掌握2个核心考点
高效训练6道题
课时限时检测
选修3　物质结构与性质
[考纲定位]　1.了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子、价电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。2.了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。3.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。4.了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。
第一节　原子结构与性质
考点一 [082]　核外电子排布及表示方法
掌握 2 个核心考点

一、核外电子排布规律
1．遵守三大基本原理：能量最低原理、泡利原理、洪特规则。
2．能级交错现象：核外电子的能量并不是完全按能层序数的增加而升高，不同能层的能级之间的能量高低有交错现象，如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。

3．洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、 f0)状态时，体系的能量最低。如24Cr的基态原子电子排布式为
1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。
二、核外(价)电子排布的表示方法

关键提醒
(1)构造原理中的排布顺序，其实质是各能级的能量高低顺序，可由公式得出ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜np。
(2)全充满、半充满稳定。
如：Cr：1s22s22p63s23p63d54s1；
Cu：1s22s22p63s23p63d104s1。
 

 
 (1)(2013·新课标全国卷Ⅰ)基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为________，该能层具有的原子轨道数为________、电子数为________。
(2)(2013·福建高考)基态铜原子的核外电子排布式为________。
(3)(2013·浙江高考)基态锗(Ge)原子的电子排布式是________。
(4)(2012·安徽高考)Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2则Y为________元素。
——————[1个示范例]——————

【解析】　(1)Si的原子序数为14，则核外电子数为14，电子排布式为1s22s22p63s23p2，依据核外电子能量排布原理，电子由离核近的区域依次由里向外排布，所以电子占据的最高能层符号为M，该能层具有的原子轨道为s、p、d轨道，共计9个原子轨道，电子数为4。
(2)铜为29号元素，根据构造原理和全满能量最低，其排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。

(3)Ge的原子序数为32，根据构造原理可写电子排布式为[Ar]3d104s24p2。
(4)根据ns容纳的电子数知nsnnpn＋2为2s22p4，可推Y为O。
【答案】　(1)M　9　4　(2)[Ar]3d104s1
(3)[Ar]3d104s24p2　(4)氧或O
考向预测1　核外电子排布表示法
1．A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为__________；其价层电子排布图为________。
(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为________，C离子的结构示意图为_____________________________________。
————————[2个预测练] ————————

(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为_______________，其原子的结构示意图为______________。
(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为________，其基态原子价层电子排布式为________。
(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2即26号元素铁。
(4)根据题意要求，首先写出电子排布式：
1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号元素Cu。

考向预测2　根据核外电子排布式确定元素
2．(1)(2013·安徽高考)Z的基态原子核外电子排布式为3s23p1，则Z为________，其原子结构示意图为________。
(2)(2013·四川高考)R基态原子3d轨道的电子数是4s轨道电子数的3倍。则R为________，其价层电子排布式为________。
(3)(2013·江苏高考)元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子，则Y为________。
(4)F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2，则n＝________；原子中能量最高的是________电子，其原子轨道呈________形。
【解析】　(1)根据3s23p1可知Z为ⅢA元素即Al元素。(2)根据题意可知R的价层电子排布式为3d64s2，为Fe元素。(3)根据题意可知Y的价层电子排布式为3s23p4，为S元素。(4)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，所以元素F的原子最外层电子排布式为2s22p4，由此可知F是氧元素；根据核外电子排布的能量最低原理，可知核外电子中的2p能级能量最高，p电子的原子轨道呈哑铃形。
考点二 [083]　电离能和电负性的含义及其应用
一、元素电离能和电负性的递变及应用
1．递变规律
2．应用
(1)电离能的应用
①判断元素的金属性和非金属性强弱。I1越大，元素的非金属性越强，I1越小，元素的金属性越强。
②判断元素在化合物中的化合价，如K元素I1?I2＜I3表明K原子易失去1个电子形成＋1价阳离子。
③判断元素核外电子的分层排布情况。如Li：I1?I2＜I3表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层(K、L)上，且最外层上只有一个电子。
(2)电负性的应用
①判断元素金属性、非金属性强弱。电负性越大，非金属性越强，金属性越弱。
②判断化学键的类型。一般认为：如果两种成键原子间的电负性差值大于1.7，通常形成离子键，若差值小于1.7，通常形成共价键。
③判断元素在化合物中的价态。共价化合物中，成键元素电负性大的表现负价。
关键提醒
同周期主族元素，ⅡA族(ns2np0)和ⅤA族(ns2np3)，因p轨道处于全空或半满状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的ⅢA和ⅥA族元素，如第一电离能Mg>Al、P>S。
  (2013·新课标全国卷Ⅱ节选)前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A－和B＋的电子数相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。
回答下列问题：
(1)D2＋的价层电子排布图为 ________。
(2)四种元素中第一电离能最小的是______，电负性最大的是________(填元素符号)。
————————[1个示范例] ————————
(2)F是电负性最大的元素；同周期元素中随原子序数的增大，第一电离能呈增大趋势，四种元素中第一电离能最小的是K元素。
考向预测1　电离能和电负性的判断
3．现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5。
则下列有关比较中正确的是(　　)
A．第一电离能：④>③>②>①
B．原子半径：④>③>②>①
C．电负性：④>③>②>①
D．最高正化合价：④>③＝②>①
————————[2个预测练] ————————

【解析】　①元素为S；②元素为P；③元素为N；④元素为F。
【答案】　A
考向预测2　电离能和电负性的应用
4．(1)(2013·浙江自选模块，节选)N、Al、Si、Zn四种元素中，有一种元素的电离能数据如下：

则该元素是________(填写元素符号)。
 (2)如表：

①通过分析电负性值变化规律，确定Mg元素电负性值的最小范围________________。
②请归纳元素的电负性和金属、非金属性的关系是_________________________________________________。
③从电负性角度，判断AlCl3是离子化合物还是共价化合物？________，理由是______________________________。

【解析】　(1)分析表中数据可知，该元素的逐级电离能中，I1、I2、I3与I4相差较大，说明该元素原子最外层有3个电子，显然该元素为Al元素。
(2)①根据同周期和同主族的电负性的变化规律得出Mg的电负性范围为0.93～1.57。
②电负性是原子对电子对的吸引力，非金属性越强，电负性越大。
③可根据Al与Cl的电负性差值确定。

【答案】　(1)Al
(2)①0.93～1.57
②非金属性越强，电负性越大；金属性越强，电负性越小
③共价化合物　Al元素和Cl元素的电负性差值为1.55<1.7，所以形成共价键，为共价化合物
1．(选修3P24T2)X、Y、Z三种元素的原子，其最外层电子排布分别为ns1、3s23p1和2s22p4，由这三种元素组成的化合物的化学式可能是(　　)
A．XYZ2　　　　　　 B．X2YZ3
C．X2YZ2　   D．XYZ3
【解析】　X为ⅠA族，化合价为＋1价，Y为Al，Z为O，故化学式为XAlO2。
【答案】　A
高效训练 6 道题

2．下列各项叙述中，正确的是(　　)
A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态
B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素
C．所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同
D．24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2

【解析】　A项镁原子由基态转化为激发态，要吸收能量；价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅢA族，是p区元素；原子轨道处于全空、全满或半充满状态时，能量最低，故24Cr原子的电子排布式应是1s22s22p63s23p63d54s1。
【答案】　C
3．(2013·上海高考)X、Y、Z、W是短周期元素，X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构，工业上通过分离液态空气获得其单质；Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等；Z元素＋2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同；W元素原子的M层有1个未成对的p电子。下列有关这些元素性质的说法一定正确的是(　　)
A．X元素的氢化物的水溶液显碱性
B．Z元素的离子半径大于W元素的离子半径
C．Z元素的单质在一定条件下能与X元素的单质反应
D．Y元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点

【解析】　根据题意，Z元素为Mg，Y元素原子最外电子层上电子排布为ns2np2，是C或Si，X为N或O，W为Al或Cl。N的氢化物的水溶液显碱性，但O的氢化物的水溶液显中性或弱酸性，A错误；Al3＋的半径比Mg2＋小，但Cl－半径比Mg2＋大，B错误；氮气、氧气均能与镁反应，C正确；CO2形成的晶体熔、沸点低，D错误。
【答案】　C

4．(2014·黄山高三检测)已知元素X、Y同周期，且电负性X>Y，下列说法错误的是(　　)
A．X的原子序数一定大于Y
B．第一电离能Y一定小于X
C．X和Y在形成化合物时，X显负价、Y显正价
D．气态氢化物的稳定性：HmX强于HnY

【解析】　由电负性大小可知X在Y的右边，A、C、D均正确；如果Y、X分别在第ⅤA族、第ⅥA族，因为第ⅤA族p轨道半充满，所以Y的第一电离能大于X的，B错误。
【答案】　B
5.(高考组合题)(1)(2013·海南高考)Cl2中元素的原子核外电子排布式为________________。

(2)(2013·福建高考)依据第二周期元素第一电离能的变化规律，参照右图中B、F元素的位置，用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。
(3)(2010·新课标全国卷)前四周期元素中，基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有________种。
(4)(2012·山东高考)Ni是元素周期表中第28号元素，第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是________。

【解析】　(1)Cl元素的核外电子数为17。(2)第二周期从左向右元素的第一电离能呈增大趋势，但氮元素因为p层电子为半充满状态，其第一电离能大于氧。(3)第一周期为H，第二周期有1s22s22p2、1s22s22p4为C、O；第三周期有1s22s22p63s23p3为P；第四周期，1s22s22p63s23p63d64s2为Fe。(4)Ni有2个未成对电子，第二周期所含元素的基态原子中有2个未成对电子的原子为碳原子和氧原子，电负性最小的元素为碳。
6．(2013·安徽高考)X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素，其相关信息如下表：

(1)W位于元素周期表第________周期第________族；W的原子半径比X的________(填“大”或“小”)。
(2)Z的第一电离能比W的________(填“大”或“小”)；XY2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是__________；氢元素、X、Y的原子可共同形成多种分子，写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称________。
【解析】　(1)根据题给信息，可以初步判断X为第ⅣA族元素，当判断出Y为O元素时，即可确定X为C元素；Z的最外层电子数为3，共有三个电子层，所以Z为Al元素；由质子数＝质量数－中子数，可以确定W的质子数为14，所以W为Si元素。由此可以判断W位于元素周期表第三周期第ⅣA族；W和X是同一主族元素，且W在X的下一周期，所以W的原子半径大于X的原子半径。(2)Z和W属于同周期元素，同周期元素的第一电离能从左向右呈逐渐增大趋势，所以Z的第一电离能小于W的；XY2为CO2，属于分子晶体，所以由固态变为气态时克服的作用力为分子间作用力；H、C、O三种元素可组成多种能形成同种分子间氢键的化合物，比如乙酸等。

【答案】　(1)三　ⅣA　大
(2)小　分子间作用力　乙酸(其他合理答案均可)
课时限时检测(三十七)
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