第4講　元素周期表與電子排布-2025年高考化學(xué)全國(guó)一輪

第4講元素周期表與電子排布備考導(dǎo)航復(fù)習(xí)目標(biāo)1.了解元素、核素和同位素的含義。了解原子構(gòu)成，了解原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)。2．了解原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、能級(jí)分布和排布原理，能正確書(shū)寫(xiě)1～36號(hào)元素原子核外電子、價(jià)層電子的電子排布式和軌道表示式。3．了解元素周期表的結(jié)構(gòu)(周期、族)及其應(yīng)用。了解元素的性質(zhì)電離能、電負(fù)性、原子半徑與電子排布的關(guān)系。4．掌握元素周期律的實(shí)質(zhì)。了解金屬、非金屬在元素周期表中的位置及其性質(zhì)遞變的規(guī)律。以第3周期、ⅠA和ⅦA族為例，掌握同一周期、同一主族內(nèi)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系復(fù)習(xí)策略以原子結(jié)構(gòu)為核心，重點(diǎn)是原子的電子排布與元素在周期表中的定位之間的關(guān)系，推斷元素及其化合物物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的周期性變化。在復(fù)習(xí)時(shí)要注意：1．體會(huì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)。掌握元素周期律的實(shí)質(zhì)及其元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。2．掌握特殊元素的原子的電子排布的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(如Cr、Cu)、性質(zhì)的特殊性[如電離能：I1(N)＞I1(O)]。3．充分理解元素“位置－結(jié)構(gòu)－性質(zhì)”三者之間的關(guān)系進(jìn)行元素的推導(dǎo)熟記網(wǎng)絡(luò)課前思考問(wèn)題1如何理解元素“位置－結(jié)構(gòu)－性質(zhì)”三者之間的關(guān)系？【答案】元素的原子結(jié)構(gòu)決定了元素在周期表中的位置，元素在周期表中的位置反映了元素的原子結(jié)構(gòu)和元素的性質(zhì)特點(diǎn)。元素性質(zhì)、原子結(jié)構(gòu)、元素在周期表中的位置三者之間的關(guān)系如下：?jiǎn)栴}2基態(tài)鉻原子和銅原子的價(jià)層電子排布式為什么分別是3d54s1、3d104s1，而不是3d44s2、3d94s2?【答案】電子排布選擇半充滿(mǎn)(p3、d5)或全充滿(mǎn)(p6、d10)狀態(tài)、能量最低、最穩(wěn)定的排布方式，所以鉻原子和銅原子的價(jià)層電子排布式分別為3d54s1、3d104s1。1.(1)(2020·新課標(biāo)Ⅰ卷)I1(Li)>I1(Na)，原因是_________________________。(2)(2020·新課標(biāo)Ⅱ卷)基態(tài)Ti原子的電子排布式為_(kāi)____________________。(3)(2020·江蘇卷)C、N、O元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)開(kāi)____________________________________________________________________________。(4)(2019·江蘇卷)基態(tài)Cu2＋電子排布式為_(kāi)___________________________________________________________________________。(5)①基態(tài)釩原子價(jià)層電子排布式是_______________________________________________________________________________。②元素N、O、F、Na的第一電離能由大到小的順序?yàn)開(kāi)_______________，請(qǐng)解釋原因：____________________________________。(6)(2020·新課標(biāo)Ⅰ卷)基態(tài)Fe2＋與Fe3＋中未成對(duì)的電子數(shù)之比為_(kāi)_________。(7)(2017·新課標(biāo)Ⅲ卷)基態(tài)Co原子電子排布式為_(kāi)______________________________________________________________________________。元素Mn與O中，第一電離能較大的是________，基態(tài)原子核外未成對(duì)電子數(shù)較多的是________。(8)(2020·新課標(biāo)Ⅲ卷)H、B、N中，原子半徑最大的是________。根據(jù)對(duì)角線規(guī)則，B的一些化學(xué)性質(zhì)與元素________的相似?！敬鸢浮?1)Na與Li同主族，Na電子層數(shù)多，原子半徑大，易失電子(2)[Ar]3d24s2或1s22s22p63s23p63d24s2(3)N＞O＞C(4)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9(5)①3d34s2②F＞N＞O＞NaNa原子半徑最大，最外層1個(gè)電子，故第一電離能最小；N、O、F原子半徑逐漸減小，但N原子為半充滿(mǎn)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，N元素的第一電離能大于O元素，故第一電離能由大到小順序是F＞N＞O＞Na(6)4∶5(7)[Ar]3d74s2或1s22s22p63s23p63d74s2OMn(8)BSi【解析】(6)Fe2＋和Fe3＋的價(jià)層電子排布式分別為3d6和3d5，基態(tài)Fe2＋有4個(gè)未成對(duì)電子，基態(tài)Fe3＋有5個(gè)未成對(duì)電子，所以未成對(duì)電子個(gè)數(shù)比為4∶5。(7)基態(tài)O原子價(jià)層電子排布式為2s22p4，核外未成對(duì)電子數(shù)是2，而基態(tài)Mn原子價(jià)層電子排布式為3d54s2，核外未成對(duì)電子數(shù)是5，因此核外未成對(duì)電子數(shù)較多的是Mn。2.(2023·江蘇卷)元素C、Si、Ge位于周期表中ⅣA族。下列說(shuō)法正確的是(D)A.原子半徑：r(C)＞r(Si)＞r(Ge)B.第一電離能：I1(C)＜I1(Si)＜I1(Ge)C.碳單質(zhì)、晶體硅、SiC均為共價(jià)晶體D.可在周期表中元素Si附近尋找新半導(dǎo)體材料【解析】同一主族元素隨著原子序數(shù)增大，原子半徑增大，A錯(cuò)誤；同一主族元素隨著原子序數(shù)增大，第一電離能逐漸減小，B錯(cuò)誤；碳單質(zhì)中存在C60、C70、C120等分子晶體，C錯(cuò)誤。3.(2023·全國(guó)甲卷)W、X、Y、Z為短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，最外層電子數(shù)之和為19。Y的最外層電子數(shù)與其K層電子數(shù)相等，WX2是形成酸雨的物質(zhì)之一。下列說(shuō)法正確的是(C)A.原子半徑：X>WB.簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)：X<ZC.Y與X可形成離子化合物D.Z的最高價(jià)含氧酸是弱酸【解析】W為N，X為O，Y為Mg，Z為S。同周期主族元素從左到右原子半徑依次減小，原子半徑：W＞X，A錯(cuò)誤；H2O分子間含有氫鍵，H2S分子間沒(méi)有氫鍵，所以簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)：X＞Z，B錯(cuò)誤；Z為S，硫的最高價(jià)含氧酸為硫酸，是強(qiáng)酸，D錯(cuò)誤。4.(2023·全國(guó)乙卷)一種礦物由短周期元素W、X、Y組成，溶于稀鹽酸有無(wú)色無(wú)味氣體生成。W、X、Y原子序數(shù)依次增大。簡(jiǎn)單離子X(jué)2－與Y2＋具有相同的電子結(jié)構(gòu)。下列敘述正確的是(A)A.X的常見(jiàn)化合價(jià)有－1、－2B.原子半徑大小為Y>X>WC.YX的水合物具有兩性D.W單質(zhì)只有4種同素異形體【解析】W為C，X為O，Y為Mg。原子半徑大小為Y＞W(wǎng)＞X，B錯(cuò)誤；YX的水合物為Mg(OH)2，Mg(OH)2沒(méi)有兩性，C錯(cuò)誤；碳的同素異形體有金剛石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳納米管等，種類(lèi)不止4種，D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)1核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與核外電子排布規(guī)律知識(shí)梳理能層與能級(jí)1.原子核外電子的運(yùn)動(dòng)特征：核外電子按能量的不同分成不同的能層；各能層(n)最多容納的電子數(shù)為2n2。2.同一能層的電子，根據(jù)能量的不同又被分成不同能級(jí)；能級(jí)類(lèi)型的種類(lèi)數(shù)與能層數(shù)相對(duì)應(yīng)；同一能層里，能級(jí)的能量：E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf)。能層(n)一二三四五六七符號(hào)KLMNOPQ能級(jí)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s…………最多容納電子數(shù)22626102610142…………281832……2n2原子軌道——電子在原子核外的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)1.電子云：是處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述。s電子云形狀為球形，只有1種空間伸展方向；p電子云形狀為啞鈴形，p電子云有3種空間伸展方向(px，py，pz，它們相互垂直)，即s能級(jí)有1個(gè)原子軌道，p能級(jí)有3個(gè)原子軌道；d能級(jí)有5個(gè)原子軌道；f能級(jí)有7個(gè)原子軌道。2.構(gòu)造原理絕大多數(shù)基態(tài)原子核外電子的排布都遵循構(gòu)造原理。順序如圖。能級(jí)交錯(cuò)：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。泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理1.泡利原理：在一個(gè)原子軌道里，最多只能容納2個(gè)電子，它們的自旋方向相反。2.洪特規(guī)則：基態(tài)原子中，填入能量相同的原子軌道(簡(jiǎn)并軌道)的電子總是先單獨(dú)分占，且自旋平行(注意：全空、半充滿(mǎn)或全充滿(mǎn)狀態(tài)能量最低、最穩(wěn)定)。3.能量最低原理(1)基態(tài)原子：處于最低能量狀態(tài)的原子。(2)能量最低原理：在構(gòu)建基態(tài)原子時(shí)，電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道，使整個(gè)原子的能量最低。[及時(shí)鞏固]寫(xiě)出基態(tài)硫原子的電子排布式和軌道表示式電子排布式軌道表示式價(jià)層電子排布式價(jià)層電子軌道表示式【答案】1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p43s23p4寫(xiě)出以下常見(jiàn)基態(tài)原子、離子簡(jiǎn)化電子排布式微粒簡(jiǎn)化電子排布式微粒簡(jiǎn)化電子排布式FeCrFe2＋Cr3＋Fe3＋NiCuNi2＋Cu＋MnCu2＋Mn2＋ZnZn2＋ScSc2＋TiV【答案】[Ar]3d64s2[Ar]3d54s1[Ar]3d6[Ar]3d3[Ar]3d5[Ar]3d84s2[Ar]3d104s1[Ar]3d8[Ar]3d10[Ar]3d54s2[Ar]3d9[Ar]3d5[Ar]3d104s2[Ar]3d10[Ar]3d14s2[Ar]3d1[Ar]3d24s2[Ar]3d34s2下列說(shuō)法正確的是(A)A.基態(tài)Fe3＋的最外層電子排布式為3s23p63d5B.基態(tài)碳原子價(jià)層電子軌道表示式：C.軌道表示式違背了洪特規(guī)則D.價(jià)層電子軌道表示式違背了泡利原理【解析】基態(tài)碳原子價(jià)層電子排布式為2s22p2，價(jià)層電子軌道表示式為，B錯(cuò)誤；2s軌道上的2個(gè)電子應(yīng)該自旋方向相反，違背了泡利原理，C錯(cuò)誤；3p軌道上電子應(yīng)該自旋方向相同，違背了洪特規(guī)則，D錯(cuò)誤。原子光譜與核外電子的排布1.原子光譜與可見(jiàn)光不同元素原子的電子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光，可以用光譜儀攝取各種元素原子的吸收光譜或發(fā)射光譜，總稱(chēng)原子光譜?？梢?jiàn)光波長(zhǎng)范圍：顏色波長(zhǎng)范圍紅770～622nm橙622～597nm黃597～577nm綠577～492nm藍(lán)、靛492～455nm紫455～350nm2.核外電子的排布規(guī)律(1)在同一原子中各電子層之間的關(guān)系電子層1234n電子層符號(hào)KLMN……離核距離近eq\o(→,\s\up17())遠(yuǎn)電子的能量低eq\o(→,\s\up17())高最多能容納的電子數(shù)2818322n2(2)原子核外電子排布規(guī)律①核外電子總是先排布在能量低的電子層里，然后再由近向遠(yuǎn)，依次排布在能量逐漸升高的電子層。②每個(gè)電子層最多容納的電子數(shù)為2n2個(gè)。③最外層最多容納電子數(shù)不超過(guò)8個(gè)(K層為最外層時(shí)不超過(guò)2個(gè))。④次外層最多容納的數(shù)目不超過(guò)18個(gè)，倒數(shù)第三層不超過(guò)32個(gè)。元素的主要化學(xué)性質(zhì)主要由最外層電子數(shù)決定。考點(diǎn)2元素周期表元素周期律知識(shí)梳理稀有氣體元素的原子核外電子排布元素周期表的結(jié)構(gòu)[易錯(cuò)提醒]①鑭系元素和錒系元素分別位于第六周期和第七周期，均在第ⅢB族(第3列)。從第ⅢB族到第ⅡB族(第3～12列，共10個(gè)縱行)的元素統(tǒng)稱(chēng)為過(guò)渡元素或過(guò)渡金屬元素。②元素周期表與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系周期序數(shù)＝電子層數(shù)；主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)。原子結(jié)構(gòu)與元素周期表1.s區(qū)：特征電子排布ns1～2，均為主族元素，其價(jià)層電子數(shù)＝主族序數(shù)。2.p區(qū)：特征電子排布ns2np1～6(He：1s2除外)，包括第ⅢA～ⅦA族、0族，其中主族元素的價(jià)層電子數(shù)＝主族序數(shù)，0族元素的價(jià)電子數(shù)為8(He為2)。3.d區(qū)：特征電子排布(n－1)d1～9ns1～2，均為金屬元素。4.ds區(qū)：特征電子排布(n－1)d10ns1～2，均為金屬元素。元素周期律1.元素周期律的內(nèi)容元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化的規(guī)律。元素性質(zhì)的周期性變化實(shí)質(zhì)是元素原子的核外電子排布呈周期性變化。2.元素性質(zhì)的周期性變化(1)元素原子最外層電子結(jié)構(gòu)的周期性變化：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子排布呈現(xiàn)1～8個(gè)電子的周期性變化。(2)元素原子半徑的周期性變化：隨著原子序數(shù)的增加，主族元素原子半徑呈現(xiàn)由大變小的周期性變化(不包括稀有氣體，稀有氣體原子半徑突然變大是因其測(cè)量方法與其他原子不同)。(3)元素的電離能(I)的周期性變化氣態(tài)基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫作第一電離能。符號(hào)：I1，單位為kJ/mol。電離能越小，表示在氣態(tài)時(shí)該原子越容易失去電子。同一周期從左到右，元素的第一電離能總體上呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)，第ⅡA、ⅤA族元素的第一電離能大于同周期相鄰元素，原因是價(jià)層電子排布為全充滿(mǎn)或半充滿(mǎn)狀態(tài)[如：I1(N)＞I1(O)]，同一主族從上到下，元素的第一電離能減小。(4)元素的電負(fù)性(χ)的周期性變化電負(fù)性：描述不同元素的原子對(duì)鍵合電子吸引力的大小。原子中用于形成化學(xué)鍵的電子稱(chēng)為鍵合電子。電負(fù)性大的元素顯負(fù)價(jià)，電負(fù)性小的元素顯正價(jià)。金屬元素的電負(fù)性一般小于1.8；非金屬元素的電負(fù)性一般大于1.8。元素的電負(fù)性越大，元素的非金屬性越強(qiáng)，反之越弱。在元素周期表中，同周期從左到右，元素的電負(fù)性逐漸增大(稀有氣體元素除外)，同主族從上到下元素，元素的電負(fù)性逐漸減小。(5)元素主要化合價(jià)呈周期性的變化一般情況下，主族元素的最高化合價(jià)等于主族的族序數(shù)，最低負(fù)價(jià)等于原子核外最外層電子數(shù)－8；最高正化合價(jià)＋|最低負(fù)化合價(jià)|＝8。F元素沒(méi)有正價(jià)，O元素一般沒(méi)有正價(jià)，金屬元素沒(méi)有負(fù)價(jià)。(6)元素的金屬性和非金屬性呈周期性變化元素的金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)的還原性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)氫氧化物的堿性越強(qiáng)；元素的非金屬性越強(qiáng)，其單質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，對(duì)應(yīng)的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)。3.用原子結(jié)構(gòu)理論解釋同一周期元素(稀有氣體除外)、同一主族元素性質(zhì)的變化規(guī)律(1)用原子結(jié)構(gòu)理論來(lái)解釋同一周期元素(稀有氣體除外)性質(zhì)的變化規(guī)律：同一周期元素的原子，核外電子層數(shù)相同，從左到右隨著核電荷數(shù)的遞增，最外層電子數(shù)逐漸增加，原子核對(duì)最外層電子的吸引力增強(qiáng)，所以原子半徑逐漸減小，元素的原子得電子的能力逐漸增強(qiáng)，失電子的能力逐漸減弱。結(jié)論：同一周期的主族元素，從左到右金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。(2)用原子結(jié)構(gòu)理論來(lái)解釋同一主族元素性質(zhì)的變化規(guī)律：同一主族元素的原子，最外層電子數(shù)相同，所以性質(zhì)具有相似性。由于它們從上到下隨著核電荷數(shù)的增大，電子層數(shù)逐漸增加，原子半徑逐漸增大，原子核對(duì)最外層電子的吸引力減弱，所以元素的原子得電子的能力逐漸減弱，失電子的能力逐漸增強(qiáng)。結(jié)論：同一主族的元素，從上到下金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱?！八耐备拍畹谋容^名稱(chēng)同位素同素異形體同系物同分異構(gòu)體定義質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同組成元素相同、結(jié)構(gòu)不同結(jié)構(gòu)相似、分子組成相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)分子式相同、結(jié)構(gòu)不同對(duì)象原子(核素)單質(zhì)有機(jī)化合物化合物實(shí)例eq\o\al(13,6)C與eq\o\al(12,6)C金剛石與石墨、C60；紅磷與白磷；O2與O3甲烷與乙烷正丁烷與異丁烷常見(jiàn)原子或離子的結(jié)構(gòu)或性質(zhì)的特點(diǎn)1.短周期元素中原子結(jié)構(gòu)的特殊性原子核中無(wú)中子的原子：eq\o\al(1,1)H。最外層有1個(gè)電子的元素：H、Li、Na。最外層有2個(gè)電子的元素：Be、Mg、He。最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的元素：Be、Ar。最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的元素：C；是次外層電子數(shù)3倍的元素：O。電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的元素：H、Be、Al。電子總數(shù)為最外層電子數(shù)2倍的元素：Be；電子層數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素：Li。次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素：Li、Si。內(nèi)層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素：Li、P。最外層電子數(shù)是電子層數(shù)2倍的元素：He、C、S；是電子層數(shù)3倍的元素：O。2.與稀有氣體核外電子結(jié)構(gòu)相同的離子與He原子電子結(jié)構(gòu)相同的離子：H－、Li＋、Be2＋。與Ne原子電子結(jié)構(gòu)相同的離子：F－、O2－、N3－、Na＋、Mg2＋、Al3＋。與Ar原子電子結(jié)構(gòu)相同的離子：Cl－、S2－、K＋、Ca2＋。3.短周期主族元素在周期表的特殊位置主族序數(shù)(最外層電子數(shù))等于周期序數(shù)(電子層數(shù))的元素：H、Be、Al。主族序數(shù)(最外層電子數(shù))等于周期序數(shù)(電子層數(shù))2倍的元素：C、S。主族序數(shù)(最外層電子數(shù))等于周期序數(shù)(電子層數(shù))3倍的元素：O。周期序數(shù)(電子層數(shù))等于主族序數(shù)(最外層電子數(shù))2倍的元素：Li。周期序數(shù)(電子層數(shù))等于主族序數(shù)(最外層電子數(shù))3倍的元素：Na。最高正價(jià)是最低負(fù)價(jià)絕對(duì)值3倍的短周期元素：S。最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)代數(shù)和為0的短周期元素：C、Si、H。最高正價(jià)不等于主族序數(shù)的元素：O、F(無(wú)正價(jià))。4.主族元素性質(zhì)、存在、用途的特殊性H元素是最輕的元素。C元素是形成化合物種類(lèi)最多的元素；金剛石是自然界硬度最大的物質(zhì)；eq\o\al(14,6)C可以用于考古。O元素是地殼中含量最多的元素，在常溫下氧的氫化物(H2O)為液態(tài)。N元素是空氣中含量最多的元素，其氣態(tài)氫化物(NH3)的水溶液呈堿性。F2是最活潑的非金屬單質(zhì)，F(xiàn)無(wú)正價(jià)，無(wú)含氧酸；氣態(tài)氫化物(HF)穩(wěn)定；氫氟酸可由螢石(CaF2)與濃硫酸反應(yīng)制得；氫氟酸可在玻璃上刻字繪畫(huà)。Al元素的最高價(jià)氧化物的水化物[Al(OH)3]既能與強(qiáng)酸反應(yīng)，又能與強(qiáng)堿反應(yīng)。S元素的氣態(tài)氫化物能和它的氧化物在常溫下反應(yīng)生成S單質(zhì)。常見(jiàn)的能形成同素異形體的元素有：C、P、O、S。[?？寂袛郵判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)(2020·江蘇卷)NaOH的堿性比Mg(OH)2的強(qiáng)(√)(2)(2020·江蘇卷)原子的最外層電子數(shù)n：n(Na)＜n(Mg)＜n(Cl)＜n(Br)(×)(3)(2020·江蘇卷)原子半徑：r(Br)＞r(Cl)＞r(Mg)＞r(Na)(×)(4)(2020·新課標(biāo)Ⅲ卷)鈉元素的氧化物水化物為強(qiáng)堿(√)(5)(2020·新課標(biāo)Ⅱ卷)B元素的氟化物BF3中原子均為8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(×)(6)(2020·新課標(biāo)Ⅰ卷)P元素僅能形成一種含氧酸(×)(7)(2020·新課標(biāo)Ⅰ卷)Al和P元素均可形成三氯化物(√)(8)(2020·新課標(biāo)Ⅱ卷)N元素的最高價(jià)氧化物的水化物為強(qiáng)酸(√)(9)(2019·北京卷)中國(guó)科學(xué)院院士張青蓮教授曾主持測(cè)定了銦(49In)，In是第五周期第ⅢA族元素(√(10)原子半徑：Na>Mg>Al>S>O(√)[及時(shí)鞏固](1)比較氮元素與氧元素第一電離能的大?。篒1(N)________I1(O)，說(shuō)明原因：。(2)銅、鋅兩種元素的第一電離能、第二電離能如表所示：電離能/(kJ/mol)I1I2銅7461958鋅9061733銅的第一電離能(I1)小于鋅的第一電離能，而銅的第二電離能(I2)卻大于鋅的第二電離能，其主要原因是?！敬鸢浮?1)＞基態(tài)氮原子最外層電子排布為半充滿(mǎn)狀態(tài)(2)Cu原子失去一個(gè)電子后，核外電子排布為[Ar]3d10，全充滿(mǎn)，達(dá)到了較穩(wěn)定狀態(tài)，而鋅原子失去一個(gè)電子后核外電子排布為[Ar]3d104s1，所以Cu的第二電離能相對(duì)較大(2023·安徽質(zhì)量檢測(cè))W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的前20號(hào)主族元素，Y的單質(zhì)與石灰乳反應(yīng)可制備漂白粉，W、X、Y三種元素組成化合物XYW的水溶液能使紅色的布條褪色，Z原子的最外層電子數(shù)與其核外電子總數(shù)之比為1∶10。下列說(shuō)法正確的是(C)A.簡(jiǎn)單離子半徑：Z>Y>X>WB.第一電離能：W<ZC.X、Z均能與W形成既含有離子鍵又含有共價(jià)鍵的化合物D.在自然界中，元素Y既有游離態(tài)，又有化合態(tài)【解析】W為O、X為Na、Y為Cl、Z為Ca。離子半徑：Cl－>Ca2＋>O2－>Na＋，A錯(cuò)誤；第一電離能：O＞Ca，B錯(cuò)誤；Na可以和O形成Na2O2，Ca可以和O形成CaO2，Na2O2和CaO2都是既含離子鍵又含共價(jià)鍵的化合物，C正確；在自然界中氯元素只有化合態(tài)，沒(méi)有游離態(tài)，D錯(cuò)誤。(2023·韶關(guān)一模)短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的相對(duì)位置如圖所示，其中W的氣態(tài)氫化物與其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物能發(fā)生反應(yīng)。下列說(shuō)法正確的是(C)WXYZA.原子半徑大?。篫>Y>XB.簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性：X<YC.Z的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為強(qiáng)酸D.基態(tài)X原子的軌道表示式為【解析】W是N元素，X為O元素，Y為S元素，Z為Cl元素。同周期主族元素從左至右，原子半徑逐漸減小，則Y的半徑大于Z的半徑，A錯(cuò)誤；同主族從上到下，元素的非金屬性逐漸減弱，簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱，則簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性：X>Y，B錯(cuò)誤；Z為Cl元素，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物是HClO4，為強(qiáng)酸，C正確；X為O元素，其基態(tài)原子的軌道表示式為，D錯(cuò)誤。(2022·南京三模)X、Y、Z、W、R為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素。X、Z原子中分別有1個(gè)、7個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全不同的電子，Y原子中各能級(jí)電子數(shù)相等，W原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層的3倍，R的原子半徑是該周期主族元素中最大的。下列說(shuō)法正確的是(B)A.氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：Y>Z>WB.簡(jiǎn)單離子半徑：r(W)>r(R)C.第一電離能：I1(W)>I1(Z)>I1(Y)D.X、Z、W形成的化合物一定不含離子鍵【解析】X、Y、Z、W、R依次為H、C、N、O、Na。非金屬性：O>N>C，熱穩(wěn)定性：H2O>NH3>CH4，A錯(cuò)誤；O2－和Na＋的電子層結(jié)構(gòu)相同，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，離子半徑：O2－>Na＋，B正確；第一電離能：N>O>C，C錯(cuò)誤；H、N、O可形成離子化合物，如硝酸銨等，D錯(cuò)誤。(2022·南通三模)前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。X與Z同主族，且基態(tài)X原子中p能級(jí)和s能級(jí)上的電子數(shù)相同。Y、Z同周期，Y位于第ⅢA族，W最外層有2個(gè)電子。下列說(shuō)法正確的是(C)A.原子半徑：r(X)＜r(Y)＜r(Z)＜r(W)B.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性：W＜YC.第一電離能：I1(Z)＜I1(X)D.基態(tài)W原子內(nèi)層原子軌道均已充滿(mǎn)電子【解析】X、Y、Z、W依次為O、Al、S、Ca。原子半徑：Ca>Al>S>O，A錯(cuò)誤；金屬性：Ca>Al，堿性：Ca(OH)2>Al(OH)3，B錯(cuò)誤；同主族元素從上到下，第一電離能減小，第一電離能：O>S，C正確；Ca原子的M層電子數(shù)為8,3d軌道上未充滿(mǎn)電子，D錯(cuò)誤。1.判斷正誤(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)。(1)K＋的結(jié)構(gòu)示意圖為(×)(2)基態(tài)氮原子的核外電子有5種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(×)(3)白磷和紅磷互為同位素(×)(4)基態(tài)B原子的軌道表示式為(×)(5)離子半徑：r(Li＋)＞r(H－)(×)(6)第一電離能：I1(N)＞I1(O)(√)(7)K＋與S2－具有相同的電子層結(jié)構(gòu)(√)(8)電負(fù)性：O＞N＞H(√)(9)CHCl3、COCl2分子中所有原子的最外層電子都滿(mǎn)足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(×)(10)熱穩(wěn)定性：HCl＞SiH4(√)(11)Cu元素在周期表中位于d區(qū)(×)(12)溴元素位于周期表第四周期第ⅤA族(×)2.(2023·皖南八校三模)短周期元素X、Y、Z、W、E原子序數(shù)依次增大。X是密度最小的金屬，是當(dāng)前動(dòng)力電池的重要組成元素，X與Y同主族，Z原子的K層電子數(shù)比M層電子數(shù)少1個(gè)，W、E相鄰，可形成所有原子最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的E—W—W—E化合物。下列說(shuō)法正確的是(D)A.原子半徑：Z>Y>XB.第一電離能：W>E，電負(fù)性：W<EC.化合物E—W—W—E中E的化合價(jià)為正價(jià)D.Y、Z、W三種元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物能相互反應(yīng)【解析】X為L(zhǎng)i，Y為Na，Z為Al，W為S，E為Cl。同周期主族元素，從左到右原子半徑依次減小，原子半徑：Al＜Na，A錯(cuò)誤；S和Cl為同周期元素，從左到右第一電離能和電負(fù)性均呈增大趨勢(shì)，第一電離能：Cl>S，電負(fù)性：Cl>S，B錯(cuò)誤；化合物S2Cl2中氯元素的化合價(jià)為－1，C錯(cuò)誤。3.(2022·廣東卷)甲～戊均為短周期元素，在元素周期表中的相對(duì)位置如圖所示。戊的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為強(qiáng)酸。下列說(shuō)法不正確的是(C)A.原子半徑：?。疚欤疽褺.非金屬性：戊＞丁＞丙C.甲的氫化物遇氯化氫一定有白煙產(chǎn)生D.丙的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物一定能與強(qiáng)堿反應(yīng)【解析】甲～戊是短周期元素，戊的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物為強(qiáng)酸，則可能是硫酸或高氯酸，若是高氯酸，則戊為Cl，甲為N、乙為F、丙為P、丁為S，若是硫酸，則戊為S，甲為C、乙為O、丙為Si、丁為P。原子半徑：丁＞戊＞乙，A正確；同周期從左到右元素非金屬性逐漸增強(qiáng)，則非金屬性：戊＞?。颈?，B正確；甲的氫化物可能為氨氣，可能為甲烷、乙烷等，若是氨氣，則遇氯化氫有白煙產(chǎn)生，若是甲烷、乙烷等，則遇氯化氫不反應(yīng)，沒(méi)有白煙生成，C錯(cuò)誤；丙的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物可能是硅酸、也可能是磷酸，都能與強(qiáng)堿反應(yīng)，D正確。4.(2023·安徽蚌埠三檢)X、Y、Z、W是前4周期原子序數(shù)依次增大的主族元素，X在元素周期表中非金屬性最強(qiáng)，Y的周期序數(shù)與族序數(shù)相等，Z原子次外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的一半，基態(tài)W原子核外16個(gè)軌道上填有電子。下列說(shuō)法正確的是(C)A.原子半徑：r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)B.Z的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)比X的高C.第一電離能：I1(W)<I1(Y)<I1(Z)D.W最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為可溶性強(qiáng)堿【解析】X為氟，Y為鋁，Z為硫，W為鎵。原子半徑：r(X)<r(Z)<r(Y)<r(W)，A錯(cuò)誤；HF可以形成分子間氫鍵，導(dǎo)致沸點(diǎn)升高，故Z的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)比X的低，B錯(cuò)誤；同一主族從上到下第一電離能變小，同一周期從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì)，第一電離能：I1(W)<I1(Y)<I1(Z)，C正確；W最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為氫氧化鎵，為不溶性弱堿，D錯(cuò)誤。第4講元素周期表與電子排布1.下列敘述正確的是(A)A.硫離子結(jié)構(gòu)示意圖為B.基態(tài)As原子電子排布式為[Ar]4s24p3C.基態(tài)Fe2＋價(jià)層電子排布式為3d54s1D.基態(tài)P原子的價(jià)層電子軌道表示式：【解析】基態(tài)As原子電子排布式為[Ar]3d104s24p3，B錯(cuò)誤；基態(tài)Fe2＋價(jià)層電子排布式為3d6，C錯(cuò)誤；基態(tài)P原子的價(jià)層電子的軌道表示式為，D錯(cuò)誤。2.下列說(shuō)法正確的是(D)A.氧原子的結(jié)構(gòu)示意圖為B.中子數(shù)為8的氮原子表示為eq\o\al(8,7)NC.基態(tài)Mn原子的價(jià)層電子排布圖為D.CuCl2中Cu2＋電子排布式為[Ar]3d9【解析】氧原子最外層電子數(shù)為6，A錯(cuò)誤；中子數(shù)為8的氮原子可表示為eq\o\al(15,7)N，B錯(cuò)誤；基態(tài)Mn原子價(jià)層電子排布圖為，C錯(cuò)誤。3.下列敘述正確的是(B)A.Mn元素在元素周期表的ds區(qū)B.S元素在周期表中位于第三周期ⅥA族C.Fe元素位于周期表第四周期ⅧB(niǎo)族D.ⅣA族元素形成的單質(zhì)均可作為半導(dǎo)體材料【解析】Mn元素位于d區(qū)，A錯(cuò)誤；Fe位于Ⅷ族，C錯(cuò)誤；ⅣA族元素形成的單質(zhì)不都能作半導(dǎo)體材料，如金剛石不導(dǎo)電，石墨能導(dǎo)電，D錯(cuò)誤。4.(2023·青島考前模擬)下列排列順序不正確的是(A)A.原子半徑：Al＞Mg＞NaB.酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4C.熱穩(wěn)定性：HF＞HCl＞H2SD.元素的非金屬性：N＜O＜F【解析】同周期主族元素從左到右原子半徑依次減小，則原子半徑：Na＞Mg＞Al，A錯(cuò)誤。5.(2023·湛江期末)元素周期表中鉍元素的數(shù)據(jù)如圖。下列說(shuō)法正確的是(A)A.Bi元素的相對(duì)原子質(zhì)量是209.0B.基態(tài)Bi原子的價(jià)層電子排布式為6p3C.Bi元素位于第六周期第Ⅴ族D.Bi原子最外層有5個(gè)能量相同的電子【解析】基態(tài)Bi原子的價(jià)層電子排布式為6s26p3，B錯(cuò)誤；Bi元素位于第六周期第ⅤA族，C錯(cuò)誤；由于s軌道和p軌道能量不同，故Bi原子最外層5個(gè)電子的能量不完全相同，D錯(cuò)誤。6.下列化學(xué)式中能表示分子式，且分子中所有原子都滿(mǎn)足最外層8電子結(jié)構(gòu)的是(B)A.BCl3 B.NF3C.K2O2 D.H2O【解析】硼原子的最外層只有6個(gè)電子，A錯(cuò)誤；K2O2屬于離子化合物，不能表示分子式，C錯(cuò)誤；H2O分子中的氫原子滿(mǎn)足最外層為2電子結(jié)構(gòu)，D錯(cuò)誤。7.(2023·南通一模)X、Y、Z、W、Q是原子序數(shù)依次增大且不超過(guò)20的主族元素。X是地殼中含量最多的元素，Y基態(tài)原子核外s能級(jí)和p能級(jí)電子數(shù)相等，Z與X同主族，Q的焰色試驗(yàn)呈紫色。下列說(shuō)法正確的是(A)A.簡(jiǎn)單離子半徑：Z>X>YB.X的第一電離能比同周期的相鄰元素的大C.Z的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強(qiáng)D.Q最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性比Y的弱【解析】X、Y、Z、W、Q依次為O、Mg、S、Cl、K。電子層數(shù)越多，簡(jiǎn)單離子的半徑越大，電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，離子半徑；S2－>O2－>Mg2＋，A正確；第一電離能：N>O，B錯(cuò)誤；非金屬性：Cl>S，穩(wěn)定性：HCl＞H2S，C錯(cuò)誤；金屬性：K＞Mg，堿性：KOH>Mg(OH)2，D錯(cuò)誤。8.(2023·茂名一模)我國(guó)科學(xué)家合成了一種深紫外非線性光學(xué)晶體新材料ABPF，晶體中陰離子為[M11XY19Z3]3－。元素M、X、Y、Z均為短周期元素，M、Y與Z同周期，M的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)多1，Z為電負(fù)性最強(qiáng)的元素，Y是地殼中含量最高的元素，X的3p軌道有3個(gè)電子。下列說(shuō)法不正確的是(D)A.電負(fù)性：Y<ZB.簡(jiǎn)單離子半徑：Y>ZC.簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：X<ZD.M最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物能與鹽酸反應(yīng)【解析】M是B，Z是F，Y是O，X是P。F的電負(fù)性大于O，A正確；電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)越大，半徑越小，故簡(jiǎn)單離子半徑：O2－>F－，B正確；非金屬性：F>P，則簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：HF>PH3，C正確；M最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物為硼酸，硼酸不與鹽酸反應(yīng)，D錯(cuò)誤。9.(2023·南通三模)前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大。X元素位于p區(qū)，且基態(tài)X原子中成對(duì)電子數(shù)是未成對(duì)電子數(shù)的2倍，金屬元素Y的第一電離能比同周期相鄰元素的大，Z元素單質(zhì)常溫下為黃綠色氣體，W與Y同主族。下列說(shuō)法正確的是(C)A.簡(jiǎn)單離子半徑：W>Z>YB.化合物WX2中陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為2∶1C.工業(yè)上常用鋼瓶?jī)?chǔ)運(yùn)Z單質(zhì)D.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性：Y>W【解析】X、Y、Z、W依次為C、Mg、Cl、Ca。Ca2＋、Cl－電子層結(jié)構(gòu)相同，但核電荷數(shù)：Cl<Ca，離子半徑：Cl－>Ca2＋，A錯(cuò)誤；CaC2由Ca2＋和Ceq\o\al(2－,2)構(gòu)成，陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為1∶1，B錯(cuò)誤；常溫下Cl2與鐵不反應(yīng)，工業(yè)上常用鋼瓶?jī)?chǔ)運(yùn)氯氣，C正確；金屬性：Mg<Ca，堿性：Mg(OH)2<Ca(OH)2，D錯(cuò)誤。10.(2023·梅州一模)W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素，Z的最外層電子數(shù)是W和X的最外層電子數(shù)之和，也是Y的最外層電子數(shù)的2倍，Y是地殼中含量最多的金屬元素。W和X的單質(zhì)常溫下均為氣體。下列敘述正確的是(B)A.原子半徑：Z>Y>XB.電負(fù)性：X>W>YC.W、X形成的化合物只含有極性共價(jià)鍵D.Y的氧化物屬于堿性氧化物【解析】W為H，X為N，Y為Al，Z為S。電子層數(shù)越多原子半徑越大，若電子層數(shù)相同，則核電荷數(shù)越大原子半徑越小，原子半徑：Al>S>N，A錯(cuò)誤；W與X形成的化合物有NH3和N2H4，N2H4中存在N—N非極性鍵和N—H的極性鍵，C錯(cuò)誤；Y的氧化物Al2O3為兩性氧化物，D錯(cuò)誤。11.(2023·南通二模)X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素。X和Y的基態(tài)原子s能級(jí)電子總數(shù)均等于其p能級(jí)電子總數(shù)，Z的原子最外層電子數(shù)是Y原子最外層電子數(shù)的2倍，W和X位于同一主族。下列說(shuō)法不正確的是(B)A.Z單質(zhì)可用于制作半導(dǎo)體材料B.元素Z、W的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物都是強(qiáng)酸C.元素X的簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強(qiáng)D.簡(jiǎn)單離子半徑：r(W)>r(X)>r(Y)【解析】X、Y、Z、W依次為O、Mg、Si、S。硅酸為弱酸，B錯(cuò)誤。12.(2023·東莞期末)R、X、Y、Z四種元素位于元素周期表前四周期，圖中粗實(shí)線為金屬與非金屬的分界線。下列說(shuō)法正確的是(B)A.簡(jiǎn)單離子半徑：Y>XB.電負(fù)性：X>R>ZC.第一電離能：R<XD.Y單質(zhì)與R的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物不反應(yīng)【解析】R為N，X為O，Y為Al，Z為As。O2－和Al3＋核外具有相同的電子數(shù)，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)越少離子半徑越大，故O2－>Al3＋，A錯(cuò)誤；同周期主族元素，從左到右電負(fù)性增大，同主族元素，從下到上電負(fù)