第二节 原子结构与元素的性质
第1课时 原子结构 元素周期表
必备知识基础练 进阶训练第一层
1.最早编制元素周期表的科学家是( )
A．卢瑟福B．汤姆孙
C．居里夫人D．门捷列夫
2.寻找优良的半导体材料，应在元素周期表的哪个位置寻找( )
A．s区B．p区
C．d区D．ds区
3.2019年是“国际化学元素周期表年”。1869年门捷列夫把当时已知的元素根据元素性质、相对原子质量等进行排列，预留了甲、乙两种未知元素的位置，并预测了二者的相对原子质量，部分原始记录如下。下列说法错误的是( )
A．乙元素位于现行元素周期表第四周期第ⅥA族
B．原子序数：乙>甲>Si
C．乙的简单气态氢化物的稳定性弱于CH4
D．推测乙的单质可以用作半导体材料
4.元素周期表共有18个纵列，从左到右排为1～18列，碱金属元素为第1列，稀有气体元素为第18列。按这种规定下列说法正确的是( )
A．第10、11列属于第Ⅷ族
B．只有第2列的元素原子最外层电子排布式为ns2
C．第四周期第8列是铁元素
D．第六周期共包含18种元素
5.某元素简化电子排布式为[Xe]4f46s2，其应在( )
A.s区B．p区
C．d区D．f区
6.下列有关元素周期表分区的说法正确的是( )
A．s区全部是金属元素
B．p区全部是非金属元素
C.d区内元素原子的价层电子排布必为(n－1)d1～10ns2
D．除ds区外，以最后填入电子的轨道能级符号作为区的名称
7.下列叙述不正确的是( )
A．门捷列夫元素周期表是按相对原子质量从小到大的顺序将元素排列起来
B．元素周期律是元素性质随着原子序数递增发生周期性重复的规律
C．元素周期表是呈现元素周期系的表格
D．元素周期表和元素周期系均只有一个
8.下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述中，正确的是( )
A．最外层有三个未成对电子的原子一定为主族元素原子
B．基态原子的价层电子排布为(n－1)dxnsy的元素的族序数一定为x＋y
C．在元素周期表中，所有非金属元素都位于p区
D．在一个基态多电子的原子中，M层上的电子能量不一定比L层上的电子能量高
9.元素周期表中，有非金属元素的区域为( )
A．只有s区B．只有p区
C．f区、d区和ds区D．s区和p区
10.下列各组元素都属于p区的是( )
A．原子序数为1、6、7的元素
B．Fe、Cu、Cl
C．O、S、P
D．Na、Li、Mg
11.电子排布为[Ar]3d84s2的元素是( )
A．稀有气体B．过渡元素
C．主族元素D．卤族元素
12.关于元素周期表，下列说法错误的( )
A．同周期第ⅡA和第ⅢA两族元素的原子序数之差为1
B．第3列元素种类最多，第14列元素形成的化合物种数最多
C.过渡元素包括七个副族和第Ⅷ族元素
D．第15列元素的氢化物组成通式可用RH3
13.已知某元素＋2价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9，则该元素在元素周期表中的位置及所属分区是( )
A．第四周期第Ⅷ族，p区
B．第六周期第ⅤB族，d区
C．第四周期第ⅠB族，ds区
D．第四周期第ⅤB族，f区
关键能力综合练 进阶训练第二层
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意
1.下列有关元素周期表分区的说法错误的是( )
A．p区不包含副族元素
B．第五周期有15种f区元素
C．d区、ds区均不存在非金属元素
D．s区所有元素的p能级电子均为全满或全空状态
2.关于元素周期表中元素的分区，下列说法正确的是( )
A．元素周期表的s区全部是金属元素
B．元素周期表的d区包含所有的过渡元素
C．过渡元素包括d区、f区、ds区的元素
D．ds区元素不都是副族元素
3.元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图。已知Y元素原子的外围电子排布为nsn－1npn＋1，则下列说法不正确的是( )
A.Y元素原子的外围电子排布为4s24p4
B．Y元素在周期表的第三周期第ⅥA族
C．X元素所在周期中所含非金属元素最多
D.Z元素原子的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s24p3
4.具有以下结构的基态原子，一定属于主族元素原子的是( )
①最外层有3个电子的原子
②最外层电子排布为ns2的原子
③最外层有3个未成对电子的原子
④次外层无未成对电子的原子
A．①④B．②③
C.①③D．②④
5.已知某些元素在周期表中的位置如图所示：
下列说法正确的是( )
A．表中五种元素位于5个不同的区
B．元素4的基态原子的价层电子排布式为3d104s2与它具有相同最外层电子数的元素只可能处于ds区
C．元素1、2、3的基态原子中，未成对电子数之比为1∶3∶5
D．元素5的原子结构示意图为：
6.最活泼的金属元素、最活泼的非金属元素、常温下呈液态的金属(价层电子排布为5d106s2)元素分别位于下面元素周期表中的( )
A．s区、p区、ds区B．s区、p区、d区
C．f区、p区、ds区D．s区、f区、ds区
7.原子序数在前36号的某原子最外层电子排布式为ns1，则该原子在元素周期表中不可能位于( )
A．ⅠA族B．ⅥB族
C．Ⅷ族D．ⅠB族
8.某元素原子外围电子排布为3d54s2，其应在( )
A．第四周期第ⅡA族
B．第四周期第ⅡB族
C.第四周期第ⅦA族
D．第四周期第ⅦB族
9.如图是元素周期表中短周期的一部分，A、B、C三种元素的原子核外电子数之和等于B的质量数，B元素的原子核内质子数等于中子数，下列叙述正确的是( )
A.B为第二周期元素，属于p区元素
B．C的简单氢化物在同主族中酸性最强
C．三种元素都处于p区
D．基态C原子的价层电子排布为2p5
二、非选择题
10.按要求完成下列填空
(1)某原子的激发态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p34s1，则该原子基态原子的电子排布式为________________；元素符号为________；其最高价氧化物对应的水化物的化学式是________________________________________________________________________。
(2)某原子的电子排布式为 [Ne]3s23p1，则该原子的元素符号为____________________，最高正价为________，该原子位于元素周期表第________周期第________族，位于元素周期表________区。
(3)某原子位于元素周期表第三周期第ⅠA族，则该原子序数为________，位于元素周期表________区，电子排布式为________________________________________________________________________。
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1.为纪念门捷列夫发表第一张元素周期表(部分如下)150周年，联合国宣布2019年为“国际化学元素周期表年”。关于下表的说法正确的是( )
A．表中数字代表元素的原子序数
B．表中元素的排列依据是元素的原子结构
C．推测表中“？＝70”指代的元素的最高化合价为＋4
D．每一纵行(列)都对应现在常用的元素周期表中的一族
2.硒是人体必需的微量元素，它能有效提高人体免疫机能，抑制癌症和心脑血管等疾病的发病率。下列有关说法正确的是( )
A．硒元素位于元素周期表中第15列
B．硒元素原子的价层电子排布式为4s24p4
C．硒的氧化物只有一种
D．基态原子核外共有7个能级
3.下列关于元素的分区说法中正确的是( )
A．所有的金属元素都分布在d区和ds区
B．所有的非金属元素都分布在p区
C．元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
D．最外层电子数为2的元素都分布在s区
4.下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素：
试回答下列问题：
(1)I的元素符号为________，在周期表中位于________区。
(2)写出A原子的核外电子排布的轨道表示式：________；写出J元素基态原子的价层电子排布式：________________，J在周期表中的位置是________。
(3)A、B、G、H的非金属性顺序是________。(用元素符号表示)
第1课时 原子结构 元素周期表
必备知识基础练
1．答案：D
解析：1909年，通过α粒子散射实验，卢瑟福根据粒子散射实验的结果，提出了原子核式结构模型理论，选项A错误；1897年汤姆逊发现了电子，选项B错误；居里夫人是“放射元素镭”的发现者，选项C错误；门捷列夫是俄国化学家，元素周期律的发现者，著有著作《化学原理》，选项D正确；故选D。
2．答案：B
解析：通常在金属元素与非金属元素的分界线附近寻找优良的半导体材料，这一区域属于元素周期表的p区，B符合题意；故选B。
3．答案：A
解析：由图可知，同一纵列为同一周期元素，而同一横行为同主族元素，由元素的相对原子质量可知，甲、乙的相对原子质量均比As小，As位于第四周期第ⅤA族，则C、Si、乙位于第ⅣA族，乙为Ge，B、Al、甲位于第ⅢA族，甲为Ga，以此来解答；
乙为Ge，位于现行元素周期表第四周期第ⅣA族，故A错误；原子序数：乙(Ge)>甲(Ga)>Si，故B正确；碳与Ge同主族且Ge的电子层数较多，非金属性C>Ge，则Ge的简单气态氢化物的稳定性弱于CH4，故C正确；乙为Ge，位于金属与非金属的交界处，其单质可用作半导体材料，故D正确；故选A。
4．答案：C
解析：第11列为第ⅠB族，故A错误；氦原子及一些过渡元素原子最外层电子排布也为ns2，故B错误；铁元素处于第四周期第8列，故C正确；第六周期第ⅢB族中含镧系元素，镧系元素中含15种元素，则第六周期中含有(18＋15－1)＝32种元素，而不是18种元素，故D错误；故选C。
5．答案：D
解析：某元素电子排布为[Xe]4f46s2，该元素为Nd元素，符合处于f区外围电子排布为(n－2)f1～14ns1～2，处于周期表第六周期ⅢB族的镧系，处于f区，故选D。
6．答案：D
解析：H元素位于s区，为非金属元素，A错误；Al、Ga等金属元素位于p区，为金属元素，B错误；Cr元素位于d区，价层电子排布为3d54s1，不符合(n－1)d1～10ns2，C错误；ds区的电子最后填入电子的能级为s能级，其他区都以最后填入电子的轨道能级符号作为区的名称，D正确；综上所述答案为D。
7．答案：D
解析：门捷列夫元素周期表与现在中学课本的元素周期表有很大不同，前者是按相对原子质量从小到大的顺序将元素排列起来的，故A正确；元素周期律是元素性质随着原子序数递增发生周期性变化的规律，故B正确；元素周期表是呈现元素周期系的表格，包括横行和纵行，横行为周期，纵行为族，故C正确；元素周期表多种多样，元素周期系只有一个，故D错误；故选D。
8．答案：A
解析：最外层有3个未成对电子的原子一定是第ⅤA族元素，故A符合题意；基态原子的价层电子排布为(n－1)dxnsy的元素的族序数不一定为x＋y，如：Cu的价电子排布为3d104s1位于第ⅠB族，故B不符合题意；除氢元素处于s区，其他非金属元素都位于p区，故C不符合题意；L层只有2s、2p能级，2s、2p能级能量比3s、3p能级低，基态原子中M层上的电子能量肯定比L层上的电子能量高，故D不符合题意；综上，本题选A。
9．答案：D
解析：氢在s区，其余非金属B、C、N、O、F、Si、P、S、Cl、As、Se、Br、Te、I、At及稀有气体等在p区。故选D。
10．答案：C
解析：1号元素为s区元素，A不合题意；Fe为d区元素、Cu为ds区元素，B不合题意；O、S、P均为p区元素，C符合题意；Na、Li、Mg均为s区元素，D不符合题意；故选C。
11．答案：B
解析：原子核外电子排布式为[Ar]3d84s2的元素，其质子数为28，为Ni元素，处于周期表中第四周期第Ⅷ族，为过渡元素。故选B。
12．答案：A
解析：同周期第ⅡA和第ⅢA两族元素的原子序数之差，若元素位于第二、三周期，原子序数相差1，若位于第四、五周期，原子序数相差11；若位于第六、七周期，原子序数相差25，A错误；第3列元素还包括镧系元素和锕系元素，因此包括的元素种类最多，第14列元素由于原子容易形成共价化合物，且C元素会形成有机化合物，因此形成的化合物种数最多，B正确；元素周期表中过渡元素包括七个副族和第Ⅷ族元素，C正确；第15列元素原子最外层有5个电子，要达到最外层8个电子，差3个，因此该列元素的氢化物组成通式可用RH3表示，D正确；故选A。
13．答案：C
解析：由题意可知，该元素＋2价离子的核外有27个电子，则该元素原子核外有29个电子，即该元素是Cu，位于第四周期第ⅠB族，属于ds区，C符合题意；答案选C。
关键能力综合练
1．答案：B
解析：p区是最后一个电子填充到p能级上(He除外)，包括ⅡA至0族，不包括副族元素，故A说法正确；f区指的是镧系和锕系，镧系和锕系在第六、七周期的第ⅢB族，第五周期不含有f区，故B说法错误；d区和ds区包括过渡元素，过渡元素都是金属元素，故C说法正确；s区的价层电子排布为ns1～2，s区所有元素的p能级电子均为全满或全空状态，故D说法正确；故选B。
2．答案：C
解析：元素周期表的s区不全部是金属元素，比如H，故A错误；过渡元素包括d区、ds区和f区的元素，因此元素周期表的d区仅是过渡元素中的一部分，故B错误，C正确；ds区包括ⅠB族和ⅡB族元素，ds区元素都是副族元素，故D错误；综上所述，答案为C。
3．答案：A
解析：Y元素原子的外围电子排布为nsn－1npn＋1，其中n－1＝2，所以n＝3，则Y是S，根据元素X、Y、Z在周期表中的相对位置可判断X是F，Z是As，据此解答。
Y元素是S，原子的外围电子排布为3s23p4，在周期表中的位置是第三周期第ⅥA族，A错误，B正确；X元素是F，其所在的第二周期所含非金属元素最多，C正确；Z元素是As，原子序数是33，原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，D正确；答案选A。
4．答案：C
解析：①原子最外层有3个电子，对应的元素位于ⅢA族，①符合题意；②原子最外层电子排布为ns2，对应的元素可能是稀有气体元素、副族元素或Ⅷ族元素，如He、Zn、Fe，②不符合题意；③原子最外层有3个未成对电子，对应的元素处于ⅤA族，③符合题意；④原子次外层无未成对电子，可能为主族元素，如O，可能为0族元素，如Ar，也可能是副族元素，例如Zn等，④不符合题意；综上所述，①③符合题意，答案为C。
5．答案：D
解析：根据周期表中的位置，可判断1为H；2为O；3为Mn；4为Zn；5为Ge。
H在s区；O、Ge在p区；Mn在d区；Zn在ds区，表中五种元素位于4个不同的区，A说法错误；元素4为Zn，其基态原子的价层电子排布式为3d104s2，最外层电子排布为4s2，与它具有相同最外层电子数的元素可能处于ds区或s区，B说法错误；元素1、2、3的基态原子中，未成对电子数分别为1、2、5，比值为1∶2∶5，C说法错误；元素5为Ge，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2，则原子结构示意图为：，D说法正确；答案为D。
6．答案：A
解析：同一周期元素，金属性随着原子序数增大而减弱，非金属性随着原子序数增大而增强，同一主族元素，金属性随着原子序数增大而增强、非金属性随着原子序数增大而减弱，这些元素中金属性最强的是Fr，位于ⅠA族，为s区元素；非金属性最强的是F元素，位于p区，常温下呈液态的金属为Hg，位于ds区；A项正确；答案选A。
7．答案：C
解析：ⅠA族元素最外层电子排布式为ns1，故不选A；ⅥB族的Cr元素最外层电子排布式为3d54s1，故不选B；Ⅷ族的元素Fe、Co、Ni最外层电子排布式都为4s2，故选C；ⅠB族的Cu元素最外层电子排布式为4s1，故不选D。
8．答案：D
解析：价层电子排布为3d54s2的元素，原子核外电子排布式为[Ar]3d54s2的元素，其质子数为25，为Mn元素，Ar为第三周期最后一个元素，故Mn为第四周期元素，第7(5＋2＝7)列的元素，处于周期表中第四周期第ⅦB族，故答案为D。
9．答案：C
解析：根据题图及元素周期表结构可知，B位于第三周期，A、C位于第二周期，设B原子的核外电子总数为x，B的核电荷数＝质子数＝x，B元素的原子核内质子数等于中子数，则B原子的质量数为2x；则A的核外电子数＝原子序数＝x－8－1，C原子的核外电子数为x－8＋1，A、B、C三种元素的原子核外电子数之和等于B的质量数，则x＋x－8－1＋x－8＋1＝2x，解得x＝16，则B为S元素，A为N元素，C为F元素。
S为第三周期元素，A叙述错误；F为第ⅦA族元素，其简单氢化物HF为弱酸，而同主族元素的简单氢化物如HCl、HBr与HI都属于强酸，B叙述错误；N、S、F三种元素都属于p区元素，C叙述正确；基态F原子的最外层有7个电子，故其价层电子排布为2s22p5，D叙述错误；答案为C。
10．答案：(1)1s22s22p63s23p4 S H2SO4 (2)Al ＋3 三 ⅢA p (3)11 s 1s22s22p63s1
解析：(1)某原子的激发态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p34s1，由其电子数可知其为16号元素——硫，故该原子基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，元素符号为S，其最高价氧化物对应的水化物是H2SO4。
(2)某原子的电子排布式为 [Ne]3s23p1，由其电子数可知其为13号元素——铝，则该原子的元素符号为Al，最高正价为＋3，该原子位于元素周期表第三周期第ⅢA族，其能量最高的电子在3p轨道，故其位于元素周期表p区。
(3)某原子位于元素周期表第三周期第ⅠA族，则该元素为钠元素，原子序数为11，位于元素周期表s区，电子排布式为1s22s22p63s1。
学科素养升级练
1．答案：C
解析：表中数字代表元素的相对原子质量，故A错误；表中元素的排列依据是相对原子质量的大小，故B错误；推测表中“？＝70”和C、Si在同一横排，属于同主族，所以元素的最高化合价为＋4，故C正确；每一横行都对应现在常用的元素周期表中的同一族，故D错误；答案为C。
2．答案：B
解析：元素周期表中第15列元素为第ⅤA族元素，硒元素位于元素周期表中第16列的第ⅥA族，选项A错误；硒为34号元素，有6个价电子，所以硒的价层电子排布式为4s24p4，选项B正确；由同主族元素硫存在两种氧化物SO2和SO3，可推得硒也有两种氧化物SeO2和SeO3，选项C错误；硒是34号元素，其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4，应含有8个能级，选项D错误；答案选B。
3．答案：C
解析：部分金属元素分布在s区，如K、Na是第ⅠA元素，Mg、Ca是第ⅡA元素，它们都是金属元素；部分金属元素分布在p区，如Al、Ga位于第ⅢA，属于金属元素，A错误；H元素是非金属元素，位于元素周期表s区，B错误；元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素叫过渡元素，它们都是金属元素，C正确；He是2号元素，原子最外层电子数是2，属于p区元素；Fe原子最外层电子数是2，属于d区元素，Zn原子最外层电子数是2，属于ds区元素，D错误；故合理选项是C。
4．答案：(1)Cr d (2) 3d64s2 第四周期第Ⅷ族 (3)N>C>Si>Al
解析：根据题目提供的信息，结合周期表推出A～O元素依次为C、N、O、F、Ne、Mg、Al、Si、Cr、Fe、Ga、K、Cu、Br、Rh。
(1)I为24号元素，元素符号为Cr，在周期表中位于d区。
(2)A原子为C，电子排布式为1s22s22p2，轨道表示式为
；元素J为Fe，其基态原子的价层电子排布式为3d64s2，在周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族。
(3)A、B、G、H分别为C、N、Al、Si，同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，则非金属性N>C>Si>Al。第2课时 元素周期律
必备知识基础练 进阶训练第一层
1.下列各组微粒半径之比大于1的是( )
A．B．
C．D．
2.下列原子半径大小顺序正确的是( )
①1s22s22p3 ②1s22s22p63s23p3 ③1s22s22p5 ④1s22s22p63s23p2
A．③＞④＞②＞①B．④＞③＞②＞①
C．④＞③＞①＞②D．④＞②＞①＞③
3.下列关于微粒半径的说法正确的是( )
A．原子序数越大，原子半径越大
B．核外电子层结构相同的单核粒子，半径相同
C．质子数相同的不同单核粒子，电子数越多半径越大
D．电子层数少的原子半径一定小于电子层数多的原子半径
4.下列有关电离能的说法，正确的是( )
A．第一电离能越大的原子失电子的能力越强
B．第一电离能是元素的原子失去核外第一个电子需要的能量
C．同一周期中，主族元素的第一电离能从左到右越来越大
D．同主族元素，随原子序数的递增，第一电离能逐渐减小
5.下列各组元素，按照原子半径依次减少、第一电离能依次增大的顺序排列的是( )
A．Ca、Mg、BeB．Na、Mg、Al
C．C、N、OD．P、S、Cl
6.下列有关电离能的说法中正确的是( )
A．对于同一元素而言，原子的电离能I1＞I2＞I3……
B．钾比钠活泼，所以钾的第一电离能大于钠的第一电离能
C．同一周期中，主族元素原子第一电离能从左到右越来越大
D．可通过一种元素各级电离能的数值，判断元素可能的化合价
7.根据下表第一电离能数据判断：最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是( )
卤素原子 F Cl Br I
第一电离能(kJ·mol－1) 1681 1251 1140 1008
A.FB．Cl
C．BrD．I
8.下面的价层电子排布中，第一电离能最小的原子可能是( )
A．ns2np3B．ns2np5
C．ns2np4D．ns2np6
9.已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol－1。根据下表所列数据判断错误的是( )
元素 I1 I2 I3 I4
X 496 4562 6912 9543
Y 578 1817 2745 11575
A.元素X的常见化合价是＋1价
B．元素Y是第ⅢA族的元素
C．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl
D．若元素Y处于第三周期，它可与冷水剧烈反应
10.Ba的核外电子排布式为[Xe]6s2，下列关于Ba的说法不正确的是( )
A．其原子半径比Cs小
B．位于第六周期第ⅡA族
C．能与冷水反应放出氢气
D．第一电离能比Cs小
11.下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示，单位为kJ·mol－1)。下列关于元素R的判断中一定正确的是( )
I1 I2 I3 I4 I5 ……
R 740 1500 7700 10500 13600 ……
①R的最高正价为＋3价 ②R元素位于元素周期表中第ⅡA族 ③R元素第一电离能大于同周期相邻元素 ④R元素的原子最外层共有4个电子 ⑤R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
A．①③B．②③
C．②③④D．②③⑤
12.短周期主族元素X、Y在同一周期，且最高价氧化物对应水化物的酸性X>Y，下列说法不正确的是( )
A．X与Y形成化合物时，X显负价，Y显正价
B．第一电离能：Y小于X
C．原子半径：X小于Y
D．气态氢化物的稳定性：HmY弱于HnX
13.某元素X的逐级电离能如图所示，下列说法正确的是( )
A．X元素显＋4价
B．X与氧气反应时最可能生成的阳离子为X3＋
C.X为第五周期元素
D．X为非金属
关键能力综合练 进阶训练第二层
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意
1.根据下表中五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kJ·mol－1)，在周期表中，最可能处于同一族的是( )
元素代号 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
A.Q和RB．S和T
C．T和UD．R和U
2.元素电负性随原子序数的递增而增强的是( )
A．Na，K，RbB．N，P，As
C．O，S，ClD．Si，P，Cl
3.利用元素的电负性不能判断的是( )
A．元素原子的得电子能力
B．化学键的类别(离子键和共价键)
C．元素的活泼性
D．元素的稳定化合价
4.不能说明X的电负性比Y大的是( )
A．与H2化合时X单质比Y单质容易
B．X的最高价氧化物的水化物的酸性比Y的最高价氧化物的水化物的酸性强
C．X原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多
D.X单质可以把Y从其氢化物中置换出来
5.下列四种粒子中，半径按由大到小顺序排列的是( )
①X的原子结构示意图为
②基态Y原子的价层电子排布式为3s23p5
③基态离子Z3－的轨道表示式为
④W原子有2个电子层，电子式为∶
A.X>Y>Z3－>W
B.Z3－>W>X>Y
C.Z3－>X>Y>W
D.X>Y>W>Z3－
6．已知元素周期表中1～18号元素中的四种元素的简单离子W3＋、X＋、Y2－、Z－都具有相同的电子层结构，下列判断正确的是( )
A.元素的第一电离能：X>W
B.离子的还原性：Y2－>Z－
C.氢化物的稳定性：H2Y>HZ
D.原子半径：X
7．下列选项中的各组元素(从左到右)同时满足下列三个条件的是( )
a.原子半径依次减小；b.第一电离能逐渐升高；c.电负性逐渐增大。
A.Na、Mg、AlB．C、O、N
C.Li、Na、KD．I、Cl、F
8．m、n、p、q、w五种元素，其核电荷数依次增大。m元素基态原子核外只有三个能级，且各能级电子数相等，p、q元素位于同一族，且两者核电荷数之和为24，w元素原子核外有4个电子层，最外层只有1个电子，其余各层均排满电子。下列说法错误的是( )
A.m、p、n元素第一电离能依次增大
B.基态n元素原子的轨道表示式为：
C.w元素原子的价层电子排布式为4s1
D.w单质分别与p、q单质反应，产物中w的化合价不同
9．已知X、Y元素同周期，且电负性X＞Y，下列说法错误的是( )
A.第一电离能：Y可能大于X
B.气态氢化物的稳定性：HmY小于HnX
C.最高价含氧酸的酸性：X对应的酸性强于Y对应的
D.X和Y形成化合物时，X显负价，Y显正价
二、非选择题
10.如图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图。
请回答以下问题：
(1)认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，将Na～Ar之间六种元素用短线连接起来，构成完整的图像。
(2)由图分析可知，同一主族元素原子的第一电离能I1变化规律是________。
(3)图中5号元素在周期表中的位置是________周期________族。
(4)图中出现的元素中最活泼的金属元素位于元素周期表的________周期________族。
(5)写出图中6号元素的价层电子排布式：________________________________________________________________________。
(6)分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断Na～Ar元素中，Al的第一电离能的大小范围________学科素养升级练 进阶训练第三层
1.下图是第三周期主族元素的某些性质随原子序数变化的柱形图，则y轴可表示( )
①第一电离能 ②电负性 ③原子半径 ④简单离子半径 ⑤最高正化合价 ⑥形成简单离子转移的电子数
A．①②③④⑤⑥B．①②③⑤
C．②④⑤D．②⑤
2.如图是元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述正确的是( )
A.五种元素形成的单质中，Z形成的单质的沸点最高
B．Y、Z形成的简单阴离子的电子排布都与R原子的相同
C．电负性：W>X
D．第一电离能：W>Y
3．如图是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图，若用原子序数代表所对应的元素，则下列说法正确的是( )
A.31d和33d属于同种核素
B．第一电离能：d>e，电负性：d＜e
C．气态氢化物的稳定性：a>d>e
D．a和b形成的化合物不可能含共价键
4.不同元素的原子吸引电子的能力大小可用一定数值X表示，X值越大，其原子吸引电子的能力越强，在所形成的化合物中为带负电荷的一方。下表是某些元素的X值：
元素符号 Li Be B C O F
X值 0.98 1.57 2.04 2.55 3.44 3.98
元素符号 Na Al Si P S Cl
X值 0.93 1.60 1.90 2.19 2.55 3.16
(1)通过分析X值的变化规律，确定N、Mg的X值范围：________(2)推测X值与原子半径的关系为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)某有机化合物的结构为，其中S—N键中，你认为共用电子对偏向________(填元素符号)。
(4)如果X值为电负性的数值，试推断AlBr3中化学键的类型为________。
(5)预测元素周期表中X值最小的元素(放射性元素除外)是________(填元素符号)。
第2课时 元素周期律
必备知识基础练
1．答案：B
解析：Na、Mg元素属于同周期，r(Na)>r(Mg)，<1，故不选A；P、Cl元素属于同周期，r(P)>r(Cl)，>1，故选B；Na＋、Al3＋属于核外电子排布相同的两种微粒，r(Na＋)>r(Al3＋)，<1，故不选C；K＋、Br－属于同周期元素形成的不同离子，K＋核外有3个电子层，Br－核外有4个电子层，r(K＋)2．答案：D
解析：①1s22s22p3是N元素，②1s22s22p63s23p3是P元素，③1s22s22p5是F元素，④1s22s22p63s23p2是Si元素，根据元素周期律分析可知，原子半径由大到小的顺序为：④＞②＞①＞③；故选D。
3．答案：C
解析：同周期元素，原子序数越大，原子半径越小，故A错误；核外电子层结构相同的单核粒子，半径不一定相同，如：F－的半径大于Na＋，故B错误；质子数相同的不同单核粒子，电子数越多半径越大，如：Fe2＋的半径大于Fe3＋，故C正确；电子层数少的原子半径不一定小于电子层数多的原子半径，如：锂的半径比氯的半径大，故D错误；选C。
4．答案：D
解析：元素原子的第一电离能越大，表示该元素的原子越难失去电子，故A错误；电离能是气态基态原子或气态基态离子失去一个电子所需要的最低能量，元素原子失去一个电子的电离能称为第一电离能，故B错误；从总的变化趋势上看，同一周期中主族元素的第一电离能从左到右逐渐增大，但有反常，如I1(N)>I1(O)，故C错误；同主族元素，随原子序数的递增，第一电离能逐渐减小，故D正确；故选D。
5．答案：A
解析：同主族元素从上到下半径逐渐增大、第一电离能逐渐减小，Ca、Mg、Be原子半径依次减少，第一电离能依次增大，故A正确；Mg的3s轨道全满，第一电离能大于Al，所以第一电离能Na＜Al＜Mg，故B错误；N的2p轨道半充满，第一电离能大于O，所以第一电离能C＜O＜N，故C错误；P的3p轨道半充满，第一电离能大于S，所以第一电离能S＜P＜Cl，故D错误。
6．答案：D
解析：对于同一元素来说，原子失去电子个数越多，其失电子能力越弱，所以原子的电离能随着原子失去电子个数的增多而增大，故A错误；钾的活泼性强于钠，说明钾失电子能力比钠强，所以钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故B错误；从总的变化趋势上看，同一周期中主族元素原子第一电离能从左到右越来越大，但也有反常，如I1(N)＞I1(O)，故C错误；层与层之间电离能相差较大，电离能数值发生突跃，层内电离能的差别较小，可以根据电离能的数据判断元素可能的化合价，故D正确。故选D。
7．答案：D
解析：一般情况下非金属性越强，第一电离能越大。根据表中数据可知第一电离能数据最小的是碘，所以最有可能生成稳定的单核阳离子的元素是碘，故答案选D。
8．答案：C
解析：同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但同一周期中第ⅡA族元素比第ⅢA族元素的第一电离能大，第ⅤA族比第ⅥA族第一电离能大，ns2np3、ns2np4、ns2np5、ns2np6属于同一周期且其原子序数依次增大，但ns2np3属于第ⅤA族元素，ns2np4属于第ⅥA族，所以元素的第一电离能的大小顺序是ns2np6、ns2np5、ns2np3、ns2np4，所以最小的为ns2np4，故选C。
9．答案：D
解析：X、Y均为主族元素，由表格中电离能可知，X易失去1个电子，则X为碱金属元素，而Y的I3与I4差别较大，Y易失去3个电子，Y位于第ⅢA族。
X的最外层电子数为1，则元素X的常见化合价是＋1价，A正确；Y的最高正价为＋3价，Y是第ⅢA族的元素，B正确；X为碱金属元素，X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl，C正确；元素Y为第ⅢA族元素，若处于第三周期，Y为Al，Al与冷水不反应，D错误；故合理选项是D。
10．答案：D
解析：同周期元素，从左到右，原子半径逐渐减小，故Ba原子半径比Cs小，A正确；Ba位于第六周期第ⅡA族，B正确；同周期元素从上到下金属性逐渐增强，已知与Ba同主族的Mg能与冷水反应生成氢气，故Ba也能与冷水反应放出氢气，C正确；同周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势，但是第ⅡA族元素的最外层s轨道是全充满状态，其第一电离能比同周期相邻的两种元素高，故Ba的第一电离能比Cs、Tl的大，D不正确；故选D。
11．答案：B
解析：某短周期元素R的第三电离能剧增，说明该原子最外层有2个电子，处于ⅡA族，该原子存在第五电离能，说明核外电子数目大于4，故R为Mg元素。
①R的最高正价为＋2价，故①错误；②R元素位于元素周期表中第ⅡA族，故②正确；③R元素最外层电子排布式为3s2，为全满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素的，故③正确；④R元素的原子最外层共有2个电子，故④错误；⑤R元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s2，故⑤错误；综上所述②③正确；故选B。
12．答案：B
解析：最高价氧化物对应水化物的酸性X>Y，则X的非金属性比Y强，所以X和Y形成化合物时，X显负价，Y显正价，A正确；一般非金属性越强，第一电离能越大，若Y的最外层电子为半充满或全充满稳定结构，则第一电离能Y>X，B错误；因短周期主族元素X、Y在同一周期，且X的非金属性比Y强，所以原子半径XY，所以气态氢化物的稳定性HmY弱于HnX，D正确；故选B。
13．答案：B
解析：根据电离能图知，第三电离能和第四电离能之间的差距最大，所以该原子最外层有3个电子，所以在化合物中通常显＋3价，故A错误；X元素最外层有3个电子，所以X与氧气反应时最可能生成的阳离子为X3＋，故B正确；X元素最外层有3个电子，X为第ⅢA族元素，但不一定为第五周期元素，故C错误；第ⅢA族元素有金属也有非金属，根据已知条件无法确定X为非金属，故D错误，故选B。
关键能力综合练
1．答案：D
解析：Q第三电离能和第四电离能相差较大，且其第一电离能较大，所以Q可能是稀有气体元素；R元素第一电离能远远小于第二电离能，所以R元素为第ⅠA族元素；S元素第二电离能远远小于第三电离能，则S为第ⅡA族元素；T元素第三电离能远远小于第四电离能，则T为第ⅢA族元素；U元素第一电离能远远小于第二电离能，所以U属于第ⅠA族元素，R第一电离能大于U，则原子序数R小于U；通过以上分析知，R和U的电离能变化趋势相同，所以在周期表中，最可能处于同一族的是R和U元素，故选D。
2．答案：D
解析：非金属性越强，金属性越弱，电负性越大。则A.电负性：Na＞K＞Rb，A错误；B.电负性：N＞P＞As，B错误；C.电负性：O＞Cl＞S，C错误；D.电负性：Cl＞P＞Si，D正确；故选D。
3．答案：D
解析：元素的电负性是元素原子在形成化合物时吸引电子能力的标度，所以利用元素电负性的大小能判断元素原子的得电子能力(电负性越大，元素原子得电子能力越强)、化学键的类别(两种元素电负性差值小于1.7的原子之间形成的一般是共价键，大于1.7的一般是离子键)、元素的活泼性(电负性越小的金属元素越活泼，电负性越大的非金属元素越活泼)、元素在化合物中所显示化合价的正负(电负性大的元素显负价，电负性小的元素显正价)，但不能判断元素的稳定化合价。故选D。
4．答案：C
解析：A项，与H2化合时X单质比Y单质容易，则X的非金属性强于Y，元素非金属性越强电负性越大，能说明X的电负性比Y大；B项，X的最高价氧化物的水化物的酸性比Y的最高价氧化物的水化物的酸性强，则X的非金属性强于Y，元素非金属性越强电负性越大，能说明X的电负性比Y大；C项，X原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多不能说明X的电负性比Y大，如Si的电负性比H小；D项，X单质可以把Y从其氢化物中置换出来，则X的非金属性强于Y，元素非金属性越强电负性越大，能说明X的电负性比Y大；答案选C。
5．答案：C
解析：根据X的原子结构示意图可知，X是S；基态Y原子的价层电子排布式为3s23p5，Y是Cl；根据Z3－的轨道表示式可知，Z的价层电子排布式为3s23p3，Z是P；W原子有2个电子层，电子式为∶，W是F。
X、Y、Z3－、W分别为S、Cl、P3－、F，S、Cl、P3－、F的半径：P3－>S>Cl>F，答案选C。
6．答案：B
解析：元素周期表中1～18号元素的离子W3＋、X＋、Y2－、Z－都具有相同的电子层结构，其离子核外电子数相等，Y、Z为非金属，处于第二周期，故Y为O元素，Z为F元素，W、X为金属，处于第三周期，W为Al元素，X为Na元素，元素第一电离能Al＞Na，即第一电离能X＜W，故A错误；Y为O元素，Z为F元素，同周期从左到右，元素的非金属性逐渐增强，离子的还原性逐渐减弱，所以离子的还原性：Y2－＞Z－，故B正确；非金属性F＞O，非金属性越强，氢化物越稳定，氢化物稳定性为HZ＞H2Y，故C错误；W为Al元素，X为Na元素，同周期从左到右，原子半径逐渐减小，所以原子半径Na＞Al，即原子半径X＞W，故D错误；故选B。
7．答案：D
解析：Na、Mg、Al为同周期元素，一般来说，同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，电负性逐渐增大，Mg原子的3s能级处于全充满状态，故Mg的第一电离能大于Al的第一电离能，故A错误；C、O、N为同周期元素，同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，电负性逐渐增大，故原子半径：C＞N＞O，电负性：C＜N＜O，N的电子层排布2p轨道为半充满，第一电离能C＜O＜N，故B错误；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，故Li、Na、K的原子半径逐渐增大，第一电离能逐渐减小，电负性逐渐减小，故C错误；I、Cl、F是同主族元素，一般来说，同主族元素从下到上，原子半径逐渐减小，第一电离能逐渐升高，电负性逐渐增大，故D正确；答案选D。
8．答案：C
解析：m、n、p、q、w五种元素，其核电荷数依次增大。m元素基态原子核外只有三个能级，且各能级电子数相等，原子核外电子排布式为1s22s22p2，故m为C元素；w元素原子核外有4个电子层，最外层只有1个电子，其余各层均排满电子，原子核外电子数为2＋8＋18＋1＝29，故w为Cu；p、q元素位于同一族，它们的原子序数大于碳而小于Cu，只能处于第二、三周期、第三、四或第二、四周期，且两者核电荷数之和为24，可推知p为O元素、q为S元素；n的原子序数介于C、O之间，故n为N元素。
同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，故第一电离能C＜O＜N，故A正确；n为N元素，核外电子数为7，基态原子轨道的轨道表示式为：，故B正确；w为Cu，是29号元素，处于第四周期第ⅠB族，属于过渡元素，价电子包括3d、4s电子，w元素原子的价层电子排布式为3d104s1，故C错误；Cu单质与氧气反应生成CuO，与硫单质反应生成Cu2S，产物中Cu元素化合价分别为＋2价、＋1价，故D正确。故选C。
9．答案：C
解析：X、Y元素同周期，且电负性X＞Y，则原子序数X>Y，非金属性X＞Y。
同周期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势，当能级处于半满、全满稳定状态时，能量较低，第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能可能Y大于X，如N＞O，故A正确；非金属性越强，气态氢化物越稳定，则气态氢化物的稳定性：HmY小于HnX，故B正确；元素的非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，但O、F没有正化合价除外，故C错误；电负性大的元素在化合物中显负价，所以X和Y形成化合物时，X显负价，Y显正价，故D正确；故选C。
10．答案：(1) (2)从上到下依次减小 (3)三 ⅤA (4)五 ⅠA (5)3s23p5 (6)Na Mg
解析：同一周期元素第一电离能的变化规律，从左到右第一电离能呈增大趋势，但有反常现象，第ⅡA族、第ⅤA族价电子分别是全充满和半充满，能量低，比较稳定，第一电离能分别大于第ⅢA族和第ⅥA族的第一电离能。
(1)依据第二周期第一电离能的递变规律，可以连出第三周期第一电离能的变化图像；
(2)由图可以得出同一主族第一电离能的变化规律：从上到下依次减小；
(3)图中5号元素是P，P在周期表中处于第三周期第ⅤA族；
(4)依据同一周期元素的金属性从左到右逐渐减弱，同一主族从上到下逐渐增强，可以得出图中出现的元素中最活泼的金属元素是Rb，处于第五周期第ⅠA族；
(5)图中6号元素是Cl，价层电子排布式3s23p5；
(6)依据第一电离能递变规律，可以得出Al的第一电离能的大小范围Na学科素养升级练
1．答案：D
解析：①第一电离能Na2．答案：D
解析：根据元素在周期表中的位置可知，R在第三周期0族，为Ar元素，同理，Z为Br元素、Y为S元素、W为P元素、X为N元素。Br2在常温下为液体，而S和P在常温下为固体，所以五种元素的单质中，沸点最高的不是Br2，故A错误；S2－的电子排布与Ar原子的相同，而Br－的电子排布与Ar原子的不同，故B错误；同主族从上到下电负性依次减弱，N的电负性大于P的电负性，故C错误；同周期元素，从左到右，第一电离能呈增大趋势，但第ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能，第一电离能：P>S，故D正确；故选D。
3．答案：B
解析：由题干信息可知，a、b、c、d、e分别为O、Na、Al、P、S五种元素，31d和33d即31P和33P质子数相同，中子数不同，不属于同种核素，A错误；由分析可知，d为P、e为S，同一周期从左往右第一电离能呈增大趋势，ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA反常，故第一电离能：d>e，电负性从左往右依次增大，故电负性：d＜e，B正确；由分析可知，a、d、e分别为O、P、S，简单气态氢化物的稳定性与其非金属性一致，同一周期从左往右非金属性依次增强，同一主族从上往下非金属性依次减弱，故H2O＞H2S＞PH3即a>e>d，C错误；由分析可知，a为O，b为Na，a和b形成的化合物Na2O只含有离子键，Na2O2中既含有离子键又含有共价键，D错误；故答案为B。
4．答案：(1)0.93 1.57 2.55 3.44 (2)原子半径越大，X值越小 (3)N (4)共价键 (5)Cs
解析：(1)从表中数值可看出，同周期中元素的X值随原子半径的减小而增大，同主族自上而下X值减小，则同周期中X(Na)＜X(Mg)＜X(Al)，同主族中X(Mg)＜X(Be)，综合可得：0.93＜X(Mg)＜1.57；同周期中X(C)＜X(N)＜X(O)，可得2.55＜X(N)＜3.44；
(2)X值在周期表中的递变关系与原子半径的递变关系恰好相反，即：同周期从左到右，原子半径依次减小，X值依次增大；同主族从上到下，原子半径越大，X值越小；
(3)对比周期表中对角线位置的X值可知：X(B)＞X(Si)，X(C)＞X(P)，X(O)＞X(Cl)，则可推知：X(N)＞X(S)，故在S－N中，共用电子对应偏向N；
(4)查表知：AlCl3的ΔX＝1.56＜1.7，又X(Br)＜X(Cl)，所以AlBr3的ΔX应小于AlCl3的，因此AlBr3中的化学键为共价键；
(5)根据递变规律，X值最小的元素应位于第六周期ⅠA族，即为Cs。第1课时 能层与能级 基态与激发态 原子光谱
必备知识基础练 进阶训练第一层
1．下列能级符号不正确的是( )
A.2d B．3p C．3d D．4s
2．总共含有6个能级的能层符号为( )
A.M B．N C．P D．Q
3．下列能级符号正确且可容纳电子数最多的是( )
A.6s B．5p C．4d D．3f
4．下列各能层中不包含p能级的是( )
A.K B．L C．M D．N
5．下面关于多电子原子的核外电子的运动规律的叙述正确的是( )
①核外电子是分层运动的
②所有电子在同一区域里运动
③能量高的电子在离核近的区域内运动
④能量低的电子在离核近的区域内运动
A.①④B．②③C．①③D．②④
6．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是( )
A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D.在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
7．原子中的某一能层，最多能容纳的电子数目大于32，该能层可能会是( )
A.L能层B．M能层C．N能层D．P能层
8．以下能级符号表示正确的是( )
①5s ②1d ③2f ④1p ⑤2d ⑥3f ⑦4f ⑧5d ⑨3p ⑩6s
A.③⑤⑦⑧⑨⑩B．①⑦⑧⑨⑩
C.①③⑤⑦⑨D．②④⑥⑧⑩
9．下列现象或应用与电子跃迁无关的是( )
A.激光B．焰色试验
C.丁达尔效应D．原子光谱
10．元素Na的焰色试验呈黄色，从能量变化的角度其光谱类型属于( )
A.发射光谱B．吸收光谱
C.连续光谱D．线状光谱
11．下列关于能层与能级的说法中不正确的是( )
A.原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数为2n2
B.能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数
C.同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数是相同的
D.同一能层中的不同能级的能量高低相同
12．下列有关光谱的说法中不正确的是( )
A.原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化，能量的表现形式之一是光(辐射)
B.霓虹灯光、激光、焰火都与电子跃迁释放能量有关
C.通过原子光谱可以发现新的元素，也可以鉴定某些元素
D.原子只有发射光谱
13．对焰色试验的描述正确的是( )
A.焰色试验只是金属单质特有的性质
B.焰色试验是化学变化
C.焰色试验是金属原子从基态跃迁到激发态时，将能量以光的形式表现出来的现象
D.焰色试验是金属原子或离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，将能量以光的形式表现出来的现象
关键能力综合练 进阶训练第二层
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意
1．下列能级符号表示正确且最多容纳的电子数按照从少到多的顺序排列的是( )
A．1s、2p、3dB．1s、2s、3s
C．2s、2p、2dD．3p、3d、3f
2．下列能级符号表示错误的是( )
A．1sB．3pC．2dD．4f
3．第三能层所含的能级数为( )
A．18B．3C．8D．2
4．元素“氦、铷、铯”等是用下列哪种科学方法发现的( )
A．红外光谱B．质谱
C．原子光谱D．核磁共振谱
5．在同一个原子中，M能层上的电子与Q能层上的电子的能量( )
A．前者大于后者B．后者大于前者
C．前者等于后者D．无法确定
6．以下现象与核外电子的跃迁有关的是( )
①霓虹灯发出有色光 ②棱镜分光 ③激光器产生激光 ④石油蒸馏 ⑤凸透镜聚光 ⑥焰火呈现各种颜色 ⑦LED灯通电发光 ⑧冷却结晶
A．①③⑥⑦B．②④⑤⑧
C．①③⑤⑥⑦D．①②③⑤⑥⑦
7．下列有关电子层和能级的叙述中正确的是( )
A．M电子层有s、p共2个能级，最多能容纳8个电子
B．3d能级最多容纳5个电子，3f能级最多容纳7个电子
C．无论哪一电子层的s能级最多容纳的电子数均为2
D．任一电子层都有s、p能级，但不一定有d能级
8．由中国工程物理研究院应用电子学研究所牵头负责的高平均功率太赫兹自由电子激光装置(简称CTFEL装置)首次饱和出光并实现稳定运行。这标志着我国太赫兹源正式进入自由电子激光时代。下列有关原子核外电子跃迁说法正确的是( )
A．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
B．元素钾的焰色呈紫色，紫色对应的辐射波长在可见光中是最长的
C．激光、烟火、霓虹灯光的产生都与原子核外电子跃迁释放能量有关
D．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出的红色光是电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线而产生
9．有关光谱的说法中不正确的是( )
A．原子中的电子在跃迁时能量的表现形式之一是光，这也是原子光谱产生的原因
B．电子由低能级跃迁至较高能级时，可通过光谱仪直接摄取原子的发射光谱
C．燃放的焰火在夜空中呈现五彩缤纷的礼花与原子核外电子的跃迁有关
D．通过光谱分析可以鉴定某些元素
二、非选择题
10．第三代半导体材料的优异性能和对新兴产业的巨大推动作用，使得发达国家都把发展第三代半导体材料及其相关器件等列为半导体重要新兴技术领域，投入巨资支持发展。第三代半导体材料有氮化镓、碳化硅等。请回答下列问题：
(1)硅原子占据电子的能级符号有________，其中占据电子的能量最高的能级符号为________，该能级已经容纳了________个电子。
(2)N原子中，有电子占据的最高能层符号为________，该能层已经容纳的电子数为________个。
(3)镓为元素周期表中第31号元素，位于元素周期表第四周期。镓原子具有________个能层，每个能层已经容纳的电子数之比为________。
学科素养升级练 进阶训练第三层
1．下列关于同一种原子中的基态和激发态说法中，正确的是( )
A．基态时的能量比激发态时高
B．激发态时比较稳定
C．由基态转化为激发态过程中吸收能量
D．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
2．某元素原子的核外电子由4p能级跃迁到3d能级时，可通过光谱仪直接摄取( )
A．电子的运动轨迹图像
B．原子的吸收光谱
C．电子体积大小的图像
D．原子的发射光谱
3．下列有关原子结构的叙述中正确的是( )
A．首先提出原子内有原子核的科学家是卢瑟福
B．Mg原子核外共有6种不同的能级
C．原子的M能层都有18个电子
D．一个电子从3p能级跃迁到3s能级，产生的原子光谱为吸收光谱
4．下表给出了五种元素的相关信息，其中X、Y、Z、W为短周期元素。
元素 相关信息
X 在常温、常压下，其单质是气体，随着人类对环境的认识和要求的提高，它将成为备受青睐的清洁燃料
Y 工业上通过分离液态空气获得它的一种单质，含它的另一种单质的浓度相对较高的平流层是保护地球地表环境的重要屏障
Z 植物生长所需的主要元素之一，它能形成多种氧化物，其中一种是早期医疗中使用的麻醉剂
W 室温下其单质为粉末状固体，加热易熔化。该单质在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰
M 它是人体不可缺少的微量元素，含该元素的合金是工业生产中不可缺少的金属材料，常用于建造桥梁楼房等
根据上述信息填空：
(1)Y元素的原子含有________个能层，其中第二能层中的能级包括________；画出W元素原子的结构示意图：________________________；M元素是________(填元素符号)。
(2)Z与X形成的某种化合物能和Z与Y形成的另一种无色化合物(这两种化合物分子中Z与另一元素原子的个数比均为1∶2)一起用作火箭推进剂，写出二者发生反应生成无毒物质的化学方程式：________________________________________________________________________
第1课时 能层与能级 基态与激发态 原子光谱
必备知识基础练
1．答案：A
解析：由构造原理可知，L能层只有2s、2p能级，不存在2d能级，故选A。
2．答案：C
解析：每一能层所含的能级数目＝能层序数，所以总共含有6个能级的能层是第6能层，第6能层符号为P，故选C。
3．答案：C
解析：能级所能容纳的电子数为该能级轨道数的2倍，即s能级最多容纳2个电子，p能级最多容纳6个电子，d能级最多容纳10个电子，f能级最多容纳14个电子，但是没有3f能级，故答案为C。
4．答案：A
解析：各能层中含有能级数等于能层序数，据此分析答题。K能层中含有1s能级，无p能级，故A正确；L能层中含有2s2p能级，故B错误；M能层中含有3s3p3d能级，故C错误；N能层含有4s4p4d4f能级，故D错误；答案为A。
5．答案：A
解析：多电子的原子，其核外电子在原子核外按照能量的高低不同在原子核外分层运动，故①正确，②错误；多电子原子中，核外电子的能量是不同的，能量低的通常在离核较近的区域运动，能量高的电子在离核远的区域运动，故③错误，④正确；由上分析①④正确；答案为A。
6．答案：A
解析：霓虹灯发红光是因为电子吸收能量后跃迁到能量较高的轨道，能量较高轨道上的电子会跃迁回能量较低的轨道而以光的形式释放能量。综上所述故选A。
7．答案：D
解析：每一能层最多能容纳的电子数目为2n2，所以最多能容纳的电子数目大于32的能层，至少是第五能层，只有选项D符合。答案选D。
8．答案：B
解析：第一层(K层)上只有1s能级，第二电子层(L层)只有2s和2p能级，第三电子层(M层)只有3s、3p和3d能级，第四电子层(N层)只有4s、4p、4d和4f能级，第五电子层(O层)、第六电子层(P层)能级也是按照s、p、d、f……的顺序排布，能级数更多。
①s能级在每一层上都有，因此存在5s能级，故①正确；②d能级至少在第三层及以上，第一能层只有1s能级，故②错误；③f能级至少在第四层及以上，第二能层只有2s、2p能级，故③错误；④p能级至少在第二层及以上，第一层(K层)上只有1s能级，故④错误；⑤d能级至少在第三层及以上，第二能层只有2s、2p能级，故⑤错误；⑥f能级至少在第四层及以上，第三能层只有3s、3p、3d能级，故⑥错误；⑦f能级至少在第四层及以上，第四能层只有4s、4p、4d、4f能级，故⑦正确；⑧d能级至少在第三层及以上，第五能层有5d能级，故⑧正确；⑨p能级至少在第二层及以上，第三层(M层)上有3p能级，故⑨正确；⑩s能级在每一层上都有，因此存在6s能级，故⑩正确；故答案选B。
9．答案：C
解析：电子跃迁产生光子与入射光子具有相关性，即入射光与辐射光的相位相同，如果这一过程能够在物质中反复进行，并且能用其他方式不断补充因物质产生光子而损失的能量，那么产生的光就是激光，与电子跃迁有关，A项不选；当碱金属及其盐在火焰上灼烧时，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，但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就将多余的能量以光的形式放出，因而能使火焰呈现颜色，与电子跃迁有关，B项不选；丁达尔效应是当一束光线透过胶体，从垂直入射光方向可以观察到胶体里出现的一条光亮的“通路”，与电子跃迁无关，C项选；原子光谱的产生是原子核电子发生能级跃迁的结果，与电子跃迁有关，D项不选；答案选C。
10．答案：A
解析：焰色反应是待测物的金属元素吸收能量后，原子中的电子发生跃迁变为激发态，而激发态不稳定，释放能量变为较低能量的激发态或基态，产生发射光谱；答案选A。
11．答案：D
解析：各电子层最多容纳电子数2n2(n为电子层数)，A正确；能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，B正确；同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数是相同的，C正确；同一能层的不同能级能量不同，且按s、p、d……规律依次增大，D错误；故选D。
12．答案：D
解析：原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化，能量的表现形式之一是光(辐射)，不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素原子的吸收光谱或发射光谱，故A正确；电子由高能级跃迁至较低能级时，要释放能量，霓虹灯光、激光、焰火都与电子跃迁释放能量有关，故B正确；不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，在历史上，许多元素是通过原子光谱发现的，如铯和铷。在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析，故C正确；原子既有发射光谱，也有吸收光谱，故D错误；故选D。
13．答案：D
解析：焰色试验是大多数金属元素的性质，A项错误；焰色试验是物理变化，B项错误；金属原子从基态→激发态时要吸收能量，C项错误；焰色试验是金属原子或离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，将能量以光的形式表现出来的现象，D项正确；答案选D。
关键能力综合练
1．答案：A
解析：每一能层含有的能级个数等于能层数，且每个能层都是按照s、p、d、f排列；能级容纳电子数为能级数的2倍；例如K层有1个能级，为1s；L层有2个能级，分别为2s、2p；K层有1个能级，为1s；L层有2个能级，分别为2s、2p；从M层开始有d能级，即3d，A正确；s能级只容纳2个电子，B错误；L层有2个能级，分别为2s、2p，没有2d，C错误；N层开始有f能级，即4f，D错误；答案为A。
2．答案：C
解析：K层只有1s，故A正确；M层有3s、3p、3d三个能级，故B正确；L层有2s、2p，而没有2d能级，故C错误；N层有4s、4p、4d、4f四个能级，故D正确。综上所述，答案为C。
3．答案：B
解析：能层含有的能级数等于能层序数，第三能层含有3个能级，分别是3s、3p、3d能级，故答案选B。
4．答案：C
解析：红外光谱可获得分子中含有何种化学键或官能团的信息，故A错误；质谱是用电场和磁场将运动的离子按它们的质荷比分离后进行检测的方法，常用确定实验式，故B错误；原子光谱是由原子中的电子在能量变化时所发射或吸收的一系列波长的光所组成的光谱，每一种原子的光谱都不同，用原子光谱可以研究原子结构，故C正确；核磁共振氢谱可确定分子中不同位置的H的数目，故D错误；故选C。
5．答案：B
解析：在同一个原子中，能层的能量由低到高的顺序是：K、L、M、N、O、P、Q，故在同一个原子中，M能层上的电子与Q能层上的电子的能量，后者大于前者，故答案选B。
6．答案：A
解析：①霓虹灯发出有色光，因为灯泡中的稀有气体原子吸收能量，电子发生跃迁，发射出不同的光，正确；②棱镜分光是由于不同色彩的光在玻璃中的折射率不同，与电子跃迁无关，错误；③激光的产生就是在外部刺激的情况下，很多高能的电子同时释放相位和能级相同的能量，这些能量成为颜色一样的光子，有的在激光器内反射，继续与电子碰撞，释放更多的与它相同的光子，有的离开激光器，形成激光，与电子跃迁有关，正确；④石油蒸馏是利用物质的沸点不同分离物质的方法，与电子跃迁无关，错误；⑤凸透镜聚光是由光的折射形成的，与电子跃迁无关，错误；⑥燃放的焰火，是因为不同金属离子吸收能量，电子发生跃迁，形成不同颜色的光，正确；⑦LED灯通电发光，是因为电子受到激发的时候原子就会释放出可见光子，与电子跃迁有关，正确；⑧冷却结晶，是由于温度降低，溶液的溶解度减小，析出溶质，与电子跃迁无关，错误；答案选A。
7．答案：C
解析：M电子层有3s、3p、3d共3个能级，最多能容纳18个电子，故A错误；3d能级最多容纳10个电子，3f能级是不存在的，故B错误；s能级容纳电子数最多为2，无论哪一电子层的s能级最多容纳的电子数均为2，故C正确；K电子层只有s能级，不含p能级，故D错误。综上所述，答案为C。
8．答案：C
解析：电子在激发态跃迁到基态时会产生发射光谱，从基态跃迁到激发态会产生吸收光谱，吸收光谱和发射光谱总称原子光谱，故A错误；紫色波长介于400nm～435nm之间，紫色对应的辐射波长在可见光中不是最长的，故B错误；电子跃迁本质上是组成物质的粒子中电子的一种能量变化，激光、烟火、霓虹灯光产生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，但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就将多余的能量以光的形式放出，因而能使火焰呈现颜色，与电子跃迁有关，故C正确；电子由基态获得能量跃迁到激发态，从激发态跃迁到较低的能级，多余的能量以光的形式释放出来，光的波长对应一定的颜色，故D错误；故选C。
9．答案：B
解析：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，A正确；电子由低能级跃迁至较高能级时，要吸收能量，摄取到的是吸收光谱，B错误；燃放的焰火在夜空中呈现五彩缤纷的礼花与原子核外电子的跃迁有关，C正确；不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光。在历史上，许多元素是通过原子光谱发现的，如铯和铷。在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析，D正确；故选B。
10．答案：(1)1s、2s、2p、3s、3p 3p 2 (2)L 5
(3)4 2∶8∶18∶3
解析：(1)硅位于元素周期表第三周期第ⅣA族，14号元素，有3个能层，分别为K、L、M，每个能层的能级数分别为1、2、2，其能级符号为1s、2s、2p、3s、3p，其中占据电子的最高能级为3p，该能级容纳的电子数为2。
(2)N原子位于元素周期表第二周期第ⅤA族，7号元素，共2个能层，符号分别为K、L，L为最高能层，该能层包括2s能级的2个电子和2p能级的3个电子，共5个电子。
(3)镓为元素周期表中第31号元素，位于元素周期表第四周期，能层数与元素原子所在的周期数相等，故Ga有4个能层，每层的电子数为2、8、18、3，已经容纳的电子数之比为2∶8∶18∶3。
学科素养升级练
1．答案：C
解析：处于最低能量状态的原子叫做基态原子，基态时的能量比激发态时低，故A错误；基态时的能量低、稳定，激发态时能量高、不稳定，故B错误；基态转化为激发态是由低能量状态转成高能量状态，转化过程中要吸收能量，故C正确；电子由基态跃迁到激发态需要吸收能量，从由激发态跃迁到基态辐射光子，放出能量。电子在激发态跃迁到基态时会产生原子发射光谱，电子由基态跃迁到激发态吸收光子，获得能量，产生吸收光谱，故D错误；故选C。
2．答案：D
解析：由于E3d＜E4p，电子由4p能级跃迁至3d能级时需要释放能量，故光谱仪摄取的是原子发射光谱，由于电子在原子核外做无规则运动，不能直接摄取运动轨迹，电子太小不能摄取电子的体积，综上所述D符合题意，故选D。
3．答案：A
解析：英国物理学家卢瑟福通过α粒子散射实验，首先提出原子内有原子核的结构模型，故A正确；Mg原子核外共有1s、2s、2p、3s共4种不同的能级，故B错误；周期表中Cu元素及之后的原子的M能层才有18个电子，故C错误；一个电子从3p能级跃迁到3s能级，放出能量，产生的原子光谱为发射光谱，故D错误；故选A。
4．答案：(1)2 2s和2p Fe
(2)2N2H4＋N2O43N2＋4H2O
解析：氢气是一种清洁燃料，所以X为氢元素；臭氧对紫外线有吸收作用，其浓度相对较高的平流层是保护地球地表环境的重要屏障，所以Y为氧元素；氮是植物生长所需的主要元素之一，N2O俗称“笑气”，是早期医疗中使用的麻醉剂，所以Z为氮元素；单质硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，所以W为硫元素；钢铁常用于建造桥梁、楼房等，铁是人体不可缺少的微量元素，所以M为铁元素。
(1)Y元素为O，其原子含有K层与L层2个能层；L层为第二能层，有2s和2p两个能级；W元素为S，原子结构示意图为；M元素为Fe。
(2)氮和氢形成的原子个数比为1∶2的化合物为N2H4，氮和氧形成的原子个数比为1∶2的化合物有NO2和N2O4，其中N2O4是无色气体，NO2是红棕色气体，N2H4和N2O4反应生成无毒的N2和H2O，反应方程式为：2N2H4＋N2O43N2＋4H2O。第2课时 构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道
必备知识基础练 进阶训练第一层
1．下列给出的基态原子的电子排布式，其中正确的是( )
A．19K：1s22s22p63s23p7
B．24Cr：1s22s22p63s23p63d44s2
C．20Ca：1s22s22p63s23p63d2
D．35Br：[Ar]3d104s24p5
2．按照构造原理，下列电子填入能级的顺序正确的是( )
A．1s、2p、3d、4sB．1s、2s、3s、2p
C．2s、2p、3s、3pD．4p、3d、4s、3p
3．某元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1，该元素最可能的化合价为( )
A．＋1价B．＋3价
C．＋5价D．－5价
4．下列各基态原子或离子的核外电子排布式正确的是( )
A．2He：1s12s1
B．12Mg2＋：1s22s22p63s2
C．16S2－：1s22s22p63s23p6
D．24Cr：1s22s22p63s23p63d44s2
5．已知元素X的基态原子最外层电子排布为nsn－1npn＋3，则X元素的原子序数为( )
A．9B．10
C．17D．18
6．“鸟巢”使用钒氮合金钢，具有高强度、高性能的特点，钒原子23V的价层电子排布式为( )
A．3d5B．3d34s2
C．3d44s1D．3d54s2
7．下列说法中，正确的是( )
A．1s电子云轮廓图呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动
B.电子云轮廓图中的小黑点密度大，说明该原子核外空间电子数目多
C．ns能级的原子轨道的电子云轮廓图如图所示
D．3d6表示3d能级有6个原子轨道
8．观察1s轨道电子云示意图，判断下列说法正确的是( )
A．一个小黑点表示1个自由运动的电子
B．1s轨道电子云的黑点是1s电子在原子核外出现的概率密度的形象描述
C．电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转
D．1s轨道的电子云形状为圆形的面
9．下列各微粒中，各能层电子数均达到2n2的是( )
A．Ne，ArB．F－，Mg2＋
C．Al，O2－D．Cl－，Ar
10．对于钠原子的第二电子层的p轨道2px、2py、2pz间的差异，下列说法正确的是( )
A．电子云形状不同
B．原子轨道的对称类型不同
C．电子(基态)的能量不同
D.电子云空间伸展的方向不同
11．如图是2pz轨道的电子云轮廓图，请观察图，并判断下列说法中不正确的是( )
A．2pz轨道上的电子在空间出现的概率分布是z轴对称
B．点密集的地方表明电子出现的机会多
C．电子先沿z轴正半轴运动，然后在负半轴运动
D．2pz轨道形状为哑铃形
12．某基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4，下列说法中错误的是( )
A.该元素原子核外共有34个电子
B．该元素原子的最高能层符号为N
C．该元素原子核外电子有8种不同的能级
D．该元素原子价层电子排布式为3d104s24p4
13．A原子的结构示意图为。则x、y及该原子3p能级上的电子数分别为( )
A．18、6、4B．20、8、6
C．18、8、6D．15～20、3～8、1～6
关键能力综合练 进阶训练第二层
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意
1．下列说法正确的是( )
A．s电子云在空间各个方向上的伸展程度相同
B．p电子云是平面“8”字形的
C．2p能级有一个未成对电子的基态原子的电子排布式一定为1s22s22p5
D．2d能级包含5个原子轨道，最多容纳10个电子
2．R元素的原子，其最外层的p能级电子数等于所有的能层s能级电子总数，则R可能是( )
A．LiB．O
C．SiD．S
3．下列说法正确的是( )
A．因为p轨道是哑铃形，所以p能级上电子运行的轨迹就是哑铃形
B．M能层有3s、3p、3d能级，共9个轨道
C．Li原子中只有3个电子，故Li原子核外只有2个轨道
D．第n能层的原子轨道数为2n2
4．下列有关原子轨道的叙述中正确的是( )
A．硫原子的2s轨道能量较3p轨道高
B．能层n＝4的原子轨道最多可容纳16个电子
C．铯原子的2s与5s轨道均为球形
D．p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层序数的增加，p能级原子轨道也在增多
5．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能级的轨道数依次增多
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．各能层含有的原子轨道数为n2(n为能层序数)
6．下列说法中正确的是( )
A．s电子云是在空间各个方向上伸展程度相同的对称形状
B．p电子云的形状是对顶双球
C．L电子层有d轨道
D．2p轨道有一个未成对电子的基态原子和价电子排布为2s22p5的原子是同种元素的原子
7．下列是某些元素的最外层电子排布，各组指定的元素中能形成AB2型离子化合物的是( )
A．2s22p2和2s22p4B．3s23p4和2s22p4
C．3s2和2s22p5D．3s1和3s23p2
8．X、Y、Z三种元素的原子，其价层电子排布式分别为ns1、2s22p2和2s22p4，由这三种元素组成的化合物的化学式可能是( )
A．X2YZ3B．X2YZ
C．X2YZ2D．XYZ3
9．某微粒的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6，下列关于该微粒的说法正确的是( )
A．它的质子数一定是18
B．它的原子和37Cl可能互为同位素
C．它的单质一定是强还原剂
D．可以确定该微粒为Ar
二、非选择题
10．下图是s能级和p能级的原子轨道图，试回答下列问题：
(1)s电子的原子轨道呈________形，每个s能级有________个原子轨道；p电子的原子轨道呈________形，每个p能级有________个原子轨道。
(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，原子中能量最高的是________电子，其电子云在空间有________方向。
学科素养升级练 进阶训练第三层
1．某元素的基态原子的M能层p能级上有4个电子，下列有关该原子的叙述错误的是( )
A．该原子的N能层不含电子
B．该原子容易得到2个电子
C．该原子的L能层一定有8个电子
D．该原子的最外能层上有4个电子
2．表示一个原子在M能层上有10个电子，可以写成( )
A．3p6B．3d10
C．3s23p63d24s2D．3s23p64s2
3．具有下列电子排布式的原子中，半径最大的是( )
A.1s22s22p63s23p5
B．1s22s22p3
C．1s22s22p2
D．1s22s22p63s23p2
4.完成下列各题。
(1)Zn原子核外电子排布式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)Fe成为阳离子时首先失去________轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3＋的价层电子排布式为________________________________________________________________________。
(3)Fe2＋基态核外电子排布式为________________________________________________________________________。
(4)基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是________。
(5)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)写出基态Se原子的核外电子排布式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第2课时 构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道
必备知识基础练
1．答案：D
解析：基态钾原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，故A错误；基态铬原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，故B错误；基态钙原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，故C错误；由核外电子排布规律可知，基态溴原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p5，故D正确；故选D。
2．答案：C
解析：由构造原理可知，电子填入能级的正确顺序应为1s、2p、4s、3d，A错误；由构造原理可知，电子填入能级的正确顺序应为1s、2s、2p、3s，B错误；由构造原理可知，电子填入能级的正确顺序应为2s、2p、3s、3p，C正确；由构造原理可知，电子填入能级的正确顺序应为3p、4s、3d、4p，D错误。故选C。
3．答案：B
解析：基态原子电子排布为1s22s22p63s23p1，价层电子排布为3s23p1，说明最外层电子数为3，在反应中易失去，则最可能的化合价为＋3价。本题答案为B。
4．答案：C
解析：正确的排布为：1s2，故A错误；基态12Mg原子最外层有2个电子，失去最外层2个电子变为12Mg2＋，核外电子排布为：1s22s22p6，故B错误；基态16S原子最外层有6个电子，得到2个电子达到8电子稳定结构，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p6，故C正确；正确的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，故D错误；故选C。
5．答案：D
解析：s能级应排满，为2个电子，故n＝3，则元素X的基态原子最外层电子排布式为3s23p6，即18号元素，选D。
6．答案：B
解析：V是23号元素，根据构造原理可知V原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d34s2，故V原子的价层电子排布式是3d34s2，故合理选项是B。
7．答案：C
解析：电子云表示电子在原子核外空间某处出现的概率，不代表电子的运动轨迹，A错误；小黑点的疏密表示电子出现概率的大小，密则概率大，疏则概率小，B错误；s轨道为球形，则ns能级的电子云轮廓图可表示为，C正确；3d6表示3d能级有6个电子，D错误；故选C。
8．答案：B
解析：电子云中的小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率的大小：点密集的地方，表示电子在那里出现的概率大；点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小。
图中的小黑点不表示电子，电子云中的小黑点表示电子在某一时刻出现的概率密度，不表示1个自由运动的电子，A错误；根据上述分析可知，1s轨道电子云的黑点是1s电子在原子核外出现的概率密度的形象描述，B正确；电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率分布的形象化描述，不是实际存在的圆形，也没有宏观轨道，C错误；1s轨道的电子云形状为球形，D错误；故选B。
9．答案：B
解析：Ar的M层有8个电子，不符合2n2(n＝3)，A项错误；F－和Mg2＋的K层都是2个电子，L层都是8个电子，都符合2n2，B项正确；Al的M层有3个电子，不符合2n2(n＝3)，C项错误；Cl－和Ar的M层都是8个电子，不符合2n2(n＝3)，D项错误；故选B。
10．答案：D
解析：2px、2py、2pz所表示的是同一能级中的三个不同的原子轨道，其能量相同。2px、2py、2pz的电子云轮廓图形状、原子轨道都是纺锤形的，都是轴对称图形。在空间伸展方向上，2px电子云沿x轴方向伸展，2py电子云沿y轴方向伸展，2pz电子云沿z轴方向伸展。综上A、B、C错误，D正确；故选D。
11．答案：C
解析：由图可知，2pz轨道上的电子出现的概率分布为z轴对称，故A正确；电子云轮廓图中的小黑点表示电子在核外空间出现机会的多少，点密集的地方表明电子出现的机会多，故B正确；电子运动是无规则的，电子云的疏密代表电子在此区域出现概率的大小，故C错误；2pz轨道形状为两个椭圆球，又称为哑铃形，故D正确；故选C。
12．答案：D
解析：由基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4可知，该元素的原子序数为34，是位于元素周期表第四周期ⅥA族的硒元素。
硒原子的原子核外共有34个电子，故A正确；由电子排布式可知，硒原子的最高能层符号为N，故B正确；由电子排布式可知，硒原子的核外电子占据1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p轨道，核外电子有8种不同的能级，故C正确；硒元素位于元素周期表第四周期第ⅥA族，价电子排布式为4s24p4，故D错误；故选D。
13．答案：B
解析：该原子的N层已经排有2个电子，根据构造原理，该原子的1s、2s、2p、3s、3p能级都应排满电子，即依次排有2、2、6、2、6个电子，3p能级上的电子数为6；该原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d(0～10)4s2，若y＝8，则x＝20；对照各选项，答案选B。
关键能力综合练
1．答案：A
解析：s电子云在空间各个方向上的伸展程度相同，A项正确；p电子云形状是哑铃(纺锤)形，不是平面“8”字形，B项错误；2p能级有一个未成对电子的基态原子的电子排布式可能为1s22s22p1或1s22s22p5，C项错误；L层没有d能级，D项错误；故选A。
2．答案：B
解析：若R只有1个能层，则不存在p能级，若R有2个能层，则有2个s能级，其电子排布式应为1s22s22p4，为氧元素，若R有3个能层，则有3个s能级，其电子排布式应为1s22s22p63s23p6，为氩元素。故选B。
3．答案：B
解析：p轨道是哑铃形，但p能级上电子运行的轨迹什么形状无法知道，故A错误；M能层有3s、3p、3d能级，共9个轨道，故B正确；Li原子中有3个电子，Li基态原子核外电子只占据了2个轨道，并不是Li原子核外只有2个轨道，故C错误；第n能层的原子轨道数为n2，故D错误。综上所述，答案为B。
4．答案：C
解析：能层越高，能量越高，故A错误；能层n＝4的原子轨道最多可容纳32个电子，故B错误；s轨道都是球形分布的，故C正确；p能级的原子轨道都是3个，故D错误；故选C。
5．答案：D
解析：能层越大，能级上的电子的能量越大，故A错误；同一原子中，各p能级的轨道数相等，都为3，故B错误；能量高的电子在离核远的区域运动，能量低的电子在离核近的区域运动，故C错误。第1能层上有1个能级，含有轨道数目为1，第2能层上有s、p两个能级，分别含有轨道数目为1、3，共含有原子轨道数为4个，第3能层上有s、p、d3个能级，分别含有轨道数目为1、3、5个，共含有原子轨道数为9个，第4能层上s、p、d、f4个能级，分别含有轨道数目为1、3、5、7，共含有原子轨道数为16个；D正确；答案选D。
6．答案：A
解析：s电子云是球形对称的，因此s电子云是在空间各个方向上伸展程度相同的对称形状，A正确；p电子云是哑铃状的，B错误；L电子层只有2s、2p两个能级，无d轨道，C错误；2p轨道上有一个未成对电子的基态原子为B或F，D错误。
7．答案：C
解析：元素分别为C和O，能形成CO2，但不属于离子化合物，A项不符合题意；元素分别为S和O，能形成SO2，但不属于离子化合物，B项不符合题意；元素分别为Mg和F，能形成MgF2，为离子化合物，C项符合题意；元素分别为Na和Si，不能形成AB2型离子化合物，D项不符合题意；答案选C。
8．答案：A
解析：X价电子排布式为ns1，则X是第ⅠA主族元素，可能是H、Li、Na、K等，元素化合价为＋1价；Y原子价层电子排布式是2s22p2，则Y是C元素；Z价层电子排布式为2s22p4，则Z为O元素，其化合价为－2价，结合化合价规则与常见化合物的化学式进行判断。
由以上分析可知X为ⅠA元素、Y为C元素、Z为O元素。
X2YZ3中Y的化合价为＋4价符合，如H2CO3，A正确；X2YZ中Y的化合价为0价，不符合，B错误；X2YZ2中Y的化合价为＋2价，不符合，C错误；XYZ3中Y的化合价为＋5价，不符合，D错误；故选A。
9．答案：B
解析：此微粒核外共有18个电子，可能是原子也可能是离子，离子又可能为阳离子Ca2＋、K＋或阴离子S2－、Cl－，故选B。
10．答案：(1)球 1 哑铃 3
(2)2p 三个互相垂直的伸展
解析：(1)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。
(2)因为元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，np轨道已排上电子，说明ns轨道已排满电子，即n＝2，则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，则原子中能量最高的是2p电子，其电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向。
学科素养升级练
1．答案：D
解析：M能层p能级上有4个电子，N能层不含电子，故A正确；M能层p能级上有4个电子，说明最外层有6个电子，容易得到2个电子，形成8电子稳定结构，故B正确；根据构造原理可知，该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，该原子的L能层有8个电子，故C正确；根据构造原理可知，该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，最外能层上有6个电子，故D错误；答案选D。
2．答案：C
解析：M层为第3电子层，每一电子层中的电子按照从低到高的能级进行排列。所以应该先排3s，然后3p，然后是4s，最后3d2，C项正确。
3．答案：D
解析：由基态原子的核外电子排布式可以确定A为Cl元素，B为N元素，C为C元素，D为Si元素，根据同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，可知Si元素的原子半径最大，D项符合题意。
答案选D。
4．答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s2(或[Ar]3d104s2)
(2)4s 4f5
(3)1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6
(4)N
(5)3d104s24p2
(6)1s22s22p63s23p63d104s24p4(或[Ar]3d104s24p4)
解析：(1)Zn为30号元素，原子核外有30个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2(或[Ar]3d104s2)；
(2)Fe为26号元素，基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，成为阳离子时首先失去最外层电子，即4s轨道的电子；Sm的价层电子排布式为4f66s2，失去6s轨道上两个电子以及4f轨道上1个电子后形成Sm3＋，所以Sm3＋的价层电子排布式为4f5；
(3)Fe为26号元素，基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，失去最外层两个电子后形成Fe2＋，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6；
(4)K为19号元素，核外电子排布式为[Ar]4s1，核外电子占据最高能层为第四层，符号为N；
(5)Ge为32号元素，核外有32个电子，电子排布式为[Ar]3d104s24p2；
(6)Se为34号元素，核外有34个电子，基态Se原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4(或[Ar]3d104s24p4)。第3课时 泡利原理 洪特规则 能量最低原理
必备知识基础练 进阶训练第一层
1．下列原子属于激发态原子的是( )
A．1s22s22p3B．1s22s22p4
C．1s22s22p33s2D．[Ar]3d64s2
2．原子核外电子排布规律中有“各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的二倍”，支撑这一结论的理论是( )
A．泡利不相容原理B．能量最低原理
C．构造原理D．洪特规则
3．电子在原子核外排布时，必须遵循的原则是( )
A．电子排布在同一能级时，总是优先单独占据不同轨道，且自旋方向相反
B．电子排布在不同能级时，总是优先占据能量低的轨道，然后再占据能量高的轨道
C．电子排布在同一轨道时，最多只能排2个，且自旋方向必须相反
D．电子的排布总是遵循“能量最低原理”“泡利不相容原理”和“洪特规则”
4．下列说法错误的是( )
A．ns电子的能量不一定高于(n－1)p电子的能量
B．6C的电子排布式1s22s22p违反了洪特规则
C．电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理
D．电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利原理
5．Fe元素基态原子的核外3d、4s轨道上的轨道表示式正确的是( )
6．下列轨道表示式表示的原子中是基态原子的是( )
7．以下列出的是一些基态原子的2p轨道和3d轨道中电子的排布情况，其中违反洪特规则的是( )
8．下列轨道表示式不符合泡利原理的是( )
9．已知锰元素的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的基态锰原子的轨道表示式，其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是( )
10．在短周期元素中，元素的基态原子核外未成对电子数等于能层序数的元素有a种，元素的基态原子最外层电子数是未成对电子数2倍的元素有b种，则的值为( )
A.1B．2
C.3D．4
11．在第四周期元素中，4s轨道半充满的元素有( )
A.2种B．3种
C.4种D．5种
12．下列对电子排布式或轨道表示式书写的评价正确的是( )
13.基态碳原子的核外电子排布为1s22s22p2，p轨道上电子排布方式正确的为( )
A．B．
C．D．
关键能力综合练 进阶训练第二层
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意
1.下列微粒中，最外层未成对电子数最多的是( )
A．OB．FC．MnD．Fe3＋
2.基态硫离子核外具有多少种不同能量的电子( )
A．18种B．16种C．5种D．3种
3.A原子的结构示意图为，则X、Y及该原子3d能级上的电子数不可能的组合是( )
A．18、8、0B．20、8、0
C．25、13、5D．30、18、10
4.在多电子原子中，轨道能量由以下哪些因素决定( )
①能层 ②能级 ③电子云的伸展方向 ④电子自旋状态
A．①②B．①④C．②③D．③④
5.具有如下电子层结构的基态原子，其对应元素一定属于同一主族的是( )
A．最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s2的原子
B．最外层电子排布为3s2的原子和最外层电子排布为4s2的原子
C．3p轨道上只有1个空轨道的原子和4p轨道上只有1个空轨道的原子
D．3p轨道上有2个未成对电子的原子和4p轨道上有2个未成对电子的原子
6.下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是( )
A.2p轨道上只有两个电子的X原子与3p轨道上只有两个电子的Y原子
B．原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子
C．原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子
D．最外层都只有一个电子的X、Y原子
7.下列说法错误的是( )
A．原子轨道伸展方向与能量大小有关
B．在d轨道中电子排布成，而不排布成，遵循的是洪特规则
C.Br的最高能层符号为N
D.从空间角度看，2s轨道比1s轨道大，其空间包含了1s轨道
8．下列各组表述中，两个微粒一定不属于同种元素原子的是( )
A.3p能级有一个未成对电子的基态原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p1的原子
B.M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p64s2的原子
C.最外层电子数是核外电子总数的的原子和价层电子排布为2s22p2的原子
D.2p能级有一个空轨道的基态原子和价层电子排布为2s22p2的原子
9．下列关于核外电子的运动状态的说法错误的是( )
A.核外电子是分层运动的
B.只有电子层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定时，电子运动状态才能被确定
C.只有电子层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定时，才能确定每一个电子层的最多轨道数
D.电子云的空间伸展方向与电子的能量大小无关
二、非选择题
10.现有A、B、C、D四种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中A是宇宙中含量最丰富的元素，其原子核外电子仅有一个原子轨道，B元素原子的核外p轨道电子总数比s轨道电子总数少1，C为金属元素且原子核外p轨道电子总数和s轨道电子总数相等，D元素的原子核外所有p轨道处于全充满或半充满状态。
(1)写出四种元素的元素符号：A________；B________；C________；D________。
(2)写出C、D两种元素基态原子核外电子排布的轨道表示式：C________________________；D________________________。
(3)写出B、C两种元素的单质在一定条件下反应的化学方程式：________________________________________________________________________。
学科素养升级练 进阶训练第三层
1.据《GreenChemistry》报道：我国学者发明了低压高效电催化还原CO2的新方法，其总反应为：NaCl＋CO2CO＋NaClO。下列说法正确的是( )
A．Cl－的结构示意图：
B．碳原子价层电子排布为2p的状态为碳原子的一种激发态
C.NaClO中只含有离子键
D.CO2的电子式为：∶∶C∶∶
2．已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X与Y可形成化合物X2Y3，Z元素可形成负一价离子。下列说法正确的是( )
A.X元素基态原子的电子排布式为[Ar]4s24p3
B.X元素是第四周期第VA族元素
C.Z元素的单质在氧气中不能燃烧
D.Y元素基态原子的轨道表示式为
3.已知某原子结构示意图为，下列有关说法正确的是( )
A.结构示意图中x＝4
B.该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4
C.该原子的核外电子轨道表示式为：
D.该原子结构中共有8个轨道上填充有电子
4.表格为元素周期表中第四周期的部分元素(从左到右按原子序数递增排列)，根据要求回答下列各小题：
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge
(1)在以上元素的基态原子的电子排布中4s轨道只有1个电子的元素有________(填元素名称)。
(2)写出Cr3＋的电子排布式________________________________________________________________________。
(3)Fe3＋的化学性质比Fe2＋稳定，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)前四周期元素中，基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有________种。
第3课时 泡利原理 洪特规则 能量最低原理
必备知识基础练
1．答案：C
解析：该原子核外有7个电子，排布式为1s22s22p3符合能量最低原理，属于基态原子，A不选；1s22s22p4符合能量最低原理，属于基态原子，B不选；1s22s22p43s1符合能量最低原理，而1s22s22p33s2属于激发态原子，选C；[Ar]3d64s2符合能量最低原理，属于基态原子，D不选；故选C。
2．答案：A
解析：泡利不相容原理是说每个轨道(例如1s轨道，2p轨道中的px)最多只能容纳两个自旋相反的电子，故A正确；能量最低原理是核外电子排布时，尽先占据能量最低的轨道，故B错误；构造原理决定了原子、分子和离子中电子在各能级的排布，故C错误；洪特规则是在简并轨道(能量相同的原子轨道)上排布的电子总是先单独分占，且自旋平行，故D错误；故选A。
3．答案：C
解析：电子排布在同一能级时，总是优先单独占据不同轨道，且自旋方向相同，为洪特规则内容，故A错误；电子排布在不同能级时，若能级高的轨道处于半满或全满时，电子先占据能级高的轨道使其处于半满或全满的稳定状态，故B错误；电子排布在同一轨道时，最多只能排2个，且自旋方向必须相反，为泡利原理内容，故C正确；电子的排布要综合考虑“能量最低原理”“泡利不相容原理”和“洪特规则”，并不一定每条都符合，故D错误；故选C。
4．答案：A
解析：根据能级构造原理可知，不同层不同能级ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜np，ns电子的能量一定高于(n－1)p电子的能量，A错误；洪特规则是指原子核外电子进入相同能级的不同轨道时，总是优先单独进入不同的轨道且自旋方向相同，故6C的电子排布式1s22s22p违反了洪特规则，正确排布为：1s22s22p2p，B正确；能量最低原理是指原子核外的电子总是优先进入能量低的离核近的能级里，故电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理，正确的排布为：1s22s22p63s23p63d14s2，C正确；泡利原理是指在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，且它们的自旋方向相反，故电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利原理，正确的排布为：1s22s22p63s23p63d24s2，D正确；故选A。
5．答案：C
解析：Fe元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，3d能级上有5个轨道，其中只有1个轨道上排满2个电子，且自旋相反，其他4个轨道上各排1个电子，自旋平行，4s轨道上排满2个电子，且自旋相反，C正确，A、B、D错误；故选C。
6．答案：A
解析：A表示的是基态原子，A正确；2s能级上的电子跃迁到2p能级上，为激发态原子，B错误；2p能级上的三个电子应分占不同的轨道，且自旋平行，C错误；2s能级上的电子跃迁到2p能级上，为激发态原子，D错误；故选A。
7．答案：C
解析：①⑤符合洪特规则、泡利原理；③同一个原子轨道中不应有自旋相同的电子，违反了泡利原理；基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占不同的轨道，且自旋平行，②④⑥违反了洪特规则。故选C。
8．答案：C
解析：泡利原理是指在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，且自旋状态相反。
每个轨道中的2个电子自旋状态相反，符合泡利原理，A不符合题意；每个轨道中的2个电子自旋状态相反，符合泡利原理，B不符合题意；2p能级的一个原子轨道中容纳的两个电子自旋状态相同，不符合泡利原理，C符合题意；每个轨道中的2个电子自旋状态相反，符合泡利原理，D不符合题意；故选C。
9．答案：D
解析：根据构造原理可知，E(3d)>E(4s)，且A选项中3d能级的电子排布不符合洪特规则，故A错误；根据构造原理可知，E(3d)>E(4s)，且B选项中1s、2s、3s、4s能级的电子排布不符合泡利原理，故B错误；3d能级的电子排布不符合洪特规则，故C错误；D选项轨道表示式符合洪特规则和泡利原理，故D正确；故选D。
10．答案：B
解析：在短周期元素中，寻找基态原子核外未成对电子数等于能层序数的元素可按周期序数进行，第一周期中有H，第二周期中原子核外未成对电子数为2的元素有C和O，第三周期中原子核外未成对电子数为3的元素有P，符合条件的元素共有4种，即a＝4。符合基态原子最外层电子数是未成对电子数2倍的元素，其基态原子的最外层电子数是2、4、6或8，若最外层电子数为2，则是He、Be或Mg，但这三种元素无未成对电子，不符合题意；若最外层电子数为4，则是C、Si，符合题意；若最外层电子数为6，则是O、S，最外层有2个未成对电子，最外层电子数是未成对电子数的3倍，不符合题意；若最外层电子数为8，则是Ne、Ar，但这两种元素均无未成对电子，不符合题意，则符合题意的元素共有2种，即b＝2。综上可知，的值为2。故选B。
11．答案：B
解析：在第四周期元素中，4s轨道半充满的元素有钾([Ar]4s1)、铬([Ar]3d54s1)、铜([Ar]3d104s1)三种元素，故选B。
12．答案：C
解析：相同轨道中的两个电子运动方向相反，违反了泡利不相容原理，不符合题意，A错误；电子应先充满同能级的轨道，违反了洪特规则，不符合题意，B错误；K原子的电子排布式：1s22s22p63s23p64s1，违反能量最低原理，符合题意，C正确；Br－的电子排布式：[Ar]3d104s24p6，正确，评价错误，D错误；答案为C。
13．答案：A
解析：p轨道上电子排布应遵循“泡利原理”和“洪特规则”，即电子应优先分占不同轨道且自旋方向相同，当不同轨道占满后再占有含有电子的轨道且自旋方向与原电子自旋方向相反，因此比较4个选项，A选项符合题意，故答案选A。
关键能力综合练
1．答案：D
解析：O的最外层电子排布式为2s22p4，2p能级上有2个未成对电子；F的最外层电子排布式为2s22p5，2p能级上有1个未成对电子；Mn的最外层核外电子排布式为4s2，最外层未成对电子数为0；Fe3＋的最外层电子排布式为3s23p63d5，3d能级上有5个未成对电子；根据分析可以知道最外层未成对电子数最多的是Fe3＋，所以D选项是正确的；故选D。
2．答案：C
解析：硫原子的核电荷数为16，硫离子核外有18个电子，硫离子核外电子排布：1s22s22p63s23p6，据此可知离子核外有5种不同能量的电子，C正确；故选C。
3．答案：A
解析：如X＝18，则原子核外各层电子数分别为2、8、8，应为Ar，故A错误；如X＝20，则原子核外各层电子数分别为2、8、8、2，3d能级上的电子数为0，故B正确；如X＝25，则原子核外各层电子数分别为2、8、13、2，应为Mn，3d能级上的电子数为5，故C正确；如X＝30中，则原子核外各层电子数分别为2、8、18、2，应为Zn，3d能级上的电子数为10，故D正确；故选A。
4．答案：A
解析：多电子原子中，在电子填充原子轨道时，电子由能量低向能量高的轨道填充，因此轨道的能量由能层和能级决定，故A选项正确。
5．答案：C
解析：最外层电子排布为1s2的原子为He，最外层电子排布为2s2的原子为Be，故A错误；最外层电子排布为3s2的原子为Mg，最外层电子排布为4s2的原子有Ca、V、Mn、Co、Ni、Zn等元素，故B错误；p轨道上只有1个空轨道，应含有2个电子，应为ⅣA族元素，故C正确；p轨道上有2个未成对电子，可能为2或4，不能确定元素的种类，则不一定为同一主族，故D错误；本题选C。
6．答案：A
解析：X是碳，Y是硅，它们属于同主族元素，彼此化学性质一定相似，A符合题意；原子核外M层上仅有两个电子的X原子为Mg、原子核外N层上仅有两个电子的Y原子可能是Ca、Fe、Zn等，如果X是Mg、Y是Fe、Zn等，二者化学性质不相似，B不符合题意；原子核外电子排布式为1s2的X原子为He，处于稳定结构，原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子为Be，前者是0族元素、后者是第ⅡA族元素，两者化学性质不相似，C不符合题意；最外层只有一个电子的原子，可能是H、碱金属原子或第ⅠB族元素原子，化学性质不一定相似，D不符合题意；故选A。
7．答案：A
解析：离原子核越远的电子，其能量越大，则p原子轨道电子的平均能量随能层的增大而增加，所以原子轨道伸展方向与能量大小无关，故A错误；洪特规则：电子分布到能量简并的原子轨道时，优先以自旋相同的方式分别占据不同的轨道，因为这种排布方式原子的总能量最低。所以在能量相等的轨道上，电子尽可能自旋平行地多占不同的轨道，题中符合洪特规则，故B正确；基态Br原子核外有4个电子层，电子占据的最高能层为第四层，符号为N，故C正确；从空间角度看，2s轨道空间包含了1s轨道，比1s轨道大，故D正确；故选A。
8．答案：B
解析：3p能级有一个未成对电子的基态原子，该原子3p能级有1个电子或5个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5，二者核外电子排布可能相同，可能属于同种元素的原子，故A错误；M层全充满而N层为4s2的原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s2，其与核外电子排布为1s22s22p63s23p64s2的原子的电子排布不相同，不表示同一原子，故B正确；最外层电子数是核外电子总数的的原子，若最外层电子数为1，则核外电子总数为3，电子排布为1s22s1，价层电子排布为2s1，与价层电子排布为2s22p2的原子不属于同种元素的原子，符合题意；若最外层电子数为2，则核外电子总数为6，电子排布为1s22s22p2，价层电子排布为2s22p2，属于同种元素的原子，不符合题意；若最外层电子数为3，则核外电子总数为9，电子排布式为1s22s22p5，价层电子排布为2s22p5，与层价电子排布为2s22p2的原子不属于同种元素的原子，符合题意；若最外层电子数为4，则核外电子总数为12，电子排布式为1s22s22p63s2，价层电子排布为3s2，与价层电子排布为2s22p2的原子不属于同种元素的原子，符合题意；若最外层电子数为5，则核外电子总数为15，电子排布为1s22s22p63s23p3，价层电子排布为3s23p3，与价层电子排布为2s22p2的原子不属于同种元素的原子，符合题意，故C错误；2p能级有一个空轨道的基态原子，该原子2p能级有2个电子，价层电子排布为2s22p2，与价层电子排布为2s22p2的原子为同种原子，故D错误；故选B。
9．答案：C
解析：电子所具有的能量不同，就会在不同的电子层上运动，A项正确；电子运动状态是由电子层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态共同决定的，B项正确；同一能级的电子具有相同的能量，与电子云的空间伸展方向无关，与其自旋状态也无关，D项正确；由电子层数确定原子轨道数，C项错误。
10．答案：(1)H N Mg P
(2)
(3)N2＋3MgMg3N2
解析：(1)由题意可知，A为H；B元素原子的核外p轨道电子总数比s轨道电子总数少1，B原子核外电子排布式为1s22s22p3，则B为N；C为金属元素且原子核外p轨道电子总数和s轨道电子总数相等，C原子核外电子排布式为1s22s22p63s2，则C为Mg；D元素的原子核外所有p轨道处于全充满或半充满状态，且A、B、C、D四种短周期主族元素的原子序数依次增大，D原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，则D为P。
(2)C、D两种元素基态原子核外电子排布的轨道表示式：
(3)B、C两种元素的单质在一定条件下反应的化学方程式为：N2＋3MgMg3N2。
学科素养升级练
1．答案：B
解析：氯是17号元素，Cl－的结构示意图为，故A错误；碳原子价层电子排布为的状态为碳原子的一种激发态，2s的一个电子跃迁到2p能级上，故B正确；NaClO中含有钠离子与次氯酸根离子间形成的离子键、氯与氧原子间形成的共价键，故C错误；碳与氧之间以双键结合，CO2的电子式为：∶∶∶C∶∶∶，故D错误；故选B。
2．答案：B
解析：X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，X元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，处于第四周期第ⅤA族，故X为As元素；Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，Y的2p轨道上有2个电子或4个电子，所以Y为碳元素或氧元素，X与Y可形成化合物X2Y3，故Y为氧元素；X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，则Z的质子数为42－8－33＝1，则Z为氢元素，氢原子可以形成负一价离子，符合题意，据此解答。
X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3，故A错误；X原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，X为As元素，处于第四周期第ⅤA族，故B正确；Z为氢元素，氢气在氧气中能燃烧，故C错误；Y为O元素，原子核外有8个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p4，基态原子的轨道表示式为
，故D错误；答案选B。
3．答案：D
解析：第一层最多容纳2个电子，所以结构示意图中x＝2，故A错误；该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，故B错误；该原子的核外电子轨道表示式为：，故C错误；根据核外电子轨道表示式，该原子结构中共有8个轨道上填充有电子，故D正确；故选D。
4．答案：(1)钾、铬、铜
(2)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)
(3)Fe3＋的3d轨道填充了5个电子，为半充满状态
(4)5
解析：(1)4s轨道上只有1个电子的元素的外围电子排布式为4s1、3d54s1、3d104s1，分别为钾、铬、铜；
(2)基态Cr原子的电子排布式为[Ar]3d54s1，则Cr3＋的电子排布式为：[Ar]3d3；
(3)Fe3＋的3d轨道填充了5个电子，为半充满状态，化学性质比Fe2＋稳定；
(4)第一周期中，有1个未成对电子，其电子排布式为1s1；第二周期中，未成对电子是2分别为：1s22s22p2、1s22s22p4；第三周期中未成对电子是3个的是1s22s22p63s23p3；第四周期中未成对电子是4个的是1s22s22p63s23p63d64s2，故答案为5。