高二化學(xué)期末專題復(fù)習(xí)（選擇性必修1）期末專題復(fù)習(xí)九 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（詳細(xì)解析）

期末專題復(fù)習(xí)九原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)【感知高考】1.[2020·新課標(biāo)]Goodenough等人因在鋰離子電池及鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等正極材料研究方面的卓越貢獻(xiàn)而獲得2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。回答下列問題：(1)基態(tài)Fe2+與Fe3+離子中未成對(duì)的電子數(shù)之比為____________。(2)Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na)，原因是___________________；I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，原因是________________________________________________。答案：(1).4:5(2).Na與Li同主族，Na的電子層數(shù)更多，原子半徑更大，故第一電離能更??；Li，Be和B為同周期元素，同周期元素從左至右，第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢；但由于基態(tài)Be原子的s能級(jí)軌道處于全充滿狀態(tài)，能量更低更穩(wěn)定，故其第一電離能大于B的。2.[2020·山東（新高考）,3]短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，基態(tài)X原子的電子總數(shù)是其最高能級(jí)電子數(shù)的2倍，Z可與X形成淡黃色化合物Z2X2，Y、W最外層電子數(shù)相同。下列說法正確的是A.第一電離能：W>X>Y>Z B.簡單離子還原性：Y>X>WC.簡單離子的半徑：W>X>Y>Z D.氫化物水溶液的酸性：Y>W答案：C解析：Z與X能形成Z2X2的淡黃色化合物，該淡黃色固體為Na2O2，則X為O元素，Z為Na元素；Y與W的最外層電子數(shù)相同，則Y為F元素，W為Cl元素，據(jù)此分析。【知識(shí)梳理】1．能層(電子層)、能級(jí)與原子軌道能層符號(hào)能級(jí)符號(hào)------原子軌道數(shù)(空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài))原子軌道名稱---------------------最多容納電子數(shù)（2n2)構(gòu)造原理的能量關(guān)系各能級(jí)能量關(guān)系(5層)能級(jí)交錯(cuò)關(guān)系：------原子軌道的形狀s軌道形狀為；p軌道形狀為，取向?yàn)?。表示方法：電子排布式；簡化電子排布式；價(jià)層電子排布式軌道表示式（電子排布圖）遵守的原則(1)能量最低原理：電子盡可能地先占據(jù)能量的原子軌道，使整個(gè)原子的能量。(2)泡利原理：每個(gè)原子軌道里最多只能容納個(gè)電子，且自旋狀態(tài)。(3)洪特規(guī)則：基態(tài)原子中，填入軌道的電子總是先單獨(dú)分占，且自旋。洪特規(guī)則特例：當(dāng)能量相同的原子軌道在(p6、d10、f14)、(p3、d5、f7)和(p0、d0、f0)狀態(tài)時(shí)，體系的能量最低，如24Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1答案：能層(電子層)、能級(jí)與原子軌道能層符號(hào)KLMNOPQ能級(jí)符號(hào)sspspdspdf------原子軌道數(shù)(空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài))1131351357253649原子軌道名稱1s2s2px2Py2pz3s3px3Py3pz---------------------最多容納電子數(shù)（2n2)2262610261014507298281832構(gòu)造原理的能量關(guān)系各能級(jí)能量關(guān)系(5層)1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f<5d<6p能量錯(cuò)位關(guān)系：ns<(n-2)f<(n-1)d<np原子軌道的形狀s軌道形狀為球形；p軌道形狀為啞鈴形，取向?yàn)閜x、Py、pz。表示方法：電子排布式；簡化電子排布式；價(jià)層電子排布式軌道表示式（電子排布圖）遵守原則(1)能量最低原理：電子盡可能地先占據(jù)能量最低的原子軌道，使整個(gè)原子的能量最低。(2)泡利原理：每個(gè)原子軌道里最多只能容納2個(gè)電子，且自旋狀態(tài)相反。(3)洪特規(guī)則：基態(tài)原子中，填入簡并軌道的電子總是先單獨(dú)分占，且自旋平行，洪特規(guī)則特例：當(dāng)能量相同的原子軌道在全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時(shí)，體系的能量最低，如24Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s12．基態(tài)原子的核外電子排布及基本化學(xué)語言表示方法以S為例表示方法以乙烯為例原子結(jié)構(gòu)示意圖分子式電子式電子式電子排布式結(jié)構(gòu)式簡化電子排布式結(jié)構(gòu)簡式價(jià)電子排布式實(shí)驗(yàn)式(最簡式)軌道表示式球棍模型價(jià)電子軌道表示式空間填充模型3.電子的躍遷與原子光譜(1)電子的躍遷(2)不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)或不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素原子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜。答案：（2）吸收釋放4.元素周期表和元素周期律1.陰影空格里填寫族序數(shù)符號(hào);在1-4周期填元素符號(hào);5-7空格填價(jià)層電子通式;區(qū)里填分區(qū)符號(hào);畫出金屬與非金屬的界線族周期ⅠA01234567區(qū)(1)第一電離能是指；符號(hào)為，單位為；第一電離能越小，越易電子，若為堿金屬的金屬性；請(qǐng)說明為什么O的第一電離能小于N.(2)電負(fù)性是指；電負(fù)性越大，越易電子，非金屬性；一般金屬元素的電負(fù)性1.8，非金屬元素的電負(fù)性一般1.8，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負(fù)性則在1.8左右。(3)同周期從左到右元素原子第一電離能（填“增大”或“減小”，下同），原子的電負(fù)性。同主族從上到下元素原子第一電離能，原子的電負(fù)性。一到四周期的主族元素中第一電離能最小的是(填元素符號(hào)，下同)，最大的是；電負(fù)性最小的是，最大的是。(4)．對(duì)角線規(guī)則在元素周期表中，某些主族元素與的主族元素的有些性質(zhì)是相似的，如。答案：（1）氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能，符號(hào)：I1。單位：kJ/mol，失去，越強(qiáng)，N的核外電子排布式為1s22s22p3，2p3能級(jí)處于半充滿狀態(tài)，更穩(wěn)定。（2）用來描述不同元素的原子對(duì)鍵合電子吸引力的大小。得到越強(qiáng)小于大于（3）增大增大減小減小KFKF（4）右下方5.基本概念易錯(cuò)辨析（判斷下列說法是否正確，僅對(duì)的打“√”，錯(cuò)的訂正原因）()(1)2p和3p軌道形狀均為啞鈴形，能量也相等()(2)2px、2py、2pz的能量相等()(3)p軌道的能量一定比s軌道的能量高()(4)2s2的軌道表示式為eq\x(↑↑)()(5)2p3的軌道表示式為()(6)正三價(jià)陽離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于ⅧB族()(7)包含元素種數(shù)最多的族是ⅠA族()(8)原子的最外層有2個(gè)電子的元素一定是ⅡA族元素()(9)最外層有2個(gè)未成對(duì)電子的可能是ns2np2或ns2np4，短周期元素中分別為C、Si和O、S()(10)價(jià)電子排布式為5s25p1的元素位于第五周期ⅠA族，是s區(qū)元素()(11)元素的電負(fù)性越大，非金屬性越強(qiáng)，第一電離能也越大()(12)同周期元素，從左到右，原子半徑逐漸減小，離子半徑也逐漸減小答案：(1)(×)錯(cuò)因：3p軌道能量大于2p軌道能量。(2)(√)(3)(×)錯(cuò)因：2p軌道能量小于3s軌道能量。(4)(×)錯(cuò)因：違背了泡利原理。(5)(×)錯(cuò)因：違背了洪特規(guī)則。(6)(×)錯(cuò)因：該元素位于第Ⅷ族。(7)(×)錯(cuò)因：含元素種類最多的族是第ⅢB族，共有32種元素。(8)(×)錯(cuò)因：He原子和部分過渡金屬元素最外層電子數(shù)也是2。(9)(√)(10)(×)錯(cuò)因：應(yīng)位于第五周期ⅢA族，是p區(qū)元素。(11)(×)錯(cuò)因：如電負(fù)性O(shè)>N，非金屬性O(shè)>N，而第一電離能N>O。(12)(×)錯(cuò)因：同周期元素若均形成陽離子或均形成陰離子，則原子序數(shù)越大，離子半徑越小?！玖?xí)題演練】1．元素周期表中鉍元素的數(shù)據(jù)見圖，下列說法不正確的是A．鉍原子s軌道的形狀是球形的，p軌道的形狀是啞鈴形B．鉍元素的相對(duì)原子質(zhì)量是209.0C．鉍原子6p能級(jí)中6px、6py、6pz軌道上各有一個(gè)電子D．鉍原子最外層有5個(gè)能量相同的電子答案：D解析：s軌道的形狀是球形的，p軌道的形狀是啞鈴形，A正確；根據(jù)圖中信息確定原子序數(shù)為83，為第六周期第ⅤA族元素，相對(duì)原子質(zhì)量為209.0，B正確；因?yàn)楦鶕?jù)電子排布的規(guī)律在6p能級(jí)上先占據(jù)不同原子軌道，所以鉍原子6p能級(jí)中6px、6py、6pz軌道上各有一個(gè)電子，C正確；最外層電子能量不同(s和p)，D錯(cuò)誤。2．下列說法錯(cuò)誤的是A．ns電子的能量不一定高于(n－1)p電子的能量B．6C的電子排布式1s22s22peq\o\al(2,x)違反了洪特規(guī)則C．電子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3違反了能量最低原則D．電子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10違反了泡利原理答案：A解析：A不正確，各能級(jí)能量的大小順序?yàn)?s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s……ns電子的能量一定高于(n－1)p電子的能量；B違反了洪特規(guī)則，C原子2p能級(jí)有3個(gè)能量相同的原子軌道，最后2個(gè)電子應(yīng)該以自旋方向相同的方式分布在2個(gè)不同的2p軌道上；C違反了能量最低原則，21Sc最后3個(gè)電子應(yīng)先排滿4s軌道，再排3d軌道，應(yīng)為1s22s22p63s23p63d14s2；D違反了泡利原理，對(duì)于22Ti來說，3p能級(jí)共有3個(gè)軌道，最多可以排6個(gè)電子，不能排10個(gè)電子。3．如圖為元素周期表中短周期的一部分，關(guān)于Y、Z、M的說法正確的是A．電負(fù)性：Y>Z>MB．離子半徑：M－>Z2－>Y－C．ZM2分子中各原子的最外層均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D．Z元素基態(tài)原子最外層電子排布圖為答案：C解析：由圖示關(guān)系可推知：X為氦元素，Y為氟元素，M為氯元素，Z為硫元素。元素的電負(fù)性關(guān)系為Y>M>Z，故A項(xiàng)不正確；離子半徑關(guān)系為r(S2－)>r(Cl－)>r(F－)，故B項(xiàng)不正確；SCl2的電子式為，故C項(xiàng)正確；S元素基態(tài)原子最外層電子排布圖為，故D項(xiàng)不正確。4．下列電子排布圖所示的原子中，不能產(chǎn)生發(fā)射光譜的是答案：D解析：基態(tài)原子能量最低，只可能產(chǎn)生吸收光譜。而激發(fā)態(tài)的原子能量較高，躍遷到基態(tài)時(shí)會(huì)產(chǎn)生發(fā)射光譜。A、B、C三項(xiàng)表示原子處于激發(fā)態(tài)，只有D處于基態(tài)，不能產(chǎn)生發(fā)射光譜，選D項(xiàng)。5．[2019·全國卷Ⅰ]下列狀態(tài)的鎂中，電離最外層一個(gè)電子所需能量最大的是A．[Ne]B．[Ne]C．[Ne] D．[Ne]答案A解析由題給信息知，A項(xiàng)和D項(xiàng)代表Mg＋，B項(xiàng)和C項(xiàng)代表Mg。A項(xiàng)，Mg＋再失去一個(gè)電子較難，即第二電離能大于第一電離能，所以電離最外層一個(gè)電子所需能量A大于B；3p能級(jí)的能量高于3s,3p能級(jí)上電子較3s上易失去，故電離最外層一個(gè)電子所需能量：A>C、A>D。6．[2020·新高考全國卷Ⅰ(山東)，3]短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，基態(tài)X原子的電子總數(shù)是其最高能級(jí)電子數(shù)的2倍，Z可與X形成淡黃色化合物Z2X2，Y、W最外層電子數(shù)相同。下列說法正確的是A．第一電離能：W>X>Y>ZB．簡單離子的還原性：Y>X>WC．簡單離子的半徑：W>X>Y>ZD．氫化物水溶液的酸性：Y>W答案C解析根據(jù)題目信息可推知，X、Y、Z、W四種元素分別為O、F、Na、Cl。第一電離能：F＞O＞Cl＞Na，A項(xiàng)錯(cuò)誤；簡單離子的還原性：O2－＞Cl－＞F－，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電子層數(shù)越多，離子半徑越大；對(duì)于核外電子排布相同的離子，核電荷數(shù)越大，半徑越小，C項(xiàng)正確；氫氟酸為弱酸，鹽酸為強(qiáng)酸，D項(xiàng)錯(cuò)誤。7．(2020·北京，4)已知：33As(砷)與P為同族元素。下列說法不正確的是A．As原子核外最外層有5個(gè)電子B．AsH3的電子式是C．熱穩(wěn)定性：AsH3＜PH3D．非金屬性：As＜Cl答案B8．寫出下列原子或離子的①電子排布式、②價(jià)電子排布圖、③電子占的原子軌道數(shù)、④未成對(duì)電子數(shù)。(1)N：①_________________________________，②_________________，③_________，④_________。(2)Cl：①________________________________，②_________________，③_________，④_________。(3)Fe2＋：①______________________________，②_________________，③_________，④_________。(4)Cu：①________________________________，②_________________，③_________，④_________。(5)Se：①________________________________，②_________________，③_________，④_________。(6)Br－：①_______________________________，②_________________，③_________，④_________。答案：(1)①1s22s22p3②③5④3(2)①1s22s22p63s23p5(或[Ne]3s23p5)②③9④1(3)①1s22s22p63s23p63d6(或[Ar]3d6)②③14④4(4)①1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)②③15④1(5)①1s22s22p63s23p63d104s24p4(或[Ar]3d104s24p4)②③18④2(6)①1s22s22p63s23p63d104s24p6(或[Ar]3d104s24p6)②③18④09．按要求回答下列問題：(1)第三周期所有元素的第一電離能(I1)大小順序?yàn)開___________________________(用元素符號(hào)表示)。(2)Na的逐級(jí)電離能中有______次突躍。分別是哪級(jí)電離能發(fā)生突躍？___________________________。(3)F、Cl、Br、I的第一電離能由大到小的順序?yàn)開____________，電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開_________。答案(1)Na＜Al＜Mg＜Si＜S＜P＜Cl＜Ar;(2)2I2?I1、I10?I9;(3)F＞Cl＞Br＞IF＞Cl＞Br＞I10．[2020·天津](1)Fe、Co、Ni在周期表中的位置為_________，基態(tài)Fe原子的電子排布式為____________________。(2)[2020·全國卷Ⅲ]氨硼烷(NH3BH3)含氫量高、熱穩(wěn)定性好，是一種具有潛力的固體儲(chǔ)氫材料。回答下列問題：H、B、N中，原子半徑最大的是________。根據(jù)對(duì)角線規(guī)則，B的一些化學(xué)性質(zhì)與元素________的相似。(3)[2019·全國卷Ⅱ]Fe成為陽離子時(shí)首先失去________軌道電子，Sm的價(jià)層電子排布式為4f66s2，Sm3＋價(jià)層電子排布式為________。比較離子半徑：F－________O2－(填“大于”“等于”或“小于”)。答案第四周期第Ⅷ族1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)(2)答案BSi(硅)(3)4s4f5小于11．我國科學(xué)家通過測量SiO2中的26Al和10Be兩種元素的比例確定“北京人”年齡，這種測量方法叫“鋁鈹測年法”。完成下列填空：(1)寫出Be的核外電子排布式_______。Be所在的周期中，最外層有2個(gè)未成對(duì)電子的元素的符號(hào)是___、_____。(2)寫出Al的最外層電子排布圖________________。鋁原子核外有__________種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子；鋁原子核外有__________種能量不同的電子。有一種與26Al中子數(shù)相同的硅的核素，寫出該核素符號(hào)__________，硅的電負(fù)性__________(填“大于”或“小于”)Al。(3)比較Al3＋、S2－和Cl－半徑由大到小的順序________________；這3種元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中酸性最強(qiáng)的是________(寫化學(xué)式)。答案：(1)1s22s2CO(2)135eq\o\al(27,14)Si大于(3)S2－＞Cl－＞Al3＋HClO412．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表一種化學(xué)元素。試回答下列問題：(1)寫出基態(tài)J原子的電子排布式：____________________，L的原子序數(shù)為________，M的簡化電子排布式：________。(2)下列關(guān)于元素在元素周期表中的位置的敘述正確的是________(填字母代號(hào))。A．K位于元素周期表中第四周期第ⅡB族，屬于ds區(qū)元素B．J位于元素周期表中第四周期第ⅣB族，屬于d區(qū)元素C．F位于元素周期表中第三周期第ⅡA族，屬于s區(qū)元素D．I位于元素周期表中第三周期第ⅦA族，屬于ds區(qū)元素(3)如圖是部分元素原子的第一電離能I1隨原子序數(shù)變化的曲線圖。①認(rèn)真分析圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律，將Na～Ar之間的元素用短線連接起來，構(gòu)成完整的圖像。②從圖像分析可知，同一主族元素原子的第一電離能I1變化規(guī)律是____________________________________。Zn的第一電離能大于Ga的原因是______________________________