型；1911年，英国科学家卢瑟福提出了核式模型；1913年，丹麦物理学家玻尔提出了核外电子分层排布的原子结构模型；奥地利物理学家薛定谔提出电子云模型（几率说），为近代量子力学原子模型；答案选B。
2．C
解析：A．题中有2a+176=207+5，a=18，18号元素为Ar，同周期从左向右第一电离能是增大趋势，即稀有气体第一电离能最大，故A说法正确；
B．碳-14半衰期约5730年，半衰期较长，可以测定年代，氧-18属于稳定型的，常作示踪原子，故B说法正确；
C．根据守恒思想，有18+72=b，b=90，中子数=207-90=117，故C说法错误；
D．和中子数分别为30、32，它们质子数均为26，均是由铁元素组成的不同原子，和互为同位素，故D说法正确；
答案为C。
3．B
【分析】A是宇宙中含量最多的元素，所以A为H；C元素原子的价层电子排布是nsnnp2n，n=2，所以C的价电子排布为为2s22p4，C为O。B元素原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同，即B为N。D元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子，即其最外层只有一个电子，D为短周期元素，D为Na。
解析：A．简单离子的半径：电子层越多半径越大；同电子层结构，核电荷数越多半径越大。C、D的简单离子分别为O2-、Na+，半径O2->Na+，A项错误；
B．同周期从左往右电负性增强：BC．B价电子为2s2p3半充满稳定即N难失去一个电子，而C为2s22p4失去一个电子后为半满即O易失去一个电子，所以第一电离能：B>C，C项错误；
D．合金破坏了金属键，金属键减弱，导致合金熔点比纯金的低，D项错误；
故选B。
4．C
【分析】化合物A的结构如图所示，X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的基态原子最外层有2个未成对电子，则Z为O；Y元素在自然界都以化合态存在，且Y的原子序数小于Z，化合物A中Y可以形成3个或4个共价键，则Y为B；X形成1个共价键，W形成＋1价阳离子，则X为H，W为Na，以此分析解答。
解析：A．化合物A中有2个B原子只形成了3个共价键，没有达到8电子稳定结构，故A错误；
B．B、O、Na三种元素的电负性顺序为：O>B>Na，故B错误；
C．分子晶体、金属晶体、共价晶体，其熔点依次升高，X、Y、Z、W四种元素形成的单质中，H2、O2是分子晶体，Na是金属晶体，熔点低于100℃，B的单质是共价晶体，熔点最高，故C正确；
D．阴离子中的Y形成三个σ键时，发生sp2杂化，形成四个σ键时，发生sp3杂化，故D错误；
故答案选C。
5．C
解析：A．元素周期表中，同周期主族元素从左向右电负性逐渐增强，则F>O>N，A错误；
B．同主族元素从上到下，电负性逐渐减弱，则F>Cl，B错误；
C．同周期主族元素从左到右，电负性逐渐增强，则Cl>S>P，C正确；
D．元素周期表中，同主族元素从上到下电负性逐渐减弱，则N>P，故N>P>H，D错误；
故选C。
6．D
解析：A．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐增大，故A错误；
B．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数相同，都是3个，故B错误；
C．能量低的电子在离核近的区域运动的几率高，能量高的电子在离核远的区域运动的几率高，故C错误；
D．各能层含有的能级数与其能层数相等，各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7，则各能层含有的轨道数为n2，故D正确；
故选D。
7．D
解析：A．第一周期最外层电子排布是从ns1过渡到ns2，故A错误；
B．非金属元素H元素位于s区，故B错误；
C．1s2是He元素属于0族元素，1s22s2是Be元素属于第IIA族元素，He是稀有气体元素，Be为金属元素，二者性质不相似，故C错误；
D．过渡元素包括副族与第Ⅷ族，为元素周期表中的第3列到12列，即ⅢB到ⅡB的10个纵行，都是金属元素，故D正确；
故答案选D。
8．C
解析：A．根据洪特规则，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，且自旋方向相同，A错误；
B．氯离子最外层应有8个电子，电子式为，B错误；
C．Ca为20号元素，失去外围两个电子形成Ca2+，Ca2+基态电子排布式为：1s22s22p63s23p6，C正确；
D．F-核电荷数为9，核外有10个电子，结构示意图为，D错误；
综上所述答案为C。
9．B
【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X都能形成双原子分子，且二者结合成化合物W2X2、W2X，则W为H元素，X为O元素；由固态化合物Y2X3、ZX2及ZW4中元素的化合价，可确定Z显-4或+4价，则Z为Si元素，Y显+3价，则Y为Al元素。从而得出W、X、Y、Z分别为H、O、Al、Si。
解析：A．X、Y分别为O、Al，O2-与Al3+的电子层结构相同，但Al的核电荷数大，则简单离子半径：O2-＞Al3+，A正确；
B．化合物ZW4为SiH4，Si原子满足最外层8电子结构，但H原子不满足最外层8电子结构，B错误；
C．Y2X3、ZX2分别为Al2O3、SiO2，二者分别属于离子晶体、共价晶体，均具有较高熔点，C正确；
D．工业上冶炼Al时，常用电解熔融Al2O3的方法，D正确；
故选B。
10．D
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，Y、Z形成的某化合物是参与光合作用的主要气体，则Y为C元素、Z为O元素；X与Y、Z均能形成多种常见二元化合物，则X为H元素；基态原子中X、Y、Z的价电子数之和等于W的价电子数，则W为Cu元素；
解析：A．铜元素的原子序数为29，价电子排布式为3d104s1，处于元素周期表的ds区，故A错误；
B．同周期元素，从左到右原子半径依次减小，氧原子的原子半径小于碳原子，故B错误；
C．碳元素的氢化物可以是气态烃、液态烃、固态烃，固态烃的沸点高于水或过氧化氢，故C错误；
D．氢原子和铜原子的最外层电子数均为1，故D正确；
故选D。
11．A
解析：原子核外电子排布按照能量由低到高的各能级顺序为1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f ，A不符合事实，故答案选A。
12．C
解析：①同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，磷原子的3p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则磷元素的第一电离能大于硫元素，故错误；
②同主族元素，从上到下元素的金属性依次增强，则铊元素的金属性强于铝元素，铊单质能与盐酸反应，但不能与氢氧化钠溶液反应，故错误；
③同主族元素，从上到下元素的金属性依次增强，锂元素的金属性弱于钠元素，则锂在氧气中剧烈燃烧只能生成氧化锂，不能生成过氧化锂，故错误；
④碳酸铵属于铵盐，是易溶于水的白色固体，故正确；
⑤同主族元素，从上到下元素的非金属性依次减弱，最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱，同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增强，最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强，则最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序为，故正确；
⑥同主族元素，从上到下元素的非金属性依次减弱，氢化物的还原性依次增强，则HF、HCl、HBr、HI的还原性依次增强，故错误；
①②③⑥错误，故选C。
13．A
【分析】基态Y原子3p能级半充满，所以Y原子为P；由题干信息可知，A+4=30+1，A=27，X和Y质子数相差2，所以X为Al；Q和Y质子数相差1，Q为Si，据此分析解题。
解析：A．X为Al，Q为Si，Y为P，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，所以第一电离能：AlB．Y原子为P，自然界存在P4，B错误；
C．X为Al，质子数为13，中子数为14，所以中子数与质子数之比为14：13，C错误；
D．P电负性大于Si，所以简单氢化物的热稳定性：Y>Q，D错误；
故选A。
14．B
解析：A．Ge为32号元素，基态原子电子排布式为，共占据17个原子轨道，因此有17种空间运动状态不同的电子，故A错误；
B．C、Si、Ge三种元素均为第IVA族，其氢化物均为分子晶体，熔沸点受分子间作用力大小影响，其摩尔质量依次增大，沸点依次增大，故B正确；
C．有机物都含有碳元素，不含碳元素，所以锗烷不是有机物，不属于烷烃，故C错误；
D．有机锗虽然和草酸一样有两个羧基，但二者并不是相差n个原子团，因此，只是性质相似，并不是同系物，故D错误；
故选B。
15．A
解析：A．原子核外电子排布，先排满层再排层、先排层再排层，但不一定要排满层再排层，如Ca原子的核外电子排布为2、8、8、2，M层未排满，故A错误；
B．s轨道都是球形，2s轨道半径大于1s轨道半径，其空间包含了1s轨道，比1s轨道大，故B正确；
C．p轨道无论哪一能层均为哑铃形，故C正确；
D．每个能层容纳的最大电子数为2n2，每个轨道最多容纳2个电子，则各能层含有的原子轨道数为，故D正确；
答案选A。
二、填空题
16．(1)O
(2)[Ne]3s1
(3)Br
(4) 球 3
【分析】①是第二周期第VIA族元素，所以①是O；②是第三周期第IA族元素，所以②是Na；③是第三周期第VIIA族元素，所以③是Cl；④是第四周期第VIIA族元素，所以④是Br，依次作答。
解析：（1）①是第二周期第VIA族元素，所以①是O；
（2）②是第三周期第IA族元素，所以②是Na，②的基态原子电子排布式[Ne]3s1；
（3）根据分析可知③是Cl，④是Br，根据同主族元素，从上到下，原子半径依次增加，所以Br>Cl；
（4）ns能级各有1个轨道，np能级各有3个轨道，s电子的原子轨道都是球形的，p电子的原子轨道都是哑铃形的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以px、py、pz表示。
17．(1)B
(2) b d
(3) 22 球形 3d54s1或3d104s1
(4) Z N原子外围电子排布式为2s22p3，N与O相比，2p轨道处于半充满的稳定结构，故失去第一个电子较难，I1较大
(5) Fe3＋的3d5半满状态更稳定 小于 核电荷数相同，但是Fe3＋核外电子数少
解析：（1）钠在火焰上灼烧时,原子中的电子吸收了能量,从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道,但处于能量较高的电子是不稳定的,很快跃迁回能量较低的轨道,这是就将多余的能量以黄光的形式放出,属于发射光谱，选B，故答案为：B；
（2）基态原子具有的能量最低，得到电子后，电子发生跃迁，从低能级轨道跃迁到高能级轨道，所以能量最高的是b，能量最低的是d，故答案为：b；d；
（3）Ti原子核外有22个电子，每个电子运动状态都不同，所以原子中运动状态不同的电子共有22种；其电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，最高能层为4s能级，电子云轮廓形状为球形；价电子排布式为3d24s2，，价电子排布图为。与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中，最外层电子数与钛不同，结合构造原理与洪特规则，符合条件的外围电子排布式为3d54s1、3d104s1，故答案为：22；球形； ；3d54s1或3d104s1；
（4）金属元素第一电离能I1小于非金属元素，则第一电离能I1最小的X为镁元素；N原子外围电子排布式为2s22p3，N与O相比，2p轨道处于半充满的稳定结构，故失去第一个电子较难，I1较大，则I1较大的Z为N元素，故答案为：Z；N原子外围电子排布式为2s22p3，N与O相比，2p轨道处于半充满的稳定结构，故失去第一个电子较难，I1较大；
（5）Fe2＋价电子为3d6，失去1个电子形成更稳定的3d5半充满状态的Fe3＋；因为Fe3+与Fe2+核电荷数相同，但是Fe3＋核外电子数少，所以核对电子吸引能力大，半径小，故答案为：Fe3＋的3d5半满状态更稳定；小于；核电荷数相同，但是Fe3＋核外电子数少。
18． Si或S Fe 1s22s22p2 3Fe＋2O2Fe3O4
【分析】有五种元素X、Y、Z、Q、T元素为主族元素，X原子的M层p轨道有2个未成对电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p4或1s22s22p63s23p2，故X为S或Si元素；Y原子的特征电子构型为3d64s2，则Y为Fe；Z原子的L电子层的p能级上有一个空轨道，核外电子排布为1s22s22p2，则Z为C元素；Q原子的L电子层的p能级上只有一对成对电子，核外电子排布为1s22s22p4，故Q为O元素；T原子的M电子层上p轨道半充满，核外电子排布为1s22s22p63s23p3，则T为P元素，据此解答。
解析：（1）由分析可知，X为S或Si元素，Y为Fe，故答案为Si或S，Fe。
（2）Z为C元素，核电荷数为6，电子排布式为1s22s22p2；Q为O元素，核电荷数为8，氧原子的核外电子排布图为；T为P元素，核电荷数为15，磷原子的核外电子排布图为；故答案为1s22s22p2，，。
（3）Y的单质在Q的单质中燃烧是铁在纯氧中燃烧生成四氧化三铁，反应的化学方程式为：3Fe＋2O2Fe3O4，故答案为3Fe＋2O2Fe3O4。
19．(1) 镓 4 [Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5
(2) 铜 29 2 M 9 4
(3) 3d84s2 16
解析：（1）具有1个4p电子，说明其位于第四周期p区，为镓元素；铁为26号元素，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，所以基态Fe原子有4个未成对，铁原子失去3个电子形成铁离子，Fe3＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5；
（2）3d能级全充满，4s能级只有1个电子，则该元素位于第四周期ds区，为铜元素，原子序数为29。14C有6个核外电子，核外电子排布为1s22s22p2，自旋方向相反的电子对有2对。Si原子核外电子数为14，基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p2，电子占据的最高能层符号为M，该能层具有的原子轨道数为1+3+5=9、电子数为4；
（3）原子序数小于36的元素X和Y，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且Y的原子序数比X大2，两者处于第Ⅷ族，则X和Y分别为Fe和Ni，Y的基态原子的价电子排布式是3d84s2，M能层有16个电子。
20． 铬 第四周期第ⅥB族
解析：(1)次外层电子数是最外展电子数的元素只能是氖。最外层电子数为8，最,轨道表示式是：；
(2)1~36号元素中未成对电子数最多的元素是铬。其原子序数是24，位于元素周期表第四周期第ⅥB族。
21． (或) 、、
解析：(1)基态原子的电子排布式为，失去1个电子所得的电子排布式为或。故答案为：(或)；
(2)P原子核外电子的最外层为第三层，且有5个电子，所以其价层电子排布式为。故答案为：；
(3)的电子排布式为，轨道表示式为。故答案为：；
(4)第四周期最外层只有1个电子的基态原子的最外层电子排布式为，此时、应已填满，轨道可能全空、半充满或全充满，即电子排布式为、、。故答案为：、、；
22． Ar Na Mg Al +1 < A 10
解析：A、B、C、D为第三周期元素，根据表中数据知，A每一级电离能都较大，故A应为全满稳定结构，即元素，B元素的I2突然增大，故B容易失去1个电子，即元素，C元素的I3突然增大，故C容易失去2个电子，即元素，D元素的I4突然增大，故D容易失去3个电子，即元素。
(1)由分析知A为Ar，B为Na，C为Mg，D为Al；
(2)B为元素，在化合物中通常显+1价；一般来说，同周期元素由左向右电负性逐渐增大，故电负性：，此处填“＜”；
(3)A为稀有气体Ar，稀有气体之间性质相似，故此处填A；
(4)电离能的突跃变化，说明核外电子是分层排布的的电子排布式为，由于所处电子层相同，所以它的第2次电离能数据飞跃发生在失去第10个电子时。
三、元素或物质推断题
23． Na＞Si＞P＞Cl 1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5 11 3s 小于 同周期元素P比Si原子半径小，核电荷数多，吸引电子能力更强
【分析】W、X、Y、Z为同一短周期元素，据图可知X能形成4个共价键，则应为第IVA族元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半，则X核外电子数最大为14(Z不可能为0族元素)，则X为C或Si，若X为C，则Z为B，不符合图示成键规律，所以X为Si，Z为Cl，四种元素位于第三周期；Y元素基态原子的未成对电子数等于其电子层数，则Y核外电子排布为1s22s22p63s23p3，即为P元素；根据图示可知，W元素的阳离子带一个正电荷，且W是所在周期中第一电离能最小的元素，则W为Na元素。
解析：通过分析知，W、X、Y、Z分别为Na、Si、P、Cl元素。
(1)同一周期从左向右原子半径逐渐减小，则W、X、Y、Z原子半径由大到小的顺序为：Na＞Si＞P＞Cl；
(2)Cl的核外电子数=核电荷数=17，Cl的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p5；
(3)Si处于周期表中第3周期第ⅣA族，基态Si的价电子排布式为3s23p2，则基态硅原子价电子的轨道表示式是：；
(4)Na的核外电子总数=原子序数=11，每个电子的运动状态都不同，则Na原子有11种不同的运动状态；Na元素基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道为3s；
(5)同周期元素P比Si原子半径小，核电荷数多，吸引电子能力更强，所以Si的电负性小于P。