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件\\课件\\2020 版 创新设计 高考总复习
化 学 人 教 版 \\ 第 十 一 章 .tif" \*
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第1讲 原子结构与性质
【2020·备考】
最新考纲：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示式。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的跃迁及其简单
应用。4.了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。
核心素养：1.宏观辨识与微观探析：能从能层、能级等不同层次认识原子的结构，
以及核外电子的排布规律，能从宏观和微观相结合的视角分析原子结构与元素性
质的关系。2.科学探究与创新意识：能发现和提出有探究价值的原子结构及性质的
问题，如核外电子排布、元素第一电离能的特殊性等，面对异常现象敢于提出自己的见解。
考点一 原子核外电子排布原理
(频数：★★★ 难度：★☆☆)
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考点主要考查核外电子排布规律，特别是基态原子的核外电子排布式是考查重点，
复习时加以关注。
1.能层、能级与原子轨道
(1)能层(n)：在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的能量差异将
其分成不同能层。通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。
(2)能级：同一能层里电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用 s 、
p 、 d 、 f 等表示，同一能层里，各能级的能量按 s 、 p 、 d 、 f 的顺序依次升高，即： E (s) ＜
E (p) ＜ E (d) ＜ E (f) 。
(3)原子轨道：电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域。这种电子云轮廓
图称为原子轨道。
原子轨道 轨道形状 轨道个数
s 球形 1
p 哑铃形 3
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①第一能层(K)，只有s能级；第二能层(L)，有s、p两种能级，p能级上有三个原子
轨道p 、p 、p，它们具有相同的能量；第三能层(M)，有s、p、d三种能级。
x y z
②能层数＝电子层数，每个能层所包含的能级数＝能层序数。2.基态原子的核外电子排布
(1)能量最低原理：即电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，
使整个原子的能量处于最低状态。
如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：
(2)泡利原理
每个原子轨道里最多只能容纳2 个电子，且自旋状态相反。
如2s轨道上的电子排布为 ，不能表示为 。
(3)洪特规则
当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个
轨道，且自旋状态相同。如2p3的电子排布为 ，不能表示为 或 。
①洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空
(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
24
②在书写简化的电子排布式时，并不是所有的都是[X]＋价电子排布式(注：X代表
上一周期稀有气体元素符号)。
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基态原子：处于最低能量的原子。当基态原子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，
变成激发态原子。电子从激发态跃迁回基态时，释放一定频率的光子，这是产生原
子光谱的原因。
[速查速测]
1.(易混点排查)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)基态磷原子的电子排布图为 (×)
(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(×)
2.(教材改编题)(RJ选修3·P 4改编)下列各原子或离子的电子排布式错误的是(
12
)
A.K＋ 1s22s22p63s23p6
B.F 1s22s22p5
C.S2－ 1s22s22p63s23p4
D.Ar 1s22s22p63s23p6
答案 C3.(思维探究题)请用核外电子排布的相关规则解释Fe3＋较Fe2＋更稳定的原因。
答案 Fe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
26
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。
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[A组 基础知识巩固]
1.(2018·北京东城区检测)下列说法中正确的是( )
A.1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布
B.3p2表示3p能级有两个轨道
C.同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小
D.同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
解析 A项，根据能量最低原理，1s22s12p1中2s能级未排满电子，但2p能级排布1
个电子，故为激发态原子，其基态原子的电子排布式应为1s22s2，正确；B项，3p2表
示3p能级上填充了2个电子，错误；C项，同一原子中，电子层数越多，离核越远，
能量也就越高，故1s、2s、3s电子的能量逐渐增大，错误；D项，同一原子中，2p、
3p、4p的轨道数是相等的，都含有3个原子轨道，错误。
答案 A
2.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 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。
答案 C
3.A、B、C、D、E、F代表6种元素。请填空：
(1)A元素基态原子的最外层有2个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号
为____________；
(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元
素符号为________，C的元素符号为________；
(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为________，其基态原
子的电子排布式为_________________________________________________；
(4)E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，E的
元 素 符 号 为 ________ ， 其 基 态 原 子 的 电 子 排 布 式 为
_____________________________________________________________________。
(5)F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，则n＝________；原子中能量最高
的是________电子。
解析 (1)A元素基态原子次外层有2个电子，故次外层为K层，A元素有2个电
子层，由题意可写出其电子排布图为： ，则该
元素核外有6个电子，为碳元素，其元素符号为C，另外氧原子同样也符合要求，
其电子排布图为： 。(2)B－、C＋的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素
Cl，C为19号元素K。
(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的核外电
子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2即为26号元素铁。
(4)根据题意要求，首先写出电子排布式：
1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号元素Cu。
(5)s能级只有1个原子轨道，故最多只能容纳2个电子，即n＝2，所以元素F的原
子的最外层电子排布式为2s22p3，由此可知F是N元素；根据核外电子排布的能量
最低原理，可知氮原子的核外电子中的2p能级能量最高。
答案 (1)C或O (2)Cl K
(3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
(4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(5)2 2p
【归纳总结】
1.核外电子排布的三大表示方法
S：1s22s22p63s23p4或
核外电子排布式 表示每个能级上排布的电子数
[Ne]3s23p4
S2－：1s22s22p63s23p6
电子排布图(轨道 表示每个原子轨道中电子的运
表示式) 动状态
价电子排布式或
表示价电子的排布
排布图
2.“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、泡利原理，若违背其一，则电
子能量不处于最低状态。
(2)半充满、全充满状态的原子结构稳定。
(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。
[B组 考试能力过关]
4.按要求完成以下试题
(1)(2018·课标全国Ⅰ)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)。
答案 D C
(2)(2018·课标全国Ⅱ)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。
答案 哑铃(纺锤)
(3)(2018· 课 标 全 国 Ⅲ )Zn 原 子 核 外 电 子 排 布 式 为
_____________________________________________________________________。
答案 [Ar]3d104s2
(4)(2017·全国卷Ⅰ)①元素K的焰色反应呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为
________nm(填标号)。
A.404.4 B.553.5
C.589.2 D.670.8
E.766.5
②基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是________，占据该能层电子的
电子云轮廓图形状是________。答案 ①A ②N 球形
(5)(2017· 全 国 卷 Ⅱ ) 氮 原 子 价 层 电 子 的 轨 道 表 达 式 ( 电 子 排 布 图 ) 为
_____________________________________________________________________。
答案
(6)(2017·全国卷Ⅲ)Co基态原子核外电子排布式为________。元素Mn与O中，基
态原子核外未成对电子数较多的是________。
答案 [Ar]3d74s2 Mn
(7)(2017·江苏卷)Fe3＋基态核外电子排布式为________。
答案 [Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5
(8)(2016·全国卷Ⅱ)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________。
答案 1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2) 2
(9)(2016·全国卷Ⅰ)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]________，有________
个未成对电子。
答案 3d104s24p2 2
(10)(2016·全国卷Ⅲ)写出基态As原子的核外电子排布式________。
答案 1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)
考点二 原子结构与元素性质
(频数：★★☆ 难度：★★☆)
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考点在选修中主要侧重于电负性与电离能的考查，注意掌握常见元素电负性与电
离能的比较方法及特殊情况。
1.原子结构与周期表的关系
(1)原子结构与周期表的关系(完成下列表格)
每周期第一种元素 每周期最后一种元素
周
能层数 基态原子的简 原子 基态原子的
期 原子序数
化电子排布式 序数 电子排布式
二 2 3 [He]2s1 10 1s 2 2s 2 2p 6
三 3 11 [Ne]3s 1 18 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6
四 4 19 [Ar]4s 1 36
3d 10 4s 2 4p 6
1s22s22p63s23p63d10
五 5 37 [Kr]5s1 54
4s24p64d105s25p6
1s22s22p63s23p63d104s24p6
六 6 55 [Xe]6s 1 86
4d104f145s25p65d106s26p6
(2)每族元素的价层电子排布特点
①主族
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA
排布特点 n s 1 n s 2 n s 2 n p 1 n s 2 n p 2
主族 ⅤA ⅥA ⅦA
排布特点 n s 2 n p 3 n s 2 n p 4 n s 2 n p 5
②0族：He：1s2；其他ns2np6。
③过渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2。
(3)元素周期表的分区
①根据核外电子排布分区②各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点
分区 元素分布 外围电子排布 元素性质特点
除氢外都是活泼金
s区 ⅠA族、ⅡA族 ns1～2 属元素；通常是最
外层电子参与反应
通常是最外层电子
p区 ⅢA族～ⅦA族、0族 ns2np1～6(He除外)
参与反应
d轨道可以不同程
ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族
d区 (n－1)d1～9ns1～2(除钯外) 度地参与化学键的
(除镧系、锕系外)
形成
ds区 ⅠB族、ⅡB族 (n－1)d10ns1～2 金属元素
镧系元素化学性质
f区 镧系、锕系 (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2 相近，锕系元素化
学性质相近
③根据元素金属性与非金属性可将元素周期表分为金属元素区和非金属元素区
(如下图)，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。
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(1)①能层数＝电子层数＝周期数
②主族序数＝价电子数
(2)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.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3.元素周期律
(1)原子半径
①影响因素
②变化规律
元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小；同主族元素从上
到下，原子半径逐渐增大。
(2)电离能
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，符号I ，单位 kJ·mol － 1 。
1
②规律
a.同周期元素：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，
总体呈现从左至右逐渐增大的变化趋势。
b.同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小。
c.同种原子：逐级电离能越来越大(即I I 的原因是_______________________________________。
Cu Ni
答案 铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子
(6)(2016·全国卷Ⅰ)光催化还原CO 制备CH 反应中，带状纳米Zn GeO 是该反应
2 4 2 4
的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是________。
答案 O＞Ge＞Zn
(7)(2016·全国卷Ⅲ)根据元素周期律，原子半径Ga________As(填“大于”或“小
于”，下同)，第一电离能Ga________As。
答案 大于 小于
(8)(2016·海南卷)元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。元素 Y
与其同周期元素中，第一电离能最大的是________(写元素符号)。
答案 Ar
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[A级 全员必做题]1.(2019·湖北襄阳考试)下列各项叙述中，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.价电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素
C.所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同
D. Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2
24
解析 A项镁原子由基态转化为激发态，要吸收能量；价电子排布为5s25p1的元素
位于第五周期ⅢA族，是p区元素；原子轨道处于全空、全满或半充满状态时，能
量最低，故 Cr原子的核外电子排布式应是1s22s22p63s23p63d54s1。
24
答案 C
2.下列有关元素周期表的说法正确的是( )
A.非金属元素全部位于元素周期表p区
B.金属与非金属分界线附近的元素属于过渡元素
C.原子最外层电子数为1的元素一定处于周期表ⅠA族
D.同周期ⅡA族、ⅢA族元素的原子序数相差1、11或25
解析 H元素位于元素周期表s区，A项错误；金属与非金属分界线附近的元素称
为准金属或半金属，B项错误；原子最外层电子数为1的元素，可以为ⅠA族，也
可以为副族，例如Cr和Cu，C项错误；第二、三周期ⅡA族、ⅢA族元素的原子序
数相差1，第四、五周期ⅡA族、ⅢA族元素的原子序数相差11，第六、七周期ⅡA
族、ⅢA族元素的原子序数相差25，D项正确。
答案 D
3.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；
④1s22s22p5
下列有关判断正确的是( )
A.第一电离能：④>③>②>①
B.原子半径：④>③>②>①
C.电负性：④>③>②>①
D.最高正化合价：④>③＝②>①
解析 由电子排布式可知①为 S，②为 P，③为 N，④为 F。第一电离能为
④>③>②>①，A正确；原子半径应是②最大，④最小，B不正确；电负性应是④最大，②最小，C不正确；F无正价，②③最高正化合价为＋5，①的最高正化合价为
＋6，D不正确。
答案 A
4.(2019·银川一中月考)周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”，由此可以推
断( )
A.它位于周期表的第四周期ⅡA族
B.它的基态核外电子排布式可简写为[Ar]4s2
C.Co2＋的核外价电子排布式为3d54s2
D.Co位于周期表中第9列
解析 “3d74s2”为Co的价电子排布，其简写式中，也要注明3d轨道，B项错误；
“7＋2＝9”，说明它位于周期表的第9列，D项正确；从左向右数，应为过渡元素
A项错误；失电子时，应失去最外层的电子，即先失4s上的电子，Co2＋的价电子排
布为3d7，C项错误。
答案 D
5.以下有关元素性质的说法正确的是( )
A.具有下列电子排布式的原子中，①[Ne]3s23p2；②[Ne]3s23p3；③[Ne]3s23p4；
④[Ne]3s23p5，原子半径最大的是④
B.具有下列价电子排布式的原子中，①2s22p2；②2s22p3；③2s22p4，第一电离能最
大的是①
C.①Na、K、Rb；②N、P、As；③O、S、Se；④Na、P、Cl，元素的电负性随原子序数增
大而递增的是④
D.元素X气态基态原子的逐级电离能(kJ·mol－1)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＋
解析 A项，①为Si，②为P，③为S，④为Cl，原子半径最大的为Si，错误；B项，
①为C，②为N，③为O，第一电离能大小顺序为CSe>As。同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但由于As的4p能级半
充满，为稳定结构，其第一电离能大于Se，故第一电离能：Br>As>Se。(5)根据Cu、
Zn失去一个电子后的结构，分析再失去一个电子的难易，从而比较Cu、Zn的第二
电离能。
答案 (1)第四周期第ⅦB族 d
(2)1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1 K、Cu
(3)N 16 2
(4)Br>Se>As Br>As>Se
(5)Cu失去一个电子变成电子结构为[Ar]3d10的Cu＋，能量较低，结构稳定，所以
Cu的第二电离能相对较大(或Zn失去一个电子变成电子结构为[Ar]3d104s1的Zn＋，易再失去一个电子，所以Zn的第二电离能相对较小或Cu原子失去一个电子后
核外电子排布式为[Ar]3d10，而锌原子失去 1 个电子后的核外电子排布式变为
[Ar]3d104s1，铜达到了较稳定状态，所以Cu的第二电离能相对较大)
7.(1)Co元素基态原子的外围电子排布式为________。元素C、N、O的第一电离能
由大到小的排列顺序为________。
(2)下列说法正确的是________(填序号)。
A.砷化镓晶胞结构与NaCl相同
B.第一电离能：As>Ga
C.电负性：As>Ga
D.原子半径：As>Ga
(3)锗(Ge)是用途很广的半导体材料，基态锗原子外围电子排布式为________。
(4)X、Y、Z、R均为短周期元素且原子序数依次增大。X、R原子核外电子层数等于
其最外层电子数，Y元素的基态原子中电子分布在3个不同的能级，且每个能级中
的电子总数相同，Z的两种同素异形体都存在于大气中，对生命起着重要作用。另
有 M 元素位于周期表的第 4 周期第 6 列。上述 5 种元素中，电负性最大的是
________(填名称)，M的基态原子的电子排布式是________。
解析 (1)Co是27号元素，基态原子外围电子排布式为3d74s2；同周期从左到右，
元素的第一电离能呈增大趋势，但N元素原子的2p能级处于半充满状态，能量较
低，第一电离能高于同周期相邻的元素，所以C、N、O三种元素的第一电离能由大
到小的排列顺序是N>O>C。(2)GaAs晶胞结构与NaCl不同，故A错误；原子半径
AsO>C (2)BC (3)4s24p2
(4)氧 1s22s22p63s23p63d54s1 或[Ar]3d54s18.南京理工大学化工学院胡炳成教授团队于2017年1月成功合成世界首个全氮
阴离子盐，使氮原子簇化合物的研究又有了新的突破。请回答以下问题：
(1)基态N原子的电子排布图为________，该原子中2p轨道上电子的排布遵循的
原则是________。
(2)第二周期元素原子的第一电离能介于B、N之间的有________。
(3)科学家目前合成了N 分子，该分子中N—N—N的键角为________；N 分解后
4 4
能产生N 并释放出大量能量，推测其用途：________(写出一种即可)。
2
(4)N 是一种由全氮阳离子和全氮阴离子构成的特殊物质，已知阳离子由5个氮原
8
子排列成 V 形，每个氮原子均达到 8 电子稳定结构，则阳离子的电子式为
________。
解析 (1)基态氮原子核外有7个电子，其核外电子排布图为 。2p
轨道上3个电子分别单独占据1个轨道且自旋状态相同，遵循洪特规则。(2)Be原
子2s能级处于全充满状态，其第一电离能比B大，N原子2p能级处于半充满状态，
其第一电离能比O的大，所以第一电离能介于B和N之间的有Be、C、O，共三种。
(3)N 分子和P 分子类似，该分子中N—N—N的键角为60°。N 分解后能产生N
4 4 4 2
并释放出大量能量，可以制造火箭推进剂或炸药。(4)根据每个氮原子均达到8电
子稳定结构，可以推断该离子为N。
答案 (1) 洪特规则
(2)Be、C、O
(3)60° 制造火箭推进剂或炸药(其他合理答案均可)
(4)
9.(2018·长春月考)下表为元素周期表前三周期的一部分：(1)X的氢化物的稳定性与 W的氢化物的稳定性比较________>________(填化学
式)，原因是________。
(2)X的基态原子的电子排布图是________(填序号)，
另一电子排布图不能作为基态原子的电子排布图是因为它不符合________(填选
项字母)。
A.能量最低原理 B.泡利原理
C.洪特规则
(3)以上五种元素中，________(元素符号)元素第一电离能最大。
(4)由以上某种元素与氢元素组成的三角锥形分子E和由以上某种元素组成的直
线形分子G反应，生成两种直线形分子L和M(组成E、G、L、M分子的元素原子
序 数 均 小 于 10) ， 反 应 如 图 所 示 ， 该 反 应 的 化 学 方 程 式 是
____________________________________________________________________。
解析 根据元素周期表的结构可知X为N，Z为F，R为Ne，W为P，Y为S。
(1)X、W的氢化物为NH 和PH ，非金属性越强气态氢化物越稳定。
3 3
(2)当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋状
态相同，因此氮元素的基态原子的电子排布图为 。
(3)原子失电子所需能量不仅与原子核对核外电子的吸引力有关，还与形成稳定结
构的倾向有关。结构越稳定，失去电子所需能量越高，在所给五种元素中，氖元素
最外层已达8电子的稳定结构，因此失去核外第一个电子需要的能量最多，即第一电离能最大。
(4)根据题给图示可知 E 为 NH ，G 为 F ，L 为 HF，M 为 N ，应是 2NH ＋
3 2 2 3
3F ===6HF＋N 。
2 2
答案 (1)NH PH 氮元素的非金属性(或电负性)比磷强(或者是N—H键的键
3 3
长比P—H的短)
(2)② C (3)Ne
(4)2NH ＋3F ===6HF＋N
3 2 2
[B级 拔高选做题]
10.下表列出前20号元素中的某些元素性质的一些数据：
元素 原子半径(10－10m) 最高价态(价) 最低价态(价)
① 1.02 ＋6 －2
② 2.27 ＋1 －
③ 0.74 － －2
④ 1.43 ＋3 －
⑤ 0.77 ＋4 －4
⑥ 1.10 ＋5 －3
⑦ 0.99 ＋7 －1
⑧ 1.86 ＋1 －
⑨ 0.75 ＋5 －3
⑩ 1.17 ＋4 －4
请回答下列问题：
(1)以上10种元素中，第一电离能最小的是________(填序号)。
(2)上述⑤⑥⑦三种元素中的某两种元素形成的化合物中，每一个原子都满足8电
子稳定结构的物质可能是________(写分子式)。元素⑨和⑩形成的化合物的化学
式为________________________________________________________________，
元素①的原子价电子排布式是________。
(3)①⑥⑦⑩ 四 种 元 素 的 气 态 氢 化 物 的 稳 定 性 ， 由 强 到 弱 的 顺 序 是
_____________________________________________________________________
(填化学式)。
(4)③和⑨两元素比较，非金属性较弱的是________(填名称)，可以验证你的结论
的是下列中的________(双选；填选项字母)。A.气态氢化物的挥发性和稳定性
B.单质中的键能
C.两元素的电负性
D.含氧酸的酸性
E.氢化物中X—H键的键长(X代表③和⑨两元素)
F.两单质在自然界的存在形式
解析 由题意可知，10种元素是前20号元素，根据表中数据，我们不难推出①S，
②K，③O，④Al，⑤C，⑥P，⑦Cl，⑧Na，⑨N，⑩Si。(1)在同一周期中，从第
ⅠA族到第ⅦA族，元素的第一电离能呈增大趋势；同一主族中，从上向下，元素
的第一电离能逐渐减小，故在10种元素中，第一电离能最小的是②K。(2)C、P、Cl
中的某两种元素形成的化合物中，PCl 或CCl 分子中的每一个原子都满足8电子
3 4
稳定结构；根据化合价知氮和硅形成氮化硅Si N ；硫元素的原子价电子排布式是
3 4
3s23p4。(3)元素的非金属性越强，形成气态氢化物越稳定，非金属性强弱为
Cl>S>P>Si，故其氢化物稳定性为HCl>H S>PH >SiH 。(4)氧元素和氮元素相比，
2 3 4
非金属性较弱的是氮元素，可通过C、E验证。
答案 (1)② (2)PCl 、CCl Si N 3s23p4
3 4 3 4
(3)HCl>H S>PH >SiH
2 3 4
(4)氮元素 CE
11.现有属于前4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元素正三价离子的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 元素原子的电子排布图为________________________；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________(填字母)。
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)活泼性：D________(填“>”或“<”，下同)Al，I (Mg)________I (Al)，其原因是
1 1
______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
。
解析 现有属于前4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，n＝2，所以A是N；C元素为最活泼的非金属元素，
则C是F，所以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，所以D是Mg；E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态，则E的原子序
数是18＋5＋3＝26，即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)一般来讲非金属性越强，第一电离能越大，但由于氮元素的2p轨道电子处于半
充满状态，稳定性强，则氮元素的第一电离能大于氧元素的第一电离能；非金属性
越强，电负性越大，则A、B、C三种元素电负性由小到大的顺序为N＜O＜F。
(2)根据核外电子排布规律可知镁元素原子的外围电子排布式是3s2。
(3)根据核外电子排布规律可知氟元素的轨道表示式为 ；
E3＋的离子符号为Fe3＋。
(4) 铜 元 素 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3p轨道处于全空状态，比较稳定，而Al的3p轨道只有
1 1
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)。
1 1
答案 (1)> N＜O＜F (2)3s2(3)
(4)ds 1s22s22p63s23p63d104s1 或 [Ar]3d104s1 (5)A
(6)> > 镁原子的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
12.(2018·山东青岛月考)有A、B、C、D、E 5种元素，它们的核电荷数依次增大，且
都小于20。其中A为非金属元素；A和E属同一族，它们的原子最外层电子排布为
ns1，B和D也属同一族，它们的原子最外层的p能级电子数均是s能级电子数的
两倍。C原子最外层电子数等于D原子最外层电子数的一半。请回答下列问题：
(1)A是________，B是________，C是________，D是________，E是________。
(2)由这五种元素组成的一种化合物是___________________________________
(写化学式)。写出该物质的一种主要用途：____________________________。
(3)写出C元素基态原子的电子排布式：________________________________。
(4) 用 电 子 排 布 图 表 示 D 元 素 原 子 的 价 电 子 排 布 为
_________________________________________________________________。
(5)元素B与D的电负性的大小关系是B________D，C与E的第一电离能的大小
关系是C________E。(填“>”“<”或“＝”)。
解析 A、B、C、D、E 5种元素核电荷数都小于20，故都为主族元素，A、E属同一
族且最外层电子排布为ns1，故为ⅠA族元素，而A为非金属元素，则A为氢元素；
B、D为同一族其原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，故其原子最
外层电子排布为ns2np4，为第ⅥA族元素，B的核电荷数小于D的，则B为氧元素，
D为硫元素，E为钾元素；C原子最外层电子数为硫原子最外层电子数的一半，则
C为铝元素。同主族元素自上而下电负性、第一电离能逐渐减小，故B(氧)的电负
性大于D(硫)的，E(钾)的第一电离能小于钠的，故钠的第一电离能小于C(铝)的，
即第一电离能Al>K。
答案 (1)H O Al S K(写元素名称也可)
(2)KAl(SO ) ·12H O 作净水剂
4 2 2
(3)1s22s22p63s23p1(4)
(5)> >
