第29講原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

囤練基礎(chǔ)

1.下列敘述錯誤的是（）

A.所有的非金屬元素都在p區(qū)

B.磷的價(jià)電子排布式為3s23P3

C.堿金屬元素具有較小的電負(fù)性

D.當(dāng)各原子軌道處于全充滿、半充滿、全空時(shí)原子較穩(wěn)定

【答案】A

【解析】除氫元素外，所有的非金屬元素都在p區(qū)，選項(xiàng)A錯誤；磷的最外層電子數(shù)為5,其價(jià)電子排布式

為3s23P3,選項(xiàng)B正確；堿金屬極易失去電子，元素的電負(fù)性很小，選項(xiàng)C正確；當(dāng)各原子軌道處于全充滿、半

充滿、全空時(shí)原子較穩(wěn)定，選項(xiàng)D正確。

2.下列有關(guān)電子排布圖的表述正確的是（）

A.Is2s2P可表示單核10電子粒子基態(tài)時(shí)電子排布

O0EHIS

B.k2s2P此圖錯誤，違背了泡利原理

om一

C.2p表示基態(tài)N原子的價(jià)電子排布

D.Is2s2P表示處于激發(fā)態(tài)的B的電子排布圖

【答案】A

【解析】B項(xiàng)，此圖違背了洪特規(guī)則，錯誤；C項(xiàng)，正確的價(jià)電子排布圖為232p，錯誤；D項(xiàng),

2P軌道上所有電子能量相同，因此該電子排布圖表示的是基態(tài)B原子，錯誤。

3.下列說法正確的是（）

A.Fe3+的最外層電子排布式為3s23P63d5

B.高溫時(shí)CuO比Cu2O穩(wěn)定

2s2p

c.基態(tài)碳原子價(jià)電子的軌道表示式：PitUI

D.元素周期表每一周期元素原子的最外層電子排布均是從ns1過渡到成2叩6

【答案】A

【解析】B項(xiàng)，Cu+價(jià)電子排布式為3d7全充滿，更穩(wěn)定，錯誤；C項(xiàng)，基態(tài)碳原子的價(jià)電子的軌道

omm

表示式為2s2p,錯誤；D項(xiàng)，第一周期為Is1到卜2,錯誤。

4.人們通常將在同一原子軌道上運(yùn)動、自旋狀態(tài)相反的2個電子，稱為“電子對”，將在某一原子軌道上運(yùn)

動的單個電子，稱為“未成對電子”。下列基態(tài)原子的電子排布式中，未成對電子數(shù)最多的是（）

A.Is22s22P63s23P6

B.Is22s22P63s23P63d54s2

C.Is22s22P63s23P63d54sl

D.Is22s22P63s23P63d1°4sl

【答案】C

【解析】Is22s22P63s23P6中每個軌道上都達(dá)到飽和，未成對電子數(shù)為0；Is22s22P63s23P63d54s2中3d軌道上有

5個電子未成對，其他軌道上都達(dá)到飽和，未成對電子數(shù)為5；Is22s22P63s23P63d54sl中的3d、4s軌道上各有5、1

個未成對電子，未成對電子數(shù)為6；Is22s22P63s23P63d"4sl只有4s上有1個電子未成對，未成對電子數(shù)為1。故選

Co

5.如圖為元素周期表中短周期的一部分，下列說法不正確的是（）

A.離子半徑：M">Z2">Y

B.電負(fù)性：Y>M>Z

C.簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：Y>M>Z

D.Y元素基態(tài)原子的簡化電子排布式：[X]2s22P5

【答案】A

【解析】四種元素均為短周期元素，根據(jù)它們在周期表中的位置關(guān)系可知X為He、Y為F、Z為S、

M為C1。

6.短周期元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。用表中信息判斷下列說法正確的是（）

元素

XYZW

最高價(jià)氧化

物的水化物

分子式H3Z()4

0.1mol?LT溶液

1.0013.001.570.70

對應(yīng)的pH(259)

A.元素電負(fù)性：Z<W

B.簡單離子半徑：W<Y

C.元素第一電離能：Z<W

D.簡單氫化物的沸點(diǎn)：X<Z

【答案】A

【解析】由題給信息可知，Z、W分別是磷、硫元素，結(jié)合X、Y的最高價(jià)氧化物水化物的O.lmoLL

1溶液的pH,可知X、Y分別是氮、鈉元素。電負(fù)性：P<S,A正確；離子半徑：S2—>Na+,B錯誤；磷的

3p軌道為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，其第一電離能大于硫，C錯誤；NH3分子間存在氫鍵，導(dǎo)致其沸點(diǎn)高于PH3,D

錯誤。

7.科學(xué)研究表明：核外電子的能量不僅與電子所處的電子層、能級有關(guān)，還與核外電子的數(shù)目及核電荷數(shù)

有關(guān)。氤原子與硫離子的核外電子排布相同，都是Is22s22P63s23P6。下列說法正確的是（）

A.兩粒子的1s能級上電子的能量相同

B.兩粒子的3P能級上的電子離核的距離相同

C.兩粒子的電子發(fā)生躍遷時(shí)，產(chǎn)生的光譜不同

D.兩粒子最外層都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)相同

【答案】C

【解析】雖然電子數(shù)相同，但是核電荷數(shù)不同，所以能量不同，故A錯誤；同是3P能級，氤原子中的核電

荷數(shù)較大，對電子的引力大，所以電子離核較近，故B錯誤；電子的能量不同，則發(fā)生躍遷時(shí)，產(chǎn)生的光譜不同，

故C正確；硫離子是得到電子之后變成這種結(jié)構(gòu)，有較強(qiáng)的失電子能力，所以具有很強(qiáng)的還原性，二者化學(xué)性質(zhì)

不同，故D錯誤。

&如圖為元素周期表前三周期的一部分。

（1）X的基態(tài)原子的電子排布圖是（填序號）;

Is2s2p

①叼PRh“*??

Is2s2p

②而rn…另一電子排布圖不能作為基態(tài)原子的電子排布圖是因?yàn)樗环?（填

字母）。

A.能量最低原理B.泡利原理C.洪特規(guī)則

（2）以上五種元素中，（填元素符號）元素第一電離能最大。

（3）由以上某種元素與氫元素組成的三角錐形分子E和由以上某種元素組成的直線形分子G反應(yīng)，生成兩種

直線形分子L和M（組成E、G、L、M分子的元素原子序數(shù)均小于10）,反應(yīng)如圖所示，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是

LM

【解析】根據(jù)元素周期表的結(jié)構(gòu)可知X為N,Z為F,R為Ne,W為P,Y為S。（1）當(dāng)電子排布在同一能級

的不同軌道時(shí)，總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個軌道，且自旋狀態(tài)相同，因此氮元素的基態(tài)原子的電子排布圖為

Is2s2P

durRMHH

°（2）在所給五種元素中，氟元素最外層已達(dá)8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此失去核外第一

個電子需要的能量最多，即第一電離能最大。（3）根據(jù)題給圖示可知E為NH3,G為F2,L為HF,M為N2,故該

反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3+3F2=6HF+N2O

【答案】(1)②C(2)Ne(3)2NH3+3F2=6HF+N2

國提升

1.以下有關(guān)元素性質(zhì)的說法不正確的是（）

A.具有下列價(jià)電子排布式的原子中，①3s23Pl②3s23P2③3s23P3④3s23P、電負(fù)性最大的是③

B.某元素氣態(tài)基態(tài)原子的逐級電離能（kJ-mo「i）分別為738、1451、7733、10540、13630、17995、21703,

當(dāng)它與氯氣反應(yīng)時(shí)可能生成的陽離子是X2+

C.①Na、K、Rb②N、P、As③0、S、Se④Na、P、Cl,元素的第一電離能隨原子序數(shù)增大而遞增的

是④

D.具有下列電子排布式的原子中，①Is22s22P63s23P2②Is22s22P3③Is22s22P2④Is22s22P63s23P4,原子半

徑最大的是①

【答案】A

【解析】①3s23Pl符合該價(jià)電子排布的為鋁元素，②3s23P2符合該排布的為硅元素，③3s23P3符合該排布的為

磷元素，④3s23P4符合該排布的為硫元素；同一周期，從左到右，元素的電負(fù)性逐漸增大，因此電負(fù)性最大的是

④；A錯誤；第三電離能遠(yuǎn)大于第二電離能，所以是第nA族元素，形成的陽離子是X2+,B正確；同一主族，

從上到下，元素的第一電離能逐漸減弱，①Na、K、Rb,②N、P、As,③0、S、Se均符合此規(guī)律，同一周期從

左到右，元素的第一電離能呈逐漸增大的趨勢，④Na、P、Cl符合此規(guī)律，C正確；①Is22s22P63s23P2符合該排

布的為硅元素，②Is22s22P3符合該排布的為氮元素，③Is22s22P2符合該排布的為碳元素，④Is22s22P63s23P，符合

該排布的為硫元素，同一周期從左到右，原子半徑逐漸減小，同一主族，從上到下原子半徑逐漸增大，因此原子

半徑最大的為①，D正確。

2.下列四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下：

①Is22s22P63s23P4②Is22s22P63s23P3③Is22s22P3④Is22s22P'

則下列有關(guān)比較中正確的是（）

A.第一電離能：④乂⑨乂②〉①

B.原子半徑：②〉①乂④〉③

C.電負(fù)性：④>③>②>①

D.最高正化合價(jià)：④〉③:②〉①

【答案】A

【解析】根據(jù)四種元素基態(tài)原子電子排布式可知，①是S元素，②是P元素，③是N元素，④是F元

素。A項(xiàng)，同周期自左而右，第一電離能呈增大趨勢，故第一電離能N<F,但P元素原子3P能級為半滿穩(wěn)

定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，所以第一電離能S<P,同主族自上而下第一電離能降

低，所以第一電離能N>P,所以第一電離能S<P<N<F,即④>③，②〉①，正確；B項(xiàng)，同周期自左而右，

主族元素原子半徑逐漸減小，所以原子半徑P>S,N>F,電子層越多原子半徑越大，故原子半徑P>S>N>F,

即②〉①,③〉④，錯誤；C項(xiàng)，同周期自左而右，元素電負(fù)性逐漸增大，所以電負(fù)性P<S,N<F,N元素非

金屬性比S元素強(qiáng)，所以電負(fù)性S<N,故電負(fù)性P<S<N<F,即②〈①〈③〈④，錯誤；D項(xiàng)，F(xiàn)元素沒有正

化合價(jià)，元素的最高正化合價(jià)等于最外層電子數(shù)，S最外層6個電子，P、N最外層都是5個電子，所以最

高正化合價(jià)：①，②二③，錯誤。

3.X、Y是同周期的兩種主族元素，它們的逐級電離能（/）數(shù)據(jù)如下表所示：

電離能

/1hh/4Is........

(kJ/mol)

X49645626912954313353........

Y738145177331054013630........

下列有關(guān)說法正確的是（）

A.電負(fù)性：X>Y

B.與水反應(yīng)劇烈程度：X<Y

C.X的最外層電子數(shù)為1

D.Y的最高化合價(jià)為+3

【答案】C

【解析】X、Y是同周期的兩種主族元素，根據(jù)逐級電離能（/）數(shù)據(jù)，X元素可知X是IA族

元素，Y元素/3>>/2,Y是IIA族元素。同周期元素從左到右，電負(fù)性增大，所以電負(fù)性：X<Y,故A錯

誤；同周期元素從左到右，金屬性減弱，所以金屬性：X>Y,金屬性越強(qiáng)，越易與水反應(yīng)，與水反應(yīng)劇烈

程度：X>Y,故B錯誤；根據(jù)逐級電離能（/）數(shù)據(jù)，可知Y是IIA族元素，Y的最高化合價(jià)為+2,故D

錯誤。

4.下列說法正確的是（）

A.HF、HC1、H2S、PH3的穩(wěn)定性依次增強(qiáng)

B.在①P、S,②Mg、Ca,③Al、Si三組元素中，每組中第一電離能較大的元素的原子序數(shù)之和為41

C.某主族元素的電離能八?/7數(shù)據(jù)如表所示（單位：kJ-mor1）,可推測該元素位于元素周期表第VA族

71hhkI5kI7

5781817274511575148301837623293

D.原子半徑由小到大的順序：Mg、Si、N、F

【答案】B

【解析】非金屬性越強(qiáng)，簡單氫化物越穩(wěn)定，非金屬性F>C1>S>P,所以HF、HC1、H2S>PH3的穩(wěn)定性依次

減弱，故A錯誤；①P、S中由于P原子3P能級半充滿，所以第一電離能較大；②同主族元素自上而下第一電離

能逐漸減小，所以Mg,Ca中Mg的第一電離能較大；③同周期元素自左至右，第一電離能呈增大趨勢，所以

AhSi中Si的第一電離能較大，P、Mg、Si的原子序數(shù)之和為15+12+14=41,故B正確；根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知

該元素的第三電離能和第四電離能相差較大，所以應(yīng)為第IIIA族元素，故C錯誤；電子層數(shù)越多原子半徑越大，

電子層數(shù)相同核電荷數(shù)越小半徑越大，所以按Mg、Si、N、F的順序，原子半徑由大到小，故D錯誤。

5.短周期元素X、Y、Z、M原子序數(shù)依次增大，Z的基態(tài)原子2p軌道半充滿，M的最高正價(jià)與最低

負(fù)價(jià)絕對值之差為4,它們組成的一種分子結(jié)構(gòu)如圖。下列說法正確的是（）

XX

\/

ZX

II

X—Z—Y—M—Y—X

III

MX

A.電負(fù)性：X>Y>Z

B.原子半徑：Y>Z>X

C.分子中Z原子的雜化方式均為sp2

D.Y、Z、M的最高價(jià)氧化物的水化物均為強(qiáng)酸

【答案】B

【解析】Z的基態(tài)原子2P軌道半充滿，則Z為N元素，M的最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)絕對值之差為4,則

M位于VIA族，且原子序數(shù)大于Z,M為S元素，X可形成一個共價(jià)鍵，則X為H,Y可形成四個共價(jià)鍵,

Y為C。

6.以下有關(guān)元素性質(zhì)的說法不正確的是（）

A.具有下列價(jià)電子排布式的原子中，①3s23Pl②3s23P2③3s23P3④3s23P3電負(fù)性最大的是③

B.某元素氣態(tài)基態(tài)原子的逐級電離能（kJ-mo「i）分別為738、1451、7733、10540、13630、17995、

21703,當(dāng)它與氯氣反應(yīng)時(shí)可能生成的陽離子是X2+

C.①Na、K、Rb②N、P、As③0、S、Se④Na、P、Cl,元素的第一電離能隨原子序數(shù)增大而

遞增的是④

D.具有下列電子排布式的原子中，①Is22s22P63s23P2②Is22s22P3③Is22s22P2④Is22s22P63s23P4,

原子半徑最大的是①

【答案】A

【解析】①3s23Pl符合該價(jià)電子排布的為鋁元素，②3s23P2符合該排布的為硅元素，③3s23P3符合該排

布的為磷元素，④3s23P4符合該排布的為硫元素；同一周期，從左到右，元素的電負(fù)性逐漸增大，因此電負(fù)

性最大的是④；A錯誤；第三電離能遠(yuǎn)大于第二電離能，所以是第HA族元素，形成的陽離子是X2+,B正

確；同一主族，從上到下，元素的第一電離能逐漸減弱，①Na、K、Rb,②N、P、As,③O、S、Se均符

合此規(guī)律，同一周期從左到右，元素的第一電離能呈逐漸增大的趨勢，④Na、P、Cl符合此規(guī)律，C正確；

①Is22s22P63s23P2符合該排布的為硅元素，②Is22s22P3符合該排布的為氮元素，③Is22s22P2符合該排布的為

碳元素，④Is22s22P63s23P4符合該排布的為硫元素，同一周期從左到右，原子半徑逐漸減小，同一主族，從

上到下原子半徑逐漸增大，因此原子半徑最大的為①，D正確。

7.下列說法正確的是（）

A.HF、HCLH2S>PH3的穩(wěn)定性依次增強(qiáng)

B.在①P、S,②Mg、Ca,③Al、Si三組元素中，每組中第一電離能較大的元素的原子序數(shù)之和為41

C.某主族元素的電離能心?力數(shù)據(jù)如表所示（單位：kJ-moF1）,可推測該元素位于元素周期表第VA族

/1hI3hI5kb

5781817274511575148301837623293

D.原子半徑由小到大的順序：Mg、Si、N、F

【答案】B

【解析】非金屬性越強(qiáng)，簡單氫化物越穩(wěn)定，非金屬性F>C1>S>P,所以HF、HC1、H2S>PH3的穩(wěn)定

性依次減弱，故A錯誤；①P、S中由于P原子3P能級半充滿，所以第一電離能較大；②同主族元素自上

而下第一電離能逐漸減小，所以Mg、Ca中Mg的第一電離能較大；③同周期元素自左至右，第一電離能呈

增大趨勢，所以Al、Si中Si的第一電離能較大，P、Mg、Si的原子序數(shù)之和為15+12+14=41,故B正

確；根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知該元素的第三電離能和第四電離能相差較大，所以應(yīng)為第KIA族元素，故C錯誤；

電子層數(shù)越多原子半徑越大，電子層數(shù)相同核電荷數(shù)越小半徑越大，所以按Mg、Si、N、F的順序，原子

半徑由大到小，故D錯誤。

8.(1)Ni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(fù)性小的元素

是;26號元素價(jià)層電子排布式為；L原子核外電子占有9個軌道，而且有一個未成對電

子，L兀素。

(2)硒(Se)是一種有抗癌、抗氧化作用的元素，可以形成多種化合物。

①基態(tài)硒原子的價(jià)層電子排布式為o

②錯、碑、硒三種元素的第一電離能大小排序?yàn)椤?/p>

③下列說法正確的是(填字母)。

A.第一電離能：As>Ga

B.電負(fù)性：As>Ga

C.原子半徑：As>Ga

④楮(Ge)是用途很廣的半導(dǎo)體材料，基態(tài)錯原子的價(jià)層電子排布式為0在第二周期中，第

一電離能位于硼元素與氮元素之間的元素有種。

⑤硼(B)及其化合物在化學(xué)中有重要的地位。Ga與B同主族，Ga的基態(tài)原子的核外電子排布式

為,B、C、0三種元素的第一電離能由大到小的順序是。

(3)已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42。X元素原子的4P軌道上有3個未成對電子，

Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子。X與Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成負(fù)一價(jià)離子。

①X元素基態(tài)原子的電子排布式為,該元素的化學(xué)符號是o

②Y元素原子的價(jià)層電子排布圖為,該元素的名稱是o

③已知化合物X2Y3在稀硫酸中可被金屬鋅還原為XZ3,產(chǎn)物還有ZnSCU和H2O,該反應(yīng)的化學(xué)方程式

是O

【答案】(1)c3d64s2Cl

(2)①4s24P4②As>Se>Ge③AB

④4s24P23⑤Is22s22P63s23P63d104s24Pl(或[Ar]3d1°4s?4pi)O>C>B

2s.2p.

(3)①Is22s22P63s23P63d1°4s24P3(或[Ar]3d"4s24P3)As②IWU■t氧③AS2O3+6Z11+

6H2so4=2AsH3T+6ZnSO4+3H2O

【解析】（1）基態(tài)Ni原子的核外電子排布式為［Ar］3d84s2,Ni有2個未成對電子，第二周期基態(tài)原子

中有2個未成對電子的是C和O,電負(fù)性小的元素是C；26號元素為Fe.Fe原子的價(jià)層電子排布式為3d64s2；

L原子核外電子占有9個原子軌道時(shí)，3P能級上的3個軌道均被占據(jù)，有1個未成對電子的只能是3P5,故

L是氯元素。

（2）④由第一電離能的變化規(guī)律可知，在第二周期中，第一電離能位于硼元素與氮元素之間的元素有

Be、C、0三種。

（3）X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子，X為As；Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成

對電子，X與Y可形成化合物X2Y3,Y為0；X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42,Z元素可以形

成負(fù)一價(jià)離子，Z為H。

困練真題

“2019?高考全國卷III,35（1）］在周期表中，與Li的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素是,該元素基

態(tài)原子核外M層電子的自旋狀態(tài)（填“相同”或“相反”）。

【解析】⑴由元素周期表中的“對角線規(guī)貝可知，與Li的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素是Mg；Mg為

12號元素，M層只有2個電子，排布在3s軌道上，故M層的2個電子自旋狀態(tài)相反。

【答案】（l）Mg相反

2.［2019?高考全國卷H,35（2）］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

4F6s2,Su?*價(jià)層電子排布式為o

【解析】（l）Fe的價(jià)層電子排布式為3d64s2,其陽離子Fe2+、

Fe3+的價(jià)層電子排布式分別是3d6、3d5,二者均首先失去4s軌道上的電子；Sm失去3個電子成為Sn?

十時(shí)首先失去6s軌道上的電子，然后失去1個4f軌道上的電子，故Sm3+的價(jià)層電子排布式為4戶。

【答案】⑴4s4戶

3.［2018?高考全國卷I,35（1）］下列Li原子電子排布圖表示的狀態(tài)中，能量最低和最高的分別為

（填標(biāo)號）。

Is2s2Px2py2pzIs2s2px2py2pz

A.mS□□□BOESE□□

Is2s2px2py2PzIs2s2Px2py2Pz

C.DE0□□D?E□□□

⑶［2018?高考全國卷n,35（1）］基態(tài)Fe原子價(jià)層電子的電子排布圖（軌道表達(dá)式）為

,基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為形。

(4)[2017?高考全國卷I,35(2)]基態(tài)K原子中，核外電子占據(jù)最高能層的符號是，占據(jù)該

能層電子的電子云輪廓圖形狀為o

(5)[2017?高考全國卷m,35(l)]Co基態(tài)原子核外電子排布式為0元素Mn與O

中，基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的是o

【解析】

(