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专题 13 原子结构与性质
1．在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是( )
A．最易失去的电子能量最高
B．同一个电子层上的不同能级上的原子轨道，能量大小不同
C．p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
D．在离核最近区域内运动的电子能量最低
【答案】C
【解析】A项，能量越高的电子在离核越远的区域内运动，也就越容易失去，故A不符合题意；B项，
在第n层中不同能级的能量大小顺序为E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf)……，同一个电子层上的不同能级上的
原子轨道，能量大小不同，故B不符合题意；C项，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轨道电子能量则比内层p轨道电子能量高，故C符合题意；D项，电子首先进入能量最低、
离核最近的轨道，在离核最近区域内运动的电子能量最低，故D不符合题意；故选C。
2．有关光谱的说法中不正确的是( )
A．原子中的电子在跃迁时能量的表现形式之一是光，这也是原子光谱产生的原因
B．电子由低能级跃迁至较高能级时，可通过光谱仪直接摄取原子的发射光谱
C．燃放的焰火在夜空中呈现五彩缤纷的礼花与原子核外电子的跃迁有关
D．通过光谱分析可以鉴定某些元素
【答案】B
【解析】A 项，不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电
子的吸收光谱或发生光谱，A项正确；B项，电子由低能级跃迁至较高能级时，要吸收能量，摄取到的是
吸收光谱，B项错误；C项，燃放的焰火在夜空中呈现五彩缤纷的礼花与原子核外电子的跃迁有关，C项
正确；D项，不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光。在历史上，许多元素是通过原子光谱发
现的，如铯和铷。在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析，D项正确；
故选B。
3．某种原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1，有关该原子的下列说法中正确的是( )
A．该原子核内有13个中子
B．该原子的简化电子排布式为[He]3s23p1
C．该原子最外层有1个电子
D．该原子第二能层上有8个电子
【答案】D【解析】由电子排布式可以看出该原子核外共13个电子，故只能确定核内质子数为13，中子数无法
确定，A项错误；该原子的简化电子排布式为[Ne]3s23p1，B 项错误；该原子的最外层电子排布式为
3s23p1，故最外层有3个电子，C项错误。故选D。
4．下列描述碳原子结构的化学用语正确的是( )
A．碳－12原子：C
B．原子结构示意图：
C．原子核外能量最高的电子云图：
D．原子的轨道表示式：
【答案】C
【解析】元素符号的左下角表示质子数，左上角表示质量数，则碳－12原子可表示为C，A错误；碳
原子结构示意图为 ，B错误；碳原子核外能量最高的电子在 p能级，电子云呈哑铃形，C正确；根
据核外电子排布规则可知，该原子的轨道表示式为 ，D错误。故选C。
5．下列原子或离子的核外电子排布式，正确的是( )
A． S2－：1s22s22p63s23p4 B． Sc：1s22s22p63s23p64s23d1
16 21
C． Ar：1s22s22p63s23p6 D．F：2s22p5
18 9
【答案】C
【解析】S2－的原子核外共有18个电子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p6，选项A是S原子的核外
电子排布式，故A项错误；书写电子排布式时，能层低的能级要写在左边，能层高的能级要写在右边，因
此 Sc原子的核外电子排布式应为1s22s22p63s23p63d14s2，故B项错误；D是F的最外层电子(价电子)的排布
21
式，D项不符合题意。故选C。
6．下列有关原子核外电子的能量与运动状态的说法正确的是( )
A．在同一原子中，2p、3p、4p……能级的电子轨道数依次增多
B．在同一能级上运动的电子，其能量一定相同
C．在同一能级上运动的电子，其运动状态有可能相同
D．在同一原子中，1s、2s、3s、4s……能级的原子轨道的平均半径相同
【答案】B
【解析】在同一原子中，任一能层的p能级都有三个互相垂直的原子轨道，A项错误；决定电子能量
的是能层和能级，也就是说，处于同一能层相同能级上的电子，即使处在不同的原子轨道上，其能量也是相同的，B项正确；同一原子中没有运动状态完全相同的两个电子，C项错误；虽然s能级的原子轨道的
形状都是球形，但按照1s、2s、3s、4s……的顺序，电子的能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的
概率逐渐增大，电子云向更大的空间扩展，原子轨道的平均半径逐渐增大，D项错误。
7．下列有关说法不正确的是( )
A．基态原子的核外电子排布遵循能量最低原理
B．原子核外电子发生跃迁不一定吸收能量
C．原子核外电子从基态跃迁到激发态时，只能跃迁到稍高的能级，如从2s只能跃迁到2p
D．夜幕下的霓虹灯光、军事上使用的激光均与原子核外电子发生跃迁有关
【答案】C
【解析】基态原子是指处于最低能量的原子，A项正确；原子核外电子发生跃迁可以吸收能量，也可
以放出能量，B项正确；电子跃迁可以跨能级跃迁，如从2s跃迁到3s、3d等，C项错误；霓虹灯光、激光
都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关，D项正确。
8．激发态原子和基态原子可以通过电子跃迁的方式相互转换，跃迁过程中可得到光谱，下列说法正
确的是( )
A．元素K的焰色反应呈紫色，其中紫色对应的辐射波长约为700 nm
B．以下实验装置测得的是氢元素的吸收光谱
C． 该轨道表示式表示的是基态氧原子的轨道表示式
D．原子光谱可以用于定性鉴定元素
【答案】D
【解析】紫色波长介于400 nm～435 nm之间，A错误；用光谱仪测定氢气放电管发射的氢的发射光谱，
B错误；由于简并轨道(能级相同的轨道)中电子优先单独占据1个轨道，且自旋方向相同，原子的能量最低，
O原子能量最低排布图为： ，C错误；用光谱仪器摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光
谱总称原子光谱，不同元素原子的吸收光谱或发射光谱不同，所以可以利用原子光谱上的特征谱线来鉴定
元素， D正确。
9．最近我国科研人员发现了一种安全、高效的点击化学试剂FSO N，下列有关元素F、S、O、N说
2 3
法正确的是( )
A．基态S原子价电子排布图：B．第一电离能：
C．最高正价：
D．S原子的基态原子核外未成对电子数最多
【答案】A
【解析】A项，基态S原子的价电子排布式为3s23p4，其价电子排布图： ，A项正确；B
项，非金属性F＞O＞N＞S，但由于N原子的3p轨道半充满，第一电离能反常，所以第一电离能：F＞N
＞O＞SN，B项错误；C项，在化合物中F没有正价，O一般情况下也没有正价，C项错误；D项，基态原
子核外未成对电子数：F原子只有1个，S原子和O原子均有2个，N原子有3个，D项错误；故选A。
10．下列化学用语表达正确的是( )
A．Mn的原子结构示意图：
B．HClO的电子式：
C．Cr的外围电子排布式：3d54s1
D．基态碳原子的电子排布图：
【答案】C
【解析】A项，Mn原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s2，原子结构示意图为 ，A
项错误；B项，HClO分子中O原子和H、Cl分别共用一对电子，电子式为 ，B项错误；C项，Cr
为24号元素，基态原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1，外围电子排布式为3d54s1，C项正确；D
项，基态C原子的2s轨道全满，电子排布图为 ，D项错误；故选C。
11．X和Y是原子序数大于4的短周期元素，Xm＋和Yn－两种离子的核外电子排布相同，下列说法中正
确的是( )A．X的原子半径比Y小 B．X和Y的核电荷数之差为m－n
C．电负性X＞Y D．第一电离能X＜Y
【答案】D
【解析】Xm＋和Yn－的核外电子排布相同，可知X位于Y所在周期的下一周期。A项，原子半径：X＞
Y；B项，X和Y的核电荷数之差为m＋n；C项，电负性：Y＞X。
12．下列说法不正确的是( )
A．同族元素在性质上的相似性，取决于原子价电子排布的相似性
B．电离能越小，表示气态时该原子越易失去电子
C．元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引电子能力越强
D．电负性大的元素易呈现正价，电负性小的元素易呈现负价
【答案】D
【解析】元素的电负性越大，其原子对键合电子的吸引力越大，故在化合物中，电负性大的元素易呈
现负价，电负性小的元素易呈现正价。
13．现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p2；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；
④1s22s22p4。则下列有关比较中正确的是( )
A．电负性：④>③>②>① B．原子半径：④>③>②>①
C．第一电离能：④>③>②>① D．最高正化合价：④>③>②>①
【答案】A
【解析】由四种元素基态原子电子排布式可知，①1s22s22p63s23p2为Si元素；②1s22s22p63s23p3为P元
素；③1s22s22p3为N元素；④1s22s22p4为O元素。同周期自左而右电负性增大，所以电负性SiP，O>S，故电负性Si③>②>①，A正
确；同周期自左而右原子半径减小，所以原子半径Si>P，N>O, B错误；同周期自左而右第一电离能呈增
大趋势，但N、P元素原子np能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相
邻元素，所以第一电离能SiO，C错误；最高正化合价等于最外层电子数，但O元素没有最高正化
合价，所以最高正化合价③＝②>①，D错误。
14．下列叙述正确的是( )
A．通常，同周期元素中第ⅦA族元素的第一电离能最大
B．在同一主族中，自上而下元素的第一电离能逐渐减小
C．第ⅠA、ⅡA族元素的原子，其原子半径越大，第一电离能越大
D．主族元素的原子形成单原子离子时的最高化合价数一定和它的族序数相等
【答案】B
【解析】通常，同周期元素中碱金属元素第一电离能最小，稀有气体元素第一电离能最大，故 A错；
同主族元素随着原子序数的增加，原子半径增大，失电子能力增强，第一电离能逐渐减小，故B正确，C
错误；主族元素的原子形成单原子离子时的最高化合价数不一定和它的族序数相等，如F、O，故D错误。
15．下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是( )
A．原子核外L能层的未成对电子数与M能层的未成对电子数相等的原子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能级只有1个空轨道的X原子和3p能级只有1个空轨道的Y原子
D．最外层都只有一个电子的X、Y原子
【答案】C
【解析】L层(M层)只有1个未成对电子的可能是Li或F(Na或Cl)，L层(M层)有2个未成对电子的可
能是C或O(Si或S)，A项错；B项中X为Mg，Y可能为Ca、Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn等；C
项为C 和Si ；D项可能为氢元素和碱金属元素。
16．下列有关核外电子排布的式子不正确的是( )
A． Cr的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1
24
B．K的简化电子排布式：[Ar]4s1
C．N原子的轨道表示式：
D．S原子的轨道表示式：
【答案】D
【解析】S的轨道表示式违反了洪特规则，正确的应是 。
17．下列各组元素各项性质的比较正确的是( )
A．第一电离能：B>Al>Ga B．电负性：As>Se>Br
C．最高正价：F>S>Si D．原子半径：P>N>C
【答案】A
【解析】B、Al、Ga为同主族元素，同主族元素自上而下第一电离能逐渐减小，A项正确；As、Se、
Br电负性大小顺序应为Br>Se>As，B项错误；F无正化合价，C项错误；原子半径：C>N，D项错误。
18．四种元素的基态原子的电子排布式如下：① 1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；
④1s22s22p5。则下列有关比较中正确的是( )
A．原子半径：④>③>②>① B．第一电离能：④>③>②>①
C．电负性：④>③>②>① D．最高正化合价：④>③=②>①
【答案】B
【解析】由四种元素基态原子电子排布式可知，①1s22s22p63s23p4是S元素、②1s22s22p63s23p3是P元
素、③1s22s22p3是N元素、④1s22s22p5是F元素。A项，同周期元素，从左到右原子半径依次减小，同主
族元素，从上到下原子半径依次增大，则原子半径P＞S＞N＞F，即②＞①＞③＞④，故A项错误；B项，
同主族元素，从上到下第一电离能依次降低，同周期元素，从左到右第一电离能依次增大，但VA族元素
的原子p轨道为半充满的稳定状态，第一电离能大于同周期的相邻元素，则第一电离能S＜P＜N＜F，即④＞③＞②＞①，故B项正确；C项，同周期元素，从左到右电负性依次增大，同主族元素，从上到下电
负性依次减小，N元素非金属性与S元素强，则电负性P＜S＜N＜F，④＞③＞①＞②，故C项错误；D项，
元素的最高正化合价等于核外最外层电子数，但F元素没有正化合价，则元素的最高正化合价：①＞
②=③，故D项错误；故选B。
19．短周期主族元素X、Y，电离能I (单位kJ·mol－1)如下。根据下表判断正确的是( )
元素 I I I I
1 2 3 4
500 4600 6900 9500
580 1800 2700 11600
A．元素 是ⅠA族的元素
B．原子半径
C． 与氧形成的化合物一定是碱性氧化物
D．若 同周期，则 的氢氧化物不溶于氨水
【答案】D
【解析】X、Y是短周期主族元素，I为电离能，X的第一电离能和第二电离能差距较大，说明X为第
IA族元素，且其I=500kJ·mol－1，则X为Na元素；Y的第三电离能和第四电离能差距较大，说明Y为第
1
ⅢA族元素，X的第一电离能小于Y，说明X的金属活泼性大于Y，且其I=580 kJ·mol－1，则Y为Al元素。
1
A项， 元素Y是第ⅢA族元素，A项错误；B项，同周期元素从左至右半径逐渐减小，则原子半径X＞
Y，B项错误；C项，X为Na，其氧化物NaO 是过氧化物，不是碱性氧化物，NaO是碱性氧化物，C项
2 2 2
错误；D项，Y为Al元素，其氢氧化物Al(OH) 不与氨水反应，D项正确；故选D。
3
20．我国对铜的认识年代久远，下列关于铜的几种表述正确的是( )
A．基态Cu原子的电子排布式：[As]4s1 B．基态Cu原子的最高能层符号为N
C．基态Cu原子的价电子排布图为 D．基态Cu2+的未成对电子数为2
【答案】B
【解析】A项，基态Cu原子的电子排布式为[Ar]3d104s1，A项错误；B项，基态Cu原子的最高能层为
第四层，其符号为N，B项正确；C项，基态Cu原子的价电子为3d104s1， 仅仅表示出4s1上的电子，
没有表示出3d10上的电子，C项错误；D项，基态Cu2+的核外电子排布式是[Ar]3d9，未成对电数为1，D项错误；故选B。
21．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 ，此排布图违反了洪特规则
【答案】D
【解析】A项Zn是第四周期II 族元素，价电子排布应是3d104s2，位置属于ds区，A项不符题意；B
B
项按核外电子排布规则，离核较近的电子能量更低，B项不符题意；C项三种元素第一电离能的排序由低
到高(用元素符号表示)应是SW>Z
B．简单离子半径：W>Y>Z>X
C．Y与W具有相同的最高正化合价
D．Z与W形成的化合物水溶液呈碱性
【答案】C
【解析】根据XW与WY 相遇会产生淡黄色固体，可知该反应为2HS+SO=3S+2H O，短周期主族元
2 2 2 2 2
素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，所以X、Y、W分别为氢、氧、硫，根据最外层电子数满足
X+Y=Z+W，可知Z为钠。A项，第一电离能：O>S>Na，A正确；B项，简单离子半径：S2-> O2->
Na+>H+，B项正确；C项，O无最高正化合价，C项错误；D项，Z与W形成的化合物为NaS，其水溶液
2
呈碱性，D项正确；故选C。
26．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素。X的基态原子的2p能级中含有3个未成对电子，
Y的基态原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，Z的基态原子的最外层电子数与最内层电子数相等，
W是地壳中含量最高的金属元素。下列说法正确的是( )
A．XY -的空间构型为V形
2
B．简单离子半径：Y＜W＜Z
C．第一电离能：I(Z)＜I(W)＜I(X)
1 1 1
D．工业上采用电解Z的氯化物水溶液的方法制取Z的单质【答案】A
【解析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素。X的基态原子的2p能级中含有3个未成对
电子，则X原子的电子排布式为1s22s22p3，则X为氮元素；Y的基态原子的最外层电子数是内层电子数的
3倍，则Y为氧元素；Z的基态原子的最外层电子数与最内层电子数相等，则Z为镁元素；W是地壳中含
量最高的金属元素，则W为铝元素。A项，XY -为NO -，N原子形成2个δ键，孤对电子数=
2 2
=1，中心原子为sp2杂化，含有一对孤电子对，其空间构型是V形，A项正确；B项，具有相同电子层结
构的离子核电荷数越大半径越小，则简单离子半径：W(Al3+)＜Z(Mg2+)＜Y(O2-)，B项错误；C项，同周期
元素，第一电离能在总体上呈现从小到大的变化趋势，元素原子越来越难失去电子，但I(Al)＜I(Mg)，C
1 1
项错误；D项，工业上采用电解熔融的Z的氧化物Al O 的方法制取Z的单质，D项错误；故选A。
2 3
27．以下有关元素性质的说法不正确的是( )
A．具有下列电子排布式的原子中，①1s22s22p63s23p2；②1s22s22p3；③1s22s22p2；④1s22s22p63s23p4，
原子半径最大的是①
B．具有下列价电子排布式的原子中，①3s23p1；②3s23p2；③3s23p3；④3s23p4，第一电离能最大的是
③
C．①Na、K、Rb；②O、S、Se；③Na、P、Cl，元素的电负性随原子序数增大而递增的是③
D．某元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703，
当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3＋
【答案】D
【解析】A项，四种元素分别是Si、N、C、S，电子层数多核电荷数少的元素的原子的半径最大，所
以Si的原子半径最大，A正确；B项，四种同周期原子的价电子排布式中，③的p能级是3个电子，为半
充满的稳定状态，所以③第一电离能最大，B正确；C项，三组元素中，前两组是同主族元素，从上到下
元素的电负性随原子序数逐渐减弱，只有第③组为同周期元素，随原子序数增大，电负性增强，C正确；
D项，根据该元素的逐级的电离能可知，该元素的第二电离能与第三电离能的差距较大，所以该元素的最
外层有2个电子，与氯气反应时，失去2个电子，表现为＋2价，所以生成的阳离子是X2＋，D错误。故选
D。
28．如图是第三周期11～17号元素某些性质变化趋势的柱形图，下列有关说法中正确的是( )
A．y轴表示的可能是电离能B．y轴表示的可能是电负性
C．y轴表示的可能是原子半径
D．y轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数
【答案】B
【解析】对于第三周期11～17号元素，随着原子序数的增大，第一电离能呈增大趋势，但 Mg、P特
殊，故A项错误；同周期元素自左到右原子半径逐渐减小，故C项错误；形成基态离子转移的电子数依次
为：Na为1，Mg为2，Al为3，Si不易形成离子，P为3，S为2，Cl为1，故D项错误。
29．如图为周期表的一小部分，A、B、C、D、E的位置关系如图所示。其中B元素最高化合价是最
低化合价绝对值的3倍，它的最高价氧化物中含氧60%。下列说法正确的是( )
A
D B E
C
A．D、B、E三种元素的第一电离能逐渐减小
B．电负性：C E
C．D、B、E三种元素形成的简单离子的半径逐渐增大
D．气态氢化物的稳定性顺序：DC，而同周期自左向右，电负性增大，
E>B，故电负性E>C，故B错误；P、S、Cl三种元素形成的简单离子，电子层结构相同，原子序数越大，
离子半径越小，故C错误；元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，则气态氢化物的稳定顺序：
D
