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第 66 讲 原子结构与元素的性质
复习目标 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、价电子的排布式和电子排布图。2.了解原子半径的变化规律，会比较微
粒半径大小。3.了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。4.了解电离能、电负性的概
念，并能用以说明元素的某些性质。
考点一 原子核外电子排布
1．能层、能级与原子轨道
(1)能层(n)
核外电子按能量不同分成能层。通常用K、L、M、N……表示，能量依次增大。
(2)能级
同一能层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 表示。
(3)电子云与原子轨道
核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。量子力学把电子在
原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。因此，常用电子云轮廓图的形状和取向来
表示原子轨道的形状和取向。
原子轨道 轨道形状 轨道个数 能量关系
①同一能层各能级能量顺序：E(ns)＜E(np)＜
s 球形 1
E(nd)＜E(nf)
p 哑铃形 3 ②形状相同的原子轨道能量的高低：E ＜E ＜E
1s 2s 3s
＜E ……
4s
d 5
③同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨
道的能量相等，如p能级三个互相垂直的轨道
f 7
np、np、np 的能量相同
x y z2.基态原子的核外电子排布
(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)和全空(p0、d0、f0)状态
时，体系的能量最低，如基态 Cr原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是
24
1s22s22p63s23p63d44s2。
(2)填充顺序——构造原理
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：
3．基态原子核外电子排布的表示方法
表示方法 以硫原子为例
电子排布式 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4
简化电子排布式 [Ne]3s 2 3p 4
电子排布图
价层电子排布式 3s 2 3p 4
4.电子的跃迁与原子光谱
(1)电子的跃迁(2)不同元素原子的电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原
子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。
1．2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等( )
2．基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)＜E(2s)＜E(2p)＜E(2p)＜E(2p)( )
x y z
3．Fe的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6( )
4． Ti的电子排布式：1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理( )
22
5．1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布( )
6．某些金属及其化合物在燃烧时会产生特殊的颜色，是由于电子跃迁时能量以一定频率的
光释放出来( )
答案 1.× 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.√
一、原子核外电子排布的规范表达
1．写出下列原子或离子的①电子排布式、②价层电子的电子排布图、③电子的空间运动状
态、④未成对电子数。
(1)N：①________________，②___________________，
③____________________，④_____________________。
(2)Cl：①________________，②___________________，
③____________________，④_____________________。
(3)Fe2＋：①____________，②_____________________，
③____________________，④_____________________。
(4)Cu：①______________，②____________________，
③____________________，④_____________________。
(5)Se：①______________，②_____________________，
③____________________，④_____________________。
(6)Br－：①____________，②______________________，
③____________________，④_____________________。
答案 (1)①1s22s22p3 ②
③5 ④3(2)①1s22s22p63s23p5(或[Ne]3s23p5)
② ③9 ④1
(3)①1s22s22p63s23p63d6(或[Ar]3d6)
② ③14 ④4
(4)①1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
② ③15 ④1
(5)①1s22s22p63s23p63d104s24p4(或[Ar]3d104s24p4)
② ③18 ④2
(6)①1s22s22p63s23p63d104s24p6(或[Ar]3d104s24p6)
② ③18 ④0
二、原子核外电子排布规律的应用
2．A 元素基态原子的最外层有 3 个未成对电子，次外层有 2 个电子，其元素符号为
________ ； 其 价 层 电 子 的 电 子 排 布 图 为
_______________________________________________________。
答案 N
3．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离子的结构示意图为________________________________________________。
答案 Cl
4．E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子且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__________________________________________。
答案 Cu 1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
5．F元素的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2，则n＝__________________；基态原子
中能量最高的是________________电子，核外电子的电子排布图为________________。
答案 2 2p
核外电子排布常见错误
(1)在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：① (违反能量最低原理)
② (违反泡利原理)
③ (违反洪特规则)
④ (违反洪特规则)
(2)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍
把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，而失电子时，却先失4s轨道上的电子，
如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。
考点二 原子结构与元素的性质
1．原子结构与元素周期表的关系
(1)原子结构与周期的关系
原子的最大能层数＝周期序数
(2)原子结构与族的关系
①主族元素的价层电子排布特点
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族元素的价层电子排布：He为1s2；其他为ns2np6。
③过渡元素(副族和第Ⅷ族)的价层电子排布：(n－1)d1～10ns1～2。
(3)原子结构与元素周期表分区的关系
①元素周期表分区②各区价层电子排布特点
分区 价层电子排布
s区 ns1～2
p区 ns2np1～6(除He外)
d区 (n－1)d1～9ns1～2(除钯外)
ds区 (n－1)d10ns1～2
f区 (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2
2.原子半径
(1)影响因素
(2)变化规律
在元素周期表中，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。
3．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，通常用I 表示，单位： kJ·mol － 1 。
1
(2)规律
①同周期元素：从左至右第一电离能总体呈现增大的趋势。其中第ⅡA族与第ⅢA族，第
ⅤA族与第ⅥA族元素的第一电离能出现反常。
②同族元素：从上到下第一电离能逐渐变小。
③同种原子：逐级电离能越来越大。
4．电负性
(1)含义：不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。元素的电负性越大，表示其原子对键
合电子的吸引力越大。
(2)标准：以氟的电负性为4.0 和锂的电负性为1.0 作为相对标准，计算得出其他元素的电负
性(稀有气体未计)。
(3)变化规律
①同周期元素从左至右，元素的电负性逐渐变大；
②同族元素从上至下，元素的电负性逐渐变小。
1．钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能( )
2．C、N、O、F四种元素第一电离能从大到小的顺序是N>O>F>C( )
3．价层电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族，是p区元素( )
4．元素的电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大( )
5．最外层有2个未成对电子的价层电子排布式可能是ns2np2或ns2np4，短周期元素中分别为
C、Si和O、S( )6．价层电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素( )
答案 1.× 2.× 3.√ 4.× 5.√ 6.×
一、电离能变化规律及应用
1．(1)C、N、O、S四种元素中，第一电离能最大的是__________________。
(2)观察下面四种镧系元素的电离能数据，判断最有可能显示＋ 3 价的元素是
____________(填元素名称)。
几种镧系元素的电离能(单位：kJ·mol－1)
元素 I I I I
1 2 3 4
Yb(镱) 604 1 217 4 494 5 014
Lu(镥) 532 1 390 4 111 4 987
La(镧) 538 1 067 1 850 5 419
Ce(铈) 527 1 047 1 949 3 547
(3)铜、锌两种元素的第一电离能、第二电离能如表所示：
电离能/(kJ·mol－1) I I
1 2
铜 746 1 958
锌 906 1 733
铜的第一电离能(I)小于锌的第一电离能，而铜的第二电离能(I)却大于锌的第二电离能，其
1 2
主要原因是____________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
答案 (1)N (2)镧 (3)铜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
一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，所以铜的第二电离能
相对较大
电离能的应用
1．判断元素金属性的强弱
电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之金属性越弱。
2．判断元素的化合价
如果某元素的I ≫I ，则该元素的常见化合价为＋n，如钠元素的I≫I ，所以钠元素的化
n＋1 n 2 1
合价为＋1。
3．判断核外电子的分层排布情况
多电子原子中，元素的各级电离能逐渐增大，有一定的规律性。当电离能的变化出现突变时，电子层数就可能发生变化。
二、电负性变化规律及应用
2．已知元素的电负性和元素的化合价一样，也是元素的一种基本性质。下面给出 14种元素
的电负性：
元素 Al B Be C Cl F Li
电负性 1.5 2.0 1.5 2.5 3.0 4.0 1.0
元素 Mg N Na O P S Si
电负性 3.0 0.9 3.5 2.1 2.5 1.8
已知：两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键，两成键元素间电负性差值小于
1.7时，形成共价键。
(1)根据表中给出的数据，可推知元素的电负性具有的变化规律是_______________________。
(2)通过分析电负性值变化规律，确定镁元素电负性值的最小范围是________。
(3)判断下列物质是离子化合物还是共价化合物：
A．LiN B．BeCl
3 2
C．AlCl D．SiC
3
属于离子化合物的是________；
属于共价化合物的是________；
请设计一个实验方案证明上述所得到的结论：_______________________________________
_______________________________________________________________________________
。
(4)在 P 与 Cl 组成的化合物中，Cl 元素显________(填“正”或“负”)价，理由是
________________________________________________________________________。
答案 (1)随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化 (2)0.9～1.5 (3)A BCD 测
定各物质在熔融状态下能否导电，若导电则为离子化合物，反之则为共价化合物 (4)负
Cl的电负性大于P，Cl对键合电子的吸引能力强
解析 (2)根据电负性的递变规律：同周期元素从左到右，元素电负性逐渐变大，同族元素
从上到下，元素电负性逐渐变小，可知在同周期中电负性：Na＜Mg＜Al，同主族：Be＞
Mg＞Ca，最小范围应为0.9～1.5。(3)根据已知条件及表中数值：LiN中元素的电负性差值
3
为2.0，大于1.7，形成离子键，为离子化合物；BeCl 、AlCl 、SiC中元素的电负性差值分
2 3
别为1.5、1.5、0.7，均小于1.7，形成共价键，为共价化合物。共价化合物和离子化合物最
大的区别在于熔融状态下能否导电。离子化合物在熔融状态下以离子形式存在，可以导电，
但共价化合物却不能。
电负性的三大应用1．(2021·辽宁，2)下列化学用语使用正确的是( )
A．基态C原子价电子排布图：
B．Cl－结构示意图：
C．KCl形成过程：
D．质量数为2的氢核素：H
答案 D
2．(2020·山东等级模拟考，4)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
解析 基态原子4s轨道上有1个电子，在s区价电子排布式为4s1，在d区价电子排布式为
3d54s1，在ds区价电子排布式为3d104s1，在p区不存在4s轨道上有1个电子，故A符合题意。
3．[2021·全国乙卷，35(1)]对于基态Cr原子，下列叙述正确的是______ (填字母)。
A．轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为[Ar]3d54s1
B．4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动
C．电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大
答案 AC
解析 基态原子满足能量最低原理，Cr有24个核外电子，轨道处于半充满时体系总能量低，
核外电子排布应为[Ar]3d54s1，A正确；电负性为原子对键合电子的吸引力，同周期(除0族)元素原子序数越大电负性越强，钾与铬位于同周期，铬的原子序数大于钾，故铬的电负性比
钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大，C正确。
4．[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
________、________(填字母)。
答案 D C
5．电子排布式和电子排布图的书写。
(1)[2020·全国卷Ⅱ，35(1)]基态Ti原子的核外电子排布式为________。
(2)[2019·全国卷Ⅱ，35(2)]Fe成为阳离子时首先失去______轨道电子，Sm的价层电子排布
式4f66s2，Sm3＋价层电子排布式为________。
(3)[2019·全国卷Ⅰ，35(1)]下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是
__________(填字母)。
A．[Ne] B．[Ne]
C．[Ne] D．[Ne]
(4)[2018·全国卷Ⅱ，35(1)节选]基态 Fe 原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为
________________________。
(5)[2021·天津，13(1)]基态Fe原子的价层电子排布式为______________。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)
(2)4s 4f5 (3)A
(4) (5)3d64s2
6．原子核外未成对电子数的判断。
(1)[2020·全国卷Ⅰ，35(1)]基态Fe2＋与Fe3＋离子中未成对的电子数之比为________。
(2)[2017·全国卷Ⅲ，35(1)节选]元素 Mn与O中，基态原子核外未成对电子数较多的是
______。
(3)[2016·全国卷Ⅰ，37(1)]基态Ge原子有__________个未成对电子。
(4)[2016·全国卷Ⅱ，37(1)]镍元素基态原子的3d能级上的未成对电子数为________。
答案 (1)4∶5 (2)Mn (3)2 (4)27．电子云轮廓图形和电子运动状态的判断。
(1)[2018·全国卷Ⅱ，35(1)节选]基态 S 原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为
____________形。
(2)[2017·全国卷Ⅰ，35(2)]基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是________，占
据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。
(3)[2021·山东，16(1)]基态F原子核外电子的运动状态，有________种。
答案 (1)哑铃 (2)N 球形 (3)9
8．电离能大小的比较及原因。
[2020·全国卷Ⅰ，35(2)]Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I)如表所示。I(Li)>I(Na)，
1 1 1
原因是________________________________________________________________________。
I(Be)>I(B)>I(Li)，原因是______________________________________________________
1 1 1
______________________________________________________________________________。
I/(kJ·mol－1)
1
Li Be B
520 900 801
Na Mg Al
496 738 578
答案 Na与Li同主族，Na的电子层数更多，原子半径更大，易失电子，故第一电离能更
小 Li、Be和B为同周期元素，同周期元素从左至右，第一电离能呈现增大的趋势；但由
于基态Be原子的s能级轨道处于全充满稳定状态，能量更低更稳定，故第一电离能Be大于
B
9．电负性大小的比较判断。
(1)[2019·全国卷Ⅲ，35(4)节选]NH HPO 中，电负性最高的元素是______。
4 2 4
(2)[2021·山东，16(2)节选]O、F、Cl电负性由大到小的顺序是__________。
答案 (1)O (2)F＞O＞Cl
课时精练
1．下列有关化学用语正确的是( )
A．O原子的电子排布图为
B．氯化钠的分子式：NaClC．S2－的结构示意图：
D．Ca原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d2
答案 C
解析 O原子的2s能级的2个电子应自旋相反，A错误；氯化钠是离子化合物，NaCl只是
化学式，不是分子式，B错误；Ca的核电荷数为20，电子排布式应是1s22s22p63s23p64s2，D
错误。
2．下列说法正确的是( )
A．同一原子中3s、3p、3d、4s能量依次升高
B．某原子核外电子由1s22s22p63s23p1→1s22s22p63s13p2，原子放出能量
C．p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层数的增加，p能级原子轨道数也在增多
D．按照泡利原理，在同一个原子中不可能存在两个运动状态完全相同的电子
答案 D
解析 同一原子中，3s、3p、4s、3d能量依次升高，故A错误；3s轨道上的电子比3p轨道
上的电子能量更低，所以原子核外电子由 1s22s22p63s23p1→1s22s22p63s13p2，原子要吸收能量，
故B错误；p轨道是哑铃形的，任何能层的p能级都有3个原子轨道，与电子层无关，故C
错误；在多电子的原子中，电子填充在不同的能层，能层又分不同的能级，同一能级又有不
同的原子轨道，每个轨道中最多可以填充两个电子，自旋相反，在一个基态多电子的原子中，
不可能有两个运动状态完全相同的电子，故D正确。
3．下列有关轨道表示式的表述正确的是( )
可表示单核10电子微粒基态时电子排布
违背了泡利原理
表示基态N原子的价电子排布
表示处于激发态的B的轨道表示式
答案 A
解析 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，自旋相
反，A 项正确；此图违背了洪特规则，B 项错误；N 原子的价电子的轨道表示式为
，C项错误；该轨道表示式中的电子没有跃迁到能量更高的轨道上，
D项错误。4．某元素＋3价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，则该元素在元素周期表中的位
置是( )
A．第三周期ⅧA族，p区
B．第三周期ⅤB族，ds区
C．第四周期Ⅷ族，d区
D．第四周期ⅤB族，f区
答案 C
解析 该＋3价离子的核外有23个电子，则基态原子核外有26个电子，26号元素是铁，其
位于第四周期Ⅷ族，电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，位于d区。
5．根据下表中五种元素的电离能数据(单位：kJ·mol－1)，下列说法不正确的是( )
电离能
I I I I
1 2 3 4
元素代号
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
A.T的氯化物最可能的化学式为TCl
3
B．氦元素最有可能与Q元素位于同一族
C．在周期表中，最可能处于同一族的是R和U
D．U元素最有可能为K，R元素最有可能为Li
答案 D
解析 当I ≫I 时，元素的最高化合价为＋n，故R和U最高价为＋1，S最高价为＋2，T
n＋1 n
最高价为＋3，A、C项正确；由表中数据可知，Q元素各电离能都较大，而且各电离能之
间无太大差距，故Q最可能为稀有气体元素，所以氦元素最有可能与Q元素位于同一族，B
项正确；R出现了I，而锂核外只有3个电子，D项错误。
4
6．以下有关元素性质的说法不正确的是( )
A．具有下列价电子排布式的原子中：①3s23p1 ②3s23p2 ③3s23p3 ④3s23p4，电负性最
大的是③
B．某元素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X2＋
C．①Na、K、Rb ②N、P、As ③O、S、Se ④Na、P、Cl，元素的第一电离能随原子
序数增大而递增的是④
D．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答案 A
解析 ①为铝元素，②为硅元素，③为磷元素，④为硫元素；同一周期从左到右，元素的电
负性逐渐增大，因此电负性最大的是④，A项错误；第三电离能远大于第二电离能，所以X
是第ⅡA族元素，形成的阳离子是X2＋，B项正确；同一主族从上到下，元素的第一电离能
逐渐减弱，①Na、K、Rb，②N、P、As，③O、S、Se均符合此规律，同一周期从左到右，
元素的第一电离能呈逐渐增大的趋势，④Na、P、Cl符合此规律，C项正确；①为硅元素，
②为氮元素，③为碳元素，④为硫元素；同一周期从左到右，原子半径逐渐减小，同一主族
从上到下，原子半径逐渐增大，因此原子半径最大的为①，D项正确。
7．下列叙述错误的是( )
A．所有的非金属元素都在p区
B．磷的价电子排布式为3s23p3
C．碱金属元素具有较小的电负性
D．当各原子轨道处于全充满、半充满、全空时原子较稳定
答案 A
解析 除氢元素外，所有的非金属元素都在p区，选项A错误；磷的最外层电子数为5，其
价电子排布式为3s23p3，选项B正确；碱金属易失去电子，元素的电负性很小，选项C正确；
当各原子轨道处于全充满、半充满、全空时原子较稳定，选项D正确。
8．已知某原子结构示意图为 ，下列有关说法正确的是( )
A．结构示意图中x＝4
B．该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4
C．该原子的电子排布图为
D．该原子结构中共有5个能级上填充有电子
答案 D
解析 由原子结构示意图可知，K层电子排满时为2个电子，故x＝2，该元素为硅，故A
错误；该原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p2，故 B 错误；硅的轨道表示式为
，故C错误；原子结构中共有1s、2s、
2p、3s、3p这5个能级上填充有电子，故D正确。
9．科学研究表明：核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关，还与核外电子的数
目及核电荷数有关。氩原子与硫离子的核外电子排布相同，都是 1s22s22p63s23p6。下列说法
正确的是( )
A．两粒子的1s能级上电子的能量相同B．两粒子的3p能级上的电子离核的距离相同
C．两粒子的电子发生跃迁时，产生的光谱不同
D．两粒子最外层都达到8电子稳定结构，化学性质相同
答案 C
解析 虽然电子数相同，但是核电荷数不同，所以能量不同，故 A错误；同是3p能级，氩
原子中的核电荷数较大，对电子的吸引力较大，所以电子离核较近，故B错误；电子的能
量不同，则发生跃迁时，产生的光谱不同，故C正确；硫离子是得到电子之后变成此种结
构，有较强的失电子能力，所以具有很强的还原性，二者化学性质不同，故D错误。
10．人们通常将在同一原子轨道上运动、自旋相反的2个电子，称为“电子对”，将在某一
原子轨道上运动的单个电子，称为“未成对电子”。下列基态原子的电子排布式中，未成对
电子数最多的是( )
A．1s22s22p63s23p6
B．1s22s22p63s23p63d54s2
C．1s22s22p63s23p63d54s1
D．1s22s22p63s23p63d104s1
答案 C
解析 1s22s22p63s23p6中未成对电子数为0；1s22s22p63s23p63d54s2中3d轨道上有5个未成对电
子，未成对电子数为5；1s22s22p63s23p63d54s1中的3d、4s轨道上各有5、1个未成对电子，
未成对电子数为6；1s22s22p63s23p63d104s1中只有4s上有1个未成对电子，未成对电子数为
1。
11．下列四种粒子中，半径按由大到小顺序排列正确的是( )
①基态X的原子结构示意图：
②基态Y的价电子排布式：3s23p5
③基态Z2－的电子排布图：
④W基态原子有2个能层，电子式为
A．①>②>③>④ B．③>④>①>②
C．③>①>②>④ D．①>②>④>③
答案 C
解析 由题意可知：X、Y、Z2－、W分别为S、Cl、S2－、F。S、Cl、S2－、F粒子半径大小
顺序为r(S2－)>r(S)>r(Cl)>r(F)，故C项正确。
12．下列说法正确的是( )A．HF、HCl、HS、PH 的稳定性依次增强
2 3
B．在①P、S，②Mg、Ca，③Al、Si三组元素中，每组中第一电离能较大的元素的原子序
数之和为41
C．某主族元素的电离能I ～I 数据如表所示(单位：kJ·mol－1)，可推测该元素位于元素周期
1 7
表第ⅤA族
I I I I I I I
1 2 3 4 5 6 7
578 1 817 2 745 11 575 14 830 18 376 23 293
D.原子半径由小到大的顺序：Mg、Si、N、F
答案 B
解析 元素非金属性越强，其简单氢化物越稳定，非金属性：F>Cl>S>P，所以HF、HCl、
HS、PH 的稳定性依次减弱，故A错误；①中由于P原子3p能级半充满，所以第一电离能
2 3
较大；②同主族元素自上而下第一电离能逐渐减小，所以Mg的第一电离能较大；③同周期
元素从左至右，第一电离能呈增大趋势，所以Si的第一电离能较大，P、Mg、Si的原子序
数之和为15＋12＋14＝41，故B正确；根据表格数据可知该元素的第三电离能和第四电离
能相差较大，所以应为第ⅢA族元素，故C错误；电子层数越多原子半径越大，电子层数
相同核电荷数越小原子半径越大，所以按Mg、Si、N、F的顺序，原子半径由大到小，故D
错误。
13．(1)写出基态As原子的核外电子排布式：___________________________________，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。
(2)C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为__________；H、O、S电负性由大到小的顺序
是________________________________________________________________________。
B和N相比，电负性较大的是____________；BN中B元素的化合价为________；从电负性
角度分析，C、Si、O的非金属活泼性由强至弱的顺序为__________。
(3)铬、铜、锰原子的基态电子排布式分别为______________________________________，
氯元素的基态原子的价电子排布式是__________，与铬同周期的所有元素的基态原子中最外
层电子数与铬原子相同的元素有________(填元素符号)。
(4)基态 Fe3＋的 M 层电子排布式为________，基态铝原子核外自旋平行的电子最多有
__________个，与铝同族的第四周期元素原子的价电子排布式为____________，基态磷原子
的核外电子运动状态共有________种，其价电子排布式为____________。在硼、氧、氟、氮
中第一电离能由大到小的顺序是________(用元素符号表示)。
(5)元素铜与镍的第二电离能分别为I ＝1 958 kJ·mol－1、I ＝1 753 kJ·mol－1，I >I 的原因
Cu Ni Cu Ni
是_____________________________________________________________________________。
(6)C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。
①Si位于元素周期表第________周期________族。②N的基态原子核外电子排布式为________________________________________________，
Cu的基态原子最外层有________个电子。
③用“＞”或“＜”填空：
原子半径 电负性 熔点 沸点
Al____Si N____O 金刚石____晶体硅 CH____SiH
4 4
(7)O、Na、P、Cl四种元素中电负性最大的是______(填元素符号)，其中P原子的核外电子
排布式为________。
(8)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期
数相同，b的价层电子中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d
与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。b、c、d中第一电离能最大的
是 ______________( 填 元 素 符 号 ) ， e 的 价 层 电 子 的 轨 道 表 示 式 为
__________________________。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3) 大于 小于 (2)N>O>C O>S>H N
＋ 3 O ＞ C ＞ Si (3) 铬 ： 1s22s22p63s23p63d54s1 、 铜 ： 1s22s22p63s23p63d104s1 、 锰 ：
1s22s22p63s23p63d54s2 3s23p5 K、Cu (4)3s23p63d5 7 4s24p1 15 3s23p3 F＞N＞O＞B
(5)铜失去的是全充满的 3d10电子，镍失去的是4s1电子 (6)①三 ⅣA ②1s22s22p3 1
③＞ ＜ ＞ ＜ (7)O 1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)
(8)N
解析 (8)由核外电子总数与其周期数相同，确定 a为H元素，由价层电子中的未成对电子
有3个，确定b为N元素，由最外层电子数为其内层电子数的3倍，确定c为O元素，由d
与c同主族，确定d为S元素，由e的最外层只有1个电子且次外层有18个电子，确定e为
Cu元素。
14．表1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：
表1
(1)元素p为26号元素，请写出其基态原子的核外电子排布式：
__________________________。
(2)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：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)o、p两元素的部分电离能数据如表2：
元素 o p电离能/(kJ·mol－1)
I 717 759
1
I 1 509 1 561
2
I 3 248 2 957
3
表2
比较两元素的I、I 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
2 3
的解释是____________________________________________________________________。
(4)第三周期 8 种元素按单质熔点高低的顺序排列如图 1 所示，其中电负性最大的是
________(填图1中的序号)。
(5)表1中所列的某主族元素的电离能情况如图2所示，则该元素是__________(填元素符号)。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
(2)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光的形式释放能量
(3)Mn2＋的3d能级电子排布为半充满状态，比较稳定
(4)2
(5)Al
解析 (3)o元素为Mn，Mn2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，其3d能级为半充满状
态，相对比较稳定，当其失去第 3 个电子时比较困难，而 Fe2＋的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d6，其3d能级再失去一个电子即为半充满状态，故其失去第3个电子比较容
易。(4)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、氩气为气体，8种元素熔点最低的为氩，其次为氯，其中电负性最大
的为氯。(5)由图2可知，该元素的电离能I 远大于I，故为第ⅢA族元素，应为Al。
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