第1节 原子结构模型
必备知识基础练
知识点1原子结构模型的发展历程
1．原子结构模型经历了五个主要阶段：1803年提出原子论→1904年“葡萄干布丁”模型→1911年核式模型→1913年核外电子分层排布模型→20世纪20年代中期量子力学模型。提出核外电子分层排布的原子结构模型的科学家是( )
A．玻尔 B．汤姆孙
C．卢瑟福 D．道尔顿
2．卢瑟福发现铀产生的a、b、c三种射线在电场中有如图所示情况。下列认识错误的是( )
A．c射线是带负电荷的电子流
B．b射线是不显电性的波长很短的电磁波
C．a射线是氦原子
D．在科学家的不懈努力下人类打开了原子结构的大门
知识点2氢原子光谱和玻尔的原子结构模型
3.玻尔在人类对原子结构的认识的历程上是非常重要的。以下关于人类对原子结构的认识错误的是( )
A．玻尔首次将量子化的概念运用到原子结构，并解释了原子稳定性
B．原子能量低于基态能量的状态，称为激发态
C．当辐射或吸收的能量以光的形式表现出来并被记录时，就形成了光谱
D．n称为量子数，轨道能量随n值(1、2、3…)的增大而升高
4．激发态原子和基态原子可以通过电子跃迁的方式相互转化，跃迁过程中可得到光谱，下列说法正确的是( )
A.元素K的焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃)，其中紫色对应的辐射波长约为700 nm
B．如图实验装置测得的是氢元素的吸收光谱
C．电子仅由激发态跃迁到基态才会产生原子光谱
D．原子光谱可以用于定性鉴定元素
5．玻尔理论不能解释( )
A．氢原子处于激发态时的能量高于其基态时的能量
B．在一给定的稳定轨道上运动的核外电子不辐射能量
C．氢原子的可见光区谱线
D．在外加磁场存在时氢原子光谱有多条谱线
6．下列关于原子光谱的说法错误的是( )
A．氢原子光谱是连续的
B．氢原子光谱是线状的
C．原子线状光谱源自核外电子在能量不同的轨道之间的跃迁
D．氢原子内部的能量是量子化的
7．下列说法正确的是( )
A．自然界中的所有原子都处于基态
B．同一种原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量
C．无论原子种类是否相同，基态原子的能量总是低于激发态原子的能量
D．激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出较强的还原性
8．下列图像中所发生的现象与电子跃迁无关的是( )
知识点3原子轨道
9.下列关于电子层、能级和原子轨道的说法正确的是( )
A．每个电子层含有的能级数目都相同
B．同一原子中，处于同一电子层的电子的能量相同
C.任一电子层中，能级数目与电子层序数相同
D．第n电子层含有2n2个原子轨道
10．下列关于电子层与能级的说法中不正确的是( )
A．原子核外电子的每一个电子层最多可容纳的电子数为2n2
B．任一电子层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该电子层序数
C．同是p能级，在不同的电子层中所能容纳的最多电子数是相同的
D．1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋状态相同
11．下列说法正确的是( )
A．同一电子层中s能级的能量总是大于p能级的能量
B．2s原子轨道半径比1s原子轨道半径大，说明2s的电子云图中的电子比1s的多
C．第2电子层上的电子，不论在哪一个原子轨道上，其能量都相等
D．N电子层的原子轨道类型数和原子轨道数分别为4和16
12．下列关于电子层和能级的叙述正确的是( )
A．同一电子层中的电子的能量一定相同
B．同一原子中，2p、3p、4p能级轨道数依次增多
C．2p和3p轨道形状均为纺锤(或哑铃)形，能量也相等
D．2px、2py、2pz的能量相等
知识点4原子轨道的图形描述
13.下列有关原子轨道的叙述中正确的是( )
A．硫原子的2s轨道能量比3p轨道高
B．铯原子的2s与5s轨道均为球形
C．p能级的原子轨道呈纺锤(或哑铃)形，随着电子层序数的增加，p能级原子轨道数目也在增多
D．电子层n＝4的原子轨道最多可容纳16个电子
14．如图所示是s能级和p能级的原子轨道图，下列说法正确的是( )
A．s能级和p能级的原子轨道形状相同
B．每个p能级都有6个原子轨道
C．钠原子的电子在11个原子轨道上高速运动
D．s能级的原子轨道半径与电子层序数有关
15．3px所代表的含义是( )
A．px轨道上有3个电子
B．第三电子层px轨道有3个伸展方向
C．px电子云有3个伸展方向
D．第三电子层沿x轴方向伸展的p轨道
16．量子力学原子结构模型中的原子轨道是用来描述核外电子空间运动状态的。下列关于原子轨道的叙述正确的是( )
A．原子轨道就是原子核外电子运动的轨迹，这与宏观物体运动轨迹的含义相同
B．L电子层有2个原子轨道
C．任意电子层上的p能级都有3个伸展方向相互垂直的原子轨道
D．处于同一原子轨道上的电子，运动状态完全相同
知识点5电子在核外的空间分布
17.下列有关说法正确的是( )
A．同—个原子的核外任何—个电子的运动状态都是不相同的
B．电子云是核外电子运动后留下的痕迹
C．核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因此被形象地称作电子云，这说明原子核外电子云是实际存在的
D．每个电子层都有p能级，p能级都有3个原子轨道
18．如图1、2分别是1s电子的概率密度分布图和原子轨道图。下列有关认识正确的是( )
A．图1中的每个小点表示1个电子
B．图2表示1s电子只能在球体内出现
C．图2表明1s轨道呈球形，有无数对称轴
D．图1中的小点表示某一时刻，电子在核外所处的位置
19．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，电子的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最多含有的原子轨道数
D.电子云的空间伸展方向与电子的能量大小无关
20．关于电子云图的叙述正确的是( )
①电子云图是用小点的疏密程度来表示电子在空间出现概率大小的图形
②电子云图实际是电子运动形成的类似云一样的图形
③小点密集的地方表示电子在那里出现的概率大
④轨道不同，电子云图的形状也不一样
⑤s轨道空间分布的图形为“哑铃形”
⑥电子云图表示电子运动的轨迹
⑦小点的多少表示电子个数的多少
⑧处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称
⑨因为p轨道是“8”字形的，所以p电子走“8”字形
A．①③⑦ B．④⑤⑧⑨
C．②⑥D．①③⑧
关键能力综合练
一、选择题
1．人类在原子结构的认识上经历了漫长过程，期间提出了多种原子结构模型，下列模型排序符合历史发展顺序的是( )
A．①②③④⑤ B．②①④③⑤
C．③①②⑤④ D．③②④①⑤
2．为揭示氢原子光谱是线状光谱这一事实，玻尔提出了核外电子的分层排布理论，下列说法中，不符合这一理论的是( )
A．电子绕核运动具有特定的半径和能量
B．在一给定的稳定轨道上，运动的核外电子不辐射能量
C．电子跃迁时，会吸收或放出特定的能量
D．揭示氢原子光谱存在多条谱线
3．下列说法中正确的是( )
A．1s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动
B．电子云图中的小点密度大，说明该原子核外空间电子数目多
C．ns能级的原子轨道示意图可表示为
D．3d3表示3d能级有3个轨道
4．下列叙述不正确的是( )
A．“量子化”就是不连续的意思，微观粒子运动均有此特点
B．光谱分析的基本原理是每种元素都有自己的特征谱线
C．原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上像火车一样高速运转着
D．电子由一个能量低的轨道跃迁到另一个能量高的轨道时，原子的吸收光谱可通过光谱仪直接摄取
5．下列说法中，正确的是( )
A．3s2表示3s能级有两个轨道
B．处于最低能量的原子叫做基态原子
C．2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
D．同一原子中，1s，2s，3s电子的能量相同
6．以下对核外电子运动状况的描述正确的是( )
A．当碳原子由激发态变成基态会释放能量
B．电子在钠原子的核外空间运动状态有6种
C．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
D．在同一能级上运动的电子，其运动状态可能相同
7．下列关于原子结构、原子轨道的说法正确的是( )
A．N电子层中有4s、4p、4d、4f四个能级，共16个轨道，可容纳32种运动状态的电子
B．在K电子层中，有自旋相反的2条轨道
C．s电子绕核运动，其轨道为球面，而p电子在纺锤形曲面上运动
D．电子云通常是用小点来表示电子的多少
8．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．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光
C．氖原子获得电子后转变成发出红光的新物质
D．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
9．对于钠原子的第三电子层的3px、3py、3pz轨道间的差异，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．其上的电子的能量不同
D．电子云的空间伸展方向不同
10．下列说法正确的是( )
①原子中处于第三电子层的电子跃迁到第二电子层时需要放出能量
②M电子层可以有s、p、d、f能级
③2px表示有2个px轨道
④在一个原子中，不可能出现运动状态完全相同的两个电子
⑤2p电子云有2种空间取向
A．①②③ B．①④
C．②⑤ D．③④⑤
11．下列有关核外电子的运动状态的说法中错误的是( )
A．各原子轨道的伸展方向按p、d、f的顺序分别有3、5、7种
B．只有在电子层、能级、电子云的伸展方向及电子的自旋状态都确定时，电子的运动状态才能被确定下来
C．原子核外可能有两个电子的运动状态是完全相同的
D．电子云伸展方向与能量大小是无关的
12．元素周期表中铋元素的数据如图所示，下列说法错误的是( )
A．铋原子s轨道的形状是球形的，p轨道的形状是纺锤(或哑铃)形的
B．铋元素的相对原子质量是209.0
C．铋原子6p能级中6px、6py、6pz轨道上电子的能量相同
D．基态铋原子最外层有5个能量相同的电子
13．下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是( )
A．原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云
B．s轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动
C．p轨道呈纺锤(或哑铃)形，在空间有两个伸展方向
D．与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径随电子层的增大而增大
14．(双选)激发态原子和基态原子可以通过电子跃迁的方式相互转换，跃迁过程中可得到原子光谱，下列说法正确的是( )
A．LED灯发光与电子跃迁有关
B．以上实验装置测得的是氢原子的吸收光谱
C．电子仅从激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
D．原子光谱可以用于定性鉴定元素
二、非选择题
15．(1)如图是s能级、p能级的原子轨道示意图，试回答问题：
①s能级的原子轨道呈________形，每个s能级有________个原子轨道；p能级的原子轨道呈________形，每个p能级有________个原子轨道。
②s能级原子轨道、p能级原子轨道的半径与________有关，________越大，原子轨道半径越大。
(2)描述一个原子轨道要用________、________、________三个方面。3d能级中原子轨道的电子层数为________，该能级的原子轨道最多可以有________个空间伸展方向，最多可容纳________个电子。
16．写出符合下列要求的符号。
(1)第二电子层 s能级________
(2)n＝3 p能级________
(3)第五电子层 d能级________
(4)n＝4 p能级________
(5)n＝2 p能级沿y轴方向的轨道________
17．回答下列问题：
(1)n＝2的电子层有________个能级，有________种形状不同的电子云，有________个原子轨道，最多容纳________个电子。
(2)用相应的符号描述量子数n＝2的所有的原子轨道________________。
(3)处于一定空间状态的电子在原子核外出现的概率分布可用________形象地描述。在基态14C原子中，核外存在________个运动状态不同的电子。
(4)基态K原子中，核外电子占据的最高电子层符号为________，占据该电子层电子的电子云轮廓图的形状为________。
18．回答下列问题：
(1)在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是________(填字母)。
a．最易失去的电子能量最高
b．同一个电子层上的不同能级上的原子轨道，能量大小不同
c．p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
d．在离核最近区域内运动的电子能量最低
(2)比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。
①1s，3d：________。
②3s，3p，3d：________。
③2p，3p，4p：________。
④3px，3py，3pz：________。
(3)基态铝原子核外共有________种不同能级的电子，有________种不同运动状态的电子。
19．K层有________个能级，用符号表示为________；L层有________个能级，用符号表示为________；M层有________个能级，用符号表示为________。由此可推知第n(n为正整数)电子层最多有________个能级，当n≥2时，能量最低的2个能级的符号分别为________，它们的原子轨道形状分别为________、________。
第1节 原子结构模型
必备知识基础练
1．答案：A
解析：汤姆孙提出了原子结构的“葡萄干布丁”模型，B错误；卢瑟福提出了原子结构的核式模型，C错误；道尔顿提出了原子论，D错误。
2．答案：C
解析：c射线向右偏转，说明带负电荷，A正确；b射线不偏转，说明是不显电性的电磁波，B正确；a射线向左偏转，说明带正电荷，不是氦原子，C错误；在科学家的不懈努力下人类打开了原子结构的大门，D正确。
3．答案：B
解析：玻尔首次将量子化概念应用到原子结构，并解释了原子稳定性，提出了能级的概念，解释了氢原子的光谱，A正确；能量高于基态能量的状态，称为激发态，B错误；当辐射或吸收的能量以光的形式表现出来并被记录时，就形成了光谱，C正确；n称为量子数，轨道能量依n值(1、2、3…)的增大而升高，D正确。
4．答案：D
解析：元素K的焰色反应呈紫色(透过蓝色钴玻璃)，其中紫色波长介于400～430nm之间，A错误；该实验装置测得的是氢元素原子发射光谱，B错误；原子光谱有吸收光谱和发射光谱两种，电子由激发态跃迁到基态时会产生原子发射光谱，C错误；原子光谱可以用于定性鉴定元素，D正确。
5．答案：D
解析：玻尔只引入一个量子数n，比较好地解释了氢原子处于激发态时的能量高于其基态时的能量，在稳定轨道上运动的核外电子不辐射能量，但是对于较复杂的光谱现象(如在外加磁场存在时，氢原子光谱中的一条谱线分裂为多条)却难以解释，而这些就要靠量子力学理论来解释。
6．答案：A
解析：氢原子光谱是由具有特定波长、彼此分立的谱线组成的线状光谱，A错误，B正确；原子线状光谱源自核外电子在能量不同的轨道之间的跃迁，C正确；根据玻尔原子结构模型可知，原子内部的能量是量子化的，D正确。
7．答案：B
解析：自然界中的原子有的处于基态，有的处于激发态，A错误；同一种原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量，若原子种类不同，则不一定如此，B正确，C错误；激发态原子的能量较高，容易转换成能量较低的激发态或基态，能量降低，该过程为物理变化，与还原性无关，D错误。
8．答案：D
解析：平面镜成像为物理学原理中的光学现象，与电子跃迁无关。
9．答案：C
解析：每个电子层含有的能级数目不相同，任一电子层中，能级数目等于电子层序数，A错误、C正确；同一原子中，处于同一电子层的电子能量不一定相同，处于同一能级的电子的能量相同，B错误；第n电子层含有n2个原子轨道，D错误。
10．答案：D
解析：按照原子核外电子排布规律，各电子层最多容纳的电子数为2n2(n为电子层数，其中最外层电子数不超过8，次外层不超过18)，A正确；电子层含有的能级数等于电子层序数，即第n电子层含有n个能级，每一电子层总是从s能级开始，B正确；p能级最多容纳6个电子，即p能级在不同的电子层中所能容纳的最多电子数是相同的，C正确；每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子，D错误。
11．答案：D
解析：同一电子层中，s能级的能量小于p能级的能量，A错误；2s原子轨道半径比1s原子轨道半径大，说明2s电子在离核更远的区域出现的概率比1s电子的大，B错误；当电子在同一电子层的不同能级上时，其能量不相同，C错误；对于N电子层，其轨道类型数为4，轨道数为n2＝42＝16，D正确。
12．答案：D
解析：同一能层中可能存在不同的能级，不同的能级的能量不同，如第二能层中2s与2p的能量不同，故A错误；p能级含有3个轨道，则p能级在不同的能层中所含有的轨道数是相同的，故B错误；2p和3p轨道形状均为哑铃形，但是能量不相等，2p的能量小于3p，故C错误；同一能级的不同轨道能量相同，空间伸展方向不同，所以2px、2py、2pz的能量相等，故D正确。
13．答案：B
解析：硫原子的2s轨道能量比3p轨道低，A错误；s轨道为球形，所以铯原子的2s与5s轨道均为球形，B正确；p能级的原子轨道呈纺锤(或哑铃)形，p能级含有3个原子轨道，随着电子层序数的增加，p能级原子轨道数目不变，C错误；各电子层最多容纳电子数为2n2，则电子层n＝4的原子轨道最多可容纳32个电子，D错误。
14．答案：D
解析：s能级轨道为球形，p能级的原子轨道为纺锤(或哑铃)形，轨道形状不相同，A错误；每个p能级都有3个原子轨道，B错误；钠原子的电子有1s、2s、2p、3s4个能级，6个原子轨道，则11个电子在6个轨道上高速运动，C错误；电子层序数越小，s能级的原子轨道半径越小，则s能级的原子轨道半径与电子层序数有关，D正确。
15．答案：D
解析：“3px”中，“3”表示第三电子层，“px”表示沿x轴方向伸展的p轨道。
16．答案：C
解析：原子轨道与宏观物体的运动轨迹不同，它是指电子出现的主要区域，A错误；L电子层含有2个能级，分别为2s、2p能级，其中2s能级有1个原子轨道，2p能级有3个原子轨道，B错误；原子核外每个电子的运动状态均不同，D错误。
17．答案：A
解析：同一个原子的核外任何一个电子的运动状态都是不同的，A正确；电子云就是用小点疏密来表示空间某处单位体积内电子出现概率大小的一种图形，B错误；核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因此被形象地称作电子云，电子云是不存在的，C错误；第一电子层没有p能级，D错误。
18．答案：C
解析：电子云就是用小点疏密程度来表示空间某处单位体积内电子出现概率大小的一种图形。小点表示空间某处单位体积内电子出现的概率，A错误；在球面内出现该电子的概率大于90%，球面外出现该电子的概率不足10%，B错误；球形轨道沿剖面直径连线，所以有无数对称轴，C正确；小点表示空间某处单位体积内电子出现的概率大小，D错误。
19．答案：C
解析：电子所具有的能量不同，会在不同的电子层上运动，A项正确；电子的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；可由电子层数确定最多含有的原子轨道数，C项错误；电子云的空间伸展方向与电子的能量大小无关，D项正确。
20．答案：D
解析：电子云图是处于一定空间运动状态(即原子轨道)的电子在原子核外空间的概率分布的形象化描述，所以①③正确；s、p轨道的电子云图分别为球形和哑铃形，⑧正确。
关键能力综合练
1．答案：D
解析：人类在原子结构的认识上经历了漫长过程，提出了多种原子模型，它们分别是1803年道尔顿提出的实心球体模型(③)；汤姆孙于1904年提出了“葡萄干布丁”模型(②)；1911年卢瑟福提出了核式模型(④)；1913年玻尔提出了电子分层排布的原子结构模型(①)；20世纪20年代中期建立了量子力学模型(⑤)。
2．答案：D
解析：玻尔的原子结构模型只能解释氢原子光谱是线状光谱，要解释氢原子光谱存在多条谱线，需用量子力学理论来解释。
3．答案：C
解析：s电子云呈球形，表示电子主要在以原子核为中心的圆球范围内运动，而不是做圆周运动；电子云中小点的疏密程度仅表示电子在此区域出现的概率的大小；3d3表示M层d轨道上有3个电子。
4．答案：C
解析：微观粒子的运动具有量子化特点，A正确；用光谱来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量的方法叫光谱分析，原理是每种元素都有自己的特征谱线，B正确；电子没有固定的轨道，在一定范围内高速运动，C错误；当电子由能量低的轨道跃迁到能量高的轨道时吸收能量，原子的吸收光谱可通过光谱仪直接摄取，D正确。
5．答案：B
解析：3s2表示3s能级容纳2个电子，s能级只有1个原子轨道，故A错误；处于最低能量的原子叫做基态原子，故B正确；同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数相等，都为3，故C错误；能级符号相同，电子层越大，电子能量越高，所以1s、2s、3s电子的能量逐渐增大，故D错误。
6．答案：A
解析：碳原子的核外电子排布由激发态变基态的过程，释放能量，A正确；钠原子核外有11个电子，每个电子的空间运动状态都不同，故空间运动状态共11种，B错误；在同一原子中，2p，3p，4p均是p能级，轨道数均为3，轨道数不变，能量依次增加，C错误；一个原子中不存在两个运动状态完全相同的电子，D错误。
7．答案：A
解析：N电子层中有4s、4p、4d、4f四个能级，各具有1、3、5、7个轨道，每个轨道最多可容纳2个电子，故可容纳32个电子，所以有32种运动状态，A正确；在K电子层中，只有1条轨道，能容纳自旋状态相反的2个电子，B不正确；电子在核外运动，没有宏观轨道，C不正确；电子云通常是用小点来表示电子出现的概率大小，但小点不表示电子，D不正确。
8．答案：D
解析：在电流的作用下，电子由基态获得能量跃迁到激发态，这一过程不会发出红光；当电子从激发态跃迁到基态时，多余的能量以光的形式释放出来。上述过程属于物理变化，没有新物质生成。
9．答案：D
解析：3px、3py、3pz的电子云、原子轨道都呈哑铃形，都是轴对称的，A、B项错误；3px、3py、3pz表示的是第三电子层p能级中的三个不同的原子轨道，其上的电子的能量相同，C项错误；3px电子云沿x轴方向伸展，3py电子云沿y轴方向伸展，3pz电子云沿z轴方向伸展，D项正确。
10．答案：B
解析：②M电子层有s、p、d能级，错误；③2px表示1个2px轨道，错误；⑤2p电子云有3种空间取向，错误。
11．答案：C
解析：各原子轨道的伸展方向按p、d、f的顺序分别有3、5、7种，A正确；电子的运动状态由电子层、能级、电子云的伸展方向以及电子的自旋状态决定，所以在电子层、能级、电子云的伸展方向以及电子的自旋状态确定时，电子的运动状态才能确定下来，B正确；原子核外不可能有两个电子的运动状态是完全相同的，C错误；电子云伸展方向与能量大小无关，D正确。
12．答案：D
解析：基态铋原子的价电子排布式为6s26p3，最外层上有5个电子，但其能量不同，即6s轨道上的2个电子和6p轨道上的3个电子的能量不同，D错误。
13．答案：D
解析：电子云是对电子运动的形象化描述，它仅表示电子在某一区域内出现的概率，并非原子核真被电子云雾所包裹，A项错误；原子轨道是电子出现的概率约为90%的空间轮廓，它表明电子在这一区域内出现的概率大，在此区域外出现的概率小，B项错误；p轨道在空间上有x、y和z3个伸展方向，C项错误；按2p、3p……的顺序，电子的能量依次增大，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展，原子轨道的平均半径逐渐增大，D项正确。
14．答案：AD
解析：该实验装置测得的是氢原子的发射光谱，B项错误；原子光谱包括吸收光谱和发射光谱，电子由激发态跃迁到基态时产生的原子光谱属于发射光谱，电子由基态跃迁到激发态时产生的原子光谱属于吸收光谱，C项错误。
15．答案：(1)①球 1 哑铃 3 ②电子层数 电子层数 (2)电子层 能级 空间伸展方向 3 5 10
16．答案：(1)2s (2)3p (3)5d (4)4p (5)2py
17．答案：(1)2 2 4 8 (2)2s、2px、2py、2pz (3)电子云 6 (4)N 球形
解析：(1)第2电子层有2s、2p两个能级，有s、p2种形状不同的电子云，有2s、2px、2py、2pz4个原子轨道，每个轨道最多容纳2个电子，所以n＝2的电子层最多容纳8个电子。(2)n＝2的原子轨道为2s、2px、2py、2pz。(3)电子在原子核外出现的概率分布图像一团云雾，因而形象地称为电子云，用于描述电子在原子核外出现的概率分布。原子中单个电子的空间运动状态可以用原子轨道来描述，并具有两种自旋状态中的一种，因此多电子原子中，不同电子的运动状态不同，故14C原子核外有6个运动状态不同的电子。(4)K原子核外有四个电子层，N层上只有一个电子，占据4s轨道，电子云轮廓图的形状为球形。
18．答案：(1)c (2)①1s<3d ②3s<3p<3d ③2p<3p<4p ④3px＝3py＝3pz (3)5 13
解析：(1)能量越高的电子在离核越远的区域内运动，也就越容易失去，a项正确；多电子原子在第n层中不同能级的能量大小顺序为E(ns)
19．答案：1 1s 2 2s、2p 3 3s、3p、3d n ns、np 球形 哑铃形第1课时 基态原子的核外电子排布
必备知识基础练
知识点1基态原子的核外电子排布规律
1.在d能级中电子排布成，而不排布成，最合适的解释是( )
A．遵循能量最低原理
B．遵循泡利不相容原理
C．遵循构造原理
D．遵循洪特规则
2．下列轨道表示式不符合泡利不相容原理的是( )
3．下列说法错误的是( )
A．ns轨道电子的能量不一定高于(n－1)p轨道电子的能量
B．6C的电子排布式1s22s22p违反了洪特规则
C．21Sc的电子排布式1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理
D．22Ti的电子排布式1s22s22p63s23p10违反了泡利不相容原理
4．下列电子排布示意图表示的元素原子中，能量处于最低状态的是( )
5.下列叙述中，正确的是（ ）
A.在一个基态多电子的原子中，可以有两个运动状态完全相同的电子
B.在一个基态多电子的原子中，不可能有两个能量完全相同的电子
C.在一个基态多电子的原子中，M层上的电子能量肯定比L层上的电子能量高
D.某基态原子错误的核外电子排布图为，该排布图违背了泡利原理
知识点2核外电子排布式、轨道表示式
6.下列各原子或离子的电子排布式错误的是( )
A．K＋：1s22s22p63s23p6
B．As：1s22s22p63s23p63d104s24p3
C．N3－：1s22s22p6
D．Cr：1s22s22p63s23p63d44s2
7．下列轨道表示式能表示基态氮原子的核外电子排布的是( )
8．下列化学用语表示正确的是( )
9.下列有关表述正确的是（ ）
A.S2－的电子排布式：1s22s22p63s23p4
B.硫原子的价电子排布式：3s23p4
C.氮化硅的化学式：Si4N3
D.N原子的轨道表示式：
知识点319～36号元素核外电子排布
10.化学用语是学习化学的重要工具。下列化学用语正确的是( )
11．下列叙述正确的是( )
A．[Ar]3d64s2是基态原子的电子排布式
B．铬原子的电子排布式是1s22s22p63s23p64s13d5
C．铜原子的价电子排布式是3d94s2
D．氮原子的轨道表示式是
12．已知锰的核电荷数为25，下列有关基态锰原子核外电子排布正确的是( )
A．价电子轨道表示式为
一、选择题,1.下列各微粒的电子排布式或价电子轨道表示式不符合能量最低原理的是( )
2．下列说法正确的是( )
A．Li原子的核外电子排布式写成1s3违背了能量最低原理
B．电子的吸收光谱和发射光谱总称原子光谱
C．处于基态的氧原子轨道表示式表示成，违背了泡利不相容原理
D．某种基态原子中可能存在运动状态完全相同的电子
3．下列叙述正确的是( )
A．可能存在核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s24p1的原子
B．当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相反
C．1个原子轨道里最多容纳2个电子，且自旋状态相同
D．基态原子的电子获得一定能量变为激发态原子，而激发态原子变为基态原子，则要放出能量
4．下列轨道表示式正确的是( )
5.下列各组指定的元素（均给出价电子排布式），不能形成AB2型化合物的是（ ）
A.2s22p2和2s22p4 B．2s22p2和3s23p4
C.3s2和3s23p5 D．3s1和3s23p5
6.X、Y、Z三种主族元素的原子，其最外层电子排布式分别为ns1、3s23p1和2s22p4，由这三种元素组成的化合物的化学式可能为（ ）
A.XYZ2B．X2YZ3
C.X2YZ2 D．XYZ3
7.科学研究证明：核外电子的能量不仅与电子所处的电子层、能级有关，还与核外电子的数目及核电荷数有关。氩原子与硫离子的核外电子排布相同，都是[Ne]3s23p6。下列说法正确的是（ ）
A.两粒子都达8电子稳定结构，化学性质相同
B.两粒子的电子发生跃迁时，产生的光谱不同
C.两粒子的1s能级上电子的能量相同
D.两粒子的3p能级上的电子离核的距离相同
8.下列核外电子排布式及轨道表示式不正确的是（ ）
9．(双选)某基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，下列说法中不正确的是( )
A．该元素基态原子核外电子有7种不同的运动状态
B．该元素原子核外有4个电子层
C．该元素原子最外层共有2个电子
D．该元素原子M电子层共有8个电子
10．(双选)下列表述正确的是( )
A．核外电子排布式为1s22s22p63s23p4的基态原子3p能级上有一个空轨道
B．第4周期中，未成对电子数最多的原子为Cr
C．基态Cl－的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6
D.2p能级上有2个未成对电子的基态原子的价电子排布式一定为2s22p2
二、非选择题
11．按要求写出电子排布式或轨道表示式。
(1)基态Cu＋的电子排布式：________________________________________________________________________。
(2)基态P原子的价电子排布式：________________________________________________________________________。
(3)17Cl的轨道表示式：________________________________________________________________________。
(4)第4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：________________________________________________________________________。
12．(1)下列原子或离子的电子排布式或轨道表示式中，正确的是________(填序号，下同)，违反了能量最低原理的是________，违反了洪特规则的是________。
①Ca2＋：1s22s22p63s23p6
②F－：1s22s23p6
④Fe：1s22s22p63s23p63d64s2
⑤Mg2＋：1s22s22p6
(2)绿柱石的主要成分为Be3Al2[Si6O18]，因含适量的Cr2O3(0.15%～0.6%)，而形成祖母绿。基态Al原子中，电子填充的最高能级是________________，基态Cr原子的价电子排布式是________________。
13.A、B、C、D是四种短周期元素，E是过渡元素。A、B、C同周期，C、D同主族。A的原子结构示意图为，B原子是同周期除稀有气体元素原子外半径最大的原子，C原子的最外层有三个单电子，基态E原子的电子排布式为[Ar]3d64s2。回答下列问题：
(1)A为________(填元素符号)，其基态原子的电子排布式为________________________。
(2)B为________(填元素符号)，其基态原子的电子排布式为________________。
(3)C为________(填元素符号)，其基态原子的电子排布式为________________。
(4)D为________(填元素符号)。
(5)E为________(填元素符号)，其原子结构示意图为________________________。
14．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元素原子核外仅有一个非空原子轨道，也是宇宙中最丰富的元素；B元素原子核外p电子数比s电子数少1；C为金属元素且原子核外p电子数和s电子数相等；D元素的原子核外所有p轨道为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：________________________________________________________________________。
(4)B元素的单质的电子式为________，其简单氢化物的电子式为________。
15．氡(Rn)可与神经系统结合，对人体造成危害。室内的氡主要来自某些建筑材料，如瓷砖、洁具等。请回答下列问题：
(1)已知氡的相对原子质量为222，则氡原子核内含有________个中子，原子核外有________个电子。
(2)基态氡原子的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s24p64d10________5d106s26p6。
(3)瓷砖、洁具多为硅酸盐材料，构成硅酸盐材料的元素有Si、O、Na、Al等。下列选项最能准确表示上述基态原子核外电子排布的是________(填序号，下同)，违背泡利不相容原理的是________，违背洪特规则的是________。
第1课时 基态原子的核外电子排布
必备知识基础练
1．答案：D
解析：洪特规则表明，电子在能量相同的原子轨道上排布时，将尽可能分占不同的原子轨道，并且自旋状态相同。
2．答案：C
解析：2p能级的一个原子轨道中容纳的两个电子自旋状态相同，不符合泡利不相容原理。
3．答案：A
解析：电子能量与电子层和能级都有关，ns轨道电子的能量一定高于(n－1)p轨道电子的能量，A错误；根据洪特规则知，2p轨道上的两个电子应排在不同轨道上，B正确；根据能量最低原理知，电子先排能量低的轨道后排能量高的轨道，C正确；根据泡利不相容原理知，3p轨道最多排6个电子，D正确。
4．答案：D
解析：A项，原子处于激发态；B项，违背洪特规则，能量不可能最低；C项，原子处于激发态；D项，原子处于基态，其能量处于最低状态。
5．答案：C
解析：在多电子的原子中，电子填充在不同的电子层，电子层又分不同的能级，同一能级又有不同的原子轨道，每个轨道中最多可以填充两个电子，自旋状态相反。在一个基态多电子的原子中，不可能有两个运动状态完全相同的电子，故A错误；每个轨道中最多可以填充两个电子，自旋状态相反，这两个电子的能量完全相同，另外在等价轨道上填充的电子能量也相同，可能存在能量相同的电子，故B错误；L层只有2s、2p能级，2s、2p能级能量比3s、3p能级能量低，故M层上的电子能量肯定比L层上的电子能量高，故C正确；该排布图违背了洪特规则，故D错误。
6．答案：D
解析：K元素原子核外有19个电子，失去一个电子形成K＋，K＋的电子排布式为1s22s22p63s23p6，A正确；As是33号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，符合能量最低原理，B正确；N元素原子核外有7个电子，获得3个电子，形成N3－，电子排布式为1s22s22p6，符合能量最低原理，C正确；Cr元素原子核外有24个电子，由于原子核外电子轨道为半满、全满或全空时是稳定结构，所以核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，D错误。
7．答案：C
解析：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，而且自旋状态相同，因此，基态氮原子2p能级上的电子排布应为，C正确。
8．答案：C
解析：A项，应为H∶∶；B项，应为；D项，应为[Ne]3s23p2。
9．答案：B
解析：1s22s22p63s23p4为S原子的电子排布式，故A错误；硫为ⅥA族元素，其价电子排布式为3s23p4，故B正确；Si3N4为氮化硅的化学式，故C错误；N原子核外有7个电子，分别位于1s、2s、2p轨道，其轨道表示式为，故D错误。
10．答案：B
解析：氧元素的核电荷数为8，故O2－的结构示意图为，A项错误；基态Se原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4，故其价电子排布式为4s24p4，B项正确；d能级有5个原子轨道，最多排布10个电子，C项错误；Br－比Br原子多一个电子，则4p轨道上应排布6个电子，D项错误。
11．答案：A
解析：电子排布式[Ar]3d64s2符合能量最低原理，所以[Ar]3d64s2是基态原子的电子排布式，故A正确；Cr元素为24号元素，原子核外有24个电子，所以核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，故B错误；铜原子的价电子排布式是3d104s1，而不是3d94s2，故C错误；基态氮原子核外电子总数为7，2p轨道3个电子各占据1个轨道，正确的轨道表示式为，故D错误。
12．答案：B
解析：按洪特规则知，5个3d轨道上各有1个电子且自旋状态相同，价电子轨道表示式为，A错误；4s轨道能量比3d轨道低，故核外电子排布时，先排满4s轨道，再排3d轨道，B正确；锰原子失去电子形成Mn2＋时应先失去4s轨道上的电子，C错误；原子的2p和3p轨道的形状均为纺锤(或哑铃)形，但能量高低不同，2p轨道能量低于3p轨道，D错误。
关键能力综合练
1．答案：B
解析：Fe2＋核外电子数为24，由能量最低原理，可知核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，故A符合能量最低原理；Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，这是因为3d能级为全充满状态(即3d能级填充10个电子)时，能量相对较低，1s22s22p63s23p63d94s2不符合能量最低原理，故B不符合能量最低原理；F原子最外电子层为第二电子层，有7个电子，价电子排布式为2s22p5，由能量最低原理、泡利不相容原理与洪特规则可知，价电子轨道表示式为，故C符合能量最低原理；Na＋最外电子层为第二电子层，有8个电子，价电子排布式为2s22p6，由能量最低原理、泡利不相容原理与洪特规则可知，Na＋价电子轨道表示式为，故D符合能量最低原理。
2．答案：B
解析：Li原子的核外电子排布式写成1s3违背了泡利不相容原理，A错误；电子的吸收光谱和发射光谱总称原子光谱，B正确；处于基态的氧原子轨道表示式表示成，违背了洪特规则，C错误；电子填充在不同的电子层，电子层又分不同的能级，同一能级又有不同的原子轨道，每个轨道中最多可以填充两个电子，自旋状态相反，在一个基态多电子的原子中，不可能有两个运动状态完全相同的电子，D错误。
3．答案：D
解析：根据能量最低原理知，4p能级能量高于3d能级，电子先填充能量较低的能级，所以电子填充4s能级后先填充3d能级后填充4p能级，故A错误；根据洪特规则知，同一能级不同轨道上的电子优先占据不同的原子轨道，且自旋状态相同，故B错误；根据泡利不相容原理知，同一轨道最多容纳2个电子，且自旋状态相反，故C错误；基态电子的能量小于激发态电子的能量，根据能量守恒知，基态原子的电子获得一定能量变为激发态原子，而激发态原子变为基态原子，则要放出能量，故D正确。
4．答案：A
解析：基态氧原子L层电子排布式为2s22p4，则其L层轨道表示式为，B错误；根据洪特规则和泡利不相容原理可知，基态硫原子的轨道表示式为 ，C错误；根据洪特规则特例可知，基态铜原子的价电子排布式为3d104s1，则其价电子轨道表示式为，D错误。
5．答案：D
解析：价电子排布式为2s22p2的元素为C，价电子排布式为2s22p4的元素为O，可形成CO2，能形成AB2型化合物，A项正确；价电子排布式为2s22p2的元素为C，价电子排布式为3s23p4的元素为S，可形成CS2，能形成AB2型化合物，B项正确；价电子排布式为3s2的元素为Mg，价电子排布式为3s23p5的元素为Cl，可形成MgCl2，能形成AB2型化合物，C项正确；价电子排布式为3s1的元素为Na，价电子排布式为3s23p5的元素为Cl，可形成NaCl，不能形成AB2型化合物，D项错误。
6．答案：A
解析：X原子最外层电子排布式为ns1，为第ⅠA族元素，可能为H、Li、Na等元素，化合价为＋1，Y原子最外层电子排布式为3s23p1，则Y为Al元素，Z原子最外层电子排布式为2s22p4，则Z为氧元素，化合价为－2，由以上分析可知X为第ⅠA族元素、Y为Al元素、Z为O元素。XYZ2中Y的化合价为＋3，Y为Al元素，化合价一般为＋3，符合化学式，如NaAlO2{也写作Na[Al(OH)4]}，故A符合题意；X2YZ3中Y的化合价为＋4，Y为Al元素，不符合化学式，故B不符合题意；X2YZ2中Y的化合价为＋2，Y为Al元素，不符合化学式，故C不符合题意；XYZ3中Y的化合价为＋5，Y为Al元素，不符合化学式，故D不符合题意。
7．答案：B
解析：硫离子是得到电子后变成[Ne]3s23p6，有较强的失电子能力，所以具有很强的还原性，二者性质不同，A错误；电子的能量不同，则发生跃迁产生的光谱不同，B正确；虽然电子数相同，但核电荷数不同，所以能量不同，C错误；同是3p能级，氩原子的核电荷数较大，对电子的引力大，所以两粒子的3p能级上的电子离核的距离不同，D错误。
8．答案：D
解析：硫原子的轨道表示式违反了洪特规则，正确的应是。
9．答案：AD
解析：由该基态原子的电子排布式知，其有25个电子，即核外电子有25种不同的运动状态，核外有4个电子层，最外层有2个电子，M电子层有13个电子。
10．答案：BC
解析：该基态原子3p能级的轨道表示式为，没有空轨道，A项错误；第4周期中，未成对电子数最多的原子的价电子排布式为3d54s1，为Cr原子，B项正确；氯为17号元素，基态Cl－的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6，C项正确；2p能级上有2个未成对电子，则该原子2p能级上有2个或4个电子，价电子排布式为2s22p2或2s22p4，D项错误。
11．答案：(1)1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 (2)3s23p3
(3)
(4)[Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1
解析：(1)基态Cu原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，失去1个电子所得Cu＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。(2)P原子最外层为第三层，且有5个电子，所以其价电子排布式为3s23p3。(3)17Cl的电子排布式为1s22s22p63s23p5，轨道表示式为。(4)第4周期最外层只有1个电子的最外层电子排布式为4s1，此时3s、3p应已填满，3d轨道可能全空、半充满或全充满，即其电子排布式为[Ar]4s1、[Ar]3d54s1、[Ar]3d104s1。
12．答案：(1)①④⑤ ② ③⑥ (2)3p 3d54s1
解析：(1)①正确；②违反了能量最低原理；③违反了洪特规则；④正确；⑤正确；⑥违反了洪特规则。
(2)Al为13号元素，其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p1，最高能级为3p。根据核外电子排布规律可知基态铬原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，所以基态铬(Cr)原子的价电子排布式是3d54s1。
13．答案：(1)Si 1s22s22p63s23p2(或[Ne]3s23p2) (2)Na 1s22s22p63s1(或[Ne]3s1) (3)P 1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3) (4)N (5)Fe
解析：A、B、C、D是四种短周期元素，A的原子结构示意图为，则x＝2，故A为Si元素；A、B、C同周期，即均处于第3周期，B原子是同周期除稀有气体元素原子外半径最大的原子，则B为Na元素；C原子的最外层有三个单电子，则其电子排布式为[Ne]3s23p3，故C为P元素；因C、D同主族，故D为N元素；E是过渡元素，其基态原子的电子排布式为[Ar]3d64s2，故E为Fe元素。
14．答案：(1)H N Mg P
解析：A是宇宙中最丰富的元素，且原子核外仅有一个非空原子轨道，则A为氢；B元素原子的电子排布式为1s22s22p3，则B为氮；C元素原子的电子排布式为1s22s22p63s2，则C为镁；D元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p3，则D为磷。
15．答案：(1)136 86 (2)4f145s25p6 (3)B、D C A
解析：(1)氡(Rn)原子核外有86个电子，其质量数为222，故氡原子核内含有的中子数为136。(3)A项违背洪特规则，C项违背泡利不相容原理。第2课时 核外电子排布与元素周期表
必备知识基础练 进阶训练第一层
知识点1 核外电子排布与周期
1.世界瞩目的港珠澳大桥受力部件采用高强度拉力钢索。钢索表面的合金保护层含有锌、铝和少量钒，下列说法错误的是( )
A．钒位于元素周期表中第4周期ⅤB族
B．钒的价电子排布式为3d34s2
C．铝位于元素周期表中第3周期ⅢA族
D．锌位于元素周期表的d区
2．具有下列电子层结构的原子或离子，其对应元素一定属于同一周期的是( )
A．两原子核外全部是s电子
B．最外层电子排布式为3s23p6的原子和最外层电子排布式为3s23p6的离子
C．原子核外M层上的s、p能级都充满电子，而3d能级上没有电子的两种原子
D．3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上只有一个未成对(3p能级上其他均成对)电子的原子
3．(双选)元素X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示：
已知Y元素原子的价电子排布为ns(n－1)np(n＋1)，则下列说法不正确的是( )
A.X元素所在周期中所含金属元素最多
B.Y元素在周期表的第3周期ⅥA族
C.Y元素原子的价电子排布式为4s24p4
D.Z元素原子的核外电子排布式为：
1s22s22p63s23p63d104s24p3
4．某化学学习小组在学习元素周期表和周期的划分时提出了以下观点：
①周期表的形成是由原子的结构决定的；
②元素周期表中ⅠA族元素统称为碱金属元素；
③每一周期的元素原子价电子排布均是从ns1开始至ns2np6结束；
④元素周期表的每一周期元素的种类均相等；
⑤基态原子电子排布式为1s22s22p3和1s22s22p63s23p3的两元素原子位于同一周期；
⑥周期序数越大，该周期所含金属元素一般越多。
你认为正确的是( )
A.①②③⑤⑥ B．①⑥
C.①④⑥ D．②③⑤
知识点2 核外电子排布与族
5.具有如下电子层结构的原子，其相应元素一定属于同一族的是( )
A．3p能级上有2个未成对电子的原子和4p能级上有2个未成对电子的原子
B．3p能级上只有1个空轨道的原子和4p能级上只有1个空轨道的原子
C．最外层电子排布式为ns2的原子和最外层电子排布式为(n＋1)s2的原子
D．最外层电子排布式为ns2的原子和最外层电子排布式为(n＋1)s2(n＋1)p6的原子
6．电子排布式为[Ar]3d84s2的元素是( )
A．稀有气体元素 B．过渡元素
C．主族元素 D．卤族元素
7．下列四种元素中，其单质氧化性最强的是( )
A．原子含有未成对电子最多的第2周期元素
B．位于元素周期表中第3周期第ⅢA族的元素
C．原子最外层电子排布式为2s22p6的元素
D．原子最外层电子排布式为2s22p5的元素
知识点3 核外电子排布与分区
8.(双选)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式均是从ns1过渡到ns2np6
B．所有的非金属元素都分布在p区
C．原子核外电子排布式为1s1的原子与原子核外电子排布式为1s22s1的原子的化学性质不同
D．元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族的10个纵列的元素都是金属，所以统称为过渡金属元素
9．已知某基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，该元素在周期表中的位置和区分别是( )
A．第4周期ⅡB族；s区
B．第4周期ⅧB族；d区
C．第4周期Ⅷ族；d区
D．第4周期Ⅷ族；ds区
10．已知某些元素在元素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，其属于金属元素
11．(双选)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3周期的元素，属于p区
B.C的氢化物在同族中酸性最强
C.三种元素都处于s区
D.C原子的价电子排布式为2s22p5
12．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元素(价电子排布式为5d106s2)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区和ds区
关键能力综合练 进阶训练第二层
一、选择题
1．下列选项中的X和Y两种原子对应的元素在元素周期表中一定位于同一族的是( )
A.基态X原子和基态Y原子最外层都只有1个电子
B.基态X原子的电子排布式为1s2，基态Y原子的电子排布式为1s22s2
C.基态X原子的2p能级上有3个电子，基态Y原子的3p能级上有3个电子
D.基态X原子的M电子层上只有2个电子，基态Y原子的N电子层上也只有2个电子
2．具有下列电子层结构的原子或离子，其对应元素一定位于同一周期的是( )
A.两原子N层上都有1个s电子，一个原子有d电子，另一个原子无d电子
B.最外层电子排布式为2s22p6的原子和最外层电子排布式为2s22p6的离子
C.原子核外M层上的s、p能级上都充满电子，而d能级上没有电子的两种原子
D.两原子核外全部都是s电子
3．含R元素的微粒可发生如下反应：RO＋5R－＋6H＋===3R2＋3H2O，下列说法正确的是( )
A.R元素位于周期表中第ⅤA族
B.RO只能被还原
C.R2在常温常压下一定是气体
D.R元素一定位于周期表中的p区
4．下列说法中正确的是( )
A.价电子数与最高化合价相等的元素一定是主族元素
B.次外层全充满而最外层有不成对电子的元素一定是主族元素
C.所有非金属元素都在p区
D.元素周期表的5个区中都有金属元素
5．某元素原子的最外层电子数为2，价电子数为5，并且是同族中原子序数最小的元素，关于该元素的判断错误的是( )
A.电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2
B.该元素为V
C.元素为ⅢB族元素
D.该元素属于过渡元素
6．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.基态原子的N层上只有一个电子的元素，一定是ⅠA族元素
B.原子的价电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素一定是副族元素
C.基态原子p能级上半充满的元素一定位于p区
D.基态原子的价电子排布式为(n－1)dxnsy的元素的族序数一定为x＋y
7．(双选)元素周期表共有18个纵行，从左到右排为18列，即碱金属元素是第1列，稀有气体元素是第18列。按这种规定，下列说法正确的是( )
A.第9列元素中没有非金属元素
B.第15列元素的原子最外层的电子排布式是ns2np3
C.最外层电子排布式为ns2的元素一定在第2列
D.第11、12列为d区的元素
8．下列各项叙述中，正确的是( )
A.Na、Mg、Al的未成对电子数依次增多
B.价电子排布式为4s24p3的元素位于第4周期ⅤA族，是p区元素
C.2p和3p轨道形状均为纺锤(或哑铃)形，能量也相等
D.氮原子的价电子轨道表示式为
9．基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1的元素在元素周期表中的位置是( )
A.p区、第4周期ⅠB族
B.ds区、第4周期Ⅷ族
C.d区、第4周期ⅠB族
D.ds区、第4周期ⅠB族
10．关于元素周期表，下列说法不正确的是( )
A.按照现有构造原理，理论上第8周期应有50种元素
B.117号元素基态原子的未成对电子数为1，位于p轨道上
C.前四周期基态原子中未成对电子数最多的元素位于元素周期表的第ⅥB族
D.114号元素是位于p区的金属元素，价电子排布式为7s27p4
11．某元素原子的价电子排布式为3d54s2，下列说法错误的是( )
A.该元素位于周期表第4周期ⅦB族
B.该元素的最高化合价为＋7
C.该元素的化合物常用作催化剂
D.该元素位于周期表ds区
12．下列关于元素周期表和元素周期律说法正确的是( )
A.主族元素最后一个电子都填在p能级上，价电子排布通式为ns2np1～5
B.Ag的价电子排布式为4d105s1，由此可判断Ag在第5周期ⅠB族，处于d区
C.过渡元素只包含副族元素的金属
D.元素性质随核电荷数递增发生周期性的递变是因为元素的原子核外电子的排布发生周期性的变化
二、非选择题
13．按下列要求完成填空。
(1)某元素的激发态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p34s1，则该元素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)某元素基态原子的电子排布式为[Ne]3s23p1，则其元素符号为________，最高正价为________，该元素位于元素周期表第________周期________族，位于元素周期表________区。
(3)某元素位于元素周期表第3周期ⅠA族，则其原子序数为________，位于元素周期表________区，基态原子的电子排布式为________________。
14．下列是某几种元素原子的原子结构示意图、核外电子排布式、轨道表示式或价电子排布式，分别判断其元素符号、原子序数并指出其在周期表中的位置。
元素 元素符号 原子序数 区 周期 族
A 1s22s22p63s1
B
C 3d104s1
D [Ne]3s23p4
E
15．有A、B、C、D、E五种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中只有C、E是金属元素；A和E属于同一族，它们原子的最外层电子排布式都为ns1；B和D也属于同一族，它们原子最外层的p能级电子数是最外层的s能级电子数的两倍；C原子最外层电子数等于D原子最外层电子数的一半。请回答下列问题：
(1)A是________(填元素名称，下同)，位于第________周期第________族；D是________，位于第________周期第________族；E是________，位于第________周期第________族。
(2)写出C元素基态原子的电子排布式：________________，由此可见，该元素为________区元素。
(3)写出D元素原子的价电子排布图：________________，由此可见，该元素为________区元素。
16．现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表：
元素编号 元素的性质或原子结构
T M层上有2对成对电子
X 最外层电子数是次外层电子数的2倍
Y 常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性
Z 元素最高正价是＋7价
(1)元素T的原子最外层共有________种不同运动状态的电子。元素X的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是________。
(2)元素Z与元素T相比，非金属性较强的是________(用元素符号表示)，写出该元素阴离子的核外电子排布式：________________。
(3)探寻物质的性质差异性是学习的重要方法之一。T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物的水化物中化学性质明显不同于其他三种酸的是________________，理由是________________________________。
第2课时 核外电子排布与元素周期表
必备知识基础练
1．答案：D
解析：钒为23号元素，位于元素周期表中第4周期ⅤB族，A说法正确；钒的价电子数为23－18＝5，其价电子排布式为3d34s2，B说法正确；铝为13号元素，位于元素周期表中第3周期ⅢA族，C说法正确；锌为30号元素，位于元素周期表的第4周期ⅡB族，位于ds区，D说法错误。
2．答案：D
解析：氢原子和锂原子都只有s电子，但不在同一周期，A错误；最外层电子排布式为3s23p6的微粒可能是原子或离子，其核外电子数相等，但质子数可以不同，例如Ar和K＋，两者对应元素不在同一周期，B错误；原子核外M层上的s、p能级都充满电子，而3d能级上没有电子的两种原子，这里M层可能是最外层，则该原子为Ar，若M为次外层，该原子可能是K或Ca，两者不在同一周期，C错误；3p能级上只有一个空轨道的原子，根据洪特规则可知该轨道电子为3p2，该原子可推知为Si，3p能级上只有一个未成对(3p能级上其他均成对)电子的原子，根据洪特规则可知该轨道电子为3p5，该原子可推知为Cl，两者处于同一周期，D正确。
3．答案：AC
解析：Y元素原子的价电子排布式为ns(n－1)np(n＋1)，s能级最多容纳2个电子，故n－1＝2，解得n＝3，故Y元素原子的价电子排布式为3s23p4，Y为S元素，由X、Y、Z在元素周期表中的位置可知，X为F元素，Z为As元素。X为F元素，处于第2周期，第2周期只有两种金属元素，含有5种非金属元素和1种稀有气体元素，含非金属元素最多，故A错误；Y为S元素，处于第3周期第ⅥA族，故B正确；Y元素为S元素，S原子的价电子排布式为3s23p4，故C错误；Z为As元素，是33号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，故D正确。
4．答案：B
解析：①周期表的形成原因是核外电子排布呈周期性变化，而核外电子排布是由原子的结构决定的，故正确；②元素周期表中ⅠA族除氢元素外的元素被称为碱金属元素，故错误；③除第1周期以外的每一周期的元素原子价电子排布均是从ns1开始至ns2np6结束，故错误；④元素周期表从第1周期到第7周期元素种类为2、8、8、18、18、32、32，所以各周期元素种类不一定相等，故错误；⑤基态原子电子排布式为1s22s22p3的元素是第2周期元素，1s22s22p63s23p3是第3周期元素，所以不在同一周期，故错误；⑥由元素周期表可知周期序数越大，该周期所含金属元素一般越多，故正确。
5．答案：B
解析：p轨道上有2个未成对电子，p能级的电子数可能为2或4，3p能级上有2个未成对电子的原子可能为Si或S，4p能级上有2个未成对电子的原子可能为Ge或Se，则不一定为同一族，A不符合题意；p轨道上只有1个空轨道，p能级应含有2个电子，3p能级上只有1个空轨道的原子为Si，4p能级上只有1个空轨道的原子为Ge，都为第ⅣA族元素，B符合题意；最外层电子排布式为ns2、(n＋1)s2的原子可能是He、第ⅡA族元素原子、副族元素原子或第Ⅷ族元素原子，C不符合题意；最外层电子排布式为ns2的原子可能是He、第ⅡA族元素原子、副族元素原子或第Ⅷ族元素原子，最外层电子排布式为(n＋1)s2(n＋1)p6的原子属于0族元素原子，则不一定是同一族，D不符合题意。
6．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4周期Ⅷ族，为过渡元素。
7．答案：D
解析：A项，含未成对电子最多的第2周期元素为N，B项为Al，C项为Ne，D项为F，F2的氧化性最强。
8．答案：CD
解析：第1周期元素的原子最外层电子排布式从1s1过渡到1s2，故A错误。H元素分布在s区，故B错误。原子核外电子排布式为1s1的原子是H原子，属于非金属元素；原子核外电子排布式为1s22s1的原子是Li，属于金属元素，化学性质不同，故C正确。元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族的10个纵列的元素为副族和第Ⅷ族元素，都是金属元素，统称为过渡金属元素，故D正确。
9．答案：C
解析：由原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，可知该原子共有4个电子层，为第4周期元素，价电子排布式为3d84s2，为Ni，最后填充d电子，为d区元素，位于第4周期Ⅷ族。
10．答案：D
解析：元素1处于s区，元素3处于d区，元素4处于ds区，但元素2和元素5均位于p区，A错误；元素4处于第4周期ⅡB族，元素4为锌，其基态原子的价电子排布式为3d104s2，最外层电子数为2，属于ds区元素，Be、Mg的最外层电子数均为2，属于s区元素，Ti、Mn最外层电子数也是2，属于d区元素，B错误；元素1、2、3分别是H、O、Mn，它们的基态原子的价电子排布式分别为1s1、2s22p4、3d54s2，故未成对电子数之比为1∶2∶5，C错误；元素5位于第4周期ⅣA族，为32号元素锗(Ge)，属于金属元素，原子结构示意图为，D正确。
11．答案：AD
解析：根据图示及元素周期表的结构可知，B位于第3周期，A、C位于第2周期，设B原子的核外电子数为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的核外电子数为x－8－1，C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3周期的元素，属于p区，故A正确；C是F元素，为ⅦA族元素，HF为弱酸，而同主族的HCl、HBr、HI都属于强酸，故B错误；N、S、F三种元素都属于p区元素，故C错误；C是F元素，最外层有7个电子，故其价电子排布式为2s22p5，故D正确。
12．答案：A
解析：如果考虑放射性元素，最活泼的金属元素是Fr，如果不考虑放射性元素，最活泼的金属元素是Cs，而Cs和Fr都属于第ⅠA族元素，位于s区；最活泼的非金属元素是F，位于p区；常温下呈液态的金属为Hg，Hg属于过渡元素，其价电子排布式为5d106s2，可知Hg属于第6周期ⅡB族元素，位于ds区。
关键能力综合练
1．答案：C
解析：最外层只有1个电子的基态原子对应的元素可能位于第ⅠA族，如Na、K等，也可能位于第ⅠB族，如Cu、Ag等，A项错误；电子排布式为1s2的基态原子是He，电子排布式为1s22s2的基态原子是Be，元素He、Be分别位于0族和第ⅡA族，B项错误；基态X原子的2p能级上有3个电子，则其电子排布式为1s22s22p3，X是N，基态Y原子的3p能级上有3个电子，则其电子排布式为1s22s22p63s23p3，Y是P，元素N、P均位于第ⅤA族，C项正确；M电子层上只有2个电子，则K电子层上有2个电子，L电子层上有8个电子，X为Mg，位于第ⅡA族，N电子层上只有2个电子，则Y可能是Ca、Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn，D项错误。
2．答案：A
解析：原子N层上都有1个s电子，无d电子的原子为K原子，有d电子的原子的核外电子排布式可为1s22s22p63s23p63d54s1(Cr原子)，也可为1s22s22p63s23p63d104s1(Cu原子)，其对应的元素都位于第4周期，故A项正确；最外层电子排布式为2s22p6的原子为氖原子，最外层电子排布式为2s22p6的离子可能是阴离子也可能是阳离子，如O2－、Na＋等，其对应的元素不一定位于同一周期，故B项错误；原子核外M层上的s、p能级上都充满电子，而d能级上没有电子，符合条件的原子的核外电子排布式有1s22s22p63s23p6(Ar原子)、1s22s22p63s23p64s1(K原子)、1s22s22p63s23p64s2(Ca原子)，其对应的元素不一定位于同一周期，故C项错误；两原子核外全部都是s电子，原子具有1s能级或具有1s、2s能级，其对应的元素不一定属于同一周期元素，如氢元素与锂元素，故D项错误。
3．答案：D
解析：根据题给反应知R元素可形成R－，可知R元素原子最外层有7个电子，位于第ⅦA族，A项错误；RO中R元素的化合价为＋5，R元素为第ⅦA族元素，其最高正化合价为＋7，如ClO既能被还原又能被氧化，B项错误；R2可以是溴单质或碘单质，而溴单质在常温常压下为液体，碘单质在常温常压下为固体，C项错误；第ⅦA族元素都位于周期表中的p区，D项正确。
4．答案：D
解析：第4周期ⅢB～ⅦB族的Sc、Ti、V、Cr、Mn等过渡元素，其价电子数分别为3、4、5、6、7，最高正化合价分别为＋3、＋4、＋5、＋6、＋7，Cu原子的价电子排布式为3d104s1，所以A、B两项不正确；氢元素在s区，C项不正确；s、p、d、ds、f区均包含金属元素，D项正确。
5．答案：C
解析：某元素原子的最外层电子数为2，价电子数为5，最外层电子数和价电子数不相等，应存在d能级电子，并且是同族中原子序数最小的元素，则价电子排布式为3d34s2，电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，为第4周期ⅤB族元素，为V元素，属于过渡元素，故A、B、D正确，C错误。
6．答案：C
解析：基态原子的N层上只有一个电子的元素，可能是ⅠA族元素，也可能为铬元素或者铜元素，A选项错误；原子的价电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素是Ⅷ族元素，不是副族元素，B选项错误；基态原子的p能级上半充满的元素的基态原子价电子排布式为ns2np3，则一定属于p区元素，C选项正确；基态原子的价电子排布式为(n－1)dxnsy的元素的族序数可能为x＋y(x＋y≤7)，也可能为第Ⅷ族(10≥x＋y＞7)，族序数还可能为y(x＝10)，D选项错误。
7．答案：AB
解析：第9列元素是过渡元素，没有非金属元素，A项正确；第15列元素的原子最外层电子排布式是ns2np3，B项正确；最外层电子排布式为ns2的元素也可能是过渡元素或0族元素He，C项错误；第11、12列为ds区元素，D项错误。
8．答案：B
解析：Na、Mg、Al三种元素的电子排布式分别为1s22s22p63s1、1s22s22p63s2、1s22s22p63s23p1，未成对电子数分别为1、0、1，并没有依次增多，A项错误；根据价电子排布式可知，该元素共有四个电子层，位于第4周期，最外层有5个电子，处于第ⅤA族，在周期表中处于p区，B项正确；2p和3p轨道形状均为纺锤(或哑铃)形，离原子核越远，能量越高，因此2p轨道能量小于3p轨道能量，C项错误；题中所示氮原子的价电子轨道表示式违背了洪特规则，正确的价电子轨道表示式为，D项错误。
9．答案：D
解析：基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1，可知该元素原子核外有4个电子层，最外层有1个电子，属于ds区，在元素周期表中位置为第4周期ⅠB族。
10．答案：D
解析：核外电子层依次为K、L、M、N、O、P、Q……，假设O能层中比5f能级能量更高为5x能级，有9个轨道，根据能量最低原理，第8周期需要填充8s、5x、6f、7d、8p，各能级容纳电子数目依次为2、18、14、10、6，填充电子总数为2＋18＋14＋10＋6＝50，故第8周期容纳元素种类数为50，故A正确。117号元素位于p区，价电子排布式为7s27p5，未成对电子数为1，位于p轨道上，故B正确。前四周期元素即1～36号元素，未成对电子数最多的元素价电子排布式为3d54s1，共有6个未成对电子，该元素为铬，位于元素周期表的第4周期ⅥB族，故C正确。114号元素位于第7周期ⅣA族，是位于p区的金属元素，原子结构中有7个电子层，价电子数为4，价电子排布式为7s27p2，故D错误。
11．答案：D
解析：由题可知，该元素为Mn元素，Mn元素位于周期表第4周期ⅦB族，A正确；Mn元素的最高化合价为＋7，B正确；MnO2常用作催化剂，C正确；Mn元素位于周期表d区，D错误。
12．答案：D
解析：主族元素原子的价电子排布通式为ns1～2或ns2np1～5，因此主族元素的原子核外电子最后填入的能级是s能级或p能级，A错误；Ag的价电子排布式为4d105s1，由此可判断Ag在第5周期ⅠB族，价电子轨道是d、s轨道，所以属于ds区，B错误；过渡元素包括所有副族元素和第Ⅷ族元素，C错误；元素性质随核电荷数递增发生周期性的递变是因为元素的原子核外电子的排布发生周期性的变化，D正确。
13．答案：(1)1s22s22p63s23p4 S H2SO4 (2)Al ＋3 3 ⅢA p (3)11 s 1s22s22p63s1
解析：(1)某元素的激发态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p34s1，其电子总数为16，可知其为硫元素，故该元素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)某元素基态原子的电子排布式为[Ne]3s23p1，其核外电子数为13，可知其为铝元素，则其元素符号为Al，最高正价为＋3，该元素位于元素周期表第3周期ⅢA族，属于p区元素。
(3)某元素位于元素周期表第3周期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，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s1。
14．答案：Na 11 s 3 ⅠA
Fe 26 d 4 Ⅷ
Cu 29 ds 4 ⅠB
S 16 p 3 ⅥA
Cl 17 p 3 ⅦA
解析：由电子排布式判断A为11号元素Na；由原子结构示意图可知x＝26，B为26号元素Fe；由价电子排布式判断C为29号元素Cu；由原子的电子排布式判断D为16号元素S；由原子的轨道表示式判断E为17号元素Cl。
15．答案：(1)氢 一 ⅠA 硫 三 ⅥA 钾 四 ⅠA
(2)1s22s22p63s23p1 p (3) p
解析：由“A和E属于同一族，它们原子的最外层电子排布式为ns1”“C、E是金属元素”可知，A为氢元素，E为钠或钾元素；B和D元素原子最外层的s能级电子数为2，所以它们的最外层的p能级电子数是4，是ⅥA族元素，所以B是氧元素，D是硫元素，则E为钾元素；由“C原子最外层电子数等于D原子最外层电子数的一半”可知，C是铝元素。
16．答案：(1)16 C (2)Cl 1s22s22p63s23p6 (3)H2CO3(或碳酸) H2CO3为弱酸，H2SO4、HNO3、HClO4均为强酸
解析：据题意可知T原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，故为S元素；X的原子结构示意图为，故为C元素；Y的氢化物水溶液呈碱性，故为N元素；Z的最高正价为＋7价，故为Cl元素。第1课时 原子半径、元素的电离能及其变化规律
必备知识基础练 进阶训练第一层
知识点1 微粒半径及变化规律
1.X元素的阳离子和Y元素的阴离子的核外电子层结构相同，下列叙述正确的是( )
A．离子半径X>Y
B．原子半径XC．原子序数XD．原子最外层电子数X2．2019年《Nature》杂志评选出的世界十大科技进展之一，是我国科研人员发现的一种新化合物(如图所示)。W、X、Y、Z为短周期主族元素且原子序数依次增大，Y原子的最外层电子数与W原子的核外电子总数相等，且Y原子半径是短周期主族元素中除氢外原子半径最小的。X、Z同主族。下列说法正确的是( )
A．简单离子半径：Z>W>X>Y
B．四种元素中，最高价含氧酸酸性最强的为Y
C．简单氢化物的沸点：W>X
D．原子半径：Z>Y>X>W
3．具有相同电子层结构的三种微粒An＋、Bn－和C，下列分析正确的是( )
A．原子序数关系：C>B>A
B．微粒半径关系：r(Bn－)C．微粒C是稀有气体元素的原子
D．原子半径关系：r(A)4．已知主族元素A和B的原子序数分别为a和b，且原子半径为B>A，则下列说法中正确的是( )
A．a一定大于b
B．若A和B不在同一周期，则a一定大于b
C．a一定小于b
D．若A和B在同一周期，a一定大于b
5．下列粒子半径之比大于1的是( )
A． B．
C．D．
6．已知X、Y、Z、W四种主族元素，X的阳离子与Y的阴离子具有相同的电子层结构；W的阳离子的氧化性强于等电荷数的X的阳离子的氧化性；Z的阴离子半径大于等电荷数的Y的阴离子半径，则四种元素的原子序数由大到小的顺序是( )
A．Z>X>Y>W B．W>X>Y>Z
C．X>Y>Z>W D．Z>Y>X>W
知识点2 元素的电离能及其变化规律
7.某短周期元素X的逐级电离能如图所示，下列说法正确的是( )
A．X元素可能为＋4价
B．X的最高价氢氧化物可能为强碱
C．X为ⅤA族元素
D．X与氯气反应时最可能生成的阳离子为X3＋
8．已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol－1。请根据下表所列数据判断，下列说法错误的是( )
元素 I1 I2 I3 I4
X 500 4 600 6 900 9 500
Y 580 1 800 2 700 11 600
A.元素X的常见化合价是＋1
B.元素Y是ⅢA族元素
C.元素X与氯形成化合物时，化合物的化学式可能是XCl
D.若元素Y处于第3周期，则它可与冷水剧烈反应
9．下列有关第一电离能的叙述正确的是( )
A.通常情况下，同周期元素中ⅦA族元素的第一电离能最大
B.C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是O>N>C
C.ⅠA、ⅡA族元素的原子，其原子半径越大，第一电离能越大
D.第3周期元素Al的第一电离能比Mg小
10．如图表示前20号元素的原子序数和气态基态原子失去核外第一个电子所需的能量的变化关系，其中A、B、C各点表示的元素是( )
A.N、S、P B．F、Cl、O
C.He、Ne、Ar D．Si、C、B
知识点3 电离能的应用
11.第一电离能(I1)是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。如图是部分元素的第一电离能随原子序数变化的曲线(其中12～17号元素的有关数据未画出)。下列说法不正确的是( )
A．分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，可推断在Na～Ar元素中，Al的第一电离能的最小范围：NaB．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：随核电荷数增加，第一电离能逐渐减小
C.图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是第6周期ⅠA族
D．根据周期表对角线规则，BeCl2溶液和MgCl2溶液可用NaOH溶液加以鉴别
12．已知X和Y均为第3周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表所示。下列说法正确的是( )
电离能/(kJ·mol－1) I1 I2 I3 I4
X 578 1 817 2 745 11 578
Y 738 1 451 7 733 10 540
A.X通常显＋3价，Y通常显＋1价
B.X的第一电离能大于Y的第一电离能
C.X、Y的最高价氧化物对应的水化物都不能与氢氧化钠反应
D.工业上制取X采用的方法是电解熔融的X的氧化物，制取Y采用的方法是电解熔融的Y的氯化物
13．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—个电子需要的能量
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.同主族元素，随原子序数的递增，第一电离能逐渐减小
14．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( )
电离能 I1 I2 I3 I4 I5 ……
数据 740 1 500 7 700 10 500 13 600 ……
①R的最高正价为＋3 ②R元素位于元素周期表中ⅡA族 ③R元素的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.①③ B．②③
C.②③④ D．②③⑤
关键能力综合练 进阶训练第二层
一、选择题
1．下列有关微粒性质的排列顺序中，错误的是( )
A.原子半径：Na＞S＞O
B.稳定性：PH3＜H2S＜H2O
C.离子半径：Na＋＜Mg2＋＜Al3＋
D.第一电离能：O＜F＜Ne
2．已知短周期元素的离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是( )
A.原子半径：A＞B＞C＞D
B.原子序数：d＞c＞b＞a
C.离子半径：C＞D＞B＞A
D.元素的第一电离能：A＞B＞D＞C
3．下列关于元素的第一电离能的说法错误的是( )
A.钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾的活泼性强于钠
B.因同周期主族元素的原子半径从左到右逐渐减小，故第一电离能必依次增大
C.最外层电子排布式为ns2np6(若只有K层时为1s2)的原子，第一电离能较大
D.对同一元素(原子核外有3个以上电子)而言，电离能：I14．元素周期表中，第2周期元素的第一电离能在硼和氮之间的有( )
A.1种 B．2种
C.3种 D．4种
5．下列说法正确的是( )
A.热稳定性：HFB.原子半径：MgC.在①P、S，②Mg、Ca，③Al、Si三组元素中，每组中第一电离能较大的元素的原子序数之和为41
D.某主族元素的I1～I7的数据如表所示(单位：kJ·mol－1)，可推测该元素位于元素周期表中第ⅤA族
I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7
578 1 817 2 745 11 575 14 830 18 376 23 293
6.X、Y、Z均为短周期元素，X原子最外层只有一个电子，Y原子的最外层电子数比内层电子总数少4，Z的最外层电子数是内层电子总数的3倍。下列有关叙述正确的是( )
A.基态Y原子的价电子排布式为3s23p4
B.简单氢化物的稳定性：Y>Z
C.第一电离能：Y>Z
D.X、Y两元素形成的化合物一定为离子化合物
7．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)。
电离能 I1 I2 I3 I4 ……
R 740 1 500 7 700 10 500 ……
下列关于元素R的判断一定正确的是( )
A.R的最高正价为＋3
B.R位于元素周期表中第ⅡA族
C.R元素的原子最外层共有4个电子
D.R元素基态原子的核外电子排布式为1s22s2
8．A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，现有以下叙述：
①原子半径：AB ③原子序数：A>B ④原子最外层电子数：A≤B ⑤A的正价与B的负价的绝对值不一定相等
其中正确的是( )
A.仅①② B．仅③④⑤
C.仅③⑤ D．仅③④
9．叶蜡石[Z2(W4Y10)(YX)2]是一种黏土矿物，广泛应用于陶瓷、冶金、建材等领域。X、Y、Z、W均为短周期元素，原子序数依次递增。Y是地壳中含量最高的元素，Z原子在元素周期表中的周期数等于族序数，Z的简单阳离子与YX－含有相同的电子数，W原子最高能级和最低能级填充电子的数目相等。下列说法正确的是( )
A.叶蜡石中只含有离子键
B.第一电离能大小：Z>W>Y
C.工业上常用电解法制备元素Z的单质
D.Z的最高价氧化物的水化物可溶于W的最高价氧化物的水化物
10．下列排序正确的是( )
A.最高正价：P＞N＞C
B.第一电离能：Li＞Na＞K
C.热稳定性：H2O＞HF＞H2S
D.碱性：LiOH＞NaOH＞KOH
11．以下有关元素性质的说法不正确的是( )
A.具有下列电子排布式的原子①1s22s22p63s23p2，②1s22s22p3，③1s22s22p2，④1s22s22p63s23p4中，原子半径最大的是①
B.具有下列价电子排布式的原子中：①3s23p1，②3s23p2，③3s23p3，④3s23p4，第一电离能最大的是③
C.①Na、K、Rb，②N、P、As，③O、S、Se，④Na、P、Cl，元素的第一电离能随原子序数增大而递增的是④
D.某元素气态基态原子的逐级电离能(单位：kJ·mol－1)分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3＋
12．(双选)m、n、p、q、w为五种元素，其核电荷数依次增大。m元素基态原子核外有三个能级，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、n、p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元素原子的价电子排布式为4s1
D.w单质分别与p、q单质在加热条件下反应，产物中w的化合价不同
13．A、B、C、D为四种元素，已知A元素是地壳中含量最多的元素；B元素为金属元素，它的原子核外K、L层上的电子数之和等于M、N层的电子数之和；C元素是第3周期第一电离能最小的元素；D元素在第3周期中第一电离能最大。下列有关叙述错误的是( )
A.A、B、C、D分别为O、Ca、Na、Ar元素
B.元素A分别与B、C组成的化合物可为CaO、CaO2、Na2O、Na2O2等
C.元素A、C简单离子的半径大小关系为AD.元素B、C还原性大小关系为B>C
14．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的核外电子数等于其主族序数，X的单质在空气中含量最多，Y的最高价氧化物的水化物是两性化合物，Z的最高正价与最低负价的代数和为4。下列说法错误的是( )
A.W与X形成的最简单化合物极易溶于水
B.Y和Z可形成化合物Y2Z3
C.最外层电子数：Z>X>Y>W
D.Y和Z的简单离子的电子层结构相同
15．几种短周期主族元素在周期表中的相对位置如图所示，已知元素X的原子核外电子数是D的2倍。下列说法错误的是( )
A.第一电离能：XB.X位于第3周期ⅡA族，其单质可通过电解其熔融氯化物制备
C.四种元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是HNO3
D.气体分子(DE)2的电子式为∶E D∶D E∶
二、非选择题
16．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的变化规律是________________。
(3)图中5号元素在周期表中的位置是第________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第________周期________族。
(5)写出图中6号元素的价电子排布式：____________________。
(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________17．新型储氢材料是开发利用氢能的重要研究方向。
(1)元素N的价电子排布式为3d24s2，其氯化物NCl4和LiBH4反应可制得储氢材料N(BH4)3。
元素N在周期表中的位置为________，该原子具有________种不同运动状态的电子。B原子轨道表示式为________。
(2)金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料。
①LiH中，离子半径：Li＋________(填“>”“＝”或“<”)H－。
②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物。M的部分电离能如下表所示，则M的最高正价是________。
I1/(kJ· mol－1) I2/(kJ· mol－1) I3/(kJ· mol－1) I4/(kJ· mol－1) I5/(kJ· mol－1)
738 1 451 7 733 10 540 13 630
18.A、B、C、D、E是前四周期元素。A、B、C同周期，C、D同主族且原子半径C>D，A的原子结构示意图为，B是同周期中第一电离能最小的元素，C的最外层有三个未成对电子，E对应的单质是目前用量最大的金属。回答下列问题：
(1)写出下列元素的符号：A________，B________，C________，D________。
(2)用化学式表示上述五种元素中最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是________，碱性最强的是________。
(3)用元素符号表示D所在周期第一电离能最大的元素是________。
(4)E原子的价电子排布式是________，E元素在周期表中的位置是________，已知元素周期表可按电子排布分为s区、p区等，则E元素在________区。
(5)写出D元素原子构成单质的电子式：________________。
19．有五种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所示：
元素 结构、性质等信息
A 是短周期元素(稀有气体元素除外)中原子半径最大的元素，含该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂
B 与A同周期，其最高价氧化物对应的水化物呈两性
C 其气态氢化物极易溶于水，液态时常用作制冷剂
D 是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的杀菌消毒剂
E 元素基态原子的L电子层上有2对成对电子
请根据表中信息回答下列问题。
(1)A元素基态原子的核外电子排布式为________________________。
(2)B元素在元素周期表中的位置为________；离子半径：B________(填“>”或“<”)A。
(3)C元素基态原子的轨道表示式为________________，其原子核外有________个未成对电子，能量最高的电子排布在________轨道上，该轨道呈________形。
(4)D元素基态原子的核外电子排布式为________，D－的结构示意图为________。
(5)C、E元素的第一电离能的大小关系是________(用元素符号表示)。
(6)已知CD3分子中D元素显＋1价，CD3与水反应后的产物是________(填化学式)。
第1课时 原子半径、元素的电离能及其变化规律
必备知识基础练
1．答案：D
解析：具有相同核外电子层结构的离子，核电荷数越大，离子半径越小，X元素的核电荷数大于Y，则离子半径XY，B错误；X位于Y元素下一周期，则原子序数X>Y，C错误；同周期主族元素从左到右，最外层电子数依次增大，X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有相同的核外电子层结构，则X的最外层电子数小于4，Y的最外层电子数大于4，所以原子最外层电子数X2．答案：A
解析：W、X、Y、Z为短周期主族元素且原子序数依次增大，Y原子半径是短周期主族元素中除氢外原子半径最小的，则Y为F元素，Y原子的最外层电子数与W原子的核外电子总数相等，则W原子核外电子总数为7，所以W为N元素；W、X、Y原子序数依次增大，则X为O元素，X、Z同主族，则Z为S元素。电子层数越多离子半径越大，电子层数相同，核电荷数越小，离子半径越大，所以简单离子半径S2－>N3－>O2－>F－，即Z>W>X>Y，A正确；Y为F元素，没有最高价含氧酸，B错误；W的简单氢化物为NH3，X的简单氢化物为H2O，常温下NH3为气体，H2O为液体，说明沸点H2O>NH3，C错误；原子半径S>N>O>F，D错误。
3．答案：C
解析：设C的原子序数为Z，则A的原子序数为Z＋n，B的原子序数为Z－n，则原子序数大小顺序为A>C>B，A项错误；因An＋和Bn－具有相同的电子层结构，阴离子半径大于阳离子半径，即r(Bn－)>r(An＋)，B项错误；An＋、Bn－都应具有稀有气体元素原子的电子层结构，C的电子层结构与An＋、Bn－相同，所以C为稀有气体元素的原子，C项正确；B、C为同一周期的元素，而A应处于B、C的下一周期，故A的原子半径应大于B，D项错误。
4．答案：D
解析：若元素A、B同周期，在同一周期，随着原子序数递增，主族元素原子半径逐渐减小，而原子半径B>A，所以原子序数a>b，D正确；若元素A、B同主族，在同一主族，从上到下原子半径逐渐增大，而原子序数也增大，即当原子半径B>A时，原子序数b>a。
5．答案：A
解析：核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小，A对。同周期从左到右原子半径依次减小，B错。同种元素的阴离子半径大于原子半径大于阳离子半径，C、D错。
6．答案：A
解析：X的阳离子与Y的阴离子具有相同的电子层结构，则X位于Y的下一周期。W的阳离子与X的阳离子电荷数相等，则W、X位于同一主族，W的阳离子的氧化性比X的阳离子强，说明W在X前面的周期。同理分析Z、Y位于同一主族，Z在Y后面的周期。故四种元素原子序数的大小关系应为Z>X>Y>W，A项正确。
7．答案：D
解析：由图像可知，该元素的I4 I3，故该元素最易形成＋3价阳离子，故A错误；由图像可知，该元素的I4 I3，故该元素最易形成＋3价阳离子，X应为金属，X的最高价氢氧化物不属于强碱，故B错误；由图像可知，该元素的I4 I3，故该元素最易形成＋3价阳离子，X应为ⅢA族元素，故C错误；由图像可知，该元素的I4 I3，故该元素最易形成＋3价阳离子，因此X与氯气反应时最可能生成的阳离子为X3＋，故D正确。
8．答案：D
解析：由电离能的数据可以推出X易形成＋1价的化合物，A正确；由电离能的数据可以推出Y易形成＋3价的化合物，则Y位于ⅢA族，B正确；X位于ⅠA族，则其与氯形成化合物时，化学式可能是XCl，C正确；Y位于ⅢA族，若Y在第3周期，则Y为Al，它不和冷水反应，D错误。
9．答案：D
解析：通常，同周期元素中碱金属元素第一电离能最小，稀有气体元素第一电离能最大，A错误；同一周期主族元素，从左到右，第一电离能总体上呈现增大趋势，但由于原子轨道处于半充满或全充满时相对稳定，这使得ⅡA族、ⅤA族反常，故第一电离能N＞O，B错误；同主族元素，原子半径越大，第一电离能越小，C错误；同一周期主族元素，从左到右第一电离能总体上呈现增大趋势，但由于原子轨道处于半充满或全充满时相对稳定，这使得ⅡA族、ⅤA族反常，故第一电离能Mg＞Al，D正确。
10．答案：C
解析：稀有气体元素的原子最外层电子达到稳定结构，失去一个电子所需能量是同周期元素中最高的，故A、B、C分别代表He、Ne、Ar。
11．答案：C
解析：根据元素周期律分析，同周期元素随着金属性减弱，第一电离能逐渐增大，但Mg原子核外最外层电子排布式为3s2，3s能级为全充满状态，所以第一电离能大于Al，所以Al的第一电离能的最小范围为Na12．答案：D
解析：X的第四电离能突然增大，X最外层有3个电子，X是Al元素，铝通常显＋3价；Y的第三电离能突然增大，Y最外层有2个电子，Y是Mg元素，镁通常显＋2价，A错误。根据表格数据，X的第一电离能小于Y的第一电离能，B错误。氢氧化铝能与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠，C错误。工业上采用电解熔融氧化铝的方法冶炼金属铝，电解熔融氯化镁的方法冶炼金属镁，D正确。
13．答案：D
解析：第一电离能是气态基态原子失去核外第一个电子需要的能量；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；从总的变化趋势上看，同一周期中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)。
14．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，说明核外电子数大于4，R为Mg元素。R的最高正价为＋2，①错误；R元素位于元素周期表中ⅡA族，②正确；R元素最外层电子排布式为3s2，为全充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，③正确；R元素的原子最外层共有2个电子，④错误；R元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s2，⑤错误。
关键能力综合练
1．答案：C
解析：电子层结构相同的微粒，核电荷数越大，微粒半径越小，故离子半径：Na＋＞Mg2＋＞Al3＋，C项错误。
2．答案：C
解析：A、B、C、D在元素周期表中的相对位置为，根据递变规律判断。
3．答案：B
解析：钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，说明钾原子失电子能力比钠原子强，所以钾的活泼性强于钠，A项正确；同一周期主族元素的原子半径随着原子序数的增大而减小，第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，第ⅡA族元素的第一电离能大于第ⅢA族元素的第一电离能，第ⅤA族元素的第一电离能大于第ⅥA族元素的第一电离能，B项错误；最外层电子排布式为ns2np6(若只有K层时为1s2)的原子达到稳定结构，很难失去电子，所以其第一电离能较大，C项正确；原子的逐级电离能随着原子失去电子数的增多而增大，D项正确。
4．答案：C
解析：一般来说，元素周期表中，从左往右、从下往上，元素的第一电离能呈增大趋势，出现反常的情况有：第ⅡA族、ⅤA族元素原子的价电子所在轨道处于全满、半满状态，对应元素的第一电离能比相邻元素的大，故第一电离能：B5．答案：C
解析：F、Cl、S、P的非金属性逐渐减弱，其简单氢化物的热稳定性逐渐减弱，A项错误。原子半径：Mg>Si，N>F，且原子半径：Si>C>N，故原子半径：Mg>Si>N>F，B项错误。①P的第一电离能比S的大，P的原子序数是15；②Mg的第一电离能比Ca的大，Mg的原子序数是12；③Si的第一电离能比Al的大，Si的原子序数是14，15＋12＋14＝41，C项正确。由表中数据可知，I4 I3，则该元素位于第ⅢA族，D项错误。
6．答案：A
解析：X、Y、Z均为短周期元素，X原子最外层只有一个电子，则X为H元素、Li元素或Na元素；Y原子的最外层电子数比内层电子总数少4，则Y有3个电子层，最外层有6个电子，则Y为S元素；Z的最外层电子数是内层电子总数的3倍，则Z有2个电子层，最外层电子数为6，则Z为O元素。Y为S元素，基态硫原子的价电子排布式为3s23p4，故A项正确；Y为S元素，Z为O元素，非金属性：O>S，非金属性越强，简单氢化物越稳定，则简单氢化物的稳定性：O>S，故B项错误；Y为S元素，Z为O元素，第一电离能：S7．答案：B
解析：由表中数据I3 I2知R的最高正价为＋2，R位于元素周期表中第ⅡA族，R元素的原子最外层有2个电子，R元素原子核外电子多于4个，其基态原子的核外电子排布式不可能是1s22s2。
8．答案：B
解析：A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，则A元素处于B元素的下一周期。①结合A、B在周期表中的位置得原子半径：A>B，错误。②核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：AB，正确。④当原子最外层电子数<4时，易失去最外层电子形成阳离子，当原子最外层电子数>4时，易得到电子形成阴离子，原子最外层电子数：A9．答案：C
解析：X、Y、Z、W为短周期元素，原子序数依次递增，Y是地壳中含量最高的元素，说明Y为O元素；Z原子在元素周期表中的周期数等于族序数，说明Z为Al元素；Z的简单阳离子(Al3＋)与YX－(OX－)含有相同的电子数，则X为H元素；W原子最高能级和最低能级填充电子的数目相等，说明W为Si元素。叶蜡石的化学式为Al2(Si4O10)(OH)2，其中含有离子键和共价键，故A错误；原子半径越小，原子核对核外电子束缚力越大，越不容易电离一个电子，第一电离能越大，O、Si、Al的原子半径大小Al>Si>O，所以第一电离能大小O>Si>Al，即Y>W>Z，故B错误；工业上常用电解Al2O3制备Al单质，故C正确；Al的最高价氧化物的水化物为Al(OH)3，Si的最高价氧化物的水化物为硅酸，Al(OH)3不溶于硅酸，故D错误。
10．答案：B
解析：P、N都是ⅤA族元素，最高正价相同，都是＋5价，A错误。同一主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，则第一电离能Li>Na>K，B正确。非金属性越强，气态氢化物越稳定，则热稳定性HF>H2O>H2S，C错误。同一主族元素从上到下金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐增强，则碱性KOH>NaOH>LiOH，D错误。
11．答案：D
解析：具有下列核外电子排布式的原子①1s22s22p63s23p2，②1s22s22p3，③1s22s22p2，④1s22s22p63s23p4，则①为Si，②为N，③为C，④为S，根据同周期主族元素自左而右原子半径逐渐减小，同主族元素自上而下原子半径逐渐增大，故原子半径Si>S>C>N，故Si原子半径最大，即①的原子半径最大，A正确。具有下列价电子排布式的原子①3s23p1，②3s23p2，③3s23p3，④3s23p4，分别为Al、Si、P、S元素。同周期主族元素随原子序数增大第一电离能总体上呈增大趋势，ⅤA族元素的3p能级为半充满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能，③>④>②>①，B正确。同周期主族元素自左而右第一电离能总体上呈增大趋势，同主族元素自上而下第一电离能逐渐减小，故第一电离能①Na、K、Rb依次减小，②N、P、As依次减小，③O、S、Se依次减小，④Na、P、Cl依次增大，C正确。该元素第三电离能剧增，原子最外层应有2个电子，通常显＋2价，当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X2＋，D错误。
12．答案：AC
解析：m、n、p、q、w为五种元素，其核电荷数依次增大。m元素基态原子核外有三个能级，且各能级电子数相等，基态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元素；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2、3周期、第3、4周期或第2、4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。同周期元素随原子序数增大第一电离能总体上呈增大趋势，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，故第一电离能C13．答案：C
解析：A、B、C、D为四种元素，A元素是地壳中含量最多的元素，则A是O元素；B元素为金属元素，它的原子核外K、L层上的电子数之和等于M、N层的电子数之和，则其原子核外电子数＝2×(2＋8)＝20，则B是Ca元素；C元素是第3周期第一电离能最小的元素，则C是Na元素；D元素在第3周期中第一电离能最大，则D是Ar元素。由上述分析可知，A、B、C、D四种元素分别为O、Ca、Na、Ar元素，A正确。元素O分别与Ca、Na组成的化合物可为CaO、CaO2、Na2O、Na2O2等，B正确。O2－、Na＋的电子层结构相同，离子的核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径O2－>Na＋，C错误。Ca、Na均是金属性很强的金属，元素的金属性越强，其单质的还原性就越强，由于元素的金属性Ca>Na，所以二者的还原性Ca>Na，D正确。
14．答案：D
解析：短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的核外电子数等于其主族序数，则W为H元素；X的单质在空气中含量最多，则X为N元素；Y的最高价氧化物的水化物是两性化合物，则Y为Al元素；Z的最高正价与最低负价的代数和为4，因为主族元素的最高正价与最低负价的绝对值之和为8，则Z的最高正价为＋6，最低负价为－2，则Z为S元素。H与N形成的最简单化合物氨气极易溶于水，A项正确；Al和S可形成化合物Al2S3，B项正确；H、N、Al、S的最外层电子数分别为1、5、3、6，故最外层电子数：S>N>Al>H，C项正确；Al和S的简单离子的核外电子数分别为10、18，二者的电子层结构不相同，D项错误。
15．答案：A
解析：D和E位于第2周期，X和Y位于第3周期，设D原子核外电子数为x，则X原子核外电子数为x＋6，又因X原子核外电子数是D的2倍，故2x＝x＋6，解得x＝6，则D为C元素，X为Mg元素，根据元素在周期表中的相对位置可知，Y是Al元素，E为N元素。A项，元素的第一电离能：Mg>Al，错误；B项，Mg为第3周期ⅡA族元素，镁单质可通过电解熔融MgCl2制备，正确；C项，元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，四种元素中非金属性最强的是N元素，所以酸性最强的是HNO3，正确；D项，气体分子(DE)2为(CN)2，其电子式为∶N C∶C N∶，正确。
16．答案：(1) (2)从上到下依次减小 (3)3 ⅤA
(4)5 ⅠA (5)3s23p5 (6)Na Mg
解析：(1)依据第2周期第一电离能的递变规律，可以连出第3周期第一电离能的变化图像。(2)由题图可以得出同一主族元素原子的第一电离能的变化规律：从上到下依次减小。(3)题图中5号元素是P，P在周期表中处于第3周期ⅤA族。(4)依据同一周期元素的金属性从左到右逐渐减弱，同一主族元素的金属性从上到下逐渐增强，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5周期ⅠA族。(5)题图中6号元素是Cl，其价电子排布式为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：Na17．答案：(1)第4周期ⅣB族 22
(2)①＜ ②＋2
解析：(1)元素N的价电子排布式为3d24s2，是钛元素，原子序数是22，元素N在周期表中的位置为第4周期ⅣB族，Ti原子核外有22个电子，所以有22种不同运动状态的电子。B原子轨道表示式为。(2)①电子层结构相同的离子，离子半径随着原子序数的增大而减小，所以离子半径Li＋＜H－。②该元素的第三电离能剧增，则该元素属于ⅡA族，最高正价为＋2。
18．答案：(1)Si Na P N (2)HNO3 NaOH (3)Ne
(4)3d64s2 第4周期Ⅷ族 d (5)∶N N∶
解析：(1)A、B、C、D、E是前四周期元素，A的原子结构示意图为，K层最多排列2个电子，所以x＝2，则A原子核内有14个电子，为Si元素；A、B、C同周期，B是同周期中第一电离能最小的元素，则B是Na元素，C的最外层有三个未成对电子，则C为P元素；C、D同主族且原子半径C>D，则D为N元素；E对应的单质是目前用量最大的金属，则E是Fe元素。(2)元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物酸性越强；元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物碱性越强。这几种元素中非金属性最强的是N元素，所以HNO3的酸性最强，金属性最强的是Na，所以NaOH的碱性最强。(3)同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数的增大而总体上呈增大趋势，但ⅡA族、ⅤA族元素的第一电离能大于其相邻元素，D是N元素，位于第2周期，第2周期第一电离能最大的元素是Ne元素。(4)E是Fe元素，E的价电子排布式为3d64s2，E核外电子数＝2＋8＋8＋6＋2＝26，Fe元素在周期表中的位置是第4周期Ⅷ族，Ⅷ族元素属于d区。(5)D是N元素，其单质为氮气，1个氮分子中含有1个三键，其电子式为∶N N∶。
19．答案：(1)1s22s22p63s1(或[Ne]3s1)
(2)第3周期ⅢA族 ＜
(3) 3 2p 哑铃
(4)1s22s22p63s23p5(或[Ne]3s23p5)
(5)N＞O
(6)NH3(或NH3·H2O)和HClO
解析：根据题中信息可推出：A为Na，B为Al，C为N，D为Cl，E为O。(1)A为Na，其核外电子排布式为1s22s22p63s1或[Ne]3s1。(2)B为Al，在元素周期表中的位置为第3周期ⅢA族，Na＋与Al3＋的核外电子排布相同，核电荷数：Al3＋＞Na＋，故离子半径：Al3＋＜Na＋。(3)C为N，其基态原子的轨道表示式为，其中有3个未成对电子，能量最高的电子排布在2p轨道上，该轨道呈哑铃形。(4)D为Cl，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5，Cl－的结构示意图为。(5)N、O分别位于第ⅤA族、第ⅥA族，因为N的2p轨道处于半充满状态，比较稳定，故第一电离能：N＞O。(6)NCl3分子中N显－3价，Cl显＋1价，NCl3的水解产物为NH3(或NH3·H2O)和HClO。第2课时 元素的电负性及其变化规律
必备知识基础练 进阶训练第一层
知识点1 元素的电负性及其变化规律
1.下列有关电负性的说法不正确的是( )
A．元素的电负性越大，原子在化合物中吸引电子的能力越强
B．主族元素的电负性越大，元素原子的第一电离能一定越大
C．同一周期主族元素的电负性从左到右呈现递增的趋势
D．形成化合物时，电负性越小的元素越容易显正价
2．电负性的大小也可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的标度。下列关于电负性的变化规律正确的是( )
A．周期表从左到右，主族元素的电负性逐渐变大
B．周期表从上到下，主族元素的电负性逐渐变大
C．电负性越大，金属性越强
D．电负性越小，非金属性越强
3．如图所示是第3周期11～17号元素某种性质变化趋势的柱形图，y轴表示的可能是( )
A．第一电离能 B．电负性
C．原子半径 D．元素的金属性
4．下列对电负性的理解错误的是( )
A．电负性是人为规定的一个相对数值，不是绝对标准
B．元素电负性的大小反映了元素的原子对键合电子吸引力的大小
C．元素的电负性越大，则元素的非金属性越强
D．元素的电负性是元素固有的性质，与原子结构无关
5．下列各组元素中元素的电负性随原子序数的增大而增大的是( )
A．Na K Rb B．N P As
C．O S Cl D．Si P Cl
6．下表给出的是第3周期的七种元素和第4周期的钾元素的电负性的值：
元素 Na Mg Al Si P S Cl K
电负性 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.5 3.0 0.8
则钙元素的电负性值的最小范围是( )
A.小于0.8
B.大于1.2
C.在0.8与1.2之间
D.在1.2与1.5之间
知识点2 元素的电负性的应用
7.XY是由电负性相差最大的两种主族元素所形成的化合物(放射性元素除外)，下列有关XY及其组成元素的说法不正确的是( )
A．X元素的第一电离能远大于其第二电离能
B．Y元素的单质中含有共价键
C．Y元素位于元素周期表的右上角
D．XY一定是离子化合物
8．已知元素电负性数值：X为2.1，Y为3.5，Z为2.6，W为1.2。你认为上述四种元素中，哪两种元素最容易形成离子化合物( )
A．X与Y B．X与W
C．Y与Z D．Y与W
9．下列说法正确的是( )
①元素电负性越大表示该元素的金属性越强
②元素电负性越大表示该元素的非金属性越强
③元素电负性很小表示该元素的单质不发生化学反应
④元素电负性很大表示该元素的单质在发生化学反应时一般易得到电子
A．①③ B．①④
C．②③ D．②④
10．短周期主族元素X、Y在同一周期，且电负性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一定小于X
C．原子半径X小于Y
D．气态氢化物的稳定性HmY弱于HnX
11．下列图示中横坐标表示元素的电负性数值，纵坐标表示同一主族的五种元素的原子序数的是( )
12．下列说法不正确的是( )
A．同主族元素在性质上的相似性，取决于原子价电子排布的相似性
B．同周期主族元素的原子半径越小，电负性越大
C．元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引电子能力越强
D．电负性大的元素易呈正价，电负性小的元素易呈负价
13．已知X、Y、Z为同一周期的三种主族元素，其部分电离能如下表所示：
元素 电离能/kJ·mol－1 X Y Z
I1 496 738 577
I2 4 562 1 451 1 817
I3 6 912 7 733 2 754
I4 9 540 10 540 11 578
下列说法正确的是( )
A.三种元素中，X元素的第一电离能最小，其电负性在同一周期元素中也最小
B.三种元素中，Y元素的第一电离能最大，其电负性也最大
C.等物质的量的X、Y、Z的三种单质与少量盐酸反应时放出的氢气的物质的量之比为1∶1∶1
D.三种元素的单质与足量盐酸反应放出等量氢气时，消耗X、Y、Z的物质的量之比为3∶2∶1
14．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一定小于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的强于Y的
D.X和Y形成化合物时，X显负价，Y显正价
关键能力综合练 进阶训练第二层
一、选择题
1．不能说明X的电负性比Y的电负性大的是( )
A.X单质比Y单质容易与H2化合
B.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应水化物的酸性强
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
2．X、Y、Z均为第三周期元素，X的第一电离能在同周期中最小，Y的电负性在同周期中最大，Z的离子半径在同周期中最小，下列关于X、Y、Z叙述不正确的是( )
A.元素Y形成的气态氢化物极易溶于水，水溶液呈强酸性
B.元素X与元素Y能形成离子化合物
C.元素Z最高价氧化物对应水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应
D.原子序数和原子半径大小顺序均为：X3．(双选)根据下表信息，判断以下叙述正确的是( )
元素代号 L M Q R T
原子半径/nm 0.160 0.143 0.089 0.102 0.075
主要化合价 ＋2 ＋3 ＋2 ＋6，－2 －2
A.氢化物的沸点为H2T＜H2R，金属性L＞Q
B.M与T形成的化合物具有两性
C.L2＋与R2－的核外电子数相等
D.L的原子半径最大，电负性最小，T的原子半径最小，电负性最大
4．下列说法正确的是( )
A.铝的第一电离能比镁的第一电离能大
B.同一主族元素从上到下，电负性逐渐变大
C.镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态
D.最外层电子数是核外电子总数的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子是同种元素原子
5．有短周期A、B、C、D四种元素，A、B同周期，C、D同主族，已知A的阳离子与D的阴离子具有相同的电子层结构，B的阴离子和C的阴离子电子层结构相同，且C离子的核电荷数高于B离子，电负性顺序正确的是( )
A.A＞B＞C＞D B．D＞C＞B＞A
C.C＞D＞B＞A D．A＞B＞D＞C
6．X和Y是原子序数大于4的短周期元素，Xm＋和Yn－两种离子的核外电子排布相同，下列说法正确的是( )
A.X的原子半径比Y小
B.X和Y的核电荷数之差为m－n
C.电负性X>Y
D.第一电离能X7．氮气可以作食品包装、灯泡等的填充气。一种实验室制备氮气的方法是NH4Cl＋NaNO2NaCl＋2H2O＋N2↑。反应发生后即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全。下列说法正确的是( )
A.该反应只有在低温下才能自发进行
B.NH4Cl的电子式：
C.元素的电负性：Cl＞O＞H
D.①[Ne]3s1和②[Ne]3p1表示的是两种钠原子的电子排布式，电离出最外层一个电子所需要的能量：①＞②
8．根据表中的数据，从电负性的角度判断下列元素之间易形成共价键的一组是( )
元素 Na Mg Al H C O Cl
电负性 0.9 1.2 1.5 2.1 2.5 3.5 3.0
①Na和Cl ②Mg和Cl ③Al和Cl ④H和O
⑤Al和O ⑥C和Cl
A.①②⑤ B．④⑤⑥
C.③④⑥ D．全部
9．在元素周期表中的某些元素之间存在着特殊的“对角线关系”，如Li—Mg、Be—Al、B—Si性质相似。下列说法不正确的是( )
A.氢氧化铍是两性氢氧化物
B.B、Si的电负性数值相近
C.Li在N2中燃烧生成Li3N
D.Li、Mg的原子半径相近，且核外电子排布相似
10．C、Si和P元素的前四级电离能变化趋势如图所示。下列说法正确的是( )
A.元素电负性：c＞b＞a
B.简单氢化物的热稳定性：c＞a＞b
C.简单氢化物的沸点：a＞c
D.第五电离能：a＞c＞b
11．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.W、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
12．短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大，Z的基态原子2p轨道半充满，M的最高正价与最低负价的绝对值之差为4，四种元素组成的一种分子的结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.电负性：X>Y>Z
B.原子半径：Y>Z>X
C.Y、Z的气态氢化物的稳定性：Y>Z
D.Y、Z、M的最高价氧化物的水化物均为强酸
13．下列关于电离能和电负性的说法错误的是( )
A.第一电离能：Mg>Al
B.硅的第一电离能和电负性均大于磷
C.锗的第一电离能和电负性均小于碳
D.F的电负性比O大
14．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，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
二、非选择题
15．下面是元素周期表的简略框架图。
(1)在第2～5周期，处于金属元素与非金属元素分界线附近的非金属元素依次是________(填元素符号)。
(2)根据氢元素最高正价与最低负价的绝对值相等，你认为可把氢元素放在周期表中的________族；有人建议将氢元素排在元素周期表的ⅦA族，请你写出支持这一观点的1个化学事实：________________________________________________________________________。
(3)比较上表中元素①与元素②的下列性质(填“＞”或“＜”)。电负性①________②；第一电离能①________②。
(4)某短周期元素最高正价为＋7，其原子结构示意图为________________。
(5)基态原子③中，电子占据的最高电子层符号为________，该电子层具有的原子轨道数为________。
16．下列给出14种元素的电负性：
元素 Al B Be C Cl F Li Mg N Na O P S Si
电负性 1.5 2.0 1.5 2.5 3.0 4.0 1.0 1.2 3.0 0.9 3.5 2.1 2.5 1.8
请运用元素周期律知识完成下列各题。
(1)同一周期中，从左到右，元素的电负性逐渐________；同一主族中，从上到下，元素的电负性逐渐________。
(2)短周期元素中，由电负性最大的元素与电负性最小的元素形成的化合物的化学式为________。用电子式表示该化合物的形成过程：________________。
(3)表中符合“对角线规则”的元素它们的性质分别有一定的相似性。写出Be(OH)2与强酸及强碱反应的离子方程式：________________________________________。
(4)一般认为，两成键元素间电负性差值大于1.7时形成离子键，两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。判断Mg3N2、SO2、AlCl3、CS2、MgO是离子化合物还是共价化合物。
离子化合物：__________________________________________________________。
共价化合物：________________________________________________________。
17．如图为周期表中部分元素某种性质(X值)随原子序数变化的关系。
(1)短周期元素中原子核外p能级上电子数与s能级上电子总数相等的元素是____________(填元素符号)。
(2)同主族内不同元素的X值变化的特点是________________________；同周期内，随着原子序数的增大，X值的变化总趋势是________________________。周期表中X值的这种变化特点体现了元素性质的________________________变化规律。
(3)X值较小的元素集中在元素周期表的________(填序号，下同)。
a.左下角
b.右上角
c.分界线附近
(4)下列说法正确的是________。
a.X值可反映元素最高正化合价的变化规律
b.X值可反映原子在分子中吸引电子的能力
c.X值的大小可用来衡量元素金属性和非金属性的强弱
18．W、X、Y、Z是四种短周期主族元素，其相关信息及原子半径与原子序数的关系如表所示。请回答下列问题：
元素 相关信息 原子半径与 原子序数的关系
W 其一种核素的质量数为18，中子数为10
X 其原子与电子排布式为1s22s22p6的原子的核外电子数相差1
Y 其单质是一种常见的半导体材料
Z 其电负性在同周期元素中最大
(1)W在元素周期表中的位置是________________，W与X形成的含有共价键的常见化合物的电子式为____________________。
(2)X、Z的简单离子的半径大小关系为________(用离子符号表示)。
(3)Y的最高价氧化物与单质碳在高温下反应的化学方程式为________________________；Z的简单氢化物与X的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为________________________。
(4)最高价氧化物对应水化物的酸性：Y________(填“大于”或“小于”，下同)磷；第一电离能：Y________磷。
19．现有A、B、C、D、E、F、G、H八种元素，均为前四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答有关问题。
A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素
B元素是形成化合物种类最多的元素
C元素基态原子的核外p轨道电子数比s轨道电子数少1
D元素基态原子的核外p轨道中有两个未成对电子
E元素的气态基态原子的第一至第四电离能分别是： I1＝738 kJ·mol－1，I2＝1 451 kJ·mol－1， I3＝7 733 kJ·mol－1，I4＝10 540 kJ·mol－1
F元素的主族序数与周期数的差为4
G元素是前四周期中电负性最小的元素
H元素位于元素周期表中的第八列
(1)C2A4的电子式为________(A、C为字母代号，请将字母代号用元素符号表示，下同)。
(2)B元素的原子核外共有________种不同运动状态的电子，其基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道呈________形。
(3)某同学推断E元素基态原子的轨道表示式为。该同学所画的轨道表示式违背了________________，该元素的原子I3远远大于I2，其原因是________________________。
(4)D、E、F三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是________________(用离子符号表示)。
(5)用惰性电极电解EF2的水溶液的离子方程式为________________________。
(6)H位于元素周期表中的________(按价电子排布分区)区，其基态原子的价电子排布式为________，实验室用一种黄色溶液检验Fe2＋时产生蓝色沉淀，该反应的离子方程式为__________________________________。
第2课时 元素的电负性及其变化规律
必备知识基础练
1．答案：B
解析：电负性越大，吸引电子的能力越强，A正确；N元素的电负性小于氧元素的电负性，但N元素原子的2p能级为半充满稳定状态，第一电离能大于O元素的，B错误；同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，C正确；电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力弱，元素的化合价容易为正值，电负性大的元素在化合物中吸引电子的能力强，元素的化合价容易为负值，D正确。
2．答案：A
解析：周期表中从左到右，非金属性逐渐增强，所以从左到右主族元素的电负性逐渐变大，A正确；周期表中从上到下，非金属性逐渐减弱，所以从上到下主族元素的电负性逐渐减小，B错误；元素的电负性越大，原子对键合电子吸引力越强，则元素非金属性越强，金属性越弱，C错误；元素的电负性越小，原子对键合电子吸引力越弱，则元素非金属性越弱，D错误。
3．答案：B
解析：第3周期的Mg和P元素因原子轨道为全充满和半充满状态，较为稳定，第一电离能大于相邻主族元素，与图像不符，A错误；同周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大，与图像相符，B正确；同周期主族元素从左到右，原子序数逐渐增大，原子半径逐渐减小，与图像不符，C错误；同一周期，从左到右，元素的金属性逐渐减小，与图像不符，D错误。
4．答案：D
解析：电负性与原子结构有关，D项错误。
5．答案：D
解析：一般来说，同周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大；同主族元素从上到下，电负性逐渐减小。A项，电负性：Na＞K＞Rb，错误；B项，电负性：N＞P＞As，错误；C项，电负性：O＞S，Cl＞S，错误；D项，电负性：Si6．答案：C
解析：一般来说，同一周期从左至右，主族元素的电负性逐渐增大，所以钙元素的电负性大于钾元素；同主族从上到下，元素的电负性逐渐减小，所以钙元素的电负性小于镁元素，故Ca的电负性的值在0.8与1.2之间。
7．答案：A
解析：同周期从左到右，元素的电负性逐渐增大，同主族从上到下，元素的电负性逐渐减小，故电负性最大的元素是F，最小的是第ⅠA族的Cs(Fr有放射性)。Cs元素的第一电离能远小于其第二电离能，故A错误；氟气中氟原子之间存在共价键，故B正确；氟元素位于元素周期表第2周期ⅦA族，位于元素周期表的右上角，故C正确；氟化铯是由离子键形成的离子化合物，故D正确。
8．答案：D
解析：如果两个成键元素间的电负性差值大于1.7，原子之间通常形成离子键；如果两个成键元素间的电负性差值小于1.7，通常形成共价键。X与Y的电负性差值为3.5－2.1＝1.4<1.7，通常形成共价键，A不符合题意；X与W的电负性差值为2.1－1.2＝0.9<1.7，通常形成共价键，B不符合题意；Y与Z的电负性差值为3.5－2.6＝0.9<1.7，通常形成共价键，C不符合题意；Y与W的电负性差值为3.5－1.2＝2.3>1.7，通常形成离子键，D符合题意。
9．答案：D
解析：元素电负性越大，原子对键合电子的吸引力越大，则元素非金属性越强，金属性越弱，①错误、②正确；元素电负性很小表示该元素的单质易发生氧化反应，③错误；元素电负性很大表示该元素的原子对键合电子的吸引力越大，其单质在发生化学反应时一般易得到电子，④正确。
10．答案：B
解析：因为电负性X>Y，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，但若Y位于ⅡA族或ⅤA族，则第一电离能Y可能大于X，B错误；因短周期主族元素X、Y在同一周期，且电负性X>Y，所以原子半径XY，所以非金属性X>Y，气态氢化物的稳定性HmY弱于HnX，D正确。
11．答案：B
解析：同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，原子对键合电子的吸引力逐渐减小，元素的电负性逐渐减小，即同主族元素随原子序数的增大，电负性降低，选项中符合变化规律的为B中所示图像。
12．答案：D
解析：元素原子的电负性越大，对键合电子的吸引力越强，故在化合物中，电负性大的元素易呈负价，电负性小的元素易呈正价。
13．答案：A
解析：根据表中数据，X的第二电离能远大于第一电离能，可知X是第ⅠA族元素，A项正确。Y元素的第三电离能远大于第二电离能，Y是第ⅡA族元素，三种元素中，Y元素的第一电离能最大；结合表中数据不难判断，Z是第ⅢA族元素，由于它们在同一周期，则Y元素的电负性小于Z的，B项错误。假设X、Y、Z属于第3周期元素，那么它们分别为Na、Mg、Al；等物质的量的X、Y、Z的三种单质与少量盐酸反应时，一定要考虑Na还能与水反应，C项错误。Na、Mg、Al与盐酸反应时放出等量氢气，消耗Na、Mg、Al的物质的量之比应该为6∶3∶2，D项错误。
14．答案：A
解析：根据电负性X>Y推知，原子序数X>Y，对于同周期元素，通常第一电离能Y小于X，但ⅡA族和ⅤA族元素原子轨道为全充满和半充满状态，第一电离能比同周期相邻元素的高，如电负性：O>N，而第一电离能：N>O，A项错误；气态氢化物的稳定性：HmY关键能力综合练
1．答案：C
解析：电负性大说明元素非金属性强，A、B、D三项均能说明X的非金属性比Y的强。而原子的最外层电子数不能决定元素得失电子的能力，即不能说明电负性的大小。
2．答案：D
解析：由题意知，X为Na元素，Y为Cl元素，Z为Al元素。Y为Cl元素，其气态氢化物是HCl，极易溶于水，水溶液呈强酸性，故A正确；X为Na元素，Y为Cl元素，二者形成的化合物是氯化钠，属于离子化合物，故B正确；Z为Al元素，其最高价氧化物对应的水化物为氢氧化铝，氢氧化铝是两性氢氧化物，既能与强酸反应，又能与强碱反应，故C正确；原子序数NaAl>Cl，故D错误。
3．答案：BD
解析：本题首先分析R和T，确定T为O元素，R为S元素；由原子半径确定L为Mg、Q为Be、M为Al，故B、D正确。
4．答案：D
解析：镁原子的3s能级处于全充满稳定状态，第一电离能比Al的高，A错误；同一主族元素从上到下，金属性逐渐增强，电负性依次减小，B错误；基态Mg原子的电子排布式为1s22s22p63s2，能量处于最低状态，当变为1s22s22p63p2时，电子发生跃迁，需要吸收能量，变为激发态，C错误；最外层电子数是核外电子总数的原子是Br，其核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外层电子排布式为4s24p5，故两者是同种元素的原子，D正确。
5．答案：B
解析：根据题意可知A、B、C处于同一周期，且原子序数C＞B＞A，C、D处于同一主族，且C在D的下一周期。据此分析画出A、B、C、D在周期表中相对位置关系为，然后依据同周期、同主族元素电负性变化规律即可确定其电负性顺序为D＞C＞B＞A。
6．答案：D
解析：X和Y是原子序数大于4的短周期元素，Xm＋和Yn－两种离子的核外电子排布相同，则两种离子核外电子数相等，X处于Y的下一周期，且X为金属元素，Y为非金属元素。X处于Y的下一周期，原子核外电子层数越多，原子半径越大，所以原子半径X>Y，A错误；Xm＋和Yn－两种离子的核外电子排布相同，则两种离子核外电子数相等，假设X的核电荷数为a，Y的核电荷数为b，则a－m＝b＋n，所以a－b＝m＋n，B错误；X为金属元素，Y为非金属元素，元素的金属性越强，电负性越小，元素的非金属性越强，其电负性越大，所以元素的电负性X7．答案：D
解析：该反应发生后即停止加热，反应仍可持续进行，说明该反应是放热反应，即ΔH＜0，由于反应的熵变ΔS＞0，所以根据ΔG＝ΔH－TΔS可知，该反应在任何温度下ΔG都小于0，即该反应在任意温度下都能自发进行，A错误。NH4Cl是离子化合物，其电子式为，B错误。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引电子的能力越强；在化合物ClO2中，O呈负价，Cl呈正价，说明O的电负性比Cl强，C错误。基态钠原子的核外电子排布式为[Ne]3s1，则①表示的钠原子为基态，而②表示的钠原子为激发态，即该原子已经吸收了一部分能量，由于3s的轨道能量比3p的低，故电离出最外层一个电子所需要的能量①＞②，D正确。
8．答案：C
解析：若两种成键元素原子间的电负性差值小于1.7，通常易形成共价键。①Na和Cl的电负性之差为2.1，易形成离子键；②Mg和Cl的电负性之差为1.8，易形成离子键；③Al和Cl的电负性之差为1.5，易形成共价键；④H和O的电负性之差为1.4，易形成共价键；⑤Al和O的电负性之差为2.0，易形成离子键；⑥C和Cl的电负性之差为0.5，易形成共价键。
9．答案：D
解析：Be、Al的性质相似，Al(OH)3是两性氢氧化物，则Be(OH)2是两性氢氧化物，A项正确；B、Si性质相似，则二者的电负性数值相近，B项正确；Li、Mg的性质相似，Mg在N2中燃烧生成Mg3N2，据此推测Li在N2中燃烧生成Li3N，C项正确；Li、Mg的性质相似，原子半径相近，但Li、Mg的核外电子排布式分别为1s22s1、1s22s22p63s2，其核外电子排布不相似，D项错误。
10．答案：D
解析：同主族元素自上而下第一电离能逐渐减小，P元素原子3p能级为半充满稳定状态，其第一电离能高于同周期相邻元素的第一电离能，故三种元素中Si的第一电离能最小，由图中第一电离能可知，c为Si元素，P元素原子3s能级为全充满稳定状态，故其第四电离能与第三电离能相差较大，可知b为P元素，则a为C元素。一般来说，同周期元素自左而右电负性逐渐增大，同主族元素自上而下电负性逐渐减小，故Si的电负性最小，A项错误。非金属性越强，简单氢化物越稳定，Si的非金属性最弱，故SiH4的热稳定性最差，B项错误。对于组成和结构相似的物质，没有氢键存在时，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高，故SiH4的沸点较CH4的高，C项错误。C、Si分别失去4个电子后，C的1s2、Si的2p6均为全充满的稳定状态，再失去1个电子时，其第五电离能与第四电离能相差较大，且第五电离能：C>Si；P失去的第四个与第五个电子均为3s能级上的电子，故其第四电离能与第五电离能相差不大，故第五电离能：C>Si>P，D项正确。
11．答案：D
解析：根据元素在周期表中的位置可知，R为Ar元素、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，A项错误；P3－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，B项错误；N的电负性大于P的电负性，C项错误；同周期元素，从左到右，第一电离能总体上呈增大趋势，但部分第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，故第一电离能：P>S，D项正确。
12．答案：B
解析：已知X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期元素，Z的基态原子2p轨道半充满，则Z为N元素，M的最高正价与最低负价的绝对值之差为4，则M为S元素，根据题给分子结构中的共价键数目可推知，X为H元素，Y为C元素。一般来说，同周期主族元素从左向右，电负性逐渐增大，同主族元素从上到下，电负性逐渐减小，则电负性：N>C>H，A项错误；H原子核外有1个电子层，而C、N原子核外均有2个电子层，一般来说，电子层数越多，半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小，则原子半径：C>N>H，B项正确；非金属性：N>C，则气态氢化物的稳定性：NH3>CH4，C项错误；C元素的最高价氧化物的水化物为H2CO3，H2CO3为弱酸，D项错误。
13．答案：B
解析：Mg的3s能级上有2个电子，处于全充满状态，较稳定，所以Mg元素的第一电离能高于同周期相邻元素Al的第一电离能，A项正确；硅的第一电离能和电负性均小于磷，B项错误；同一主族元素，其第一电离能、电负性随原子序数的增大而减小，所以锗的第一电离能、电负性都小于碳，C项正确；F的电负性比O大，D项正确。
14．答案：B
解析：短周期元素中，A为－2价，E为＋6价，均处于第ⅥA族，可推知A为O，E为S，B为＋1价，原子序数大于O，则B为Na，由原子序数可知D处于第3周期，化合价为＋5，则D为P。31P和33P质子数相同，中子数不同，是不同的核素，互为同位素，A错误；同周期元素从左到右第一电离能增大，但是P原子3p轨道电子为半充满稳定状态，第一电离能较大，则第一电离能P>S，电负性PH2S>PH3，C错误；O和Na形成的化合物Na2O2中含有共价键，D错误。
15．答案：(1)B、Si、As、Te (2)ⅣA H原子得到一个电子达到稳定结构 (3)＜ ＞ (4) (5)M 9
解析：(1)金属与非金属的分界线是非金属元素硼、硅、砷、碲、砹与金属元素铝、锗、锑、钋之间的分界线，在第2～5周期，处于金属元素与非金属元素分界线附近的非金属元素依次是B、Si、As、Te。(2)最高正价与最低负价的绝对值相等的族为ⅣA族；氢原子得到一个电子达到稳定结构，这一特点与ⅦA族元素相同。(3)由①和②在周期表中的位置可确定①、②分别为Mg和Al元素，其价电子排布式分别为3s2和3s23p1。利用同周期元素的递变规律可知，原子半径Mg>Al，金属性Mg>Al，电负性Al>Mg，根据价层电子排布式可知，第一电离能Mg>Al。(4)因短周期元素中最高正价为＋7的元素应为ⅦA族元素，氟元素无正价，所以该元素为氯元素，其原子结构示意图为。(5)基态原子③为Si，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，电子占据的最高电子层符号为M，该电子层含有s、p、d能级，分别含有的轨道数为1、3、5，则该电子层具有的原子轨道数为9。
16．答案：(1)增大 减小
(3)Be(OH)2＋2H＋===Be2＋＋2H2O、
Be(OH)2＋2OH－===BeO＋2H2O
(4)Mg3N2、MgO SO2、AlCl3、CS2
解析：(1)由表中数据可知，第2周期元素从Li～F，随着原子序数的递增，元素的电负性逐渐增大，第3周期元素从Na～Cl，随着原子序数的递增，元素的电负性也逐渐增大，并呈周期性变化，同一主族中，从上到下，元素的电负性逐渐减小。(2)短周期元素中，由电负性最大的元素F与电负性最小的元素Na，形成的化合物的化学式为NaF，书写电子式时注意，左边写钠原子和氟原子电子式，右边写氟化钠的电子式，中间用箭头连接，用电子式表示氟化钠的形成过程为。(3)周期表中锂和镁、铍和铝、硼和硅处于对角线位置，性质相似，Be(OH)2与Al(OH)3的性质相似，能够与强酸、强碱溶液反应，反应的离子方程式分别为Be(OH)2＋2H＋===Be2＋＋2H2O、Be(OH)2＋2OH－===BeO＋2H2O。(4)元素的电负性是元素的基本性质，且随着原子序数的递增呈周期性变化，Mg3N2电负性差值为3.0－1.2＝1.8，大于1.7，形成离子键，属于离子化合物；SO2电负性差值为3.5－2.5＝1，小于1.7，形成共价键，属于共价化合物；AlCl3电负性差值为3.0－1.5＝1.5，小于1.7，形成共价键，属于共价化合物；CS2电负性差值为2.5－2.5＝0，小于1.7，形成共价键，属于共价化合物；MgO电负性差值为3.5－1.2＝2.3，大于1.7，形成离子键，属于离子化合物。
17．答案：(1)O、Mg (2)同主族元素从上到下，元素的X值逐渐减小 增大 周期性 (3)a (4)bc
解析：(1)由于p能级最多容纳6个电子，s能级最多容纳2个电子，因此短周期元素中原子核外p能级上电子数与s能级上电子总数相等的元素为O和Mg。(2)根据题图可知，同主族元素从上到下，X值逐渐减小，同周期元素从左到右，X值呈增大趋势。(3)X值较小的元素集中在元素周期表左下角。(4)X值可反映原子在分子中吸引电子的能力、可衡量元素金属性和非金属性的强弱。
18．答案：(1)第2周期第ⅥA族 Na＋[∶∶∶]2－Na＋
(2)Cl－＞Na＋
(3)SiO2＋2CSi＋2CO↑ H＋＋OH－===H2O
(4)小于 小于
解析：W的一种核素的质量数为18，中子数为10，则质子数为8，W是O元素；X与电子排布式为1s22s22p6的原子的核外电子数相差1，则X是F元素或Na元素，X原子的半径大于O的，所以X是Na元素；Y的单质是一种常见的半导体材料，则Y是Si元素；Z的电负性在同周期元素中最大，且Z的原子序数大于Si，则Z是Cl元素。(1)W是O元素，在元素周期表中的位置是第2周期第ⅥA族，O与Na形成的含有共价键的化合物是Na2O2，Na2O2是离子化合物，电子式为Na＋[∶∶∶]2－Na＋。(2)一般来说，电子层数越多，半径越大，故Na、Cl的简单离子的半径大小关系为Cl－>Na＋。(3)Si的最高价氧化物是SiO2，SiO2与单质碳在高温下反应生成一氧化碳和Si，反应的化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑；Z的简单氢化物是HCl，X的最高价氧化物对应的水化物是NaOH，二者反应的离子方程式为H＋＋OH－===H2O。(4)同周期主族元素从左到右，非金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强，酸性：H2SiO3小于H3PO4；同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，第一电离能：Si小于P。
19．答案：(1)
(2)6 纺锤(或哑铃)
(3)泡利不相容原理 Mg原子失去2个电子后形成稳定结构，此时再失去1个电子很困难
(4)Cl－＞O2－＞Mg2＋
(5)Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑ (6)d 3d64s2 3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓
解析：由题意可知A为H元素；B元素形成的化合物种类最多，则B为C元素；C元素基态原子的核外p轨道电子数比s轨道电子数少1，则C为N元素；D元素基态原子的核外p轨道中有两个未成对电子，则D为O元素；E的第三电离能剧增，则E为Mg元素；F元素的主族序数与周期数的差为4，则F为Cl元素；G元素是前四周期中电负性最小的元素，则G为K元素；H元素位于元素周期表中的第八列，则H为Fe元素，据此分析。
(1)A为H元素、C为N元素，则C2A4为N2H4，其电子式为。(2)B为C元素，原子核外共有6种不同运动状态的电子；其基态原子中能量最高的电子为2p轨道上的电子，所占据的原子轨道呈纺锤(或哑铃)形。(3)泡利不相容原理指出，在一个原子轨道里最多只能容纳2个电子，而且它们的自旋状态相反，由题图可知，该同学所画的轨道表示式违背了泡利不相容原理；E元素为Mg元素，Mg原子失去2个电子后形成稳定结构，此时再失去1个电子很困难，故该元素的原子I3远远大于I2。(4)D为O元素、E为Mg元素、F为Cl元素，D、E、F三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是Cl－>O2－>Mg2＋。(5)E为Mg元素，F为Cl元素，用惰性电极电解EF2的水溶液得到氢氧化镁、氯气和氢气，离子方程式为Mg2＋＋2Cl－＋2H2OMg(OH)2↓＋Cl2↑＋H2↑。(6)H为Fe元素，位于元素周期表中的d区，其基态原子的价电子排布式为3d64s2；检验Fe2＋时常用到铁氰化钾溶液，现象为产生蓝色沉淀，该反应的离子方程式为3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－===Fe3[Fe(CN)6]2↓。