第1章 原子结构与元素性质复习提升

本章复习提升
易混易错练
易错点1　对电子云理解不充分造成错解
1.下列关于电子云说法正确的是(　　)
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
C.电子云图中一个小点表示1个自由运动的电子
D.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
2.下列说法正确的是(　　)
A.基态氢原子的电子云是圆形
B.s能级的电子云呈球形,表示电子绕原子核做圆周运动
C.每个电子层都有p能级,p能级在空间有三个伸展方向
D.2s轨道与1s轨道都是球形,但2s轨道的球形更大
易错点2　对电子能量高低理解不充分造成错解
3.人类对核外电子运动的认知不断进步。下列说法正确的是(　　)
A.电子在线性轨道上绕核运行
B.电子从激发态跃迁到基态时能产生吸收光谱
C.2px、2py、2pz轨道相互平行、能量相等
D.2s轨道比1s轨道大,其空间包含了1s轨道
4.(2024山东历城二中月考)在基态多电子原子中,下列关于核外电子能量的叙述错误的是(　　)
A.原子由1s22s22p33p1→1s22s22p33s1时,原子吸收能量
B.电离能最小的电子能量最高
C.最易失去的电子能量最高
D.基态钠原子能量最高的电子有1个
易错点3　电子排布式或轨道表示式书写错误
5.下列化学用语表达正确的是(　　)
A.F原子的核外电子排布式:
B.O2-的轨道表示式:
C.基态Cu原子的价电子排布式:3d104s1
D.Cr的简化电子排布式:[Ar]3d44s2
6.下列说法错误的是　(　　)
A.铝原子的电子排布式为[Ne]3s3
B.8O的电子排布式为1s22s222,违反了洪特规则
C.Na+的轨道表示式:
D.某基态原子核外的L电子层有4个电子,其轨道表示式为
易错点4　忽视电离能的反常造成错解
7.下列四种元素中,第一电离能由大到小的顺序正确的是 (　　)
①原子含有未成对电子数最多的第2周期元素　②原子核外电子排布式为1s2的元素
③元素周期表中电负性最大的元素　④原子最外层电子排布式为2s22p4的元素
A.②③①④ B.③①④②
C.①③④② D.②③④①
8.(2024浙江金华期末)下列关于电离能的说法不正确的是(　　)
A.Na的第一电离能小于Mg的第一电离能
B.Na的第一电离能大于K的第一电离能
C.Na的第二电离能小于Ne的第一电离能
D.Na的第二电离能大于Mg的第二电离能
思想方法练
利用“一般与特殊”的思想方法解决原子结构与性质的相关问题
方法概述
　　化学中存在很多一般规律下的特殊情况,因此恰当运用“一般与特殊”的思想方法解题能起到事半功倍的效果。例如电子填入不同能级时会有能级交错现象,即填入顺序为ns→(n-2)f→(n-1)d→np;又如元素的第一电离能同周期从左到右呈增大趋势,但一般ⅡA族、ⅤA族元素反常。
1.在核电荷数为1~36的元素中,基态原子的最外层电子排布满足ns1的元素共有(　　)
A.3种　　　B.4种　　　C.5种　　　D.6种
2.下列对物质性质的比较,相应解释错误的是(　　)
物质性质 解释
A 酸性:HCl>HF 非金属性:Cl>F
B 第一电离能:Mg>Al Mg原子的3s轨道为稳定的全充满结构
C 电负性:Cl>S>As 非金属性:Cl>S>As
D 半径:r(Mg2+)3.二氯异氰尿酸钠(结构如图所示)是一种重要的消毒剂。下列说法正确的是(　　)
A.电负性: χ(N)> χ(O)
B.键极性:C—N>C—O
C.第一电离能:I1(O)>I1(N)
D.离子半径:r(O2-)>r(Na+)
4.W、X、Y、Z为原子序数依次增大的前20号元素,它们的原子核外最外层电子数之和为16,且W、Y同主族,X的基态原子核外电子有7种空间运动状态。下列叙述不正确的是(　　)
A.第一电离能:W一定比同周期相邻的元素小
B.简单氢化物稳定性:W>Y
C.X的氧化物能与NaOH溶液反应
D.简单离子半径:Z>X
5.(不定项)A、B、C、D、E为20号以前的元素,原子序数逐渐增大,A元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn;A与C同一周期,基态C原子的s轨道与p轨道电子数相等;D、E元素的基态原子都只有一个未成对电子,它们相互作用形成的离子的电子层结构相同,并且离子最高能级的电子对数等于其最高电子层的电子层数。下列说法正确的是(　　)
A.简单氢化物的稳定性:B>C
B.同周期元素中第一电离能小于C的有4种
C.氧化物对应水化物的酸性:D>B>A
D.A、D和C、E形成的化合物中可能均含有非极性共价键
6.光伏材料是指能将太阳能直接转换成电能的材料。可作太阳电池材料的有单晶硅、GaAs、InP、CdS、CuInSe等。
(1)已知Se在元素周期表中的位置为　　　　,硅的基态原子的电子排布式为　　　　,基态Ga原子核外电子占据的最高能级为　　　,其轨道呈　　　　形。
(2)P、S、Ga电负性从大到小的顺序为　　　　。
(3)As元素的第一电离能　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)Se元素的第一电离能,原因是　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
太阳能电池材料中的很多金属或金属化合物在灼烧时会产生特殊的火焰颜色,请用原子结构的知识阐述产生此现象的原因是　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
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易混易错练
1.A　s电子云呈球形,在空间各个方向上的伸展程度相同,A正确;p电子云是哑铃(纺锤)形,不是平面“8”字形,B错误;电子云图中的小点不表示电子,而是电子在原子核外出现的概率密度的形象描述,C错误;电子云图中小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,D错误。
易错分析　误认为电子云类似于宏观物体的运动轨迹,实际电子云图中的小点并不代表电子,小点的数目也不代表电子真实出现的次数,只表示电子在核外空间出现概率的相对大小,电子云图中小点越密,表示电子出现的概率越大。
2.D　基态氢原子的电子云是球形,A错误;电子云不代表电子的运动轨迹,B错误;第一电子层没有p能级,C错误;s轨道都是球形,电子层序数越大,s轨道半径越大,D正确。
3.D　电子在原子核外一定的空间内运动,A错误;电子从激发态跃迁到基态时能产生发射光谱,B错误;2px、2py、2pz轨道相互垂直、能量相等,C错误;2s轨道比1s轨道大,其空间包含了1s轨道,D正确。
4.A　1s22s22p33p1、1s22s22p33s1都是氧原子的激发态,前者能量更高,原子由1s22s22p33p1→1s22s22p33s1时,释放能量,A错误;电离能是指气态基态原子或气态基态离子失去一个电子所需要的最小能量,所以电离能最小的电子能量最高,B正确;电子的能量越高,越易失去,C正确;钠元素基态原子核外电子排布式为[Ne]3s1,3s能级的电子能量最高,D正确。
5.C　F原子的核外电子排布式为1s22s22p5,是F原子的结构示意图,A错误;中间的2p轨道上的电子的自旋状态相同,违背泡利不相容原理,B错误;基态Cu原子的价电子排布式为3d104s1,C正确;Cr的简化电子排布式为[Ar]3d54s1,D错误。
易错分析　(1)Cr、Cu两种元素基态原子的电子填充顺序与构造原理不完全一致。
(2)要注意题目的要求,分清电子排布式、轨道表示式、价电子排布式和最外层电子排布式。
6.A　根据泡利不相容原理可知3s轨道最多排2个电子,A错误;根据洪特规则可知,基态8O原子的电子排布式为1s22s2222,B正确;Na+的电子排布式为1s22s22p6,轨道表示式为,C正确;2p轨道的2个电子应分占2个轨道,且自旋状态相同,D正确。
7.A　根据题意可知①为N元素、②为He元素、③为F元素、④为O元素。He为稀有气体元素,难以失去电子,第一电离能最大;同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,N原子的2p能级为半充满状态,第一电离能大于相邻的O元素,则第一电离能由大到小的顺序为②③①④。
易错分析　同一周期从左到右,元素的第一电离能呈增大的趋势,但一般ⅡA族、ⅤA族元素出现反常。
8.C　同周期从左到右主族元素的第一电离能呈增大趋势,所以Na的第一电离能小于Mg的第一电离能,A正确;同主族从上到下元素的第一电离能逐渐减小,Na的第一电离能大于K的第一电离能,B正确;Ne为稀有气体元素,电子排布式为1s22s22p6,Na+的电子排布式为1s22s22p6,钠离子核电荷数更大,其第二电离能大于Ne的第一电离能,C错误;Na+的电子排布式为1s22s22p6,Mg+的电子排布式为1s22s22p63s1,Mg+比Na+更容易失去一个电子,所以Na的第二电离能大于Mg的第二电离能,D正确。
思想方法练
1.D　核电荷数为1~36的元素为前四周期元素,基态原子的最外层电子排布满足ns1的元素有H(1s1)、Li(2s1)、Na(3s1)、K(4s1)、Cr(4s1)、Cu(4s1),共6种,故选D。
方法点津　化学中的特例贯穿整个高中化学学习过程,分析选项的表述是否严谨,要时刻考虑是否存在特例,因此“一般与特殊”的思想方法在高中阶段非常重要。对此题来说,一般情况下前四种容易写出,但是特殊的Cr(4s1)、Cu(4s1)需要加强记忆。
A　简单氢化物的酸性强弱不能用于比较元素非金属性的强弱,非金属性:F>Cl,A错误;Mg原子的3s轨道为稳定的全充满结构,其第一电离能大于同周期相邻元素,B正确;非金属性:Cl>S>As,电负性:Cl>
S>As,C正确;Mg2+、F-具有相同的电子层结构,Mg2+核电荷数大,半径小,D正确。
3.D　电负性: χ(N)< χ(O),则键极性:C—Nr(Na+),D正确。
方法点津　共价键的极性强弱判断
若两种不同的非金属元素的原子间形成共价键,一般,成键原子的电负性的差值越大,键的极性越强,如共价键极性:H—F>H—Cl>
H—Br>H—I。
A　W、X、Y、Z为原子序数依次增大的前20号元素,X的基态原子核外电子有7种空间运动状态,为Al元素;四种元素原子核外最外层电子数之和为16,则W、Y、Z原子核外最外层电子数之和为13,且W、Y同主族,由于Y原子序数大于Al,则W、Y原子核外最外层电子数可能为4或6,W、Y、Z分别为C、Si、P或O、S、K。第一电离能:C>
B,A错误;非金属性:C>Si,O>S,简单氢化物稳定性:CH4>SiH4,H2O>H2S,
B正确;Al2O3具有两性,能与NaOH溶液反应,C正确;简单离子半径:
P3->Al3+,K+>Al3+,D正确。
5.BD　A、B、C、D、E为20号以前的元素,原子序数逐渐增大,A元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn,即2s22p2,则A为C元素;A与C同一周期,基态C原子的s轨道与p轨道电子数相等,则C为O元素、B为N元素;D、E元素的基态原子都只有一个未成对电子,它们相互作用形成的离子的电子层结构相同,并且离子最高能级的电子对数等于其最高电子层的电子层数,则D为Cl元素、E为K元素。非金属性:O>N,简单氢化物的稳定性:H2O>NH3,A错误;同周期主族元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,N的2p轨道为稳定的半充满结构,第一电离能大于同周期相邻元素,则同周期中第一电离能小于O元素的元素有Li、Be、B、C,共4种,B正确;元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,但不是最高价氧化物对应的水化物,其酸性不一定强,如次氯酸的酸性弱于碳酸,C错误;C和Cl可以形成含有非极性键的共价化合物六氯乙烷,O和K可以形成含有离子键和非极性键的离子化合物K2O2,D正确。
6.答案　(1)第4周期ⅥA族　1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2　4p　哑铃　(2)S>P>Ga　(3)大于　砷元素基态原子4p能级是半充满稳定状态,能量较低,第一电离能大于同周期相邻元素　(4)基态原子的电子吸收能量后,电子从较低的能级跃迁到较高能级,激发态的电子从能量较高的轨道跃迁回能量较低的轨道时,以光的形式释放能量,产生特殊的火焰颜色
解析　(1)Se的原子序数为34,原子核外有4个电子层,最外层有6个电子,位于第4周期ⅥA族;硅原子核外有14个电子,其电子排布式是1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2;Ga的原子序数为31,基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1,最高能级为4p,其轨道呈哑铃形。(2)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,则电负性:S>P>Ga。(3)As、Se都是第4周期非金属元素,同一周期主族元素自左而右第一电离能呈增大趋势,但砷元素基态原子的4p轨道是半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素。
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