物質結構與性質元素周期律第1講原子結構原子核外電子排布課程標準知識建構1.知道原子核外電子的能級高低順序，了解原子核外電子排布的構造原理。2．能說明微觀粒子的運動狀態與宏觀物體運動特點的差異。3．能結合能量最低原理、泡利不相容原理、洪特規則書寫1～36號元素基態原子的核外電子排布和軌道表示式，并說明含義。一、原子結構與核素、同位素1．原子的構成(1)構成原子的微粒(2)微粒之間的等式關系質量關系：質量數(A)＝質子數(Z)＋中子數(N)；電性關系：①原子中：質子數(Z)＝核電荷數＝核外電子數；②陽離子的核外電子數＝質子數－陽離子所帶的電荷數；③陰離子的核外電子數＝質子數＋陰離子所帶的電荷數。(3)微粒符號周圍數字的含義2．元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的概念及相互關系(2)同位素的特征①同一元素的各種核素的中子數不同，質子數相同，化學性質幾乎完全相同，物理性質不同；②同一元素的各種穩定核素在自然界中所占的原子百分數(豐度)不變。(3)氫元素的三種核素eq\o\al(1,1)H：名稱為氕，不含中子；eq\o\al(2,1)H：用字母D表示，名稱為氘或重氫；eq\o\al(3,1)H：用字母T表示，名稱為氚或超重氫。(4)幾種重要核素的用途核素eq\o\al(235,92)Ueq\o\al(14,6)Ceq\o\al(2,1)Heq\o\al(3,1)Heq\o\al(18,8)O用途核燃料用于考古斷代制氫彈示蹤原子3.相對原子質量(1)原子(即核素)的相對原子質量：一個原子(即核素)的質量與一個12C質量的eq\f(1,12)的比值。一種元素有幾種同位素，就有幾種不同核素的相對原子質量。(2)元素的相對原子質量：是按該元素各種天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如：Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。(3)核素的近似相對原子質量＝該核素的質量數。【診斷1】判斷下列說法是否正確，正確的打√，錯誤的打×。(1)任何原子的原子核均有質子和中子，任何離子均有電子()(2)一種元素可以有多種核素，也可能只有一種核素，有多少種核素就有多少種原子()(3)核聚變如eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n，因為有新微粒生成，所以該變化是化學變化()(4)eq\o\al(35,17)Cl與eq\o\al(37,17)Cl得電子能力幾乎相同()(5)一種核素只有一種質量數()(6)H2、D2、HD均為氫元素的不同單質，三者屬于同素異形體()答案(1)×(2)√(3)×(4)√(5)√(6)×二、基態原子核外電子排布及表示方法1．能層、能級與原子軌道(1)能層(n)①在多電子原子中，核外電子的能量不同。②按電子的能量差異從內到外分成不同能層，通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。(2)能級①同一能層電子的能量也可能不同，分成不同的能級，通常用s、p、d、f等表示。②同一能層里，各能級的能量按s、p、d、f的順序依次升高。(3)原子軌道電子云輪廓圖給出了電子在核外經常出現的區域，稱為原子軌道。(4)能層、能級與原子軌道的關系①能級與原子軌道能級原子軌道軌道形狀軌道個數ss球形1ppx、py、pz啞鈴形3②能層、能級與原子軌道的數量關系第n層，有n個能級，n2條原子軌道，最多容納2n2個電子。2．基態原子的核外電子排布(1)能量最低原理：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。(2)泡利原理每個原子軌道里最多只能容納2個電子，且自旋狀態相反。如2s軌道上的電子排布為，不能表示為。(3)洪特規則當電子排布在同一能級的不同軌道時，基態原子中的電子總是優先單獨占據一個軌道，且自旋狀態相同。如2p3的電子排布為，不能表示為或。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)狀態時，體系的能量最低，如：24Cr的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。3．基態原子核外電子排布的表示方法表示方法以硫原子為例電子排布式1s22s22p63s23p4簡化電子排布式[Ne]3s23p4軌道表示式(或電子排布圖)價層電子排布式3s23p44.原子狀態與原子光譜(1)原子狀態①基態原子：處于最低能量的原子。②激發態原子：基態原子的電子吸收能量后，從低能級躍遷到高能級狀態的原子。(2)原子光譜：不同元素的原子發生躍遷時會吸收或釋放不同的光，用光譜儀記錄下來便得到原子光譜。利用原子光譜的特征譜線可以鑒定元素，稱為光譜分析。(3)基態、激發態及光譜示意圖【診斷2】判斷下列說法是否正確，正確的打√，錯誤的打×。(1)p能級能量一定比s能級的能量高()(2)2p和3p軌道形狀均為啞鈴形，能量也相等()(3)鐵元素基態原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s23d6()(4)磷元素基態原子的軌道表示式為()(5)電子排布式1s22s22p63s23p10違反了能量最低原理()(6)表示的原子能量處于最低狀態()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×考點一原子結構與微粒關系【典例1】某元素的一種同位素X原子的質量數為A，它與2H原子組成2HmX分子，此分子含N個中子，在ag2HmX中所含電子的物質的量是()A.eq\f(a,A＋2m)(A－N＋m)molB.eq\f(a,A＋m)(A－N)molC.eq\f(a,A＋m)(A－N＋m)molD.eq\f(a,A＋2m)(A－N＋2m)mol答案D解析2HmX分子含N個中子，則同位素X含中子數為(N－m)，由同位素X的原子質量數為A可知，質子數為(A－N＋m)，則每個2HmX分子含有質子數為(A－N＋2m)，ag2HmX的物質的量為eq\f(ag,2m＋Ag·mol－1)＝eq\f(a,2m＋A)mol，故含有質子物質的量為eq\f(a,2m＋A)(A－N＋2m)mol，因中性分子中質子數等于電子數，則ag2HmX中所含電子的物質的量是eq\f(a,2m＋A)(A－N＋2m)mol，故選D。求一定質量的某物質中粒子數的答題模板物質的質量eq\o(→,\s\up7(÷摩爾質量來自質量數))物質的量eq\o(→,\s\up7(×一個分子或離子中含某粒子個數))指定粒子的物質的量eq\o(→,\s\up7(×NA))粒子數【對點練1】(微粒中“粒子數”的確定)我國科學家通過測量SiO2中26Al和10Be兩種核素的比例來確定“北京人”年齡，這種測量方法叫鋁鈹測年法。關于26Al和10Be的說法不正確的是()A．10Be和9Be是中子數不同質子數相同的不同原子B．10Be的原子核內中子數比質子數多C．5.2g26Al3＋中所含的電子數約為1.2×1023D．26Al和26Mg的質子數、中子數和核外電子數都不相同答案C解析10Be和9Be互為同位素，中子數不同質子數相同，A正確；10Be的原子核內，質子數為4，中子數為10－4＝6，中子數比質子數多，B正確；5.2g26Al3＋中所含的電子數約為eq\f(5.2g,26g·mol－1)×(13－3)×NAmol－1≈1.2×1024，C錯誤；26Al和26Mg的質子數分別為13、12，中子數分別為13、14，核外電子數等于質子數，故兩者所含質子數、中子數和核外電子數都不相同，D正確。【對點練2】(“同”字概念辨析)(2021·1月湖北學業水平選擇考適應性測試，2)eq\o\al(14,6)C的衰變反應為eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,Z)X＋eq\o\al(0,－1)e，其半衰期(反應物的量被消耗到其初始量的一半需要的時間)為5730年。下列說法正確的是()A.eq\o\al(14,6)C與eq\o\al(14,Z)X互為同位素B.eq\o\al(14,6)C與eq\o\al(14,Z)X的中子數相同C.eq\o\al(12,6)C和eq\o\al(14,6)C的價層軌道電子數相差2D.某考古樣品中eq\o\al(14,6)C的量應為其11460年前的eq\f(1,4)答案D解析根據質子守恒，可知Z＝7，即eq\o\al(14,Z)X為eq\o\al(14,7)N。A.eq\o\al(14,6)C與eq\o\al(14,7)N不屬于同一種元素的原子，不互為同位素，錯誤；B.eq\o\al(14,6)C與eq\o\al(14,7)N的中子數分別為8、7，錯誤；C.eq\o\al(12,6)C和eq\o\al(14,6)C的價層電子排布為2s22p2，價層軌道電子數相同；D.11460年是半衰期5730年的2倍，因此11460年后變為原來的eq\f(1,2)×eq\f(1,2)＝eq\f(1,4)倍，正確。【對點練3】(“10電子”微粒和“18電子”微粒)已知A、B、C、D是中學化學中常見的四種不同粒子，它們之間存在如圖所示的轉化關系(反應條件已經略去)：(1)如果A、B、C、D均是10電子的粒子，請寫出A、D的電子式：A________________；D_______________________________________。(2)如果A和C是18電子的粒子，B和D是10電子的粒子，請寫出：①A與B在溶液中反應的離子方程式為___________________________________________________________________。②根據上述離子方程式，可以判斷C與B結合質子的能力大小是________(用化學式或離子符號表示)。答案(1)(2)①HS－＋OH－=S2－＋H2O②OH－＞S2－尋找“10電子”微粒和“18電子”微粒的方法(1)“10電子”微粒(2)“18電子”微粒考點二原子核外電子排布原理【典例2】有四種短周期元素，它們的結構、性質等信息如下表所述：元素結構、性質等信息A是短周期中(除稀有氣體外)原子半徑最大的元素，該元素的某種合金是原子反應堆的導熱劑BB與A同周期，其最高價氧化物的水化物呈兩性C元素的氣態氫化物極易溶于水，可用作制冷劑D是海水中除氫、氧元素外含量最多的元素，其單質或化合物也是自來水生產過程中常用的消毒殺菌劑請根據表中信息填寫：(1)A原子的核外電子排布式______________________________________。(2)B元素在周期表中的位置________________；離子半徑：B________(填“大于”或“小于”)A。(3)C原子的軌道表示式是_________________________________________，其原子核外有________個未成對電子，能量最高的電子為________軌道上的電子，其軌道呈________形。(4)D原子的電子排布式為________________________________________，D－的結構示意圖是________________。(5)B的最高價氧化物對應的水化物與A的最高價氧化物對應的水化物反應的化學方程式為_____________________________________________________，與D的氫化物的水溶液反應的化學方程式為_________________________________________________________________________________________________。答案(1)1s22s22p63s1(2)第三周期ⅢA族小于(3)32p啞鈴(4)1s22s22p63s23p5(或[Ne]3s23p5)(5)NaOH＋Al(OH)3=NaAlO2＋2H2O3HCl＋Al(OH)3=AlCl3＋3H2O解析根據題中信息可推出：A為Na，B為Al，C為N，D為Cl。核外電子排布常見錯誤(1)在寫基態原子的軌道表示式時，常出現以下錯誤：①(違反能量最低原理)②(違反泡利原理)③(違反洪特規則)④(違反洪特規則)(2)當出現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、價層電子排布式的區別與聯系。如Cu的電子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1；簡化電子排布式：[Ar]3d104s1；價層電子排布式：3d104s1。【對點練4】(原子核外電子排布規律)(2020·四川威遠中學校月考)已知錳的核電荷數為25，下列有關基態錳原子核外電子排布正確的是()A．價層電子軌道表示式為B．核外電子排布時，先排滿4s軌道，再排3d軌道C．錳原子失去電子形成Mn2＋時應失去3d軌道上的電子D．錳原子的2p和3p軌道的形狀、能量均相同答案B解析按洪特規則知，基態錳原子核外電子排布時，5個3d軌道上各有1個電子且自旋狀態相同，價層電子軌道表示式為，A錯誤；4s軌道能量比3d軌道低，故核外電子排布時，先排滿4s軌道，再排3d軌道，B正確；錳原子失去電子形成Mn2＋時應先失去4s軌道上的電子，C錯誤；錳原子的2p和3p軌道的形狀均為啞鈴形、能量高低則不同，2p軌道能量低于3p軌道，D錯誤。【對點練5】(化學用語的規范使用)(2020·四川雅安中學月考)下列關于化學用語的表示錯誤的是()A．Na＋的軌道表示式：B．氯離子的結構示意圖：C．甲基的電子式：D．硫離子的核外電子排布式：1s22s22p63s23p6答案A解析Na＋核外電子排布式為1s22s22p6，因此其軌道表示式為，故A項錯誤；氯離子質子數為17，核外電子數為18，其結構示意圖為，故B項正確；甲基為—CH3，其電子式為，故C項正確；硫離子核外有18個電子，根據構造原理可知，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p6，故D正確。【對點練6】(電子排布式、軌道表示式的書寫)按要求書寫電子排布式或軌道表示式。(1)基態C原子的核外電子排布式為________。(2)基態Ni原子的核外電子排布式為________。(3)基態Cr3＋的核外電子排布式為________________。(4)基態Mn2＋的核外電子排布式為________________。(5)基態釩原子的價層電子軌道表示式為____________________________。(6)基態鎵(Ga)原子的電子排布式為________。(7)基態Ni2＋的價層電子軌道表示式為_______________________________。答案(1)1s22s22p2(2)[Ar]3d84s2(3)[Ar]3d3(4)[Ar]3d5(5)(6)[Ar]3d104s24p1(7)原子(離子)核外電子排布式(圖)的書寫(1)核外電子排布式：按電子排入各能層中各能級的先后順序，用數字在能級符號右上角標明該能級上排布的電子數的式子。如Cu：1s22s22p63s23p63d104s1，其簡化電子排布式為[Ar]3d104s1。(2)價層電子排布式：如Fe原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，價層電子排布式為3d64s2。價層電子排布式能反映基態原子的能層數和參與成鍵的電子數以及最外層電子數。(3)軌道表示式(電子排布圖)：用方框表示原子軌道，用“↑”或“↓”表示自旋狀態不同的電子，按排入各能層中各能級的先后順序和在軌道中的排布情況書寫。如：S：。核外電子排布圖能直觀地反映出原子的核外電子的自旋情況以及成對的電子對數和未成對電子數。1．(2020·課標全國Ⅰ，11)1934年約里奧－居里夫婦在核反應中用α粒子(即氦核eq\o\al(4,2)He)轟擊金屬原子eq\o\al(W,Z)X，得到核素eq\o\al(30,Z＋2)Y，開創了人造放射性核素的先河：eq\o\al(W,Z)X＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,Z＋2)Y＋eq\o\al(1,0)n其中元素X、Y的最外層電子數之和為8。下列敘述正確的是()A.eq\o\al(W,Z)X的相對原子質量為26 B．X、Y均可形成三氯化物C．X的原子半徑小于Y的 D．Y僅有一種含氧酸答案B解析由eq\o\al(W,Z)X＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,Z＋2)Y＋eq\o\al(1,0)n可得W＋4＝30＋1，則W＝27，設X的最外層電子數為x，結合題給信息可知，x＋x＋2＝8，解得x＝3，又X為金屬原子，可得Z＝13，X為Al，Y為P。eq\o\al(27,13)Al的質量數為27，A項錯誤；X(Al)、Y(P)均可形成三氯化物，分別為AlCl3、PCl3，B項正確；根據同一周期主族元素從左到右原子半徑依次減小知，X(Al)的原子半徑大于Y(P)的，C項錯誤；Y(P)有多種含氧酸，如H3PO3和H3PO4等，D項錯誤。2.(2021·1月遼寧普高校招生考試適應性測試，4)下列說法錯誤的是()A.CH4分子球棍模型：B.基態Si原子價電子排布圖：C.第一電離能：N>O>CD.石墨質軟的原因是其層間作用力微弱答案A解析C原子的半徑大于H原子，因此CH4分子的球棍模型：，A錯誤；基態Si原子價電子排布式為3s23p2，價電子排布圖為，B正確；N原子的2p軌道處于半滿狀態，因此其第一電離能比其左右的元素大，則第一電離能：N>O>C，C正確；在石墨中，同層的C原子以共價鍵結合，而每層之間以范德華力結合，其層間作用力微弱，層與層之間可以滑動，因此較為松軟，D正確。3.(高考組合題)電子排布式和軌道表示式的書寫。(1)(2020·全國Ⅱ)基態Ti原子的核外電子排布式為____________________。(2)(2020·天津卷)Fe、Co、Ni在周期表中的位置為____________________，基態Fe原子的電子排布式為___________________________________________。(3)(2019·全國卷Ⅱ)Fe成為陽離子時首先失去________軌道電子，Sm的價層電子排布式4f66s2，Sm3＋價層電子排布式為________。(4)(2019·全國卷Ⅰ)下列狀態的鎂中，電離最外層一個電子所需能量最大的是________(填標號)。(5)(2018·全國卷Ⅱ)基態Fe原子價層電子的軌道表達式(電子排布圖)為___________________________________________________________________。答案(1)1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2(2)第四周期第Ⅷ族1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2(3)4s4f5(4)A(5)4．(高考組合題)原子核外未成對電子數的判斷。(1)(2020·全國Ⅰ)基態Fe2＋與Fe3＋離子中未成對的電子數之比為________。(2)(2020·上海等級考)碳原子核外電子中未成對電子數是________。(3)(2017·全國卷Ⅲ)元素Mn與O中，基態原子核外未成對電子數較多的是________。(4)(2016·全國卷Ⅰ)基態Ge原子有________個未成對電子。(5)(2016·全國卷Ⅱ)鎳元素基態原子的3d能級上的未成對電子數為________。答案(1)4∶5(2)2(3)Mn(4)2(5)25．(高考組合題)電子云圖形和電子運動狀態的判斷。(1)(2018·全國卷Ⅱ)基態S原子電子占據最高能級的電子云輪廓圖為________形。(2)(2017·全國卷Ⅰ)基態K原子中，核外電子占據的最高能層的符號是________，占據該能層電子的電子云輪廓圖形狀為________。(3)(2015·全國卷Ⅰ)處于一定空間運動狀態的電子在原子核外出現的概率密度分布可用________形象化描述。在基態14C原子中，核外存在________答案(1)啞鈴(紡錘)(2)N球形(3)電子云2一、選擇題(每小題只有一個選項符合題意)1．下列各離子的電子排布式錯誤的是()A．Na＋1s22s22p6 B．F－1s22s22p6C．N3＋1s22s22p6 D．O2－1s22s22p6答案C解析Na＋核外電子數為10，其電子排布式為：1s22s22p6，故A正確；F－，核外電子總數為10，電子排布式為：1s22s22p6，故B正確；N3＋核外含有4個電子，其電子排布式為：1s22s2，故C錯誤；O2－電子排布式為：1s22s22p6，故D正確。2．(2020·陜西省咸陽市實驗中學月考)下列描述原子結構的化學用語正確的是()A．碳原子結構示意圖：B．基態銅原子(29Cu)的價層電子排布式：3d94s2C．氧原子核外能量最高的電子云的形狀：D．碳原子核外電子的軌道表示式：答案C解析碳原子結構示意圖應該為：，A錯誤；基態銅原子(29Cu)的價層電子排布式應該為：3d104s1，B錯誤；氧原子核外能量最高的電子是2p4，p能級電子云形狀為啞鈴形，C正確；碳原子核外電子的軌道表示式應該為：，D錯誤。3．科學家成功合成了一種擁有117個質子的新元素。科學家用eq\o\al(48,20)Ca轟擊eq\o\al(249,97)Bk，生成了6個擁有117個質子的新原子，其中的5個原子有176個中子，1個原子有177個中子。下列有關說法正確的是()A．第117號元素是副族元素B.eq\o\al(249,97)Bk的質量數為97C.eq\o\al(48,20)Ca的中子數為48D.eq\o\al(48,20)Ca2＋的中子數比核外電子數多10答案D解析A．第117號元素在元素周期表中的第17列即ⅦA族，為主族元素，A錯誤；B.eq\o\al(249,97)Bk的質子數為97，質量數為249，B錯誤；C.eq\o\al(48,20)Ca的質子數為20，質量數為48，中子數＝48－20＝28，C錯誤；D.eq\o\al(48,20)Ca2＋的質子數為20，質量數為48，中子數＝48－20＝28，核外電子數＝20－2＝18，中子數比核外電子數多10，D正確。4．(2020·山東等級考模擬卷)某元素基態原子4s軌道上有1個電子，則該基態原子價電子排布不可能是()A．3p64s1 B．4s1C．3d54s1 D．3d104s1答案A解析A項為19K，核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s1，主族元素的價電子是最外層電子，應為4s1，A項錯誤；B項為19K的價層電子排布式，正確；C項為24Cr，副族元素的價電子是最外層電子與次外層的部分電子，核外電子為[Ar]3d54s1，即價電子為3d54s1；D項為29Cu，價電子為3d104s1,3d軌道上的電子處于全充滿狀態，整個體系的能量最低。5．(2020·山東模擬)近日，溫州大學王舜教授課題組與美國北德克薩斯大學ZhenhaiXia教授合作在雜原子摻雜碳的超級電容領域取得了新突破。下列C原子軌道表示式表示的狀態中能量關系正確的是()A．①＝②＝③＝④ B．③＞④＞①＞②C．②＞①＞④＞③ D．④＞③＞①＝②答案C解析電子能量為1s＜2s＜2p，則2p軌道上電子越多、1s、2s軌道上電子越少，其能量越高，則能量由高到低的順序是②＞①＞④＞③。6．工業上通常利用反應2Al2O3(熔融)eq\o(=,\s\up7(電解))4Al＋3O2↑來獲得單質鋁，該反應還需要添加Na3[AlF6](冰晶石)以降低氧化鋁的熔化溫度。下列表示相關微粒的化學用語錯誤的是()A．質子數與中子數相等的氟原子：eq\o\al(18,9)FB．[AlF6]－的中心離子的結構示意圖：C．基態鈉原子外圍電子排布式：3s1D．基態氧原子的軌道表示式：答案D解析A．氟原子質子數為9，則質子數與中子數相等的氟原子質量數為18，原子符號表示為：eq\o\al(18,9)F，故A正確；B.鋁離子的核外電子數為10，有2個電子層，各層電子數分別為2、8，鋁離子結構示意圖為，故B正確；C.根據構造原理的能級順序，電子大多是按能級順序填充的，填滿一個能級再填一個新能級；11號鈉基態原子的電子排布式為：1s22s22p63s1，其外圍電子排布式為：3s1，此狀態能量最低，故C正確；D.由于簡并軌道(能級相同的軌道)中電子優先單獨占據1個軌道，且自旋方向相同，原子的能量最低，O原子能量最低排布圖為：，故D錯誤。7．下列各項敘述中，正確的是()A．鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時，原子釋放能量，由基態轉化成激發態B．價層電子排布式為6s26p3的元素位于第六周期第ⅢA族，是s區元素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A項鎂原子由基態轉化為激發態時吸收能量；B項價電子排布為6s26p3的元素位于第六周期ⅤA族，是p區元素；D項原子軌道處于全空、全滿或半充滿狀態時，能量最低，故24Cr原子的核外電子排布式應是1s22s22p63s23p63d54s1。8．(2020·銀川一中月考)周期表中27號元素鈷的方格中注明“3d74s2”A．它位于周期表的第四周期ⅡA族B．它的基態核外電子排布式可簡寫為[Ar]4s2C．Co2＋的核外價層電子排布式為3d54s2D．Co位于周期表中第9列答案D解析3d74s2為價層電子排布式，可知其位于d區，為過渡元素，A項錯誤；“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；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＋2＝9”9．下列關于化學用語表示不正確的是()A．氮原子的軌道表示式是：B．鎂原子由1s22s22p63s2→ls22s22p63p2時，原子吸收能量，由基態轉化成激發態C．鉀原子的電子排布式是1s22s22p63s23p64s1D．F元素的電負性小于O元素答案D解析A．基態氮原子核外電子總數為7,2p軌道3個電子各占據1個軌道，并且自旋方向相同，故A正確；B.基態Mg的電子排布式為1s22s22p63s2，能量處于最低狀態，當變為ls22s22p63p2時，電子發生躍遷，需要吸收能量，變為激發態，故B正確；C.鉀元素核外有19個電子，根據構造原理書寫出基態原子簡化電子排布式為：1s2s22p63s23p64s1，故C正確；D.同周期自左而右電負性增大，故F元素的電負性大于O元素，故D錯誤。10．(2020·臨沂一模)下列狀態的鋁元素中，電離最外層的一個電子所需能量最小的是()A．B．C．[Ne]D．答案D解析AB為基態，其中A失去最外層1個電子，為第三電離能，B失去最外層1個電子，為第二電離能；C為鋁離子，穩定結構，失去最外層1個電子所需能量最大；D為鋁原子的核外電子排布的激發態，易失去最外層的一個電子；所以電離最外層的一個電子所需能量最小的是D。11．具有如下電子層結構的原子，其相應元素一定屬于同一主族的是()A．3p能級上有2個未成對電子的原子和4p能級上有2個未成對電子的原子B．3p能級上只有1個空軌道的原子和4p能級上只有1個空軌道的原子C．最外層電子排布為1s2的原子和最外層電子排布為2s22p6的原子D．最外層電子排布為1s2的原子和最外層電子排布為2s2的原子答案B解析當p能級上有2個或者4個電子時，p能級上都有2個未成對電子，所以相應元素可能是第ⅣA族，也可能是第ⅥA族，故A項不符合題意；p能級上有3個軌道，當p能級有1個空軌道時，另兩個軌道各容納了1個電子，加上s能級上的2個電子，最外層為4個電子，所以不管處于哪個能層，只要最外層為4個電子，就屬于第ⅣA族，故B項符合題意；最外層電子排布為1s2的原子是He，最外層電子排布為2s22p6的原子是Ne，兩者均屬于0族元素，題干中要求屬于同一主族元素，故C項不符合題意；最外層電子排布為2s2的原子是Be，屬于第ⅡA族，而最外層電子排布為1s2的原子是He，屬于0族，故D項也是錯誤的。12．原子序數依次增大的X、Y、Z、W四種元素，其中X是形成化合物種類最多的元素，Y原子基態時最外層電子數是其內層電子數的2倍，Z原子基態時2p原子軌道上有3個未成對的電子，W的原子序數為29。下列說法正確的是()A．Y2X2分子中Y原子軌道的雜化類型為sp2雜化B．化合物YX4的沸點比化合物ZX3的沸點高C．W的價層電子排布式為3d94s2D．Y元素的電負性小于Z元素的電負性答案D解析由題目條件可以推知這四種元素分別是H、C、N、Cu。Y2X2分子根據推測出的元素應該是C2H2分子，而C2H2分子中的C原子的軌道的雜化類型為sp雜化，故A項錯誤；化合物YX4應該是CH4，化合物ZX3應該是NH3由于NH3分子間存在氫鍵，導致NH3的沸點高于CH4所以化合物YX4的沸點比ZX3低，故B項錯誤；W是29號銅元素，其價層電子排布式為3d104s1，故C項錯誤；Y元素是C元素，Z元素是N元素，電負性：C<N,即Y元素的電負性小于Z元素的電負性，故D項正確。二、非選擇題(本題包括4小題)13．A、B、C、D、E代表前四周期的五種元素，請填空：(1)A元素基態原子的最外層有3個未成對電子，次外層有兩個電子，A元素原子的軌道表示式是________。(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的元素符號為________。(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________，其基態原子的價層電子排布式為________。(4)E元素基態原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，只有一個未成對電子，其基態原子的簡化核外電子排布式為________，在元素周期表中的位置是________。答案(1)(2)ClK(3)Fe3d64s2(4)[Ar]3d104s1第四周期第ⅠB族。解析(1)基態原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子的元素符號為N，其電子排布式為：1s22s22p3，所以軌道表示式為；(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，離子核外都有18個電子，陰離子為Cl－，則B的元素符號為Cl，陽離子為K＋，C的元素符號為K；(3)D元素的正三價離子的3d軌道為半充滿，電子數為5，則基態原子的價層電子排布式為3d64s2，應為Fe；(4)E元素基態原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，只有一個未成對電子，基態原子的簡化核外電子排布式為[Ar]3d104s1，應為Cu，在元素周期表中的位置是第四周期第ⅠB族。14．(1)鍺(Ge)是典型的半導體元素，在電子、材料等領域應用廣泛，則基態Ge原子的核外電子排布式為[Ar]________，有________個未成對電子。(2)碳及其化合物廣泛存在于自然界中，則處于一定空間運動狀態的電子在原子核外出現的概率密度分布可用________形象化描述。在基態原子中，核外存在________對自旋相反的電子。(3)基態鐵原子有________個未成對電子，三價鐵離子的電子排布式為：________，可用硫氰化鉀檢驗三價鐵離子，形成配合物的顏色為________。(4)某元素位于第四周期第Ⅷ族，其基態原子的未成對電子數與基態碳原子的未成對電子數相同，則其基態原子的價層電子排布式為________。(5)下列Li原子軌道表示式表示的狀態中，能量最低和最高的分別為________、________(填標號)。答案(1)3d104s24p22(2)電子云2(3)41s22s22p63s23p63d5紅色(4)3d84s2(5)DC解析(1)Ge是32號元素，位于第四周期第ⅣA族，基態Ge原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2，在最外層的4s能級上2個電子為成對電子，4p軌道中2個電子分別處以不同的軌道內，有2軌道未成對電子；(2)處于一定空間運動狀態的電子在原子核外出現的概率密度分布可用電子云形象化描述，離核近的區域電子云密度較大，離核遠的區域電子云密度較小，C原子核外電子排布式為1s22s22p2，軌道表示式為：，則在基態C原子中，核外存在2對自旋相反的電子；(3)26號元素Fe基態原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，基態Fe原子核外處在能量最高的能級為3d，排布了6個電子，有6種不同的運動狀態，可知在3d上存在4個未成對電子，失去電子變為鐵離子時，三價鐵離子的電子排布式為1s22s22p43s23p43d5，可用硫氰化鉀檢驗三價鐵離子，形成配合物的顏色為紅色；(4)某元素位于第四周期Ⅷ族，其基態原子的未成對電子數與基態碳原子的未成對電子數相同，C原子的電子排布為1s22s22p2，未成對電子數為2，則該元素為Ni，其基態原子的價層電子排布式為3d84s2；(5)原子核外電子排布中，如果電子所占的軌道能級越高，該原子能量越高，根據圖知，電子排布能量最低的是1s、2s能級，能量最高