第一章 第一节 第2课时
A组·基础达标
1．以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是( )
A．电子式为∶He B．原子结构示意图为
C．电子排布式为1s2 D．轨道表示式为
【答案】D
【解析】A、B、C三项的表示方法只能说明氦原子核外第一能层有两个电子，但不能说明这两个电子的自旋状态，而D项可以说明两个电子均在1s能级的原子轨道中，且自旋相反。
2．在1s、2px、2py、2pz原子轨道中，具有球对称性的是( )
A．1s B．2px
C．2py D．2pz
【答案】A
【解析】1s原子轨道和2p原子轨道的图像分别为：
由图像可看出，呈球对称性的为1s原子轨道。
3．下列元素中，未成对电子最多的是( )
A．Ne B．P
C．Fe D．Cr
【答案】D
【解析】首先分别写出四种元素原子核外电子排布的轨道表示式，然后进行判断。Ne没有未成对电子，P有3个未成对电子，Fe有4个未成对电子，而Cr的未成对电子最多，有6个。
4．将nd能级中的电子排布成，而不排布成，其最直接的根据是( )
A．能量最低原理 B．泡利原理
C．构造原理 D．洪特规则
【答案】D
【解析】洪特规则表明，基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行。
5．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能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动
C．p能级的原子轨道呈哑铃状，随着能层的增加，p能级原子轨道也在增多
D．与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径也随能层的增大而增大
【答案】D
【解析】A项中，应为“原子核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾”，而不是电子像云雾一样笼罩在原子核周围；B项中，处在s原子轨道上的电子，出现在球形内空间的概率为90%；C项中，无论是2p、3p、4p、5p，能级中原子轨道数目不变，只是能量增加。
6．下面是第二周期部分元素基态原子的轨道表示式，据此判断下列说法错误的是( )
A．每个原子轨道里最多只能容纳2个电子
B．电子排在同一能级时，总是优先单独占据一个轨道
C．每个能层所具有的能级数等于能层的序数
D．若一个能级中有2个电子，则其自旋状态一定相反
【答案】D
【解析】由题给四种元素原子的轨道表示式可知，在一个原子轨道里，最多只能容纳自旋相反的2个电子，即符合泡利原理，A正确；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且自旋平行，即符合洪特规则，B正确；任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，C正确；若在同一个原子轨道里有2个电子，则它们的自旋状态相反，若在同一能级的不同轨道里有2个电子，则自旋平行，D错误。
7．(2023·福建三明一中期中)下列叙述中，正确的是( )
A．各电子层含有的原子轨道数为2n2
B．各电子层的能级都是从s能级开始，到f能级结束
C．p电子云是平面“8”字形的
D．s、p、d能级所含有的原子轨道数分别为1、3、5
【答案】D
【解析】第一层含有1个原子轨道，第二层含有4个，第三层含有9个，以此类推，可知各电子层含有的原子轨道数为n2，A错误；第一电子层只有s能级，第二电子层只有s、p能级，B错误；p电子云是哑铃形，为立体结构，“8”字形是平面结构，C错误；s、p、d能级分别含有1、3、5个原子轨道，D正确。
8．下表列出了核电荷数为21－25的元素的最高正价，回答下列问题：
元素名称 钪 钛 钒 铬 锰
元素符号 Sc Ti V Cr Mn
核电荷数 21 22 23 24 25
最高正价 ＋3 ＋4 ＋5 ＋6 ＋7
(1)写出下列元素基态原子的电子排布式：
Sc：____________________。
Ti：____________________。
V：____________________。
(2)基态锰原子核外电子运动状态的轨道表示式为_________________________。
(3)已知基态铬原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，其并未严格按照基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序进行排布，为什么核外电子这样排布呢？
____________________________________。
(4)对比上述五种元素原子的核外电子排布与元素的最高正价，你发现的规律是_______________________________。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d14s2(或[Ar]3d14s2)
1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)
1s22s22p63s23p63d34s2(或[Ar]3d34s2)
(2)
(3)能量相近的原子轨道中，当电子处于半充满状态时比较稳定
(4)五种元素的最高正价数等于各元素基态原子最外层s能级中的电子和次外层d能级中的电子数目之和
B组·能力提升
9．具有下列电子层结构的原子，其对应元素一定属于同一周期的是( )
A．两种原子的电子层上全部都是s电子
B．3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上有一个未成对电子的原子
C．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
D．原子核外M能层上的s能级和p能级都填满了电子，而d能级尚未排有电子的两种原子
【答案】B
【解析】两原子的核外全部都是s电子，则原子具有1s能级或具有1s、2s能级，如果是氢原子与锂原子，二者并不处于同一周期，A错误；3p能级上只有一个空轨道的原子，其价层电子排布式为3s23p2，3p能级上只有一个未成对电子的原子，其价层电子排布式为3s23p1或3s23p5，三者都处于第三周期，B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，不一定处于同一周期，C错误；原子核外M层上的s、p能级都充满电子，而d能级中没有电子，符合条件的原子有氩原子、钾原子、钙原子，故不一定处于同一周期，D错误。
10．下列关于多电子原子中电子运动规律的叙述正确的是( )
A．所有的电子在同一区域里运动
B．在离原子核较近的区域内运动的电子能量较高，在离原子核较远的区域内运动的电子能量较低
C．处于最低能量的原子叫基态原子
D．同一原子中，4s、4p、4d、4f所能容纳的电子数越来越多，各能级能量大小相等
【答案】C
【解析】在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动，A错误；在多电子的原子中，电子的能量是不相同的，在离原子核较近的区域内运动的电子能量较低，在离原子核较远的区域内运动的电子能量较高，B错误；处于最低能量的原子叫基态原子，当基态原子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子，C正确；同一原子中，4s、4p、4d、4f能级所能容纳的电子数越来越多，但第四能层中，这四种能级的能量大小不同，其能量大小顺序为E(4s)＜E(4p)＜E(4d)＜E(4f)，D错误。
11．下列关于价层电子排布式为3s23p4的粒子的描述正确的是( )
A．它的元素符号为O
B．它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4
C．可以与H2化合生成常温下呈液态的化合物
D．其轨道表示式为
【答案】B
【解析】价层电子排布式为3s23p4的原子是S，O原子的价层电子排布式为2s22p4，A错误；S原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，B正确；硫和氢气化合生成的硫化氢在常温下是气体而不是液体，C错误；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，且自旋平行，所以D项中的轨道表示式违反洪特规则，D错误。
12．下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是( )
A．电子排布式为1s2的X原子与电子排布式为1s22s2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．2p能级中有一个空轨道的X原子与3p能级中有一个空轨道的Y原子
D．最外层都只有1个电子的X、Y原子
【答案】C
【解析】电子排布式为1s2的原子为He，电子排布式为1s22s2的原子为Be，两者化学性质不相似，A错误；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原子有多种，如第四周期中Ca、Fe、Zn等，化学性质不一定相似，B错误；2p能级中有一个空轨道的X原子为C，3p能级中有一个空轨道的Y原子为Si，均为第ⅣA族元素，同主族的C和Si化学性质相似，C正确；原子最外层只有1个电子的元素有第ⅠA族元素及部分过渡元素(如Cr、Cu)，其化学性质不一定相似，D错误。
13．(2022·广东揭阳期中改编)下列关于核外电子排布及运动状态说法正确的是( )
A．基态6C的电子排布式1s22s22p2x，违反了泡利原理
B．电子云图中的小点越密表示该核外空间的电子越多
C．电子层数为n的能层具有的原子轨道数为n2
D．铁原子最外层原子轨道示意图为
【答案】C
【解析】基态碳原子2p能级上两个电子排布在两个不同的p轨道上，同时排布在px轨道上违背了洪特规则，A错误；电子云图中小点的疏密代表电子在相关区域出现的概率，不代表具体电子的多少，B错误；原子轨道总数＝电子层数的平方，C正确； Fe是26号元素，根据构造原理可知基态Fe原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，其最外层电子是s能级，s电子云的电子层轮廓图是球形，D错误。
14．已知X、Y、Z、W、Q、R、E、F八种元素中，原子序数：X＜Z＜Y＜F＜W＜Q＜R＜E，其结构或性质信息如下表。
元素 结构或性质信息
X 原子的L层上s电子数等于p电子数
Y 元素原子最外层电子排布式为3sn3pn+1
Z 单质在常温、常压下是固体，原子的M层上有1个未成对的p电子
W 元素的正一价离子的电子层结构与氩相同
Q 是第四周期中未成对电子数最多的元素
R 元素的正三价离子的3d能级为半充满
E 元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子
F 是海水中除氢、氧元素外含量最高的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂
请根据表中信息回答有关问题：
(1)元素X的原子核外共有_______种不同运动状态的电子，有_______种不同能级的电子。
(2)Q的基态原子电子排布式为__________________________________，R的元素符号为__________，E元素基态原子的价层电子排布式为____________________。
(3)Y基态原子的轨道表示式是______________________，其原子核外有_______个未成对电子，能量最高的电子为__________轨道上的电子，其原子轨道呈____________形。
(4)Z原子的电子排布式为__，
其离子的结构示意图是____________________。
(5)含有元素W的盐的焰色反应为_______色，许多金属元素形成的盐都可以发生焰色反应，其原因是______________________。
【答案】(1)6 3
(2)1s22s22p63s23p63d54s1 Fe 3d104s1
(3) 3 3p 哑铃
(4)1s22s22p63s23p1(或[Ne]3s23p1)
(5)紫 激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)的光的形式释放能量，发出不同颜色的光
【解析】X元素原子的L层上s电子数等于p电子数，即其电子排布式为1s22s22p2，故X为碳元素，其原子核外共有6种不同运动状态的电子，有3种不同能级的电子。根据题给信息知Y元素为P元素。Z元素原子的M层上有1个未成对的p电子，可能为Al或Cl，单质在常温、常压下是固体的是Al，故Z为Al元素。根据题给信息知W元素为K元素。Q为Cr元素，基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。R元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即R为26号元素Fe。根据题给信息，E元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号元素Cu，其原子的价层电子排布式为3d104s1。海水中除氢、氧元素外含量最高的元素F是Cl，其单质(Cl2)或化合物(ClO2等)可用作自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂。第一章 第二节 第2课时
A组·基础达标
1．在下面的价层电子构型中，通常第一电离能最小的原子具有的构型为( )
A．ns2np3 B．ns2np4
C．ns2np5 D．ns2np6
【答案】B
【解析】电子构型为ns2np4的原子失去一个电子后形成ns2np3的稳定结构，因而其第一电离能最小。
2．下列关于微粒半径的说法正确的是( )
A．电子层数少的元素的原子半径一定小于电子层数多的元素的原子半径
B．核外电子层结构相同的单核微粒半径相同
C．质子数相同的不同单核微粒，电子数越多半径越大
D．电子层数相同的粒子，原子序数越大，原子半径越大
【答案】C
【解析】由于同周期主族元素随核电荷数递增原子半径逐渐减小，故第ⅦA族元素的原子半径不一定比上一周期第ⅠA族元素的原子半径大，如r(Li)＞r(S)＞r(Cl)，A错误；对于核外电子层结构相同的单核离子，核电荷数越多，微粒半径越小，B错误；质子数相同的不同单核微粒，阴离子半径＞原子半径＞阳离子半径，C正确；同一周期元素的原子具有相同的电子层数，随着核电荷数的增大，原子半径逐渐减小，D错误。
3．(2023·江苏南京高二阶段)常用氨基乙酸钠(NH2CH2COONa)合成工业洗涤剂的中间体。下列说法正确的是( )
A．半径大小：r(O2－)＜r(Na＋) B．电负性大小：χ(N)＜χ(C)
C．电离能大小：I1(O)＜I1(N) D．稳定性大小：H2O＜NH3
【答案】C
4．下列关于元素第一电离能的说法不正确的是( )
A．钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾的金属性强于钠
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．对于同一元素而言，原子的逐级电离能越来越大
【答案】B
【解析】同一周期主族元素原子半径随着核电荷数的增大而减小，第一电离能随着核电荷数的增大而呈增大趋势，但由于p能级电子处于半充满和全空状态时，原子为较稳定状态，第一电离能比同周期相邻元素的大，故第ⅡA族元素的第一电离能大于第ⅢA族元素，第ⅤA族元素的第一电离能大于第ⅥA族元素，B错误。
5．周期表第二行中原子序数相连的X、Y、Z三种元素的连续电离能(单位：kJ·mol－1)如下表所示，下列叙述正确的是( )
元素 I1 I2 I3 I4
X 522.05 7 324.8 11 856.6 —
Y 898.8 1 763.58 14 901.6 21 084
Z 803.46 2 436 3 672.9 25 116
A．X原子的电子层结构为1s22s1
B．Y为第ⅡA族元素，其元素符号为Mg
C．Z的价层电子数为1
D．X的原子半径小于Y的原子半径
【答案】A
【解析】根据电离能数据可知，X的第二电离能远大于其第一电离能，这说明X应该是第ⅠA族元素。又因为均是周期表第二行中原子序数相连的元素，所以X是Li，Y是Be，Z是B。Li的原子序数是3，原子电子层结构为1s22s1，A正确；Y是Be元素，B错误；B元素的价层电子数是3，C错误；同周期从左到右原子半径逐渐减小，则X的原子半径大于Y的原子半径，D错误。
6．已知X、Y两元素同周期，且电负性：X＞Y，下列说法错误的是( )
A．X与Y形成化合物时，X显负价、Y显正价
B．第一电离能X可能小于Y
C．最高价含氧酸的酸性：X对应的酸性弱于Y对应的酸性
D．气态氢化物的稳定性：HmY＜HnX
【答案】C
【解析】根据X、Y两元素同周期且电负性：X＞Y可知，X的非金属性强于Y的非金属性，X与Y形成化合物时，X显负价，Y显正价，A正确；同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，由于第ⅤA族元素原子的最外层p能级处于半充满状态，结构相对稳定，第一电离能比第ⅥA族元素原子的大，所以第一电离能X可能小于Y，B正确；根据上述推断，非金属性：X＞Y，X对应的最高价含氧酸的酸性强于Y对应的最高价含氧酸的酸性，C错误；由于非金属性：X＞Y，故气态氢化物的稳定性：HmY＜HnX，D正确。
7．在第二周期中，B、C、N、O四种元素按第一电离能由大到小的排列顺序为____________________。
【答案】N＞O＞C＞B
【解析】同一周期中，元素的第一电离能随着核电荷数的增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于相邻元素，这四种第二周期元素的族序数分别是第ⅢA族、第ⅣA族、第ⅤA族、第ⅥA族，所以它们的第一电离能大小顺序是I1(N)＞I1(O)＞I1(C)＞I1(B)。
8．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C、E是金属元素；A和E属同一族，它们原子的最外层电子排布为ns1。B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，C原子最外层上电子数等于D原子最外层上电子数的一半。A、B、C、D、E五种元素的电负性分别为2.1，3.5，1.5，2.5，0.8，请用元素符号填空：
(1)A是__________，B是__________，C是__________，D是__________，E是__________。
(2)由电负性判断，以上五种元素中金属性最强的是_______，非金属性最强的是_______。
【答案】(1)H O Al S K (2)K O
【解析】(1)A、E均为第ⅠA族元素且根据A的电负性为2.1知A为H，由于B、D为同主族且最外层的p能级电子数为s能级电子数的两倍，则B、D的价层电子排布式为ns2np4，为第ⅥA族元素，则B为O，D为S，E为K，C的价层电子排布式为3s23p1，为Al。(2)五种元素中，K的电负性最小，其金属性最强；O的电负性最大，其非金属性最强。
B组·能力提升
9．(2023·湖南永州期末)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的4种短周期元素，其中W元素基态原子的最外层有2个未成对电子，次外层有2个电子；X元素原子的价层电子排布式是nsnnp2n；Y元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子；Z与Y的最高能层数相同，但其最外层电子数等于其能层数。下列说法正确的是( )
A．电负性：W＜X B．Y和Z元素属于p区
C．最简单离子半径：Y＞X D．第一电离能：Y＞Z
【答案】A
【解析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的4种短周期元素，X元素原子的价层电子排布式是nsnnp2n，则X为O元素；W元素基态原子的最外层有2个未成对电子，次外层有2个电子，则W为C元素；Y元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子，则Y为Na元素；Z与Y的最高能层数相同，但其最外层电子数等于其能层数，则Z为Al元素。同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增强，电负性依次增大，则碳元素的电负性小于氧元素，A正确；钠元素的原子序数为11，基态原子的价电子排布式为3s1，处于元素周期表的s区，B错误；电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则钠离子的离子半径小于氧离子，C错误；同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，则钠元素的第一电离能小于铝元素，D错误。
10．下图表示元素X的五级电离能(符号为“I”)，试推测X元素可能位于( )
A．第ⅠA族 B．第ⅡA族
C．第ⅢA族 D．第ⅣA族
【答案】B
【解析】对比坐标系中给出的元素X的五级电离能，可以看出其第三电离能远大于第二电离能，说明X原子最外层应有2个电子，B正确。
11．下列说法错误的是( )
A．铝的第一电离能比镁的第一电离能小
B．同一主族元素从上到下电负性逐渐变小
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1/5的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子是同种元素的原子
【答案】C
【解析】镁原子的3s能级处于全满状态，3p能级处于全空状态，能量较低，第一电离能比Al元素大，A正确；同一主族元素从上到下，元素金属性逐渐增强，电负性依次减小，B正确；基态Mg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1/5的原子是Br，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外层电子排布式为4s24p5，两者是同种元素的原子，D正确。
12．短周期元素形成的三种离子Xn＋、Ym＋、Zn－，已知m＞n，且X、Y、Z三种原子M电子层中的电子数均为奇数，若按X→Y→Z的顺序，下列说法正确的是( )
A．最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱，酸性依次增强
B．原子半径依次增大
C．元素的第一电离能依次减小，电负性依次增大
D．原子序数依次减小
【答案】A
【解析】X、Y、Z为短周期元素，且X、Y、Z三种原子M电子层中的电子数均为奇数，则X、Y、Z一定是在第三周期且数值m＞n，故简单离子为X＋、Y3+、Z－，即X为钠元素，Y为铝元素，Z为氯元素。NaOH为强碱，Al(OH)3是两性氢氧化物，HClO4是强酸，则它们的最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱，酸性依次增强，A正确；同周期元素原子半径随核电荷数的增加而减小，X、Y、Z半径依次减小，B错误；Na、Al、Cl的第一电离能依次增大，电负性依次增大，C错误；Na、Al、Cl的原子序数依次增大，D错误。
13．有A、B、C、D四种元素，其原子序数依次增大，且质子数均小于18。A元素原子的最外层只有1个电子，该元素阳离子与N3－核外电子排布相同；B元素原子核外各轨道上均无成单电子；C元素原子的价层电子排布式为ns2np1，D－的核外电子排布与Ar相同。
(1)写出A、C、D的元素符号：A__________，C__________，D__________。
(2)写出B元素原子的电子排布式：______________________。D元素原子的轨道表示式为____________________。
(3)A、B、C、D第一电离能由小到大的顺序为__________________(填元素符号，下同)，电负性由小到大的顺序为______________。
【答案】(1)Na Al Cl
(2)1s22s22p63s2
(3)Na＜Al＜Mg＜Cl Na＜Mg＜Al＜Cl
【解析】A形成的阳离子A＋与N3－核外电子排布相同，则A是Na；C的价层电子排布式为ns2np1，是第ⅢA族元素，只能是Al；B为第三周期元素，原子核外各轨道上均无成单电子且原子序数小于Al，B应为Mg；D－的核外电子排布与Ar相同，D为Cl。
14．下图是元素周期表的简略框架图。
(1)请在上图所示的元素周期表中画出金属元素与非金属元素的分界线。按核外电子排布，可把元素周期表划分成5个区，不全是金属元素的区为____________________。
(2)根据氢元素最高正化合价与最低负化合价的绝对值相等，你认为还可把氢元素放在元素周期表中的第__________族；有人建议将氢元素排在元素周期表的第ⅦA族，请你写出支持这一观点的一个化学事实：________________________________________________。
(3)上图中元素①②原子的价层电子排布式分别为______________、________________。
比较元素①与元素②的下列性质(均填“＞”或“＜”)。
原子半径：①_______②；电负性：①_______②；金属性：①___②；第一电离能：①___②。
(4)某短周期元素最高正化合价为＋7，其原子结构示意图为____________________。
【答案】(1)
s区和p区
(2)ⅣA 氢原子得到一个电子达到最外层2电子的稳定结构(或与碱金属元素一样可形成离子化合物NaH等)
(3)3s2 3s23p1 ＞ ＜ ＞ ＞
(4)
【解析】(1)金属元素与非金属元素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，要注意氢元素及第ⅦA族的元素是非金属元素。按核外电子排布，把元素周期表划分为5个区，即s区、p区、d区、ds区和f区，其中s区中的氢以及p区的大部分元素不是金属元素。(2)最高正化合价与最低负化合价绝对值相等的族为第ⅣA族；氢原子得到1个电子达到稳定结构，这一特点与第ⅦA族元素相似。(3)由①和②在元素周期表中的位置可以确定①和②分别为Mg和Al，价层电子排布式分别为3s2和3s23p1。利用同周期元素性质的递变规律可知，原子半径：Mg＞Al，金属性：Mg＞Al，电负性：Al＞Mg；第ⅡA族元素的第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能大，所以第一电离能：Mg＞Al。(4)短周期元素最高正化合价为＋7的元素应为第ⅦA族元素，氟元素无正价，所以该元素为氯元素。第一章检测卷
(原子结构与性质)
班级：________ 姓名：________ 学号：________ 成绩：________
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 K 39
一、选择题：本大题共16小题，共44分。第1－10小题，每小题2分；第11－16小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1．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红光的形式释放能量
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
【答案】A
【解析】霓虹灯管通电，灯管发出红色光的原因是电子从激发态(高能量态)跃迁到基态(低能量态)时释放的能量以红光的形式表现出来。
2．在学习核外电子排布知识时，甲、乙两小组对多电子原子能级的有关知识产生了分歧：甲组认为第三周期元素的基态原子中，不可能出现d电子，而乙组认为第三周期元素基态原子中一定有d电子，下列可作为甲组论据的是( )
A．能量守恒原理 B．泡利原理
C．洪特规则 D．3d能级能量比4s能级高
【答案】D
【解析】第三周期元素的原子只有3个电子层，因为3d能级能量比4s能级高，3d能级中的电子必然在4s能级填满电子后才能填充，故当填充3d能级时电子层已变为了4层。
3．下列原子的价层电子排布式或价层电子轨道表示式中，①、②两种状态的能量符合E(①)＞E(②)的是( )
A．氮原子：①、②
B．钠原子：①3s1、②3p1
C．铬原子：①3d54s1、②3d44s2
D．碳原子：①、②
【答案】A
【解析】A项中，②状态为基态氮原子的价层电子轨道表示式，能量相对较低。
4．原子序数为83的元素位于：①第五周期、②第六周期、③第ⅣA族、④第ⅤA族、⑤第ⅡB族，其中正确的组合是( )
A．①④ B．②③
C．②④ D．①⑤
【答案】C
【解析】与83号元素最邻近的0族元素为86号元素氡，83号元素比氡的原子序数小3，故该元素在周期表中的位置是氡左移3格，即第六周期第ⅤA族。
5．当镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，以下认识正确的是( )
A．此过程中，镁原子由基态转化成激发态，这一过程吸收能量
B．此过程中，镁原子由激发态转化成基态，这一过程释放能量
C．转化后位于p能级上的两个电子处于同一轨道，且自旋状态相同
D．转化后镁原子与硅原子电子层结构相同，化学性质相似
【答案】A
【解析】1s22s22p63s2为Mg的基态，1s22s22p63p2为Mg的激发态，A正确，B错误；根据洪特规则，转化后位于p能级上的两个电子应处于两个轨道，且自旋状态相同，C错误；转化后的镁原子(核外有12个电子)与硅原子(核外有14个电子)电子层结构不同，D错误。
6．(2023·黑龙江佳木斯富锦一中阶段)下列说法正确的是( )
A．Cl、Br、Se(硒)的电负性依次减小
B．硼原子核外电子由1s22s22p1→1s22s12p2，原子放出能量
C．C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是O＞N＞C
D．基态某原子的价层电子排布式为4d105s1，推断该元素位于第五周期第ⅠA族
【答案】A
【解析】同周期元素随着核电荷数增加电负性增大，Se(硒)＜Br，同主族元素电负性随核电荷数增加减弱，Cl＞Br，Cl＞Br＞Se(硒)，A正确；硼原子核外电子由1s22s22p1→1s22s12p2，由基态到激发态，原子吸收能量，B错误；C、N、O是同周期元素，元素第一电离能有增大的趋势，但N原子2p轨道有3个电子，半充满状态稳定，不易失去电子，O原子2p轨道有4个电子，比N原子易失去电子，第一电离能从大到小的顺序是N＞O＞C，C错误；基态某原子的价层电子排布式为4d105s1，为银元素，该元素位于第五周期第ⅠB族，D错误。
7．(2022·广东佛山期中)下列说法不正确的是( )
A．位于s区、d区、ds区的元素都是金属元素
B．前36号元素中， 基态原子未成对电子数最多的元素是Cr
C．构造原理的能级交错源于光谱学事实
D．基态原子核外不可能有运动状态完全相同的两个电子
【答案】A
【解析】位于s区的氢元素为非金属元素， A错误；前36号元素中，基态原子未成对电子数最多的元素是Cr，基态Cr原子价层电子排布式为3d54s1，B正确；构造原理的能级交错源于光谱学事实， C正确；在同一原子轨道下最多可以有两个自旋方向不同的电子，自旋方向不同，运动状态也就不相同，即基态原子核外不可能有运动状态完全相同的两个电子，D正确。
8．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。下列说法中正确的是( )
A．X的原子半径比Y的小 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：X＜Y
【答案】D
【解析】Xm＋与Yn－的核外电子排布相同，核电荷数之差为(m＋n)，质子数：X＞Y；在周期表中，X位于Y的左下方，原子半径：X＞Y；X比Y更易失电子，第一电离能：X＜Y，电负性：X＜Y。
9．某元素基态原子4s轨道上有2个电子，则该基态原子价层电子排布式可能是( )
A．4s B．4s2
C．3p64s2 D．3d94s2
【答案】B
【解析】4s不是价层电子排布式，A错误；4s2可能是该基态原子的价层电子排布式，B正确；依据洪特规则，该基态原子电子排布式可能为1s22s22p63s23p64s2，价层电子排布式为4s2，C错误；依据洪特规则，应为3d104s1，D错误。
10．下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是( )
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】[Ne]3s1属于基态的Mg＋，由于Mg的第二电离能高于其第一电离能，故其再失去一个电子所需能量较高；[Ne]3s2属于基态Mg原子，其失去一个电子变为基态Mg＋；[Ne]3s13p1属于激发态Mg原子，其失去一个电子所需能量低于基态Mg原子；[Ne]3p1属于激发态Mg＋，其失去一个电子所需能量低于基态Mg＋。综上所述，电离最外层一个电子所需能量最大的是[Ne]3s1，A正确。
11．(2023·广东实验中学期末)下列叙述中正确的是( )
A．p区元素均有p轨道
B．所有元素中，氟的第一电离能最大
C．主族元素的电负性越大，其元素原子的第一电离能不一定越大
D．处于最低能量状态原子叫基态原子，1s22s22p→1s22s22p过程中形成的是发射光谱
【答案】C
【解析】0族元素He没有p轨道，A错误；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，同一族中元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小，所以所有元素中，第一电离能最大的元素是He元素，B错误；主族元素原子的第一电离能、电负性变化趋势基本相同，但电离能变化有特例，如电负性：O＞N，但第一电离能：O＜N，C正确；处于最低能量状态原子叫基态原子，处于高能级的原子或分子在向较低能级跃迁时产生辐射，将多余的能量发射出去形成的光谱叫发射光谱，由于p能级有三个相同的轨道，能量大小相同，即px＝py＝pz，不能形成发射光谱，D错误。
12．最新发现C3O2是金星大气的成分之一，化学性质与CO相似。C3O2分子中不含环状结构且每个原子均满足8电子稳定结构。下列叙述错误的是( )
A．元素的第一电离能：O＞C
B．3p轨道上有1对成对电子的基态X原子与基态O原子的性质相似
C．基态Cr3+的核外电子排布式为3d3
D．为Si原子的一种激发态
【答案】C
【解析】同周期从左到右元素的第一电离能呈现增大的趋势，第一电离能：O＞C，A正确；3p轨道上有1对成对电子的基态X原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，是16号元素S，硫和氧位于同一主族，最外层电子数相同，都是6个，基态S原子与基态O原子的性质相似，B正确；Cr是第24号元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，基态Cr3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，C错误；Si原子的基态电子排布式为[Ne]3s23p2，3s轨道中一个电子跃迁至3p轨道中形成，处于激发态，D正确。
13．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，一定是第ⅠA族元素
B．最外层电子排布式为ns2的基态原子所对应元素一定位于第ⅡA族
C．基态原子的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为(n－1)dxnsy的元素的族序数一定为x＋y
【答案】C
【解析】基态原子N层上只有一个电子的元素，可能为K、Cr或Cu，K为主族元素，Cr、Cu为副族元素，A错误；最外层电子排布式为ns2的基态原子所对应元素可能是He(1s2)或第ⅡB族元素[(n－1)d10ns2]等，B错误；基态原子的p能级上半充满的元素，电子最后填充p能级，属于p区，C正确；基态原子的价层电子排布式为(n－1)dxnsy的元素，若为第ⅢB－ⅦB族，其族序数为价层电子中d、s能级含有的电子数目之和，族序数一定为x＋y，若为第ⅠB族、第ⅡB族元素，族序数等于价层电子排布式中s能级中的电子数，族序数为y，D错误。
14．以下有关元素性质的说法不正确的是( )
A．①1s22s22p63s23p2、②1s22s22p3、③1s22s22p2、④1s22s22p63s23p4，具有以上电子排布的原子中，原子半径最大的是①
B．①3s23p1、②3s23p2、③3s23p3、④3s23p4，具有以上价层电子排布式的原子中，对应的第一电离能最大的是③
C．①Na、K、Rb，②N、P、As，③O、S、Se，④Na、P、Cl，元素的电负性随原子序数的增加而递增的是④
D．某元素的逐级电离能(kJ·mol－1)分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703，当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X3+
【答案】D
【解析】最外层电子数相同时电子层数越多半径越大，相同数目电子层时最外层电子数越少，半径越大，A正确；四种元素均为第三周期元素，由电离能的变化规律及核外电子的排布情况可知，③中3p能级半充满，为第ⅤA族元素，第一电离能最大，B正确；元素的电负性可用来衡量元素的金属性和非金属性的强弱，在元素周期表中，同一周期主族元素从左到右，元素的电负性逐渐增大，同一主族从上到下，元素的电负性逐渐减小，C正确；判断电离能与元素化合价的关系，关键看各级电离能之间的差值大小，相邻两级电离能差值大，说明再失去一个电子的难度增大，由此可判断出该离子所带的电荷数，所以X最有可能生成的阳离子是X2+，D错误。
15．下列说法正确的是( )
A．电子仅在激发态跃迁到基态才产生原子光谱
B．在已知元素中，基态原子的4s能级中只有1个电子的元素一定位于s区
C．核电荷数为26的元素，原子核外价层电子轨道表示式为
D．核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中可能不含未成对电子
【答案】C
【解析】电子由激发态跃迁到基态时，会产生发射光谱，电子由基态跃迁到激发态时，会产生吸收光谱，吸收光谱与发射光谱总称原子光谱，A错误；该元素基态原子最外层仅有的1个电子位于4s能级，即4s1，该原子4s能级未填满，情况之一是按照能级顺序正常填充的结果：1s22s22p63s23p64s1，为K元素，情况之二是按照洪特规则的特例填充的结果：1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1，为24Cr和29Cu，K位于s区，Cu位于ds区，Cr位于d区，B错误；Fe原子3d能级上有6个电子，4s能级上有2个电子，Fe原子价层电子轨道表示式为，C正确；每个原子轨道最多容纳2个电子，核外电子数为奇数的基态原子，原子轨道中一定有未成对电子，D错误。
16．(2023·湖南长沙一中阶段)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)。
电离能/(kJ·mol－1) I1 I2 I3 I4 ……
R 740 1 500 7 700 10 500 ……
下列关于元素R的判断中一定正确的是( )
A．R的最高正价为＋3
B．R元素位于元素周期表中第ⅠA族
C．R元素的第一电离能大于同周期相邻元素
D．R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
【答案】C
【解析】比较元素R的各级电离能的数据可知，该元素的第2级电离能远小于第3级电离能，说明该元素的原子最外层上为2个电子，故R的最高正价为＋2，A错误；R为短周期元素，故R元素位于元素周期表中第ⅡA族，B错误；同周期第ⅡA族元素核外电子排布式为ns2，达稳定结构，所以R元素第一电离能大于同周期相邻元素，C正确；R的最外层上是2个电子，R元素可能是Be或Mg，其基态原子的电子排布式为1s22s2或1s22s22p63s2，D错误。
二、非选择题：本大题共4小题，共56分。
17．(14分)有A、B、C、D、E、F、G、H八种前四周期元素，G的原子序数最大。已知：A、B、C三种元素的原子次外层电子排布都是(n－1)s2(n－1)p6；D、E、F三种元素的原子序数分别等于A、B、C的最外层电子数；G元素原子的最外层电子数和A相同，内层电子数均符合2n2；C的气态单质在标准状况下的密度为3.17 g·L－1；A与C能形成离子化合物AC，A离子比C离子少一个能层；E原子的最外电子层中p能级的电子数等于前一能层的电子总数。
回答下列问题：
(1)上述元素的基态原子中，含有2个未成对电子的元素是______________(填元素符号)；它们位于元素周期表的__________区。
(2)A与D能形成离子化合物AD，则AD的电子式是____________________。
(3)C元素基态原子的价层电子排布式为______________；F元素基态原子最外层电子的轨道表示式为______________________________；G元素基态原子的电子排布式为____________________________________。
(4)H元素的正三价离子的3d能级为半充满，则H元素在元素周期表中的位置为____________________________。
【答案】(14分，每空2分)(1)C、S p (2)Na＋[H]－
(3)3s23p5 1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1) (4)第四周期第Ⅷ族
【解析】根据A、B、C次外层电子排布，可知A、B、C都属于第三周期元素或第四周期的K、Ca元素；根据D、E、F原子序数分别等于A、B、C最外层电子数，可知D、E、F属于第一或第二周期元素；根据C的气态单质在标准状况下的密度，C的气态单质的摩尔质量为3.17 g·L－1×22.4 L·mol－1≈71 g·mol－1，C为氯元素，由A与C能形成离子化合物AC及A离子比C离子少一个能层，可知A为钠元素，则D为氢元素，F为氮元素；根据G元素原子最外层电子数与A相同，且内层电子数均符合2n2，可知G为铜元素；根据E原子最外电子层中p能级电子数等于前一能层电子总数，可知E为碳元素，则B为硫元素。据此可以确定相关问题的答案。H元素的正三价离子的3d为半充满，原子失电子时，先失去最外层电子，即H元素的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即H为Fe，位于第四周期第Ⅷ族。
18．(14分)根据下列表格中的信息，回答有关问题：
周期 族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
1
2 a b c d
3 e f g h i j k l
(1)在上表中，第一电离能最小的元素是__________(填元素对应的名称，下同)，电负性最大的元素是_______。
(2)某元素最高价氧化物对应的水化物呈两性，则该元素是____________(填对应的字母)，该元素与c元素形成的化合物能否与NaOH溶液反应(若能，写出相应的离子方程式；若不能，则填“否”)？____________________。
(3)在e－k元素的原子中，原子半径最小的是__________(填元素符号)，其价层电子排布式为______________；未成对电子数最多的是__________(填元素符号)，其最高价氧化物对应水化物的化学式为____________；有两个未成对电子的元素是______________(填元素符号)；M层有两个空轨道的是__________(填元素符号)，其基态阳离子的电子排布式为____________________。
(4)在上表所列的元素中，原子中电子所排布的能级数目相同的有______________(填序号)。
①a和b ②b和c ③f和g ④i和l
【答案】(14分，除标注外每空1分)(1)钠 氟 (2)g Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O(2分)
(3)Cl 3s23p5 P H3PO4 Si、S Al 1s22s22p6 (4)①②④(2分)
19．(14分)(1)钇(39Y)是一种重要的稀土金属，基态Y原子的价层电子排布式为______________。下列科学家中，在稀土化学领域做出重要贡献的是__________(填字母)。
a．侯德榜 b．屠呦呦 c．徐光宪
(2)BaCO3可用于制备高温超导体，其3种组成元素中，第一电离能最大的是_______(填元素符号)。
(3)写出Ni基态原子的价层电子排布图(轨道表示式)：________________。
(4)C、N、O、Cs、Pb元素第一电离能由大到小的顺序是____________________。
(5)Fe成为阳离子时首先失去__________轨道的电子。
(6)比较离子半径：F－__________(填“大于”“小于”或“等于”)O2－。
【答案】(14分，每空2分)(1)4d15s2 c (2)O (3) (4)N、O、C、Pb、Cs
(5)4s (6)小于
【解析】(1)钇(39Y)为39号元素，基态Y原子的价层电子排布式为4d15s2。(2)同周期，从左到右，第一电离能增大；同主族，从上到下，第一电离能减小，Ba、C、O中，第一电离能最大的是O元素。(3)Ni基态原子的价层电子排布式为3d84s2，所以价层电子排布图为。(4)N的第一电离能反常，其他原子的非金属性越强，第一电离能越大，金属性越强，第一电离能越小，所以C、N、O、Cs、Pb元素第一电离能由大到小的顺序是N、O、C、Pb、Cs。(5)Fe为26号元素，Fe原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，由于3d电子的存在，削弱了原子核对4s电子的吸引，故首先失去4s轨道的电子。(6)F－和O2－的核外电子排布相同，核电荷数越大，则半径越小，故半径：F－＜O2－。
20．(14分)Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能。回答下列问题：
(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为__________、__________(填字母)。
A． B．
C． D．
(2)Li＋与H－具有相同的电子构型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是__________________________________________________。
(3)基态Fe原子的价层电子排布图(轨道表示式)为______________________________，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为__________形。
(4)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第一电离能：I1(Zn)__________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)，原因是____________________________。
【答案】(14分，每空2分)(1)D C (2)Li＋的核电荷数较大 (3) 哑铃
(4)大于 Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子
【解析】(1)根据核外电子排布规律可知，Li的基态电子排布式为1s22s1，则D中能量最低；C中有2个电子处于2p能级上，能量最高。(2)由于锂的核电荷数较大，原子核对最外层电子的吸引力较大，因此Li＋半径小于H－。(3)基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则其价层电子排布图(轨道表示式)为；基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，则电子占据最高的能级是3p，其电子云轮廓图为哑铃形。(4)Zn的第一电离能高于Cu的第一电离能，原因是Zn的核外电子排布已经达到了每个能级都是全满的稳定结构，所以失电子比较困难。也可以考虑Zn最外层是一对电子，而Cu的最外层是一个电子，Zn电离最外层一个电子还要拆开电子对，额外吸收能量。第一章 第一节 第1课时
A组·基础达标
1．下列现象与电子的跃迁无关的是( )
A．平面镜成像 B．霓红灯广告
C．蜡烛燃烧 D．燃放焰火
【答案】A
【解析】平面镜成像只是光的反射，与电子的跃迁无关。
2．下列能级中，可容纳电子数最多的是( )
A．6s B．4p
C．3d D．4f
【答案】D
【解析】各能级最多容纳的电子数：ns能级为2个，np能级为6个，nd能级为10个，nf能级为14个。
3．某基态原子第四能层中有2个电子，该原子M能层中的电子数为( )
A．8 B．18
C．8－18 D．18－32
【答案】C
【解析】M能层为第三能层，当M能层为原子的次外层时，对应能级分别为3s、3p、3d，4s已填充电子，则3s、3p肯定填满，故该能层电子数为8－18。
4．构造原理揭示的能级顺序，实质上是各能级能量高低顺序。以下各式表示的能量关系正确的是( )
A．E(3s)＞E(2s)＞E(1s) B．E(3s)＞E(3p)＞E(3d)
C．E(4f)＞E(4s)＞E(3d) D．E(5s)＞E(4s)＞E(4f)
【答案】A
5．电子由3d能级跃迁至4p能级时，可通过光谱仪直接摄取到( )
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
【答案】B
【解析】由于4p能级的能量要高于3d能级的能量，电子由3d能级跃迁至4p能级时需要吸收能量，故得到的是原子的吸收光谱。
6．(2023·广东佛山南海阶段)下列说法中正确的是( )
A．处于最低能量的原子叫基态原子
B．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
C．M能层中最多能容纳的电子数为32个
D．基态原子中，内层各能级中电子的能量一定低于各外层能级的电子
【答案】A
【解析】原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，处于最低能量的原子叫基态原子，A正确；原子光谱有两种：吸收光谱和发射光谱，电子在激发态跃迁到基态时会产生原子光谱属于发射光谱，B错误；原子核每层最多可容纳的电子数为2n2，M层为第3层，可容纳18个电子，C错误；内层各能级中电子的能量不一定低于各外层能级的电子，如基态原子中3d能级中电子的能量不高于4s能级的电子，D错误。
7．某原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1，该元素最可能的化合价为( )
A．＋1 B．＋3
C．＋5 D．－5
【答案】B
【解析】根据该元素原子的电子排布式可知，该原子的最外能层上有3个电子，故该元素的原子容易失去3个电子表现＋3价。
8．已知X、Y两种元素的原子序数之和等于41。X元素原子的4p能级上有3个电子，Y元素原子的最外层2p能级上有4个电子。请回答下列问题。
(1)X元素基态原子的电子排布式为_________________________，该元素的元素符号是__________。
(2)Y元素原子的价层电子排布式为______________，该元素的名称是_______。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3 As (2)2s22p4 氧
【解析】(1)由X原子4p能级上有3个电子，可知其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，并推出其元素符号为As。(2)根据Y元素的原子最外层2p能级上有4个电子，又因为X、Y的原子序数之和为41，故Y的原子序数为41－33＝8，为氧元素，其价层电子排布式为2s22p4。
B组·能力提升
9．下列有关原子光谱的说法不正确的是( )
A．原子中的电子在跃迁时能量的表现形式之一是光能，这也是原子光谱产生的原因
B．原子光谱只有发射光谱
C．通过原子光谱可以发现新的元素
D．通过光谱分析可以鉴定某些元素
【答案】B
【解析】电子在基态和激发态之间的跃迁会引起能量的变化，并以光的形式体现，用光谱仪摄取得到光谱。电子从基态向激发态的跃迁会吸收能量，形成吸收光谱；电子从激发态向基态的跃迁会放出能量，形成发射光谱，B错误。
10．(2022·广东汕头月考)某种原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1，有关该原子的下列说法中正确的是( )
A．该原子核内有13个中子
B．该原子的简化电子排布式为[He]3s23p1
C．该原子最外层有1个电子
D．该原子第二能层上有8个电子
【答案】D
【解析】由电子排布式可以看出该原子核外共有13个电子，故只能确定核内质子数为13，无法确定中子数，A错误；该原子的简化电子排布式为[Ne]3s23p1，B错误；该原子的最外层电子排布式为3s23p1，故最外层有3个电子，C错误。
11．某元素基态原子的M能层p能级上有4个电子，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个电子达到稳定结构
C．该原子的L能层中一定有8个电子
D．该原子的最外能层上有4个电子
【答案】D
【解析】根据基态原子M能层p能级上有4个电子，可知其电子排布式为1s22s22p63s23p4，故该原子的L能层有8个电子，N能层不含电子；该原子的最外能层上有6个电子，容易得到2个电子达到稳定结构，D错误。
12．X、Y两元素可形成X2Y3型化合物，则X、Y原子最外层电子排布式可能是( )
①X：3s23p1 Y：3s23p5 ②X：2s22p3 Y：2s22p4 ③X：3s23p1 Y：3s23p4
④X：3s2 Y：2s22p3
A．②③ B．①②
C．①④ D．③④
【答案】A
【解析】①X为Al元素，Y为Cl元素，形成的化合物为AlCl3，错误；②X为N元素，Y为O元素，可形成N2O3，正确；③X为Al元素，Y为S元素，可形成Al2S3，正确；④X为Mg元素，Y为N元素，可形成Mg3N2，错误。
13．(2022·广东佛山月考)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
【答案】D
【解析】各电子层最多可容纳电子数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。
14．有几种元素的粒子核外电子排布式均为1s22s22p63s23p6，其中：
(1)某电中性微粒一般不和其他元素的原子反应，这种微粒的符号是__________。
(2)某微粒的盐溶液，能使溴水褪色，并出现浑浊，这种微粒的符号是__________。
(3)某微粒氧化性很弱，但得到电子后还原性很强，且这种原子最外层只有一个电子，这种微粒的符号是__________。
(4)某微粒还原性虽弱，但失去电子后氧化性较强，且这种元素的原子得到一个电子即达稳定结构，这种微粒的符号是__________。
【答案】(1)Ar (2)S2－ (3)K＋ (4)Cl－
【解析】(1)符合上述核外电子排布式的电中性微粒，很难发生化学反应的应为稀有气体Ar。(2)使溴水褪色并出现浑浊，应为还原性较强的S2－，与溴水发生如下反应S2－＋Br2===S↓＋2Br－。(3)氧化性很弱，得电子后还原性很强，应为K＋。(4)原子得到一个电子形成的具有该稳定结构的微粒应为Cl－。
15．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元素原子核外电子仅有一种能级，也是宇宙中最丰富的元素；B元素原子核外p能级上的电子数比s能级上的电子数少1；C为金属元素且原子核外p能级上的电子数和s能级上的电子数相等；D元素的原子核外所有p能级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电子排布式：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)写出B元素对应的单质和氢化物的电子式：单质__________，氢化物__________。
【答案】(1)H N Mg P
(2)1s22s22p63s2 1s22s22p63s23p3
(3)N2＋3MgMg3N2
(4)
【解析】本题属于元素推断题，题给元素的特征信息是解题的突破口。A是宇宙中最丰富的元素，则A元素为氢；B元素原子的核外电子排布式为1s22s22p3，则B元素为氮；C元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2，则C元素为镁；D元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，则D元素为磷。第一章 第二节 第1课时
A组·基础达标
1．(2021·广东东莞质检)某元素原子的简化电子排布式为[Xe]4f46s2，其应在( )
A．s区 B．p区
C．d区 D．f区
【答案】D
【解析】最外层有2个s电子、次外层s电子和p电子已全满、d电子0－2个、倒数第三层排布1－14个f电子(个别例外)，即价层电子构型为(n－2)f0－14(n－1)d0－2ns2的元素为f区元素。
2．下列说法正确的是( )
A．所有金属元素都分布在d区和ds区
B．最外层电子数为2的元素都分布在s区
C．中子数为8的O原子表示为O
D．s区均为金属元素
【答案】C
【解析】s区除H外均为金属元素，A、D均错误；He、Zn等虽然最外层电子数为2但却不是s区元素，B错误；质量数＝8＋8＝16，故表示为O，C正确。
3．电子排布式为[Ar]3d54s2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
【答案】B
【解析】在最外能层p能级上填充有电子且未满时，一定为主族元素；最外能层p能级上未填充电子，而在次外层d(或倒数第三层f)能级上填充有电子的元素，一定是过渡元素。故电子排布式为[Ar]3d54s2的元素为过渡元素。
4．(2022·广东肇庆月考)下列说法中，正确的是( )
A．所有非金属元素都分布在p区
B．最外层电子数为2的元素都分布在s区
C．元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族的10个纵行的元素都是金属元素
D．第四周期的金属元素从左到右，元素的金属性逐渐减弱
【答案】C
【解析】元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族的10个纵行均为过渡元素，过渡元素都是金属元素，C正确；同一周期主族元素的金属性从左到右逐渐减弱，但副族元素不一定有此规律，如Zn＞Fe，D错误。
5．下列是某些元素基态原子的电子排布式，其中表示第三周期元素的是( )
A．1s22s1 B．1s22s22p5
C．1s22s22p63s2 D．1s22s22p63s23p64s1
【答案】C
【解析】元素所在的周期数与最高能层序数n有关，第三周期元素的最高能层序数为3，故选C。
6．(2023·广东揭阳月考)下列有关元素周期表的说法正确的是( )
A．按照核外电子排布，可把元素周期表划分为s、p、d、f、ds五个区
B．元素周期表中左下方区域的金属元素多用于制造半导体材料
C．元素周期表的各个周期总是从ns能级开始，以np能级结束
D．北京冬奥会部分场馆建筑应用了新材料碲化镉发电玻璃，碲和镉均属于过渡元素
【答案】A
【解析】按核外电子排布可将元素周期表分为s区、p区、d区、f区、ds区，A正确；在金属与非金属元素交界处的元素大多数可用于制作半导体材料，B错误；元素周期表的各个周期总是从ns能级开始，不一定以np能级结束，如第一周期从1s能级开始，以1s能级结束，C错误；碲属于第ⅥA族元素，不属于过渡元素，D错误。
7．闪烁着银白色光泽的金属钛(22Ti)因具有密度小、强度大、无磁性等优良的机械性能，被广泛地应用于军事、医学等领域，号称“崛起的第三金属”。已知钛有48Ti、49Ti、50Ti等核素，下列关于金属钛的叙述不正确的是( )
A．上述钛原子中，中子数不可能为22
B．钛元素在周期表中处于第四周期
C．钛的不同核素在周期表中处于不同的位置
D．钛元素是d区的过渡元素
【答案】C
【解析】48Ti、49Ti、50Ti等核素的中子数分别为26、27、28，A正确；22Ti的价层电子排布式为3d24s2，因此钛是第四周期d区的过渡元素，B、D均正确；元素在周期表中的位置由其质子数决定，各种钛的同位素原子所含的质子数相同，在周期表中占据同一位置，C错误。
8．已知下列元素原子的结构或核外电子排布，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。
原子的结构或核外电子排布 元素符号 原子序数 区 周期 族
A：1s22s22p63s1
B：
C：[Ar]3d104s1
D：[Ne]3s23p4
E：
【答案】A：Na 11 s 三 ⅠA
B：Fe 26 d 四 Ⅷ
C：Cu 29 ds 四 ⅠB
D：S 16 p 三 ⅥA
E：Cl 17 p 三 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；由价层电子排布式判断C为29号元素Cu；由电子排布式判断D为16号元素S；由基态原子的轨道表示式判断E为17号元素Cl。再根据最大能层序数等于周期序数确定元素所处的周期；元素A、D、E为主族元素，主族元素的价层电子总数等于主族序数；C元素的价层电子排布式为3d104s1，s能级电子数为1，应为ds区的第ⅠB族。
B组·能力提升
9．下列说法正确的是( )
A．最外层电子排布为ns2的基态原子对应的元素一定位于第ⅡA族
B．最外层电子排布为ns1的基态原子对应的元素一定属于金属元素
C．p区元素的原子p能级中一定都有电子
D．基态原子价层电子排布式为nsnnpn的元素一定是非金属元素
【答案】D
【解析】最外层电子排布为ns2的基态原子可能是氦元素，也可能是过渡元素，不一定是第ⅡA族元素，A错误；最外层电子排布为ns1的基态原子不一定是金属元素，如H元素，除氢元素外，其他最外层电子排布为ns1的基态原子对应的元素都是金属元素，B错误；p区元素中的He原子最外层电子排布为1s2，C错误；最外层电子排布符合nsnnpn的元素只有n＝2这一种情况，n＝2时，该元素的价层电子排布式为2s22p2，是碳元素，属于非金属元素，D正确。
10．硒(34Se)是人体必需的微量元素，适当摄入能有效提高人体免疫机能，并能预防癌症和心脑血管疾病。下列有关硒元素的说法不正确的是( )
A．Se元素处于元素周期表的第15列
B．Se原子的价层电子排布式为4s24p4
C．Se元素处于元素周期表中的p区
D．基态Se原子的核外电子排布中共有8个能级
【答案】A
【解析】Se元素原子核外有34个电子，处于元素周期表中第16列，与O元素处于同一主族。Se元素的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4，共有8个能级，其价层电子排布式为4s24p4，处于元素周期表的p区。
11．某元素原子的最外层电子数为2，价层电子数为5，并且是同族中原子序数最小的元素，关于该元素的叙述不正确的是( )
A．该元素为过渡元素
B．该元素处于元素周期表中第四周期第ⅡA族
C．该元素位于元素周期表的d区
D．该元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d34s2
【答案】B
【解析】根据该元素原子的最外层电子数为2，价层电子数为5，可知其价层电子排布式为(n－1)d3ns2。又知该元素是同族中原子序数最小的元素，则该元素处于第四周期，其价层电子排布式为3d34s2，应为过渡元素，处于第四周期第ⅤB族，位于元素周期表的d区。
12．(2023·广东广州越秀期末)元素周期表中铁元素的数据见图，由此可以推断( )
A．Fe位于元素周期表中的d区
B．Fe位于元素周期表的第四周期第ⅡA族
C．Fe原子的3d能级有一个未成对电子
D．Fe基态原子核外电子排布式为[Ne]3d64s2
【答案】A
【解析】Fe位于元素周期表中的d区，A正确；Fe位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族，B错误；Fe原子的价电子排布3d64s2，电子排布遵循洪特规则，3d能级有4个未成对电子，C错误；Fe基态原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2，D错误。
13．下列有关推断中，不符合实际的是( )
①第n周期中有2n2种元素
②第n周期第nA族元素不一定是金属元素
③第n周期有(8－n)种非金属元素(含稀有气体)
④最高价是＋7价的元素一定是非金属元素
A．①③④ B．①②④
C．②③④ D．①②③
【答案】A
【解析】在元素周期表中，第一－七周期分别有2、8、8、18、18、32、32种元素，①错误；第一周期第ⅠA族的氢元素不是金属元素，②正确；第一周期和第七周期各有2种非金属元素，③错误；KMnO4中的锰元素显＋7价，锰是金属元素，④错误。
14．元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子最外层电子排布式为ns(n－1)np(n+1)，则下列说法不正确的是( )
X
Y
Z
A．Y元素原子的价层电子排布式为4s24p4
B．Y元素在周期表的第三周期第ⅥA族
C．X元素位于元素周期表的p区
D．Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
【答案】A
【解析】Y元素原子的价层电子排布式为ns(n－1)np(n+1)，由n－1＝2可得n＝3，Y元素原子的价层电子排布式为3s23p4，则Y元素位于第三周期第ⅥA族，A错误，B正确；Z位于第四周期第ⅤA族，价层电子排布式为4s24p3，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，D正确；X、Y、Z最外层电子均填充在p能级中，故X、Y、Z均位于p区，C正确。
15．在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，人们发现价层电子排布式相似的元素集中在一起。据此，人们将元素周期表分为五个区，并以最后填入电子的能级符号作为该区的符号，如图所示：
(1)在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的轨道表示式为____________。
(2)在d区中，族序数最大、原子序数最小的元素，常见离子的电子排布式为____，
其中较稳定的是____________。
(3)在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价层电子排布式为____________________。
(4)在p区中，第二周期第ⅤA族元素原子的价层电子轨道表示式为______________。
(5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在__________区中。
【答案】(1)
(2)Fe2+，1s22s22p63s23p63d6(或[Ar]3d6)；Fe3+，1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5) Fe3+
(3)3d104s2
(4)
(5)f
【解析】(1)s区为第ⅠA族、第ⅡA族，符合条件的元素为Be，其轨道表示式为。(2)d区为第ⅢB族－第ⅦB族及第Ⅷ族，族序数最大且原子序数最小的为Fe，常见离子为Fe2+、Fe3+，电子排布式依次为1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5，由离子的电子排布式可知Fe3+的3d能级“半充满”，其稳定性强于Fe2+。(3)ds区符合题述条件的为Zn，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，价层电子排布式为3d104s2。(4)该题中符合题意的为N，其价层电子轨道表示式为。(5)铀和钚均为锕系元素，位于f区。
16．已知元素周期表共有18个纵列，如下图所示，实线表示元素周期表的边界。按价层电子排布式，可将周期表中的元素划分为s区、p区、d区、ds区等。除ds区外，其他分区的名称来自按构造原理最后填入的电子的能级符号。
请回答下列问题：
(1)请在图中用实线画出s区、p区、d区、ds区的边界线，并分别用阴影和表示d区和ds区。
(2)有的同学受这种划分的启发，认为周期表内第6、7纵列的部分元素可以排在另一分区，你认为应排在__________区。
(3)请在元素周期表中用元素符号标出4s轨道半充满的元素。
(4)随着科学技术的发展，不断有新的元素被发现。第七周期已排满，则现行元素周期表中总共有_______种元素。
(5)价层电子排布式为4f75d16s2的元素在周期表中的位置是____________________。
【答案】(1)如下图 (2)ds (3)如下图
(4)118 (5)第六周期第ⅢB族
【解析】(2)ds区价层电子排布式为(n－1)d10ns1或(n－1)d10ns2，而周期表内第6个纵列价层电子排布式为(n－1)d5ns1，第7个纵列价层电子排布式为(n－1)d5ns2，类比可知第6、7纵列可以放入ds区。(3)4s轨道半充满，即为4s1，根据构造原理、洪特规则可知，该元素基态原子的电子排布可能为[Ar]4s1(K)、[Ar]3d54s1(Cr)或[Ar]3d104s1(Cu)，将三种元素分别标在元素周期表中的相应位置即可。(4)根据各周期元素种数可知，第七周期0族元素的原子序数为2＋8＋8＋18＋18＋32＋32＝118。(5)因6s能级有两个电子，所以该元素在第六周期，5d和6s上电子数之和为3，且倒数第三层f能级上有7个电子，故该元素为第ⅢB族中的镧系元素，属于f区元素。
