【高考突破方案】5第五章 物质结构 元素周期律 -讲义（教师版） 高考化学一轮复习
文档属性
| 名称 | 【高考突破方案】5第五章 物质结构 元素周期律 -讲义（教师版） 高考化学一轮复习 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 15.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-12-05 16:36:51 | ||
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文档简介
第1讲 原子结构 核外电子排布
考点一 原子结构 核素 同位素
1．原子构成
(1)构成原子的微粒及作用
(2)微粒之间的关系
①原子的原子序数＝__核电荷数__＝__核内质子数__＝__核外电子数__。
②离子电荷数＝__|质子数－核外电子数|__。
③质量数(A)＝__质子数(Z)＋中子数(N)__。
④阳离子质子数(Z)＝__阳离子的核外电子数＋阳离子的电荷数__。
⑤阴离子质子数(Z)＝__阴离子的核外电子数－阴离子的电荷数__。
(3)微粒符号周围数字的含义
特别提醒
(1)原子中不一定都含有中子，如H没有中子。
(2)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F和OH－。
(3)电子排布完全相同的原子不一定是同一种原子，如互为同位素的各原子。
(4)破坏原子结构的核裂变不属于化学变化。
2．元素、核素、同位素
(1)元素、核素、同位素的概念及相互关系
(2)同位素的特征
①同一元素的各种核素的__中子数__不同，__质子数__相同，化学性质__几乎完全相同__，但物理性质__有差异__。
②天然存在的同位素，相互间保持一定的比率。
(3)氢元素的三种核素
H：用字母H表示，名称为氕，不含中子。
H：用字母D表示，名称为氘或重氢，含有1个中子。
H：用字母T表示，名称为氚或超重氢，含有2个中子。
(4)几种重要核素的用途
核素 U C H H O
用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子
(5)两种相对原子质量
①原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与12C质量的的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。
②元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比(称为丰度)算出的平均值。如：Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。
特别提醒
(1)同位素的“六同三不同”
(2)由于同位素的存在，核素的种数远大于元素的种类。
(3)不同核素中的微粒关系“三可能”：
可能具有相同的质子数，如H和H；
可能具有相同的中子数，如C和O；
也可能具有相同的质量数，如C和N。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)质子数相同的微粒一定属于同一种元素。( )
错因：
(2)原子核都是由质子和中子构成的。( )
错因：
(3)核外电子数相同的微粒，其质子数一定相同。( )
错因：
(4)同位素的物理性质不同，但化学性质几乎相同。( )
错因：
(5)不同核素之间的转化属于化学反应。( )
错因：
答案：(1)× 质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－。
(2)× 原子核内不一定都有中子，如H。
(3)× 核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3+与Na＋、NH与OH－等。
(4)√
(5)× 不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应。
题 组 元素、核素、同位素的概念辨析
1．(2024·广西贺州一模)Pu和Po均是放射性元素，下列有关Pu和Po的说法错误的是( )
A．Po的中子数为126
B．Pu的质量数为238
C．Po的核外电子数为210
D．Pu与Pu互为同位素
解析：C Po核外电子数为84，C错误。
2．月壤中含有丰富的3He，3He发生核聚变反应为3He＋3He―→4He＋2mX＋12.86 MeV，可控核聚变提供人类生产生活所需能量是能源发展的重要方向。下列说法正确的是( )
A．3He核聚变是化学变化
B．3He与4He互为同位素
C．mX的中子数为1
D．3He、4He形成的单质中均含有共价键
解析：B 核聚变属于核反应，不属于化学反应，A错误；3He与4He是He元素的不同原子，互为同位素，B正确；根据守恒可得，mX是1H，1H的中子数是0，C错误；3He与4He都是单原子分子，无共价键，D错误。
误区警示
元素、核素、同位素的区别与联系
(1)同位素在元素周期表中处于同一位置，一般使用同一元素符号，也可用不同符号来表示，如氕、氘、氚的符号表示为H、H(或D)、H(或T)。
(2)一种元素可能有多种核素，也可能只有一种核素，如19F 、23Na、27Al等 。现已发现的元素有118种，核素的种数远大于118种。
(3)同位素之间的转化，既不是物理变化也不是化学变化，是核反应。
(4)同位素是指同一元素的不同原子间的关系，同素异形体是指同一元素的不同单质间的关系。
(5)同位素之间可形成不同的同位素单质，如氢分子有6种：H2、D2、T2、HD、HT、DT。同位素之间可形成不同的同位素化合物，如水分子：H2O(普通的水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。H、D、T与16O、17O、18O可形成3×6＝18种水分子，相对分子质量不同，它们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全
相同。
考点二 原子核外电子排布原理
1．核外电子排布
(1)核外电子排布规律
(2)核外电子排布与元素性质的关系
①稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子。
②金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易__失去__电子，形成阳离子，表现出__还原__性，在化合物中显正化合价。
③非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易__得到__电子，活泼非金属原子易形成阴离子，在化合物中主要显负化合价。
(3)原子结构示意图
2．能层与能级
(1)能层(n)
在多电子原子中，核外电子的__能量__是不同的，按照电子的__能量__差异将核外电子分成不同的能层。按照离核由近到远，用K、L、M、N……表示，能量依次__升高__，即E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。
(2)能级
同一能层里电子的__能量__也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用__s、p、d、f__表示，同一能层里，各能级的能量按__s、p、d、f__的顺序依次__升高__，即__E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)__。
(3)能层与能级的关系
能层 一 二 三 四 五
符号 K L M N O
能级 1s 2s、2p 3s、3p、3d 4s、4p、4d、4f 5s、5p……
最多电子数 2 2、6 2、6、10 2、6、10、14 2、6……
电子离核远近 近→远
电子能量高低 低→高
特别提醒
第一能层(K)，只有s能级；第二能层(L)，有s、p两种能级，p能级上有三个原子轨道px、py、pz，它们具有相同的能量，称为简并轨道；第三能层(M)，有s、p、d三种能级。能量高低为1s<2s<3s。
3．电子云与原子轨道
(1)电子云
①处于一定__空间运动__状态的电子在原子核外空间的__概率密度__分布的形象描述。
②同一原子的能层越高，s电子云半径越__大__。
(2)原子轨道
量子力学上把电子在原子核外的一个__空间运动状态__称为一个原子轨道。
原子轨道 轨道形状 轨道个数
s __球形__ __1__
p __哑铃形__ __3__
d — __5__
f — __7__
温馨提示
电子的运动状态＝核外电子数
电子的空间运动状态＝轨道数
4．基态原子的核外电子排布
(1)核外电子排布“三原则”
①能量最低原理
电子尽可能地先占据能量最低的原子轨道，使整个原子的__能量最低__。
②泡利原理
每个原子轨道里最多只能容纳__2__个电子，且自旋__相反__。
如2s轨道上的电子排布图为，不能表示为。
③洪特规则
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 ，如2p3的电子排布图为，不能表示为或。
洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在 全充满 (p6、d10、f14)、 半充满 (p3、d5、f7)和 全空 (p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。
（2）构造原理
如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：
可以总结为ns＜（n－2）f＜（n－1）d＜np
5．基态原子核外电子排布的表示方法
表示方法 以氯原子为例
原子结构示意图 INCLUDEPICTURE "4t1a.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\转Word文件\\2024届一轮\\化学\\4t1a.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\转Word文件\\2024届一轮\\化学\\4t1a.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\转Word文件\\2024届一轮\\化学\\4t1a.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\转Word文件\\2024届一轮\\化学\\4t1a.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\2024届高考总复习（第1轮） 化学 PPT\\4t1a.tif" \* MERGEFORMATINET
电子排布式 1s22s22p63s23p5
简化电子排布式 [Ne]3s23p5
价电子排布图
价电子排布式 3s23p5
6．原子中的电子跃迁与原子光谱
(1)原子中的电子跃迁的一般规律
INCLUDEPICTURE "5t1.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\转Word文件\\2024届一轮\\化学\\5t1.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\转Word文件\\2024届一轮\\化学\\5t1.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\转Word文件\\2024届一轮\\化学\\5t1.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\转Word文件\\2024届一轮\\化学\\5t1.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\2024届高考总复习（第1轮） 化学 PPT\\5t1.tif" \* MERGEFORMATINET
激发态原子释放能量不一定变成基态原子，可能变成能量稍低的激发态原子。
(2)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，总称原子光谱。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)2px、2py、2pz的能量相等。( )
错因：
(2)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等。( )
错因：
(3)p轨道的能量一定比s轨道的能量高。( )
错因：
(4)2s2的电子排布图为。( )
错因：
(5)2p3的电子排布图为。( )
错因：
答案：(1)√
(2)× 3p轨道能量大于2p轨道能量。
(3)× 2p轨道能量小于3s轨道能量。
(4)× 违背了泡利原理，同一原子轨道中的两电子，自旋相反。
(5)× 违背了洪特规则，洪特规则要求同一能级的电子尽量分占不同的轨道，且自旋平行。
1.下列有关电子排布式或电子排布图的结论错误的是（ ）
选项 电子排布式或电子排布图 结论
A 违背洪特规则
B 1s22s22p63s23p63d54s1 书写正确
C 违背泡利原理
D 1s22s22p63s23p63d2 书写正确
解析： D 原子核外电子先占有能量较低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，3s能级的能量高于2p能级，应先填充2p能级，3d能级的能量高于4s能级，应先填充4s能级，再填充3d能级，正确的电子排布式应为1s22s22p63s23p64s2，D符合题意。
2．(2024·雅礼高三入学测试)很多络离子的颜色是因为发生了价层电子的d－d跃迁导致的。配体使原来能量相同的d轨道发生分裂，有的d轨道能量升高，有的d轨道能量降低。分裂后的d轨道未被电子充满，电子可以在不同能量的d轨道之间跃迁，吸收一定波长的光而表现出特定颜色。下列络合离子可能有颜色的是( )
A．[Ti(H2O)6]3+ B．[Zn(NH3)4]2+ C．[SnCl6]2- D．AlF
解析：A [Ti(H2O)6]3+中心离子Ti3+的价层电子排布式为3d1，d轨道未排满电子，可能发生价层电子的d－d跃迁导致[Ti(H2O)6]3+有颜色，A符合题意；[Zn(NH3)4]2+中心离子Zn2+的价层电子排布式为3d10，d轨道已排满电子，不可能发生价层电子的d－d跃迁，[Zn(NH3)4]2+不可能有颜色，B不符合题意；[SnCl6]2-中心离子Sn4+的价层电子排布式为4d10，d轨道已排满电子，不可能发生价层电子的d－d跃迁，[SnCl6]2-不可能有颜色，C不符合题意；AlF中心离子Al3+的电子排布式为1s22s22p6，d轨道无电子，不可能发生价层电子的d－d跃迁，AlF不可能有颜色，D不符合题意。
练后总结
核外电子排布常见错误
(1)在写基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误：
(2)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，而失电子时，却先失4s轨道上的电子，如Fe3+：1s22s22p63s23p63d5。
(3)注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、价电子排布式的区别与联系。如Cu的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1；简化电子排布式：[Ar]3d104s1；价电子排布式：3d104s1。
eq \x( INCLUDEPICTURE "TT2.EPS" 练 后 总 结,核外电子排布常见错误, (1)在写基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误：,①
↑ ↑↑（违反能量最低原理）② ↑↑
（违反泡利原理）)
↑↓ （违反洪特规则） ④ ↑ ↓
（违反洪特规则）,(2)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe为1s22s22p63s23p63d64s2，而失电子时，却先失4s轨道上的电子，如Fe3+为1s22s22p63s23p63d5。,(3)注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、价电子排布式的区别与联系。如Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1；简化电子排布式为[Ar]3d104s1；价电子排布式为3d104s1。)
题组二 核外电子排布的表示方法及判断
3．下列有关原子核外电子排布的表达中错误的是( )
A．F－的结构示意图：
B．基态镁原子的核外电子排布的轨道表示式：
C．基态Mn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5
D．Ga原子激发态的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p1
解析：D Ga为31号元素，位于第四周期第ⅢA族，基态Ga原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar] 3d104s24p1，故D错误。
4．(2024·西宁市二中月考)下列说法正确的是( )
A．Cr原子结构示意图
B．铍原子最外层的电子云图为
C．基态Cu原子的价层电子轨道表示式为，该轨道表示式违背了泡利不相容原理
D．，该轨道表示式违背了泡利不相容原理
解析：A Cr是24号元素，基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，则Cr原子结构示意图，A正确；铍是4号元素，原子核外电子排布式是1s22s2，原子最外2s能级的电子云是球形，不是哑铃形，B错误；Cu元素基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，则基态Cu原子的价层电子轨道表示式为
，C错误；该轨道表示式违背了洪特规则，2p能级电子应自旋方向相同，应为，D错误。
方法总结
核外电子排布的表示方法
(1)书写电子排布式时按照能层数由小到大，能级s、p、d、f的顺序排列。简写时可用上一周期的稀有气体元素符号并加“[ ]”代替部分电子排布式。
(2)书写电子排布图时可用“□”“○”表示原子轨道，用“↑”或“↓”表示自旋相反的电子。
题组三 与核外电子排布有关的元素推断
5．下列各组原子(1～36号)中，彼此的化学性质一定相似的是( )
选项 a原子 b原子
A 最外电子层上有2个电子 最外电子层上有2个电子
B 2p能级上有2个未成对电子 3p能级上也有2个未成对电子
C 电子排布式为1s2 电子排布式为[Ar]4s2
D 最外电子层(L层)上只有1个空轨道 最外电子层(M层)也只有1个空轨道
解析：D 若a为Be，则为金属元素，b为He，为惰性元素，性质不同，故A不符合题意；a原子2p能级上有2个未成对电子，可能为C或者O，b原子3p能级上有2个未成对电子，可能为Si或S，化学性质不一定相似，故B不符合题意；a原子电子排布式为1s2，则为He；b原子电子排布式为[Ar]4s2，则为Ca，二者性质不相似，故C不符合题意；a原子最外电子层(L层)上只有1个空轨道，为C；b原子最外电子层(M层)也只有1个空轨道，为Si，二者为同主族元素，性质相似，故D符合题意。
思维总结
根据电子排布推断元素的思维模板
分析题意→确定元素→回答题中问题
6．(2024·西安交大附中模拟)按要求填空：
(1)根据构造原理写出下列基态原子或离子的核外电子排布式。
①A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半：______________。
②B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍：______________。
③基态Ni2+、Fe3+、S2-的电子排布式分别为______________、______________、______________。
(2)某元素的最外层电子排布式是4s24p5，则其元素符号为______。
(3)基态Ti2+中，电子占据的最高能层符号是______，该能层有______个能级。
(4)写出基态砷原子的电子排布式____________，砷位于元素周期表中第______周期______族。
答案：(1)①1s22s22p63s23p2 ②1s22s22p1 ③[Ar]3d8 [Ar]3d5 1s22s22p63s23p6 (2)Br (3)M 3 (4)[Ar]3d104s24p3 四 ⅤA
题组四 破解“10e－”“18e－”微粒
7．具有10个质子和10个电子的微粒是( )
A．HF B．OH－ C．Na＋ D．CO
解析：A HF质子数为10，电子数为10，故A正确；OH－质子数为9，电子数为10，故B错误；Na＋质子数为11，电子数为10，故C错误；CO质子数为14，电子数为14，故D错误。
8．已知A、B、C、D分别为中学化学中常见的四种不同微粒，它们之间有如图所示的反应关系：
(1)如果A、B、C、D均是10电子微粒，请写出：
A的化学式_________________；D的电子式____________。
如果A和C是18电子微粒，B和D是10电子微粒，请写出A与B在溶液中反应的离子方程式： 。
答案：(1)NH HH
(2)H2S＋OH－===HS－＋H2O(或H2S＋2OH－===S2-＋2H2O)
解析：(1)10电子微粒A、B反应得到两种10电子微粒，应是NH＋OH－NH3↑＋H2O，可推知A为NH，B为OH－，C为NH3，D为H2O。
(2)如果A、C均是18电子的粒子，B、D是10电子粒子，结合转化关系，可推断：A为H2S，B为OH－，C为HS－或S2-，D为H2O，A与B在溶液中反应的离子方程式为H2S＋OH－===HS－＋H2O(或H2S＋2OH－===S2-＋2H2O)。
归纳总结
(1)“10e－”粒子
(2)“18e－”粒子
1．(2024·上海卷)下列关于18F与19F说法正确的是( )
A．是同种核素
B．是同素异形体
C．19F比18F多一个电子
D．19F比18F多一个中子
解析：D 18F与19F质子数相同、中子数不同，因此二者是不同种核素，A错误；同素异形体指的是同种元素的不同单质；18F与19F是两种不同的原子，不是单质，因此二者不是同素异形体，B错误；同位素之间质子数和电子数均相同，19F比18F多一个中子，C错误、D正确。
2．(2024·北京卷)我国科研人员利用激光操控方法，从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子，实现了对同位素41Ca的灵敏检测。41Ca的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间)长达10万年，是14C的17倍，可应用于地球科学与考古学。下列说法正确的是( )
A.41Ca的原子核内有21个中子
B．41Ca的半衰期长，说明41Ca难以失去电子
C．41Ca衰变一半所需的时间小于14C衰变一半所需的时间
D．从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子的过程属于化学变化
解析：A 41Ca的质量数为41，质子数为20，所以中子数为41－20＝21，A正确；41Ca的半衰期长短与得失电子能力没有关系，B错误；根据题意41Ca衰变一半所需的时间要大于14C衰变半所需的时间，C错误；从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子的过程没有新物质产生，不属于化学变化，D错误。
3．(2023·湖南卷)下列化学用语表述错误的是( )
A．HClO的电子式：H
B．中子数为10的氧原子：O
C．NH3分子的VSEPR模型：
D．基态N原子的价层电子排布图：
解析：C 氨分子的VSEPR模型缺一个孤电子对，故C错误。
1．(2024·湖南仿真模拟)下列化学用语错误的是( )
A．NaClO的电子式：Na
B．2px能级电子云轮廓图：
C．基态Fe3+价层电子轨道表示式：
D．F原子的结构示意图：
解析：A NaClO是离子化合物，电子式为Na＋[]－，A项错误。
2．第117号元素为Ts(中文名“石田”，tián)，Ts的最外层电子数是7。下列说法中，不正确的是( )
A．Ts是第七周期第ⅦA族元素
B．Ts的同位素原子具有相同的电子数
C.中子数为176的Ts，其核素符号是Ts
D．Ts在同族元素中非金属性最弱
解析：C 中子数为176的Ts，质量数＝质子数＋中子数＝117＋176＝293，其核素符号是Ts，故C错误。
3．(2024·广州期末质量检测)元素周期表中硒元素的数据见图，下列说法中正确的是( )
A．硒元素的质量数为78.96
B．基态硒原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p4
C．基态硒原子的4p能级有4个未成对电子
D．硒原子的最高化合价为＋4
解析：B 根据表格数据可知硒元素的相对原子质量为78.96，A错误；Se是34号元素，根据构造原理可知基态硒原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p4，B正确；基态硒原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p4，则基态硒原子的4p能级有2个未成对电子，C错误；根据基态硒原子的电子排布式[Ar]3d104s24p4，可知硒原子的最高化合价为＋6，D错误。
4．(2025·吉林高三入学考试)下列有关说法正确的是( )
A．不同原子中，2p、3p、4p能级的轨道数相等
B．同周期元素，从左到右，第一电离能依次增大
C．2px、2py、2pz的能量不相等
D．排布图违反了泡利原理
解析：A 不同原子中，2p、3p、4p能级的轨道数相等，都只有3个轨道，故A正确；同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA族大于第ⅢA族，第ⅤA族大于第ⅥA族，故B错误；2px、2py、2pz的能量相等，只是伸展方向不同，故C错误；排布图违反了洪特规则，故D错误。
5．(2024·湖南部分学校期末联考)《食品安全国家标准》中明确规定在食用盐中加入的食品营养强化剂，包括碘酸钾(KIO3)、碘化钾(KI)。下列说法错误的是( )
A．基态氧原子核外能量最高的电子所在能级的电子云形状：
B．钾原子核外有19种不同运动状态的电子
C．基态氧原子核外电子的轨道表示式：
D．基态碘原子的价层电子排布式：4s24p5
解析：D 基态氧原子核外电子排布式为1s22s22p4，能量最高的电子属于2p能级，该能级电子云的形状为，A项正确；K为19号元素，K原子核外有19个电子，有19种不同运动状态的电子，B项正确；基态氧原子核外电子的轨道表示式为，C项正确；碘为53号元素，位于元素周期表第五周期第ⅦA族，基态碘原子的价层电子排布式为5s25p5，D项错误。
6．下列关于原子结构、原子轨道的说法正确的是( )
A．N能层中有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能层中，有自旋相反的两条轨道
C．s电子绕核运动，其轨道为球面，而p电子在哑铃形曲面上运动
D．电子云的轮廓图称为原子轨道，不同原子的1s能级能量相同
解析：A N能层有4种能级，分别为4s、4p、4d、4f，各能级分别有1、3、5、7个轨道，共有16个轨道，每个轨道最多能容纳2个电子，则可容纳32种运动状态的电子，故A正确；在K能层中只有s轨道，有自旋相反的两个电子，故B错误；s能级电子绕核运动，其电子云轮廓图为球形，而p电子的电子云轮廓图是哑铃形，电子云只说明电子在某个区域出现的概率，故C错误；电子云的轮廓图称为原子轨道，不同原子的1s能级能量不同，故D错误。
7．已知某原子结构示意图为 ，下列有关说法错误的是( )
A．结构示意图中x＝2
B．该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2
C．该原子的电子排布图为
D．该原子结构中共有5个能级上填充有电子
解析：C 由题给信息分析原子结构示意图可知，K层电子排满时为2个电子，故x＝2，该元素为硅，故A正确；该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，故B正确；硅的电子排布图为，故C错误；原子结构中共有1s、2s、2p、3s、3p这5个能级上填充有电子，故D正确。
8．(2024·广东肇庆高二期末)磷酸铁锂(LiFePO4)超快充电池研发备受关注。下列说法正确的是( )
A．基态Fe2+的3p轨道与3d轨道电子数相同
B．激发态Li原子2s轨道不可能存在2个电子
C．基态O的电子轨道表示式违反了泡利原理
D．P原子s电子的电子云轮廓图依次为 (r＝a nm)
解析：A 基态Fe2+的价层电子排布式为3d6，3p轨道全充满，A项正确；根据核外电子排布规律可知Li的基态原子核外电子排布式为1s22s1，激发态时，电子发生跃迁，2s轨道可能存在2个电子，B项错误；图中基态O的轨道表示式违反了洪特规则，C项错误；P原子s电子的电子云轮廓图都为球形，但大小不同，D项错误。
9．(2024·湖南联盟月考)下列说法或有关化学用语的表达正确的是( )
A．能级能量大小关系：4f>5d
B．基态铜原子(29Cu)的价层电子排布式：3d104s1
C.Ca处于基态的电子排布式为1s22s22p63s23p64p2
D．Na＋的电子排布图
解析：B 根据构造原理，电子填充的先后顺序为ns<(n－2)f<(n－1)d10．完成下列化学用语。
(1)Cr原子的核外电子排布式为_____________________________________，
价电子排布式为__________________，原子结构示意图为______________，价电子排布图为_______________________________________。
(2)Cu2+的核外电子排布式为________________________，离子结构示意图为________。
(3)As的核外电子排布式为_________________________________________，原子结构示意图为________________，价电子排布图为__________________。
(4)Co的价电子排布式为______________，价电子排布图为______________________________。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d54s1{或[Ar]3d54s1} 3d54s1
(2)1s22s22p63s23p63d9{或[Ar]3d9}
(3)1s22s22p63s23p63d104s24p3{或[Ar]3d104s24p3}
(4)3d74s2
11．(2024·贵州高二月考)铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有Al2O3、K2O、CaO、MgO、Cr2O3等氧化物。下列说法不正确的是( )
A．基态Mg原子核外电子的运动状态有12种
B．基态K＋最高能级的电子云轮廓图为哑铃形
C．基态Cr原子的价电子轨道表示式为
D．从结构角度分析，Fe2+的稳定性强于Fe3+
解析：D 镁元素原子的核外共有12个电子，其每一个电子的运动状态都不相同，故共有12种，故A项正确；基态K＋核外电子排布为：1s22s22p63s23p6，最高能级为p能级，电子云轮廓图是哑铃形的，故B项正确；基态Cr原子的价电子轨道表示式为 ，故C项正确；Fe2+：[Ar]3d6，Fe3+：[Ar]3d5，Fe3+的3d能级电子为半充满的稳定状态，故稳定性：Fe3+>Fe2+，故D项错误。
12．三氟化氮(NF3)是一种无色、无味的气体，它是微电子工业的关键原料之一，可由氨气和氟气反应得到：____NH3＋____F2―→____NF3＋____NH4F。完成下列填空：
(1)配平上述反应方程式：__________________________________。
(2)F原子的结构示意图是____________________________________，从原子结构角度比较F和N元素的非金属性强弱：_______________________________。
(3)写出NH4F的电子式：______________________________，溶液中NH的检验方法是_________________________________________。
(4)与NH具有相同质子数和电子数的单核微粒，其单质在空气中长期露置后的最终产物是____________，该产物的水溶液呈______性，用适当的化学用语解释该溶液酸碱性的原因：________________________________________________。
其稀溶液中存在关系式：c(OH－)－c(H＋)＝c(HCO)＋__________。
答案：(1)4NH3＋3F2===NF3＋3NH4F (2) F原子和N原子电子层数相同，核电荷数：F>N，原子半径：FN，非金属性：F>N
(3) 取适量溶液于试管中，滴加氢氧化钠溶液并加热。将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，若试纸变蓝，则样品中有铵根离子
(4)Na2CO3 碱 CO＋H2O HCO＋OH－ 2c(H2CO3)
解析：(4)NH含有11个质子、10个电子，与其具有相同质子数和电子数的单核微粒为Na＋，Na单质在空气中长期露置后的最终产物为Na2CO3；碳酸钠水溶液中因存在碳酸根的水解，使溶液中c(OH－)大于c(H＋)，所以溶液呈碱性；其稀溶液中存在质子守恒：c(OH－)－c(H＋)＝c(HCO)＋2c(H2CO3)。
第2讲 元素周期律
考点一 元素周期表
1．梳理元素周期表的编排原则
2．清晰元素周期表的结构
(1)形成：1869年，由俄国化学家__门捷列夫__初步绘制完成。
(2)网格图示概述元素周期表的结构
周期(7个横行，7个周期)、族(18个纵列、16个族)。
(3)导图细分周期表中周期和族的知识
元素周期表
特别提醒
(1)氢元素不属于碱金属元素，第ⅠA族元素不等同于碱金属元素。
(2)最外层电子数是2的不一定是第ⅡA族元素，如He及大部分过渡元素。
(3)新教材观点：第Ⅷ族属于副族，但是在表示时仍为“第Ⅷ族”。
(4)过渡元素即副族元素，包括了第ⅠB～第ⅦB族和第Ⅷ族。
3．理顺原子结构与周期的关系
(1)原子结构与周期序数的关系
周期 能层数 每周期第一个元素 每周期最后一个元素
原子序数 原子序数 基态原子的电子排布式
二 2 3 [He]2s1 10 1s22s22p6
三 3 11 __[Ne]3s1__ __18__ __1s22s22p63s23p6__
四 4 19 __[Ar]4s1__ __36__ __1s22s22p63s23p63d104s24p6__
五 5 37 [Kr]5s1 54 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6
六 6 55 [Xe]6s1 86 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6
七 7 87 [Rn]7s1 118 —
(2)族元素的价电子排布特点
①主族元素
主族 排布特点 主族 排布特点
ⅠA ns1 ⅣA ns2np2
ⅡA ns2 ⅤA ns2np3
ⅢA ns2np1 ⅥA ns2np4
ⅦA ns2np5
②0族元素：He为__1s2__；其他为__ns2np6__。
③过渡元素(副族和第Ⅷ族)：__(n－1)d1～10ns1～2__。
4．明晰元素周期表的分区
(1)按元素种类对元素周期表分区
周期 族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
1234567
①分界线：沿着元素周期表中__铝、锗、锑、钋__与__硼、硅、砷、碲、砹__的交界处画一条虚线，即为金属元素区和非金属元素区的分界线。
②各区位置：分界线左下方为__金属元素区__，分界线右上方为__非金属元素区__。
③分界线附近元素的性质：既表现__金属元素__的性质，又表现__非金属元素__的性质。
特别提醒
(1)过渡元素包括7个副族和第Ⅷ族，全部是金属元素，原子最外层电子数不超过2个(1～2个)。
(2)由于镧系和锕系的原因，第六、七周期同一周期的第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差为25。而第四、五周期同一周期的第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差为11。
(2)按价电子排布对周期表分区
①各区价电子排布特点
分区 价电子排布 对应区域
s区 ns1～2 第ⅠA、ⅡA族
p区 ns2np1～6(除He外) 第ⅢA～ⅦA族，0族
d区 (n－1)d1～9ns1～2(除钯外) 第ⅢB～ⅦB族(镧系、锕系除外)，Ⅷ族
ds区 (n－1)d10ns1～2 第ⅠB、ⅡB族
f区 (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2 镧系、锕系元素
②周期表的分区
5．了解元素周期表的应用
(1)科学预测：为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。
(2)寻找新材料
特别提醒
(1)处在金属元素和非金属元素分界线上下的元素单质并不一定都是半导体，如Al是导体，B(硼)不导电。
(2)从元素周期表的分区中可以看出，非金属性最强的是氟(F)，金属性最强的是铯(Cs)(放射性元素除外)。
6．规律
最外层电子数规律 最外层电子数为1的元素有主族(第ⅠA族)、副族(第ⅠB族、第Ⅷ族部分等)；最外层电子数为2的元素有主族(第ⅡA族)、副族(第ⅡB族、第ⅢB族、第ⅣB族、第ⅦB族)、0族(He)、第Ⅷ族(26Fe、27Co等)；最外层电子数在3～7之间的元素一定是主族元素；最外层电子数为8的元素为0族(He除外)
数目规律 元素种类最多的是第ⅢB族(32种)；同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数之差有以下三种情况：第二、三周期(短周期)相差1，第四、五周期相差11，第六、七周期相差25
分界线规律 位于金属与非金属之间的分界线，右上方的元素为非金属(周期表中的颜色为深绿色)，在此可以找到制造农药的元素(如Cl、P等)，左下角为金属元素(H除外)，分界线两边的元素一般既有金属性，又有非金属性；能与酸和碱反应(如Be、Al等)，还可找到制造半导体材料的元素(如Si、Ge等)
对角线规律 某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，主要表现在第二、三周期(如Li和Mg、Be和Al、B和Si)
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)元素周期表中同列元素原子的价层电子总数相同。( )
错因：
(2)包含元素种数最多的族是第ⅠA族。( )
错因：
(3)原子的最外层有2个电子的元素一定是第ⅡA族。( )
错因：
(4)处于非金属与金属分界线上的元素常被称为半金属或类金属。( )
错因：
(5)最外层有2个未成对电子的可能是ns2np2或ns2np4，短周期元素中分别为C、Si和O、S。( )
错因：
答案：(1)× 同主族元素的价电子层的电子总数一定相等，但过渡元素中一些族的价层电子数不一定相等，例如：第ⅡB族中镧系和锕系元素。
(2)× 包含元素种类最多的族是第ⅢB族。
(3)× He原子和部分过渡金属元素的最外层电子数也是2。
(4)√
(5)√
题组一 元素周期表的结构
1．(2024·咸阳市模拟)已知A为第ⅡA族元素，B为第ⅢA族元素，它们的原子序数分别为m和n，且A、B为同一周期的元素，下列关系式错误的是( )
A．n＝m＋1 B．n＝m＋11 C．n＝m＋25 D．n＝m＋10
解析：D 若A、B为第二、三周期元素，n＝m＋1；若A、B为第四、五周期元素，n＝m＋11；若A、B为第六、七周期元素，n＝m＋25。
2．(2024·陕西高三模拟)下列说法正确的是( )
A．原子序数为7的元素的最高化合价为＋4价，位于p区
B．周期表中共有18个列，其中形成化合物种类最多的在第14列
C．位于同一主族的甲、乙两种元素，甲的原子序数为m，则乙的原子序数可能为m＋4
D．位于同一周期的甲、乙两种元素，甲位于第ⅠA族，原子序数为m，乙位于第ⅢA族，则乙原子序数可能为m＋19
解析：B 原子序数为7的元素为氮元素，其最高化合价为＋5价，故A错误；C元素形成有机物的种类繁多，C位于第14列，周期表中共有18个列，故B正确；同一主族的元素相差2、8、18、32或上述数字间的和，故C错误；同一周期第ⅠA族元素与第ⅢA族元素之间的差可能为2、12、26，故D错误。
练后总结
元素周期表中原子序数的序差规律
(1)相邻周期，同一主族元素的原子序数可能相差2、8、18、32。若A、B是同主族相邻周期元素，A、B所在周期分别有m和n种元素。如图：
当A、B在第ⅠA或第ⅡA族时，y＝x＋m。A、B在第ⅢA～0族时，y＝x＋n。
(2)同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数之差有以下三种情况：第二、三周期(短周期)相差1，第四、五周期相差11，第六、七周期相差25。
题组二 原子结构与元素周期表的关系
3．(2024·福州五校期中)下列说法中正确的是( )
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．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．过渡元素既有金属元素也有非金属元素
解析：C 主族元素含有金属元素，如钠元素，在s区，故A错误；第ⅡB族最外层电子数为2，在ds区，故B错误；元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素，称为过渡金属全部是金属元素，故C正确、D错误。
4．某多孔储氢材料前驱体结构如图。已知M、W、X、Y、Z 5种元素原子序数依次增大，基态Z原子的电子填充了3个能级，其中有2个未成对电子。下列说法正确的是( )
A.简单氢化物的还原性：XB．Y元素基态原子有7种空间运动状态
C．因为Z的电负性大于Y，所以Z的第一电离能更大
D．该化合物的阴离子中除M原子外的其他原子均满足最外层8电子稳定结构
解析：D 根据分析，M、W、X、Y、Z分别为H、B、C、N、O。同周期从左向右非金属性增强，其离子还原性减弱，简单氢化物的还原性：C＞N＞O，A错误；基态N原子核外电子排布式为1s22s22p3，空间运动状态种数即为电子的轨道数：1＋1＋3＝5，B错误；同周期第一电离能从左向右增大趋势，但第ⅡA族>第ⅢA族，第ⅤA族>第ⅥA族，第一电离能大小顺序是N>O>H>C>B，Y的第一电离能最大，C错误；该化合物的阴离子中除H原子为2电子稳定结构，其他原子均为8电子稳定结构，D正确。
题组三 元素周期表的应用
5．下列关于元素周期表应用的说法不正确的是( )
A．为元素性质的系统研究提供指导，为新元素的发现提供线索
B．在金属与非金属的分界处，寻找半导体材料
C．在氟、氯、硫、磷元素中，寻找制造农药的主要元素
D．在过渡元素中，可以找到半导体材料
解析：D 在过渡元素中寻找耐高温、耐腐蚀的合金材料，故D错误。
6．部分元素在元素周期表中的分布如图所示(虚线为金属元素与非金属元素的分界线)，下列说法不正确的是( )
A．B只能得电子，不能失电子
B．原子半径：Ge＞Si
C．As可作半导体材料
D．Po处于第六周期第ⅥA族
解析：A 由题给信息知，B元素位于金属元素与非金属元素的分界线附近，
既能得电子，又能失电子，故A错误。
考点二 元素周期律
1．元素周期律
2．元素性质的周期性变化规律
项目 同周期(左→右) 同主族(上→下)
原子结构 核电荷数 逐渐 增大 逐渐 增大
电子层数 相同 逐渐 增多
原子半径 逐渐 减小 逐渐 增大
离子半径 阳离子逐渐 减小 阴离子逐渐 减小 ，r(阴离子) ＞ r(阳离子) 逐渐 增大
性质 化合价 最高正化合价由 ＋1 → ＋7 (O、F除外) 相同，最高正化合价＝主族序数(O、F除外)
元素的金属性和非金属性 金属性逐渐 减弱 ，非金属性逐渐 增强 金属性逐渐 增强 ，非金属性逐渐 减弱
离子的氧化性、还原性 阳离子的氧化性逐渐 增强 ；阴离子的还原性逐渐 减弱 阳离子的氧化性逐渐 减弱 ；阴离子的还原性逐渐 增强
气态氢化物的稳定性 逐渐 增强 逐渐 减弱
最高价氧化物的水化物的酸碱性 碱性逐渐 减弱 ；酸性逐渐 增强 碱性逐渐 增强 ；酸性逐渐 减弱
第一电离能 增大的趋势 逐渐 减小
电负性 逐渐 增大 逐渐 减小
特别提醒
单核原子(离子)半径大小的比较方法“三看”
一看电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。
二看核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。
三看核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。
3．元素金属性、非金属性强弱判断
金属性 在金属活动性顺序表中越靠前，金属性越强(极少数例外)
单质与水(或酸)反应置换出氢气越容易，金属性越强
单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强
最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强
若Xn＋＋Y―→X＋Ym＋，则Y比X的金属性强
元素在周期表中的位置：左边或下方元素的金属性强
非金属性 与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强
单质氧化性越强或阴离子还原性越弱，非金属性越强
最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强
元素在周期表中的位置：右边或上方元素的非金属性强
特别提醒
(1)根据元素氧化物对应水化物的酸碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱时，必须利用其最高价氧化物对应的水化物。
(2)判断元素非金属性或金属性的强弱，依据的是元素原子在化学反应中得失电子的难易而不是得失电子的多少。
(3)金属性是指金属原子失电子能力的性质，金属活动性是指单质在水(或酸)溶液中，金属原子失去电子能力的性质，二者顺序基本一致，仅极少数例外，如金属性Pb>Sn，而金属活动性Sn>Pb。
4．第一电离能
(1)条件
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__。符号为__I1__；单位为__kJ·mol-1__。
(2)规律
①同周期元素：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，从左到右总体呈现__增大__的变化趋势。
第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能。同周期主族元素，第ⅡA族(ns2)全充满、第ⅤA族(np3)半充满，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的第ⅢA族和第ⅥA族元素。
②同族元素：从上到下第一电离能__逐渐减小__。
③同种原子：逐级电离能越来越__大__(即I1__＜__I2__＜__I3……)。
特别提醒
金属活动性顺序与元素相应的电离能大小顺序不完全一致，故不能根据金属活动性顺序判断电离能的大小。
5．电负性
(1)含义：用来描述不同元素的原子对__键合电子__吸引力的大小。元素的电负性越大，对__键合电子__的吸引力越__大__。
(2)标准：以氟的电负性为__4.0__和锂的电负性为1.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体未计)。
(3)变化规律
在元素周期表中，同周期从左到右，元素的电负性逐渐__变大__；同主族从上到下，元素的电负性逐渐__变小__。
(4)电负性的应用
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)元素的电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大。( )
错因：
(2)元素的氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强。( )
错因：
(3)元素的气态氢化物越稳定，非金属性越强，其水溶液的酸性越强，还原性越弱。( )
错因：
(4)元素的原子得电子越多，非金属性越强，失电子越多，金属性越强。( )
错因：
(5)同周期元素，从左到右，原子半径逐渐减小，离子半径也逐渐减小。( )
错因：
(6)酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4。( )
错因：
(7)氢化物的稳定性：HF＞HCl＞H2S＞SiH4＞PH3。( )
错因：
答案：(1)× 如电负性：O>N，非金属性：O>N，而第一电离能：N>O。
(2)× 元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强。
(3)× 元素的气态氢化物越稳定，非金属性越强，其水溶液的酸性强弱与还原性无关。
(4)× 元素原子的金属性、非金属性强弱与得失电子多少无关，只与得失电子的难易程度有关。
(5)× 同周期元素只有均形成阳离子或均形成阴离子时，原子序数越大，离子半径才越小。
(6)√
(7)× 氢化物的稳定性：HF＞HCl＞H2S＞PH3＞SiH4。
题组一 原子(或离子)半径的大小比较
1．比较下列微粒半径的大小(用“＞”或“<”填空)：
(1)Na______Mg______Cl
(2)Li______Na______K
(3)Na＋______Mg2+______Al3+
(4)F－______Cl－______Br－
(5)Cl－______O2-______Na＋______Mg2+
(6)Fe______Fe2+______Fe3+
答案：(1)＞ ＞ (2)＜ ＜ (3)＞ ＞ (4)＜ ＜ (5)＞ ＞ ＞ (6)＞ ＞
题组二 元素金属性、非金属性的判断
2．Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其最外层电子数之和为19。Q与X、Y、Z位于不同周期，X、Y相邻，Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍。下列说法错误的是( )
A．金属性：X>Q
B．原子半径：X>Y
C．简单氢化物的沸点：Z>Q
D．最高价含氧酸的酸性：Z>Y
解析：C 由题意可知，Q为第二周期元素，X、Y、Z为第三周期元素，再依据Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍，可推知Y为Si，由“X、Y相邻”，且X的原子序数小于Y，可推知X为Al，最后依据原子序数的大小关系和四种元素最外层电子数之和为19可推知，若Q为O，则Z为S；若Q为N，则Z为Cl；若Q为F，则Z为P。由于H2O或NH3或HF分子间存在氢键，而H2S或HCl或PH3分子间只有范德华力，则简单氢化物的沸点：H2S题组三 电离能、电负性
3．(2024·湖南高三模拟)“律动世界”国际化学元素周期表主题年活动报告中，提到了一种具有净水作用的物质，它由Q、W、X、Y、Z五种原子序数依次增大的元素组成。该五种元素的性质或结构信息如下表：
元素 信息
Q 基态原子只有一种形状的轨道填有电子，并容易形成共价键
W 基态原子有5个原子轨道填充有电子，有2个未成对电子
X 最高价氧化物对应水化物与Y、Z最高价氧化物对应水化物都能反应
Y 在元素周期表中位于第三周期、第ⅥA族
Z 焰色试验为紫色
下列说法正确的是( )
A．电负性：QB．第一电离能：WC．简单离子半径：WD．这种物质只含离子键
解析：A Q、W、X、Y、Z五种原子序数依次增大的元素；Q基态原子只有一种形状的轨道填有电子，并容易形成共价键，为氢元素；Z焰色试验为紫色，为钾元素；Y在元素周期表中位于第三周期第ⅥA族，为硫元素；X最高价氧化物对应水化物与Y、Z最高价氧化物对应水化物都能反应，则X为铝元素；W基态原子有5个原子轨道填充有电子，有2个未成对电子，且Q、W、X、Y、Z形成具有净水作用的物质，则W为氧元素，净水性物质为硫酸铝钾晶体。同周期从左到右，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；电负性：Q＜Y＜W，A正确；同主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；同周期随着原子序数变大，第一电离能变大，第一电离能：Z＜X＜W，B错误；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；简单离子半径：X＜W＜Z＜Y，C错误；该物质为KAl(SO4)2·12H2O，非金属元素之间存在共价键，D错误。
题组四 元素周期律的准确判断
4．(2024·吉林三模)M、W、X、Y、E是五种原子序数依次递增的短周期元素。已知：M的一种同位素可以用于测定文物的年代；基态X原子含3对成对电子；Y在同周期金属元素中第一电离能最大；基态E原子的3p轨道中含有自旋方向不同且数目之比为3∶1的电子。下列说法正确的是( )
A．简单离子的离子半径：WB．简单氢化物的沸点：MC．Y的单质可以在M和X形成的某种化合物中燃烧
D．Xe(氙)是目前最易形成化合物的稀有气体，XeX3为非极性分子
解析：C M的一种同位素可以用于测定文物的年代，可得M为C，基态X原子含3对成对电子，X为O，则W为N，Y在同周期金属元素中第一电离能最大，则Y为Mg；基态E原子的3p轨道中含有自旋方向不同且数目之比为3∶1的电子，可知E为S，据此回答。简单离子半径为S2->N3->O2->Mg2+，A错误；由于氨气和水中含有氢键，故简单氢化物的沸点：H2O>NH3>H2S>CH4，B错误；Mg可以在二氧化碳中燃烧，C正确；XeO3为三角锥形，为极性分子，D错误。
5．(2024·湖南高考考前模拟)R、X、Y、Z为短周期主族元素，其中，X、Y最高价氧化物对应水化物分别为甲、乙，R和Z的简单氢化物分别为丙、丁，X、Y、Z位于同周期。0.1 mol·L-1甲、乙、丙、丁的水溶液的pH与对应元素原子半径的关系如图所示，下列叙述错误的是( )
A．电负性：Z>Y
B．第一电离能：R>Y
C．RZ3分子的VSEPR模型为正四面体形
D．丙和丁相遇产生含两种化学键的晶体
解析：C 由0.1 mol·L-1甲、乙、丙、丁的水溶液的pH与对应元素原子半径关系图可知，甲溶液的pH为13，则甲为强碱NaOH，则X为Na元素，乙溶液pH＜1，则乙为强酸H2SO4，则Y为S元素，丁溶液pH为1，则丁为HCl，则Z为Cl，丙溶液pH＜13，为氨水，即丙为NH3，故R、X、Y、Z分别为N、Na、S、Cl。根据同一周期从左往右元素的电负性依次增大，故电负性：Cl＞S即Z>Y，故A项正确；根据同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势，第ⅡA族与第ⅤA族反常，同一主族从上往下元素的第一电离能依次减小，故第一电离能：N＞S即R>Y，故B项正确；RZ3分子(即NCl3)中心原子价电子对数＝3＋＝4，均为sp3杂化，有1个孤电子对，则VSEPR模型为四面体形，故C项错误；丙为NH3，丁为HCl，两种物质反应生成NH4Cl，NH4Cl中既有离子键也有共价键，故D项正确。
1．(2024·江苏卷)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可用作净水剂。下列说法正确的是( )
A．半径：r(Al3+)>r(K＋)
B．电负性：χ(O)>χ(S)
C．沸点：H2S>H2O
D．碱性：Al(OH)3>KOH
解析：B Al3+有2个电子层，而K＋有3个电子层，因此，K＋的半径较大，A错误；同一主族的元素，其电负性从上到下依次减小，O和S都是第ⅥA族的元素，O元素的电负性较大，B正确；虽然H2S的相对分子质量较大，但是H2O分子间可形成氢键，因此H2O的沸点较高，C错误；元素的金属性越强，其最高价氧化物的水化物的碱性越强，K的金属性强于Al，因此KOH的碱性较强，D错误。
2．(2024·全国甲卷)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素。W和X原子序数之和等于Y－的核外电子数，化合物W＋[ZY6]－可用作化学电源的电解质。下列叙述正确的是( )
A．X和Z属于同一主族
B．非金属性：X>Y>Z
C．气态氢化物的稳定性：Z>Y
D．原子半径：Y>X>W
解析：A W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，且能形成离子化合物W＋[ZY6]－，则W为Li或Na；又由于W和X原子序数之和等于Y－的核外电子数，若W为Na，X原子序数大于Na，则W和X原子序数之和大于18，不符合题意，因此W为Li；由于Y可形成Y－，故Y为第ⅦA族元素，且原子序数Z大于Y，故Y不可能为Cl，因此Y为F，X的原子序数为10－3＝7，X为N；根据W、Y、Z形成离子化合物W＋[ZY6]－，可知Z为P。由分析可知，X和Z属于同一主族，A项正确；非金属性：F＞N＞P，B项错误；非金属性越强，其简单气态氢化物的稳定性越强，即气态氢化物的稳定性：HF＞PH3，C项错误；同周期主族元素原子半径随着原子序数的增大而减小，故原子半径：Li＞N＞F，D项错误。
3．(2024·甘肃卷)X、Y、Z、W、Q为短周期元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为18。Y原子核外有两个单电子，Z和Q同族，Z的原子序数是Q的一半，W元素的焰色试验呈黄色。下列说法错误的是( )
A．X、Y组成的化合物有可燃性
B．X、Q组成的化合物有还原性
C．Z、W组成的化合物能与水反应
D．W、Q组成的化合物溶于水呈酸性
解析：D X、Y、Z、W、Q为短周期元素，W元素的焰色试验呈黄色，W为Na；Z和Q同族，Z的原子序数是Q的一半，则Z为O、Q为S；Y原子核外有两个单电子、且原子序数小于Z，Y为C；X、Y、Z、W、Q的最外层电子数之和为18，则X的最外层电子数为18－4－6－1－6＝1，X可能为H或Li。若X为H，H与C组成的化合物为烃，烃能够燃烧，若X为Li，Li与C组成的化合物也具有可燃性，A项正确；X、Q组成的化合物中Q(即S)元素呈－2价，为S元素的最低价，具有还原性，B项正确；Z、W组成的化合物为Na2O、Na2O2，Na2O与水反应生成NaOH，Na2O2与水反应生成NaOH和O2，C项正确；W、Q组成的化合物Na2S属于强碱弱酸盐，其溶于水所得溶液呈碱性，D项错误。
4．(2024·黑吉辽卷)如下反应相关元素中，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，基态X原子的核外电子有5种空间运动状态，基态Y、Z原子有两个未成对电子，Q是ds区元素，焰色试验呈绿色。下列说法错误的是( )
QZY4溶液QZX4Y4W12溶液
A．单质沸点：Z>Y>W
B．简单氢化物键角：X>Y
C．反应过程中有蓝色沉淀产生
D．QZX4Y4W12是配合物，配位原子是Y
解析：D Q是ds区元素，焰色试验呈绿色，则Q为Cu元素；基态X原子的核外电子有5种空间运动状态，则X为第二周期元素，满足此条件的主族元素有N(1s22s22p3)、O(1s22s22p4)、F(1s22s22p5)；X、Y、Z为原子序数依次增大，基态Y、Z原子有两个未成对电子，若Y、Z为第二周期元素，则满足条件的可能为C(1s22s22p2)或O(1s22s22p4)，C原子序数小于N，所以Y不可能为C，若Y、Z为第三周期元素，则满足条件的可能为Si(1s22s22p63s23p2)或S(1s22s22p63s23p4)，Y、Z可与Cu形成CuZY4，而O、Si、S中只有O和S形成的SO才能形成CuZY4，所以Y、Z分别为O、S，则X只能为N；W能与X形成WX3，则W为第ⅠA族或第ⅦA族元素，但W原子序数小于N，所以W为H，综上所述，W、X、Y、Z、Q分别为H、N、O、S、Cu。W、Y、Z分别为H、O、S，S单质常温下呈固态，其沸点高于氧气和氢气，O2和H2均为分子晶体，O2的相对分子质量大于H2，O2的范德华力大于H2，所以沸点：O2＞H2，即沸点：S＞O2＞H2，故A正确；Y、X的简单氢化物分别为H2O和NH3，H2O的中心原子O原子的价层电子对数为2＋×(6－2×1)＝4、孤电子对数为2，空间结构为V形，键角约105°，NH3的中心原子N原子的价层电子对数为3＋×(5－3×1)＝4、孤电子对数为1，空间结构为三角锥形，键角约107°18′，所以键角：X>Y，故B正确；硫酸铜溶液中滴加氨水，氨水不足时生成蓝色沉淀氢氧化铜，氨水过量时氢氧化铜溶解，生成Cu(NH3)4SO4，即反应过程中有蓝色沉淀产生，故C正确；QZX4Y4W12为Cu(NH3)4SO4，其中铜离子提供空轨道、NH3的N原子提供孤电子对，二者形成配位键，配位原子为N，故D错误。
5．(2024·浙江卷)X、Y、Z、M四种主族元素，原子序数依次增大，分别位于三个不同短周期，Y与M同主族，Y与Z核电荷数相差2，Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍。下列说法不正确的是( )
A．键角：YX>YX
B．分子的极性：Y2X2>X2Z2
C．共价晶体熔点：Y>M
D．热稳定性：YX4>MX4
解析：B X、Y、Z、M四种主族元素，原子序数依次增大，分别位于三个不同短周期，Y与M同主族，Y与Z核电荷数相差2，Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍，则Z为O，Y为C，X为H，M为Si。YX为CH，其中C原子的杂化类型为sp2，CH的空间结构为平面正三角形，键角为120°；YX为CH，其中C原子的杂化类型为sp3，CH的空间结构为三角锥形，键角为107°18′，因此键角的大小关系为YX>YX，A正确；Y2X2为C2H2，为直线形分子，分子结构对称，为非极性分子；H2O2分子结构不对称，分子中正、负电荷的中心是不重合的，故其为极性分子，因此，二者极性的大小关系为Y2X26．(2024·全国新课标卷)我国科学家最近研究的一种无机盐Y3[Z(WX)6]2纳米药物具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z的M层未成对电子数为4。下列叙述错误的是( )
A．W、X、Y、Z四种元素的单质中Z的熔点最高
B．在X的简单氢化物中X原子轨道杂化类型为sp3
C．Y的氢氧化物难溶于NaCl溶液，可以溶于NH4Cl溶液
D．Y3[Z(WX)6]2中WX－提供电子对与Z3+形成配位键
解析：A W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，则W为C；每个周期的第ⅡA族和第ⅤA族的元素的第一电离能都比左右相邻元素的高，由于配合物Y3[Z(WX)6]2中Y在外界，Y可形成简单阳离子，则Y属于金属元素，故X和Y分别为N和Mg；Z的M层未成对电子数为4，则其3d轨道上有4个不成对电子，其价电子排布式为3d64s2，Z为Fe，Y3[Z(WX)6]2为Mg3[Fe(CN)6]2。W、X、Y、Z四种元素的单质中，N的单质形成分子晶体，Mg和Fe均形成金属晶体，C既可以形成金刚石又可以形成石墨，石墨的熔点最高，A不正确；X的简单氢化物是NH3，其中N原子轨道杂化类型为sp3，B正确；Y的氢氧化物是Mg(OH)2，难溶于NaCl溶液，但是，由于NH4Cl电离产生的NH可以破坏Mg(OH)2的沉淀溶解平衡，因此Mg(OH)2可以溶于NH4Cl溶液，C正确；Mg3[Fe(CN)6]2中CN－提供电子对与Fe3+形成配位键，D正确。
1．(2024·内蒙古期中)中国科学院院士张青莲教授主持测定的铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值被采用为国际新标准，已知In与Al同主族，与铷(37Rb)同周期。下列说法正确的是( )
A．原子半径：RbB．In位于第四周期第ⅢA族
C．碱性：In(OH)3D．In3+的中子数与电子数的差值为20
解析：D 金属Rb和In为同一周期主族元素，从左到右，原子半径减小，因此原子半径：Rb＞In，故A错误；In的原子序数为49，原子核外有5个电子层，数目分别为2、8、18、18、3，则铟处于第五周期第ⅢA族，故B错误；金属性：In＞Al，元素的金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强，则碱性：In(OH)3＞Al(OH)3，故C错误；In3+的中子数为66，电子数为46，二者差值为20，故D正确。
2．根据元素周期律和元素周期表，下列推断不合理的是( )
A．第83号元素的最高化合价是＋6价
B．第七周期0族元素的原子序数是118
C．第53号元素的单质在常温常压下是固体
D．第四周期第ⅣA族的元素的单质可作半导体
解析：A 第83号元素是第六周期第ⅤA族的Bi元素，其最外层5个电子，最高化合价是＋5价，故A错误。
3．“证据推理与模型认知”是化学学科学习的基本素养。下列推论合理的是( )
选项 已知信息 推论
A 酸性：HI>HBr>HCl 酸性：H2Te>H2Se>H2S
B 非金属性：F>O>N 还原性：F－>O2->N3-
C 原子半径：Na>Mg>O 离子半径：Na＋>Mg2+>O2-
D 熔点：C>Si>Ge 熔点：F2>Cl2>Br2>I2
解析：A HCl、HBr、HI的酸性由键能决定，键长越长，键能越小，酸性越强，因此推出氧族元素对应氢化物的酸性：H2Te>H2Se>H2S，A项合理；元素非金属性越强，对应简单离子的还原性越弱，因此还原性：F－Na＋>Mg2+，C项不合理；C、Si、Ge均为共价晶体，熔点由键能决定；F2、Cl2、Br2、I2为分子晶体，熔点由范德华力决定，相对分子质量越大，范德华力越大，则熔点：F24．(2024·湖南长沙二模)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前20号主族元素，且四种元素的原子序数之和为43。X元素被称为“元素之母”，Y的单质是空气中含量最多的成分，W焰色试验的颜色为砖红色。下列说法正确的是( )
A．X和W均为元素周期表中的p区元素
B．Y、Z的氧化物对应的水化物均为强酸
C．X和Y形成的二元化合物常温常压下均为气态
D．W所在周期基态原子最高能层电子数为1的元素有3种
解析：D X元素被称为“元素之母”，X为H，Y的单质是空气中含量最多的成分，Y为N，W焰色试验的颜色为砖红色，W为Ca，四种元素的原子序数之和为43，则Z原子序数为15，Z为P，H元素为第ⅠA族元素，Ca元素为第ⅡA族元素，H和Ca均为元素周期表中s区的元素，A项错误；HNO2、H3PO4均不是强酸，B项错误；N2H4常温常压下为液态，C项错误；Ca所在周期为第四周期，该周期基态原子最高能层电子数为1的元素有K、Cr、Cu三种，D项正确。
5．(2024·雅礼中学高三月考二)甲～戊均为短周期元素，在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高价氧化物对应水化物为强酸。下列说法一定正确的是( )
A．原子半径：乙>戊>丁
B．第一电离能：戊>丁
C．甲的氢化物遇湿润的红色石蕊试纸变蓝
D．丙的最高价氧化物对应的水化物能与强碱反应
解析：D 甲～戊是短周期元素，戊中的最高价氧化物对应水化物为强酸，则可能是硫酸或高氯酸，若是高氯酸，则戊为Cl，甲为N、乙为F、丙为P、丁为S；若是硫酸，则戊为S，甲为C、乙为O、丙为Si、丁为P。原子半径：S>Cl>F或者P>S>O，A错误；第一电离能：戊若是S，则P>S，B错误；甲若为C，氢化物为CH4，遇湿润的红色石蕊试纸不变蓝，C错误；丙的最高价氧化物对应水化物可能是硅酸、也可能是磷酸，都一定能与强碱反应，D正确。
6．(2024·湖南新高考联盟联考一)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素，Y是地壳中含量最高的元素，X、Y形成的某种固体化合物可表示为XYXY，Z基态原子的核外电子有6种空间运动状态，Z与W的基态原子均只含有1个单电子。下列说法不正确的是( )
A．简单离子的半径大小：Z>X>Y
B．Z与X、Y能形成离子化合物
C．Y的单质分子中可能含有极性键
D．W与Z的最高价氧化物对应水化物之间能发生反应
解析：A X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素，Y是地壳中含量最高的元素，Y为O；X与Y能形成化合物XYXY，X的化合价为＋5价，故X是N；Z基态原子的核外电子有6种空间运动状态，Z与W的基态原子均只含有1个单电子，Z是Na，W是Al或Cl。X、Y、Z分别为N、O、Na，它们形成的三种简单离子的电子层结构相同，核电荷数依次增大，则离子半径依次减小，所以离子半径大小：N3->O2->Na＋，A不正确；Na与N、O能形成离子化合物Na3N或NaN3、Na2O或Na2O2等，B正确；O3分子是极性分子，所含化学键是极性键，C正确；NaOH溶液与Al(OH)3、HClO4均能反应，D正确。
7．(2024·湖南月考)主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增加，且均不超过20。X、Y、Z最外层电子数之和为15。W＋[Z－X≡Y]－是实验室常用的一种化学试剂，所有元素都满足8电子稳定结构。下列说法中正确的是( )
A．简单离子半径：W>Z>Y
B．W2Z的水溶液中滴入酚酞显红色
C．氢化物的沸点：Y>X
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：X>Y
解析：B 主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增加，且均不超过20，W＋[Z—X≡Y]－为实验室一种常见试剂，由结构式可知，W为第ⅠA族元素，X为第ⅣA族元素，Y为第ⅤA族元素，Z为第ⅥA族元素，由X、Y、Z最外层电子数之和为15，并且所有元素都满足8电子稳定结构，因此X为C元素，Y为N元素，Z为S元素，W为K元素。K＋和S2-有3个电子层，N3-有2个电子层，则简单离子半径：S2->K＋>N3-，A错误；K2S的水溶液中硫离子水解使得溶液显碱性，滴入酚酞显红色，B正确；没有说明是否为简单氢化物，不能判断形成氢化物沸点的高低，C错误；非金属性：N>C，非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，酸性：HNO3>H2CO3，D错误。
8．(2024·长郡中学6月保温测试)用α(He)粒子轰击X可得到一个中子和一种放射性核素bcY，即He＋X―→bcY＋n。已知基态X原子中s能级电子总数是p能级电子总数的4倍。下列说法错误的是( )
A．b＝13
B．最高价含氧酸的酸性：XC．XF3与YF3中X与Y的杂化方式相同
D．单质的沸点：X>Y
解析：C 基态X原子核外电子s能级电子数是p能级电子数的4倍，则X的核外电子排布为1s22s22p1，则X为B元素；由2＋5＝c，则Y的质子数为7，Y为N元素。X和Y分别为B和N，即a＝5，由质量数守恒4＋2×5＝b＋1，解得b＝13，A正确；同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，则非金属性：BN2，D正确。
9．(2024·长沙市一中高三一模)LK－99是一种将Pb2(SO4)O和Cu3P按一定比例在真空石英管中加热到925 ℃后形成的铜掺杂改性铅磷灰石材料，可表示为M(10－x)Yx(XW4)6。W、X为既不同周期也不同主族的短周期元素，M、Y为金属元素，M元素的原子与碳原子具有相同的最外层电子数。下列说法正确的是( )
A．基态Y2+比基态Y＋更稳定
B．M的单质是半导体
C．原子半径：MD．X元素最高价氧化物对应水化物是一种中强酸
解析：D M、Y为金属元素，M元素的原子与碳原子具有相同的最外层电子数，可知M为Pb，Y为Cu，W、X为既不同周期也不同主族的短周期元素可知X为P，W为O。基态Cu＋价层电子排布为3d10，基态Cu2+价层电子排布为3d9，因此基态Cu＋比基态Cu2+更稳定，A错误；元素周期表的金属元素和非金属元素的交界处可以找到半导体材料，Pb位于元素周期表第六周期第ⅣA族，不是半导体，B错误；电子层数越多，原子半径越大，原子半径：Pb>P，C错误；P元素最高价氧化物对应水化物为H3PO4是中强酸，D正确。
10．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Z、W同周期，且W原子的半径在同周期中最小，由这些元素组成的常见化合物(部分含有氢元素)之间能发生如图转化，其中G是生活中应用广泛的一种金属单质，A、C分别为X、Y的氢化物。下列说法正确的是( )
A．简单离子半径：r(X)B．最简单氢化物的沸点：XC．化合物B、D、F均既能与酸反应又能与碱反应
D．化合物E、F所含化学键类型完全相同
解析：B E为仅含有非金属元素的盐，即为铵盐，电解熔融的F得到一种生活中应用广泛的金属G，F为Al2O3，G为Al单质，D受热分解得到F为Al2O3，D为Al(OH)3，A、C分别为X、Y的氢化物，A为NH3，C为H2O，B为AlCl3，根据原子序数的大小和原子半径比较得出X为N元素，Y为O元素，Z为Al元素，W为Cl元素，E为NH4Cl。电子层数越多，离子半径越大，电子层数相同，核电荷数越大，离子半径越小，所以简单离子半径：r(Al3+)NH3，B正确；B为AlCl3，只能与碱反应，D为Al(OH)3，F为Al2O3，D、F既能与酸反应又能与碱反应，C错误；E为NH4Cl，既有离子键，又有共价键，F为Al2O3，只有离子键，二者化学键类型不同，D错误。
11．(2025·华东师大二附中期中)Ⅰ.元素周期表是元素周期律的具体表现，是学习和研究化学的一种重要工具。下图是元素周期表的一部分：
① ② ③
④ P ⑤ ⑥
Ga Ge As Se Br
回答下列问题：
(1)As元素在周期表中的位置是________________。
(2)元素①简单气态氢化物分子的空间结构是____________。请用一个方程式比较元素①和元素②的非金属性强弱：____________________________________。
(3)元素③④⑤的简单离子半径由大到小排序为________________(用离子符号表示)。
(4)元素⑤⑥非金属性更强的是______________(用元素符号表示)，请从原子结构的角度解释：______________________________________________。
Ⅱ.电离能是指由气态原子失去电子形成阳离子需要的能量。从中性原子中失去第一个电子所需要的能量为第一电离能(I1)，失去第二个电子所需要的能量为第二电离能(I2)，依次类推。下图为1～19号元素的第一电离能I1。
回答下列问题：
(5)同周期内，随原子序数增大，I1增大。但个别元素的I1出现反常，预测下列关系式中正确的是________(填字母)。
A．I1(As)>I1(Se) B．I1(As)C．I1(Br)>I1(Se) D．I1(Br)(6)10号元素Ne的I1值较大的原因是________________________________。
答案：(1)第四周期第ⅤA族
(2)正四面体 2HNO3＋Na2CO3===2NaNO3＋CO2↑＋H2O
(3)S2-＞O2-＞Al3+
(4)Cl 硫元素和氯元素电子层数相同，氯原子半径小于硫原子半径，氯原子核电荷数大于硫原子，氯原子的原子核对于最外层电子吸引能力强于硫原子，故非金属更强的是Cl
(5)AC
(6)其最外层2p轨道全充满比较稳定
12．(2024·雅礼中学高三二模)已知X、Y、Z、W为短周期主族元素。常温下，它们的原子半径、原子序数、最高价氧化物对应水化物的溶液(浓度均为0.01 mol·L-1)的pH之间的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A．W的简单氢化物与其最高价氧化物对应的水化物反应可得到含有离子键的化合物
B．XZ晶胞中X的配位数为6，X周围等距且最近的X有12个
C．W与X形成的化合物中，W的化合价可能为－3价
D．Y2Z2分子中四个原子可能共直线
解析：D 浓度均为0.01 mol/L的最高价氧化物对应水化物的溶液，其中X的溶液pH等于12为一元强碱，结合原子半径最大，X为Na；W对应溶液pH等于2为一元强酸，原子序数小于X，则W为N；Z对应溶液pH等于2也为一元强酸，原子序数大于X，则Z为Cl；Y对应溶液pH小于2为二元强酸，原子序数大于X，则Y为S。W的简单氢化物NH3与其最高价氧化物对应的水化物HNO3反应可得到含有离子键的化合物NH4NO3，A正确；NaCl晶体的晶胞中Na＋周围距离最近的Na＋有12个，B正确；N与Na形成的化合物Na3N，N的化合价为－3价，C正确；S2Cl2分子为含有极性共价键的立体结构分子，四个原子不可能共直线，D错误。
13．氮元素对人类生命和生活具有重要意义。氮及其化合物在工业生产和国防建设中有广泛的应用。回答以下问题：
(1)基态N原子的核外电子排布图为____________。
(2)氮族元素氢化物RH3 (NH3、PH3、AsH3)的某种性质随R的核电荷数的变化趋势如图所示。y轴可表示的氢化物(RH3)性质可能是________(填字母)。
a．沸点 b．稳定性
c. R—H键能 d．分子间作用力
(3)酞菁钴是光动力学中的光敏剂，结构如图所示。其组成元素的电负性由大到小的顺序为_______________________________________________________。
(4)氨盐大多不稳定，NH4F与NH4I中，较易分解的是___________；原因为____________________________________________________________________。
答案： (1) (2)bc
(3)N>C>H>Co (4)NH4F F原子半径比I原子小，H—F比H—I强(H—F更易形成)，F－更易夺取NH中的H＋
第3讲 化学键 分子结构与性质
考点一 化学键及化合物类型
1．化学键
(1)定义及分类
(2)化学键的比较
类型 离子键 共价键 金属键
非极性键 极性键 配位键
本质 阴、阳离子间通过__静电作用__形成 相邻原子间通过__共用电子对(电子云重叠)__形成 __金属阳离子与自由电子__间的作用
成键条件(元素种类) 成键原子的得、失电子能力差别很大(__活泼金属与活泼非金属__之间) 成键原子得、失电子能力相同(__同种__非金属) 成键原子得、失电子能力差别较小(__不同种__非金属) 成键原子一方有孤对电子(__配体__)，另一方有空轨道(__中心离子__) 同种金属或不同种金属(合金)
特征 __无方向性、饱和性__ 有方向性、__饱和__性 __无方向性、饱和性__
表示方式(电子式) —
存在 离子化合物 单质H2、共价化合物H2O2、离子化合物Na2O2 共价化合物HCl、离子化合物NaOH 离子化合物NH4Cl 金属单质和合金
特别提醒
(1)由活泼金属与活泼非金属形成的化学键不一定都是离子键，如AlCl3中Al—Cl为共价键，通常来说，金属和非金属电负性差异大于1.7形成离子键。
(2)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键，如NH4Cl等。
2．离子化合物与共价化合物的比较
类别 离子化合物 共价化合物
定义 含__离子键__的化合物 只含有__共价键__的化合物
构成微粒 __阴、阳离子__ __原子__
化学键类型 一定含有__离子键__，可能含有__共价键__ 只含有__共价键__
3．电子式的书写方法
(1)概念：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的__最外层电子__的式子。
(2)书写方法
(3)物质电子式书写示例
①原子
Na： 。Cl： 。
②简单离子
Na＋：__Na＋__。F－：___。
③复杂离子
NH：____。
OH－：____ 。
④离子化合物
MgCl2：____。
Na2O： 。
Na2O2：__ 。
NH4Cl： 。
⑤非金属单质及共价化合物
N2： 。
H2O：__ 。
H2O2： 。
N2H4： 。
(4)用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物，如CaCl2：
。
②共价化合物，如HCl：
。
4．“三法”进行离子化合物和共价化合物的分类判断
(1)根据化学键的类型来判断
凡含有离子键的化合物，一定是离子化合物；只含有共价键的化合物，一定是共价化合物。
(2)根据化合物的类型来判断
大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物。
(3)根据化合物的性质来判断
熔融状态下能导电的化合物是离子化合物，如NaCl；熔融状态下不能导电的化合物是共价化合物，如HCl。
特别提醒
(1)化学键与物质类别的关系
①除稀有气体内部无化学键外，其他物质内部都存在化学键。
②只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素原子形成的共价化合物，如HCl、CH4等。
③只含有非极性共价键的物质是同种非金属元素原子形成的单质，如Cl2、P4等。
④既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子形成，如H2O2、C2H4等。
⑤只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CaCl2、NaCl等。
⑥既有离子键又有极性共价键的物质，如NaOH、K2SO4等；既有离子键又有非极性共价键的物质，如Na2O2等。
⑦仅由非金属元素形成的离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等。
⑧金属元素和非金属元素间可能存在共价键，如AlCl3等。
⑨同种元素形成的共价键也有可能是极性键，如O3中的氧氧键就是极性键。
(2)化学键对物质性质的影响
①对物理性质的影响
金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高，就是因为其中的共价键很强，破坏时需消耗很多的能量。NaCl等部分离子化合物也有很强的离子键，故熔点也较高。
②对化学性质的影响
N2分子中有很强的共价键，故在通常状况下，N2很稳定；H2S、HI等分子中的共价键较弱，故它们受热时易分解。
(3)物质的溶解或熔融与化学键变化的关系
①离子化合物的溶解或熔融过程
离子化合物溶于水或熔融后均电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。
②共价化合物的溶解过程
a．有些共价化合物溶于水后，能与水反应，其分子内的共价键被破坏，如CO2和SO2等。
b．有些共价化合物溶于水后，发生电离，其分子内的共价键被破坏，如HCl、H2SO4等非电解质。
c．有些共价化合物溶于水后，其分子内的化学键不被破坏，如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等非电解质。
③单质的溶解过程
某些活泼的非金属单质溶于水后，能与水反应，其分子内的共价键被破坏，如Cl2、F2等。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)只含共价键的物质一定是共价化合物。( )
错因：
(2)含有共价键的化合物一定是共价化合物。( )
错因：
(3)NaHSO4在熔融状态下电离，破坏了离子键与共价键。( )
错因：
(4)非极性键只存在于双原子的单质分子中。( )
错因：
(5)非金属元素的原子之间一定形成共价键。( )
错因：
解析：(1)× 只含共价键的物质可能是单质，如H2、O2等。
(2)× 含有共价键的化合物不一定是共价化合物，如NaOH。
(3)× 在熔融状态下，NaHSO4===Na＋＋HSO，只破坏了离子键，没有破坏共价键。
(4)× 非极性键可能存在于化合物中，如过氧化氢、过氧化钠中含非极性共价键。
(5)× 非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键，如NH4Cl。
题组一 化学键类型与物质类别的关系
1．下列说法错误的是( )
A．金属氧化物一定是离子化合物
B．在共价化合物中一定含有共价键
C．含有离子键的化合物一定是离子化合物
D．双原子单质分子中含有的共价键一定是非极性共价键
解析：A 大多数金属氧化物是离子化合物，但Mn2O7是共价化合物，故A选项错误。
2．(2024·河南洛阳一高期中)下列物质中含有共价键的离子化合物是( )
①MgCl2 ②Na2O2 ③NaOH ④NH4Cl ⑤CO2 ⑥H2O2 ⑦N2
A．②③④ B．②④⑤⑦ C．①②③④⑥ D．①③⑤⑥
解析：A ①MgCl2只存在离子键，是离子化合物，故①错误；②Na2O2氧原子和氧原子之间存在共价键，所以Na2O2是含共价键的离子化合物，故②正确；③NaOH中钠离子和氢氧根离子之间存在离子键，氢氧根离子中氢原子和氧原子之间存在共价键，所以NaOH是含共价键的离子化合物，故③正确；④NH4Cl中含氮氢共价键，所以NH4Cl是含有共价键的离子化合物，故④正确；⑤CO2只含共价键，故⑤错误；⑥H2O2只含共价键，故⑥错误；⑦N2是单质不是化合物，故⑦错误。
方法点拨
化学键与物质类别的关系
题组二 电子式的正确书写
3．下列有关电子式表示正确的是( )
①次氯酸的电子式：
②甲醛的电子式：
③HCl的电子式：H＋[]－
④由Na和Cl形成离子键的过程：
A．①③ B．②③ C．②④ D．①④
解析：C 次氯酸的电子式为H，①错误；甲醛的电子式为，②正确；HCl的电子式为H，③错误；由Na和Cl形成离子键的过程为，④正确。
4．(2024·吉林白山高三二模)下列化学用语错误的是( )
A．Na3N的电子式是Na＋[]Na+3-Na＋
B．乙炔分子的空间填充模型：
C．Na2O2的电子式：Na＋[]2-Na＋
D．HCl中σ键形成过程：
解析：B 乙炔分子的空间填充模型为，B错误。
考点二 共价键及其参数
1．共价键的本质
(1)本质：在相邻原子之间通过__共用电子对__(电子云重叠)形成。
(2)特征：具有__饱和性__和__方向性__。
(3)共价键的分类
分类依据 类型
形成共价键的原子轨道重叠方式 __σ__键 电子云“__头碰头__”重叠
__π__键 电子云“__肩并肩__”重叠
形成共价键的电子对是否偏移 __极性__键 共用电子对__发生__偏移
__非极性__键 共用电子对__不发生__偏移
原子间共用电子对的数目 __单__键 原子间有__1个__共用电子对
__双__键 原子间有__2个__共用电子对
__三__键 原子间有__3个__共用电子对
特别提醒
(1)通过物质的结构式可以快速判断共价键的种类和数目；共价单键全为σ键，共价双键中有1个σ键和1个π键，共价三键中有1个σ键和2个π键，如乙酸(CCH3OOH)中有7个σ键和1个π键。
(2)由成键轨道类型可判断共价键的类型，与s轨道形成的共价键全部是σ键，杂化轨道形成的共价键全部是σ键。
2．共价键的键参数
(1)概念
键参数
(2)对分子性质的影响
①一般来说，键能越__大__，键长越__短__，分子越稳定。
②
特别提醒
(1)并不是所有的共价键都有方向性，如s－s σ键没有方向性。
(2)共价分子中原子间的键能越大，键长越短，分子的稳定性越强。如稳定性：HF>HCl>HBr>HI。
(3)共价键的成键原子可以都是非金属原子，也可以是金属原子与非金属原子，如Al与Cl，Be与Cl等。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)在任何情况下，都是σ键比π键强度大。( )
错因：
(2)共价键的成键原子只能是非金属原子。( )
错因：
(3)s－s σ键与s－p σ键的电子云形状对称性相同。( )
错因：
(4)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成。( )
错因：
(5)所有的共价键都有方向性。( )
错因：
(6)碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍。( )
错因：
解析：(1)× 在N2分子中，π键大于σ键。
(2)× 共价键的成键原子，也可以是金属原子与非金属原子，如AlCl3中存在的是共价键。
(3)√
(4)√
(5)× s－s σ键无方向性。
(6)× 均比3倍、2倍小。
题组一 键参数及应用
1．下列有关共价键和键参数的说法不正确的是( )
A．1个乙烯(C2H4)分子中含有5个σ键和1个π键
B．C—H比Si—H的键长更短，故CH4比SiH4更稳定
C．BF3、H2O、CO2三种分子的键角依次增大
D．N与3个H结合形成NH3分子，体现了共价键的饱和性
解析：C BF3中B的价层电子对为3，则B原子为sp2杂化，为平面三角形结构，键角为120°，水分子中氧的价层电子对为4，O原子为sp3杂化，含两对孤对电子，键角105°，CO2分子中C原子的价层电子对为2，为sp杂化，键角为180°，H2O、BF3、CO2三种分子的键角依次增大，故C错误。
归纳总结
(1)分子的空间结构与键参数
键长、键能决定了共价键的稳定性，键长、键角决定了分子的空间结构。一般来说，知道了多原子分子中的键角和键长等数据，就可确定该分子的空间结构。
(2)反应热与键能：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能。
2．(2024·宁夏银川月考)键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列有关说法中错误的是( )
A．键角：CO2>CH4>H2O>NH3
B．键长：Si—H>P—H>S—H>O—H
C．键能：H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小
D．乙烯分子中碳碳键的键能：σ键>π键
解析：A CO2是直线形分子，键角为180°，CH4是正四面体形，键角为109°28′，H2O是V形结构，键角为105°，NH3为三角锥形，键角为107.3°，则键角：CO2>CH4>NH3>H2O，A错误；原子半径：Si>P>S>O，所以键长：Si—H>P—H>S—H>O—H，B正确；同一主族从O到Se，原子半径逐渐增大，键长：O—H题组二 化学键的类别分析
3．含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族，请填写下列空格：
(1)CH4中的化学键从形成过程来看，属于________(填“σ”或“π”)键，从其极性来看属于________键。
(2)已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为________。
(3)C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构，则C60分子中π键的数目为________。
(4)利用CO可以合成化工原料COCl2，COCl2分子的结构式为CClOCl，每个COCl2分子内含有的σ键、π键数目为________(填字母)。
A．4个σ键
B．2个σ键、2个π键
C．2个σ键、1个π键
D．3个σ键、1个π键
答案：(1)σ 极性 (2)1∶1 (3)30 (4)D
4．下列物质中，只含有极性键的分子是____________，既含离子键又含共价键的化合物是________；只存在σ键的分子是________，同时存在σ键和π键的分子是________。
A．H2 B．CO2 C．CH2Cl2 D．C3H6 E．C2H6 F．CaCl2 G．(NH4)2SO4
答案：BC G ACE BD
方法点拨
(1)在分子中，有的只存在极性键，如HCl、NH3等，有的只存在非极性键，如N2、H2等，有的既存在极性键又存在非极性键，如H2O2、C2H4等；有的不存在化学键，如稀有气体分子。
(2)在离子化合物中，一定存在离子键，有的存在极性键，如NaOH、Na2SO4等；有的存在非极性键，如Na2O2、CaC2等。
(3)通过物质的结构式，可以快速有效地判断键的种类及数目；判断成键方式时，需掌握：共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一
考点一 原子结构 核素 同位素
1．原子构成
(1)构成原子的微粒及作用
(2)微粒之间的关系
①原子的原子序数＝__核电荷数__＝__核内质子数__＝__核外电子数__。
②离子电荷数＝__|质子数－核外电子数|__。
③质量数(A)＝__质子数(Z)＋中子数(N)__。
④阳离子质子数(Z)＝__阳离子的核外电子数＋阳离子的电荷数__。
⑤阴离子质子数(Z)＝__阴离子的核外电子数－阴离子的电荷数__。
(3)微粒符号周围数字的含义
特别提醒
(1)原子中不一定都含有中子，如H没有中子。
(2)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F和OH－。
(3)电子排布完全相同的原子不一定是同一种原子，如互为同位素的各原子。
(4)破坏原子结构的核裂变不属于化学变化。
2．元素、核素、同位素
(1)元素、核素、同位素的概念及相互关系
(2)同位素的特征
①同一元素的各种核素的__中子数__不同，__质子数__相同，化学性质__几乎完全相同__，但物理性质__有差异__。
②天然存在的同位素，相互间保持一定的比率。
(3)氢元素的三种核素
H：用字母H表示，名称为氕，不含中子。
H：用字母D表示，名称为氘或重氢，含有1个中子。
H：用字母T表示，名称为氚或超重氢，含有2个中子。
(4)几种重要核素的用途
核素 U C H H O
用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子
(5)两种相对原子质量
①原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与12C质量的的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。
②元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比(称为丰度)算出的平均值。如：Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。
特别提醒
(1)同位素的“六同三不同”
(2)由于同位素的存在，核素的种数远大于元素的种类。
(3)不同核素中的微粒关系“三可能”：
可能具有相同的质子数，如H和H；
可能具有相同的中子数，如C和O；
也可能具有相同的质量数，如C和N。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)质子数相同的微粒一定属于同一种元素。( )
错因：
(2)原子核都是由质子和中子构成的。( )
错因：
(3)核外电子数相同的微粒，其质子数一定相同。( )
错因：
(4)同位素的物理性质不同，但化学性质几乎相同。( )
错因：
(5)不同核素之间的转化属于化学反应。( )
错因：
答案：(1)× 质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－。
(2)× 原子核内不一定都有中子，如H。
(3)× 核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3+与Na＋、NH与OH－等。
(4)√
(5)× 不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应。
题 组 元素、核素、同位素的概念辨析
1．(2024·广西贺州一模)Pu和Po均是放射性元素，下列有关Pu和Po的说法错误的是( )
A．Po的中子数为126
B．Pu的质量数为238
C．Po的核外电子数为210
D．Pu与Pu互为同位素
解析：C Po核外电子数为84，C错误。
2．月壤中含有丰富的3He，3He发生核聚变反应为3He＋3He―→4He＋2mX＋12.86 MeV，可控核聚变提供人类生产生活所需能量是能源发展的重要方向。下列说法正确的是( )
A．3He核聚变是化学变化
B．3He与4He互为同位素
C．mX的中子数为1
D．3He、4He形成的单质中均含有共价键
解析：B 核聚变属于核反应，不属于化学反应，A错误；3He与4He是He元素的不同原子，互为同位素，B正确；根据守恒可得，mX是1H，1H的中子数是0，C错误；3He与4He都是单原子分子，无共价键，D错误。
误区警示
元素、核素、同位素的区别与联系
(1)同位素在元素周期表中处于同一位置，一般使用同一元素符号，也可用不同符号来表示，如氕、氘、氚的符号表示为H、H(或D)、H(或T)。
(2)一种元素可能有多种核素，也可能只有一种核素，如19F 、23Na、27Al等 。现已发现的元素有118种，核素的种数远大于118种。
(3)同位素之间的转化，既不是物理变化也不是化学变化，是核反应。
(4)同位素是指同一元素的不同原子间的关系，同素异形体是指同一元素的不同单质间的关系。
(5)同位素之间可形成不同的同位素单质，如氢分子有6种：H2、D2、T2、HD、HT、DT。同位素之间可形成不同的同位素化合物，如水分子：H2O(普通的水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。H、D、T与16O、17O、18O可形成3×6＝18种水分子，相对分子质量不同，它们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全
相同。
考点二 原子核外电子排布原理
1．核外电子排布
(1)核外电子排布规律
(2)核外电子排布与元素性质的关系
①稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子。
②金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易__失去__电子，形成阳离子，表现出__还原__性，在化合物中显正化合价。
③非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易__得到__电子，活泼非金属原子易形成阴离子，在化合物中主要显负化合价。
(3)原子结构示意图
2．能层与能级
(1)能层(n)
在多电子原子中，核外电子的__能量__是不同的，按照电子的__能量__差异将核外电子分成不同的能层。按照离核由近到远，用K、L、M、N……表示，能量依次__升高__，即E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q)。
(2)能级
同一能层里电子的__能量__也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用__s、p、d、f__表示，同一能层里，各能级的能量按__s、p、d、f__的顺序依次__升高__，即__E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)__。
(3)能层与能级的关系
能层 一 二 三 四 五
符号 K L M N O
能级 1s 2s、2p 3s、3p、3d 4s、4p、4d、4f 5s、5p……
最多电子数 2 2、6 2、6、10 2、6、10、14 2、6……
电子离核远近 近→远
电子能量高低 低→高
特别提醒
第一能层(K)，只有s能级；第二能层(L)，有s、p两种能级，p能级上有三个原子轨道px、py、pz，它们具有相同的能量，称为简并轨道；第三能层(M)，有s、p、d三种能级。能量高低为1s<2s<3s。
3．电子云与原子轨道
(1)电子云
①处于一定__空间运动__状态的电子在原子核外空间的__概率密度__分布的形象描述。
②同一原子的能层越高，s电子云半径越__大__。
(2)原子轨道
量子力学上把电子在原子核外的一个__空间运动状态__称为一个原子轨道。
原子轨道 轨道形状 轨道个数
s __球形__ __1__
p __哑铃形__ __3__
d — __5__
f — __7__
温馨提示
电子的运动状态＝核外电子数
电子的空间运动状态＝轨道数
4．基态原子的核外电子排布
(1)核外电子排布“三原则”
①能量最低原理
电子尽可能地先占据能量最低的原子轨道，使整个原子的__能量最低__。
②泡利原理
每个原子轨道里最多只能容纳__2__个电子，且自旋__相反__。
如2s轨道上的电子排布图为，不能表示为。
③洪特规则
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 ，如2p3的电子排布图为，不能表示为或。
洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在 全充满 (p6、d10、f14)、 半充满 (p3、d5、f7)和 全空 (p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。
（2）构造原理
如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：
可以总结为ns＜（n－2）f＜（n－1）d＜np
5．基态原子核外电子排布的表示方法
表示方法 以氯原子为例
原子结构示意图 INCLUDEPICTURE "4t1a.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\转Word文件\\2024届一轮\\化学\\4t1a.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\转Word文件\\2024届一轮\\化学\\4t1a.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\转Word文件\\2024届一轮\\化学\\4t1a.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\转Word文件\\2024届一轮\\化学\\4t1a.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\2024届高考总复习（第1轮） 化学 PPT\\4t1a.tif" \* MERGEFORMATINET
电子排布式 1s22s22p63s23p5
简化电子排布式 [Ne]3s23p5
价电子排布图
价电子排布式 3s23p5
6．原子中的电子跃迁与原子光谱
(1)原子中的电子跃迁的一般规律
INCLUDEPICTURE "5t1.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\转Word文件\\2024届一轮\\化学\\5t1.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\转Word文件\\2024届一轮\\化学\\5t1.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\转Word文件\\2024届一轮\\化学\\5t1.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\转Word文件\\2024届一轮\\化学\\5t1.tif" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\2024届高考总复习（第1轮） 化学 PPT\\5t1.tif" \* MERGEFORMATINET
激发态原子释放能量不一定变成基态原子，可能变成能量稍低的激发态原子。
(2)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，总称原子光谱。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)2px、2py、2pz的能量相等。( )
错因：
(2)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等。( )
错因：
(3)p轨道的能量一定比s轨道的能量高。( )
错因：
(4)2s2的电子排布图为。( )
错因：
(5)2p3的电子排布图为。( )
错因：
答案：(1)√
(2)× 3p轨道能量大于2p轨道能量。
(3)× 2p轨道能量小于3s轨道能量。
(4)× 违背了泡利原理，同一原子轨道中的两电子，自旋相反。
(5)× 违背了洪特规则，洪特规则要求同一能级的电子尽量分占不同的轨道，且自旋平行。
1.下列有关电子排布式或电子排布图的结论错误的是（ ）
选项 电子排布式或电子排布图 结论
A 违背洪特规则
B 1s22s22p63s23p63d54s1 书写正确
C 违背泡利原理
D 1s22s22p63s23p63d2 书写正确
解析： D 原子核外电子先占有能量较低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，3s能级的能量高于2p能级，应先填充2p能级，3d能级的能量高于4s能级，应先填充4s能级，再填充3d能级，正确的电子排布式应为1s22s22p63s23p64s2，D符合题意。
2．(2024·雅礼高三入学测试)很多络离子的颜色是因为发生了价层电子的d－d跃迁导致的。配体使原来能量相同的d轨道发生分裂，有的d轨道能量升高，有的d轨道能量降低。分裂后的d轨道未被电子充满，电子可以在不同能量的d轨道之间跃迁，吸收一定波长的光而表现出特定颜色。下列络合离子可能有颜色的是( )
A．[Ti(H2O)6]3+ B．[Zn(NH3)4]2+ C．[SnCl6]2- D．AlF
解析：A [Ti(H2O)6]3+中心离子Ti3+的价层电子排布式为3d1，d轨道未排满电子，可能发生价层电子的d－d跃迁导致[Ti(H2O)6]3+有颜色，A符合题意；[Zn(NH3)4]2+中心离子Zn2+的价层电子排布式为3d10，d轨道已排满电子，不可能发生价层电子的d－d跃迁，[Zn(NH3)4]2+不可能有颜色，B不符合题意；[SnCl6]2-中心离子Sn4+的价层电子排布式为4d10，d轨道已排满电子，不可能发生价层电子的d－d跃迁，[SnCl6]2-不可能有颜色，C不符合题意；AlF中心离子Al3+的电子排布式为1s22s22p6，d轨道无电子，不可能发生价层电子的d－d跃迁，AlF不可能有颜色，D不符合题意。
练后总结
核外电子排布常见错误
(1)在写基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误：
(2)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，而失电子时，却先失4s轨道上的电子，如Fe3+：1s22s22p63s23p63d5。
(3)注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、价电子排布式的区别与联系。如Cu的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1；简化电子排布式：[Ar]3d104s1；价电子排布式：3d104s1。
eq \x( INCLUDEPICTURE "TT2.EPS" 练 后 总 结,核外电子排布常见错误, (1)在写基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误：,①
↑ ↑↑（违反能量最低原理）② ↑↑
（违反泡利原理）)
↑↓ （违反洪特规则） ④ ↑ ↓
（违反洪特规则）,(2)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe为1s22s22p63s23p63d64s2，而失电子时，却先失4s轨道上的电子，如Fe3+为1s22s22p63s23p63d5。,(3)注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、价电子排布式的区别与联系。如Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1；简化电子排布式为[Ar]3d104s1；价电子排布式为3d104s1。)
题组二 核外电子排布的表示方法及判断
3．下列有关原子核外电子排布的表达中错误的是( )
A．F－的结构示意图：
B．基态镁原子的核外电子排布的轨道表示式：
C．基态Mn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5
D．Ga原子激发态的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p1
解析：D Ga为31号元素，位于第四周期第ⅢA族，基态Ga原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar] 3d104s24p1，故D错误。
4．(2024·西宁市二中月考)下列说法正确的是( )
A．Cr原子结构示意图
B．铍原子最外层的电子云图为
C．基态Cu原子的价层电子轨道表示式为，该轨道表示式违背了泡利不相容原理
D．，该轨道表示式违背了泡利不相容原理
解析：A Cr是24号元素，基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，则Cr原子结构示意图，A正确；铍是4号元素，原子核外电子排布式是1s22s2，原子最外2s能级的电子云是球形，不是哑铃形，B错误；Cu元素基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，则基态Cu原子的价层电子轨道表示式为
，C错误；该轨道表示式违背了洪特规则，2p能级电子应自旋方向相同，应为，D错误。
方法总结
核外电子排布的表示方法
(1)书写电子排布式时按照能层数由小到大，能级s、p、d、f的顺序排列。简写时可用上一周期的稀有气体元素符号并加“[ ]”代替部分电子排布式。
(2)书写电子排布图时可用“□”“○”表示原子轨道，用“↑”或“↓”表示自旋相反的电子。
题组三 与核外电子排布有关的元素推断
5．下列各组原子(1～36号)中，彼此的化学性质一定相似的是( )
选项 a原子 b原子
A 最外电子层上有2个电子 最外电子层上有2个电子
B 2p能级上有2个未成对电子 3p能级上也有2个未成对电子
C 电子排布式为1s2 电子排布式为[Ar]4s2
D 最外电子层(L层)上只有1个空轨道 最外电子层(M层)也只有1个空轨道
解析：D 若a为Be，则为金属元素，b为He，为惰性元素，性质不同，故A不符合题意；a原子2p能级上有2个未成对电子，可能为C或者O，b原子3p能级上有2个未成对电子，可能为Si或S，化学性质不一定相似，故B不符合题意；a原子电子排布式为1s2，则为He；b原子电子排布式为[Ar]4s2，则为Ca，二者性质不相似，故C不符合题意；a原子最外电子层(L层)上只有1个空轨道，为C；b原子最外电子层(M层)也只有1个空轨道，为Si，二者为同主族元素，性质相似，故D符合题意。
思维总结
根据电子排布推断元素的思维模板
分析题意→确定元素→回答题中问题
6．(2024·西安交大附中模拟)按要求填空：
(1)根据构造原理写出下列基态原子或离子的核外电子排布式。
①A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半：______________。
②B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍：______________。
③基态Ni2+、Fe3+、S2-的电子排布式分别为______________、______________、______________。
(2)某元素的最外层电子排布式是4s24p5，则其元素符号为______。
(3)基态Ti2+中，电子占据的最高能层符号是______，该能层有______个能级。
(4)写出基态砷原子的电子排布式____________，砷位于元素周期表中第______周期______族。
答案：(1)①1s22s22p63s23p2 ②1s22s22p1 ③[Ar]3d8 [Ar]3d5 1s22s22p63s23p6 (2)Br (3)M 3 (4)[Ar]3d104s24p3 四 ⅤA
题组四 破解“10e－”“18e－”微粒
7．具有10个质子和10个电子的微粒是( )
A．HF B．OH－ C．Na＋ D．CO
解析：A HF质子数为10，电子数为10，故A正确；OH－质子数为9，电子数为10，故B错误；Na＋质子数为11，电子数为10，故C错误；CO质子数为14，电子数为14，故D错误。
8．已知A、B、C、D分别为中学化学中常见的四种不同微粒，它们之间有如图所示的反应关系：
(1)如果A、B、C、D均是10电子微粒，请写出：
A的化学式_________________；D的电子式____________。
如果A和C是18电子微粒，B和D是10电子微粒，请写出A与B在溶液中反应的离子方程式： 。
答案：(1)NH HH
(2)H2S＋OH－===HS－＋H2O(或H2S＋2OH－===S2-＋2H2O)
解析：(1)10电子微粒A、B反应得到两种10电子微粒，应是NH＋OH－NH3↑＋H2O，可推知A为NH，B为OH－，C为NH3，D为H2O。
(2)如果A、C均是18电子的粒子，B、D是10电子粒子，结合转化关系，可推断：A为H2S，B为OH－，C为HS－或S2-，D为H2O，A与B在溶液中反应的离子方程式为H2S＋OH－===HS－＋H2O(或H2S＋2OH－===S2-＋2H2O)。
归纳总结
(1)“10e－”粒子
(2)“18e－”粒子
1．(2024·上海卷)下列关于18F与19F说法正确的是( )
A．是同种核素
B．是同素异形体
C．19F比18F多一个电子
D．19F比18F多一个中子
解析：D 18F与19F质子数相同、中子数不同，因此二者是不同种核素，A错误；同素异形体指的是同种元素的不同单质；18F与19F是两种不同的原子，不是单质，因此二者不是同素异形体，B错误；同位素之间质子数和电子数均相同，19F比18F多一个中子，C错误、D正确。
2．(2024·北京卷)我国科研人员利用激光操控方法，从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子，实现了对同位素41Ca的灵敏检测。41Ca的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间)长达10万年，是14C的17倍，可应用于地球科学与考古学。下列说法正确的是( )
A.41Ca的原子核内有21个中子
B．41Ca的半衰期长，说明41Ca难以失去电子
C．41Ca衰变一半所需的时间小于14C衰变一半所需的时间
D．从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子的过程属于化学变化
解析：A 41Ca的质量数为41，质子数为20，所以中子数为41－20＝21，A正确；41Ca的半衰期长短与得失电子能力没有关系，B错误；根据题意41Ca衰变一半所需的时间要大于14C衰变半所需的时间，C错误；从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子的过程没有新物质产生，不属于化学变化，D错误。
3．(2023·湖南卷)下列化学用语表述错误的是( )
A．HClO的电子式：H
B．中子数为10的氧原子：O
C．NH3分子的VSEPR模型：
D．基态N原子的价层电子排布图：
解析：C 氨分子的VSEPR模型缺一个孤电子对，故C错误。
1．(2024·湖南仿真模拟)下列化学用语错误的是( )
A．NaClO的电子式：Na
B．2px能级电子云轮廓图：
C．基态Fe3+价层电子轨道表示式：
D．F原子的结构示意图：
解析：A NaClO是离子化合物，电子式为Na＋[]－，A项错误。
2．第117号元素为Ts(中文名“石田”，tián)，Ts的最外层电子数是7。下列说法中，不正确的是( )
A．Ts是第七周期第ⅦA族元素
B．Ts的同位素原子具有相同的电子数
C.中子数为176的Ts，其核素符号是Ts
D．Ts在同族元素中非金属性最弱
解析：C 中子数为176的Ts，质量数＝质子数＋中子数＝117＋176＝293，其核素符号是Ts，故C错误。
3．(2024·广州期末质量检测)元素周期表中硒元素的数据见图，下列说法中正确的是( )
A．硒元素的质量数为78.96
B．基态硒原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p4
C．基态硒原子的4p能级有4个未成对电子
D．硒原子的最高化合价为＋4
解析：B 根据表格数据可知硒元素的相对原子质量为78.96，A错误；Se是34号元素，根据构造原理可知基态硒原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p4，B正确；基态硒原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p4，则基态硒原子的4p能级有2个未成对电子，C错误；根据基态硒原子的电子排布式[Ar]3d104s24p4，可知硒原子的最高化合价为＋6，D错误。
4．(2025·吉林高三入学考试)下列有关说法正确的是( )
A．不同原子中，2p、3p、4p能级的轨道数相等
B．同周期元素，从左到右，第一电离能依次增大
C．2px、2py、2pz的能量不相等
D．排布图违反了泡利原理
解析：A 不同原子中，2p、3p、4p能级的轨道数相等，都只有3个轨道，故A正确；同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA族大于第ⅢA族，第ⅤA族大于第ⅥA族，故B错误；2px、2py、2pz的能量相等，只是伸展方向不同，故C错误；排布图违反了洪特规则，故D错误。
5．(2024·湖南部分学校期末联考)《食品安全国家标准》中明确规定在食用盐中加入的食品营养强化剂，包括碘酸钾(KIO3)、碘化钾(KI)。下列说法错误的是( )
A．基态氧原子核外能量最高的电子所在能级的电子云形状：
B．钾原子核外有19种不同运动状态的电子
C．基态氧原子核外电子的轨道表示式：
D．基态碘原子的价层电子排布式：4s24p5
解析：D 基态氧原子核外电子排布式为1s22s22p4，能量最高的电子属于2p能级，该能级电子云的形状为，A项正确；K为19号元素，K原子核外有19个电子，有19种不同运动状态的电子，B项正确；基态氧原子核外电子的轨道表示式为，C项正确；碘为53号元素，位于元素周期表第五周期第ⅦA族，基态碘原子的价层电子排布式为5s25p5，D项错误。
6．下列关于原子结构、原子轨道的说法正确的是( )
A．N能层中有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能层中，有自旋相反的两条轨道
C．s电子绕核运动，其轨道为球面，而p电子在哑铃形曲面上运动
D．电子云的轮廓图称为原子轨道，不同原子的1s能级能量相同
解析：A N能层有4种能级，分别为4s、4p、4d、4f，各能级分别有1、3、5、7个轨道，共有16个轨道，每个轨道最多能容纳2个电子，则可容纳32种运动状态的电子，故A正确；在K能层中只有s轨道，有自旋相反的两个电子，故B错误；s能级电子绕核运动，其电子云轮廓图为球形，而p电子的电子云轮廓图是哑铃形，电子云只说明电子在某个区域出现的概率，故C错误；电子云的轮廓图称为原子轨道，不同原子的1s能级能量不同，故D错误。
7．已知某原子结构示意图为 ，下列有关说法错误的是( )
A．结构示意图中x＝2
B．该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2
C．该原子的电子排布图为
D．该原子结构中共有5个能级上填充有电子
解析：C 由题给信息分析原子结构示意图可知，K层电子排满时为2个电子，故x＝2，该元素为硅，故A正确；该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，故B正确；硅的电子排布图为，故C错误；原子结构中共有1s、2s、2p、3s、3p这5个能级上填充有电子，故D正确。
8．(2024·广东肇庆高二期末)磷酸铁锂(LiFePO4)超快充电池研发备受关注。下列说法正确的是( )
A．基态Fe2+的3p轨道与3d轨道电子数相同
B．激发态Li原子2s轨道不可能存在2个电子
C．基态O的电子轨道表示式违反了泡利原理
D．P原子s电子的电子云轮廓图依次为 (r＝a nm)
解析：A 基态Fe2+的价层电子排布式为3d6，3p轨道全充满，A项正确；根据核外电子排布规律可知Li的基态原子核外电子排布式为1s22s1，激发态时，电子发生跃迁，2s轨道可能存在2个电子，B项错误；图中基态O的轨道表示式违反了洪特规则，C项错误；P原子s电子的电子云轮廓图都为球形，但大小不同，D项错误。
9．(2024·湖南联盟月考)下列说法或有关化学用语的表达正确的是( )
A．能级能量大小关系：4f>5d
B．基态铜原子(29Cu)的价层电子排布式：3d104s1
C.Ca处于基态的电子排布式为1s22s22p63s23p64p2
D．Na＋的电子排布图
解析：B 根据构造原理，电子填充的先后顺序为ns<(n－2)f<(n－1)d
(1)Cr原子的核外电子排布式为_____________________________________，
价电子排布式为__________________，原子结构示意图为______________，价电子排布图为_______________________________________。
(2)Cu2+的核外电子排布式为________________________，离子结构示意图为________。
(3)As的核外电子排布式为_________________________________________，原子结构示意图为________________，价电子排布图为__________________。
(4)Co的价电子排布式为______________，价电子排布图为______________________________。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d54s1{或[Ar]3d54s1} 3d54s1
(2)1s22s22p63s23p63d9{或[Ar]3d9}
(3)1s22s22p63s23p63d104s24p3{或[Ar]3d104s24p3}
(4)3d74s2
11．(2024·贵州高二月考)铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有Al2O3、K2O、CaO、MgO、Cr2O3等氧化物。下列说法不正确的是( )
A．基态Mg原子核外电子的运动状态有12种
B．基态K＋最高能级的电子云轮廓图为哑铃形
C．基态Cr原子的价电子轨道表示式为
D．从结构角度分析，Fe2+的稳定性强于Fe3+
解析：D 镁元素原子的核外共有12个电子，其每一个电子的运动状态都不相同，故共有12种，故A项正确；基态K＋核外电子排布为：1s22s22p63s23p6，最高能级为p能级，电子云轮廓图是哑铃形的，故B项正确；基态Cr原子的价电子轨道表示式为 ，故C项正确；Fe2+：[Ar]3d6，Fe3+：[Ar]3d5，Fe3+的3d能级电子为半充满的稳定状态，故稳定性：Fe3+>Fe2+，故D项错误。
12．三氟化氮(NF3)是一种无色、无味的气体，它是微电子工业的关键原料之一，可由氨气和氟气反应得到：____NH3＋____F2―→____NF3＋____NH4F。完成下列填空：
(1)配平上述反应方程式：__________________________________。
(2)F原子的结构示意图是____________________________________，从原子结构角度比较F和N元素的非金属性强弱：_______________________________。
(3)写出NH4F的电子式：______________________________，溶液中NH的检验方法是_________________________________________。
(4)与NH具有相同质子数和电子数的单核微粒，其单质在空气中长期露置后的最终产物是____________，该产物的水溶液呈______性，用适当的化学用语解释该溶液酸碱性的原因：________________________________________________。
其稀溶液中存在关系式：c(OH－)－c(H＋)＝c(HCO)＋__________。
答案：(1)4NH3＋3F2===NF3＋3NH4F (2) F原子和N原子电子层数相同，核电荷数：F>N，原子半径：F
(3) 取适量溶液于试管中，滴加氢氧化钠溶液并加热。将湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，若试纸变蓝，则样品中有铵根离子
(4)Na2CO3 碱 CO＋H2O HCO＋OH－ 2c(H2CO3)
解析：(4)NH含有11个质子、10个电子，与其具有相同质子数和电子数的单核微粒为Na＋，Na单质在空气中长期露置后的最终产物为Na2CO3；碳酸钠水溶液中因存在碳酸根的水解，使溶液中c(OH－)大于c(H＋)，所以溶液呈碱性；其稀溶液中存在质子守恒：c(OH－)－c(H＋)＝c(HCO)＋2c(H2CO3)。
第2讲 元素周期律
考点一 元素周期表
1．梳理元素周期表的编排原则
2．清晰元素周期表的结构
(1)形成：1869年，由俄国化学家__门捷列夫__初步绘制完成。
(2)网格图示概述元素周期表的结构
周期(7个横行，7个周期)、族(18个纵列、16个族)。
(3)导图细分周期表中周期和族的知识
元素周期表
特别提醒
(1)氢元素不属于碱金属元素，第ⅠA族元素不等同于碱金属元素。
(2)最外层电子数是2的不一定是第ⅡA族元素，如He及大部分过渡元素。
(3)新教材观点：第Ⅷ族属于副族，但是在表示时仍为“第Ⅷ族”。
(4)过渡元素即副族元素，包括了第ⅠB～第ⅦB族和第Ⅷ族。
3．理顺原子结构与周期的关系
(1)原子结构与周期序数的关系
周期 能层数 每周期第一个元素 每周期最后一个元素
原子序数 原子序数 基态原子的电子排布式
二 2 3 [He]2s1 10 1s22s22p6
三 3 11 __[Ne]3s1__ __18__ __1s22s22p63s23p6__
四 4 19 __[Ar]4s1__ __36__ __1s22s22p63s23p63d104s24p6__
五 5 37 [Kr]5s1 54 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6
六 6 55 [Xe]6s1 86 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6
七 7 87 [Rn]7s1 118 —
(2)族元素的价电子排布特点
①主族元素
主族 排布特点 主族 排布特点
ⅠA ns1 ⅣA ns2np2
ⅡA ns2 ⅤA ns2np3
ⅢA ns2np1 ⅥA ns2np4
ⅦA ns2np5
②0族元素：He为__1s2__；其他为__ns2np6__。
③过渡元素(副族和第Ⅷ族)：__(n－1)d1～10ns1～2__。
4．明晰元素周期表的分区
(1)按元素种类对元素周期表分区
周期 族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
1234567
①分界线：沿着元素周期表中__铝、锗、锑、钋__与__硼、硅、砷、碲、砹__的交界处画一条虚线，即为金属元素区和非金属元素区的分界线。
②各区位置：分界线左下方为__金属元素区__，分界线右上方为__非金属元素区__。
③分界线附近元素的性质：既表现__金属元素__的性质，又表现__非金属元素__的性质。
特别提醒
(1)过渡元素包括7个副族和第Ⅷ族，全部是金属元素，原子最外层电子数不超过2个(1～2个)。
(2)由于镧系和锕系的原因，第六、七周期同一周期的第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差为25。而第四、五周期同一周期的第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差为11。
(2)按价电子排布对周期表分区
①各区价电子排布特点
分区 价电子排布 对应区域
s区 ns1～2 第ⅠA、ⅡA族
p区 ns2np1～6(除He外) 第ⅢA～ⅦA族，0族
d区 (n－1)d1～9ns1～2(除钯外) 第ⅢB～ⅦB族(镧系、锕系除外)，Ⅷ族
ds区 (n－1)d10ns1～2 第ⅠB、ⅡB族
f区 (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2 镧系、锕系元素
②周期表的分区
5．了解元素周期表的应用
(1)科学预测：为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。
(2)寻找新材料
特别提醒
(1)处在金属元素和非金属元素分界线上下的元素单质并不一定都是半导体，如Al是导体，B(硼)不导电。
(2)从元素周期表的分区中可以看出，非金属性最强的是氟(F)，金属性最强的是铯(Cs)(放射性元素除外)。
6．规律
最外层电子数规律 最外层电子数为1的元素有主族(第ⅠA族)、副族(第ⅠB族、第Ⅷ族部分等)；最外层电子数为2的元素有主族(第ⅡA族)、副族(第ⅡB族、第ⅢB族、第ⅣB族、第ⅦB族)、0族(He)、第Ⅷ族(26Fe、27Co等)；最外层电子数在3～7之间的元素一定是主族元素；最外层电子数为8的元素为0族(He除外)
数目规律 元素种类最多的是第ⅢB族(32种)；同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数之差有以下三种情况：第二、三周期(短周期)相差1，第四、五周期相差11，第六、七周期相差25
分界线规律 位于金属与非金属之间的分界线，右上方的元素为非金属(周期表中的颜色为深绿色)，在此可以找到制造农药的元素(如Cl、P等)，左下角为金属元素(H除外)，分界线两边的元素一般既有金属性，又有非金属性；能与酸和碱反应(如Be、Al等)，还可找到制造半导体材料的元素(如Si、Ge等)
对角线规律 某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，主要表现在第二、三周期(如Li和Mg、Be和Al、B和Si)
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)元素周期表中同列元素原子的价层电子总数相同。( )
错因：
(2)包含元素种数最多的族是第ⅠA族。( )
错因：
(3)原子的最外层有2个电子的元素一定是第ⅡA族。( )
错因：
(4)处于非金属与金属分界线上的元素常被称为半金属或类金属。( )
错因：
(5)最外层有2个未成对电子的可能是ns2np2或ns2np4，短周期元素中分别为C、Si和O、S。( )
错因：
答案：(1)× 同主族元素的价电子层的电子总数一定相等，但过渡元素中一些族的价层电子数不一定相等，例如：第ⅡB族中镧系和锕系元素。
(2)× 包含元素种类最多的族是第ⅢB族。
(3)× He原子和部分过渡金属元素的最外层电子数也是2。
(4)√
(5)√
题组一 元素周期表的结构
1．(2024·咸阳市模拟)已知A为第ⅡA族元素，B为第ⅢA族元素，它们的原子序数分别为m和n，且A、B为同一周期的元素，下列关系式错误的是( )
A．n＝m＋1 B．n＝m＋11 C．n＝m＋25 D．n＝m＋10
解析：D 若A、B为第二、三周期元素，n＝m＋1；若A、B为第四、五周期元素，n＝m＋11；若A、B为第六、七周期元素，n＝m＋25。
2．(2024·陕西高三模拟)下列说法正确的是( )
A．原子序数为7的元素的最高化合价为＋4价，位于p区
B．周期表中共有18个列，其中形成化合物种类最多的在第14列
C．位于同一主族的甲、乙两种元素，甲的原子序数为m，则乙的原子序数可能为m＋4
D．位于同一周期的甲、乙两种元素，甲位于第ⅠA族，原子序数为m，乙位于第ⅢA族，则乙原子序数可能为m＋19
解析：B 原子序数为7的元素为氮元素，其最高化合价为＋5价，故A错误；C元素形成有机物的种类繁多，C位于第14列，周期表中共有18个列，故B正确；同一主族的元素相差2、8、18、32或上述数字间的和，故C错误；同一周期第ⅠA族元素与第ⅢA族元素之间的差可能为2、12、26，故D错误。
练后总结
元素周期表中原子序数的序差规律
(1)相邻周期，同一主族元素的原子序数可能相差2、8、18、32。若A、B是同主族相邻周期元素，A、B所在周期分别有m和n种元素。如图：
当A、B在第ⅠA或第ⅡA族时，y＝x＋m。A、B在第ⅢA～0族时，y＝x＋n。
(2)同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数之差有以下三种情况：第二、三周期(短周期)相差1，第四、五周期相差11，第六、七周期相差25。
题组二 原子结构与元素周期表的关系
3．(2024·福州五校期中)下列说法中正确的是( )
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．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．过渡元素既有金属元素也有非金属元素
解析：C 主族元素含有金属元素，如钠元素，在s区，故A错误；第ⅡB族最外层电子数为2，在ds区，故B错误；元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素，称为过渡金属全部是金属元素，故C正确、D错误。
4．某多孔储氢材料前驱体结构如图。已知M、W、X、Y、Z 5种元素原子序数依次增大，基态Z原子的电子填充了3个能级，其中有2个未成对电子。下列说法正确的是( )
A.简单氢化物的还原性：X
C．因为Z的电负性大于Y，所以Z的第一电离能更大
D．该化合物的阴离子中除M原子外的其他原子均满足最外层8电子稳定结构
解析：D 根据分析，M、W、X、Y、Z分别为H、B、C、N、O。同周期从左向右非金属性增强，其离子还原性减弱，简单氢化物的还原性：C＞N＞O，A错误；基态N原子核外电子排布式为1s22s22p3，空间运动状态种数即为电子的轨道数：1＋1＋3＝5，B错误；同周期第一电离能从左向右增大趋势，但第ⅡA族>第ⅢA族，第ⅤA族>第ⅥA族，第一电离能大小顺序是N>O>H>C>B，Y的第一电离能最大，C错误；该化合物的阴离子中除H原子为2电子稳定结构，其他原子均为8电子稳定结构，D正确。
题组三 元素周期表的应用
5．下列关于元素周期表应用的说法不正确的是( )
A．为元素性质的系统研究提供指导，为新元素的发现提供线索
B．在金属与非金属的分界处，寻找半导体材料
C．在氟、氯、硫、磷元素中，寻找制造农药的主要元素
D．在过渡元素中，可以找到半导体材料
解析：D 在过渡元素中寻找耐高温、耐腐蚀的合金材料，故D错误。
6．部分元素在元素周期表中的分布如图所示(虚线为金属元素与非金属元素的分界线)，下列说法不正确的是( )
A．B只能得电子，不能失电子
B．原子半径：Ge＞Si
C．As可作半导体材料
D．Po处于第六周期第ⅥA族
解析：A 由题给信息知，B元素位于金属元素与非金属元素的分界线附近，
既能得电子，又能失电子，故A错误。
考点二 元素周期律
1．元素周期律
2．元素性质的周期性变化规律
项目 同周期(左→右) 同主族(上→下)
原子结构 核电荷数 逐渐 增大 逐渐 增大
电子层数 相同 逐渐 增多
原子半径 逐渐 减小 逐渐 增大
离子半径 阳离子逐渐 减小 阴离子逐渐 减小 ，r(阴离子) ＞ r(阳离子) 逐渐 增大
性质 化合价 最高正化合价由 ＋1 → ＋7 (O、F除外) 相同，最高正化合价＝主族序数(O、F除外)
元素的金属性和非金属性 金属性逐渐 减弱 ，非金属性逐渐 增强 金属性逐渐 增强 ，非金属性逐渐 减弱
离子的氧化性、还原性 阳离子的氧化性逐渐 增强 ；阴离子的还原性逐渐 减弱 阳离子的氧化性逐渐 减弱 ；阴离子的还原性逐渐 增强
气态氢化物的稳定性 逐渐 增强 逐渐 减弱
最高价氧化物的水化物的酸碱性 碱性逐渐 减弱 ；酸性逐渐 增强 碱性逐渐 增强 ；酸性逐渐 减弱
第一电离能 增大的趋势 逐渐 减小
电负性 逐渐 增大 逐渐 减小
特别提醒
单核原子(离子)半径大小的比较方法“三看”
一看电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。
二看核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。
三看核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。
3．元素金属性、非金属性强弱判断
金属性 在金属活动性顺序表中越靠前，金属性越强(极少数例外)
单质与水(或酸)反应置换出氢气越容易，金属性越强
单质还原性越强或阳离子氧化性越弱，金属性越强
最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性越强
若Xn＋＋Y―→X＋Ym＋，则Y比X的金属性强
元素在周期表中的位置：左边或下方元素的金属性强
非金属性 与H2化合越容易，气态氢化物越稳定，非金属性越强
单质氧化性越强或阴离子还原性越弱，非金属性越强
最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强
元素在周期表中的位置：右边或上方元素的非金属性强
特别提醒
(1)根据元素氧化物对应水化物的酸碱性的强弱判断元素非金属性或金属性的强弱时，必须利用其最高价氧化物对应的水化物。
(2)判断元素非金属性或金属性的强弱，依据的是元素原子在化学反应中得失电子的难易而不是得失电子的多少。
(3)金属性是指金属原子失电子能力的性质，金属活动性是指单质在水(或酸)溶液中，金属原子失去电子能力的性质，二者顺序基本一致，仅极少数例外，如金属性Pb>Sn，而金属活动性Sn>Pb。
4．第一电离能
(1)条件
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__。符号为__I1__；单位为__kJ·mol-1__。
(2)规律
①同周期元素：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，从左到右总体呈现__增大__的变化趋势。
第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能。同周期主族元素，第ⅡA族(ns2)全充满、第ⅤA族(np3)半充满，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的第ⅢA族和第ⅥA族元素。
②同族元素：从上到下第一电离能__逐渐减小__。
③同种原子：逐级电离能越来越__大__(即I1__＜__I2__＜__I3……)。
特别提醒
金属活动性顺序与元素相应的电离能大小顺序不完全一致，故不能根据金属活动性顺序判断电离能的大小。
5．电负性
(1)含义：用来描述不同元素的原子对__键合电子__吸引力的大小。元素的电负性越大，对__键合电子__的吸引力越__大__。
(2)标准：以氟的电负性为__4.0__和锂的电负性为1.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体未计)。
(3)变化规律
在元素周期表中，同周期从左到右，元素的电负性逐渐__变大__；同主族从上到下，元素的电负性逐渐__变小__。
(4)电负性的应用
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)元素的电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大。( )
错因：
(2)元素的氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强。( )
错因：
(3)元素的气态氢化物越稳定，非金属性越强，其水溶液的酸性越强，还原性越弱。( )
错因：
(4)元素的原子得电子越多，非金属性越强，失电子越多，金属性越强。( )
错因：
(5)同周期元素，从左到右，原子半径逐渐减小，离子半径也逐渐减小。( )
错因：
(6)酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4。( )
错因：
(7)氢化物的稳定性：HF＞HCl＞H2S＞SiH4＞PH3。( )
错因：
答案：(1)× 如电负性：O>N，非金属性：O>N，而第一电离能：N>O。
(2)× 元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强。
(3)× 元素的气态氢化物越稳定，非金属性越强，其水溶液的酸性强弱与还原性无关。
(4)× 元素原子的金属性、非金属性强弱与得失电子多少无关，只与得失电子的难易程度有关。
(5)× 同周期元素只有均形成阳离子或均形成阴离子时，原子序数越大，离子半径才越小。
(6)√
(7)× 氢化物的稳定性：HF＞HCl＞H2S＞PH3＞SiH4。
题组一 原子(或离子)半径的大小比较
1．比较下列微粒半径的大小(用“＞”或“<”填空)：
(1)Na______Mg______Cl
(2)Li______Na______K
(3)Na＋______Mg2+______Al3+
(4)F－______Cl－______Br－
(5)Cl－______O2-______Na＋______Mg2+
(6)Fe______Fe2+______Fe3+
答案：(1)＞ ＞ (2)＜ ＜ (3)＞ ＞ (4)＜ ＜ (5)＞ ＞ ＞ (6)＞ ＞
题组二 元素金属性、非金属性的判断
2．Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其最外层电子数之和为19。Q与X、Y、Z位于不同周期，X、Y相邻，Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍。下列说法错误的是( )
A．金属性：X>Q
B．原子半径：X>Y
C．简单氢化物的沸点：Z>Q
D．最高价含氧酸的酸性：Z>Y
解析：C 由题意可知，Q为第二周期元素，X、Y、Z为第三周期元素，再依据Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍，可推知Y为Si，由“X、Y相邻”，且X的原子序数小于Y，可推知X为Al，最后依据原子序数的大小关系和四种元素最外层电子数之和为19可推知，若Q为O，则Z为S；若Q为N，则Z为Cl；若Q为F，则Z为P。由于H2O或NH3或HF分子间存在氢键，而H2S或HCl或PH3分子间只有范德华力，则简单氢化物的沸点：H2S
3．(2024·湖南高三模拟)“律动世界”国际化学元素周期表主题年活动报告中，提到了一种具有净水作用的物质，它由Q、W、X、Y、Z五种原子序数依次增大的元素组成。该五种元素的性质或结构信息如下表：
元素 信息
Q 基态原子只有一种形状的轨道填有电子，并容易形成共价键
W 基态原子有5个原子轨道填充有电子，有2个未成对电子
X 最高价氧化物对应水化物与Y、Z最高价氧化物对应水化物都能反应
Y 在元素周期表中位于第三周期、第ⅥA族
Z 焰色试验为紫色
下列说法正确的是( )
A．电负性：Q
解析：A Q、W、X、Y、Z五种原子序数依次增大的元素；Q基态原子只有一种形状的轨道填有电子，并容易形成共价键，为氢元素；Z焰色试验为紫色，为钾元素；Y在元素周期表中位于第三周期第ⅥA族，为硫元素；X最高价氧化物对应水化物与Y、Z最高价氧化物对应水化物都能反应，则X为铝元素；W基态原子有5个原子轨道填充有电子，有2个未成对电子，且Q、W、X、Y、Z形成具有净水作用的物质，则W为氧元素，净水性物质为硫酸铝钾晶体。同周期从左到右，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；电负性：Q＜Y＜W，A正确；同主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；同周期随着原子序数变大，第一电离能变大，第一电离能：Z＜X＜W，B错误；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；简单离子半径：X＜W＜Z＜Y，C错误；该物质为KAl(SO4)2·12H2O，非金属元素之间存在共价键，D错误。
题组四 元素周期律的准确判断
4．(2024·吉林三模)M、W、X、Y、E是五种原子序数依次递增的短周期元素。已知：M的一种同位素可以用于测定文物的年代；基态X原子含3对成对电子；Y在同周期金属元素中第一电离能最大；基态E原子的3p轨道中含有自旋方向不同且数目之比为3∶1的电子。下列说法正确的是( )
A．简单离子的离子半径：W
D．Xe(氙)是目前最易形成化合物的稀有气体，XeX3为非极性分子
解析：C M的一种同位素可以用于测定文物的年代，可得M为C，基态X原子含3对成对电子，X为O，则W为N，Y在同周期金属元素中第一电离能最大，则Y为Mg；基态E原子的3p轨道中含有自旋方向不同且数目之比为3∶1的电子，可知E为S，据此回答。简单离子半径为S2->N3->O2->Mg2+，A错误；由于氨气和水中含有氢键，故简单氢化物的沸点：H2O>NH3>H2S>CH4，B错误；Mg可以在二氧化碳中燃烧，C正确；XeO3为三角锥形，为极性分子，D错误。
5．(2024·湖南高考考前模拟)R、X、Y、Z为短周期主族元素，其中，X、Y最高价氧化物对应水化物分别为甲、乙，R和Z的简单氢化物分别为丙、丁，X、Y、Z位于同周期。0.1 mol·L-1甲、乙、丙、丁的水溶液的pH与对应元素原子半径的关系如图所示，下列叙述错误的是( )
A．电负性：Z>Y
B．第一电离能：R>Y
C．RZ3分子的VSEPR模型为正四面体形
D．丙和丁相遇产生含两种化学键的晶体
解析：C 由0.1 mol·L-1甲、乙、丙、丁的水溶液的pH与对应元素原子半径关系图可知，甲溶液的pH为13，则甲为强碱NaOH，则X为Na元素，乙溶液pH＜1，则乙为强酸H2SO4，则Y为S元素，丁溶液pH为1，则丁为HCl，则Z为Cl，丙溶液pH＜13，为氨水，即丙为NH3，故R、X、Y、Z分别为N、Na、S、Cl。根据同一周期从左往右元素的电负性依次增大，故电负性：Cl＞S即Z>Y，故A项正确；根据同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势，第ⅡA族与第ⅤA族反常，同一主族从上往下元素的第一电离能依次减小，故第一电离能：N＞S即R>Y，故B项正确；RZ3分子(即NCl3)中心原子价电子对数＝3＋＝4，均为sp3杂化，有1个孤电子对，则VSEPR模型为四面体形，故C项错误；丙为NH3，丁为HCl，两种物质反应生成NH4Cl，NH4Cl中既有离子键也有共价键，故D项正确。
1．(2024·江苏卷)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可用作净水剂。下列说法正确的是( )
A．半径：r(Al3+)>r(K＋)
B．电负性：χ(O)>χ(S)
C．沸点：H2S>H2O
D．碱性：Al(OH)3>KOH
解析：B Al3+有2个电子层，而K＋有3个电子层，因此，K＋的半径较大，A错误；同一主族的元素，其电负性从上到下依次减小，O和S都是第ⅥA族的元素，O元素的电负性较大，B正确；虽然H2S的相对分子质量较大，但是H2O分子间可形成氢键，因此H2O的沸点较高，C错误；元素的金属性越强，其最高价氧化物的水化物的碱性越强，K的金属性强于Al，因此KOH的碱性较强，D错误。
2．(2024·全国甲卷)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素。W和X原子序数之和等于Y－的核外电子数，化合物W＋[ZY6]－可用作化学电源的电解质。下列叙述正确的是( )
A．X和Z属于同一主族
B．非金属性：X>Y>Z
C．气态氢化物的稳定性：Z>Y
D．原子半径：Y>X>W
解析：A W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，且能形成离子化合物W＋[ZY6]－，则W为Li或Na；又由于W和X原子序数之和等于Y－的核外电子数，若W为Na，X原子序数大于Na，则W和X原子序数之和大于18，不符合题意，因此W为Li；由于Y可形成Y－，故Y为第ⅦA族元素，且原子序数Z大于Y，故Y不可能为Cl，因此Y为F，X的原子序数为10－3＝7，X为N；根据W、Y、Z形成离子化合物W＋[ZY6]－，可知Z为P。由分析可知，X和Z属于同一主族，A项正确；非金属性：F＞N＞P，B项错误；非金属性越强，其简单气态氢化物的稳定性越强，即气态氢化物的稳定性：HF＞PH3，C项错误；同周期主族元素原子半径随着原子序数的增大而减小，故原子半径：Li＞N＞F，D项错误。
3．(2024·甘肃卷)X、Y、Z、W、Q为短周期元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为18。Y原子核外有两个单电子，Z和Q同族，Z的原子序数是Q的一半，W元素的焰色试验呈黄色。下列说法错误的是( )
A．X、Y组成的化合物有可燃性
B．X、Q组成的化合物有还原性
C．Z、W组成的化合物能与水反应
D．W、Q组成的化合物溶于水呈酸性
解析：D X、Y、Z、W、Q为短周期元素，W元素的焰色试验呈黄色，W为Na；Z和Q同族，Z的原子序数是Q的一半，则Z为O、Q为S；Y原子核外有两个单电子、且原子序数小于Z，Y为C；X、Y、Z、W、Q的最外层电子数之和为18，则X的最外层电子数为18－4－6－1－6＝1，X可能为H或Li。若X为H，H与C组成的化合物为烃，烃能够燃烧，若X为Li，Li与C组成的化合物也具有可燃性，A项正确；X、Q组成的化合物中Q(即S)元素呈－2价，为S元素的最低价，具有还原性，B项正确；Z、W组成的化合物为Na2O、Na2O2，Na2O与水反应生成NaOH，Na2O2与水反应生成NaOH和O2，C项正确；W、Q组成的化合物Na2S属于强碱弱酸盐，其溶于水所得溶液呈碱性，D项错误。
4．(2024·黑吉辽卷)如下反应相关元素中，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，基态X原子的核外电子有5种空间运动状态，基态Y、Z原子有两个未成对电子，Q是ds区元素，焰色试验呈绿色。下列说法错误的是( )
QZY4溶液QZX4Y4W12溶液
A．单质沸点：Z>Y>W
B．简单氢化物键角：X>Y
C．反应过程中有蓝色沉淀产生
D．QZX4Y4W12是配合物，配位原子是Y
解析：D Q是ds区元素，焰色试验呈绿色，则Q为Cu元素；基态X原子的核外电子有5种空间运动状态，则X为第二周期元素，满足此条件的主族元素有N(1s22s22p3)、O(1s22s22p4)、F(1s22s22p5)；X、Y、Z为原子序数依次增大，基态Y、Z原子有两个未成对电子，若Y、Z为第二周期元素，则满足条件的可能为C(1s22s22p2)或O(1s22s22p4)，C原子序数小于N，所以Y不可能为C，若Y、Z为第三周期元素，则满足条件的可能为Si(1s22s22p63s23p2)或S(1s22s22p63s23p4)，Y、Z可与Cu形成CuZY4，而O、Si、S中只有O和S形成的SO才能形成CuZY4，所以Y、Z分别为O、S，则X只能为N；W能与X形成WX3，则W为第ⅠA族或第ⅦA族元素，但W原子序数小于N，所以W为H，综上所述，W、X、Y、Z、Q分别为H、N、O、S、Cu。W、Y、Z分别为H、O、S，S单质常温下呈固态，其沸点高于氧气和氢气，O2和H2均为分子晶体，O2的相对分子质量大于H2，O2的范德华力大于H2，所以沸点：O2＞H2，即沸点：S＞O2＞H2，故A正确；Y、X的简单氢化物分别为H2O和NH3，H2O的中心原子O原子的价层电子对数为2＋×(6－2×1)＝4、孤电子对数为2，空间结构为V形，键角约105°，NH3的中心原子N原子的价层电子对数为3＋×(5－3×1)＝4、孤电子对数为1，空间结构为三角锥形，键角约107°18′，所以键角：X>Y，故B正确；硫酸铜溶液中滴加氨水，氨水不足时生成蓝色沉淀氢氧化铜，氨水过量时氢氧化铜溶解，生成Cu(NH3)4SO4，即反应过程中有蓝色沉淀产生，故C正确；QZX4Y4W12为Cu(NH3)4SO4，其中铜离子提供空轨道、NH3的N原子提供孤电子对，二者形成配位键，配位原子为N，故D错误。
5．(2024·浙江卷)X、Y、Z、M四种主族元素，原子序数依次增大，分别位于三个不同短周期，Y与M同主族，Y与Z核电荷数相差2，Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍。下列说法不正确的是( )
A．键角：YX>YX
B．分子的极性：Y2X2>X2Z2
C．共价晶体熔点：Y>M
D．热稳定性：YX4>MX4
解析：B X、Y、Z、M四种主族元素，原子序数依次增大，分别位于三个不同短周期，Y与M同主族，Y与Z核电荷数相差2，Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍，则Z为O，Y为C，X为H，M为Si。YX为CH，其中C原子的杂化类型为sp2，CH的空间结构为平面正三角形，键角为120°；YX为CH，其中C原子的杂化类型为sp3，CH的空间结构为三角锥形，键角为107°18′，因此键角的大小关系为YX>YX，A正确；Y2X2为C2H2，为直线形分子，分子结构对称，为非极性分子；H2O2分子结构不对称，分子中正、负电荷的中心是不重合的，故其为极性分子，因此，二者极性的大小关系为Y2X2
A．W、X、Y、Z四种元素的单质中Z的熔点最高
B．在X的简单氢化物中X原子轨道杂化类型为sp3
C．Y的氢氧化物难溶于NaCl溶液，可以溶于NH4Cl溶液
D．Y3[Z(WX)6]2中WX－提供电子对与Z3+形成配位键
解析：A W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，则W为C；每个周期的第ⅡA族和第ⅤA族的元素的第一电离能都比左右相邻元素的高，由于配合物Y3[Z(WX)6]2中Y在外界，Y可形成简单阳离子，则Y属于金属元素，故X和Y分别为N和Mg；Z的M层未成对电子数为4，则其3d轨道上有4个不成对电子，其价电子排布式为3d64s2，Z为Fe，Y3[Z(WX)6]2为Mg3[Fe(CN)6]2。W、X、Y、Z四种元素的单质中，N的单质形成分子晶体，Mg和Fe均形成金属晶体，C既可以形成金刚石又可以形成石墨，石墨的熔点最高，A不正确；X的简单氢化物是NH3，其中N原子轨道杂化类型为sp3，B正确；Y的氢氧化物是Mg(OH)2，难溶于NaCl溶液，但是，由于NH4Cl电离产生的NH可以破坏Mg(OH)2的沉淀溶解平衡，因此Mg(OH)2可以溶于NH4Cl溶液，C正确；Mg3[Fe(CN)6]2中CN－提供电子对与Fe3+形成配位键，D正确。
1．(2024·内蒙古期中)中国科学院院士张青莲教授主持测定的铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值被采用为国际新标准，已知In与Al同主族，与铷(37Rb)同周期。下列说法正确的是( )
A．原子半径：Rb
C．碱性：In(OH)3
解析：D 金属Rb和In为同一周期主族元素，从左到右，原子半径减小，因此原子半径：Rb＞In，故A错误；In的原子序数为49，原子核外有5个电子层，数目分别为2、8、18、18、3，则铟处于第五周期第ⅢA族，故B错误；金属性：In＞Al，元素的金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强，则碱性：In(OH)3＞Al(OH)3，故C错误；In3+的中子数为66，电子数为46，二者差值为20，故D正确。
2．根据元素周期律和元素周期表，下列推断不合理的是( )
A．第83号元素的最高化合价是＋6价
B．第七周期0族元素的原子序数是118
C．第53号元素的单质在常温常压下是固体
D．第四周期第ⅣA族的元素的单质可作半导体
解析：A 第83号元素是第六周期第ⅤA族的Bi元素，其最外层5个电子，最高化合价是＋5价，故A错误。
3．“证据推理与模型认知”是化学学科学习的基本素养。下列推论合理的是( )
选项 已知信息 推论
A 酸性：HI>HBr>HCl 酸性：H2Te>H2Se>H2S
B 非金属性：F>O>N 还原性：F－>O2->N3-
C 原子半径：Na>Mg>O 离子半径：Na＋>Mg2+>O2-
D 熔点：C>Si>Ge 熔点：F2>Cl2>Br2>I2
解析：A HCl、HBr、HI的酸性由键能决定，键长越长，键能越小，酸性越强，因此推出氧族元素对应氢化物的酸性：H2Te>H2Se>H2S，A项合理；元素非金属性越强，对应简单离子的还原性越弱，因此还原性：F－
A．X和W均为元素周期表中的p区元素
B．Y、Z的氧化物对应的水化物均为强酸
C．X和Y形成的二元化合物常温常压下均为气态
D．W所在周期基态原子最高能层电子数为1的元素有3种
解析：D X元素被称为“元素之母”，X为H，Y的单质是空气中含量最多的成分，Y为N，W焰色试验的颜色为砖红色，W为Ca，四种元素的原子序数之和为43，则Z原子序数为15，Z为P，H元素为第ⅠA族元素，Ca元素为第ⅡA族元素，H和Ca均为元素周期表中s区的元素，A项错误；HNO2、H3PO4均不是强酸，B项错误；N2H4常温常压下为液态，C项错误；Ca所在周期为第四周期，该周期基态原子最高能层电子数为1的元素有K、Cr、Cu三种，D项正确。
5．(2024·雅礼中学高三月考二)甲～戊均为短周期元素，在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高价氧化物对应水化物为强酸。下列说法一定正确的是( )
A．原子半径：乙>戊>丁
B．第一电离能：戊>丁
C．甲的氢化物遇湿润的红色石蕊试纸变蓝
D．丙的最高价氧化物对应的水化物能与强碱反应
解析：D 甲～戊是短周期元素，戊中的最高价氧化物对应水化物为强酸，则可能是硫酸或高氯酸，若是高氯酸，则戊为Cl，甲为N、乙为F、丙为P、丁为S；若是硫酸，则戊为S，甲为C、乙为O、丙为Si、丁为P。原子半径：S>Cl>F或者P>S>O，A错误；第一电离能：戊若是S，则P>S，B错误；甲若为C，氢化物为CH4，遇湿润的红色石蕊试纸不变蓝，C错误；丙的最高价氧化物对应水化物可能是硅酸、也可能是磷酸，都一定能与强碱反应，D正确。
6．(2024·湖南新高考联盟联考一)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素，Y是地壳中含量最高的元素，X、Y形成的某种固体化合物可表示为XYXY，Z基态原子的核外电子有6种空间运动状态，Z与W的基态原子均只含有1个单电子。下列说法不正确的是( )
A．简单离子的半径大小：Z>X>Y
B．Z与X、Y能形成离子化合物
C．Y的单质分子中可能含有极性键
D．W与Z的最高价氧化物对应水化物之间能发生反应
解析：A X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素，Y是地壳中含量最高的元素，Y为O；X与Y能形成化合物XYXY，X的化合价为＋5价，故X是N；Z基态原子的核外电子有6种空间运动状态，Z与W的基态原子均只含有1个单电子，Z是Na，W是Al或Cl。X、Y、Z分别为N、O、Na，它们形成的三种简单离子的电子层结构相同，核电荷数依次增大，则离子半径依次减小，所以离子半径大小：N3->O2->Na＋，A不正确；Na与N、O能形成离子化合物Na3N或NaN3、Na2O或Na2O2等，B正确；O3分子是极性分子，所含化学键是极性键，C正确；NaOH溶液与Al(OH)3、HClO4均能反应，D正确。
7．(2024·湖南月考)主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增加，且均不超过20。X、Y、Z最外层电子数之和为15。W＋[Z－X≡Y]－是实验室常用的一种化学试剂，所有元素都满足8电子稳定结构。下列说法中正确的是( )
A．简单离子半径：W>Z>Y
B．W2Z的水溶液中滴入酚酞显红色
C．氢化物的沸点：Y>X
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：X>Y
解析：B 主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增加，且均不超过20，W＋[Z—X≡Y]－为实验室一种常见试剂，由结构式可知，W为第ⅠA族元素，X为第ⅣA族元素，Y为第ⅤA族元素，Z为第ⅥA族元素，由X、Y、Z最外层电子数之和为15，并且所有元素都满足8电子稳定结构，因此X为C元素，Y为N元素，Z为S元素，W为K元素。K＋和S2-有3个电子层，N3-有2个电子层，则简单离子半径：S2->K＋>N3-，A错误；K2S的水溶液中硫离子水解使得溶液显碱性，滴入酚酞显红色，B正确；没有说明是否为简单氢化物，不能判断形成氢化物沸点的高低，C错误；非金属性：N>C，非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，酸性：HNO3>H2CO3，D错误。
8．(2024·长郡中学6月保温测试)用α(He)粒子轰击X可得到一个中子和一种放射性核素bcY，即He＋X―→bcY＋n。已知基态X原子中s能级电子总数是p能级电子总数的4倍。下列说法错误的是( )
A．b＝13
B．最高价含氧酸的酸性：X
D．单质的沸点：X>Y
解析：C 基态X原子核外电子s能级电子数是p能级电子数的4倍，则X的核外电子排布为1s22s22p1，则X为B元素；由2＋5＝c，则Y的质子数为7，Y为N元素。X和Y分别为B和N，即a＝5，由质量数守恒4＋2×5＝b＋1，解得b＝13，A正确；同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，则非金属性：B
9．(2024·长沙市一中高三一模)LK－99是一种将Pb2(SO4)O和Cu3P按一定比例在真空石英管中加热到925 ℃后形成的铜掺杂改性铅磷灰石材料，可表示为M(10－x)Yx(XW4)6。W、X为既不同周期也不同主族的短周期元素，M、Y为金属元素，M元素的原子与碳原子具有相同的最外层电子数。下列说法正确的是( )
A．基态Y2+比基态Y＋更稳定
B．M的单质是半导体
C．原子半径：M
解析：D M、Y为金属元素，M元素的原子与碳原子具有相同的最外层电子数，可知M为Pb，Y为Cu，W、X为既不同周期也不同主族的短周期元素可知X为P，W为O。基态Cu＋价层电子排布为3d10，基态Cu2+价层电子排布为3d9，因此基态Cu＋比基态Cu2+更稳定，A错误；元素周期表的金属元素和非金属元素的交界处可以找到半导体材料，Pb位于元素周期表第六周期第ⅣA族，不是半导体，B错误；电子层数越多，原子半径越大，原子半径：Pb>P，C错误；P元素最高价氧化物对应水化物为H3PO4是中强酸，D正确。
10．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Z、W同周期，且W原子的半径在同周期中最小，由这些元素组成的常见化合物(部分含有氢元素)之间能发生如图转化，其中G是生活中应用广泛的一种金属单质，A、C分别为X、Y的氢化物。下列说法正确的是( )
A．简单离子半径：r(X)
D．化合物E、F所含化学键类型完全相同
解析：B E为仅含有非金属元素的盐，即为铵盐，电解熔融的F得到一种生活中应用广泛的金属G，F为Al2O3，G为Al单质，D受热分解得到F为Al2O3，D为Al(OH)3，A、C分别为X、Y的氢化物，A为NH3，C为H2O，B为AlCl3，根据原子序数的大小和原子半径比较得出X为N元素，Y为O元素，Z为Al元素，W为Cl元素，E为NH4Cl。电子层数越多，离子半径越大，电子层数相同，核电荷数越大，离子半径越小，所以简单离子半径：r(Al3+)
11．(2025·华东师大二附中期中)Ⅰ.元素周期表是元素周期律的具体表现，是学习和研究化学的一种重要工具。下图是元素周期表的一部分：
① ② ③
④ P ⑤ ⑥
Ga Ge As Se Br
回答下列问题：
(1)As元素在周期表中的位置是________________。
(2)元素①简单气态氢化物分子的空间结构是____________。请用一个方程式比较元素①和元素②的非金属性强弱：____________________________________。
(3)元素③④⑤的简单离子半径由大到小排序为________________(用离子符号表示)。
(4)元素⑤⑥非金属性更强的是______________(用元素符号表示)，请从原子结构的角度解释：______________________________________________。
Ⅱ.电离能是指由气态原子失去电子形成阳离子需要的能量。从中性原子中失去第一个电子所需要的能量为第一电离能(I1)，失去第二个电子所需要的能量为第二电离能(I2)，依次类推。下图为1～19号元素的第一电离能I1。
回答下列问题：
(5)同周期内，随原子序数增大，I1增大。但个别元素的I1出现反常，预测下列关系式中正确的是________(填字母)。
A．I1(As)>I1(Se) B．I1(As)
答案：(1)第四周期第ⅤA族
(2)正四面体 2HNO3＋Na2CO3===2NaNO3＋CO2↑＋H2O
(3)S2-＞O2-＞Al3+
(4)Cl 硫元素和氯元素电子层数相同，氯原子半径小于硫原子半径，氯原子核电荷数大于硫原子，氯原子的原子核对于最外层电子吸引能力强于硫原子，故非金属更强的是Cl
(5)AC
(6)其最外层2p轨道全充满比较稳定
12．(2024·雅礼中学高三二模)已知X、Y、Z、W为短周期主族元素。常温下，它们的原子半径、原子序数、最高价氧化物对应水化物的溶液(浓度均为0.01 mol·L-1)的pH之间的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A．W的简单氢化物与其最高价氧化物对应的水化物反应可得到含有离子键的化合物
B．XZ晶胞中X的配位数为6，X周围等距且最近的X有12个
C．W与X形成的化合物中，W的化合价可能为－3价
D．Y2Z2分子中四个原子可能共直线
解析：D 浓度均为0.01 mol/L的最高价氧化物对应水化物的溶液，其中X的溶液pH等于12为一元强碱，结合原子半径最大，X为Na；W对应溶液pH等于2为一元强酸，原子序数小于X，则W为N；Z对应溶液pH等于2也为一元强酸，原子序数大于X，则Z为Cl；Y对应溶液pH小于2为二元强酸，原子序数大于X，则Y为S。W的简单氢化物NH3与其最高价氧化物对应的水化物HNO3反应可得到含有离子键的化合物NH4NO3，A正确；NaCl晶体的晶胞中Na＋周围距离最近的Na＋有12个，B正确；N与Na形成的化合物Na3N，N的化合价为－3价，C正确；S2Cl2分子为含有极性共价键的立体结构分子，四个原子不可能共直线，D错误。
13．氮元素对人类生命和生活具有重要意义。氮及其化合物在工业生产和国防建设中有广泛的应用。回答以下问题：
(1)基态N原子的核外电子排布图为____________。
(2)氮族元素氢化物RH3 (NH3、PH3、AsH3)的某种性质随R的核电荷数的变化趋势如图所示。y轴可表示的氢化物(RH3)性质可能是________(填字母)。
a．沸点 b．稳定性
c. R—H键能 d．分子间作用力
(3)酞菁钴是光动力学中的光敏剂，结构如图所示。其组成元素的电负性由大到小的顺序为_______________________________________________________。
(4)氨盐大多不稳定，NH4F与NH4I中，较易分解的是___________；原因为____________________________________________________________________。
答案： (1) (2)bc
(3)N>C>H>Co (4)NH4F F原子半径比I原子小，H—F比H—I强(H—F更易形成)，F－更易夺取NH中的H＋
第3讲 化学键 分子结构与性质
考点一 化学键及化合物类型
1．化学键
(1)定义及分类
(2)化学键的比较
类型 离子键 共价键 金属键
非极性键 极性键 配位键
本质 阴、阳离子间通过__静电作用__形成 相邻原子间通过__共用电子对(电子云重叠)__形成 __金属阳离子与自由电子__间的作用
成键条件(元素种类) 成键原子的得、失电子能力差别很大(__活泼金属与活泼非金属__之间) 成键原子得、失电子能力相同(__同种__非金属) 成键原子得、失电子能力差别较小(__不同种__非金属) 成键原子一方有孤对电子(__配体__)，另一方有空轨道(__中心离子__) 同种金属或不同种金属(合金)
特征 __无方向性、饱和性__ 有方向性、__饱和__性 __无方向性、饱和性__
表示方式(电子式) —
存在 离子化合物 单质H2、共价化合物H2O2、离子化合物Na2O2 共价化合物HCl、离子化合物NaOH 离子化合物NH4Cl 金属单质和合金
特别提醒
(1)由活泼金属与活泼非金属形成的化学键不一定都是离子键，如AlCl3中Al—Cl为共价键，通常来说，金属和非金属电负性差异大于1.7形成离子键。
(2)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键，如NH4Cl等。
2．离子化合物与共价化合物的比较
类别 离子化合物 共价化合物
定义 含__离子键__的化合物 只含有__共价键__的化合物
构成微粒 __阴、阳离子__ __原子__
化学键类型 一定含有__离子键__，可能含有__共价键__ 只含有__共价键__
3．电子式的书写方法
(1)概念：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的__最外层电子__的式子。
(2)书写方法
(3)物质电子式书写示例
①原子
Na： 。Cl： 。
②简单离子
Na＋：__Na＋__。F－：___。
③复杂离子
NH：____。
OH－：____ 。
④离子化合物
MgCl2：____。
Na2O： 。
Na2O2：__ 。
NH4Cl： 。
⑤非金属单质及共价化合物
N2： 。
H2O：__ 。
H2O2： 。
N2H4： 。
(4)用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物，如CaCl2：
。
②共价化合物，如HCl：
。
4．“三法”进行离子化合物和共价化合物的分类判断
(1)根据化学键的类型来判断
凡含有离子键的化合物，一定是离子化合物；只含有共价键的化合物，一定是共价化合物。
(2)根据化合物的类型来判断
大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物。
(3)根据化合物的性质来判断
熔融状态下能导电的化合物是离子化合物，如NaCl；熔融状态下不能导电的化合物是共价化合物，如HCl。
特别提醒
(1)化学键与物质类别的关系
①除稀有气体内部无化学键外，其他物质内部都存在化学键。
②只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素原子形成的共价化合物，如HCl、CH4等。
③只含有非极性共价键的物质是同种非金属元素原子形成的单质，如Cl2、P4等。
④既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子形成，如H2O2、C2H4等。
⑤只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CaCl2、NaCl等。
⑥既有离子键又有极性共价键的物质，如NaOH、K2SO4等；既有离子键又有非极性共价键的物质，如Na2O2等。
⑦仅由非金属元素形成的离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等。
⑧金属元素和非金属元素间可能存在共价键，如AlCl3等。
⑨同种元素形成的共价键也有可能是极性键，如O3中的氧氧键就是极性键。
(2)化学键对物质性质的影响
①对物理性质的影响
金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高，就是因为其中的共价键很强，破坏时需消耗很多的能量。NaCl等部分离子化合物也有很强的离子键，故熔点也较高。
②对化学性质的影响
N2分子中有很强的共价键，故在通常状况下，N2很稳定；H2S、HI等分子中的共价键较弱，故它们受热时易分解。
(3)物质的溶解或熔融与化学键变化的关系
①离子化合物的溶解或熔融过程
离子化合物溶于水或熔融后均电离成自由移动的阴、阳离子，离子键被破坏。
②共价化合物的溶解过程
a．有些共价化合物溶于水后，能与水反应，其分子内的共价键被破坏，如CO2和SO2等。
b．有些共价化合物溶于水后，发生电离，其分子内的共价键被破坏，如HCl、H2SO4等非电解质。
c．有些共价化合物溶于水后，其分子内的化学键不被破坏，如蔗糖(C12H22O11)、酒精(C2H5OH)等非电解质。
③单质的溶解过程
某些活泼的非金属单质溶于水后，能与水反应，其分子内的共价键被破坏，如Cl2、F2等。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)只含共价键的物质一定是共价化合物。( )
错因：
(2)含有共价键的化合物一定是共价化合物。( )
错因：
(3)NaHSO4在熔融状态下电离，破坏了离子键与共价键。( )
错因：
(4)非极性键只存在于双原子的单质分子中。( )
错因：
(5)非金属元素的原子之间一定形成共价键。( )
错因：
解析：(1)× 只含共价键的物质可能是单质，如H2、O2等。
(2)× 含有共价键的化合物不一定是共价化合物，如NaOH。
(3)× 在熔融状态下，NaHSO4===Na＋＋HSO，只破坏了离子键，没有破坏共价键。
(4)× 非极性键可能存在于化合物中，如过氧化氢、过氧化钠中含非极性共价键。
(5)× 非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键，如NH4Cl。
题组一 化学键类型与物质类别的关系
1．下列说法错误的是( )
A．金属氧化物一定是离子化合物
B．在共价化合物中一定含有共价键
C．含有离子键的化合物一定是离子化合物
D．双原子单质分子中含有的共价键一定是非极性共价键
解析：A 大多数金属氧化物是离子化合物，但Mn2O7是共价化合物，故A选项错误。
2．(2024·河南洛阳一高期中)下列物质中含有共价键的离子化合物是( )
①MgCl2 ②Na2O2 ③NaOH ④NH4Cl ⑤CO2 ⑥H2O2 ⑦N2
A．②③④ B．②④⑤⑦ C．①②③④⑥ D．①③⑤⑥
解析：A ①MgCl2只存在离子键，是离子化合物，故①错误；②Na2O2氧原子和氧原子之间存在共价键，所以Na2O2是含共价键的离子化合物，故②正确；③NaOH中钠离子和氢氧根离子之间存在离子键，氢氧根离子中氢原子和氧原子之间存在共价键，所以NaOH是含共价键的离子化合物，故③正确；④NH4Cl中含氮氢共价键，所以NH4Cl是含有共价键的离子化合物，故④正确；⑤CO2只含共价键，故⑤错误；⑥H2O2只含共价键，故⑥错误；⑦N2是单质不是化合物，故⑦错误。
方法点拨
化学键与物质类别的关系
题组二 电子式的正确书写
3．下列有关电子式表示正确的是( )
①次氯酸的电子式：
②甲醛的电子式：
③HCl的电子式：H＋[]－
④由Na和Cl形成离子键的过程：
A．①③ B．②③ C．②④ D．①④
解析：C 次氯酸的电子式为H，①错误；甲醛的电子式为，②正确；HCl的电子式为H，③错误；由Na和Cl形成离子键的过程为，④正确。
4．(2024·吉林白山高三二模)下列化学用语错误的是( )
A．Na3N的电子式是Na＋[]Na+3-Na＋
B．乙炔分子的空间填充模型：
C．Na2O2的电子式：Na＋[]2-Na＋
D．HCl中σ键形成过程：
解析：B 乙炔分子的空间填充模型为，B错误。
考点二 共价键及其参数
1．共价键的本质
(1)本质：在相邻原子之间通过__共用电子对__(电子云重叠)形成。
(2)特征：具有__饱和性__和__方向性__。
(3)共价键的分类
分类依据 类型
形成共价键的原子轨道重叠方式 __σ__键 电子云“__头碰头__”重叠
__π__键 电子云“__肩并肩__”重叠
形成共价键的电子对是否偏移 __极性__键 共用电子对__发生__偏移
__非极性__键 共用电子对__不发生__偏移
原子间共用电子对的数目 __单__键 原子间有__1个__共用电子对
__双__键 原子间有__2个__共用电子对
__三__键 原子间有__3个__共用电子对
特别提醒
(1)通过物质的结构式可以快速判断共价键的种类和数目；共价单键全为σ键，共价双键中有1个σ键和1个π键，共价三键中有1个σ键和2个π键，如乙酸(CCH3OOH)中有7个σ键和1个π键。
(2)由成键轨道类型可判断共价键的类型，与s轨道形成的共价键全部是σ键，杂化轨道形成的共价键全部是σ键。
2．共价键的键参数
(1)概念
键参数
(2)对分子性质的影响
①一般来说，键能越__大__，键长越__短__，分子越稳定。
②
特别提醒
(1)并不是所有的共价键都有方向性，如s－s σ键没有方向性。
(2)共价分子中原子间的键能越大，键长越短，分子的稳定性越强。如稳定性：HF>HCl>HBr>HI。
(3)共价键的成键原子可以都是非金属原子，也可以是金属原子与非金属原子，如Al与Cl，Be与Cl等。
易错易混
判断下列说法正误(正确的画“√”，错误的画“×”，并说明错因)。
(1)在任何情况下，都是σ键比π键强度大。( )
错因：
(2)共价键的成键原子只能是非金属原子。( )
错因：
(3)s－s σ键与s－p σ键的电子云形状对称性相同。( )
错因：
(4)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成。( )
错因：
(5)所有的共价键都有方向性。( )
错因：
(6)碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍。( )
错因：
解析：(1)× 在N2分子中，π键大于σ键。
(2)× 共价键的成键原子，也可以是金属原子与非金属原子，如AlCl3中存在的是共价键。
(3)√
(4)√
(5)× s－s σ键无方向性。
(6)× 均比3倍、2倍小。
题组一 键参数及应用
1．下列有关共价键和键参数的说法不正确的是( )
A．1个乙烯(C2H4)分子中含有5个σ键和1个π键
B．C—H比Si—H的键长更短，故CH4比SiH4更稳定
C．BF3、H2O、CO2三种分子的键角依次增大
D．N与3个H结合形成NH3分子，体现了共价键的饱和性
解析：C BF3中B的价层电子对为3，则B原子为sp2杂化，为平面三角形结构，键角为120°，水分子中氧的价层电子对为4，O原子为sp3杂化，含两对孤对电子，键角105°，CO2分子中C原子的价层电子对为2，为sp杂化，键角为180°，H2O、BF3、CO2三种分子的键角依次增大，故C错误。
归纳总结
(1)分子的空间结构与键参数
键长、键能决定了共价键的稳定性，键长、键角决定了分子的空间结构。一般来说，知道了多原子分子中的键角和键长等数据，就可确定该分子的空间结构。
(2)反应热与键能：ΔH＝反应物总键能－生成物总键能。
2．(2024·宁夏银川月考)键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列有关说法中错误的是( )
A．键角：CO2>CH4>H2O>NH3
B．键长：Si—H>P—H>S—H>O—H
C．键能：H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小
D．乙烯分子中碳碳键的键能：σ键>π键
解析：A CO2是直线形分子，键角为180°，CH4是正四面体形，键角为109°28′，H2O是V形结构，键角为105°，NH3为三角锥形，键角为107.3°，则键角：CO2>CH4>NH3>H2O，A错误；原子半径：Si>P>S>O，所以键长：Si—H>P—H>S—H>O—H，B正确；同一主族从O到Se，原子半径逐渐增大，键长：O—H
3．含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族，请填写下列空格：
(1)CH4中的化学键从形成过程来看，属于________(填“σ”或“π”)键，从其极性来看属于________键。
(2)已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为________。
(3)C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构，则C60分子中π键的数目为________。
(4)利用CO可以合成化工原料COCl2，COCl2分子的结构式为CClOCl，每个COCl2分子内含有的σ键、π键数目为________(填字母)。
A．4个σ键
B．2个σ键、2个π键
C．2个σ键、1个π键
D．3个σ键、1个π键
答案：(1)σ 极性 (2)1∶1 (3)30 (4)D
4．下列物质中，只含有极性键的分子是____________，既含离子键又含共价键的化合物是________；只存在σ键的分子是________，同时存在σ键和π键的分子是________。
A．H2 B．CO2 C．CH2Cl2 D．C3H6 E．C2H6 F．CaCl2 G．(NH4)2SO4
答案：BC G ACE BD
方法点拨
(1)在分子中，有的只存在极性键，如HCl、NH3等，有的只存在非极性键，如N2、H2等，有的既存在极性键又存在非极性键，如H2O2、C2H4等；有的不存在化学键，如稀有气体分子。
(2)在离子化合物中，一定存在离子键，有的存在极性键，如NaOH、Na2SO4等；有的存在非极性键，如Na2O2、CaC2等。
(3)通过物质的结构式，可以快速有效地判断键的种类及数目；判断成键方式时，需掌握：共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一
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