第1節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、選擇題1當(dāng)鎂原子由1s22s22p63s21s22s22p63p2時(shí)，以下認(rèn)識(shí)正確的是()A鎂原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)，這一過程中吸收能量B鎂原子由激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)化成基態(tài)，這一過程中釋放能量C轉(zhuǎn)化后位于p能級(jí)上的兩個(gè)電子處于同一軌道，且自旋狀態(tài)相同D轉(zhuǎn)化后鎂原子與硅原子電子層結(jié)構(gòu)相同，化學(xué)性質(zhì)相似答案：A2如圖是第三周期1117號(hào)元素某些性質(zhì)變化趨勢(shì)的柱形圖，下列有關(guān)說法中正確的是()Ay軸表示的可能是第一電離能By軸表示的可能是電負(fù)性Cy軸表示的可能是原子半徑Dy軸表示的可能是形成基態(tài)離子轉(zhuǎn)移的電子數(shù)解析：選B。對(duì)于第三周期1117號(hào)元素，隨著原子序數(shù)的增大，第一電離能總體上呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，但Mg、P特殊，A項(xiàng)錯(cuò)誤；原子半徑逐漸減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；形成基態(tài)離子轉(zhuǎn)移的電子數(shù)依次為Na為1，Mg為2，Al為3，Si不易形成離子，P為3，S為2，Cl為1，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3下列說法中正確的是()A所有非金屬元素都分布在p區(qū)B最外層電子數(shù)為2的元素都分布在s區(qū)C元素周期表中第B族到第B族10個(gè)縱行的元素都是金屬元素D同一主族元素從上到下，金屬性呈周期性變化解析：選C。非金屬元素中氫在s區(qū)，其余非金屬元素均分布在p區(qū)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；最外層電子數(shù)為2的元素可能在s區(qū)(如Mg)、p區(qū)(如He)或d區(qū)(如Ti、Fe)等，B項(xiàng)錯(cuò)誤；同主族元素從上到下，金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱，屬遞變性質(zhì)而不是周期性變化，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4周期表中27號(hào)元素鈷的方格中注明“3d74s2”，由此可以推斷()A它位于周期表的第四周期A族B它的基態(tài)核外電子排布式可簡(jiǎn)寫為Ar4s2CCo2的核外價(jià)電子排布式為3d54s2DCo位于周期表中第9列解析：選D。從左向右數(shù)，應(yīng)為過渡元素，A項(xiàng)錯(cuò)誤；“3d74s2”為Co的價(jià)電子排布，其簡(jiǎn)寫式中也要注明3d軌道，B項(xiàng)錯(cuò)誤；失電子時(shí)，應(yīng)失去最外層的電子，即先失去4s上的電子，Co2的價(jià)電子排布式為3d7，C項(xiàng)錯(cuò)誤；“729”，說明它位于周期表的第9列，D項(xiàng)正確。5下列曲線表示鹵族元素某種性質(zhì)隨核電荷數(shù)的變化趨勢(shì)，正確的是()解析：選A。同主族元素從上到下電負(fù)性依次減小，A正確；鹵族元素中氟無(wú)正價(jià)，B錯(cuò)；HF分子間存在氫鍵，所以HF沸點(diǎn)最高，C錯(cuò)；鹵族元素從上到下單質(zhì)分子間范德華力依次增大，熔點(diǎn)依次升高，D錯(cuò)。6已知X、Y元素同周期，且電負(fù)性X>Y，下列說法錯(cuò)誤的是()A第一電離能：Y一定小于XB氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HmY小于HnXC最高價(jià)含氧酸的酸性：X對(duì)應(yīng)的酸性強(qiáng)于Y對(duì)應(yīng)的酸性DX和Y形成化合物時(shí)，X顯負(fù)價(jià)，Y顯正價(jià)解析：選A。若Y為氮元素，X為氧元素，則第一電離能：Y>X；由于電負(fù)性：X>Y，則非金屬性：X>Y，故氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：HmY<HnX，最高價(jià)含氧酸的酸性：X>Y；得電子能力：X>Y，X和Y形成化合物時(shí)，X顯負(fù)價(jià)，Y顯正價(jià)。7下表中是A、B、C、D、E五種短周期元素的某些性質(zhì)，下列判斷正確的是()元素ABCDE最低化合價(jià)42121電負(fù)性2.52.53.03.54.0A.C、D、E的氫化物的穩(wěn)定性：C>D>EB元素A的原子最外層軌道中無(wú)自旋狀態(tài)相同的電子C元素B、C之間不可能形成化合物D與元素B同周期且第一電離能最小的元素的單質(zhì)能與H2O發(fā)生置換反應(yīng)解析：選D。根據(jù)電負(fù)性和最低化合價(jià)，推知A為C元素、B為S元素、C為Cl元素、D為O元素、E為F元素。A項(xiàng)，C、D、E的氫化物分別為HCl、H2O、HF，穩(wěn)定性：HF>H2O>HCl；B項(xiàng)，元素A的原子最外層電子排布式為2s22p2，2p2上的兩個(gè)電子分占兩個(gè)原子軌道，且自旋狀態(tài)相同；C項(xiàng)，S的最外層有6個(gè)電子，Cl的最外層有7個(gè)電子，它們之間可形成S2Cl2等化合物；D項(xiàng)，Na能與H2O發(fā)生置換反應(yīng)生成NaOH和H2。8X、Y、Z、W是短周期元素，X元素原子的最外層未達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，工業(yè)上通過分離液態(tài)空氣獲得其單質(zhì)；Y元素原子最外電子層上s、p電子數(shù)相等；Z元素2價(jià)陽(yáng)離子的核外電子排布與氖原子相同；W元素原子的M層有1個(gè)未成對(duì)的p電子。下列有關(guān)這些元素性質(zhì)的說法一定正確的是()AX元素的氫化物的水溶液顯堿性BZ元素的離子半徑小于W元素的離子半徑CZ元素的單質(zhì)在一定條件下能與X元素的單質(zhì)反應(yīng)DY元素最高價(jià)氧化物的晶體具有很高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)解析：選C。根據(jù)題意，Z元素為Mg，Y元素原子最外電子層電子排布為ns2np2，是C或Si，X為N或O，W為Al或Cl。N的氫化物的水溶液顯堿性，但O的氫化物的水溶液顯中性或弱酸性，A錯(cuò)誤；Al3的半徑比Mg2小，B錯(cuò)誤；氮?dú)狻⒀鯕饩芘c鎂反應(yīng)，C正確；CO2形成的晶體熔沸點(diǎn)低，D錯(cuò)誤。二、非選擇題9如圖是s能級(jí)和p能級(jí)的原子軌道圖，試回答下列問題：(1)s電子的原子軌道呈 形，每個(gè)s能級(jí)有 個(gè)原子軌道；p電子的原子軌道呈 形，每個(gè)p能級(jí)有 個(gè)原子軌道。(2)元素X的原子最外層電子排布式為nsnnpn1，原子中能量最高的是 電子，其電子云在空間有 方向；元素X的名稱是 ，它的氫化物的電子式是 。若元素X的原子最外層電子排布式為nsn1npn1，那么X的元素符號(hào)為 ，原子的電子排布圖為 。解析：(1)s電子的原子軌道都是球形的，每個(gè)s能級(jí)有1個(gè)原子軌道；p電子的原子軌道都是啞鈴形的，每個(gè)p能級(jí)有3個(gè)原子軌道，它們相互垂直，分別以px、py、pz表示。(2)因?yàn)樵豖的原子最外層電子排布式為nsnnpn1，np 軌道已排上電子，說明ns軌道已排滿電子，即n2，則元素X的原子核外電子排布式為1s22s22p3，是氮元素，其中原子中能量最高的是2p電子，其電子云在空間有三個(gè)互相垂直的伸展方向；氮元素的氫化物是氨氣，含有極性鍵，其電子式是 ；當(dāng)元素X的原子最外層電子排布式為nsn1npn1時(shí)，根據(jù)上述分析，有n12，則n3，所以X元素的原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，是硫元素，元素符號(hào)為S，其原子的電子排布圖為。答案：(1)球1啞鈴3(2)2p三個(gè)互相垂直的伸展氮 S10W、X、Y、Z、N是短周期元素，它們的核電荷數(shù)依次增大。元素元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)W原子核內(nèi)無(wú)中子X原子核外s能級(jí)上的電子總數(shù)與p能級(jí)上的電子總數(shù)相等，且是非金屬元素Y元素的離子半徑在該周期中最小Z原子核外p能級(jí)上的電子總數(shù)比s能級(jí)上的電子總數(shù)多2N最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)少1(1)W單質(zhì)的化學(xué)式為 ，Z元素原子核外有 個(gè)原子軌道填充了電子。(2)Y、Z和N三種元素第一電離能由大到小的順序?yàn)?(填元素符號(hào))。(3)X與Z兩元素的電負(fù)性較大的是 (填元素符號(hào))。(4)Z元素原子共有 種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子。解析：W、X、Y、Z、N是核電荷數(shù)依次增大的短周期元素，原子核內(nèi)無(wú)中子的元素是氫元素；原子核外s能級(jí)電子數(shù)與p能級(jí)電子數(shù)相等的非金屬元素是氧元素(1s22s22p4)；元素的離子半徑在該周期中最小的是Al3；原子核外s能級(jí)電子數(shù)比p能級(jí)電子數(shù)少2的是硅元素(1s22s22p63s23p2)；最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)少1的是氯元素。核外有多少個(gè)電子就有多少種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。答案：(1)H28(2)Cl>Si>Al(3)O(4)1411如圖為周期表中部分元素的某種性質(zhì)(X值)隨原子序數(shù)變化的關(guān)系。 (1)同主族內(nèi)不同元素的X值變化的特點(diǎn)是 ，同周期內(nèi)，隨著原子序數(shù)的增大，X值總體上呈現(xiàn) 趨勢(shì)。周期表中X值的這種變化特點(diǎn)體現(xiàn)了元素性質(zhì)的 變化規(guī)律。(2)X值較小的元素集中在元素周期表的 。a左下角b右上角c金屬與非金屬分界線附近(3)下列關(guān)于元素該性質(zhì)的說法中正確的是 (選填代號(hào))。aX值可反映元素最高正化合價(jià)的變化規(guī)律bX值可反映原子在分子中吸引電子的能力cX值大小可用來衡量元素金屬性和非金屬性的強(qiáng)弱解析：(1)根據(jù)圖示，同主族元素從上到下，X值逐漸減??；同周期元素從左到右，X值總體上呈現(xiàn)增大趨勢(shì)。(2)X值較小的元素集中在元素周期表左下角。(3)X值為元素的電負(fù)性，能夠反映原子在分子中吸引電子的能力，能衡量元素金屬性和非金屬性的強(qiáng)弱。答案：(1)同一主族，從上到下，X值逐漸減小增大周期性(2)a(3)bc12有A、B、C、D、E 5種元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，且都小于20。其中A為非金屬元素；A和E屬同一族，它們?cè)幼钔鈱与娮优挪紴閚s1，B和D也屬同一族，它們?cè)幼钔鈱拥膒能級(jí)電子數(shù)是s能級(jí)電子數(shù)的兩倍。C原子最外層電子數(shù)等于D原子最外層電子數(shù)的一半。請(qǐng)回答下列問題：(1)A是 ，B是 ，C是 ，D是 ，E是 。(2)由這五種元素組成的一種化合物是(寫化學(xué)式) 。寫出該物質(zhì)的一種主要用途： 。(3)寫出C元素基態(tài)原子的電子排布式： 。(4)用電子排布圖表示D元素原子的價(jià)電子排布為 。(5)元素B與D的電負(fù)性的大小關(guān)系是B D，C與 E的第一電離能的大小關(guān)系是C E。(填“>”“<”或“”)解析：(1)A、B、C、D、E 5種元素核電荷數(shù)都小于20，A、E屬同一族且最外層電子排布為ns1，故為第A族，而A為非金屬元素，則A為氫；B、D為同一族，其原子最外層的p能級(jí)電子數(shù)是s能級(jí)電子數(shù)的兩倍，故其最外層電子排布為ns2np4，為第A族元素，B核電荷數(shù)小于D，則B為氧，D為硫，E為鉀；C原子最外層電子數(shù)為硫原子最外層電子數(shù)的一半，則C為鋁。(5)同主族元素自上而下電負(fù)性逐漸減小，故B(氧)的電負(fù)性大于D(硫)，E(鉀)的第一電離能小于鈉，鈉的第一電離能小于C(鋁)，故第一電離能Al>K。答案：(1)HOAlSK(寫元素名稱也可)(2)KAl(SO4)212H2O凈水劑(3)1s22s22p63s23p1(4)(5)>>13月球上的主要礦物有輝石(CaMgSi2O6)、斜長(zhǎng)石(KAlSi3O8)和橄欖石可分為鐵橄欖石(Fe2SiO4)、鎂橄欖石(Mg2SiO4)、鐵鎂橄欖石(MgFe)2SiO4等。(1)鐵橄欖石中鐵元素化合價(jià)為 ，硅元素原子核外電子排布式為 。(2)硅元素的原子核外共有 種不同能級(jí)的電子，其原子最外層共有 種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子。(3)月球上的上述主要礦物中，屬于短周期元素的原子半徑由大到小的順序?yàn)?(填元素符號(hào))。(4)某元素與氧元素同周期，且與氧元素組成的化合物中氧元素顯2價(jià)，兩者電負(fù)性關(guān)系是 (填元素符號(hào))。解析：(1)根據(jù)氧元素為2價(jià)、硅元素為4價(jià)，鐵橄欖石Fe2SiO4中鐵元素化合價(jià)為2價(jià)，硅元素原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p2。(2)硅元素原子核外有5種不同能級(jí)的電子，最外層有4種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子。(3)屬于短周期元素的是Mg、Al、Si、O。(4)與氧元素組成的化合物中氧元素顯2價(jià)，說明電負(fù)性比氧元素更強(qiáng)，只有F元素。答案：(1)21s22s22p63s23p2(2)54(3)Mg>Al>Si>O(4)F>O14已知：AF都是周期表中前四周期的元素，它們的原子序數(shù)依次增大。其中A、C原子的L層有2個(gè)未成對(duì)電子。D與E同主族，D的二價(jià)陽(yáng)離子與C的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。F3的M層3d軌道電子為半充滿狀態(tài)。請(qǐng)根據(jù)以上信息，回答下列問題：(1)A、B、C的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?(用元素符號(hào)表示)。(2)D元素的原子核外共有 種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子、 種不同能級(jí)的電子。(3)寫出E的基態(tài)原子的電子排布式： 。(4)F和X(質(zhì)子數(shù)為25)兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表，比較兩元素的I2、I3可知，氣態(tài)X2再失去一個(gè)電子比氣態(tài)F2再失去一個(gè)電子難。對(duì)此，你的解釋是 。元素XF電離能/kJmol1I1717759I21 5091 561I33 2482 957解析：據(jù)題意可知A原子電子排布式為1s22s22p2，故為碳元素；C原子電子排布式為1s22s22p4，故為氧元素，則B為氮元素；由D2與C2核外電子排布相同，可知D為Mg，則E為Ca；由F3的3d軌道電子半充滿可知為3d5，則F為Fe。答案：(1)C<N<O(2)124(3)1s22s22p63s23p64s2(或Ar4s2)(4)Mn2的3d軌道電子排布為半充滿狀態(tài)，較穩(wěn)定