預(yù)習(xí)自測(cè)：（12）原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)-2023-2024學(xué)年高二化學(xué)人教版（2019）寒假輕松銜接

預(yù)習(xí)自測(cè)：（12）原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)——2023-2024學(xué)年高二化學(xué)人教版（2019）寒假輕松銜接1．能層、能級(jí)與原子軌道之間的關(guān)系2.原子軌道的能量關(guān)系(1)軌道形狀①s電子的原子軌道呈球形。②p電子的原子軌道呈啞鈴形。(2)能量關(guān)系①相同能層上原子軌道能量的高低：ns<np<nd<nf。②形狀相同的原子軌道能量的高低：1s<2s<3s<4s……③同一能層內(nèi)形狀相同而伸展方向不同的原子軌道的能量相等，如npx、npy、npz軌道的能量相等。3．基態(tài)原子核外電子排布的三個(gè)原理(1)能量最低原理：電子優(yōu)先占有能量低的軌道，然后依次進(jìn)入能量較高的軌道，使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)。即原子的核外電子排布遵循構(gòu)造原理能使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài)。如圖為構(gòu)造原理示意圖：(2)泡利原理：在一個(gè)原子軌道中，最多只能容納2個(gè)電子，并且它們的自旋狀態(tài)相反。(3)洪特規(guī)則：當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，而且自旋狀態(tài)相同。洪特規(guī)則特例：當(dāng)能量相同的原子軌道在全滿(p6、d10、f14)、半滿(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1s22s22p63s23p63d54s1。4．原子(離子)核外電子排布式(圖)的書寫(1)核外電子排布式：按電子排入各能層中各能級(jí)的先后順序，用數(shù)字在能級(jí)符號(hào)右上角標(biāo)明該能級(jí)上排布的電子數(shù)的式子。如Cu：1s22s22p63s23p63d104s1，其簡(jiǎn)化電子排布式為[Ar]3d104s1。(2)價(jià)電子排布式：如Fe原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，價(jià)電子排布式為3d64s2。價(jià)電子排布式能反映基態(tài)原子的能層數(shù)和參與成鍵的電子數(shù)以及最外層電子數(shù)。(3)電子排布圖：方框表示原子軌道，用“↑”或“↓”表示自旋方向不同的電子，按排入各能層中的各能級(jí)的先后順序和在軌道中的排布情況書寫。例如：核外電子排布圖能直觀地反映出原子的核外電子的自旋情況以及成對(duì)電子對(duì)數(shù)和未成對(duì)的單電子數(shù)。5．基態(tài)原子、激發(fā)態(tài)原子和原子光譜(1)基態(tài)原子：處于最低能量的原子。(2)激發(fā)態(tài)原子：當(dāng)基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會(huì)躍遷到較高能級(jí)，變成激發(fā)態(tài)原子。(3)原子光譜：①當(dāng)電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時(shí)，釋放一定頻率的光子，這是產(chǎn)生原子發(fā)射光譜的原因。②不同元素的原子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素的電子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱原子光譜。6．原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系7.每族元素的價(jià)電子排布特點(diǎn)(1)主族(2)0族：He：1s2；其他：ns2np6。(3)過(guò)渡元素(副族和第Ⅷ族，Pd、鑭系、錒系除外)：(n－1)d1～10ns1～2。8．元素周期表的分區(qū)與價(jià)電子排布的關(guān)系(1)周期表的分區(qū)(2)各區(qū)元素化學(xué)性質(zhì)及原子最外層電子排布特點(diǎn)9.元素周期律(1)原子半徑②變化規(guī)律元素周期表中的同周期主族元素從左到右，原子半徑逐漸減??；同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大。(2)電離能①第一電離能：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，符號(hào)：I1，單位：kJ·mol－1。②規(guī)律a．同周期：第一種元素的第一電離能最小，最后一種元素的第一電離能最大，總體呈現(xiàn)從左至右逐漸增大的變化趨勢(shì)。b．同族元素：從上至下第一電離能逐漸減小。c．同種原子：逐級(jí)電離能越來(lái)越大，即I1<I2<I3……(3)電負(fù)性①含義：元素的原子在化合物中吸引鍵合電子能力的標(biāo)度。元素的電負(fù)性越大，表示其原子在化合物中吸引鍵合電子的能力越強(qiáng)。②標(biāo)準(zhǔn)：以最活潑的非金屬元素氟的電負(fù)性為4.0作為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算得出其他元素的電負(fù)性(稀有氣體未計(jì))。③變化規(guī)律金屬元素的電負(fù)性一般小于(填“大于”或“小于”，下同)1.8，非金屬元素的電負(fù)性一般大于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。在元素周期表中，同周期從左至右，元素的電負(fù)性逐漸增大，同主族從上至下，元素的電負(fù)性逐漸減小。(4)對(duì)角線規(guī)則在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質(zhì)是相似的。例如：【針對(duì)訓(xùn)練】1.價(jià)電子排布式為的元素是()A.第五周期第ⅢA族 B.51號(hào)元素C.s區(qū)的主族元素 D.Te2.下列關(guān)于價(jià)電子排布為的原子描述正確的是()A.它的元素符號(hào)為OB.它的核外電子排布式為C.常溫時(shí)可以與化合生成液態(tài)化合物D.其軌道表示式為3.下列說(shuō)法中正確的是()A.某單核微粒的核外電子排布為，則該微粒一定是氬原子

B.最外層只有3個(gè)電子的元素一定是金屬元素

C.與具有相同的質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)

D.最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的元素的原子容易失去電子成為陽(yáng)離子4.構(gòu)造原理揭示的電子排布能級(jí)順序，實(shí)質(zhì)是各能級(jí)能量高低順序。若以表示某能級(jí)的能量，下列能量高低順序正確的是()A.B.C.D.5.3d能級(jí)上最多只能排布10個(gè)電子依據(jù)的規(guī)律是()

A.洪特規(guī)則

B.泡利原理

C.能量最低原理和洪特規(guī)則

D.能量最低原理和泡利原理6.下列各基態(tài)原子或離子的電子排布式正確的是()A.B.C.D.7.周期表中共有18個(gè)縱列，從左到右分別為1~18列，按這種規(guī)定，下列說(shuō)法正確的是()

A.第1列是堿金屬B.只有第2列的元素原子價(jià)層電子排布為

C.第1列和第18列所含元素種數(shù)不同

D.第8列沒有非金屬元素8.下列各組微粒半徑大小的比較正確的是()

①

②

③

④

A.①和③ B.①和② C.③和④ D.①和④9.氮?dú)饪梢宰?，食品包裝、燈泡等的填充氣。一種實(shí)驗(yàn)室制備氮?dú)獾脑硎?。反?yīng)發(fā)生后即停止加熱，反應(yīng)仍可持續(xù)進(jìn)行，直至反應(yīng)完全。下列說(shuō)法正確的是()

A.主族元素的電負(fù)性越大，其元素原子的第一電離能一定越大

B.第一電離能：O>N>Na

C.元素的電負(fù)性：Cl>O>H

D.①和②示意圖表示的鈉原子失去最外層一個(gè)電子所需要的能量：①>②①、②10.由玻爾的理論發(fā)展而來(lái)的現(xiàn)代量子物理原創(chuàng)學(xué)認(rèn)為原子核外電子的可能狀態(tài)是不連續(xù)的，因此各狀態(tài)對(duì)應(yīng)能量也是不連續(xù)的，這些能量值就是能級(jí)。能級(jí)是用來(lái)表達(dá)在一定能層（K、L、M、N、O、P、Q）上而又具有一定形狀電子云的電子。下列說(shuō)法中不正確的是()

A.硫原子的L能層上有兩個(gè)能級(jí)，分別為2s、2p

B.鈉原子3s能級(jí)的電子躍遷至低能級(jí)時(shí)，最多出現(xiàn)5條譜線

C.灼燒含鉀元素的物質(zhì)時(shí)出現(xiàn)特征紫色是由電子的躍遷引起的

D.基態(tài)砷原子的最高能級(jí)為4p11.下列各組原子中，彼此化學(xué)性質(zhì)一定相似的是()A.原子核外電子排布式為的X原子與原子核外電子排布式為的Y原子B.原子核外M層上僅有兩個(gè)電子的X原子與原子核外N層上僅有兩個(gè)電子的Y原子C.2p能級(jí)上只有兩個(gè)電子的X原子與3p能級(jí)上只有兩個(gè)電子的Y原子D.最外層都只有一個(gè)電子的X、Y原子12.下列N原子電子排布圖表示的狀態(tài)中，能量最高的是()A.B.C.D.13.下表為部分短周期元素的原子結(jié)構(gòu)。元素編號(hào)原子結(jié)構(gòu)TL能層比K能層多5個(gè)電子XL能層p電子數(shù)比s電子數(shù)多2個(gè)YM能層p電子數(shù)為s電子數(shù)的一半ZL能層有3個(gè)未成對(duì)電子（1）元素X的離子結(jié)構(gòu)示意圖為________，元素2的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的電子式為________。（2）寫出Y元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式：________。（3）元素T與氯元素相比，非金屬性較強(qiáng)的是________（用元素符號(hào)表示），下列表述中能證明這一事實(shí)的是________（填字母）。A.常溫下氯氣的顏色比T單質(zhì)的顏色深B.T的氫化物比氯的氫化物穩(wěn)定C.C與T形成的化合物中氯元素呈正價(jià)態(tài)D.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性：T>氯（4）T、X、Y、Z四種元素的單質(zhì)中有一種單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)明顯不同于其他三種單質(zhì)，該單質(zhì)是________，理由：________。14.下圖是s能級(jí)和p能級(jí)的原子軌道圖。

試回答下列問(wèn)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，原子中能量最高的是________電子，其電子云在空間有3個(gè)互相________（填“垂直”或“平行”）的伸展方向。元素X的名稱是________，它的最低價(jià)氫化物的電子式是________。（3）元素Y的原子最外層電子排布式為，Y的元素符號(hào)為________，原子的核外電子排布式為________。15.現(xiàn)有五種前四周期元素，結(jié)構(gòu)信息見下表，回答下列問(wèn)題。元素結(jié)構(gòu)信息A基態(tài)原子有6個(gè)原子軌道填充滿電子，有3個(gè)未成對(duì)電子BM層電子數(shù)比L層電子數(shù)少兩個(gè)C基態(tài)原子核外有17個(gè)不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子D基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為，在常見化合物中其最高正價(jià)為+7E基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對(duì)電子，只有1個(gè)未成對(duì)電子（1）A、B、C三種元素最高價(jià)氧化物的水化物酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開______（用最高價(jià)氧化物的水化物的化學(xué)式表示）。（2）D在元素周期表中的位置為_______，其基態(tài)原子的簡(jiǎn)化核外電子排布式為_______。（3）寫出基態(tài)B原子價(jià)層電子的軌道表示式：_______。（4）E位于元素周期表的_______區(qū)，基態(tài)原子填有電子的軌道數(shù)為_______。

答案以及解析1.答案：B解析：主族元素原子的價(jià)電子排布式中，能級(jí)前數(shù)字表示周期數(shù)，最外層s、p能級(jí)電子數(shù)之和與其族序數(shù)相等，價(jià)電子排布式為的元素位于第五周期第VA族，位于p區(qū)，原子序數(shù)=2+8+18+18+5=51，為Bi元素，所以B選項(xiàng)正確；綜上所述，本題選B。2.答案：B解析：A.O為8號(hào)元素，氧原子的價(jià)電子排布為，故A錯(cuò)誤；B.S是16號(hào)元素，原子核外有16個(gè)電子，根據(jù)構(gòu)造原理，S的核外電子排布式為，故B正確；C.一定條件下，S與化合生成，常溫下為氣體，故C錯(cuò)誤；D.S原子核外電子排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理、洪特規(guī)則，其軌道表示式為，故D錯(cuò)誤；故選B。3.答案：C解析：該單核粒子的核電荷數(shù)未知，不一定是氬原子，也可能為等，A錯(cuò)誤；最外層只有3個(gè)電子的元素可能為非金屬元素硼，B錯(cuò)誤；與的質(zhì)子數(shù)均為11，電子數(shù)均為10，C正確；最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的元素為碳元素，最外層有4個(gè)電子，既難得電子也難失電子，D錯(cuò)誤。4.答案：B解析：根據(jù)構(gòu)造原理可判斷，，A不正確；，C不正確；，D不正確。5.答案：B解析：3d能級(jí)上有5個(gè)能量相等的原子軌道，每個(gè)原子軌道上最多只能容納2個(gè)自旋狀態(tài)相反的電子，所以最多只能排布10個(gè)電子，其依據(jù)的規(guī)律是泡利原理，B正確。6.答案：D解析：氟原子的質(zhì)子數(shù)為9，得到1個(gè)電子變?yōu)殡x子，則的電子排布式為，A錯(cuò)誤；鈣原子核外電子排布式為或，B錯(cuò)誤；鐵原子核外電子排布式為，4s能級(jí)最多有2個(gè)電子，C錯(cuò)誤；硅原子的質(zhì)子數(shù)為14，則硅原子的電子排布式為，D正確。7.答案：D解析：第1列為第ⅠA族元素，其中H是非金屬元素，Li、Na、K、Rb、Cs、Fr是堿金屬，A錯(cuò)誤。原子價(jià)層電子排布為的并非只有第ⅡA族元素，還有He元素，B錯(cuò)誤。第1列為第ⅠA族元素，其含有H、Li、Na、K、Rb、Cs、Fr7種元素；第18列為0族元素，其含有He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn、Og7種元素，故這兩列所含元素種數(shù)相同，C錯(cuò)誤。第8列無(wú)非金屬元素，D正確。8.答案：A解析：同種元素：陽(yáng)離子半徑<原子半徑，原子半徑<陰離子半徑，則半徑：，。①的最外層電子數(shù)相同，電子層數(shù)依次增多，所以離子半徑：，正確；②的核外電子排布相同，核電荷數(shù)依次減小，則離子半徑：，錯(cuò)誤；③Ca、Ba的最外層電子數(shù)相同，電子層數(shù)依次增多，則半徑：Ca<Ba，正確；④的核外電子排布相同，核電荷數(shù)依次增大，則半徑：，錯(cuò)誤。9.答案：D解析：主族元素原子的第一電離能、電負(fù)性變化趨勢(shì)基本一致，但電離能變化有特例，如第一電離能：O<N，但電負(fù)性：O>N，A錯(cuò)誤；第一電離能N>O>Na，B錯(cuò)誤；在化合物中，O呈負(fù)價(jià)，Cl呈正價(jià)，說(shuō)明O的電負(fù)性比Cl強(qiáng)，C錯(cuò)誤；圖①所示的鈉原子為基態(tài)，而圖②所示的鈉原子為激發(fā)態(tài)，即圖②所示的鈉原子已經(jīng)吸收了一部分能量，由于3s軌道的能量比3p軌道的低，故失去最外層一個(gè)電子所需要的能量：①>②，D正確。10.答案：B解析：硫原子核外有3個(gè)電子層，其中L層為第二層，該能層上有兩個(gè)能級(jí)，分別為2s、2p，故A正確；鈉原子3s能級(jí)的電子躍遷至低能級(jí)，可以是3s到2p、3s到2s、3s到1s、2p到2s、2p到1s以及2s到1s，因此最多會(huì)出現(xiàn)6條譜線，故B錯(cuò)誤；灼燒含鉀元素的物質(zhì)時(shí)，鉀元素原子的核外電子由低能狀態(tài)躍遷到高能狀態(tài)，再由高能狀態(tài)躍遷到低能狀態(tài)時(shí)釋放的能量與紫光的能量相同，從而呈現(xiàn)出紫色，故C正確；基態(tài)砷原子核外有4個(gè)電子層，其中能量最高的能級(jí)為4p能級(jí)，故D正確。11.答案：C解析：A.X是氦原子，Y是鈹原子，它們的化學(xué)性質(zhì)差別很大，A錯(cuò)誤；B.X是鎂原子，Y可以是鈣、鈧、鈦、釩、錳、鐵、鉆、鎳、鋅，X、Y的化學(xué)性質(zhì)不一定相似，B錯(cuò)誤；C.X是碳原子，Y是硅原子，它們屬于同主族元素，彼此化學(xué)性質(zhì)一定相似，C正確；D.X、Y可以是ⅠA族元素原子，也可以是鉻原子、銅原子等，彼此化學(xué)性質(zhì)不一定相似，D錯(cuò)誤；故答案選C。12.答案：D解析：原子核外電子排布式中，電子所占的軌道能量越高，該原子的能量就越高，對(duì)于N原子，軌道的能量2p>2s>1s，因此2p軌道的電子越多，能量越高。A項(xiàng)，該圖是基態(tài)N原子的電子排布圖，2p軌道有3個(gè)電子；B項(xiàng)，該圖中1s軌道有1個(gè)電子激發(fā)后躍遷到2p軌道，2p軌道有4個(gè)電子，且4個(gè)電子占據(jù)2個(gè)原子軌道；C項(xiàng)，該圖中2s軌道有1個(gè)電子激發(fā)后躍遷到2p軌道，2p軌道有4個(gè)電子；D項(xiàng)，該圖中1s、2s軌道各有1個(gè)電子激發(fā)后躍遷到2p軌道，2p軌道有5個(gè)電子。綜上可知D項(xiàng)所示狀態(tài)的N原子能量最高。13.答案：（1）；（2）（3）F；BC（4）Al；Al具有金屬性解析：T的L能層比K能層多5個(gè)電子，可知T是F；X的L能層p電子數(shù)比s電子數(shù)多2個(gè)。可知其L能層有6個(gè)電子，是O；Y的M能層p電子數(shù)為s電子數(shù)的一半，Y是Al，其最高價(jià)