第4講　元素周期表與電子排布-2025年高考化學(xué)全國一輪

第4講元素周期表與電子排布備考導(dǎo)航復(fù)習(xí)目標(biāo)1.了解元素、核素和同位素的含義。了解原子構(gòu)成，了解原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)。2．了解原子核外電子的運(yùn)動狀態(tài)、能級分布和排布原理，能正確書寫1～36號元素原子核外電子、價層電子的電子排布式和軌道表示式。3．了解元素周期表的結(jié)構(gòu)(周期、族)及其應(yīng)用。了解元素的性質(zhì)電離能、電負(fù)性、原子半徑與電子排布的關(guān)系。4．掌握元素周期律的實質(zhì)。了解金屬、非金屬在元素周期表中的位置及其性質(zhì)遞變的規(guī)律。以第3周期、ⅠA和ⅦA族為例，掌握同一周期、同一主族內(nèi)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系復(fù)習(xí)策略以原子結(jié)構(gòu)為核心，重點(diǎn)是原子的電子排布與元素在周期表中的定位之間的關(guān)系，推斷元素及其化合物物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的周期性變化。在復(fù)習(xí)時要注意：1．體會物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)。掌握元素周期律的實質(zhì)及其元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。2．掌握特殊元素的原子的電子排布的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(如Cr、Cu)、性質(zhì)的特殊性[如電離能：I1(N)＞I1(O)]。3．充分理解元素“位置－結(jié)構(gòu)－性質(zhì)”三者之間的關(guān)系進(jìn)行元素的推導(dǎo)熟記網(wǎng)絡(luò)課前思考問題1如何理解元素“位置－結(jié)構(gòu)－性質(zhì)”三者之間的關(guān)系？【答案】元素的原子結(jié)構(gòu)決定了元素在周期表中的位置，元素在周期表中的位置反映了元素的原子結(jié)構(gòu)和元素的性質(zhì)特點(diǎn)。元素性質(zhì)、原子結(jié)構(gòu)、元素在周期表中的位置三者之間的關(guān)系如下：問題2基態(tài)鉻原子和銅原子的價層電子排布式為什么分別是3d54s1、3d104s1，而不是3d44s2、3d94s2?【答案】電子排布選擇半充滿(p3、d5)或全充滿(p6、d10)狀態(tài)、能量最低、最穩(wěn)定的排布方式，所以鉻原子和銅原子的價層電子排布式分別為3d54s1、3d104s1。1.(1)(2020·新課標(biāo)Ⅰ卷)I1(Li)>I1(Na)，原因是_________________________。(2)(2020·新課標(biāo)Ⅱ卷)基態(tài)Ti原子的電子排布式為_____________________。(3)(2020·江蘇卷)C、N、O元素的第一電離能由大到小的順序為_____________________________________________________________________________。(4)(2019·江蘇卷)基態(tài)Cu2＋電子排布式為____________________________________________________________________________。(5)①基態(tài)釩原子價層電子排布式是_______________________________________________________________________________。②元素N、O、F、Na的第一電離能由大到小的順序為________________，請解釋原因：____________________________________。(6)(2020·新課標(biāo)Ⅰ卷)基態(tài)Fe2＋與Fe3＋中未成對的電子數(shù)之比為__________。(7)(2017·新課標(biāo)Ⅲ卷)基態(tài)Co原子電子排布式為_______________________________________________________________________________。元素Mn與O中，第一電離能較大的是________，基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的是________。(8)(2020·新課標(biāo)Ⅲ卷)H、B、N中，原子半徑最大的是________。根據(jù)對角線規(guī)則，B的一些化學(xué)性質(zhì)與元素________的相似?！敬鸢浮?1)Na與Li同主族，Na電子層數(shù)多，原子半徑大，易失電子(2)[Ar]3d24s2或1s22s22p63s23p63d24s2(3)N＞O＞C(4)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9(5)①3d34s2②F＞N＞O＞NaNa原子半徑最大，最外層1個電子，故第一電離能最小；N、O、F原子半徑逐漸減小，但N原子為半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，N元素的第一電離能大于O元素，故第一電離能由大到小順序是F＞N＞O＞Na(6)4∶5(7)[Ar]3d74s2或1s22s22p63s23p63d74s2OMn(8)BSi【解析】(6)Fe2＋和Fe3＋的價層電子排布式分別為3d6和3d5，基態(tài)Fe2＋有4個未成對電子，基態(tài)Fe3＋有5個未成對電子，所以未成對電子個數(shù)比為4∶5。(7)基態(tài)O原子價層電子排布式為2s22p4，核外未成對電子數(shù)是2，而基態(tài)Mn原子價層電子排布式為3d54s2，核外未成對電子數(shù)是5，因此核外未成對電子數(shù)較多的是Mn。2.(2023·江蘇卷)元素C、Si、Ge位于周期表中ⅣA族。下列說法正確的是(D)A.原子半徑：r(C)＞r(Si)＞r(Ge)B.第一電離能：I1(C)＜I1(Si)＜I1(Ge)C.碳單質(zhì)、晶體硅、SiC均為共價晶體D.可在周期表中元素Si附近尋找新半導(dǎo)體材料【解析】同一主族元素隨著原子序數(shù)增大，原子半徑增大，A錯誤；同一主族元素隨著原子序數(shù)增大，第一電離能逐漸減小，B錯誤；碳單質(zhì)中存在C60、C70、C120等分子晶體，C錯誤。3.(2023·全國甲卷)W、X、Y、Z為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，最外層電子數(shù)之和為19。Y的最外層電子數(shù)與其K層電子數(shù)相等，WX2是形成酸雨的物質(zhì)之一。下列說法正確的是(C)A.原子半徑：X>WB.簡單氫化物的沸點(diǎn)：X<ZC.Y與X可形成離子化合物D.Z的最高價含氧酸是弱酸【解析】W為N，X為O，Y為Mg，Z為S。同周期主族元素從左到右原子半徑依次減小，原子半徑：W＞X，A錯誤；H2O分子間含有氫鍵，H2S分子間沒有氫鍵，所以簡單氫化物的沸點(diǎn)：X＞Z，B錯誤；Z為S，硫的最高價含氧酸為硫酸，是強(qiáng)酸，D錯誤。4.(2023·全國乙卷)一種礦物由短周期元素W、X、Y組成，溶于稀鹽酸有無色無味氣體生成。W、X、Y原子序數(shù)依次增大。簡單離子X2－與Y2＋具有相同的電子結(jié)構(gòu)。下列敘述正確的是(A)A.X的常見化合價有－1、－2B.原子半徑大小為Y>X>WC.YX的水合物具有兩性D.W單質(zhì)只有4種同素異形體【解析】W為C，X為O，Y為Mg。原子半徑大小為Y＞W(wǎng)＞X，B錯誤；YX的水合物為Mg(OH)2，Mg(OH)2沒有兩性，C錯誤；碳的同素異形體有金剛石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳納米管等，種類不止4種，D錯誤。考點(diǎn)1核外電子的運(yùn)動狀態(tài)與核外電子排布規(guī)律知識梳理能層與能級1.原子核外電子的運(yùn)動特征：核外電子按能量的不同分成不同的能層；各能層(n)最多容納的電子數(shù)為2n2。2.同一能層的電子，根據(jù)能量的不同又被分成不同能級；能級類型的種類數(shù)與能層數(shù)相對應(yīng)；同一能層里，能級的能量：E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf)。能層(n)一二三四五六七符號KLMNOPQ能級1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s…………最多容納電子數(shù)22626102610142…………281832……2n2原子軌道——電子在原子核外的一個空間運(yùn)動狀態(tài)1.電子云：是處于一定空間運(yùn)動狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述。s電子云形狀為球形，只有1種空間伸展方向；p電子云形狀為啞鈴形，p電子云有3種空間伸展方向(px，py，pz，它們相互垂直)，即s能級有1個原子軌道，p能級有3個原子軌道；d能級有5個原子軌道；f能級有7個原子軌道。2.構(gòu)造原理絕大多數(shù)基態(tài)原子核外電子的排布都遵循構(gòu)造原理。順序如圖。能級交錯：E(3d)>E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(5d)>E(6s)、E(6d)>E(7s)、E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)等。泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理1.泡利原理：在一個原子軌道里，最多只能容納2個電子，它們的自旋方向相反。2.洪特規(guī)則：基態(tài)原子中，填入能量相同的原子軌道(簡并軌道)的電子總是先單獨(dú)分占，且自旋平行(注意：全空、半充滿或全充滿狀態(tài)能量最低、最穩(wěn)定)。3.能量最低原理(1)基態(tài)原子：處于最低能量狀態(tài)的原子。(2)能量最低原理：在構(gòu)建基態(tài)原子時，電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道，使整個原子的能量最低。[及時鞏固]寫出基態(tài)硫原子的電子排布式和軌道表示式電子排布式軌道表示式價層電子排布式價層電子軌道表示式【答案】1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p43s23p4寫出以下常見基態(tài)原子、離子簡化電子排布式微粒簡化電子排布式微粒簡化電子排布式FeCrFe2＋Cr3＋Fe3＋NiCuNi2＋Cu＋MnCu2＋Mn2＋ZnZn2＋ScSc2＋TiV【答案】[Ar]3d64s2[Ar]3d54s1[Ar]3d6[Ar]3d3[Ar]3d5[Ar]3d84s2[Ar]3d104s1[Ar]3d8[Ar]3d10[Ar]3d54s2[Ar]3d9[Ar]3d5[Ar]3d104s2[Ar]3d10[Ar]3d14s2[Ar]3d1[Ar]3d24s2[Ar]3d34s2下列說法正確的是(A)A.基態(tài)Fe3＋的最外層電子排布式為3s23p63d5B.基態(tài)碳原子價層電子軌道表示式：C.軌道表示式違背了洪特規(guī)則D.價層電子軌道表示式違背了泡利原理【解析】基態(tài)碳原子價層電子排布式為2s22p2，價層電子軌道表示式為，B錯誤；2s軌道上的2個電子應(yīng)該自旋方向相反，違背了泡利原理，C錯誤；3p軌道上電子應(yīng)該自旋方向相同，違背了洪特規(guī)則，D錯誤。原子光譜與核外電子的排布1.原子光譜與可見光不同元素原子的電子發(fā)生躍遷時會吸收或釋放不同的光，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。可見光波長范圍：顏色波長范圍紅770～622nm橙622～597nm黃597～577nm綠577～492nm藍(lán)、靛492～455nm紫455～350nm2.核外電子的排布規(guī)律(1)在同一原子中各電子層之間的關(guān)系電子層1234n電子層符號KLMN……離核距離近eq\o(→,\s\up17())遠(yuǎn)電子的能量低eq\o(→,\s\up17())高最多能容納的電子數(shù)2818322n2(2)原子核外電子排布規(guī)律①核外電子總是先排布在能量低的電子層里，然后再由近向遠(yuǎn)，依次排布在能量逐漸升高的電子層。②每個電子層最多容納的電子數(shù)為2n2個。③最外層最多容納電子數(shù)不超過8個(K層為最外層時不超過2個)。④次外層最多容納的數(shù)目不超過18個，倒數(shù)第三層不超過32個。元素的主要化學(xué)性質(zhì)主要由最外層電子數(shù)決定。考點(diǎn)2元素周期表元素周期律知識梳理稀有氣體元素的原子核外電子排布元素周期表的結(jié)構(gòu)[易錯提醒]①鑭系元素和錒系元素分別位于第六周期和第七周期，均在第ⅢB族(第3列)。從第ⅢB族到第ⅡB族(第3～12列，共10個縱行)的元素統(tǒng)稱為過渡元素或過渡金屬元素。②元素周期表與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系周期序數(shù)＝電子層數(shù)；主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)。原子結(jié)構(gòu)與元素周期表1.s區(qū)：特征電子排布ns1～2，均為主族元素，其價層電子數(shù)＝主族序數(shù)。2.p區(qū)：特征電子排布ns2np1～6(He：1s2除外)，包括第ⅢA～ⅦA族、0族，其中主族元素的價層電子數(shù)＝主族序數(shù)，0族元素的價電子數(shù)為8(He為2)。3.d區(qū)：特征電子排布(n－1)d1～9ns1～2，均為金屬元素。4.ds區(qū)：特征電子排布(n－1)d10ns1～2，均為金屬元素。元素周期律1.元素周期律的內(nèi)容元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化的規(guī)律。元素性質(zhì)的周期性變化實質(zhì)是元素原子的核外電子排布呈周期性變化。2.元素性質(zhì)的周期性變化(1)元素原子最外層電子結(jié)構(gòu)的周期性變化：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子排布呈現(xiàn)1～8個電子的周期性變化。(2)元素原子半徑的周期性變化：隨著原子序數(shù)的增加，主族元素原子半徑呈現(xiàn)由大變小的周期性變化(不包括稀有氣體，稀有氣體原子半徑突然變大是因其測量方法與其他原子不同)。(3)元素的電離能(I)的周期性變化氣態(tài)基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫作第一電離能。符號：I1，單位為kJ/mol。電離能越小，表示在氣態(tài)時該原子越容易失去電子。同一周期從左到右，元素的第一電離能總體上呈現(xiàn)增大的趨勢，第ⅡA、ⅤA族元素的第一電離能大于同周期相鄰元素，原因是價層電子排布為全充滿或半充滿狀態(tài)[如：I1(N)＞I1(O)]，同一主族從上到下，元素的第一電離能減小。(4)元素的電負(fù)性(χ)的周期性變化電負(fù)性：描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小。原子中用于形成化學(xué)鍵的電子稱為鍵合電子。電負(fù)性大的元素顯負(fù)價，電負(fù)性小的元素顯正價。金屬元素的電負(fù)性一般小于1.8；非金屬元素的電負(fù)性一般大于1.8。元素的電負(fù)性越大，元素的非金屬性越強(qiáng)，反之越弱。在元素周期表中，同周期從左到右，元素的電負(fù)性逐漸增大(稀有氣體元素除外)，同主族從上到下元素，元素的電負(fù)性逐漸減小。(5)元素主要化合價呈周期性的變化一般情況下，主族元素的最高化合價等于主族的族序數(shù)，最低負(fù)價等于原子核外最外層電子數(shù)－8；最高正化合價＋|最低負(fù)化合價|＝8。F元素沒有正價，O元素一般沒有正價，金屬元素沒有負(fù)價。(6)元素的金屬性和非金屬性呈周期性變化元素的金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)的還原性越強(qiáng)，對應(yīng)氫氧化物的堿性越強(qiáng)；元素的非金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，對應(yīng)的簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性越強(qiáng)，最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)。3.用原子結(jié)構(gòu)理論解釋同一周期元素(稀有氣體除外)、同一主族元素性質(zhì)的變化規(guī)律(1)用原子結(jié)構(gòu)理論來解釋同一周期元素(稀有氣體除外)性質(zhì)的變化規(guī)律：同一周期元素的原子，核外電子層數(shù)相同，從左到右隨著核電荷數(shù)的遞增，最外層電子數(shù)逐漸增加，原子核對最外層電子的吸引力增強(qiáng)，所以原子半徑逐漸減小，元素的原子得電子的能力逐漸增強(qiáng)，失電子的能力逐漸減弱。結(jié)論：同一周期的主族元素，從左到右金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。(2)用原子結(jié)構(gòu)理論來解釋同一主族元素性質(zhì)的變化規(guī)律：同一主族元素的原子，最外層電子數(shù)相同，所以性質(zhì)具有相似性。由于它們從上到下隨著核電荷數(shù)的增大，電子層數(shù)逐漸增加，原子半徑逐漸增大，原子核對最外層電子的吸引力減弱，所以元素的原子得電子的能力逐漸減弱，失電子的能力逐漸增強(qiáng)。結(jié)論：同一主族的元素，從上到下金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱?！八耐备拍畹谋容^名稱同位素同素異形體同系物同分異構(gòu)體定義質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同組成元素相同、結(jié)構(gòu)不同結(jié)構(gòu)相似、分子組成相差一個或若干個CH2原子團(tuán)分子式相同、結(jié)構(gòu)不同對象原子(核素)單質(zhì)有機(jī)化合物化合物實例eq\o\al(13,6)C與eq\o\al(12,6)C金剛石與石墨、C60；紅磷與白磷；O2與O3甲烷與乙烷正丁烷與異丁烷常見原子或離子的結(jié)構(gòu)或性質(zhì)的特點(diǎn)1.短周期元素中原子結(jié)構(gòu)的特殊性原子核中無中子的原子：eq\o\al(1,1)H。最外層有1個電子的元素：H、Li、Na。最外層有2個電子的元素：Be、Mg、He。最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的元素：Be、Ar。最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的元素：C；是次外層電子數(shù)3倍的元素：O。電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的元素：H、Be、Al。電子總數(shù)為最外層電子數(shù)2倍的元素：Be；電子層數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素：Li。次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素：Li、Si。內(nèi)層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素：Li、P。最外層電子數(shù)是電子層數(shù)2倍的元素：He、C、S；是電子層數(shù)3倍的元素：O。2.與稀有氣體核外電子結(jié)構(gòu)相同的離子與He原子電子結(jié)構(gòu)相同的離子：H－、Li＋、Be2＋。與Ne原子電子結(jié)構(gòu)相同的離子：F－、O2－、N3－、Na＋、Mg2＋、Al3＋。與Ar原子電子結(jié)構(gòu)相同的離子：Cl－、S2－、K＋、Ca2＋。3.短周期主族元素在周期表的特殊位置主族序數(shù)(最外層電子數(shù))等于周期序數(shù)(電子層數(shù))的元素：H、Be、Al。主族序數(shù)(最外層電子數(shù))等于周期序數(shù)(電子層數(shù))2倍的元素：C、S。主族序數(shù)(最外層電子數(shù))等于周期序數(shù)(電子層數(shù))3倍的元素：O。周期序數(shù)(電子層數(shù))等于主族序數(shù)(最外層電子數(shù))2倍的元素：Li。周期序數(shù)(電子層數(shù))等于主族序數(shù)(最外層電子數(shù))3倍的元素：Na。最高正價是最低負(fù)價絕對值3倍的短周期元素：S。最高正價與最低負(fù)價代數(shù)和為0的短周期元素：C、Si、H。最高正價不等于主族序數(shù)的元素：O、F(無正價)。4.主族元素性質(zhì)、存在、用途的特殊性H元素是最輕的元素。C元素是形成化合物種類最多的元素；金剛石是自然界硬度最大的物質(zhì)；eq\o\al(14,6)C可以用于考古。O元素是地殼中含量最多的元素，在常溫下氧的氫化物(H2O)為液態(tài)。N元素是空氣中含量最多的元素，其氣態(tài)氫化物(NH3)的水溶液呈堿性。F2是最活潑的非金屬單質(zhì)，F(xiàn)無正價，無含氧酸；氣態(tài)氫化物(HF)穩(wěn)定；氫氟酸可由螢石(CaF2)與濃硫酸反應(yīng)制得；氫氟酸可在玻璃上刻字繪畫。Al元素的最高價氧化物的水化物[Al(OH)3]既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)。S元素的氣態(tài)氫化物能和它的氧化物在常溫下反應(yīng)生成S單質(zhì)。常見的能形成同素異形體的元素有：C、P、O、S。[?？寂袛郵判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)(2020·江蘇卷)NaOH的堿性比Mg(OH)2的強(qiáng)(√)(2)(2020·江蘇卷)原子的最外層電子數(shù)n：n(Na)＜n(Mg)＜n(Cl)＜n(Br)(×)(3)(2020·江蘇卷)原子半徑：r(Br)＞r(Cl)＞r(Mg)＞r(Na)(×)(4)(2020·新課標(biāo)Ⅲ卷)鈉元素的氧化物水化物為強(qiáng)堿(√)(5)(2020·新課標(biāo)Ⅱ卷)B元素的氟化物BF3中原子均為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(×)(6)(2020·新課標(biāo)Ⅰ卷)P元素僅能形成一種含氧酸(×)(7)(2020·新課標(biāo)Ⅰ卷)Al和P元素均可形成三氯化物(√)(8)(2020·新課標(biāo)Ⅱ卷)N元素的最高價氧化物的水化物為強(qiáng)酸(√)(9)(2019·北京卷)中國科學(xué)院院士張青蓮教授曾主持測定了銦(49In)，In是第五周期第ⅢA族元素(√(10)原子半徑：Na>Mg>Al>S>O(√)[及時鞏固](1)比較氮元素與氧元素第一電離能的大小：I1(N)________I1(O)，說明原因：。(2)銅、鋅兩種元素的第一電離能、第二電離能如表所示：電離能/(kJ/mol)I1I2銅7461958鋅9061733銅的第一電離能(I1)小于鋅的第一電離能，而銅的第二電離能(I2)卻大于鋅的第二電離能，其主要原因是。【答案】(1)＞基態(tài)氮原子最外層電子排布為半充滿狀態(tài)(2)Cu原子失去一個電子后，核外電子排布為[Ar]3d10，全充滿，達(dá)到了較穩(wěn)定狀態(tài)，而鋅原子失去一個電子后核外電子排布為[Ar]3d104s1，所以Cu的第二電離能相對較大(2023·安徽質(zhì)量檢測)W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的前20號主族元素，Y的單質(zhì)與石灰乳反應(yīng)可制備漂白粉，W、X、Y三種元素組成化合物XYW的水溶液能使紅色的布條褪色，Z原子的最外層電子數(shù)與其核外電子總數(shù)之比為1∶10。下列說法正確的是(C)A.簡單離子半徑：Z>Y>X>WB.第一電離能：W<ZC.X、Z均能與W形成既含有離子鍵又含有共價鍵的化合物D.在自然界中，元素Y既有游離態(tài)，又有化合態(tài)【解析】W為O、X為Na、Y為Cl、Z為Ca。離子半徑：Cl－>Ca2＋>O2－>Na＋，A錯誤；第一電離能：O＞Ca，B錯誤；Na可以和O形成Na2O2，Ca可以和O形成CaO2，Na2O2和CaO2都是既含離子鍵又含共價鍵的化合物，C正確；在自然界中氯元素只有化合態(tài)，沒有游離態(tài)，D錯誤。(2023·韶關(guān)一模)短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的相對位置如圖所示，其中W的氣態(tài)氫化物與其最高價氧化物對應(yīng)的水化物能發(fā)生反應(yīng)。下列說法正確的是(C)WXYZA.原子半徑大?。篫>Y>XB.簡單氫化物的穩(wěn)定性：X<YC.Z的最高價氧化物對應(yīng)的水化物為強(qiáng)酸D.基態(tài)X原子的軌道表示式為【解析】W是N元素，X為O元素，Y為S元素，Z為Cl元素。同周期主族元素從左至右，原子半徑逐漸減小，則Y的半徑大于Z的半徑，A錯誤；同主族從上到下，元素的非金屬性逐漸減弱，簡單氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱，則簡單氫化物的穩(wěn)定性：X>Y，B錯誤；Z為Cl元素，其最高價氧化物對應(yīng)的水化物是HClO4，為強(qiáng)酸，C正確；X為O元素，其基態(tài)原子的軌道表示式為，D錯誤。(2022·南京三模)X、Y、Z、W、R為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素。X、Z原子中分別有1個、7個運(yùn)動狀態(tài)完全不同的電子，Y原子中各能級電子數(shù)相等，W原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層的3倍，R的原子半徑是該周期主族元素中最大的。下列說法正確的是(B)A.氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：Y>Z>WB.簡單離子半徑：r(W)>r(R)C.第一電離能：I1(W)>I1(Z)>I1(Y)D.X、Z、W形成的化合物一定不含離子鍵【解析】X、Y、Z、W、R依次為H、C、N、O、Na。非金屬性：O>N>C，熱穩(wěn)定性：H2O>NH3>CH4，A錯誤；O2－和Na＋的電子層結(jié)構(gòu)相同，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，離子半徑：O2－>Na＋，B正確；第一電離能：N>O>C，C錯誤；H、N、O可形成離子化合物，如硝酸銨等，D錯誤。(2022·南通三模)前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。X與Z同主族，且基態(tài)X原子中p能級和s能級上的電子數(shù)相同。Y、Z同周期，Y位于第ⅢA族，W最外層有2個電子。下列說法正確的是(C)A.原子半徑：r(X)＜r(Y)＜r(Z)＜r(W)B.最高價氧化物對應(yīng)的水化物的堿性：W＜YC.第一電離能：I1(Z)＜I1(X)D.基態(tài)W原子內(nèi)層原子軌道均已充滿電子【解析】X、Y、Z、W依次為O、Al、S、Ca。原子半徑：Ca>Al>S>O，A錯誤；金屬性：Ca>Al，堿性：Ca(OH)2>Al(OH)3，B錯誤；同主族元素從上到下，第一電離能減小，第一電離能：O>S，C正確；Ca原子的M層電子數(shù)為8,3d軌道上未充滿電子，D錯誤。1.判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)K＋的結(jié)構(gòu)示意圖為(×)(2)基態(tài)氮原子的核外電子有5種運(yùn)動狀態(tài)(×)(3)白磷和紅磷互為同位素(×)(4)基態(tài)B原子的軌道表示式為(×)(5)離子半徑：r(Li＋)＞r(H－)(×)(6)第一電離能：I1(N)＞I1(O)(√)(7)K＋與S2－具有相同的電子層結(jié)構(gòu)(√)(8)電負(fù)性：O＞N＞H(√)(9)CHCl3、COCl2分子中所有原子的最外層電子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(×)(10)熱穩(wěn)定性：HCl＞SiH4(√)(11)Cu元素在周期表中位于d區(qū)(×)(12)溴元素位于周期表第四周期第ⅤA族(×)2.(2023·皖南八校三模)短周期元素X、Y、Z、W、E原子序數(shù)依次增大。X是密度最小的金屬，是當(dāng)前動力電池的重要組成元素，X與Y同主族，Z原子的K層電子數(shù)比M層電子數(shù)少1個，W、E相鄰，可形成所有原子最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的E—W—W—E化合物。下列說法正確的是(D)A.原子半徑：Z>Y>XB.第一電離能：W>E，電負(fù)性：W<EC.化合物E—W—W—E中E的化合價為正價D.Y、Z、W三種元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物能相互反應(yīng)【解析】X為Li，Y為Na，Z為Al，W為S，E為Cl。同周期主族元素，從左到右原子半徑依次減小，原子半徑：Al＜Na，A錯誤；S和Cl為同周期元素，從左到右第一電離能和電負(fù)性均呈增大趨勢，第一電離能：Cl>S，電負(fù)性：Cl>S，B錯誤；化合物S2Cl2中氯元素的化合價為－1，C錯誤。3.(2022·廣東卷)甲～戊均為短周期元素，在元素周期表中的相對位置如圖所示。戊的最高價氧化物對應(yīng)的水化物為強(qiáng)酸。下列說法不正確的是(C)A.原子半徑：丁＞戊＞乙B.非金屬性：戊＞?。颈鸆.甲的氫化物遇氯化氫一定有白煙產(chǎn)生D.丙的最高價氧化物對應(yīng)的水化物一定能與強(qiáng)堿反應(yīng)【解析】甲～戊是短周期元素，戊的最高價氧化物對應(yīng)水化物為強(qiáng)酸，則可能是硫酸或高氯酸，若是高氯酸，則戊為Cl，甲為N、乙為F、丙為P、丁為S，若是硫酸，則戊為S，甲為C、乙為O、丙為Si、丁為P。原子半徑：丁＞戊＞乙，A正確；同周期從左到右元素非金屬性逐漸增強(qiáng)，則非金屬性：戊＞?。颈?，B正確；甲的氫化物可能為氨氣，可能為甲烷、乙烷等，若是氨氣，則遇氯化氫有白煙產(chǎn)生，若是甲烷、乙烷等，則遇氯化氫不反應(yīng)，沒有白煙生成，C錯誤；丙的最高價氧化物對應(yīng)的水化物可能是硅酸、也可能是磷酸，都能與強(qiáng)堿反應(yīng)，D正確。4.(2023·安徽蚌埠三檢)X、Y、Z、W是前4周期原子序數(shù)依次增大的主族元素，X在元素周期表中非金屬性最強(qiáng)，Y的周期序數(shù)與族序數(shù)相等，Z原子次外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的一半，基態(tài)W原子核外16個軌道上填有電子。下列說法正確的是(C)A.原子半徑：r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)B.Z的簡單氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)比X的高C.第一電離能：I1(W)<I1(Y)<I1(Z)D.W最高價氧化物對應(yīng)的水化物為可溶性強(qiáng)堿【解析】X為氟，Y為鋁，Z為硫，W為鎵。原子半徑：r(X)<r(Z)<r(Y)<r(W)，A錯誤；HF可以形成分子間氫鍵，導(dǎo)致沸點(diǎn)升高，故Z的簡單氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)比X的低，B錯誤；同一主族從上到下第一電離能變小，同一周期從左到右第一電離能呈增大趨勢，第一電離能：I1(W)<I1(Y)<I1(Z)，C正確；W最高價氧化物對應(yīng)的水化物為氫氧化鎵，為不溶性弱堿，D錯誤。第4講元素周期表與電子排布1.下列敘述正確的是(A)A.硫離子結(jié)構(gòu)示意圖為B.基態(tài)As原子電子排布式為[Ar]4s24p3C.基態(tài)Fe2＋價層電子排布式為3d54s1D.基態(tài)P原子的價層電子軌道表示式：【解析】基態(tài)As原子電子排布式為[Ar]3d104s24p3，B錯誤；基態(tài)Fe2＋價層電子排布式為3d6，C錯誤；基態(tài)P原子的價層電子的軌道表示式為，D錯誤。2.下列說法正確的是(D)A.氧原子的結(jié)構(gòu)示意圖為B.中子數(shù)為8的氮原子表示為eq\o\al(8,7)NC.基態(tài)Mn原子的價層電子排布圖為D.CuCl2中Cu2＋電子排布式為[Ar]3d9【解析】氧原子最外層電子數(shù)為6，A錯誤；中子數(shù)為8的氮原子可表示為eq\o\al(15,7)N，B錯誤；基態(tài)Mn原子價層電子排布圖為，C錯誤。3.下列敘述正確的是(B)A.Mn元素在元素周期表的ds區(qū)B.S元素在周期表中位于第三周期ⅥA族C.Fe元素位于周期表第四周期ⅧB族D.ⅣA族元素形成的單質(zhì)均可作為半導(dǎo)體材料【解析】Mn元素位于d區(qū)，A錯誤；Fe位于Ⅷ族，C錯誤；ⅣA族元素形成的單質(zhì)不都能作半導(dǎo)體材料，如金剛石不導(dǎo)電，石墨能導(dǎo)電，D錯誤。4.(2023·青島考前模擬)下列排列順序不正確的是(A)A.原子半徑：Al＞Mg＞NaB.酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4C.熱穩(wěn)定性：HF＞HCl＞H2SD.元素的非金屬性：N＜O＜F【解析】同周期主族元素從左到右原子半徑依次減小，則原子半徑：Na＞Mg＞Al，A錯誤。5.(2023·湛江期末)元素周期表中鉍元素的數(shù)據(jù)如圖。下列說法正確的是(A)A.Bi元素的相對原子質(zhì)量是209.0B.基態(tài)Bi原子的價層電子排布式為6p3C.Bi元素位于第六周期第Ⅴ族D.Bi原子最外層有5個能量相同的電子【解析】基態(tài)Bi原子的價層電子排布式為6s26p3，B錯誤；Bi元素位于第六周期第ⅤA族，C錯誤；由于s軌道和p軌道能量不同，故Bi原子最外層5個電子的能量不完全相同，D錯誤。6.下列化學(xué)式中能表示分子式，且分子中所有原子都滿足最外層8電子結(jié)構(gòu)的是(B)A.BCl3 B.NF3C.K2O2 D.H2O【解析】硼原子的最外層只有6個電子，A錯誤；K2O2屬于離子化合物，不能表示分子式，C錯誤；H2O分子中的氫原子滿足最外層為2電子結(jié)構(gòu)，D錯誤。7.(2023·南通一模)X、Y、Z、W、Q是原子序數(shù)依次增大且不超過20的主族元素。X是地殼中含量最多的元素，Y基態(tài)原子核外s能級和p能級電子數(shù)相等，Z與X同主族，Q的焰色試驗呈紫色。下列說法正確的是(A)A.簡單離子半徑：Z>X>YB.X的第一電離能比同周期的相鄰元素的大C.Z的簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強(qiáng)D.Q最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性比Y的弱【解析】X、Y、Z、W、Q依次為O、Mg、S、Cl、K。電子層數(shù)越多，簡單離子的半徑越大，電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，離子半徑；S2－>O2－>Mg2＋，A正確；第一電離能：N>O，B錯誤；非金屬性：Cl>S，穩(wěn)定性：HCl＞H2S，C錯誤；金屬性：K＞Mg，堿性：KOH>Mg(OH)2，D錯誤。8.(2023·茂名一模)我國科學(xué)家合成了一種深紫外非線性光學(xué)晶體新材料ABPF，晶體中陰離子為[M11XY19Z3]3－。元素M、X、Y、Z均為短周期元素，M、Y與Z同周期，M的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)多1，Z為電負(fù)性最強(qiáng)的元素，Y是地殼中含量最高的元素，X的3p軌道有3個電子。下列說法不正確的是(D)A.電負(fù)性：Y<ZB.簡單離子半徑：Y>ZC.簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：X<ZD.M最高價氧化物對應(yīng)水化物能與鹽酸反應(yīng)【解析】M是B，Z是F，Y是O，X是P。F的電負(fù)性大于O，A正確；電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)越大，半徑越小，故簡單離子半徑：O2－>F－，B正確；非金屬性：F>P，則簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：HF>PH3，C正確；M最高價氧化物對應(yīng)水化物為硼酸，硼酸不與鹽酸反應(yīng)，D錯誤。9.(2023·南通三模)前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。X元素位于p區(qū)，且基態(tài)X原子中成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的2倍，金屬元素Y的第一電離能比同周期相鄰元素的大，Z元素單質(zhì)常溫下為黃綠色氣體，W與Y同主族。下列說法正確的是(C)A.簡單離子半徑：W>Z>YB.化合物WX2中陰、陽離子個數(shù)比為2∶1C.工業(yè)上常用鋼瓶儲運(yùn)Z單質(zhì)D.最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性：Y>W【解析】X、Y、Z、W依次為C、Mg、Cl、Ca。Ca2＋、Cl－電子層結(jié)構(gòu)相同，但核電荷數(shù)：Cl<Ca，離子半徑：Cl－>Ca2＋，A錯誤；CaC2由Ca2＋和Ceq\o\al(2－,2)構(gòu)成，陰、陽離子個數(shù)比為1∶1，B錯誤；常溫下Cl2與鐵不反應(yīng)，工業(yè)上常用鋼瓶儲運(yùn)氯氣，C正確；金屬性：Mg<Ca，堿性：Mg(OH)2<Ca(OH)2，D錯誤。10.(2023·梅州一模)W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，Z的最外層電子數(shù)是W和X的最外層電子數(shù)之和，也是Y的最外層電子數(shù)的2倍，Y是地殼中含量最多的金屬元素。W和X的單質(zhì)常溫下均為氣體。下列敘述正確的是(B)A.原子半徑：Z>Y>XB.電負(fù)性：X>W>YC.W、X形成的化合物只含有極性共價鍵D.Y的氧化物屬于堿性氧化物【解析】W為H，X為N，Y為Al，Z為S。電子層數(shù)越多原子半徑越大，若電子層數(shù)相同，則核電荷數(shù)越大原子半徑越小，原子半徑：Al>S>N，A錯誤；W與X形成的化合物有NH3和N2H4，N2H4中存在N—N非極性鍵和N—H的極性鍵，C錯誤；Y的氧化物Al2O3為兩性氧化物，D錯誤。11.(2023·南通二模)X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素。X和Y的基態(tài)原子s能級電子總數(shù)均等于其p能級電子總數(shù)，Z的原子最外層電子數(shù)是Y原子最外層電子數(shù)的2倍，W和X位于同一主族。下列說法不正確的是(B)A.Z單質(zhì)可用于制作半導(dǎo)體材料B.元素Z、W的最高價氧化物對應(yīng)水化物都是強(qiáng)酸C.元素X的簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強(qiáng)D.簡單離子半徑：r(W)>r(X)>r(Y)【解析】X、Y、Z、W依次為O、Mg、Si、S。硅酸為弱酸，B錯誤。12.(2023·東莞期末)R、X、Y、Z四種元素位于元素周期表前四周期，圖中粗實線為金屬與非金屬的分界線。下列說法正確的是(B)A.簡單離子半徑：Y>XB.電負(fù)性：X>R>ZC.第一電離能：R<XD.Y單質(zhì)與R的最高價氧化物對應(yīng)的水化物不反應(yīng)【解析】R為N，X為O，Y為Al，Z為As。O2－和Al3＋核外具有相同的電子數(shù)，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)越少離子半徑越大，故O2－>Al3＋，A錯誤；同周期主族元素，從左到右電負(fù)性增大，同主族元素，從下到上電負(fù)