基础小专题7 原子结构 元素周期律
角度一
【深研真题】
例1 A [解析] 同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,Si电负性大于Al,A正确。基态Mn原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,则Mn为d区元素;基态Cu原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,则Cu为ds区元素,B错误。基态Mg原子的价层电子排布为3s2,基态Al原子的价层电子排布为3s23p1,Al的第一电离能失去的电子是3p能级的,该能级电子的能量比Mg失去的3s能级电子的高,易失去,故镁的第一电离能大于铝的第一电离能,C错误。基态Mg原子的价层电子排布为3s2,没有单电子;基态Mn原子的价层电子排布为3d54s2,有5个单电子,单电子数不相等,D错误。
例2 (1)1s22s22p6
(2)3d24s2
(3)3d54s1
(4)5s2
(5)s 3d8
[解析] (5)Ca的原子序数为20,核外电子排布式为[Ar]4s2,按构造原理,最后填入电子的能级符号为s,则Ca属于元素周期表中s区;Ni的原子序数为28,基态原子核外电子排布式为[Ar] 3d84s2,Ni失去4s能级上的2个电子形成Ni2+,基态Ni2+价电子排布式为3d8。
例3 (1)3d34s2
(2)ds 3d104s1
(3)四 ⅦB Cr
(4)
(5)五 Ⅷ
(6)AB
[解析] (3)Mn的原子序数为25,位于元素周期表第四周期ⅦB族;基态Mn原子的电子排布式为[Ar]3d54s2,未成对电子数为5,同周期中,基态原子未成对电子数比Mn多的元素是Cr,基态Cr原子的电子排布式为[Ar]3d54s1,有6个未成对电子。(4)Sn位于元素周期表的第5周期第ⅣA族,其基态原子的价层电子排布为5s25p2,所以其基态原子最外层轨道表示式为。(6)根据原子核外电子排布规律,Ar的基态原子电子排布方式只有1s22s22p63s23p6一种,A项正确;Na的第二电离能指气态基态Na+失去一个电子转化为气态基态正二价离子所需的最低能量,Na+和Ne具有相同的电子层结构,Na+的核电荷数大于Ne,Na+的原子核对外层电子的引力大于Ne的,故Na的第二电离能>Ne的第一电离能,B项正确;Ge的原子序数为32,基态Ge原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p2,C项错误;基态Fe原子的价层电子排布为3d64s2,Fe原子变成Fe+,优先失去4s轨道上的电子,D项错误。
【对点精练】
1.(1)第六周期第ⅢB族
(2)3d74s2
(3)[Ar]3d54s2 第四周期第ⅦB族
(4) 第四周期第ⅤA族
2.(1)3d24s2
(2)3d6
(3)3d34s2
(4)6s26p2 +4
3.(1)6 (2)3d5 (3)2 (4)
[解析] (1)钼的原子序数为42,基态Mo原子的简化电子排布式为[Kr]4d55s1,故未成对电子数为6。
(3)基态铬原子的价层电子排布为3d54s1,同周期基态钾原子和铜原子价层电子排布分别为4s1、3d104s1。(4)铊(81Tl)与铝同主族,即Tl位于第六周期第ⅢA族,故基态Tl原子的价层电子轨道表示式为。
角度二
【深研真题】
例1 B [解析] 同周期元素的第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族元素和第ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素,0族元素的第一电离能在同周期元素中最大,结合各元素的原子序数关系可以推断a~i分别是B、C、N、O、F、Ne、Na、Mg、Al。a是B,g是Na,二者不同主族,A错误;Na、Mg、Al属于同周期元素,从左到右金属性依次减弱,B正确;c、d、e分别是N、O、F,属于同周期元素,同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,原子半径:c>d>e,C错误;b为C,c为N,NH3分子间存在氢键,沸点高,沸点:NH3>CH4,D错误。
例2 A [解析] H2O沸点高于H2S是因为H2O分子间存在氢键,与电离能无关,A项解释错误;HClO的酸性强于HBrO是因为Cl的电负性强于Br,导致HClO中O—H比HBrO中O—H的极性强,B项解释正确;金刚石的硬度大于晶体硅是因为C半径小于Si,共价键键能更大,C项解释正确;MgO的熔点高于NaF是因为Mg2+、O2-所带电荷数多于Na+、F-,离子键更强,D项解释正确。
例3 (1)N O
(2)3d64s2 O>Si>Fe>Mg +2
(3)第一电离能O>S。O和S为同主族元素,电子层数S>O,原子半径S>O,原子核对最外层电子的吸引作用O>S
(4)Cu Cu的第一电离能比Zn的第一电离能小,但Cu失去1个电子后形成的Cu+的价层电子排布为3d10,较难失去电子,Zn失去1个电子后形成的Zn+的价层电子排布为3d104s1,较易失去1个电子达到稳定状态,Cu的第二电离能比Zn的第二电离能大
[解析] (1)同一周期元素从左往右,第一电离能呈增大趋势,但 N 原子核外电子排布式为1s22s22p3,2p电子为半充满结构,更稳定,因此第一电离能:C(2)Fe是26号元素,其基态原子的价电子排布式为3d64s2。橄榄石中各元素按照元素周期律知,电负性大小顺序为 O>Si>Fe>Mg,依据化合物中各元素化合价代数和为0知,铁的化合价为+2。
(3)S和O为同主族元素,O原子核外有2个电子层,S原子核外有3个电子层,O原子半径小,原子核对最外层电子的吸引力大,不易失去1个电子,即O的第一电离能大于S的第一电离能。
(4)Cu的价层电子排布为3d104s1,易失去1个4s电子达到稳定状态,Zn的价层电子排布为3d104s2,4s轨道为全充满稳定状态,不易失去电子,故Cu的第一电离能比Zn的第一电离能小,Cu+的价层电子排布为3d10,Zn+的价层电子排布为3d104s1,Cu+的3d能级处于全充满稳定状态,Zn+易失去4s能级上的1个电子形成稳定结构,故Cu的第二电离能比Zn的第二电离能大,因此第二电离能与第一电离能差值更大的是Cu。
【对点精练】
1.B [解析] 同周期主族元素从左至右,电负性依次增大,则电负性:χ(S)>χ(P);同主族元素从上至下,电负性依次减小,则电负性:χ(O)>χ(S),故电负性:χ(O)>χ(P),A项错误。同周期元素第一电离能呈增大趋势,故第一电离能:I1(Mg)>I1(Na),B项正确。Ca的基态原子价层电子排布为4s2,属于s区元素;P元素的基态原子价层电子排布为3s23p3,属于p区元素,C项错误。O元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p4,有2个单电子;Mg元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s2,单电子数为0,故二者单电子数不相等,D项错误。
2.(1)> Cu+的价层电子排布为3d10,处于全充满的稳定状态,较难失去电子
(2)O>C>H>B B
(3) > 电负性F>C>H,氟原子对苯环有吸电子作用
[解析] (3)元素电负性大小顺序为F>C>H,氟原子对苯环有吸电子作用,使得苯分子中苯环上的电子云密度大于六氟苯。
3.(1)4∶1 哑铃
(2)F>P>Li 基态P原子的价层电子排布为3s23p3,3p 能级处于半充满状态,相对稳定,不易得到一个电子,P元素的第一电子亲和能小于Si
[解析] (1)P是15号元素,其基态原子核外电子排布式为[Ne]3s23p3,基态P原子中3p能级有3个电子,分占3个简并轨道,则未成对电子数为3,成对电子数为12,成对与未成对电子数之比为12∶3=4∶1;其原子核外电子占据的最高能级为3p,其电子云轮廓图为哑铃形。(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,因此Li、F、P三种元素的电负性由大到小的顺序是F>P>Li;第一电子亲和能越大,原子越易得电子,第一电子亲和能:15P<14Si的原因为基态P原子的价层电子排布为 3s23p3,3p 能级处于半充满状态,相对稳定,不易结合一个电子,P元素的第一电子亲和能小于Si。限时集训(七)
1.D [解析] 氯原子间形成p-p σ键时原子轨道的重叠方式为“头碰头”,A正确;基态Cr原子的价层电子排布为3d54s1,价层电子轨道表示式为,B正确;Ca(OH)2中钙离子和氢氧根离子之间形成离子键,氢氧根离子中的氢原子和氧原子之间形成共价键,所以它含有离子键和共价键2种类型的化学键,C正确;溴位于第四周期第ⅦA族,基态溴原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p5,D错误。
2.C [解析] 基态碳原子最外层2s、2p能级分别有2个电子,则基态碳原子的最外层电子轨道表示式为,C错误;Ti为22号元素,根据构造原理可知,基态Ti原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,D正确。
3.B [解析] 同周期元素从左向右第一电离能呈增大趋势,则第一电离能Si>Al,故A正确;基态Fe的价层电子排布为3d64s2,有4个未成对电子,基态B的价层电子排布为2s22p1,有1个未成对电子,基态Ti的价层电子排布为3d24s2,有2个未成对电子,则基态原子未成对电子数Fe>Ti>B,故B错误;元素非金属性越强,电负性越大,则C>B>Ti,故C正确;基态Al原子能量最高电子处在3p轨道,电子云轮廓图为,故D正确。
4.D [解析] Fe是26号元素,基态Fe原子的价层电子排布为3d64s2,价层电子轨道表示式为,故A错误;基态Ca原子最高能级为4s能级,轨道形状为球形,故B错误;钛元素的原子序数为22,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,Ti原子失去3个电子后得到Ti3+,电子排布式为1s22s22p63s23p63d1,易失去1个电子,得到Ti4+,电子排布式为1s22s22p63s23p6,p轨道全充满,较稳定,则Ti最稳定的化合价为+4价,故C错误;同周期主族元素自左而右,元素的第一电离能呈增大的趋势,故第一电离能:AlSi>Al,故D正确。
5.(1)1s22s22p1 3 C、O
(2)15
(3)①p ②D ③ K和Br
[解析] (2)将电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道,因此空间运动状态数等于原子轨道数。基态Cr原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,故有15种空间运动状态。(3)①Ga是31号元素,根据构造原理可知,基态Ga原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p1,则镓位于元素周期表的p区。②[Ar]3d104s24p1为基态Ga,[Ar]3d104s14p2为激发态Ga,[Ar]3d94s14p3为激发态Ga,[Ar]3d104s2为基态Ga+,则Ga+失去电子更困难,电离最外层1个电子所需能量最大的是D。③基态镓原子的价层电子排布为4s24p1,价层电子轨道表示式为,基态镓原子的核外电子中未成对电子只有1个,与Ga同周期的主族元素中基态原子未成对电子数为1的有K和Br,基态原子价层电子排布分别为4s1和4s24p5。
6.B [解析] 同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,故第一电离能:O>S;N的2p能级电子排布是半充满的,比较稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能:N>O>S,A正确;同一主族从上到下元素的金属性依次增大,金属性:K>Li,故最高价氧化物对应水化物的碱性:KOH>LiOH,B错误;电负性:Cl>P>Si,电负性的差值越大,键的极性越大,故化合物中键的极性:SiCl4>PCl3,C正确;键能:H—BrHCl,D正确。
7.A [解析] 同主族元素从上到下,第一电离能依次减小,则第一电离能:I1(K)χ(Na),B错误;电子层数越多,离子半径越大,氯离子有3个电子层,钠离子有2个电子层,则离子半径:r(Cl-)>r(Na+),C错误;同主族元素从上到下,金属性逐渐增强,其最高价氧化物对应水化物的碱性依次增强,则碱性:KOH>NaOH,D错误。
8.A [解析] Cr的原子序数为24,其基态原子的价层电子排布为3d54s1,位于周期表第ⅥB族,A正确;同一主族元素随原子序数变大,原子半径变大,第一电离能变小,第一电离能O>S,B错误;金属元素的电负性一般小于1.8,非金属元素的电负性一般大于1.8,H为非金属,K的电负性最小,C错误;基态S原子的价层电子排布为3s23p4,有2个单电子,基态K原子的价层电子排布为4s1,有1个单电子,它们的单电子数不相等,D错误。
9.C [解析] 同周期元素从左到右,电负性逐渐增大,同主族元素从上至下,电负性逐渐增大,则电负性为O>N>S,故A项不符合题意;单质硫属于分子晶体,B项不符合题意;同周期主族元素第一电离能从左到右呈增大趋势,第ⅡA族、第ⅤA族比同周期相邻元素高,所以第一电离能:N>O>C,C项符合题意;硝酸根离子中既有N—O σ键,又有一个4中心6电子的大π键,D项不符合题意。
10.C [解析] 电子层数越多原子半径越大,电子层数相同,核电荷数越大,原子半径越小,原子半径:r(C)>r(N),A错误;同主族元素,从上到下非金属性依次减小,电负性依次减小,则氧元素的电负性大于硫元素,B错误;非金属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,Cl的氧化性大于N的氧化性,故酸性:HNO311.A [解析] 根据核外电子排布规律,该晶体中所有元素的基态原子里都含有单电子,A正确;电负性:O>S>H>Cu,B错误;同主族元素自上而下,第一电离能逐渐减小,故第一电离能:O>S,C错误;H2O的沸点高于H2S的原因是H2O分子间存在氢键,D错误。
12.C [解析] 一般电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同时核电荷数越小,原子半径越大,则原子半径:Si>C>N>O,A正确;根据同一周期主族元素,从左往右电负性依次增大,同一主族元素,从上往下电负性依次减小,电负性:O>N>C>Si,B正确;O的电负性大于N,原子半径小于N,故乙二胺中氢键(N—H…N)的强度低于乙二醇中氢键(O—H…O)的强度,C错误;根据同一周期主族元素从左往右第一电离能呈增大趋势,第ⅡA族、第ⅤA族元素反常,第一电离能大于同周期相邻元素,同一主族从上到下第一电离能依次减小,第一电离能:N>O>C>Si,D正确。
13.B [解析] 氯与钠电负性差值大于1.7形成离子键,氯与氢电负性差值小于1.7形成共价键,能用电负性解释,A不符合题意;干冰为分子晶体,熔沸点和分子间作用力有关,石英为共价晶体,熔沸点和共价键键能大小有关,共价键键能远大于分子间作用力,干冰的熔点小于石英,不能用电负性解释,B符合题意;F和Cl都是吸电子基团,F的电负性大于Cl,吸引电子能力更强,使FCH2COOH羧基上O—H极性更强,酸性更强,能用电负性解释,C不符合题意;CH3CHO中存在CO,O的电负性大于C,O呈负电性,C呈正电性,与HCN发生加成反应时,O与带正电的H原子结合,C与带负电的CN-结合,得到产物,能用电负性解释,D不符合题意。
14.B [解析] F的电负性比Br大,F的吸电子能力更强,使得中电子云密度更加偏离碳正离子,—H极性大,稳定性弱于,A正确;若是因为HC易与水形成氢键,其溶解度应该增大,事实是HC在晶体或溶液中易形成分子间氢键或离子簇,导致与水分子间的作用减弱,溶解度降低,B错误;水是强极性溶剂,乙醇极性较弱,[Cu(NH3)4]SO4是离子化合物,更易溶于极性大的水,符合“相似相溶”规律,C正确;N的电负性小于O,因此N的推电子能力更强,与C形成的配位键更稳定,这符合配位化学中配体推电子能力与配位键强度的关系,D正确。
15.(1)① ②> Cu+价层电子排布为3d10,为全充满结构,再失去1个电子,需要的能量更多;Fe+失去的是4s1电子,需要的能量较低
(2)O>N>C>H
[解析] (1)①Cu位于周期表中第四周期第ⅠB族,为29号元素,其基态原子简化电子排布式为[Ar]3d104s1,价层电子轨道表示式为。②Cu+的价层电子排布为3d10,Fe+的价层电子排布为3d64s1,Cu+再失去的是3d10电子,而Fe+失去的是4s1电子,3d10处于全充满结构,更稳定,所以I2(Cu)大于I2(Fe)。(2)该阴离子中的非金属元素有H、C、N、O,电负性:O>N>C>H。基础小专题7 原子结构 元素周期律
角度一 原子核外电子排布
例1 [2024·重庆卷] 某合金含Mg、Al、Si、Mn和Cu等元素。下列说法正确的是 ( )
A.Si的电负性大于Al
B.Mn和Cu均为d区元素
C.Mg的第一电离能小于Al
D.基态时,Mg原子和Mn原子的单电子数相等
例2 (1)[2025·湖北卷节选] 基态氟离子的电子排布式为 。
(2)[2025·广东卷节选] 基态Ti原子的价层电子排布式为 。
(3)[2025·河北卷节选] 基态铬原子的价层电子排布式: 。
(4)[2025·安徽卷节选] 锶位于元素周期表第五周期第 Ⅱ A族。基态原子价电子排布式为 。
(5)[2025·河南卷节选] Ca位于元素周期表中 区;基态Ni2+的价电子排布式为 。
例3 (1)[2024·河北卷节选] 钒原子的价层电子排布式为 。
(2)[2024·湖南卷节选] Cu属于 区元素,其基态原子的价电子排布式为 。
(3)[2024·山东卷节选] Mn在元素周期表中位于第 周期 族;同周期中,基态原子未成对电子数比Mn多的元素是 (填元素符号)。
(4)[2024·北京卷节选] Sn位于元素周期表的第5周期第ⅣA族。将Sn的基态原子最外层轨道表示式补充完整:
(5)[2024·重庆卷节选] 已知基态Ru的核外电子排布式为[Kr]4d75s1,则Ru在元素周期表中位于第 周期第 族。
(6)[2024·浙江6月选考节选] 下列有关单核微粒的描述正确的是 。
A.Ar的基态原子电子排布方式只有一种
B.Na的第二电离能>Ne的第一电离能
C.Ge的基态原子简化电子排布式为[Ar]4s24p2
D.Fe原子变成Fe+,优先失去3d轨道上的电子
1.基态原子核外电子排布的五种表示方法
表示方法 以硫原子为例
电子排布式 1s22s22p63s23p4
简化电子排布式 [Ne]3s23p4
价层电子排布 3s23p4
轨道表示式 (电子排布图)
价层电子轨道表示式 (或价层电子排布图)
2.常见特殊基态原子(或离子)的简化电子排布式
微粒 简化电子排布式 微粒 简化电子排布式 微粒 简化电子排布式
Fe原子 [Ar]3d64s2 Cu+ [Ar]3d10 Cu2+ [Ar]3d9
Fe2+ [Ar]3d6 Cr原子 [Ar]3d54s1 Mn2+ [Ar]3d5
Fe3+ [Ar]3d5 Cr3+ [Ar]3d3 Ni原子 [Ar]3d84s2
3.元素周期表的结构及分区
1.(1)[2025·黑龙江大庆模拟] Ce为58号元素,它在元素周期表中的位置为 。基态Co原子的价层电子轨道表示式为 。
(2)[2025·湖南郴州一模] 基态Co原子的价层电子排布为 。
(3)[2025·辽宁丹东一模] 基态Mn原子的简化电子排布式为 ,在元素周期表中的位置为 。
(4)[2025·安徽淮南二模] 基态砷原子的价层电子轨道表示式为 ,在元素周期表中的位置是 。
2.(1)[2025·安徽宣城二模] 基态Ti原子的价层电子排布为 。
(2)[2025·湖南九校联盟联考] 基态Fe2+的价层电子排布为 。
(3)[2025·河北秦皇岛一模] 基态钒原子的价层电子排布为 。
(4)[2025·安徽滁州一模] Pb元素位于元素周期表中第六周期第ⅣA族,其基态原子的价层电子排布为 ;Pb3O4中Pb元素的化合价为+2价和 价。
3.(1)[2024·湖南益阳三模] 钼(42Mo)的基态原子中未成对电子数为 。
(2)[2024·湖南雅礼中学一模] 铁酸镍(NiFe2O4)中铁显+3价,写出基态Fe3+的价层电子排布: 。
(3)[2024·湖南长沙二模] 与基态铬原子的最外层电子数相同且同周期的元素有
种。
(4)[2024·辽宁重点高中协作校联考] 铊(81Tl)与铝同主族,基态Tl原子的价层电子轨道表示式为 。
角度二 元素周期律
例1 [2025·广东卷] 元素a~i为短周期元素,其第一电离能与原子序数的关系如图。下列说法正确的是 ( )
A.a和g同主族
B.金属性:g>h>i
C.原子半径:e>d>c
D.最简单氢化物沸点:b>c
例2 [2025·山东卷] 物质性质与组成元素的性质有关,下列对物质性质差异解释错误的是 ( )
选项 性质差异 主要原因
A 沸点:H2O>H2S 电离能:O>S
B 酸性:HClO>HBrO 电负性:Cl>Br
C 硬度:金刚石>晶体硅 原子半径:Si>C
D 熔点:MgO>NaF 离子电荷:Mg2+>Na+,O2->F-
例3 (1)[2025·山东卷节选] 元素C、N、O中,第一电离能最大的是 ,电负性最大的是 。
(2)[2023·全国乙卷节选] 中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物(MgxFe2-xSiO4)。基态Fe原子的价电子排布式为 。橄榄石中,各元素电负性大小顺序为 , 铁的化合价为 。
(3)[2023·北京卷节选] 比较S原子和O原子的第一电离能大小,从原子结构的角度说明理由: 。
(4)[2022·河北卷节选] Cu与Zn相比,第二电离能与第一电离能差值更大的是 ,原因是 。
1.电离能
(1)第一电离能的周期性
【微点拨】 ①同周期元素,从左到右第一电离能总体上呈增大趋势。
②第ⅢA族元素的第一电离能失去的电子是np能级的,该能级的电子能量比同周期第ⅡA族元素ns能级的电子能量高,则第ⅡA族元素的第一电离能反常,如第一电离能:Be>B、Mg>Al。
③第ⅤA族元素的np能级半充满,较稳定,则第ⅤA族元素的第一电离能反常,如第一电离能:N>O、P>S。
(2)电离能的应用
2.电负性
(1)电负性的周期性变化
同周期从左到右,主族元素电负性逐渐增大;同主族从上到下,元素电负性逐渐减小。
(2)电负性的应用
1.[2025·重庆主城五区二模] “嫦娥石”属于陨磷钠镁钙石族。一种磷酸盐矿的组成为
Ca9NaMg(PO4)7,下列说法正确的是 ( )
A.电负性:χ(P)>χ(O)
B.第一电离能:I1(Mg)>I1(Na)
C.Ca和P均为p区元素
D.基态时,O和Mg的单电子数相等
2.(1)[2025·广东珠海一模] 第二电离能(I2):Cu Zn(填“>”或“<”),其原因是 。
(2)[2025·安徽皖南八校联考] BH3·THF组成元素的电负性由大到小的顺序为
(用元素符号表示)。下列状态的硼中,电离最外层一个电子所需能量最大的是 (填标号)。
A.1s22s22p1 B.1s22s2
C.1s22s12p1 D.1s22p2
(3)[2025·北京西城区三模] 氟元素在有机晶体化学领域的研究和应用中有重要价值。
六氟苯
苯环上的电子云密度:苯 (填“>”或“<”)六氟苯,依据电负性解释其原因: 。
3.磷酸铁锂(LiFePO4)电池是绿色环保型电池,该电池以磷酸铁锂为正极材料,嵌有石墨的锂为负极材料,溶有LiPF6的碳酸酯作电解质溶液。回答下列问题:
(1)基态P原子的成对与未成对电子数之比为 ;最高能级的电子云轮廓图为
形。
(2)Li、F、P三种元素电负性由大到小的顺序为 。元素的气态基态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1),第三周期部分元素的E1(均为正值)的大小顺序为15P<14Si<16S<17Cl,第一电子亲和能:15P<14Si的原因为 。 限时集训(七) 基础小专题7 原子结构 元素周期律
角度一 原子核外电子排布
1.[2025·河北秦皇岛一模] 下列说法错误的是 ( )
A.Cl原子间形成σ键时原子轨道的重叠方式可表示为
B.基态Cr原子的价层电子轨道表示式为
C.Ca(OH)2中含有2种类型的化学键
D.基态Br原子的核外电子排布式为[Ar]4s24p5
2.[2025·湖南长沙九中模拟] 下列说法不正确的是 ( )
A.基态Fe3+的价层电子排布为3d5
B.基态O原子的未成对电子有2个
C.基态碳原子最外层电子轨道表示式为
D.基态Ti原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2
3.[2025·重庆普通高中二模] 2025央视春晚上,人形机器人丝滑地扭秧歌,彰显我国人工智能领域的发展。制造人形机器人涉及较多的化学元素,如:B、Si、C、Fe、Cu、Al、Ti等元素。下列说法错误的是 ( )
A.第一电离能:Si>Al
B.基态原子未成对电子数:Fe>B>Ti
C.电负性:C>B>Ti
D.基态Al原子能量最高电子的电子云轮廓图为
4.荣昌陶器为中国四大名陶之一,其主要成分的组成元素为O、Si、Al、Fe,还含有少量Ca、Ti等元素。对于上述有关元素,下列说法正确的是 ( )
A.基态Fe原子的价层电子轨道表示式为
B.基态Ca原子最高能级的轨道形状为哑铃形
C.Ti最稳定的化合价为+3价
D.第一电离能:O>Si>Al
5.(1)[2025·天津河东区一模] 硼元素原子核外电子排布式为 ,这些电子有 种不同的能量。与硼元素在同一周期,且基态原子的最外层有2个未成对电子的元素有 (填元素符号)。
(2)[2025·东北三省三校模拟] 基态Cr原子的核外电子有 种空间运动状态。
(3)①镓位于元素周期表的 区。
②下列镓原子形成的微粒中,电离最外层1个电子所需能量最大的是 (填字母)。
A.[Ar]3d104s24p1 B.[Ar]3d104s14p2
C.[Ar]3d94s14p3 D.[Ar]3d104s2
③基态镓原子的价层电子轨道表示式为 ;同周期主族元素基态原子与其具有相同数目的未成对电子的有 (填元素符号)。
角度二 元素周期律
6.[2025·天津河东区一模] 根据元素周期律,下列说法不正确的是 ( )
A.第一电离能:N>O>S
B. 碱性:LiOH>KOH
C.化合物中键的极性:SiCl4>PCl3
D.酸性:HBr>HCl
7.[2025·江苏南京、盐城一模] 可用反应Na+KClK↑+NaCl冶炼钾。下列说法正确的是 ( )
A.第一电离能:I1(K)B.电负性:χ(Cl)<χ(Na)
C.离子半径:r(Cl-)D.碱性:KOH8.[2025·四川部分学校联考] 明矾晶体的培养需要加入铬钾矾晶体,铬钾矾晶体中含有H、O、S、K、Cr五种元素。下列说法正确的是 ( )
A.Cr位于元素周期表第ⅥB族
B.5种元素中,第一电离能最大的是S
C.5种元素中,电负性最小的是H
D.基态时,S原子和K原子的单电子数相等
9.[2025·湖北八校联考三模] 《天工开物》记载:“凡火药以硝石、硫黄为主,草木灰为辅……而后火药成声。”涉及的主要反应为S+2KNO3+3CK2S+N2↑+3CO2↑。下列说法正确的是( )
A.电负性:N>O>S
B.单质硫属于共价晶体
C.第一电离能:N>O>C
D.KNO3中的共价键只含有σ键
10.[2025·江苏连云港一模] 麻黄碱盐酸盐()是治疗支气管哮喘的常用药物。下列说法正确的是 ( )
A.原子半径:r(C)B.元素的电负性:χ(O)<χ(S)
C.酸性:HNO3D.元素的第一电离能:I1(N)11.胆矾是一种中药,有催吐、祛腐、解毒等功效,其晶体的结构如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.该晶体中所有元素的基态原子里都含有单电子
B.元素的电负性由大到小的顺序为O>H>S>Cu
C.第一电离能:S>O
D.H2O的沸点高于H2S的原因是O的非金属性强于S
12.甲基氯硅烷(CH3SiH2Cl)、乙二胺
(NH2CH2CH2NH2)和乙二醇(HOCH2CH2OH)常用于制备硅橡胶和聚合物树脂。下列说法错误的是 ( )
A.上述物质所含元素中,原子半径:Si>C>N>O
B.上述物质所含元素中,电负性的大小顺序为O>N>C>Si
C.乙二胺中氢键(N—H…N)的强度高于乙二醇中氢键(O—H…O)的强度
D.上述物质所含元素中,第一电离能的大小顺序为N>O>C>Si
13.[2025·北京朝阳区一模] 下列事实不能用电负性解释的是 ( )
A.氯与钠形成离子键,氯与氢形成共价键
B.熔点:干冰<石英(SiO2)
C.酸性:FCH2COOH>ClCH2COOH
D.CH3CHO与HCN发生加成反应的产物是不是CH3CH2OCN
14.[2025·湖北襄阳三模] 下列性质差异与结构因素匹配错误的是 ( )
选项 性质差异 结构因素
A 碳正离子稳定性: > F的电负性比Br大,电子云更加偏离碳正离子
B 溶解度:碳酸氢钠<碳酸钠 HC易与水形成氢键,溶解度降低
C [Cu(NH3)4]SO4在溶剂中的溶解度:水>乙醇 水的极性比乙醇大
D 配位键的强弱:[Cu(NH3)4]2+> [Cu(H2O)4]2+ N的电负性小,推电子能力强,配位键强
15.铜及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。请回答:
(1)①基态铜原子的价层电子轨道表示式为 。
②已知Cu第一电离能I1(Cu)=746 kJ·mol-1,Fe第一电离能I1(Fe)=762 kJ·mol-1,则
I2(Cu) I2(Fe)(填“>”“=”或“<”),其主要原因是 。
(2)碱性条件下CuSO4与双缩脲[HN(CONH2)2]生成紫色的配位化合物,该原理可用于检验蛋白质。该配位化合物的阴离子结构如图所示:
该阴离子中所有非金属元素的电负性由大到小的顺序为 。 (共50张PPT)
基础小专题7
原子结构 元素周期律
01
角度一 原子核外电子排布
02
角度二 元素周期律
深研真题
考点透析
对点精练
深研真题
考点透析
对点精练
角度一
原子核外电子排布
例1 [2024·重庆卷]某合金含、、、和 等元素。下列说法正
确的是( )
A.的电负性大于
B.和均为 区元素
C.的第一电离能小于
D.基态时，原子和 原子的单电子数相等
√
[解析] 同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，电负性大于 ，A正确。
基态原子核外电子排布式为 ，则为区元素；基态
原子核外电子排布式为，则为区元素，B错误。
基态 原子的价层电子排布为，基态原子的价层电子排布为， 的
第一电离能失去的电子是能级的，该能级电子的能量比 失去的 能级电子
的高，易失去，故镁的第一电离能大于铝的第一电离能，C错误。
基态原子的价层电子排布为，没有单电子；基态 原子的价层电子排布
为 ，有5个单电子，单电子数不相等，D错误。
例2 (1)[2025·湖北卷节选] 基态氟离子的电子排布式为___________。
(2)[2025·广东卷节选] 基态 原子的价层电子排布式为________。
(3)[2025·河北卷节选] 基态铬原子的价层电子排布式：________。
(4)[2025·安徽卷节选] 锶位于元素周期表第五周期第 ⅡA族。基态原
子价电子排布式为____。
(5)[2025·河南卷节选] Ca位于元素周期表中 区;基态Ni2+的价电子排布式为 。
s
3d8
[解析] (5)Ca的原子序数为20,核外电子排布式为[Ar]4s2,按构造原理,最后填入电子的能级符号为s,则Ca属于元素周期表中s区;Ni的原子序数为28,基态原子核外电子排布式为[Ar] 3d84s2,Ni失去4s能级上的2个电子形成Ni2+,基态Ni2+价电子排布式为3d8。
例3 (1)[2024·河北卷节选] 钒原子的价层电子排布式为________。
(2)[2024·湖南卷节选] 属于___区元素，其基态原子的价电子排布
式为________。
(3)[2024·山东卷节选] 在元素周期表中位于第____周期_____族；
同周期中,基态原子未成对电子数比 多的元素是___(填元素符号)。
四
[解析] 的原子序数为25,位于元素周期表第四周期族;基态
原子的电子排布式为 ,未成对电子数为5,同周期中,基态原
子未成对电子数比多的元素是,基态 原子的电子排布式为
,有6个未成对电子。
(4)[2024·北京卷节选] 位于元素周期表的第5周期第ⅣA族。
将 的基态原子最外层轨道表示式补充完整：
[答案]
[解析] 位于元素周期表的第5周期第ⅣA族,其基态原子的价层电
子排布为 ,所以其基态原子最外层轨道表示式
为 。
(5)[2024·重庆卷节选] 已知基态的核外电子排布式为 ，
则 在元素周期表中位于第____周期第____族。
五
(6)[2024·浙江6月选考节选]下列有关单核微粒的描述正确的是_____。
A. 的基态原子电子排布方式只有一种
B.的第二电离能 的第一电离能
C.的基态原子简化电子排布式为
D.原子变成,优先失去 轨道上的电子
√
√
[解析] 根据原子核外电子排布规律, 的基态原子电子排布方式只有
一种,A项正确;
的第二电离能指气态基态 失去一个电子转化为气态基态正二价离子所需
的最低能量,和 具有相同的电子层结构,的核电荷数大于, 的原子
核对外层电子的引力大于的,故的第二电离能的第一电离能,B项正确;
的原子序数为32,基态原子的简化电子排布式为 ,C项错误;
基态原子的价层电子排布为,原子变成 ,优先失去 轨道上的电子,
D项错误。
1.基态原子核外电子排布的五种表示方法
表示方法 以硫原子为例
电子排布式
简化电子排布式
价层电子排布
轨道表示式(电子排布图)
价层电子轨道表示式(或价层电子排布图)
2.常见特殊基态原子(或离子)的简化电子排布式
微粒 简化电子排 布式 微粒 简化电子排 布式 微粒 简化电子排
布式
3.元素周期表的结构及分区
1.(1)[(1)[2025·黑龙江大庆模拟] Ce为58号元素,它在元素周期表中的位
置为 。基态Co原子的价层电子轨道表示式为
。
(2)[2025·湖南郴州一模] 基态 原子的价层电子排布为________。
(3)[2025·辽宁丹东一模] 基态 原子的简化电子排布式为_________
___，在元素周期表中的位置为_________________。
(4)[2025·安徽淮南二模] 基态砷原子的价层电子轨道表示式为
_ ____________，在元素周期表中的位置是_________________。
第六周期第ⅢB族
第四周期第族
第四周期第ⅤA族
2.(1)[2025·安徽宣城二模] 基态 原子的价层电子排布为________。
(2)[2025·湖南九校联盟联考] 基态 的价层电子排布为_____。
(3)[2025·河北秦皇岛一模] 基态钒原子的价层电子排布为________。
(4)[2025·安徽滁州一模] 元素位于元素周期表中第六周期第ⅣA族，
其基态原子的价层电子排布为________；中 元素的化合价
为 价和____价。
3.(1)[2024·湖南益阳三模] 钼 的基态原子中未成对电子数为___。
6
[解析] 钼的原子序数为42，基态 原子的简化电子排布式为
，故未成对电子数为6。
(2)[2024·湖南雅礼中学一模] 铁酸镍中铁显 价，写出基
态 的价层电子排布：_____。
(3)[2024·湖南长沙二模] 与基态铬原子的最外层电子数相同且同周期
的元素有___种。
2
[解析] 基态铬原子的价层电子排布为 ，同周期基态钾原子和
铜原子价层电子排布分别为、 。
(4)[2024·辽宁重点高中协作校联考] 铊与铝同主族，基态 原
子的价层电子轨道表示式为_ ______________。
[解析] 铊与铝同主族，即位于第六周期第ⅢA族，故基态
原子的价层电子轨道表示式为 。
角度二
元素周期律
例1 [2025·广东卷]元素 为短周期元素，其第一电离能与原子序
数的关系如图。下列说法正确的是( )
A.和 同主族
B.金属性：
C.原子半径：
D.最简单氢化物沸点：
√
[解析] 同周期元素的第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA族元素和第ⅤA族
元素的第一电离能大于同周期相邻元素，0族元素的第一电离能在同周期
元素中最大，结合各元素的原子序数关系可以推断分别是B、C、、
、、、、 、。是B，是，二者不同主族，A错误；
、、 属于同周期元素，从左到右金属性依次减弱，B正确；
、、分别是、 、 ，属于同周期元素，同周期主族元素从左到右原
子半径逐渐减小，原子半径：，C错误；
为C，为， 分子间存在氢键，沸点高，
沸点： ，D错误。
例2 [2025·山东卷] 物质性质与组成元素的性质有关，下列对物质性
质差异解释错误的是( )
选项 性质差异 主要原因
A
B
C
D
√
[解析] 沸点高于是因为 分子间存在氢键，与电离能无关，
A项解释错误；
的酸性强于是因为的电负性强于 ，导致中比
中 的极性强，B项解释正确；
金刚石的硬度大于晶体硅是因为C半径小于 ，共价键键能更大，
C项解释正确；
的熔点高于是因为、所带电荷数多于、 ，
离子键更强，D项解释正确。
例3(1)[2025·山东卷节选] 元素C、、 中,第一电离能最大的是___,
电负性最大的是___。
[解析] 同一周期元素从左往右,第一电离能呈增大趋势,但 原子核外
电子排布式为, 电子为半充满结构,更稳定,因此第一电离
能: ;同一周期主族元素从左到右,电负性增大,因此电负性:
。
(2)[2023·全国乙卷节选] 中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。
探测发现火星上存在大量橄榄石矿物。基态 原子
的价电子排布式为________。橄榄石中，各元素电负性大小顺序为
_________________，铁的化合价为____。
[解析] 是26号元素，其基态原子的价电子排布式为 。橄榄
石中各元素按照元素周期律知，电负性大小顺序为
，依据化合物中各元素化合价代数和为0知，铁的
化合价为 。
(3)[2023·北京卷节选] 比较原子和 原子的第一电离能大小，从原
子结构的角度说明理由：_____________________________________
___________________________________________________________
_______。
第一电离能。和为同主族元素，
电子层数，原子半径，原子核对最外层电子的吸引作用
[解析] 和为同主族元素，原子核外有2个电子层， 原子核外有3
个电子层， 原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失
去1个电子，即的第一电离能大于 的第一电离能。
(4)[2022·河北卷节选] 与 相比,第二电离能与第一电离能差值更
大的是____,原因是 __________________________________________
___________________________________________________________
___________________________________________________________
________________________________________________________ 。
的第一电离能比的第一电离能小，但
失去1个电子后形成的的价层电子排布为 ，较难失去电子，
失去1个电子后形成的的价层电子排布为 ，较易失去1
个电子达到稳定状态，的第二电离能比 的第二电离能大
[解析] 的价层电子排布为,易失去1个 电子达到稳定状
态，的价层电子排布为， 轨道为全充满稳定状态，不易
失去电子，故的第一电离能比的第一电离能小， 的价层电
子排布为，的价层电子排布为，的 能级处于
全充满稳定状态，易失去 能级上的1个电子形成稳定结构，故
的第二电离能比 的第二电离能大，因此第二电离能与第一电离
能差值更大的是 。
1.电离能
(1)第一电离能的周期性
【微点拨】①同周期元素，从左到右第一电离能总体上呈增大趋势。
②第ⅢA族元素的第一电离能失去的电子是 能级的，该能级的电
子能量比同周期第ⅡA族元素 能级的电子能量高，则第ⅡA族元素的
第一电离能反常，如第一电离能：、 。
③第ⅤA族元素的 能级半充满，较稳定，则第ⅤA族元素的第一电
离能反常，如第一电离能：、 。
(2)电离能的应用
2.电负性
(1)电负性的周期性变化
同周期从左到右，主族元素电负性逐渐增大；同主族从上到下，元
素电负性逐渐减小。
(2)电负性的应用
1.[2025·重庆主城五区二模] “嫦娥石”属于陨磷钠镁钙石族。一种磷酸盐矿的组成为Ca9NaMg(PO4)7,下列说法正确的是 ( )
A.电负性:χ(P)>χ(O) B.第一电离能:I1(Mg)>I1(Na)
C.Ca和P均为p区元素 D.基态时,O和Mg的单电子数相等
√
[解析] 同周期主族元素从左至右,电负性依次增大,则电负性:χ(S)>χ(P);同主族元素从上至下,电负性依次减小,则电负性:χ(O)>χ(S),故电负性:χ(O)>χ(P),A项错误。
同周期元素第一电离能呈增大趋势,故第一电离能:I1(Mg)>I1(Na),B项正确。
Ca的基态原子价层电子排布为4s2,属于s区元素;P元素的基态原子价层电子排布为3s23p3,属于p区元素,C项错误。
O元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p4,有2个单电子;Mg元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s2,单电子数为0,故二者单电子数不相等,D项错误。
2.(1)[2025·广东珠海一模] 第二电离能___(填“ ”或“ ”)，
其原因是___________________________________________________
___________。
的价层电子排布为，处于全充满的稳定状态，较
难失去电子
(2)[2025·安徽皖南八校联考] 组成元素的电负性由大到小
的顺序为______________(用元素符号表示)。下列状态的硼中，电离
最外层一个电子所需能量最大的是___(填标号)。
A. B.
C. D.
B
(3)[2025·北京西城区三模] 氟元素在有机晶体化学领域的研究和应用
中有重要价值。
苯环上的电子云密度：苯___(填“ ”或“ ”)六氟苯，依据电负性解
释其原因：___________________________________________。
电负性，氟原子对苯环有吸电子作用
[解析] 元素电负性大小顺序为 ，氟原子对苯环有吸电子作
用，使得苯分子中苯环上的电子云密度大于六氟苯。
3.磷酸铁锂 电池是绿色环保型电池，该电池以磷酸铁锂为
正极材料，嵌有石墨的锂为负极材料，溶有 的碳酸酯作电解质
溶液。回答下列问题：
(1)基态 原子的成对与未成对电子数之比为_____；最高能级的电子
云轮廓图为______形。
哑铃
[解析] 是15号元素，其基态原子核外电子排布式为 ，基
态原子中 能级有3个电子，分占3个简并轨道，则未成对电子数为
3，成对电子数为12，成对与未成对电子数之比为 ；其原
子核外电子占据的最高能级为 ，其电子云轮廓图为哑铃形。
(2)、、 三种元素电负性由大到小的顺序为___________。元素的
气态基态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称
作第一电子亲和能，第三周期部分元素的 (均为正值)的大小顺
序为 < ，第一电子亲和能： < 的原因为
___________________________________________________________
___________________________________________________________。
基态 原子的价层电子排布为，能级处于半充满状态，
相对稳定，不易得到一个电子，元素的第一电子亲和能小于
[解析] 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，因此、、 三种元素的电负性由大到小的
顺序是 ；第一电子亲和能越大，原子越易得电子，第一电
子亲和能：的原因为基态原子的价层电子排布为 ，
能级处于半充满状态，相对稳定，不易结合一个电子， 元素的第
一电子亲和能小于 。
1.[2025·山东卷]第70号元素镱 的基态原子价电子排布式为
。下列说法正确的是( )
A. 的中子数与质子数之差为104
B.与 是同一种核素
C.基态原子核外共有10个 电子
D. 位于元素周期表中第6周期
√
[解析] 的中子数为 ，中子数与质子数之差为
，A错误；
与 质子数相同、中子数不同，是不同核素，B错误；
基态 原子核外电子排布式为
，共有20个 电子，
C错误；
基态 原子的核外电子排布满足第6周期元素原子核外电子排布特
征，D正确。
2.[2025·重庆选考模拟] 已知反应3CuO+2NH3 N2+3H2O+3Cu,下列
有关说法错误的是 ( )
A.Cu在元素周期表的d区 B.N的第一电离能大于O
C.O的电负性大于H D.Cu和H最外层电子数均为1
[解析] 基态铜原子的价层电子排布为3d104s1, 在元素周期表的ds区,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元素的2p轨道半
充满,能量低,较稳定,因此N的第一电离能大于O,B正确;
√
2.[2025·重庆选考模拟] 已知反应3CuO+2NH3 N2+3H2O+3Cu,下列
有关说法错误的是 ( )
A.Cu在元素周期表的d区 B.N的第一电离能大于O
C.O的电负性大于H D.Cu和H最外层电子数均为1
O吸引电子的能力大于H,故O的电负性大于H,O的电负性为3.5,H的电负性
为2.1,C正确;
结合选项A可知,Cu和H最外层电子数均为1,D正确。
√
3.[2025·陕青宁晋卷] “机械键”是两个或多个分子在空间上穿插互锁的
一种结合形式。我国科研人员合成了由两个全苯基大环分子组成的具
有“机械键”的索烃,结构如图,下列说法错误的是 ( )
A.该索烃属于芳香烃
B.该索烃的相对分子质量可用质谱仪测定
C.该索烃的两个大环之间不存在范德华力
D.破坏该索烃中的“机械键”需要断裂共价键
√
[解析] 该物质是由两个全苯基大环分子组成的具有“机械键”的索烃,
含有苯环,属于芳香烃,A正确;
质谱仪可测定相对分子质量,质谱图上最大质荷比为该索烃的相对分
子质量,B正确;
该物质为分子晶体,分子间存在范德华力,C错误;
该物质含有共价键,破坏 “机械键”时需要断裂其中一个大环分子中苯
环间的碳碳共价键,D正确。
4.(1)[2023·全国乙卷节选] 基态 原子的价电子排布式为________。
[解析] 是26号元素，其基态原子的价电子排布式为 。
(2)[2022·重庆卷节选] 基态 的价层电子排布式为_____。
[解析] 锌元素的原子序数为30，基态锌离子的价层电子排布式为
。
(3)基态 原子的电子排布式为________________________，其中未
成对电子有___个。
(或)
2
[解析] 为8号元素，其基态原子核外有8个电子，因此基态 原子的
电子排布式为或，其、轨道全充满， 轨
道有2个未成对电子。
5.图a、、分别表示C、、和的逐级电离能 的变化趋势
(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是__(填标号),判断的根据
是_________________________________________________________
__________________________________________________________;
第三电离能的变化图是___(填标号)。
同一周期元素从左向右第一电离能总体呈上升趋势，由于基态
原子的能级为半充满状态，因此元素的第一电离能比元素高
[解析] C、、、 四种元素在同一周期，同一周期从左向右元素的
第一电离能总体呈上升趋势，由于基态原子的 能级为半充满状
态，因此元素的第一电离能比元素高，因此C、、、 四种元
素的第一电离能从小到大的顺序为 ，满足这一规律的
图像为 。气态基态正二价阳离子失去1个电子生成气态基态正三价
阳离子所需要的能量为该元素的第三电离能，同一周期从左向右元
素的第三电离能总体也呈上升趋势，由于基态C原子在失去2个电子
之后，将失去能级上的电子，而、、的第三电离能仍失去
能级的电子，，因此C的第三电离能稍高于 ，则满足
这一规律的图像为 。
