原子结构与元素的性质
一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分) 1．下列比较正确的是( ) A．电负性：K原子>Na原子 B．离子半径：r(Al3＋)>r(O2－) C．能量：E(4s)>E(3d)
D．第一电离能：I1(P)>I1(S)
解析：选D 电负性为K原子 A．钠原子由1s22s22p63s1→1s22s22p63p1时，原子释放能量，由基态转化成激发态 B．外围电子排布式为4s24p3的元素位于第4周期第ⅤA族，是p区元素 C．2p和3p轨道形状均为纺锤形，能量也相等 D．氮原子的外围电子轨道表示式： 解析：选B 钠原子最外层1个电子由3s轨道跃迁至3p轨道，由低能量轨道向高能量轨道跃迁，需要吸收能量，A错误；由外围电子排布式可知该元素最外层有5个电子，因而属于p区第ⅤA族，由电子层数4可知属于第4周期，B正确；2p轨道虽然和3p轨道形状相同，但因为电子层不同，因而能量不同，C错误；D项中2p轨道中3个电子自旋状态不同，不符合洪特规则，D错误。 3．下列说法中正确的是( ) A．处于最低能量状态的原子叫做基态原子 B．3p2表示3p轨道含有两个轨道 C．同一原子中，1s、2s、3s轨道的能量逐渐减小 D．同一原子中，2p、3p、4p轨道的轨道数依次增多 解析：选A 基态原子就是指处于能量最低状态的原子，A正确；3p2表示3p轨道上有2个电子，B错误；同一原子中，1s、2s、3s轨道的能量逐渐增大，C错误；无论哪个电子层，p轨道的数目都相同，D错误。 4．下列关于硫元素的描述正确的是( ) A．第一电离能小于P B．元素的电负性同周期最高 C．它的外围电子排布式为1s22s22p63s23p4 D．其轨道表示式为 解析：选A 同周期元素第一电离能第ⅤA族大于第ⅥA族，A正确；同周期元素电负性自左向右逐渐增大，因此S元素的电负性小于Cl元素，B错误；主族元素的外围电子排布式是指最外层电子排布，应为3s23p4，C错误；D项3p轨道电子排布违背了洪特规则，D错误。 5．下列叙述正确的是( ) A．可能存在核外电子排布为 1s22s22p63s23p64s24p1的原子 B．在氢原子的基态电子的机会分布图中，小点的疏密程度表示电子在该区域空间出现机会的多少 C．当电子排布在能量相同的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相反 D．1个原子轨道最多只能容纳2个电子，且自旋状态相同 解析：选B A项错误，因为能量3d<4p，故电子应先排布在3d轨道上；C项错误，不符合洪特规则，应改为自旋相同；D项错误，同一轨道内两个电子自旋状态相反。 6．下列关于外围电子排布为3s23p4的微粒描述正确的是( ) A．它的元素符号为O B．它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4 C．它可与H2生成液态化合物 D．其轨道表示式为 解析：选B 外围电子排布为3s23p4的微粒是S原子，其电子排布式为1s22s22p63s23p4，可与H2生成气态化合物H2S,3p轨道中电子排布违反了洪特规则，应为 7．某元素的电离能(电子伏特)如下： I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 14.5 29.6 47.4 77.5 97.9 551.9 666.8 此元素位于元素周期表的族数是( ) A．第ⅠA B．第ⅣA C．第ⅤA D．第ⅦA 解析：选C 此元素的I5、I6有非常显著的变化，表明最外层有5个电子，应为第ⅤA族元素。 8．具有下列电子层结构的原子，其对应的元素一定属于同一周期的是( ) A．两种元素原子的电子层上全部都是s电子 B．3p上只有1个空轨道的原子和3p上只有1个未成对电子的原子 C．最外层电子排布为2s22p6的原子和最外层电子排布为2s22p6的离子 D．原子核外的M层上的s、p轨道上都填满了电子而d轨道未排电子的两种原子 解析：选B H、Li、Be电子层上全部是s电子，A错误；最外层电子排布为2s22p6的原子是Ne，离子可以是O2－、F－，也可以是Na＋、Mg2＋等，C错误；Ar、K、Ca均是M层上s、p轨道都填满电子而d轨道未排电子，D错误。 9．X、Y为两种元素的原子，X的阴离子与Y的阳离子具有相同的电子层结构，由此可知( ) A．X的原子半径大于Y的原子半径 B．X的电负性大于Y的电负性 C．X阴离子的半径小于Y阳离子的半径 D．X的第一电离能小于Y的第一电离能 解析：选B 由题可知X、Y在周期表中位置应为，所以原子半径应为Y＞X，电负性为X＞Y，离子半径应为X＞Y，第一电离能为X＞Y。 10．不能说明X的电负性比Y的大的是( ) A．与H2化合时X单质比Y单质容易 B．X的最高价氧化物的水化物的酸性比Y的最高价氧化物的水化物的酸性强 C．X原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多 D．X单质可以把Y从其氢化物中置换出来 解析：选C A、B、D项说明X的非金属性比Y强，则在周期表中X在Y右侧或上方，根据电负性变化规律可知X的电负性比Y大，A、B、D正确；最外层电子数多，电负性不一定强，如C的电负性大于P，C错误。 11．下列各组原子中，化学性质一定相似的是( ) A．原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子 B．原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子 C．2p轨道上只有一个空轨道的X原子与3p轨道上只有一个空轨道的Y原子 D．最外层都只有一个电子的X、Y原子 解析：选C A项，1s2结构的原子为He,1s22s2结构的原子为Be，两者性质不相似；B项，X原子为Mg，Y原子N层上有2个电子的有多种元素，如第4周期中Ca、Fe等都符合，化学性质不一定相似；C项，X、Y为同主族的元素，化学性质一定相似；D项，最外层只有1个电子的可能是ⅠA族元素，过渡元素中也有很多最外层只有1个电子的元素，故性质不一定相似。 12．第3周期某元素的原子，其最外层3p轨道上有一个未成对电子，则关于该元素的描述正确的是( ) A．该元素最高价氧化物的水化物肯定是一种强酸 B．该元素单质可能是一种黄绿色的气体 C．该元素最高价氧化物的水化物肯定是一种强碱，只能与酸反应 D．该元素的原子半径在同周期中肯定是最小的(稀有气体元素除外) 解析：选B 最外层3p轨道上有一个未成对电子，外围电子排布式可能为3s23p1或3s23p5，为铝元素或氯元素。 二、非选择题(本题包括3小题，共40分) 13．(12分)(1)以下列出的是一些原子的2p轨道和3d轨道中电子排布的情况。 试判断，违反了泡利不相容原理的是________。 (2)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2，则该元素基态原子的电子排布式为______________；其最高价氧化物对应水化物的化学式是__________________________。 (3)用符号“>”“<”或“＝”表示下列各项关系。 ①第一电离能：Mg________Ca。 ②电负性：O________F。 ③能量高低：ns________np。 ④主族序数____外围电子数____元素最高正化合价。 解析：(1)同一轨道中不应有自旋状态相同的电子，②违反了泡利不相容原理。 (2)3p能量小于3d，激发态为1s22s22p63s13p33d2，基态应为1s22s22p63s23p4，此原子核外电子数为16，其质子数也为16，该元素为硫元素，其最高价氧化物对应水化物的化学式是H2SO4。 (3)同周期中从左到右电负性逐渐增大，同主族中自上而下第一电离能逐渐减小。由原子轨道能量顺序可知，ns 14．(14分)现有7种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第4周期元素，它们的原子序数依次增大，A是原子结构最简单的元素，B元素原子核外p轨道上电子数比s轨道上电子数少1，C原子的第一至第四电离能分别为I1＝738 kJ·mol－1，I2＝1 451 kJ·mol－1，I3＝7 737 kJ·mol－1，I4＝10 543 kJ·mol－1，D原子核外所有p轨道处于全充满或半充满状态，E元素的主族序数与周期数差为4，F是前四周期中电负性最小的元素，G在周期表的第七列，请回答下列问题： (1)已知BA5为离子化合物，写出其电子式________________。 (2)B元素的基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有________个方向，原子轨道呈________形。某同学根据上述信息，推断B基态原子在核外电子排布如图所示： ，该同学所画的轨道表示式违背了________。 (3)C元素与同周期相邻两种元素的第一电离能由小到大的顺序为________________________________。 (4)G位于________族________区，外围电子排布式为________，最高价为________。 解析：A是原子结构最简单的元素，A为H；B元素核外p轨道上电子数比s轨道上电子数少1，则其基态原子核外电子排布为1s22s22p3，B为N；C的第三电离能远大于第二电离能，C元素原子最外层只有2个电子，C为Mg，D原子核外所有p轨道处于全满或半满状态，则D原子核外电子排布为1s22s22p63s23p3，D为P；E原子序数大于D，且为短周期主族元素，则E处于第3周期第ⅦA族，E为Cl；F为前四周期中电负性最小元素，F为K，G处于周期表第4周期第七列，则G为Mn。 (1)BA5即NH5，NH5为离子化合物，则由NH和H－构成。 (2)基态氮原子中能量最高的电子是2p电子，其电子在空间有3个伸展方向，轨道呈纺锤形。图中三个2p电子自旋状态不同，违背了洪特规则。 (3)同周期元素第一电离能自左向右有增大趋势，但第ⅡA族元素第一电离能大于第ⅢA族，因此第一电离能由小到大的顺序为Na (4)Mn位于第4周期第ⅦB族，属于d区，外围电子排布式为3d54s2，最高价为＋7。 (2)3 纺锤 洪特规则 (3)Na (4)ⅦB d 3d54s2 ＋7 15．(14分)下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。 试回答下列问题： (1)写出基态时J的电子排布式________________，L的原子序数为________________，M的简化电子排布式为________________。 (2)下列关于元素在元素周期表中位置的叙述正确的是________。 A．K位于元素周期表中第4周期ⅡB族，属于ds区元素 B．J位于元素周期表中第4周期ⅣB族，属于d区元素 C．F位于元素周期表中第3周期ⅡA族，属于s区元素 D．I位于元素周期表中第3周期ⅦA族，属于ds区元素 (3)根据对角线规则及已知元素性质，回答下列问题： ①B元素最高价氧化物的水化物与E元素最高价氧化物的水化物溶液反应的离子方程式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②A元素的单质与氧气在点燃时反应的化学方程式为__________________________ ________________________________________________________________________。 (4)下列有关说法正确的是________。 A．第一电离能G>F>E B．电负性D>C C．原子半径E>B D．含氧酸的酸性I>H 解析：根据元素在周期表中的位置，可知A为3Li，B为4Be，C为6C，D为7N，E为11Na，F为12Mg，G为13Al，H为16S，I为17Cl，J为24Cr，K为29Cu，L为56Ba，M为32Ge。 (2)K即Cu位于第4周期第ⅠB族，A错误；J即Cr位于第4周期第ⅥB族，B错误；F即Mg位于第3周期第ⅡA族，s区元素，C正确；I即Cl属于p区元素，D错误。(3)①Be和Al位于对角线，根据对角线规则，二者的化合物具有相似的化学性质，因此Be(OH)2具有两性，可以和强碱NaOH反应。②Li的化学性质不如Na活泼，在氧气中燃烧时生成Li2O。(4)同周期元素第一电离能自左向右呈增大趋势，但第ⅡA族大于第ⅢA族，因此Na、Mg、Al第一电离能大小顺序为Mg>Al>Na，A错误；同周期元素电负性自左向右逐渐增大，因此电负性N>C，B正确；同周期原子半径自左向右逐渐减小，同主族自上向下逐渐增大，因此原子半径Na>Be，C正确；Cl的非金属性强于S，因此最高价氧化物对应的水化物酸性Cl>S，但选项中没有说明是否为最高价，无法判断，D错误。 答案：(1)1s22s22p63s23p63d54s1 56 [Ar]3d104s24p2 (2)C (3)①Be(OH)2＋2OH－===BeO＋2H2O ②4Li＋O22Li2O (4)B、C
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