第1章 原子结构与性质
一、单选题
1.具有如下电子层结构的原子，其相应元素一定属于同一主族的是( ) A．3p能级上有2个未成对电子的原子和4p能级上有2个未成对电子的原子 B．3p能级上只有1个空轨道的原子和4p能级上只有1个空轨道的原子 C．最外层电子排布为1s的原子和最外层电子排布为2s2p的原子 D．最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s2的原子
2.主族元素原子失去最外层电子形成阳离子，主族元素的原子得到电子填充在最外层形成阴离子。下列各原子或离子的电子排布式错误的是( ) A．Ca2＋：1s22s22p63s23p6 B．O：1s2s2p
C．Fe：1s2s2p3s3p3d4s D．Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6
3.氢原子的电子云图中小黑点表示的意义是( ) A．1个小黑点表示一个电子 B．黑点的多少表示电子个数的多少 C．表示电子的运动轨迹
D．表示电子在核外空间出现的概率
4.元素的性质呈现周期性变化的根本原因是( ) A．原子半径呈周期性变化 B．元素的化合价呈周期性变化 C．元素的电负性呈周期性变化
D．元素原子的核外电子排布呈周期性变化
5.元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的外围电子排布为ns则下列说法不正确的是( )
(n－1)
2
2
6
2
6
6
2
2－
2
2
4
2
2
6
np(n＋1)，
A．Y元素原子的外围电子排布为4s24p4 B．Y元素在周期表的第三周期ⅥA族 C．X元素所在周期中所含非金属元素最多
D．Z元素原子的核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s4p
6.元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的性质，下列说法正确的是( ) A． 同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性 B． 第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数 C． 短周期元素形成离子后，最外层电子都达到8电子稳定结构 D． 同一主族元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同 7.下列说法正确的是( )
A． 第三周期所含的元素中钠的第一电离能最小 B． 铝的第一电离能比镁的第一电离能大 C． 在所有元素中，氟的第一电离能最大 D． 钾的第一电离能比镁的第一电离能大 8.下列说法正确的是( )
A． 同一周期相邻主族的两种元素的原子序数之差是1 B． 同一主族的两种元素的原子序数之差不可能是36 C． 同一主族相邻周期的两种元素的原子序数之差可能是18 D． 同一主族相邻周期的两种元素的原子序数之差都相同
9.具有下列电子层结构的原子或离子，其对应的元素一定属于同一周期的是( ) A． 两原子N层上都有1个s电子，一个原子无d电子，另一个原子有d电子 B． 两原子其核外全部都是s电子
C． 最外层电子排布为2s22p5的原子和最外层电子排布为2s22p6的离子 D． 原子核外M层上的s、p能级都充满电子，而d能级上没有电子的两种原子 10.元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置。下列说法正确的是( ) A． 按电子排布，可把周期表里的元素划分成5个区，Zn元素属于d区 B． 多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高
C． P、S、Cl的第一电离能、电负性和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增大或增强 D． 某同学给出的Fe原子的3d能级电子排布图为11.下列不属于元素电负性的应用的是( ) A． 判断一种元素是金属还是非金属 B． 判断化合物中元素的正负化合价 C． 判断化学键类型 D． 判断单质的熔沸点 12.在d轨道中电子排布成
，而不排布成
，其最直接的根
，此排布图违反了洪特规则
226261023
据是( ) A． 能量最低原理 B． 泡利原理 C． 原子轨道构造原理 D． 洪特规则
13.下列电子排布式或电子排布图正确的是( ) A． O的电子排布图：
B． Ca的电子排布式：1s22s22p63s23p63d2 C． N的电子排布图：
－
10
2
6
D． Br的电子排布式：[Ar]3d4s4p
14.下列轨道表示式能表示基态氮原子的核外电子排布的是( ) A．B．C．D．
15.下列物质组成元素间电负性差值可能大于1.8的化合物是( ) A． CH4 B． CO C． NO2 D． Na2O 16.下列说法正确的是( ) A． 第三能层有s、p共两个能级 B． 3d能级最多容纳5个电子 C． 第三能层最多容纳8个电子
D． 无论哪一能层的s能级最多容纳的电子数均为2个 17.下列各项中元素的第一电离能依次减小的是( ) A． H、Li、Na、K B． I、Br、Cl、F C． Na、Mg、Al、Si D． Si、Al、Mg、Na
18.镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，以下认识正确的是( ) A． 镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量 B． 镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量
C． 转化后位于p能级上的两个电子处于同一轨道，且自旋状态相同 D． 转化后镁原子与硅原子电子层结构相同，化学性质相似
19.已知元素原子的下列结构或性质，能确定其在周期表中位置的是( ) A． 某元素原子的第二电子层电子排布图为B． 某元素在某种化合物中的化合价为＋4 C． 某元素的原子最外层上电子数为6 D． 某元素的外围电子排布式为5s25p1
二、填空题 20.(1)某元素的原子序数为33，则： ①该元素原子的核外电子总数是________；
②该元素原子有________个电子层，________个能级；
③该元素原子的电子排布式为___________________________________________________。 (2)写出S、Ca2＋、Cl－的电子排布式：
①S：__________； ②Ca2＋：__________； ③Cl－：__________。
21.四种短周期元素的性质或结构信息如下表所示。请根据信息回答下列问题。
(1)写出元素T的离子结构示意图：__________；写出元素X的气态氢化物的分子式：__________；写出Z元素原子的核外电子排布式：________________；元素Y的原子核外共有________种形状不同的电子云。
(2)Z单质与Y最高价氧化物的水化物的水溶液反应的离子方程式：_____________________。 (3)元素T与氟元素相比，非金属性较强的是________(用元素符号表示)，下列表述中能证明这一事实的是________________(填字母)。 a．常温下氟气的颜色比T单质的深
b．氟气与T的氢化物剧烈反应，产生T的单质
c．氟与T形成的化合物中T元素显正价 d．比较两元素的单质与氢气化合时得电子的数目
22.A、B、C、D、E、F六种短周期元素，原子序数依次增大；A、B的阴离子与C、D的阳离子的电子排布式均为1s22s22p6，A原子核外有2个未成对电子，C单质可与热水反应但不能与冷水反应；E、F原子在基态时填充电子的轨道数有9个，且E原子核外有3个未成对电子，F能与A形成相同价态的阴离子，且离子半径A小于F。回答：
(1)上述六种元素中的原子的第一电离能最大的是____(填元素符号)元素，理由是__________。 (2)C元素原子的第一电离能________(填“＞”“＜”“＝”)D，理由是________________。 (3)上述六种元素按电负性从小到大的排列是________________________(用元素符号表示)。 (4)C、D、E、F元素形成的最高价氧化物分别是________、________、________、________(填“离子”或“共价”)化合物。
23.某元素的原子序数为29，试问： (1)此元素原子的电子总数是________个。 (2)它有________个电子层，有________个能级。 (3)它的外围电子排布式是____________。 (4)它属于第________周期第________族。 (5)它有________个未成对电子。
24.下图是s能级和p能级的原子轨道图，试回答下列问题：
s电子的原子轨道呈________形，每个s能级有________个原子轨道；p电子的原子轨道呈________形，每个p能级有________个原子轨道。
答案解析
1.【答案】B
【解析】当p能级上有2个或者4个电子时，p能级上都有2个在未成对电子，所以相应元素可能是在第ⅣA族，也可能是在第ⅥA族，A项不符合题意；p能级上有3个轨道，当p能级有1个空轨道时，另两个轨道各容纳了1个电子，加上s能级上的2个电子，最外层为4个电子，所以不管处于哪个能层，只要最外层为4个电子，就属于第ⅣA族，B项符合题意；最外层电子排布为1s的原子是He，最外层电子排布为2s22p6的原子是Ne，两者均属于0族元素，题干中要求属于同一主族元素，C项不符合题意；最外层电子排布为2s2的原子是Be，属于第ⅡA族，而最外层电子排布为1s2的原子是He，属于0族，D项不符合题意。 2.【答案】B
【解析】氧原子的电子排布式为1s2s2p，因此O的电子排布式应为1s2s2p，B项错误。 3.【答案】D
【解析】在电子云图中，小黑点并不代表电子，小黑点代表电子在核外空间区域内出现的概率，小黑点的疏密与电子在该区域出现的概率大小成正比。 4.【答案】D
【解析】元素的性质如原子半径、化合价、电负性、第一电离能、金属性、非金属性等呈周期性变化都是由元素原子核外电子排布呈周期性变化决定的。 5.【答案】A
【解析】因为Y元素原子的外围电子排布中出现了np能级，故其ns能级已经排满且只能为2个电子，则n－1＝2，n＝3，即Y元素原子的外围电子排布为3s3p，A项错误、B项正确；Y为S元素，X为F元素，第二周期所含非金属元素最多，C项正确；Z为As元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，D项正确。 6.【答案】B
【解析】处于元素周期表金属与非金属分界线附近的元素，既表现金属性，又表现非金属性，A错误；主族元素(F、O除外)的最高正化合价等于它所处的主族序数，也等于其最外层电子数，B正确；H＋的最外层电子数是0，C项错误；同一主族元素的原子最外层电子数虽相同，但是核电荷数、原子半径不同，化学性质不完全相同，D错误。 7.【答案】A
【解析】同周期中碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体最大，故A正确、C不正确；由于Mg为3s2，而Al为3s23p1，故铝的第一电离能小于Mg的，B不正确；钾比镁更易失电子，钾的第一电离能小于镁的，D不正确。 8.【答案】C
2
4
2
2
4
2－
2
2
6
2
【解析】同一周期相邻主族的两种元素的原子序数之差可能是1、11、25；同一主族相邻的两种元素的原子序数之差是2、8、18、32，不相邻时其原子序数之差可能是36(如19号钾元素与55号铯元素)；同一主族相邻周期的两种元素的原子序数之差可能是2(如3号锂元素与1号氢元素)。 9.【答案】A
【解析】N层上都有1个s电子，原子无d电子为K，原子有d电子为1s22s22p63s23p63d54s1或1s2s2p3s3p3d4s，是Cr或Cu，都处于第四周期，A正确；两原子的核外全部都是s电子，原子具有1s能级或具有1s、2s能级，不处于同一周期，如氢原子与锂原子，B错误；最外层电子排布为2s2p的原子为氟，最外层电子排布为2s2p的离子可能是阴离子也可能是阳离子如O、Na
2
5
2
6
2－
＋
2
2
6
2
6
10
1
等，C错误；原子核外M层上的s、p轨道都充满电子，而d轨道上没有电子，符合条件的原子的核外电子排布式有1s2s2p3s3p为氩原子，1s2s2p3s3p4s为钾原子，1s2s2p3s3p4s为钙原子，不一定处于同一周期，D错误。 10.【答案】D
【解析】Zn为ds区元素，A项错误；多电子原子中，离核越近的电子能量越低，B项错误；P原子的3p轨道电子处于半满状态，导致其第一电离能大于S原子，C项错误。 11.【答案】D
【解析】本题是对元素电负性的应用的考查。利用电负性可以判断：①元素的金属性和非金属性；②化合物中元素的化合价是正还是负；③化学键类型等，但不能判断单质的熔沸点高低。 12.【答案】D
【解析】洪特规则表明，当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道且自旋方向相同。 13.【答案】D
【解析】A项，O的电子排布图违背洪特规则；B项，Ca的电子排布式违背能量最低原理；C项， N的电子排布图违背泡利原理。 14.【答案】C
【解析】根据洪特规则，当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同，因此，基态氮原子2p能级上的电子排布应为项正确。 15.【答案】D
【解析】一般来说元素电负性的差值大于1.7时，原子间形成离子键，小于1.7时，原子间形成共价键，则组成元素间电负性差值可能大于1.8的化合物应是离子化合物，只有D符合。 16.【答案】D
【解析】每一能层包含的能级数目等于该能层的序数，故第三能层包含s、p、d三个能级，每一能
，C
2
2
6
2
6
2
2
6
2
6
1
2
2
6
2
6
2
级所能容纳的最多电子数是其轨道数目的2倍，以s、p、d、f……排序的各能级可以容纳的的最多电子数依次为1、3、5、7……的2倍，英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数相同。第三能层容纳的的最多电子数为18个。 17.【答案】A
【解析】第一电离能数值越小，原子越容易失去一个电子；反之，越难失去一个电子。因此，元素的第一电离能依次减小，即原子失去一个电子的能力增强。A项，四种元素处于同一主族，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小，正确；B项，四种元素也处于同一主族，但电子层数逐渐减小，第一电离能逐渐增加，错误；同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈增大趋势，但ⅡA族为全满结构，第一电离能较大，C、D错误。 18.【答案】A 【解析】 19.【答案】D
【解析】A项，只能说明该元素的L层有8个电子，没法确定其在周期表中的位置；B项，非金属元素有多种化合价，＋4价不一定是其最高化合价，无法确定；C项，根据最外层电子数只能确定族序数，无法确定周期数；D项，可确定该元素在第五周期ⅢA族。 20.【答案】(1)①33 ②4 8 ③1s2s2p3s3p3d4s4p (2)①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p6③1s22s22p63s23p6
【解析】在原子中，原子序数＝核外电子数，故此原子的核外电子数为33；依据构造原理，可知4s、3d、4p能级的能量高低顺序为4s<3d<4p，则该元素原子的电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s4p。 21.【答案】(1)
NH3 1s22s22p63s23p1 2
2
2
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2
6
10
2
3
2
2
6
2
6
10
2
3
(2)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑ (3)F bc
【解析】T原子核外s电子总数等于p电子总数，且T是人体内含量最多的元素，其单质是常见的助燃剂，可以推得T元素为O；X的单质为双原子分子，分子中含有3对共用电子对，常温下X的气体单质性质稳定，但其原子较活泼，可以推得X元素为N；Y元素的单质质软，是银白色固体，导电性强，单质在空气中燃烧发出黄色火焰，推得Y元素为Na；Z元素在第三周期元素中，其简单离子的半径最小，可知Z元素为Al。
22.【答案】(1)F 其最外层电子数为7，且原子半径小，容易得到电子，不容易失去电子 (2)＞ Mg原子最外层3s轨道处于全充满状态，3p轨道处于全空状态，是相对稳定的结构 (3)Mg＜Al＜P＜S＜O＜F (4)离子 离子 共价 共价
【解析】电子排布式均为1s2s2p的阴离子有N、O、F，阳离子有Na、Mg、Al。A原子核外有2个未成对电子，其原子2p能级的电子排布图为
，可知A是O，B是F；C单质可
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与热水反应但不能与冷水反应，则C是Mg，D是Al；E、F原子在基态时填充电子的轨道有9个，说明有3p轨道且均填有电子，E原子核外有3个未成对电子，则E是P；F能与A形成相同价态的阴离子，F是S。
(1)六种元素中第一电离能最大的是F。
(2)Mg的第一电离能大于Al，是因为Mg原子最外层3s轨道处于全充满状态，3p轨道处于全空状态，是相对稳定的结构。
23.【答案】(1)29 (2)4 7 (3)3d104s1 (4)四 ⅠB (5)1
【解析】解答该题需掌握原子核外电子排布与元素周期表的关系和原子核外电子排布的规律。根据核外电子排布原理，该元素的电子排布式应为1s2s2p3s3p3d4s，共有29个电子，故为Cu元素。从核外电子排布式中可以得出n＝4，有四个电子层，所以为第四周期元素，外围电子排布为3d4s，所以在 ⅠB族。外围电子的电子排布图为24.【答案】球 1 哑铃 3
【解析】ns能级各有1个轨道，np能级各有3个轨道，s电子的原子轨道都是球形的，p电子的原子轨道都是哑铃形的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以px、py、pz表示。
，所以有1个未成对电子。
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