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训练(五十一) 原子结构与性质
1．(2021·山东实验中学检测)下列各微粒的电子排布式或电子排布图不符合能量最低原
理的是( )
B [基态Fe原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，失去4s轨道的2个电子变成
Fe2＋，故基态Fe2＋核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，A正确；根据“洪特规则”特例，Cu
原子的3d轨道处于全充满状态时具有最低能量，则基态Cu原子核外电子排布式为1s22s22p6
3s23p63d104s1，B 错误；基态 F 原子的价电子排布式为 2s22p5，价电子排布图为
，C正确；基态Na＋的核外电子排布式为2s22p6，价电子排布图为
，D正确。]
2．(2021·天津静海区四校联考)下列电子排布图所表示的元素原子中，其能量处于最低
状态的是( )
D [原子处于基态时能量最低，A项Be原子的2s轨道未排满电子，2p轨道排布1个电
子，应为激发态Be原子，错误；B项N原子核外电子排布不符合洪特规则，错误；C项B原子
的2s轨道未排满电子，2p轨道排布2个电子，应为激发态B原子，错误；D项碳原子的1s和
2s轨道全部排满电子后，2p轨道排布2个电子，核外电子排布符合能量最低原理，应是基态
碳原子，正确。]3．(2021·山东临沂期中)今年来我国科学家发现了一系列铁系超导材料，其中一类为Fe-
NdBN组成的化合物。下列说法正确的是( )
A．B元素位于元素周期表的d区
B．基态Fe原子核外电子占据的轨道总数为13
C．Nd的价层电子排布式为4f46s2，则Nd2＋价层电子排布式为4f26s2
D．氮硼烷(NH ·BH)中N、B原子均采取sp3杂化
3 3
D [基态B原子核外电子排布式为1s22s22p1，则B元素位于元素周期表的p区，A错误；
基态Fe原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，1s、2s、3s和4s均有1个轨道，2p和3p
各有3个轨道，3d有5个轨道，故占据的轨道总数为4＋2×3＋5＝15，B错误；Nd的价层电
子排布式为4f46s2，失去6s轨道的2个电子变成Nd2＋，则Nd2＋价层电子排布式为4f4，C错误；
氮硼烷(NH ·BH)中N原子与B原子之间存在配位键，N和B原子均形成4个σ键，故N、B
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原子均采取sp3杂化，D正确。]
4．(2021·天津塘沽一中检测)下列说法中正确的是( )
A．铝的第一电离能比镁的第一电离能大
B．同一主族元素从上到下电负性逐渐变大
C．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态
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的原子是同种元
素原子
D [基态Mg、Al原子的价电子排布分别为3s2、3s23p1，Mg的3s轨道全充满，其第一电
离能大于Al，A错误；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，电负性逐渐减小，B错误；镁
原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，由基态转化成激发态，原子需要吸收能量，C错误；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的原子核外排布均为
[Ar]3d104s24p5，均为Br原子，D正确。]
5．(2020·山东等级模拟考)某元素基态原子4s轨道上有1个电子，则该基态原子价电子
排布不可能是( )
A．3p64s1 B．4s1
C．3d54s1 D．3d104s1
答案 A
6．(1)(2018·全国卷Ⅰ，35(1))下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的
分别为________、______(填标号)。(2)[2018·全国卷Ⅱ，35(1)]基态 Fe 原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为
__________________，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为___________形。
(3)[2018·海南卷，19Ⅱ(1)]黄铜矿是主要的炼铜原料，CuFeS 是其中铜的主要存在形式，
2
其中有关元素基态原子或离子的价层电子排布图正确的是________。
(4)[2018·江苏卷，21A(2)]臭氧(O )在[Fe(H O)]2＋催化下能将烟气中的SO 、NO 分别氧
3 2 6 2 x
化为 SO 和 NO，NO 也可在其他条件下被还原为 N ，则 Fe2＋基态核外电子排布式为
x 2
________________________。
解析 (1)D选项表示基态，为能量最低状态；A、B、C选项均表示激发态，但C选项被激
发的电子处于高能级的电子数多，为能量最高状态。
(3)CuFeS 中铁原子的价电子排布式为3d64s2，铜原子的价电子排布式为3d104s1，则：A．
2
二价铁离子是铁原子失去最外层2个电子形成的阳离子，3d轨道有一个成对电子，4s轨道为
空轨道，故A错误；B．铜原子价电子为3d104s1 ，轨道表示式不符合，故B错误；C．三价铁离
子是铁原子失去4s两个电子和3d一个电子，3d轨道上各有一个电子为稳定结构，故C正确；
D．亚铜离子是失去4s轨道一个电子形成的阳离子，轨道表示式正确，故D正确。
答案 (1)D C (2) 哑铃(或纺锤)
(3)CD (4)[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6
7．(2021·山东德州调研)X、Y、Z、W四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所
示。其中元素Z的基态原子价电子层排布为nsn－1npn＋1，下列说法正确的是( )
X W
Y Z
A．Y、Z、W三种元素的最高正价依次递增B．X、Z都是第ⅥA族元素：电负性：W＞X＞Z
C．氢化物稳定性Z＞Y＞W
D．对应的简单离子半径：W＞X＞Z
B [元素Z的基态原子价电子排布为nsn－1npn＋1，np轨道排布电子说明ns轨道全充满，
则有n－1＝2，n＝3，从而推知Z价电子排布为3s23p3，Z是P元素，从而推知X是O、Z是S、
W是F。W是F元素，无最高正价，A错误；F、Cl都是第ⅦA族元素，三者元素的电负性：
F>O>S，B正确；元素的电负性：F>S>P，则氢化物的稳定性：HF>H S>PH，C错误；电子层数
2 3
越多，离子半径越大，故离子半径：S2—>O2—>F—，D错误。]
8．(2021·山东烟台联考)现有属于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素，原子序数依
次增大。A元素的价电子构型为nsnnpn＋1；C元素为最活泼的非金属元素；D元素核外有三个
电子层，最外层电子数是核外电子总数的1/6；E元素＋3价离子的3d轨道为半充满状态；F
元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子；G元素与A元素位
于同一主族，其某种氧化物有剧毒。
(1)A元素的第一电离能______(填“＜”“＞”或“＝”)B元素的第一电离能，A、B、C
三种元素的电负性由小到大的顺序为________(用元素符号表示)。
(2)D元素原子的价电子排布式是________。
(3)C元素的电子排布图为________________；E3＋的离子符号为________。
(4)F 元 素 位 于 元 素 周 期 表 的 ________ 区 ， 其 基 态 原 子 的 电 子 排 布 式 为
___________________。
(5)G元素可能的性质________。
A．其单质可作为半导体材料
B．其电负性大于磷
C．其原子半径大于锗
D．其第一电离能小于硒
(6)I(Mg)____I(Al) (填“＞”或“＜”)，其原因是___________________________。
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解析 A元素的价电子构型为nsnnpn＋1，则A是N；C元素为最活泼的非金属元素，则C
是F，那么B是O；D元素核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的1/6，则D是
Mg；E元素＋3价离子的3d轨道为半充满状态，则E是Fe；F元素基态原子的M层全充满，
N层没有成对电子，只有一个未成对电子，则F是Cu；G元素与A元素位于同一主族，其某
种氧化物有剧毒，则G是As。
(1)由于N的最外层电子处于半充满的稳定状态，失去电子比O难，所以元素的第一电
离能A＞B；一般情况下同一周期的主族元素，原子序数越大，元素的电负性越大，所以A、
B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为N＜O＜F。
(4)F 是 Cu，Cu 位于元素周期表的 ds 区，其基态原子的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。
(5)G为As，位于金属与非金属的分界线处，其单质为半导体，其电负性小于磷，原子半
径小于锗，第一电离能大于硒。(6)元素D为Mg，活泼性Mg＞Al，I(Mg)＞I(Al)，因为Mg的3s轨道处于全满状态，3p
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轨道处于全空状态，比较稳定，而Al的3p轨道只有一个电子，不稳定，故活泼性Mg＞Al，而
第一电离能则是I(Mg)＞I(Al)。
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答案 (1)＞ N＜O＜F (2)3s2
(4)ds 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 (5)A
(6)＞ 镁原子的3s轨道处于全满状态，3p轨道处于全空状态，比较稳定，而铝原子3p
轨道只有一个电子，不稳定
