江蘇省2020版高考化學新增分大一輪復習 專題11 物質結構與性質 第35講 原子結構與元素性質講義（含解析）蘇教版.docx

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第35講　原子結構與元素性質 考綱要求　1.認識原子核外電子的運動狀態(tài)，了解電子云、電子層(能層)、原子軌道(能級)的含義。2.了解多電子原子核外電子分層排布遵循的原理，能用電子排布式表示1～36號元素的原子和離子的基態(tài)核外電子排布。3.了解主族元素第一電離能、電負性等性質的周期性變化規(guī)律，能根據(jù)元素電負性說明元素的金屬性和非金屬性的周期性變化規(guī)律。 考點一　原子核外電子排布原理 1．電子層、原子軌道 (1)電子層(n)：在多電子原子中，核外電子的能量是不同的，按照電子的能量差異將其分成不同電子層。通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。 (2)原子軌道：①同一能層里電子的能量也可能不同，又將其分成不同的原子軌道，通常用s、p、d、f等表示，同一電子層里，各能級的能量按s、p、d、f的順序依次升高，即：E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)。 ②電子云輪廓圖給出了電子在核外經(jīng)常出現(xiàn)的區(qū)域。這種電子云輪廓圖稱為原子軌道。 原子軌道 軌道形狀 軌道個數(shù) s 球形 1 p 紡錘形 3 特別提醒　第一電子層(K)，只有s軌道；第二電子層(L)，有s、p兩種原子軌道，p軌道上有三個原子軌道px、py、pz，它們具有相同的能量；第三電子層(M)，有s、p、d三種軌道。 2．基態(tài)原子的核外電子排布 (1)能量最低原理：即電子盡可能地先占有能量低的軌道，然后進入能量高的軌道，使整個原子的能量處于最低狀態(tài)。 如圖為構造原理示意圖，即基態(tài)原子核外電子在原子軌道上的排布順序圖： 注意　所有電子排布規(guī)則都需要滿足能量最低原理。 (2)泡利不相容原理 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。 (3)洪特規(guī)則 當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。 洪特規(guī)則特例：當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，體系的能量最低，如：24Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。 3．基態(tài)、激發(fā)態(tài)及光譜示意圖 (1)p軌道的能量一定比s軌道的能量高() (2)同一原子中，2p、3p、4p軌道的軌道數(shù)依次增多() (3)2p和3p軌道形狀均為紡錘形，能量也相等() (4)2px、2py、2pz的能量相等(√) (5)鐵元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s23d6() (6)Cr的基態(tài)原子的簡化電子排布式為[Ar]3d44s2() (7)基態(tài)原子電子能量的高低順序為E(1s)＜E(2s)＜E(2px)＜E(2py)＜E(2pz)() (8)電子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10違反了能量最低原理() (9)磷元素基態(tài)原子的軌道表示式為() 寫出下列原子或離子的①電子排布式、②價電子軌道表示式、③電子占的原子軌道數(shù)、 ④未成對電子數(shù)。 (1)N：①________________②_________________________________③_____④______。 (2)Cl：①________________②_________________________________③_____④_____。 (3)Fe2＋：①______________②___________________________________③_____④_____。 (4)Cu：①________________②___________________________________③______④______。 (5)Se：①_________________②___________________________________③______④_______。 (6)Br－：①_________________②_________________________________③______④_______。 答案　(1)①1s22s22p3?、冖??、? (2)①1s22s22p63s23p5(或[Ne]3s23p5)②③9　④1 (3)①1s22s22p63s23p63d6(或[Ar]3d6)②③14?、? (4)①1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)②③15?、? (5)①1s22s22p63s23p63d104s24p4(或[Ar]3d104s24p4)②③18　④2 (6)①1s22s22p63s23p63d104s24p6(或[Ar]3d104s24p6)②③18?、? 核外電子排布常見錯誤 (1)在寫基態(tài)原子的電子排布圖時，常出現(xiàn)以下錯誤： ①(違反能量最低原理) ②(違反泡利不相容原理) ③(違反洪特規(guī)則) ④(違反洪特規(guī)則) (2)當出現(xiàn)d軌道時，雖然電子按ns、(n－1)d、np的順序填充，但在書寫電子排布式時，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，而失電子時，卻先失4s軌道上的電子，如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。 (3)注意比較原子核外電子排布式、簡化電子排布式、外圍電子排布式的區(qū)別與聯(lián)系。如Cu的電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1；簡化電子排布式：[Ar]3d104s1；外圍電子排布式：3d104s1。 1．第三代半導體材料的優(yōu)異性能和對新興產業(yè)的巨大推動作用，使得發(fā)達國家都把發(fā)展第三代半導體材料及其相關器件等列為半導體重要新興技術領域，投入巨資支持發(fā)展。第三代半導體材料有氮化鎵、碳化硅等。請回答下列問題： (1)硅原子占據(jù)電子的原子軌道符號有______________，其中占據(jù)電子的能量最高的原子軌道符號為________，該電子層已經(jīng)容納了________個電子。 (2)N原子中，有電子占據(jù)的最外電子層符號為_____，該電子層已經(jīng)容納的電子數(shù)為_____個。 (3)鎵為元素周期表中第31號元素，位于元素周期表第4周期。鎵原子具有________個電子層，每個電子層已經(jīng)容納的電子數(shù)之比為_______。 答案　(1)1s、2s、2p、3s、3p　3p　2　(2)L　5　(3)4 2∶8∶18∶3 解析　(1)硅位于元素周期表第3周期，有3個電子層，分別為K、L、M，每個電子層的軌道數(shù)分別為1、2、2，其軌道符號為1s、2s、2p、3s、3p，其中占據(jù)電子的最高軌道為3p，s軌道最多容納2個電子，p軌道最多容納6個電子，故3p軌道容納的電子數(shù)為14－2－2－6－2＝2。(2)N原子位于元素周期表第2周期，共2個電子層，符號分別為K、L，L為最外電子層，該電子層包括2s軌道的2個電子和2p軌道的3個電子，共5個電子。(3)通過比較，可以得出規(guī)律，電子層數(shù)與元素原子所在的周期數(shù)相等，故Ga有4個電子層，每層的電子數(shù)為2、8、18、3。 2．(1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子，其元素符號為________；其價電子軌道表示式為______________________________。 (2)B元素的負一價離子和C元素的正一價離子的電子層結構都與氬相同，B的元素符號為________，C離子的結構示意圖為____________________________________。 (3)D元素的正三價離子的3d軌道為半充滿，D的元素符號為________，其基態(tài)原子的電子排布式為_________________________，其原子的結構示意圖為_________________________。 (4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子且只有一個未成對電子，E的元素符號為________，其基態(tài)原子的電子排布式為_____________________________________。 (5)F元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn＋2，則n＝________；原子中能量最高的是________電子，軌道表示式為______________________________________________。 答案　(1)N　 (2)Cl　 (3)Fe　1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)　 (4)Cu　1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1) (5)2　2p　 考點二　原子結構與周期表、元素性質的關系 1．原子結構與周期表的關系 (1)原子結構與周期表的關系(完成下列表格) 周期 電子層數(shù) 每周期第一個元素 每周期最后一個元素 原子序數(shù) 基態(tài)原子的簡化電子排布式 原子序數(shù) 基態(tài)原子的電子排布式 2 2 3 [He]2s1 10 1s22s22p6 3 3 11 [Ne]3s1 18 1s22s22p63s23p6 4 4 19 [Ar]4s1 36 1s22s22p63s23p63d104s24p6 5 5 37 [Kr]5s1 54 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6 6 6 55 [Xe]6s1 86 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d10 6s26p6 (2)每族元素的外圍電子排布特點 ①主族 主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA 排布特點 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 主族 ⅤA ⅥA ⅦA 排布特點 ns2np3 ns2np4 ns2np5 ②0族：He：1s2；其他ns2np6。 ③過渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2。 (3)元素周期表的分區(qū)與外圍電子排布的關系 ①周期表的分區(qū) ②各區(qū)外圍電子排布特點 分區(qū) 外圍電子排布 s區(qū) ns1～2 p區(qū) ns2np1～6(除He外) d區(qū) (n－1)d1～9ns1～2(除鈀外) ds區(qū) (n－1)d10ns1～2 f區(qū) (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2 2.原子半徑 (1)影響因素 (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?。煌髯逶貜纳系较?，原子半徑逐漸增大。 3．電離能 (1)第一電離能：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量，符號：I1，單位：kJmol－1。 (2)規(guī)律 ①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。 ②同族元素：從上至下第一電離能逐漸減小。 ③同種原子：逐級電離能越來越大(即I1＜I2＜I3…)。 4．電負性 (1)含義：元素的原子在化合物中吸引鍵合電子能力的標度。元素的電負性越大，表示其原子在化合物中吸引鍵合電子的能力越強。 (2)標準：以最活潑的非金屬氟的電負性為4.0作為相對標準，計算得出其他元素的電負性(稀有氣體未計)。 (3)變化規(guī)律 金屬元素的電負性一般小于1.8，非金屬元素的電負性一般大于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，元素的電負性逐漸增大，同主族從上至下，元素的電負性逐漸減小。 5．對角線規(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是相似的，如。 (1)鈉元素的第一、第二電離能分別小于鎂元素的第一、第二電離能() (2)第2周期主族元素的原子半徑隨核電荷數(shù)的增大依次減小(√) (3)C、N、O、F四種元素第一電離能從大到小的順序是N>O>F>C() (4)正三價陽離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于Ⅷ族(√) (5)外圍電子排布式為4s24p3的元素位于第4周期ⅤA族，是p區(qū)元素(√) (6)元素的電負性越大，非金屬性越強，第一電離能也越大() (1)第3周期所有元素的第一電離能(I1)大小順序為________________________________(用元素符號表示)。 (2)Na的逐級電離能中有________次突躍。分別是哪級電離能發(fā)生突躍？________、________。 (3)F、Cl、Br、I的第一電離能由大到小的順序為____________________________________，電負性由大到小的順序為________________。 答案　(1)Na＜Al＜Mg＜Si＜S＜P＜Cl＜Ar (2)2　I2?I1　I10?I9 (3)F＞Cl＞Br＞I　F＞Cl＞Br＞I 1．表1是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表一種化學元素。試回答下列問題： 表1 (1)元素p為26號元素，請寫出其基態(tài)原子電子排布式__________________________________ ________________________。 (2)h的單質在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光，請用原子結構的知識解釋發(fā)光的原因：__________ _____________________________________________________。 (3)o、p兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)如表2： 　　　元素 電離能/kJmol－1 o p I1 717 759 I2 1509 1561 I3 3248 2957 表2 比較兩元素的I2、I3可知，氣態(tài)o2＋再失去一個電子比氣態(tài)p2＋再失去一個電子難。對此，你的解釋是__________________________________________________________________。 (4)第3周期8種元素單質熔點高低的順序如圖1所示，其中電負性最大的是________(填圖1中的序號)。 (5)表1中所列的某主族元素的電離能情況如圖2所示，則該元素是__________(填元素符號)。 　　 答案　(1)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2) (2)電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時，以光(子)的形式釋放能量 (3)Mn2＋的3d軌道電子排布為半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定(4)2　(5)Al 解析　(2)h為Mg元素，Mg單質在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光，電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時以光(子)的形式釋放能量。(3)o元素為Mn，其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2，Mn2＋的基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，其3d能級為半充滿狀態(tài)，相對比較穩(wěn)定，當其失去第3個電子時比較困難，而Fe2＋的基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d6，其3d能級再失去一個電子即為半充滿狀態(tài)，故其失去第3個電子比較容易。(4)第3周期8種元素分別為鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯、氬，其單質中鈉、鎂、鋁形成金屬晶體，熔點依次升高；硅形成原子晶體；磷、硫、氯、氬形成分子晶體，且常溫下磷、硫為固體，氯氣、氬為氣體，8種元素熔點最低的為氬，其次為氯，其中電負性最大的為氯。(5)由圖可知，該元素的電離能I4遠大于I3，故為第ⅢA族元素，應為Al。 2．根據(jù)信息回答下列問題： 不同元素的原子在分子內吸引電子的能力大小可用數(shù)值表示，該數(shù)值稱為電負性。一般認為：如果兩個成鍵原子間的電負性差值大于1.7，原子之間通常形成離子鍵；如果兩個成鍵原子間的電負性差值小于1.7，通常形成共價鍵。下表是某些元素的電負性值： 元素符號 Li Be B C O F Na Al Si P S Cl 電負性值 1.0 1.5 2.0 2.5 3.5 4.0 0.9 1.5 1.8 2.1 2.5 3.0 (1)根據(jù)對角線規(guī)則，Be、Al元素最高價氧化物對應水化物的性質相似，它們都具有________性，其中Be(OH)2顯示這種性質的離子方程式是______________________________________、 ______________________________________。 (2)通過分析電負性值的變化規(guī)律，確定Mg元素的電負性值的最小范圍________________。 (3)請歸納元素的電負性和金屬性、非金屬性的關系是__________________________________ ____________________________________。 (4)推測AlF3、AlCl3、AlBr3是離子化合物還是共價化合物： AlF3__________________，AlCl3____________________，AlBr3________________。 答案　(1)兩　Be(OH)2＋2H＋===Be2＋＋2H2O Be(OH)2＋2OH－===BeO＋2H2O (2)0.9～1.5 (3)非金屬性越強，電負性越大；金屬性越強，電負性越小 (4)離子化合物　共價化合物　共價化合物 3．明代宋應星所著《天工開物》中已經(jīng)記載了我國古代用爐甘石(主要成分為ZnCO3)和煤冶鋅工藝，鋅的主要用途是制造鋅合金和作為其他金屬的保護層?；卮鹣铝袉栴}： (1)Zn基態(tài)原子核外電子排布式為_________________________________________________。 (2)硫酸鋅溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。 ①與SO互為等電子體的陰離子化學式為________(寫出一種)。 ②氨的熱穩(wěn)定性強于膦(PH3)，原因是______________________________________。 (3)黃銅是由銅和鋅所組成的合金，元素銅與鋅的第一電離能分別為ICu＝746kJmol－1，IZn＝906kJmol－1，ICuC>Zn 解析　(1)Zn是30號元素。位于元素周期表第4周期ⅡB族，故其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2(或[Ar]3d104s2)。(2)①SO為5原子32個價電子微粒，故與其互為等電子體的陰離子有PO、ClO等。②氮元素的非金屬性強于磷元素，故氨的熱穩(wěn)定性比膦強。(3)Cu與Zn的第一電離能分別為ICu＝746kJmol－1，IZn＝906kJmol－1，ICuC>Zn。 (一)江蘇試題組合 1．[2018江蘇，21(2)]Fe2＋基態(tài)核外電子排布式為________。 答案　[Ar]3d6(或1s22s22p63s23p63d6) 2．[2017江蘇，21(A)－(1)]Fe3＋基態(tài)核外電子排布式為________________。 答案　[Ar]3d5(或1s22s22p63s23p63d5) 3．[2016江蘇，21(A)－(1)]Zn2＋基態(tài)核外電子排布式為________________。 答案　1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10) 4．[2015江蘇，21(A)－(1)]Cr3＋基態(tài)核外電子排布式為________________。 答案　1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3) 5．[2017江蘇，21(A)－(3)]C、H、O三種元素的電負性由小到大的順序為____________。 答案　HINi的原因是_________________________________________________。 (4)[2016全國卷Ⅲ，37(2)節(jié)選]根據(jù)元素周期律，第一電離能Ga________As(填“大于”或“小于”)。 答案　(1)大于　Zn核外電子排布為全滿穩(wěn)定結構，較難失電子　(2)O　(3)銅失去的是全充滿的3d10電子，鎳失去的是4s1電子　(4)小于 5．電負性 (1)[2016全國卷Ⅰ，37(4)]光催化還原CO2制備CH4反應中，帶狀納米Zn2GeO4是該反應的良好催化劑。Zn、Ge、O電負性由大至小的順序是______________。 (2)[2015全國卷Ⅱ，37(1)改編]O、Na、P、Cl四種元素中電負性最大的是______(填元素符號)。 答案　(1)O＞Ge＞Zn　(2)O 6．原子半徑或離子半徑 (1)[2018全國卷Ⅰ，35(2)]Li＋與H－具有相同的電子構型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是__________ ________________。 (2)[2016全國卷Ⅲ，37(2)節(jié)選]根據(jù)元素周期律，原子半徑Ga____As。(填“大于”或“小于”) 答案　(1)Li＋核電荷數(shù)較大　(2)大于  一、單項選擇題 1．元素“氦、銣、銫”等是用下列哪種科學方法發(fā)現(xiàn)的(　　) A．紅外光譜 B．質譜 C．原子光譜 D．核磁共振譜 答案　C 2．下列有關原子軌道的敘述中正確的(　　) A．氫原子的2s軌道能量較3p軌道高 B．鋰原子的2s與5s軌道皆為球形分布 C．p軌道的原子軌道呈紡錘形，隨著電子層序數(shù)的增加，p軌道原子軌道也在增多 D．電子層n＝4的原子軌道最多可容納16個電子 答案　B 解析　A項，距離原子核越遠的能層，其能量越高，所以氫原子的2s軌道能量較3p軌道低，錯誤；B項，s軌道為球形，所以鋰原子的2s與5s軌道皆為球形分布，正確；C項，p軌道的原子軌道呈紡錘形，p軌道含有3個原子軌道，隨著電子層序數(shù)的增加，p軌道原子軌道數(shù)目不變，錯誤；D項，各電子層最多容納電子數(shù)2n2，則電子層n＝4的原子軌道最多可容納32個電子，錯誤。 3．(2018無錫高三模擬)在核電荷數(shù)為26的元素Fe的原子核外3d、4s軌道內，下列軌道表示式正確的是(　　) A. B. C. D. 答案　C 解析　核電荷數(shù)為26的Fe基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，3d有5個軌道，只有1個軌道排滿兩個電子，且自旋方向相反，其他4個軌道各排1個電子，4s軌道排滿2個電子，且自旋方向相反，即C項正確。 4．下列說法中正確的是(　　) A．隨原子序數(shù)的遞增，第3周期元素的電負性逐漸減小 B．鋁的第一電離能比鎂的第一電離能大 C．在所有的元素中，氟的第一電離能最大 D．在所有的元素中，氟的電負性最大 答案　D 5．(2018南京調研)下列圖示中橫坐標是表示元素的電負性數(shù)值，縱坐標表示同一主族的五種元素的序數(shù)的是(　　) 答案　B 6．(2018蘇州高三模擬)周期表中27號元素鈷的方格中注明“3d74s2”，由此可以推斷(　　) A．它位于周期表的第4周期ⅡA族 B．它的基態(tài)核外電子排布式可簡寫為[Ar]4s2 C．Co2＋的核外價電子排布式為3d54s2 D．Co位于周期表中第9列 答案　D 解析　“3d74s2”為Co的價電子排布，其簡寫式中，也要注明3d軌道，B項錯誤；“7＋2＝9”，說明它位于周期表的第9列，D項正確；從左向右數(shù)，應為過渡元素，A項錯誤；失電子時，應失去最外層的電子，即先失4s上的電子，Co2＋的價電子排布為3d7，C項錯誤。 7．某元素基態(tài)原子的外圍電子排布式為3d54s2，則下列說法不正確的是(　　) A．該元素為Mn元素 B．該元素原子核外有4個能層 C．該元素原子最外層共有7個電子 D．該元素屬于d區(qū)元素 答案　C 8．下列原子的電子躍遷能釋放光能形成發(fā)射光譜的是(　　) A．1s22s22p63s2―→1s22s22p63p2 B．1s22s22p33s1―→1s22s22p4 C．1s22s2―→1s22s12p1 D．1s22s22p―→1s22s22p 答案　B 解析　A項，吸收光能，形成吸收光譜；B項，由激發(fā)態(tài)→基態(tài)，釋放光能，形成發(fā)射光譜；C項，形成吸收光譜；D項，2px與2py能量相同，不屬于電子躍遷。 二、不定項選擇題 9．(2019揚州高三上學期期初)以下有關元素性質的說法不正確的是(　　) A．①Na，K，Rb；②N，P，As；③O，S，Se；④Na，P，Cl元素的電負性隨原子序數(shù)增大而遞增的是④ B．下列原子中，①1s22s22p63s23p1，②1s22s22p63s23p2，③1s22s22p63s23p3，④1s22s22p63s23p4對應的第一電離能最大的是④ C．某短周期元素的逐級電離能分別為738、1451、7733、10540、13630、17995、21703等，該元素在第3周期ⅢA族 D．以下原子中，①1s22s22p63s23p2，②1s22s22p3，③1s22s22p2，④1s22s22p63s23p4半徑最大的是① 答案　BC 解析　A項，同周期自左而右電負性逐漸增大，同主族自上而下電負性逐漸減??；B項，同周期隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢，ⅤA族3p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素；C項，該元素第三電離能劇增，最外層應有2個電子，表現(xiàn)＋2價；D項，同周期自左而右原子半徑逐漸減小，同主族自上而下原子半徑逐漸增大。 10．下列各組原子中，化學性質一定相似的是(　　) 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 C．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 D．最外層都只有一個電子的X、Y原子 答案　C 11．下列各項敘述中，正確的是(　　) A．N、P、As的電負性隨原子序數(shù)的增大而增大 B．外圍電子排布為4s24p3的元素位于第4周期ⅤA族，是p區(qū)元素 C．2p和3p軌道形狀均為紡錘形，能量也相等 D．氮原子的最外層電子軌道表示式： 答案　BD 解析　同主族元素從上到下，電負性逐漸減??；2p軌道能量低于3p軌道；利用洪特規(guī)則可知D項正確。 12．下列各項敘述中，正確的是(　　) A．鎂原子由1s22s22p63s2轉變?yōu)?s22s22p63p2時，原子釋放能量，由基態(tài)轉化成激發(fā)態(tài) B．外圍電子排布為5s25p1的元素位于第5周期ⅠA族，是s區(qū)元素 C．所有原子任一能層的s電子云輪廓圖都是球形，但球的半徑大小不同 D．24Cr原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2 答案　C 解析　鎂原子由基態(tài)轉化為激發(fā)態(tài)，要吸收能量；原子軌道處于全空、全滿或半充滿狀態(tài)時，能量最低，故24Cr原子的電子排布式應是1s22s22p63s23p63d54s1。 三、非選擇題 13．開發(fā)新型儲氫材料是氫能源利用的重要研究方向之一。請回答以下問題： (1)Ti(BH4)3是一種儲氫材料，可由TiCl4和LiBH4反應制得。 基態(tài)Ti3＋的電子排布式為____________________；LiBH4中Li、B、H元素的電負性由大到小的排列順序為________。 (2)氨硼烷(NH3BH3)是優(yōu)良的儲氫材料，少量氨硼烷可以由硼烷(B2H6)和NH3合成。 ①B、C、N、O的第一電離能由大到小的順序為________________。 ②氨硼烷在高溫下釋放氫后生成的立方氮化硼晶體，具有類似金剛石的結構，硬度略小于金剛石。則立方氮化硼晶體可用作________(填字母)。 a．切削工具 b．鉆探鉆頭 c．導電材料 d．耐磨材料 (3)一種有儲氫功能的銅合金晶體具有面心立方最密堆積結構，該晶體儲氫后的化學式為Cu3AuH8。銅與其他許多金屬及其化合物都可以發(fā)生焰色反應，其原因是__________________ ________________________________________________________________________。 (4)金屬氫化物也是具有良好發(fā)展前景的儲氫材料。某儲氫材料是短周期金屬元素R的氫化物。R的部分電離能數(shù)據(jù)如表所示： I1/ kJmol－1 I2/ kJmol－1 I3/ kJmol－1 I4/ kJmol－1 I5/ kJmol－1 738 1451 7733 10540 13630 該金屬元素是________(填元素符號)。 答案　(1)[Ar]3d1　H＞B＞Li　(2)①N＞O＞C＞B　②abd　(3)激發(fā)態(tài)的電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時，以一定波長的光的形式釋放能量　(4)Mg 14．下表為長式周期表的一部分，其中的編號代表對應的元素。 請回答下列問題： (1)元素⑨的基態(tài)原子的外圍電子排布式為________。 (2)這10種元素，其中電負性最大的是________(填元素符號)。 (3)下表為原子序數(shù)依次增大的短周期元素A～F的第一到第五電離能數(shù)據(jù)。 電離能I(eV) A B C D E F I1 11.3 14.5 13.6 5.2 7.6 6.0 I2 24.4 29.6 35.1 49.3 15.0 18.8 I3 47.9 47.4 54.9 71.6 80.1 28.4 I4 64.5 77.5 77.4 98.9 109.2 112.0 I5 392.1 97.9 113.9 138.3 141.3 153.7 請回答：表中的D、E、F可能是哪三種元素：________(填元素符號)；若A、B、C為原子序數(shù)依次增大的同周期相鄰元素，表中顯示B比A和C的第一電離能都略大，其原因是______ ______________________________________________________________________。 答案　(1)3d84s2　(2)O　(3)Na、Mg、Al　B的np軌道上的電子半充滿，能量比A和C低，自身更穩(wěn)定，所以第一電離能比A和C大 解析　由元素在周期表中的位置可知，①為H，②為C，③為O，④為Mg，⑤為Al，⑥為S，⑦為Cl，⑧為Ca，⑨為Ni，⑩為Cu。 (1)元素⑨為Ni，為28號元素，基態(tài)原子的外圍電子排布式為3d84s2。 (2)元素非金屬性越強，電負性越大，這10種元素中非金屬性最強的為O元素，則電負性最大的是O。 (3)原子越容易失電子，則其電離能越小，金屬元素的第一電離能比較小，第一個電子容易失去，表中A、B、C第一電離能較大，應該是非金屬元素，D、E、F第一電離能較小，因此D、E、F應該是金屬元素，可能是Na、Mg、Al三種元素。同周期元素從左向右第一電離能呈增大趨勢，但ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA，B的np軌道上的電子半充滿，能量比A和C低，自身更穩(wěn)定，所以第一電離能比A和C大。