专题57 原子结构与元素的性质-高考全攻略之备战2018年高考化学考点一遍过.doc

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1、一、原子核外电子排布原理1能层、能级与原子轨道（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其分成不同能层。通常用K、L、M、N、O、P、Q表示相应的第一、二、三、四、五、六、七能层，能量依次升高。各能层最多可容纳的电子数为2n2。（2）能级：同一能层里的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等表示，同一能层里，各能级的能量按s、p、d、f的顺序升高，即：E(s)E(p)E(d)Al，PS。b同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小。c同种原子：随着电子的逐个失去，阳离子所带的正电荷数越来越多，再失去电子需克服的电性引力越来越大，消耗的能量

2、越来越大，逐级电离能越来越大(即I1I21.8，为非金属元素；电负性1.7，为离子键；两成键元素电负性差值1.7，为共价键)。c判断元素价态正、负(电负性大的元素呈现负价，电负性小的元素呈现正价)。d电负性是判断元素金属性和非金属性强弱的重要参数之一(表征原子得电子能力强弱)。（4）对角线规则在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如：易错警示（1）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表判断电离能的大小。（2）不能将电负性1.8作为划分金属和非金属的绝对标准。（3）共价化合物中，两种元素电负性差值越大，它们形成共价键的极性就越强

3、。（4）同周期元素，从左到右，非金属性越来越强，电负性越来越大，第一电离能总体呈增大趋势。考向一 原子核外电子排布与表示方法典例1 下列说法错误的是Ans电子的能量不一定高于(n1)p电子的能量B6C的电子排布式1s22s22px2违反了洪特规则C电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理D电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利原理量最低原理，C正确；对于22Ti原子来说，3p能级共有3个轨道，最多可以排6个电子，如果排10个电子，则违反了泡利原理，D正确。【答案】A1（1）处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用形

4、象化描述。在基态14C原子中，核外存在对自旋相反的电子。（2）基态Fe原子有个未成对电子，Fe3+的电子排布式为 。（3）Cu+基态核外电子排布式为 。（4）基态硅原子中，电子占据的最高能层符号为 ，该能层具有的原子轨道数为 ，电子数为 。（5）S的基态原子的核外电子排布式为 。（6）基态铜原子的核外电子排布式为 。（7）基态锗(Ge)原子的电子排布式是 。（8）Ni2+的价电子排布图为 。核外电子排布常见错误（1）在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：学*科%网（2）当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n1)d放在ns前，如Fe：1s

5、22s22p63s23p63d64s2，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、原子外围价层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：Ar3d104s1；外围价层电子排布式：3d104s1。考向二 根据基态原子核外电子排布推断元素典例1 某元素的原子最外层电子排布是6s26p4，该元素或其化合物不可能具有的性质是A该元素单质可能是导体B该元素的最高化合价呈+6价C该元素能与氢气反应生成气态氢化物D基态该原子的价电子排布图为排布图为，正确

6、。【答案】C2A、B、C三种短周期元素，它们的原子序数依次增大。A元素原子的核外p电子数比s电子数少1，B元素原子核外有4种能级，且全部充满电子；C元素的主族序数与周期数的差为4。（1）A的基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有 个方向，原子轨道呈 形。（2）某同学推断B基态原子的核外电子排布为，该同学所画的电子排布图违背了 。（3）C位于 族 区，价电子排布式为。熟记3种最外层电子的排布特征（1）最外层有3个未成对电子的为ns2np3，136号元素分别为N、P、As。（2）最外层有2个未成对电子的可能是ns2np2或ns2np4。短周期元素分别为C、Si和O、S。（3）最外层有一个未成对

7、电子的可能是ns1、ns2np1、(n1)d5ns1、(n1)d10ns1。第四周期有K、Ga、Cr、Cu。考向三 电离能的判断及其应用典例1 下列关于元素第一电离能的说法不正确的是A钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾的活泼性强于钠B因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，故第一电离能必依次增大C最外层电子排布为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子，第一电离能较大D对于同一元素而言，原子的电离能I1I2I3随着原子失去电子个数的增多而增大，故D正确；故选B。【答案】B3根据信息回答下列问题：如图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图(其中12号至17号元素的有关

8、数据缺失)。（1）认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断NaAr元素中，Al的第一电离能的大小范围为AlI1(Al)，但活泼性MgAl。（2）第二、三、四周期的同周期主族元素，第A族(ns2np0)和第A族(ns2np3)，因p轨道处于全空或半充满状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的A和A族元素，如第一电离能MgAl，PS。考向四 电负性的判断及其应用典例1 下列图示中横坐标是表示元素的电负性数值，纵坐标表示同一主族的五种元素的序数的是【答案】B4已知元素的电负性和元素的化合价一样，也是元素的一种基本性质。下面给出14种元素的电负性：元素AlBBeCClFLi电负性1.5

9、2.01.52.53.04.01.0元素MgNNaOPSSi电负性3.00.93.52.12.51.8已知：两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键，两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。（1）根据表中给出的数据，可推知元素的电负性具有的变化规律是 。（2）通过分析电负性值变化规律，确定Mg元素电负性值的最小范围 。（3）判断下列物质是离子化合物还是共价化合物：ALi3N BBeCl2 CAlCl3 DSiC.属于离子化合物的是 ；.属于共价化合物的是 ；请设计一个实验方案证明上述所得到的结论 。考向五 “位、构、性”三者的关系与元素推断典例1 已知：AF都是周期表中前4周期的

10、元素，它们的原子序数依次增大。其中A、C原子的L层有2个未成对电子。D与E同主族，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。F3+的M层3d轨道电子为半充满状态。请根据以上信息，回答下列问题：学*科#网（1）A、B、C的电负性由小到大的顺序为 (用元素符号表示)。（2）D元素的原子核外共有 种不同运动状态的电子、 种不同能级的电子。 （3）写出E的基态原子的电子排布式： 。（4）F和X(质子数为25)两元素的部分电离能数据列于下表：比较两元素的I2、I3可知，气态X2+再失去一个电子比气态F2+再失去一个电子难。对此，你的解释是 。元素XF电离能/kJmol1I1717759I21 50

11、91 561I33 2482 957（3）E为Ca，电子排布式为1s22s22p63s23p64s2。（4）Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态，较稳定，故再失去一个电子比Fe2+难。【答案】（1）CNO（2）124（3）1s22s22p63s23p64s2（4）Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态，较稳定5A、B、C、D是四种短周期元素，E是过渡元素，A、B、C同周期，C、D同主族，A的原子结构示意图为，B是同周期第一电离能最小的元素，C的最外层有三个成单电子，E的外围电子排布式为3d64s2。回答下列问题：（1）写出下列元素的符号：A_，B_，C_，D_。（2）用化学式表示上述五种元素

12、中最高价氧化物对应水化物酸性最强的是_(填化学式，下同)，碱性最强的是_。（3）用元素符号表示D所在周期第一电离能最大的元素是_，电负性最大的元素是_(填元素符号)。（4）画出D的核外电子排布图：_，这样排布遵循了_原理和_规则。1下列说法中正确的是A第三周期所包含的元素中钠的原子半径最小B钠的第一电离能比镁的第一电离能大C在所有元素中，氟的电负性最大D电子云示意图中的每个小黑点都表示一个电子2已知下列元素原子的最外层电子排布式，其中不一定能表示该元素为主族元素的是A3s23p3 B4s2C4s24p1 D3s23p53在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是A最易失去的电子能量最高

13、B电离能最小的电子能量最高Cp轨道电子能量一定高于s轨道电子能量D在离核最近区域内运动的电子能量最低4下面的电子结构中，第一电离能最小的原子可能是Ans2np3 Bns2np5Cns2np4 Dns2np65具有下列能层结构的原子，其对应元素一定属于同一周期的是A两种原子的能层上全部都是s电子B3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上只有一个未成对电子的原子C最外层电子排布为2s22p6的原子和最外层电子排布为2s22p6的离子D原子核外M层上的s能级和p能级都填满了电子，而d轨道上尚未有电子的两种原子6下列描述中正确的是A氮原子的电子排布图：B2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等C价电

14、子排布为4s24p3的元素位于第四周期第A族，是p区元素D钠原子由1s22s22p63s11s22s22p63p1时，原子释放能量，由基态转化成激发态7气态中性原子失去一个电子转化为气态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能(I1)，气态正离子继续失去电子所需要的最低能量依次称为第二电离能(I2)、第三电离能(I3)下表是第三周期部分元素的电离能单位：eV(电子伏特)数据：元素I1/eVI2/eVI3/eV甲5.747.471.8乙7.715.180.3丙13.023.940.0丁15.727.640.7下列说法正确的是A甲的金属性比乙强B乙的化合价为1价C丙不可能为非金属元素D丁一定为金属元素

15、8根据下列5种元素的电离能数据(单位：kJ mol1)元素符号I1I2I3I4Q2 0804 0006 1009 400R5004 6006 9009 500S7401 5007 70010 500T5801 8002 70011 600V4203 1004 4005 900它们的氯化物的化学式，最可能正确的是AQCl2 BRClCSCl3 DTCl9根据泡利的原子轨道能级图和“能级交错”现象，原子轨道的能量高低顺序是：ns(n3)g(n2)f(n1)dnp(n为能层序数，g能级中有9个轨道)。则未来的第八周期应包括的元素的种类是A32B50C64D12810下列各组原子中，彼此化学性质一定相

16、似的是A原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子B原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子C2p轨道上只有一个电子的X原子与3p轨道上只有一个电子的Y原子D最外层都只有一个电子的X、Y原子11X、Y、Z、W是短周期元素，X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构，工业上通过分离液态空气获得其单质；Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等；Z元素+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同；W元素原子的M层有1个未成对的p电子。下列有关这些元素性质的说法一定正确的是AX元素的氢化物的水溶液显碱性BZ元素的离子半径大于W元素的离子半径CZ元素的

17、单质在一定条件下能与X元素的单质反应DY元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点12以下有关元素性质的说法不正确的是A根据对角线规则，Be与NaOH溶液反应的离子方程式为Be+2OHBe+H2B具有下列价电子排布式的原子中：3s23p1，3s23p2，3s23p3，3s23p4，第一电离能最大的是CNa、K、Rb，N、P、As，O、S、Se，Na、P、Cl中，元素的电负性随原子序数增大而递增的是D某元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3+13过渡元素在生活、生产和科技等方

18、面有广泛的用途。现代污水处理工艺中常利用聚合铁简称PFS，化学式为Fe2(OH)n(SO4) 3n/2m，n5，m”或“”)A。（3）C原子的电子排布图是，其原子核外有个未成对电子，能量最高的电子为轨道上的电子，其轨道呈形。（4）D原子的电子排布式为，D的结构示意图是。（5）B的最高价氧化物对应的水化物与A的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为，与D的氢化物的水溶液反应的化学方程式为 。12017江苏铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。 （1）Fe3+基态核外电子排布式为_。（2）丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是_

19、，1 mol 丙酮分子中含有键的数目为_。（3）C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为_。22017新课标I钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：（1）元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为_nm（填标号）。A404.4B553.5 C589.2D670.8E766.5（2）基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是_，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_。K和Cr属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属K的熔点、沸点等都比金属Cr低，原因是_。（3）X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在离子。离子的几何构型为_，中心原子的杂化形式为_

20、。学*科￥网（4）KIO3晶体是一种性能良好的非线性光学材料，具有钙钛矿型的立方结构，边长为a=0.446 nm，晶胞中K、I、O分别处于顶角、体心、面心位置，如图所示。K与O间的最短距离为_nm，与K紧邻的O个数为_。（5）在KIO3晶胞结构的另一种表示中，I处于各顶角位置，则K处于_位置，O处于_位置。32016新课标砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：（1）写出基态As原子的核外电子排布式。（2）根据元素周期律，原子半径GaAs，第一电离能GaAs。(填“大于”或“小于”)（3）AsCl3分子的立体构型为，其中As的杂化轨道类型为

21、。（4）GaF3的熔点高于1 000 ，GaCl3的熔点为77.9 ，其原因是。（5）GaAs的熔点为1 238 ，密度为 gcm3，其晶胞结构如图所示。该晶体的类型为 ，Ga与As以 键键合。Ga和As的摩尔质量分别为MGa gmol1和MAs gmol1，原子半径分别为rGa pm和rAs pm，阿伏加德罗常数值为NA，则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为 。42015新课标I碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题：（1）处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用形象化描述。在基态14C原子中，核外存在对自旋相反的电子。（2）碳在形成化合物时，其键型以共价键

22、为主，原因是 。（3）CS2分子中，共价键的类型有 ，C原子的杂化轨道类型是 ，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子。（4）CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于晶体。（5）碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：在石墨烯晶体中，每个C原子连接个六元环，每个六元环占有个C原子。在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接个六元环，六元环中最多有个C原子在同一平面。变式拓展1【答案】（1）电子云2（2）41s22s22p63s23p63d5（3）Ar3d10或1s22s22p63s23p6

23、3d10（4）M94（5）1s22s22p63s23p4（6）1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1（7）1s22s22p63s23p63d104s24p2（8）（2）基态Fe原子的电子排布式为Ar3d64s2，外围电子轨道表示式为，故基态Fe原子的未成对电子数为4；Fe3+的电子排布式为Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5。（8）Ni原子失去最外层2个电子形成Ni2+，Ni2+的外围电子轨道表示式为。2【答案】（1）3哑铃（2）泡利原理（3）Ap3s23p5【解析】根据提供的信息，可以推断A为N，B为Mg，C为Cl。（1）N的基态原子中能量最高的电子为2

24、p能级上电子，电子云在空间有3个方向，原子轨道呈哑铃形。（2）该同学所画的电子排布图中3s能级上两个电子自旋状态相同，违背了泡利原理。（3）Cl的价电子排布式为3s23p5，位于第三周期A族，属于p区元素。3【答案】（1）NaMg（2）五A【解析】（1）由信息所给的图可以看出，同周期的第A族元素的第一电离能最小，而第A族元素的第一电离能小于第 A族元素的第一电离能，故Al的第一电离能：NaAlMg。（2）图中电离能最小的应是碱金属元素Rb，在元素周期表中第五周期A族。4【答案】（1）同一周期元素随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化（2）0.91.5（3）.A.BCD测定各物质在熔融状态

25、下能否导电，若导电则为离子化合物，反之则为共价化合物【解析】（1）将表中数据按照元素周期表的顺序重排，可以看出电负性随着原子序数的递增呈周期性变化。（2）根据电负性的递变规律：同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，可知，在同周期中电负性NaMgMgCa，最小范围应为0.91.5。（3）根据已知条件及表中数值：Li3N电负性差值为2.0，大于1.7，形成离子键，为离子化合物；BeCl2、AlCl3、SiC电负性差值分别为1.5、1.5、0.7，均小于1.7，形成共价键，为共价化合物。共价化合物和离子化合物最大的区别在于熔融状态下能否导电。离子化合物在熔融状态下以离子形式存在

26、，可以导电，但共价化合物却不能。5【答案】（1）SiNaPN（2）HNO3NaOH（3）NeF（4） 泡利洪特有气体氖，电负性最大的元素是非金属最强的氟。考点冲关1【答案】C【解析】除稀有气体元素外，同一周期，从左到右，原子半径逐渐减小，A错误；同一周期，从左到右，元素第一电离能有逐渐增大的趋势，钠的第一电离能比镁的第一电离能小，B错误；氟的电负性最大，C正确；电子云示意图中的小黑点的疏密代表电子在这一区域出现机会的大小，D错误。2【答案】B【解析】最外层电子排布式为3s23p3，处于第三周期A族，A错误；最外层电子数为4s2的元素可能为Ca或部分过渡元素，B正确；最外层电子排布式为4s24p

27、1，处于第四周期A族，C错误；最外层电子排布式为3s23p5，处于第三周期A族，D错误。3【答案】C【解析】在同一能层中p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量，但在不同能层中s轨道电子能量也可能高于p轨道电子能量，如E(3s)E(2p)。4【答案】C【解析】同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第A族、第A族元素第一电离能大于相邻元素，同一主族元素中，其第一电离能随着原子序数的增大而减小，ns2np3属于第A族元素、ns2np5属于第A族元素、ns2np4属于第A族元素、ns2np6属于0族元素，如果这几种元素都是第二周期元素，其第一电离能大小顺序是NeFNO，所以第一电

28、离能最小的原子可能是第A族元素。5【答案】B 1s22s22p63s23p64s1或1s22s22p63s23p64s2，不一定在同一周期。6【答案】C【解析】根据“洪特规则”可知，2p轨道电子的自旋方向应该相同，正确的电子排布图为，A错误；2p和3p轨道形状均为哑铃形，但是原子轨道离原子核越远，能量越高，2p轨道能量低于3p轨道能量，B错误；价电子排布为4s24p3的元素有4个能层、最外层电子数为5，位于第四周期第A族，最后填充p电子，是p区元素，C正确；基态Na的电子排布式为1s22s22p63s1，由基态转化成激发态1s22s22p63p1时，电子能量增大，需要吸收能量，D错误。学%科网7【答案】A【解析】由表格可知，甲的第一电离能小于乙，表明甲比乙易失去第一个电子，故甲的金属性比乙强，A正确；乙失去第二个电子也较易，且失去第三个电子很难，则乙的化合价可能为2价，B错误；对丙而言，失去电子较难，所以可能是非金属元素，C错误；对丁而言，失电子比丙还难，而第三周期只有3种金属元素，可知丁一定是非金属元素，D错误。8【答案】B【解析】由元素的电离能可以看出，Q的电离能很大，可能为零族元素，不能形成氯化物；R和V的第一电离能较小，第二电离能剧增，故表现1价，最外层电