2018届一轮复习鲁科版 原子结构 学案

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第11章 物质结构与性质(选修3)‎ 第1节 原子结构 学习目标 ‎1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理，能正确书写1～36号元素原子核外 电子、价电子的电子排布式和轨道表达式。‎ ‎2．了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。‎ ‎3.了解电子在原子轨道之间跃迁及其简单应用。‎ ‎4．了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。 ‎ 考点一　原子结构 一、理清2个概念 ‎1．电子层(或能层)：原子核外电子是分层排布的，根据电子的能量差异，可将核外电子分成不同的电子层。‎ ‎2．能级：在多电子原子中，同一电子层的电子，能量也可能不同，不同能量的电子分成不同的能级。‎ ‎3．电子层与能级的关系 电子层 一 二 三 四 五……‎ 符号 K L M N O……‎ 能级 ‎1s ‎2s 2p ‎3s 3p 3d ‎4s 4p 4d 4f ‎5s 5p……‎ 最多 电子数 ‎2‎ ‎2 6‎ ‎2　6 10‎ ‎ 2 6 1014‎ ‎26……‎ 电子离 核远近 近→远 电子能 量高低 低→高 二、熟记原子轨道的形状、数目和能量关系 三、掌握基态原子核外电子排布 ‎1．排布原则 ‎[注意]　当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)、全空(p0、d0、f0)时原子的能量最低，如24Cr的电子排布式为[Ar]3d54s1,29Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1。‎ ‎2．填充顺序——构造原理 绝大多数元素的原子核外电子的排布遵循如图所示的排布顺序，人们把它称为构造原理。它是书写基态原子核外电子排布式的依据。‎ ‎3．电子排布式和轨道表示式(或电子排布图)‎ 以硫原子为例 电子排布式 ‎1s22s22p63s23p4‎ 简化电子排布式 ‎[Ne]3s23p4‎ 轨道表示式(或电子排布图)‎ 价电子排布式 ‎3s23p4‎ ‎　　四、明晰原子的状态和原子光谱 ‎1．原子的状态 ‎(1)基态原子：处于最低能量的原子。‎ ‎(2)激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，从低能级跃迁到较高能级状态的原子。‎ ‎2．原子光谱 不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。‎ ‎3．基态、激发态及光谱示意图 ‎[基点小练]‎ ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)p能级能量一定比s能级的能量高(×)‎ ‎(2)基态钠原子的电子排布式为1s22s22p62d1(×)‎ ‎(3)基态磷原子的轨道表示式为 ‎ (×)‎ ‎(4)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多(×)‎ ‎(5)Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2(×)‎ ‎(6)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等(×)‎ ‎2．请用核外电子排布的相关规则解释Fe3＋较Fe2＋更稳定的原因。‎ 提示：26Fe的价电子排布式为3d64s2，Fe3＋的价电子排布式为3d5，Fe2＋的价电子排布式为3d6。根据“能量相同的轨道处于全空、全满和半满时能量最低”的原则，3d5处于半满状态，结构更稳定，所以Fe3＋较Fe2＋更稳定。‎ 本考点是一些识记性的基础知识，在高考中，常以某个问题出现在非选择题中，结合原子结构与元素的性质进行综合考查，高考再现率极高，在备考复习中，以下基础知识要理清。‎ ‎1．按要求填空。‎ ‎(1)(2016·全国甲卷)镍元素基态原子的电子排布式为________，3d能级上的未成对电子数为________。‎ ‎(2)(2016·全国乙卷)基态Ge原子的核外电子排布式为________，有________个未成对电子。‎ ‎(3)(2016·江苏高考)Zn2＋基态核外电子排布式为______。‎ ‎(4)(2015·全国卷Ⅰ)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用________________________________________________________________________‎ 形象化描述。在基态 14C原子中，核外存在________对自旋相反的电子。‎ ‎(5)(2014·全国卷Ⅰ)基态Fe原子有________个未成对电子。Fe3＋的电子排布式为________________________________________________________________________。‎ ‎(6)(2014·福建高考)基态硼原子的电子排布式为______________。‎ ‎(7)(2014·安徽高考)S的基态原子核外有________个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为______________。‎ ‎(8)(2013·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________。‎ 解析：(1)Ni是28号元素，根据核外电子的排布规律可知，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2。根据洪特规则可知，Ni原子3d能级上8个电子尽可能分占5个不同的轨道，其未成对电子数为2。‎ ‎(2)Ge(锗)元素在周期表的第四周期、第ⅣA族，因此核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2，p轨道上的2个电子是未成对电子。‎ ‎(3)Zn为30号元素，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，失去最外层的2个电子即可得到Zn2＋，Zn2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。‎ ‎(4)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布用电子云形象地描述。基态 14C原子的轨道表示式为，则核外存在2对自旋相反的电子。‎ ‎(5)基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，其中3d能级有4个轨道未充满，含有4个未成对电子。Fe原子失去4s轨道的2个电子和3d轨道的1个电子形成Fe3＋，则其电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。‎ ‎(6)B是5号元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p1。‎ ‎(7)基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，有2个未成对电子，Si是14号元素，基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2。‎ ‎(8)Si的最高能层为第三能层，其符号为M，该能层有 1个 ‎ s轨道、3个p轨道和5个d轨道，共9个轨道，Si在该能层有4个电子。‎ 答案：(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2　2‎ ‎(2)1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2　2‎ ‎(3)1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10‎ ‎(4)电子云　2‎ ‎(5)4　1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)　(6)1s22s22p1‎ ‎(7)2　1s22s22p63s23p2　(8)M　9　4‎ ‎2．(2017·太原模拟)下列各项叙述正确的是(　　)‎ 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．所有原子任一电子层的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：选C　镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子吸收能量，由基态转化成激发态，A错误；价电子排布为5s25p1的元素，位于第五周期第ⅢA族，是p区元素，B错误；所有原子任一电子层的s电子云轮廓图都是球形，电子层能量越大，球的半径越大，C正确；24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，半充满轨道能量较低，D错误。‎ ‎3．(2017·天水模拟)下列轨道表示式能表示氮原子的最低能量状态的是(　　)‎ 解析：选A　A项，符合电子的基态排布原理，表示氮原子的最低能量状态，正确；B、C项，2p的3个电子排布违背洪特规则，不是基态原子的排布，错误；D项，表示B原子的基态核外电子，错误。‎ ‎4．下列关于钠元素的几种表达式错误的是(　　)‎ A．Na＋的轨道表示式：‎ B．Na＋的结构示意图：‎ C．Na的电子排布式：1s22s22p53s2‎ D．Na的简化电子排布式：[Ne]3s1‎ 解析：选C　A项，钠离子核外电子数为10，核外电子排布式为1s22s22p6，轨道表示式：；B项，Na＋的结构示意图为 ‎；C项，基态Na原子的电子排布式：1s22s22p63s1，符合题意；D项，Na的简化电子排布式：[Ne]3s1。‎ ‎5．(2017·昆明模拟)下列各组表述中，两个原子不属于同种元素原子的是(　　)‎ A．3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子的排布式为1s22s22p63s23p2的原子 B．2p能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子和原子的最外层电子排布式为2s22p5的原子 C．M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子 D．最外层电子数是核外电子总数的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子 解析：选C　A项，3p能级有一个空轨道的基态原子，按洪特规则可得其3p轨道上只能有两个电子，所以两个原子是同种元素的原子；B项，2p能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子，它的2p能级上只能是5个电子，所以两原子是同种元素的原子；C项，M层全充满而N层为4s2的原子，其M层应为18个电子，而后者的M层上只有8个电子，所以两原子不是同种元素的原子；D项，最外层电子数是核外电子总数的的原子中，最外层电子数要小于或等于8个电子，且电子总数为5的倍数，所以可得该原子可能是原子序数为5、10、15、20、25、30、35、40，其中满足最外层电子数是核外电子总数的且符合核外电子排布规则的只能是35号元素，该元素原子的外围电子排布式为4s24p5，所以两原子是同种元素的原子。‎ ‎“两原理，一规则”的正确理解 ‎(1)原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规则、泡利不相容原理，若违背其一，则原子能量不处于最低状态。‎ ‎[注意]　在写基态原子的轨道表示式时，常出现以下错误：‎ ‎ (2)半充满、全充满状态的原子结构稳定，即ns2、np3、np6等处于相对稳定结构状态。如Cr：3d54s1、Mn：3d54s2、Cu：3d104s1、Zn：3d104s2。‎ ‎(3)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写时，仍把(n－1)d放在ns前。‎ 考点二　原子结构与元素的性质 对应学生用书P251‎ 一、熟记原子结构与元素周期表的关系 ‎1．原子结构与元素周期表的关系 周期 电子层数 每周期第一种元素 每周期最后一种元素 原子序数 基态原子的 电子排布式 原子 序数 基态原子的电子排布式 二 ‎2‎ ‎3‎ ‎[He]2s1‎ ‎10‎ ‎1s22s22p6‎ 三 ‎3‎ ‎11‎ ‎[Ne]3s1‎ ‎18‎ ‎1s22s22p63s23p6‎ 四 ‎4‎ ‎19‎ ‎[Ar]4s1‎ ‎36‎ ‎1s22s22p63s23p63d104s24p6‎ 五 ‎5‎ ‎37‎ ‎[Kr]5s1‎ ‎54‎ ‎1s22s22p63s23p63d104s24p6‎ ‎4d105s25p6 　　　　　　‎ 六 ‎6‎ ‎55‎ ‎[Xe]6s1‎ ‎86‎ ‎1s22s22p63s23p63d104s24p6‎ ‎4d104f145s25p65d106s26p6 ‎ ‎2．每族元素的价电子排布特点 ‎(1)主族 主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 排布 特点 ns1‎ ns2‎ ns2np1‎ ns2np2‎ ns2np3‎ ns2np4‎ ns2np5‎ ‎(2)0族：He：1s2；其他：ns2np6。‎ ‎(3)过渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2(Pd除外)。‎ ‎3．元素周期表的分区 ‎(1)根据原子核外电子排布分区 ‎①分区简图：‎ ‎②各区元素分布及性质与价电子排布特点：‎ 分区 元素分布 价电子排布 元素性质特点 s区 ⅠA、ⅡA族 ns1～2‎ 除氢外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反应 p区 ⅢA族～ⅦA 族、0族　　‎ ns2np1～6‎ 通常是最外层电子参与反应 d区 ⅢB族～ⅦB 族、Ⅷ族(除 镧系、锕系外)‎ ‎(n－1)d1～9ns1～2‎ ‎(Pd除外)‎ d轨道可以不同程度地参与化学键的形成 ds区 ⅠB族、ⅡB族 ‎(n－1)d10ns1～2‎ 金属元素 f区 镧系、锕系 ‎(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2‎ 镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近 ‎(2)根据元素金属性与非金属性分区 ‎①分区简图：‎ ‎②特别说明：处于金属与非金属交界线(又称梯形线)附近的非金属元素具有一定的金属性，又称为半金属或准金属，但不能叫两性非金属。‎ 二、掌握元素周期律 ‎1．电离能、电负性 ‎(1)第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。‎ ‎(2)电负性：用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越强。‎ ‎2．原子结构与元素性质的递变规律 项目 同周期(从左→右)‎ 同主族(从上→下)‎ 原子核外 电子排布 ‎ 电子层数相同，最外层电子数 逐渐增多 最外层电子数相同，电子层数递增 原子半径 逐渐减小(0族除外)‎ 逐渐增大 元素主要 化合价 最高正价由＋1→＋7(O，F除外)，最低负价由－4→－1‎ 最高正价＝主族序数(O，F除外)，非金属最低负价＝主族序数－8‎ 原子得、‎ 失电子能力 得电子能力逐渐增强；‎ 失电子能力逐渐减弱 得电子能力逐渐减弱；‎ 失电子能力逐渐增强 第一电离能 增大的趋势 逐渐减小 电负性 逐渐增大 逐渐减小 元素金属性、‎ 非金属性 金属性逐渐减弱；非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强；‎ 非金属性逐渐减弱 ‎　　3.对角线规则 在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的。如右所示。‎ ‎[注意]　(1)“外围电子排布”即“价电子层”，对于主族元素，价电子层就是最外电子层，而对于过渡元素原子不仅仅是最外电子层，如Fe的价电子层排布为3d64s2。‎ ‎(2)主族元素的最高正价(O、F除外)＝族序数＝8－|最低负价|。‎ ‎(3)金属活动性顺序与元素相应的电离能大小顺序不完全一致，故不能根据金属活动性顺序判断电离能的大小。‎ ‎(4)共价化合物中，两种元素电负性差值越大，它们形成共价键的极性就越强。‎ ‎[基点小练]‎ ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)共价化合物中，成键元素电负性大的表现为负价(√)‎ ‎(2)根据元素周期律，氮与氧相比，后者的第一电离能大(×)‎ ‎(3)过渡元素中含有非金属元素(×)‎ ‎(4)s区全部是金属元素(×)‎ ‎(5)电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大(×)‎ ‎(6)价电子排布为4s24p3的元素位于第四周期ⅤA族，是p区元素(√)‎ ‎(7)价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期ⅠA族，是s区元素(×)‎ ‎2．第四周期中，未成对电子数最多的元素是________。(填名称)‎ ‎(1)它位于第________族。‎ ‎(2)核外电子排布式是____________________________________________________。‎ ‎(3)它有________个能层，________个能级，________种运动状态不同的电子。‎ ‎(4)价电子排布式：________，价电子排布图：________________________________________________________________________。‎ ‎(5)属于________区。‎ 答案：铬　(1)ⅥB　(2)1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1(3)4　7　24　(4)3d54s1　‎ ‎ (5)d ‎3．为什么Mg的第一电离能比Al大，P的第一电离能比S大？‎ 提示：Mg的电子排布式为1s22s22p63s2，P的电子排布式为1s22s22p63s23p3，镁原子、磷原子最外层的3s2、3p3能级中，电子处于全满或半满稳定状态，失电子较难。‎ ‎4．为什么Na容易形成＋1价离子，而Mg、Al易形成＋2价、＋3价离子？‎ 提示：Na的I1比I2小很多，电离能差值很大，说明失去第一个电子比失去第二个电子容易得多，所以Na容易失去一个电子形成＋1价离子；Mg的I1和I2相差不多，而I2比I3小很多，所以Mg容易失去两个电子形成＋2价离子；Al的I1、I2、I3相差不多，而I3比I4小很多，所以Al容易失去三个电子形成＋3价离子。‎ 题点(一)　电离能及其应用 ‎1．已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol－1。请根据表中所列数据判断，下列说法错误的是(　　)‎ 元素 I1‎ I2‎ I3‎ I4‎ X ‎500‎ ‎4 600‎ ‎6 900‎ ‎9 500‎ Y ‎580‎ ‎1 820‎ ‎2 750‎ ‎11 600‎ A.元素X的常见化合价是＋1价 B．元素Y是第ⅢA族元素 C．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl D．若元素Y处于第三周期，它可与冷水剧烈反应 解析：选D　由数据分析X中I2≫I1，X易呈＋1价，为第ⅠA族元素，A、C均正确；Y中I4≫I3，易呈＋3价，应在第ⅢA族，B正确；若Y处于第三周期，则Y为铝元素，Al不与冷水反应，D错误。‎ ‎2．根据表中所列五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kJ·mol－1)，回答下列问题：‎ 元素代号 I1‎ I2‎ I3‎ I4‎ Q ‎2 080‎ ‎4 000‎ ‎6 100‎ ‎9 400‎ R ‎500‎ ‎4 600‎ ‎6 900‎ ‎9 500‎ S ‎740‎ ‎1 500‎ ‎7 700‎ ‎10 500‎ T ‎580‎ ‎1 800‎ ‎2 700‎ ‎11 600‎ U ‎420‎ ‎3 100‎ ‎4 400‎ ‎5 900‎ ‎(1)在元素周期表中，最可能处于同一族的是________(填字母，下同)。‎ A．Q和R　　　　 B．S和T　　　　　C．T和U D．R和T　　　　　E．R和U ‎(2)下列离子的氧化性最弱的是________。‎ A．S2＋　　　　　　　　　 B．R2＋‎ C．T3＋ D．U＋‎ ‎(3)下列元素中，化学性质和物理性质最像Q元素的是________。‎ A．硼 B．铍 C．氦 D．氢 ‎(4)每种元素都出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况，这一事实从一个侧面说明：________________________________________________________________________，‎ 如果U元素是短周期元素，你估计它的第2次电离能突跃数据将发生在失去第________个电子时。‎ ‎(5)如果R、S、T是同周期的三种主族元素，则它们的原子序数由小到大的顺序是____________，其中________元素的第一电离能异常高的原因是____________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)根据电离能的变化趋势知，Q为稀有气体元素，R为第ⅠA族元素，S为第ⅡA族元素，T为第ⅢA族元素，U为第ⅠA族元素，所以R和U处于同一主族。‎ ‎(2)由于U＋为第ⅠA族元素且比R电离能小，所以U＋的氧化性最弱。‎ ‎(3)由于Q是稀有气体元素，所以氦的物理性质和化学性质与其最像。‎ ‎(4)电离能的突跃变化，说明核外电子是分层排布的。若U是短周期元素，则U是Na，其核外电子排布式为1s22s22p63s1，由于2s22p6所处能层相同，所以它的第2次电离能突跃数据发生在失去第10个电子时。‎ ‎(5)同一周期，第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族比相邻元素要高，因为其最外层电子呈全充满或半充满结构。‎ 答案：(1)E　(2)D　(3)C ‎(4)电子分层排布，各能层能量不同　10‎ ‎(5)R3d C．5d＞4f D．5p＞4d 解析：选B　B项，3d能级的能量高于4s能级的能量，B项错误。‎ ‎3．在d轨道中电子排布成，而不能排布成，其最直接的根据是(　　)‎ 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 解析：选D　据图知，4个电子占据不同的轨道且自旋状态相同，其根据是洪特规则。‎ ‎4．(2017·南充模拟)若某原子在处于能量最低状态时，外围电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是(　　)‎ A．该元素原子处于能量最低状态时，原子中共有3个未成对电子 B．该元素原子核外共有5个电子层 C．该元素原子的M电子层共有8个电子 D．该元素原子最外层共有3个电子 解析：选B　A项，该元素原子处于能量最低状态时，只有4d能级上有1个未成对电子，错误；B项，该原子核外有5个电子层，正确；C项，该元素原子M电子层电子排布为3s23p63d10，共有18个电子，错误；D项，该原子最外层上有2个电子，错误。‎ ‎5．(2013·山东高考)下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是(　　)‎ ‎ ‎ 解析：选A　同主族元素从上到下电负性依次减小，A正确；卤族元素中氟无正价，B错误；HF分子间存在氢键，HF熔沸点最高，C错误；卤族元素从上到下单质分子间范德华力依次增大，熔点依次升高，D错误。‎ ‎6．(2017·忻州模拟)下列叙述中正确的是(　　)‎ A．同周期元素中，ⅦA族元素的原子半径最大 B．ⅥA族元素的原子，其半径越大，越容易得到电子 C．当各轨道处于全满、半满、全空时原子较稳定 D．同一周期中，碱金属元素的第一电离能最大 解析：选C　同周期元素中，从左至右原子半径依次减小，所以同周期元素中，ⅦA族元素的原子半径最小，A错误；ⅥA族元素的原子，其半径越大，越不容易得电子，B错误；当各轨道处于全满、半满、全空时，能量最低，原子较稳定，C正确；同一周期中，碱金属元素的第一电离能最小，D错误。‎ ‎7．A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素，其中A、B、C、D、E为短周期元素，F为第四周期元素，F还是前四周期中电负性最小的元素。‎ 已知：A原子的核外电子数与电子层数相等；B元素原子的核外p电子数比s电子数少1个；C原子的第一至第四电离能为I1＝738 kJ·mol－1，I2＝1 451 kJ·mol－1，I3＝7 733 kJ·mol－1，I4＝10 540 kJ·mol－1；D原子核外所有p轨道为全充满或半充满；E元素的族序数与周期序数的差为4。‎ ‎(1)写出E元素在周期表中位置：________；D元素的原子的核外电子排布式：________________________________________________________________________。‎ ‎(2)某同学根据题目信息和掌握的知识分析C的核外电子排布为。该同学所画的轨道表示式违背了________。‎ ‎(3)已知BA5为离子化合物，写出其电子式：________。‎ ‎(4)基态F原子的电子排布式为_______________________________________________。‎ 解析：由题意分析知F为K，A为H，B为N；由电离能知C的＋2价稳定，为Mg，D为P，E为Cl。‎ ‎(2)该同学未排满3s能级就排3p能级，违背了能量最低原理。‎ ‎(3)NH5为离子化合物，则为铵盐，存在NH和H－。‎ ‎(4)F为19号元素钾，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1。‎ 答案：(1)第三周期第ⅦA族　1s22s22p63s23p3‎ ‎(2)能量最低原理　(3)‎ ‎(4)1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1‎ ‎[课下提能练]‎ ‎1．下列说法或有关化学用语的表达正确的是(　　)‎ A．在基态多电子原子中，p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量 B．基态Fe原子的外围轨道表示式为 ‎ C．因氧元素电负性比氮元素大，故氧原子第一电离能比氮原子第一电离能大 D．根据原子核外电子排布的特点，Cu在元素周期表中位于s区 解析：选B　同一能层中的p轨道电子能量一定比s轨道电子能量高，但外层s轨道电子能量比内层p轨道电子能量高，A错误；基态铁原子外围电子排布式为3d64s2，外围电子排布图为，B正确；N原子的2p轨道处于半充满状态，第一电离能大于氧原子，C错误；Cu的外围电子排布式为3d104s1，位于元素周期表的ds区，D错误。‎ ‎2．(2017·朔州模拟)如图是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况，其中正确的是(　　)‎ 解析：选D　同一轨道电子自旋状态相同，违背泡利不相容原理，A错误；2p能级有3个电子，应在3个不同的轨道，违背洪特规则，B错误；同能级不同轨道的成单电子自旋状态不同，违背了洪特规则，C错误，D正确。‎ ‎3．(2017·上海青浦区模拟)下列描述中正确的是(　　)‎ A．氮原子的价电子轨道表示式：‎ B．2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等 C．价电子排布为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族，是p区元素 D．钠原子由1s22s22p63s1→1s22s22p63p1时，原子释放能量，由基态转化成激发态 解析：选C　氮原子的轨道表示式应为，A错误；2p和3p轨道形状均为哑铃形，但是原子轨道能量3p>2p，B错误；价电子排布为4s24p3的元素有4个电子层，最外层电子数为5，位于第四周期第ⅤA族，属于p区元素，C正确；基态Na原子的电子排布式为1s22s22p63s1，由基态转化成激发态1s22s22p63p1时，电子能量增大，需要吸收能量，D错误。‎ ‎4．下列有关轨道表示式的表述正确的是(　　)‎ 解析：选A　A．单核10电子粒子基态时电子排布式为1s22s22p6，每个轨道内排布2个电子，自旋状态相反，正确；B.此图违背了洪特规则，错误；C.正确的轨道表示式为 ，错误；D.该轨道表示式中的电子没有激发跃迁到能量更高的轨道上，错误。‎ ‎5．下列关于电离能和电负性的说法不正确的是(　　)‎ A．第一电离能的大小：Mg>Al B．锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳 C．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碳 D．F、K、Fe、Ni四种元素中电负性最大的是F 解析：选B　同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA族元素的第一电离能比相邻的第ⅢA族元素的第一电离能大，A正确；同一主族元素的第一电离能自上而下逐渐减小，锗的第一电离能低于碳，B不正确；Ni的价电子排布为3d84s2‎ ‎，未成对电子数为2，第二周期未成对电子数为2的元素有C和O，同周期从左到右电负性逐渐增大，则电负性CO，O、S同主族，第一电离能O>S，即N、O、S中第一电离能最大的是N元素；Cu的价电子排布为3d104s1，其价层电子轨道示意图为↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓ ↑ 。‎ ‎(4)①由电离能数据可知，该元素呈＋3价。②Ge的最高正价为＋4价。③Ge位于金属和非金属的分界线上，故其可做半导体材料，其氯化物和溴化物为分子晶体，相对分子质量越大，其沸点越高。‎ 答案：(1)①三　ⅣA　②1s22s22p3　1‎ ‎③＞　＜　＞　＜‎ ‎(2)O　1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)‎ ‎(3)N　↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓ ↑ ‎ ‎(4)①Al　②1s22s22p63s23p63d104s24p2　GeCl4　③CD ‎13．Ⅰ.Na、Cu、O、Si、S、Cl是常见的六种元素。‎ ‎(1)Na位于元素周期表第________周期第__________族；S的基态原子核外有________个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为_____________________________________。‎ ‎(2)用“>”或“<”填空：‎ 第一电离能 离子半径 熔点 酸性 Si______S O2－______Na＋‎ NaCl______Si H2SO4______HClO4‎ Ⅱ.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：‎ ‎(3)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构的知识解释发光的原因：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)o、p两元素的部分电离能数据列于下表：‎ 元素 o p 电离能/(kJ·mol－1)‎ I1‎ ‎717‎ ‎759‎ I2‎ ‎1 509‎ ‎1 561‎ I3‎ ‎3 248‎ ‎2 957‎ 比较两元素的I2、I3可知，气态o2＋再失去一个电子比气态p2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是______________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(5)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如图甲所示，其中电负性最大的是____________(填图中的序号)。‎ ‎(6)表中所列的某主族元素的电离能情况如图乙所示，则该元素是____________(填元素符号)。‎ 解析：(1)Na元素位于元素周期表第三周期第ⅠA族；S的基态原子核外未成对电子处于3p能级，共2个未成对电子；Si原子基态电子排布式为1s22s22p63s23p2。‎ ‎(2)同一周期元素，随着原子序数的增加，原子核对电子的吸引力增强，第一电离能增大，所以第一电离能：S>Si；核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：O2－>Na＋；一般来说，原子晶体(Si)的熔点高于离子晶体(NaCl)的熔点，故熔点：Si>NaCl；元素的非金属性越强，元素最高价氧化物的水化物的酸性越强，因为非金属性Cl>S，所以酸性：HClO4>H2SO4。‎ ‎(3)h为Mg元素，Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，原因是电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量。‎ ‎(4)o元素为Mn，其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，Mn2＋的基态离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，其3d能级为半充满结构，相对比较稳定，当失去第三个电子时比较困难，而p2＋的基态离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，其3d能级再失去一个电子即为半充满结构，形成相对比较稳定的结构，故其失去第三个电子比较容易。‎ ‎(5)第三周期8种元素分别为钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩，其单质中钠、镁、铝形成金属晶体，熔点依次升高；硅形成原子晶体；磷、硫、氯、氩形成分子晶体，且常温下磷、硫为固体，氯气、氩为气体，故8种元素按单质熔点由高到低的顺序为硅、铝、镁、硫、磷、钠、氯、氩，其中电负性最大的为氯。‎ ‎(6)由图可知，该元素的电离能I4 远大于I3，故为第ⅢA族元素，周期表中所列的第ⅢA族元素i属于第三周期，应为Al。‎ 答案：(1)三　ⅠA　2　1s22s22p63s23p2‎ ‎(2)<　>　<　<‎ ‎(3)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量 ‎(4)Mn2＋的3d轨道电子排布为半满状态，比较稳定 ‎(5) 2　(6)Al