溫馨提示：此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標(biāo)滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。課時分層提升練三十九原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、選擇題1.以下表示氦原子結(jié)構(gòu)的化學(xué)用語中,對電子運動狀態(tài)描述最詳盡的是 ()A.··HeB.2D.【解析】選D。A項,只能表示最外層電子數(shù);B項,只表示核外的電子分層排布情況;C項,具體到能級上的電子數(shù);D項,包含了能層、能級、軌道以及軌道內(nèi)電子的自旋方向。2.下列關(guān)于價電子排布式3s23p4的敘述正確的是 ()A.它的元素符號為OB.它的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4C.它的單質(zhì)可以與H2化合生成液態(tài)化合物D.其電子排布圖為【解析】選B。由價電子排布式為3s23p4,可知該元素為S,S單質(zhì)與H2化合生成H2S氣體,D項電子排布圖違背了洪特規(guī)則。3.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1s2的X原子與原子核外電子排布式為1s22s2的Y原子B.原子核外M層上僅有兩個電子的X原子與原子核外N層上僅有兩個電子的Y原子軌道上只有2個電子的X原子與3p軌道上只有2個電子的Y原子D.最外層都只有一個電子的X、Y原子【解析】選C。原子核外電子排布式為1s2的X原子是He,原子核外電子排布式為1s22s2的Y原子是Be,二者的性質(zhì)不同,A錯誤;原子核外M層上僅有兩個電子的X原子是Mg,原子核外N層上僅有兩個電子的Y原子不一定是Ca,還可以為副族元素,二者的性質(zhì)不一定相似,B錯誤;2p軌道上只有2個電子的X原子與3p軌道上只有2個電子的Y原子分別是第ⅣA族的C和Si,性質(zhì)相似,C正確;最外層都只有一個電子的X、Y原子可以是H和Na等,性質(zhì)不同,D錯誤。4.下列關(guān)于電離能和電負性的說法不正確的是 ()A.第一電離能的大小:Mg>AlB.鍺的第一電離能高于碳而電負性低于碳是元素周期表中第28號元素,第二周期基態(tài)原子未成對電子數(shù)與Ni相同且電負性最小的元素是碳、K、Fe、Ni四種元素中電負性最大的是F【解析】選B。同周期從左到右第一電離能呈增大趨勢,但第ⅡA族的第一電離能比相鄰的第ⅢA族元素的第一電離能大,A正確;鍺是金屬元素而碳是非金屬元素,第一電離能低于碳,B不正確;Ni的價電子排布為3d84s2,未成對電子數(shù)為2,第二周期未成對電子數(shù)為2的元素有碳和氧,同周期從左到右電負性逐漸增大,則電負性C<O,故該元素為碳,C正確;一般來說,元素的非金屬性越強,電負性越大,D正確。5.(2019·成都模擬)已知Na的核外電子排布式為1s22s22p63s1,通常把內(nèi)層已達稀有氣體原子的電子層結(jié)構(gòu)的部分寫成“原子實”,如Na的核外電子排布式可寫成[Ne]3s1。用“原子實”表示的30號元素鋅的原子核外電子排布式正確的是 ()A.[Ne]3d104s2 B.[Ar]3d104s24p2C.[Ar]3d84s24p2 D.[Ar]3d104s2【解析】選D。根據(jù)構(gòu)造原理可知,鋅元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2,除3d104s2外,鋅原子內(nèi)層電子的排布與稀有氣體原子Ar的電子排布相同,因此鋅的核外電子排布式可寫為[Ar]3d104s2。二、非選擇題6.如圖是s能級和p能級的原子軌道圖,試回答下列問題:(1)s電子的原子軌道呈________形,每個s能級有________個原子軌道;p電子的原子軌道呈________形,每個p能級有________個原子軌道。

(2)元素X的原子最外層電子排布式為nsnnpn+1,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nsn1npn+1,那么X的元素符號為________,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s能級有1個原子軌道;p電子的原子軌道都是啞鈴形的,每個p能級有3個原子軌道,它們相互垂直,分別以px、py、pz表示。(2)因為元素X的原子最外層電子排布式為nsnnpn+1,np軌道已排上電子,說明ns軌道已排滿電子,即n=2,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H··N····H··H;當(dāng)元素X的原子最外層電子排布式為nsn1npn+1時,根據(jù)上述分析,有n1=2,則n=3,所以X元素的原子核外電子排布式為1s22s22p答案:(1)球1啞鈴3(2)2p三個互相垂直的伸展氮H·【易錯提醒】書寫電子排布圖時易出現(xiàn)的錯誤(1)每個原子軌道里最多只能容納2個電子,且自旋狀態(tài)相反。如2s軌道上的電子排布為,不能表示為。(2)當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時,基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道,且自旋狀態(tài)相同。如2p3的電子排布為,不能表示為或。7.(2019·衡水模擬改編)A、B、C、D、E為原子序數(shù)依次增大的前36號元素,其中只有一種金屬元素。A與C同主族,B與E同主族;B與C能形成兩種常見化合物;C最外層只有1個電子,且內(nèi)層均已排滿;基態(tài)D原子成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的4倍。請回答下列問題:(1)基態(tài)B原子的軌道表達式為__________________,其最高能級的電子云有________個不同的伸展方向。

(2)B、C、E原子半徑由大到小的順序為____________(用元素符號表示)。

(3)D和E中第一電離能較大的是________(填元素符號),原因為____________________________________。

(4)D的最高價氧化物對應(yīng)的水化物分子中,除氫外其他原子均滿足最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則其結(jié)構(gòu)式為__________________________。

【解析】根據(jù)題意可推斷A、B、C、D、E分別為H、O、Na、P、S。(1)基態(tài)B原子的軌道表達式為,其最高能級的電子云有3個不同的伸展方向。(2)根據(jù)電子層數(shù)和核內(nèi)質(zhì)子數(shù)的關(guān)系可得原子半徑:r(Na)>r(S)>r(O)。(3)P的3p軌道處于半充滿狀態(tài),較難失去一個電子,所以第一電離能較大。(4)D的最高價氧化物對應(yīng)的水化物為H3PO4,除氫外其他原子均滿足最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),可知P與O之間形成了一個配位鍵,結(jié)構(gòu)式為。答案:(1)3(2)Na>S>O(3)PP的3p軌道處于半充滿狀態(tài),較難失去1個電子(4)8.(2019·南寧模擬)(1)處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用________形象化描述。在基態(tài)14C原子中,核外存在________對自旋相反的電子。

(2)N的基態(tài)原子核外電子排布式為________________;Cu的基態(tài)原子最外層有________個電子。

(3)釩(23V)是我國的豐產(chǎn)元素,廣泛用于催化及鋼鐵工業(yè)。釩在元素周期表中的位置為________,其價層電子排布圖為________。

(4)Na位于元素周期表第________周期第________族;S的基態(tài)原子核外有________個未成對電子;Si的基態(tài)原子核外電子排布式為________。

(5)Cu+基態(tài)核外電子排布式為_____________________________________。

【解析】(1)電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布通常用電子云來形象化描述。614C的電子排布圖為,所以其基態(tài)原子中核外存在2(2)N元素的原子序數(shù)為7,基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p3;Cu位于第四周期ⅠB族,基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,最外層有1個電子。(3)釩在元素周期表中的位置為第四周期ⅤB族,其價層電子排布式為3d34s2,根據(jù)洪特規(guī)則和泡利原理,價層電子排布圖為。(4)Na()元素位于元素周期表第三周期第ⅠA族;S的基態(tài)原子核外未成對電子處于3p軌道,共有2個未成對電子;原子核外電子數(shù)為14,基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p2。(5)Cu為29號元素,基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,Cu+的基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10。答案:(1)電子云2(2)1s22s22p31(3)第四周期ⅤB族(4)三ⅠA21s22s22p63s23p2(5)1s22s22p63s23p63d101.(改編題)月球上的主要礦物有輝石(CaMgSi2O6)、斜長石(KAlSi3O8)和橄欖石(可分為鐵橄欖石(Fe2SiO4)、鎂橄欖石(Mg2SiO4)、鐵鎂橄欖石[(Mg/Fe)2SiO4])等。(1)鐵橄欖石中鐵元素化合價為________,硅元素原子核外電子排布式為________________。

(2)硅元素的原子核外共有________種不同能級的電子,其原子最外層共有________種不同運動狀態(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為________(填元素符號)。

(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,兩者電負性關(guān)系是________(填元素符號)。

【解析】(1)根據(jù)氧元素為2價、硅元素為+4價,鐵橄欖石Fe2SiO4中鐵元素化合價為+2價,硅元素原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p2。(2)硅元素原子核外有5種不同能級的電子,最外層有4種不同運動狀態(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,說明電負性比氧元素更強,只有F元素。答案:(1)+21s22s22p63s23p2(2)54(3)Mg>Al>Si>O(4)F>O2.(2019·合肥模擬)A、B、C、D、E五種常見元素的基本信息如下表所示:元素相關(guān)信息AA元素的一種原子沒有中子,只有一個質(zhì)子BB是電負性最大的元素CC的基態(tài)原子2p軌道有三個未成對電子DD為主族元素,且與E同周期,其最外層上有兩個運動狀態(tài)不同的電子EE能形成磚紅色(紅色)的E2O和黑色的EO兩種氧化物請回答下列問題:(1)寫出E元素原子基態(tài)時的電子排布式:__________,A元素的電子排布圖____________。

(2)B元素原子的核外有____________種不同運動狀態(tài)的電子,原子中未成對電子數(shù)為________________。

(3)C元素的第一電離能比氧元素的第一電離能____________(填“大”或“小”)。

(4)與D元素同周期且未成對電子數(shù)最多的元素是____________。

【解析】根據(jù)題意,A為氫元素;B是電負性最大的元素,則B為氟元素;C的基態(tài)原子2p軌道中有三個未成對電子,核外電子排布為1s22s22p3,則C為氮元素;E能形成紅色的E2O和黑色的EO兩種氧化物,則E為銅;D是主族元素且與E同周期,其最外層上有2個運動狀態(tài)不同的電子,則D為鈣元素。(1)E為銅元素,其基態(tài)原子核外電子排布式為:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,氫原子的電子排布圖為。(2)B元素是氟元素,原子序數(shù)是9,其核外電子排布圖為,原子核外有9種不同運動狀態(tài)的電子,原子中未成對電子數(shù)為1。(3)一般非金屬性越強,第一電離能越大,但由于氮元素的2p軌道電子處于半充滿狀態(tài),穩(wěn)定性強,所以氮元素的第一電離能大于氧元素。(4)D為鈣元素,位于第四周期,該周期中未成對電子數(shù)最多的元素其基態(tài)價電子排布為[Ar]3d54s1,則為銘元素。答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(2)91(3)大(4)Cr(或鉻)3.第4周期有14種金屬元素,其中4種為主族元素,10種為過渡元素。(1)錳元素在周期表中的位置為________________,屬于________區(qū)元素。

(2)基態(tài)鉻原子的電子排布式為________________,與鉻元素同周期的所有元素的基態(tài)原子中,最外層電子數(shù)與鉻原子相同的有________。

(3)基態(tài)Fe原子中,電子占據(jù)的最高能層的符號為________,該能層具有的原子軌道數(shù)為________,電子數(shù)為________。

(4)As、Se、Br元素的電負性由大到小的順序為______,第一電離能由大到小的順序為____________。

(5)銅、鋅兩種元素原子的第一電離能、第二電離能如表所示:電離能/kJ·mol1I1I2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)第四周期第ⅦB族d(2)1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1K、Cu(3)N162(4)Br>Se>AsBr>As>Se(5)Cu失去一個電子變成Cu+,Cu+的電子排布式為[Ar]3d10,能量較低,結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定,所以Cu的第二電離能相對較大、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表前四周期常見元素,且原子序數(shù)依次增大,其相關(guān)信息如下表:元素相關(guān)信息A原子核外有6種不同運動狀態(tài)的電子C基態(tài)原子中s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等D原子半徑在同周期元素中最大E基態(tài)原子最外層電子排布式為3s23p1F基態(tài)原子的最外層p軌道有兩個電子的自旋方向與其他電子的自旋方向相反G基態(tài)原子核外有7個能級且能量最高的能級上有6個電子H是我國使用最早的合金中的最主要元素請用化學(xué)用語填空:(1)A元素位于元素周期表第________周期________族;B元素和C元素的第一電離能比較,較大的是________(填元素符號,下同);C元素和F元素的電負性比較,較小的是________。

(2)G元素的低價陽離子的結(jié)構(gòu)示意圖是________,F元素原子的價電子的電子排布圖是__________________,H元素的基態(tài)原子核外電子排布式是_________________________。

(3)G的高價陽離子的溶液與H單質(zhì)反應(yīng)的離子方程式為____________;

與E元素成對角線關(guān)系的某元素的最高價氧化物的水化物具有兩性,寫出該兩性物質(zhì)與D元素的最高價氧化物的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________。

【解析】A的原子核外有6種不同運動狀態(tài)的電子,即核外共有6個電子,A為碳元素。C的基態(tài)原子中s電子總數(shù)與p電子總數(shù)相等,則核外電子排布式為1s22s22p4或1s22s22p63s2,C是氧元素或鎂元素。E的基態(tài)原子最外層電子排布式為3s23p1,是鋁元素。D的原子半徑在同周期元素中最大,且D的原子序數(shù)比C大比E小,故D是鈉元素,則C是氧元素。由于A、B、C原子序數(shù)依次增大,故B是氮元素。F的基態(tài)原子的最外層p軌道有兩個電子的自旋方向與其他電子的自旋方向相反,說明p軌道上有5個電子,是氯元素。G的基態(tài)原子核外有7個能級且能量最高的能級上有6個電子,則其電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,是鐵元素。H是我國使用最早的合金中的最主要元素,是銅元素。答案:(1)二ⅣANCl(2)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)(3)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+Be(OH)2+2NaOHNa2BeO2+2H2O5.(2019·貴陽模擬)已知元素的電負性和原子半徑等一樣,也是元素的一種基本性質(zhì),下表給出14種元素的電負性:元素AlBBeCClFLi電負性元素MgNNaOPSSi電負性已知:一般兩成鍵元素間電負性差值大于時,形成離子鍵,兩成鍵元素間電負性差值小于時,形成共價鍵。試結(jié)合元素周期律知識完成下列問題:(1)根據(jù)上表給出的數(shù)據(jù),可推知元素的電負性具有的變化規(guī)律是

________________________________。

(2)由上述變化規(guī)律可推知,短周期主族元素中,電負性最大的元素是________,電負性最小的元素是________,由這兩種元素構(gòu)成的化合物屬于________(填“離子”或“共價”)化合物,并用電子式表示該化合物的形成過程:

_________________________________________________________。

(3)判斷下列物質(zhì)是離子化合物還是共價化合物?Mg3N2BeCl2AlCl3SiC【解析】(1)根據(jù)表中的數(shù)據(jù),結(jié)合題干信息知,電負性是元素的一種基本性質(zhì),而元素的性質(zhì)是隨元素的原子序數(shù)遞增而呈規(guī)律性變化的。這樣我們可以把表中給出的14種元素的電負性按原子序數(shù)由小到大的順序整理如下:元素LiBeBCNOF原子序數(shù)3456789電負性元素NaMgAlSiPSCl原子序數(shù)11121314151617電負性經(jīng)過上述整理后可以看出:從3～9號元素,元素的電負性由小到大;從11～17號元素,元素的電負性也是由小到大。所以元素的電負性同原子半徑一樣,隨著原子序數(shù)的遞增呈周期性的變化(即同周期主族元素,從左到右,電負性逐漸增大)。(2)根據(jù)上述規(guī)律不難得出短周期主族元素中電負性最大的元素為F,電負性最小的元素為Na;二者形成的化合物——NaF為典型的離子化合物,從而不難用電子式表示NaF的形成過程。(3)Mg3N2電負性差值為1.8,大于1.7,形成離子鍵,為離子化合物;BeCl2、AlCl3、SiC電負性差值分別為1.5、1.5、0.7,均小于1.7,形成共價鍵,為共價化合物。答案:(1)元素的電負性隨著原子序數(shù)的遞增呈周期性的變化(或同周期主族元素,從左到右,電負性逐漸增大)(2)FNa離子(3)Mg3N2為離子化合物;BeCl2、AlCl3、SiC均為共價化合物。6.(2019·咸陽模擬節(jié)選)原子序數(shù)依次增大的A、B、C、D、E、F六種元素。其中A的基態(tài)原子有3個不同的能級,各能級中的電子數(shù)相等;C的基態(tài)原子2p能級上的未成對電子數(shù)與A原子的相同;D為它所在周期中原子半徑最大的主族元素;E和C位于同一主族,F的原子序數(shù)為29。(1)F基態(tài)原子的核外電子排布式為________________________。

(2)在A、B、C三種元素中,第一電離能由小到大的順序是________________________

(用元素符號回答)。(3)元素B的簡單氣態(tài)氫化物的沸點________(填“高于”或“低于”)元素A的簡單氣態(tài)氫化物的沸點,其主要原因是__________________________。

(4)FC在加熱條件下容易轉(zhuǎn)化為F2C,從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋原因________________________________。

【解析】原子序數(shù)依次增大的A、B、C、D、E、F六種元素。其中A的基態(tài)原子有3個不同的能級,各能級中的電子數(shù)相等,原子核外電子排布式為1s22s22p2,故A為碳元素;C的基態(tài)原子2p能級上的未成對電子數(shù)與A原子的相同,則C原子核外電子排布式為1s22s22p4,故C為氧元素,由原子序數(shù)可知B為氮元素;F的原子序數(shù)為29,則F為Cu;E和C位于同一主族,則E為硫元素;D為它所在周期中原子半徑最大的主族元素,處于ⅠA族,原子序數(shù)大于氧元素小于硫元素,故D為Na。(1)F原子核外電子數(shù)為29,基態(tài)原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s1;(2)同周期隨原子序數(shù)增大元素第一電離能呈增大趨勢,但氮元素2p能級容納3個電子,處于半滿穩(wěn)定狀態(tài),能量較低,第一電離能高于氧元素,故第一電離能N>O>C;(3)NH3分子之間存在氫鍵,CH4分子間的作用是范德華力,氫鍵比范德華力更強,故其沸點高于CH4;(4)Cu+外圍電子3d10軌道全充滿穩(wěn)定,Cu2+外圍電子3d9軌道電子非全充滿狀態(tài)不穩(wěn)定,故CuO在加熱條件下容易轉(zhuǎn)化為Cu2O。答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(2)C<O<N(3)高于NH3分子之間存在氫鍵,而CH4分子間的作用是范德華力,氫鍵比范德華力更強(4)Cu+外圍電子3d10軌道全充滿穩(wěn)定,Cu2+外圍電子3d9軌道電子非全充滿狀態(tài)不穩(wěn)定【加固訓(xùn)練】1.(2019·西寧模擬)短周期元素W、X、Y和Z的原子序數(shù)依次增大。金屬元素W是制備一種高效電池的重要材料,X原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍,元素Y是地殼中含量最豐富的金屬元素,Z原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍。(1)W元素的原子核外共有________種不同運動狀態(tài)的電子、________種不同能量的電子。

(2)元素Z與元素X形成共價化合物XZ2是____

(選填“極性”或“非極性”)分子,其電子式為__________________________。

(3)Y原子的最外層電子排布式為____________________________。

(4)兩種非金屬元素中,非金屬性較強的元素是________(寫元素符號),試寫出一個能說明這一事實的化學(xué)方程式________________________________。

【解析】金屬元素W是制備一種高效電池的重要材料,則W為鋰元素;X原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍,則X為碳元素;元素Y是地殼中含量最豐富的金屬元素,則Y為鋁元素;Z原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍,則Z的原子序數(shù)可能是6或16,因為W、X、Y和Z的原子序數(shù)依次增大,則Z為硫元素。(1)鋰元素的原子核外電子排布式為1s22s1,由于不存在運動狀態(tài)完全相