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1、第一章原子结构与性质 一.原子结构 1.能级与能层 能层山）二 三 四 五 天 七 符 号 K L N 0 P Q 能级 Is 25 2p 3s 3d 4s 4p 4d 4f 5s .#e#T*最 多 电子数 7 4 2 6 6 10 6 10 1斗 2 2 8 18 32 2n2 2.原子轨道 电子的原子轨道呈球形对祢 铳道形状b电子的原子轨道呈旺铃形 加能级上1个 砂能级上3个 各能级上的原子轨道数目T 能级上个 注能级上-个 相同能层上原子轨道能量的高低=its“jjcl wf 形:协柿同的原子孰道能量的高低z 能量关系，Is 2s-3s 4s.*同一證层内形状相同而件展方向 不同的原子
2、轨道的能:量相等丫如、2px.纫严2piM的能量相等 考查点一能层、能级 1 下列说法中正确的是（）。A.同一原子中，1s、2s、3s 电子的能量逐渐减小 B.同一原子中，2p、3p、4p 能级的轨道数依次增多 C.能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动 D.各能层含有的能级数为 n（n 为能层序数）解析 同一原子中能层序数越大，能量越高，离核越远，A、C 项均错误；在同 能级中，其轨道数是一定的，不论其在哪一能层中，B 项错误；D 项正确 答案 D 2.下列说法中正确的是（）A.1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布 B.3p2表示 3p 能级有两个轨道 C.
3、同一原子中，3d 轨道的能量小于 4s 轨道的能量 D.同一原子中，2p、3p、4p 电子的能量逐渐减小 解析 A 项中 1 个 2s 电子被激发到 2p 能级上，表示的是激发态原子，正确；B 项中 3p2表示 3p 能级上填充 2 个电子，错误；C 项中由于能级交错，3d 轨道 的能量大于 4s 轨道的能量，错误；D 项，同一原子中电子层数越大，能量也就 越高，离核越远，故 2p、3p、4p 电子的能量增大，错误；故选 A。答案 A 3.比较下列多电子原子的能级的能量高低(1)_ 2s 3s _(2)2s 3d(3)_ 3p 3s(4)4f 6f 解析 相同能层上不同能级的能量高低：nsnp
4、ndvnf，不同能层上符号相同的能 级的能量高低：1s2s3s4s答案(1)(2)Fe2+,Fe 原子首先失去的是最外层 4s 原子轨道上的电子，而不是失的结构示意图为 最外层不18 3d 原子轨道上的电子。所以，Fe2+的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d6,Fe2+电子，倒数第三层不超过 32 个电子”是针对原子而言的，不适用于离子。故 选 C。答案 C 考查点三原子光谱、电子云与原子轨道 6 以下电子排布式是基态原子的电子排布的是（）。1s12s1 1s22s12p1 1s22s22p63s2 1s22s22p63s23p1 A B C D 解析 根据构造原理，核外电子的排
5、布总是首先占据能量较低的轨道，当能 量较低轨道填满后再进入能量较高的轨道，此时整个原子能量最低，处于基 态。中 1s 轨道未填满就进入 2s 轨道属于激发态，中 2s 轨道未填满就 进 入 2p 轨道也属于激发态。只有 属于基态原子的电子排布。答案 D 7.下列有关电子云和原子轨道的说法中正确的是（）。A.原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云 B.s 能级原子轨道呈球形，处于该轨道上的电子只能在球壳内运动 C.p 能级原子轨道呈哑铃状，随着能层的增加，p 能级原子轨道也在增多 D.p 能级原子轨道与 s 能级原子轨道的平均半径都随能层序数的增大而增 大 解析 电子云表示电子在核
6、外某一区域出现的概率，故 A 项错误；原子轨 道是电子出现概率为 90%的电子云空间，只是表明电子在这一空间区域内出现的 机会大，在此空间区域外出现的机会少，故 B 项错误；无论能层序数 n 如何变 化，每个 p 能级都有 3 个原子轨道且相互垂直，故 C 项错误；电子的能量越高，电子在离核更远的区域出现的机会越大，电子云将向更大的空间扩展，原子轨道 半径会逐渐增大。答案 D 8.X 元素原子的最外层电子排布式为 nsnnpn，试回答下列问题：(1)电子排布式中的 n=_;原子中能量最高的是 _ 电子，其电子云 在空间有 _ 向，呈现 _ 。(2)X 元素的名称是 _ 它的氢化物的电子式是 _
7、。解析(1)根据构造原理，先填满 ns 能级，而 s 能级只有 1 个原子轨道，故最多 只能容纳 2 个电子，即 n=2,所以 X 元素原子的最外层电子排布式为 2s22p3,由此可知 X是氮元素；根据电子排布的能量最低原理，可知氮原子的核外电子 中的 2p 能级能量最高，p 电子云呈现哑铃形，在空间伸展为三种互相垂直的方 向。Hx H(2)X 是氮元素，则其氢化物的分子式为 NH3,所以其电子式是 I I 答案(1)2 2p(写成 np 也可以)三种互相垂直的 哑铃 Hx X?H 氮 1 9.有 A、B、C、D、E 5 种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于 20。其 中 A为非金属元素，
8、A 和 E 属同一族，它们原子的最外层电子排布式为 ns1。B 和 D 也属同一族，它们原子最外层的 p 能级电子数是 s 能级电子数的两倍，C 原 子最外层上电子数等于 D 原子最外层上电子数的一半。请回答下列问题：(1)A 是 _，B 是 _，C 是 _，D 是 _，E 是 _。(2)由这 5 种元素组成的一种化合物是(写化学式)_。写出该物质的一种主要用途：_。(3)写出 C 兀素基态原子的 电子排布式：_ _ _。(4)用电子排布图表示 D 元素原子的最外层电子排布：_ _ _。解析 B 和 D 属同一族，它们原子最外层的 p 能级电子数是 s 能级电子数的两倍,所以可得 B、D 的最
9、外层电子排布式为 ns2np4,所以 B 为氧元素、D 为硫元素；而 A和 E 属同一族，它们原子的最外层电子排布式为 ns1，所以 A 为氢元素，E 为钾元素；C 原子最外层上电子数等于 D 原子最外层上电子数的一半，所以 C 的最外层电子排布式为 ns2np1，即 C 为铝元素。答案 H O Al S K(写元素名称也可)KAI(SO4)2 T2H2O 净水剂 3s f 2 2小6小2小1 八 I 1s 2s 2p 3s 3p(4)10.已知 X、Y 和 Z 三种元素的原子序数之和等于 42。X 元素原子的 4p 轨道上 有 3 个未成对电子，丫元素原子的最外层 2p 轨道上有 2 个未成
10、对电子。X 跟 Y 可形成化合物 X2Y3,Z 元素可以形成负一价离子。请回答下列问题：(1)_ X 元素原子基态时的电子排布式为 _，该元素的符号是。，(2)_ 丫元素原子的价层电子的电子排布图为 _，该元素的名称是 _。，(3)已知化合物 X2Y3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为 XZ3,产物还有 ZnSO4 和 H2O,该反应的化学方程式是 _。_，解析(1)X 元素原子的 4p 轨道上有 3 个未成对电子，则 X 是第四周期第 V A 族元素，即 X 为 As，其电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p3。，(2)丫元素 原子的最外层 2p 轨道上有 2 个未成对电
11、子，且 As 跟丫可形成化合物 AS2Y3,可 推知丫为 O;又因为X、丫和Z三种元素的原子序数之和等于 42,可得到Z为 Ho,(3)X2Y3为AS2O3,XZ3为 AsH3,则 AS2O3与稀硫酸和 Zn 反应的化学方 程式为 AS2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3 T+6ZnSO4+3 出 0。答案 1)1s22s22p63s23p63d104s24p3 As 3p 2s _ _ i t f 氧(3)AS2O3+6Zn+6H2SO4=2AsH3+6ZnSO4+3H2O.原子结构与元素周期表 1.原子的电子构型与周期的关系(1)每周期第一种元素的最外层电子的排布式为 nsi。每周期结
12、尾元素的最外层 电子排布式除 He 为 1s2 外，其余为 ns2np6。He 核外只有 2 个电子，只有 1 个 s轨道，还未出现 p 轨道，所以第一周期结尾元素的电子排布跟其他周期 不同。(2)一个能级组最多所容纳的电子数等于一个周期所包含的元素种类。但一个能 级组不一定全部是能量相同的能级，而是能量相近的能级。2.元素周期表的分区(1)根据核外电子排布 分区 各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点 分 X 兀累*布 外圈电子排布 元索件质特点|2d 1 TJH 脚疥元亲化肾:性债和 近舸系兀赢 匕宁:性 而+R近 若已知元素的外围电子排布，可直接判断该元素在周期表中的位置。女口：某元素
13、的外围电子排布为 4s24p4，由此可知，该元素位于 p 区，为第 四周期 WA 族元素。即最大能层为其周期数，最外层电子数为其族序数，但应 注意过渡元素（副族与第毗族）的最大能层为其周期数，外围电子数应为其纵列 数而不是其族序数（镧系、锕系除外）。三.元素周期律 1.电离能、电负性（1）电离能是指气态原子或离子失去 1 个电子时所需要的最低能量，第一电离 能是指电中性基态原子失去 1 个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。第一电离能数值越小，原子越容易失去 1 个电子。在同一周期的元素中，碱金属（或第 I A 族）第一电离能最小，稀有气体（或 0 族）第一电离能最大，从左到右总 体呈现
14、增大趋势。同主族元素，从上到下，第一电离能逐渐减小。同一原子的 第二电离能比第一电离能要大（2）元素的电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。以氟的 电负性为 4.0，锂的电负性为 1.0 作为相对标准，得出了各元素的电负性。电负 性的大小也可以作为判断金属性和非金属性强弱的尺度，金属的电负性一般小 于 1.8，非金属的电负性一般大于 1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”的电负性在 1.8 左右。它们既有金属性，又有非金属性。（3）电负性的应用 判断元素的金属性和非金属性及其强弱 金属的电负性一般小于 1.8，非金属的电负性一般大于 1.8，而位于非金属三 角区边界的“类金属
15、”（如锗、锑等）的电负性则在 1.8 左右，它们既有金属性，又有非金属性。金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大，非金 属元素越活泼。同周期自左到右，电负性逐渐增大，同主族自上而下，电负性逐渐减小。2.原子结构与元素性质的递变规律 性處 同周期（从左往右）同主族岸上而下）（1）能层敌 相同 从屉鯉6 7）谨外层电子数 从偲増到8（第-周朝例外）相同 阴子半径 济卜礴有气体除外）増强 増大 减弱 金属性順子失电子能力）诚弱 增强 诽金属性順子得电子能力）壇强 减弱 电负性 増强 减弱 卩）第一电离能 壇大能势 滅小 单质还僚性 诚弱 増强（9）单质氧化性 增强 减弱 血）藕
16、价氧化物对应水RM酸碱性 碱性翻酸性増强 碱性勰酸性减弱（11）非金属形成气藹化物的难易程度 由懸易 由殖难 的气态氢化物的稳定性 增强 减弱）主要化合价 最高正价4鲫町G F 例外），最低负价从第IVA旅4 相同（14漓子半徑 侧离子）诚小f阳离子）诚小 r（阴离子）列阳离子）獣 3.对角线规则 在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如 叫 严 Mg AI Si【学以致用】A、在化合B、氢氧化物呈两性 C 单质能与水反应，放出氢气、碳酸盐难溶于水 4、在下列所示的微粒中，氧化性最强的是 A 1s22s22p2 B、1s22s22p5(1s22s22p63s1 D
17、1s22s22p6 5、元素电负性随原子序数的递增而增强的是 A Na,K,Rb B、N,P,As C O,S,Cl D、Si,P,Cl A 硼和硅 B、铝和铁 C、碳和氯 D 铜和金 7、按电子排布，可把周期表里的元素划分成 5 个区，以下元素属于 p 区的是（）、Fe 9、A 3s B、3p C、3d D、3f F 列各原子或离子的电子排列式错误的是 12、F 列轨道表示式能表示氮原子的最低能量状态的是（y 的阳离子具有相同的电子层 描述中不正确的是（）6 根据对角线规则，下列物质的性质具有相似性的是（A K B、Mg 8、以下能级符号不正确的是（A Na+1s 22s22p6 B、F-1
18、s22s22p6 C、1s 22s22p6 D、O2-1s22s22p6 10、以下各分子中，所有原子都满足最外层为 8 电子结构的是（）A、B、BFa C、CCb D、HCl 11、氢原子的电子云图中的小黑点表示的意义是（）A个小黑点表示一个电子 B、黑点的C 表示电子运动的轨迹 D、电子 13、x、y 为两种元素的原子，x 的阴离子与 tl t B、1 H 11 n t Is 2s D 1 2p 11 t 1 t 1 I t t I t ）A、C、Is Is Is 2s 2p A x 的原子半径大于 y 的原子半径 B x 的电负性小于 y 的电负性 结构，由此可知（C、x 的氧化性大于
19、y 的氧化性 D、x 的第一电离能小于 y 的第一电离能 14、电子构型为Ar 3d 54S2的元素是（）A、稀有气体 B、过渡元素 C、主族元素 D、卤族元素 15、下列能级轨道数为 3 的是（）A S能级 B、p 能级 C、d 能级 D、f 能级 16、对 Na Mg Al 的有关性质的叙述正确的是（）A、碱性：NaOHv Mg（OH AI（OH）3 B 半径：Na Mg Mg Al D 还原性：Na Mg Al 17、X、Y Z 三种元素的原子，其最外层电子排布为 ns1,3s23p1和 2s22p4，由这 三种元素组成的化合物的化学式可能是（）A%丫乙 B、丫乙 C、XYZ D、XYZ
20、 18、；C NMR（核磁共振）可以用于含碳化合物的结构分析。16C 表示的碳原子（）A、核外有 13 个电子，其中最外层有 4 个电子 B 核内有 6 个质子，核外有 7 个电子 C 质量数为 13，原子序数为 6，核内有 7 个质子 D 质量数为 13,原子序数为 6,核内有 7 个中子 19、下列元素中基态原子的第一电离能最大的（）A B B、C C、N D F 20、4p 轨道填充一半的元素，其原子序数是（）A 15 B、33 C、35 D、51 1-20、CBBBD ACDCC DACBB DCDDB 21、第一电离能丨1 是指气态原子 X（g）失去一个电子成为气态阳离子 X+（g）
21、所需 的能量。下图是部分元素原子的第一电离能 丨1随原子序数变化的曲线图。第电离能 请回答以下问题：认真分析上图中同周期元素第一电离能的变化规律，将 N Ar 之间六种元 素用短线连接起来，构成完整的图像。从上图分析可知，同一主族元素原子的第一电离能 Ii变化规律是 _ 上图中 5 号元素在周期表中的位置是 _、_；上图中 4、5、6 三种元素的气态氢化物的沸点均比同主族上一周期的元素气 态氢化物低很多，原因是：_ （5）同周期内，随原子序数增大，Ii 值增大。但个别元素的 Ii 值出现反常现试 预测下列关系式中正确的是 _。E（砷）E（硒）E（砷）E（硒）E（溴）E（硒）E（溴）E（硒）答案
22、（1）（2）从上到下依次减小；（3）第三周期，VA 族;（4）因同主族上一周期的元素的氢化物分子间存在氢键 答案（1）（填编号）(2)PCI 384(3)H2SQ 8 b G di e F g i.j k 1 m 仇 c 22、下表列出了前 20 号元素中的某些元素性质的有关数据:元素 编号 元素性质 原子半径（1o10m 1.52 2.27 0.74 1.43 0.77 1.10 0.99 1.86 0.75 0.71 最高价态+1+1/+3+4+5+7+1+5/最低价态/-2/-4-3-1/-3-1 试回答下列问题:（1）以上 10 种元素的原子中，失去核外第一个电子所需能量最少的是 _（
23、填 编号）。（2）上述、三种元素中的某两种元素形成的化合物中，每个原子都满 足最外层为 8 电子稳定结构的物质可能是（写分子式）_。（3）某元素 R 的原子半径为 1.02 乂 10-0口该元素最高价氧化物的水化物化学 式为 _;若物质NQR是一种含有非极性共价键的离子化合 物，请你尝试写出该化合物的电子式 _ 23.下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一化学元素（1）元素“o”在周期表中的位置 是 _ （2）画出“c”的价电子排布式 _。（3）第三周期 8 种元素按单质熔点大小顺序的柱形图如下，其中序列“T 代表.（填元素符号，下同），“7”代表 _。试回答下列问题 1500
24、（4）b、c、d、e、f 的氢化物的沸点C）直角坐标图如右，序列“5”氢化物 的化学式为：；序列“1”氢化物的电子式为：。答案：（1）第四周期第 VHI 族（2）2s 22p2（3）4-Ar，Al（4）CH；-24、1932 年美国化学家鲍林首先提出了电负性的概念。电负性（用 X 表示）也是元素的一种重要性质，下表给出的是原子序数小于 20 的 16 种元素的 电负性数值：元糸 H Li Be B C N O F Na Mg Al Si P S Cl K 电负 2.1.1.2.2.3.3.4.0.1.1.1.2.2.3.0.性 1050505092571308 请仔细分析，回答下列有关问题：周
25、期表中电负性最大的元素应为 _。根据表中的所给数据分析，同主族内的不同元素 X 的值变化的规律是 _ ;简述元素电负性 X 的大小与元素金属性、非金属性之间的关系 _ 经验规律告诉我们：当形成化学键的两原子相应元素的电负性差值大 于 1.7 时，所形成的键一般为离子键；当小于 1.7 时，一般为共价键。试 推断 AIBr 3 中形成的化学键的类型为 _，其理由是 _ _ _ 1 2 3 4 5 系列1 1317 100 19.5-33-162 500 0-500 答案：（1）氟；0.8；1.2 同主族元素的电负性随核电荷数增大而减小；金属的电负性一般小于 1.8，非金属的电负性一般大于 1.8
26、，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在 1.8 左右，它们既有金属性又有非金属性 共价键；电负性差值小于 1.7 25.W X、Y、Z 四种短周期元素的原子序数 XWZYW 原子的最外层没有 p 电子，X原子核外 s 电子与 p 电子数之比为 1:1,丫原子最外层 s 电子与 p 电子数之比 为 1:1,Z 原子核外电子中 p 电子数比丫原子多 2 个。(1)X 元素的单质与 Z、丫所形成的化合物反应，其化学反应方程式:_ (2)W X 元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱为 _ _ (填 元素符号)。(4)_ 四种元素的电负性由小到大的顺序为：_。(5)这四种元素形
27、成化合物的化学式为离子化合物的有：_；为共价化合物的有：_ 0 点燃 答案：25、(1)2Mg+C2=2MgO+C(2)Mg(OH2MgCO 说明：顺序全对才给分)1、短周期元素 R 的原子核外电子数等于核内中子数，该元素单质 7.8g 与氧气 充分反应可生成 13g 化合物 RQ 则该元素的价电子层是（）A 1s1 2 B、2s2 C、3s2 D、4s2 2、下列关于稀有气体的叙述不正确的是（）A、原子的电子排布最外层都是以 p6结束（除 He 外）；B 其原子与同周期 I A、UA族阳离子具有相同电子排布式 C 化学性质非常不活泼 D 原子半径比同周期A族元素原子的大 3、居里夫人发现的镭是元素周期表的第七周期的 UA 族，下列关于镭的性质的