01 常考题空1 电子排布、电离能与电负性 (附答案解析)-备战高考化学大题逐空突破系列(全国通用)
展开常考题空1 电子排布、电离能与电负性
【高考必备知识】
1.原子核外电子排布的“三个原理”及其表示方法
(1)熟记构造原理示意图
(2)三个原理:能量最低原理、泡利原理、洪特规则
能量最低原理 | 原子核外电子总是先占有能量最低的原子轨道,即1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s… |
泡利原理 | 每个原子轨道上最多只容纳2个自旋状态相反的电子 |
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,而且自旋状态相同 |
【微点拨】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24Cr的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,而不是1s22s22p63s23p63d44s2
(3)基态原子核外电子排布的表示方法
表示方法 | 举例 |
电子排布式 | Co:1s22s22p63s23p63d74s2 |
简化表示式 | Cu:[Ar]3d104s1 |
价层电子排布 | Fe:3d64s2 |
电子排布图(或轨道表示式) | O: |
(4)常见原子轨道电子云轮廓图
原子轨道 | 电子云轮廓形状 | 轨道个数 |
s | 球形 | 1 |
p | 哑铃形 | 3 |
(5)常见电子状态的描述
| 硫原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p4 |
a.运动状态等于电子数 | S 原子核外有16个电子,则有16种不同运动状态的电子 |
b.空间运动状态等于轨道数 | S 原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4,其轨道数为1+1+3+1+3=9,则有9种不同的空间运动状态 |
c.伸展方向看轨道类型 | S 原子的s轨道为球形,只有1种伸展方向,p轨道有3种伸展方向,则共有4种不同的伸展方向 |
d.不同能量的电子看轨道数 | S 原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4,有5种不同能量的电子 |
e.运动范围看电子层 | S 原子的核外有3个电子层,有3种不同的运动范围 |
2.微粒半径、电离能和电负性变化规律
(1)粒子半径大小的比较方法
原子半径 | ①同周期原子半径随原子序数递增逐渐减小,如:r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)<r(S)>r(Cl) ②同主族原子半径随原子序数递增逐渐增大,如:r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs) |
离子半径 | ①阳离子半径总比相应原子半径小,如:r(Na)>r(Na+) ②阴离子半径总比相应原子半径大,如:r(Cl)<r(Cl-) ③同主族阳离子半径随原子序数递增逐渐增大,如:r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+) ④同主族阴离子半径随原子序数递增逐渐增大,如:r(F-)<r(Cl-)<r(Br-)<r(I-) ⑤同周期阳离子半径随原子序数递增逐渐减小,如:r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+) ⑥同周期阴离子半径随原子序数递增逐渐减小,如:r(N3- )>r(O2-)>r(F-) 同周期:r(阴离子)>r(阳离子),阴离子比阳离子电子层多一层,如:r(S2-)>r(Na+) ⑦电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增大而减小,如:r(S2-)>r(Cl-)>r(K+)>r(Ca2+) ⑧同一元素不同价态的离子半径,价态越高则离子半径越小,如:r(Fe)>r(Fe2+)>r(Fe3+) |
(2)电离能的变化规律
①同一周期内,从左往右,第一电离能总体上是逐渐增大的,但并非单调地增大,有些反常。一般而言,IIA族元素的I1大于IIIA族元素;VA族元素的I1大于VIA族元素。如:Be>B、N>O,这与原子的外层电子构型有着密切关系:Be的价电子排布式是2s2,为全充满结构,比较稳定,难失电子,而B的价电子排布为2s22p1,没有Be不稳定,因此失去第一个电子B比Be容易, 第一电离能小
②同族元素:从上至下第一电离能逐渐减小
③过渡元素的第一电离能变化不太规则,同一周期,从左至右,第一电离能略有增加
④同种原子:逐级电离能越来越大(即I1<I2<I3…,并且会发生一个突变。如果>>,对主族元素而言,最外层有n个电子,最高化合价为+n
(3)电负性的变化规律
①同周期:从左至右,元素的电负性逐渐增大
②同主族:从上至下,元素的电负性逐渐减小
3.书写练习——以Fe为例,质量数为56
表示方法 | 写法 |
原子符号 |
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电子排布式 |
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简化电子排布式 |
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价电子排布式 |
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M层电子排布式 |
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原子结构示意图 |
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Fe2+的电子排布式 |
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Fe3+的电子排布式 |
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电子排布图(轨道表示式) |
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价电子排布图 |
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最外层电子数 |
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价电子总数 |
|
【真题演练】
1.(2022·全国甲卷)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为_______
2.(2022·全国乙卷)氟原子激发态的电子排布式有_______,其中能量较高的是_______
a.1s22s22p43s1 b.1s22s22p43d2 c.1s22s12p2 d.1s22s22p33p2
3.(2022·湖南卷)基态Se原子的核外电子排布式为[Ar]_______
4.(2022·广东卷)Se与S同族,基态硒原子价电子排布式为_______
5.(2022·山东卷)基态Ni原子的价电子排布式为_______,在元素周期表中位置为_______
6.(2022·海南卷)基态O原子的电子排布式_______,其中未成对电子有_______个
7.(2022·北京卷)Fe2+价层电子排布式为___________
8.(2022·河北卷)基态S原子的价电子中,两种自旋状态的电子数之比为_______
9.(2021·全国甲卷)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的价电子层的电子排布式为___________
10.(2021·全国乙卷)对于基态Cr原子,下列叙述正确的是________
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
11.(2021·湖南卷)基态硅原子最外层的电子排布图为___________
12.(2021·河北卷)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中,核外电子排布相同的是_____(填离子符号)
13.(2021·广东卷)基态硫原子价电子排布式为________
14.(2021·山东卷)基态F原子核外电子的运动状态有________种
15.(2021·山东卷)O、F、Cl电负性由大到小的顺序为________
16.(2021·天津卷)基态Fe原子的价层电子排布式为___________
17.(2021·福建卷)基态C原子的成对电子数与未成对电子数之比为_______
18.(2020·全国I卷)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为________
19.(2020·全国II卷)基态Ti原子的核外电子排布式为________
20.(2020·全国II卷)CaTiO3的晶胞如图(a)所示,其组成元素的电负性大小顺序是__________________
21.(2020·全国III卷)H、B、N中,原子半径最大的是________,根据对角线规则,B的一些化学性质与元素________的相似
22.(2020·江苏卷)Fe基态核外电子排布式为________
23.(2020·江苏卷)C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为_____________
24.(2020·天津卷)Fe、Co、Ni在周期表中的位置为________,基态Fe原子的电子排布式为________
25.(2019·全国I卷)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是________
A. B. C. D.
26.(2019·全国II卷)Fe成为阳离子时首先失去______轨道电子,Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+价层电子排布式为______
27.(2019·全国II卷)比较离子半径:F-________O2-(填“大于”“等于”或“小于”)
28.(2018·全国I卷)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________、________
A. B.
C. D.
【题组训练】
1.Zn原子核外电子排布式为________________
2.Fe2+基态核外电子排布式为__________________
3.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_______
4.氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为________
5.Co基态原子核外电子排布式为______________________,基态原子核外未成对电子数较多的是_______
6.在周期表中,与Li的化学性质最相似的邻族元素是___________,该元素基态原子核外M层电子的自旋状态________(填“相同”或“相反”)
7.Cu2+基态核外电子排布式为________
8.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
9.Sc的价电子排布式________________________
10.V的价电子排布图_____________________
11.NH4H2PO4中电负性最高的元素是______
12.第一电离能I1(Zn)_______I1(Cu)(填“大于”或“小于”)
13.元素Mn与O中,第一电离能较大的是________
14.C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为________________
15.光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是________
16.根据元素周期律,原子半径Ga_____As,第一电离能Ga_____As。(填“大于”或“小于”)
17.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 | CH4____SiH4 |
18.对于呋喃(和吡咯)所含的元素中,电负性最大的是________,最小的是________;第一电离能最大的是________
19.组成HClO4~NaClO4的4种元素的电负性由小到大的顺序为________________________
20.O、P、K、Zn按电负性由大到小的顺序排列为________________________
21.NH3BH3分子中,与N原子相连的H呈正电性(Hδ+),与B原子相连的H呈负电性(Hδ-),电负性大小顺序是________
22.C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为____________________
23.CaTiO3的组成元素的电负性大小顺序是________________
24.O、F、Cl电负性由大到小的顺序为____________
25.半夹心结构催化剂M能催化乙烯、丙烯、苯乙烯的聚合,其结构如下图所示。组成M的元素中,电负性最大的是__________(填名称)
26.SCN-常用来检测Fe3+的存在,三种元素电负性由大到小的顺序为________________
27.K3[Fe(CN)6]中所涉及的元素的基态原子核外未成对电子数最多的是____________,各元素的第一电离能由大到小的顺序为________________
28.砷与硒的第一电离能较大的是________
29.N、O、P元素的电负性由小到大的顺序是________
30.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
31.铜或铜盐的焰色反应为绿色,该光谱是________________(填“吸收光谱”或“发射光谱”)
【常考题空1 电子排布、电离能与电负性】答案
【真题演练】
1.
2. ad d
3.[Ar] 3d104s24p4
4.4s24p4
5.3d84s2 第4周期第VIII族
6.1s22s22p4或[He]2s22p4 2
7.3d6
8.1:2或2:1
9.3s23p2
10.AC
11.
12.P3-、K+
13.3s23p4
14.9
15.F>O>Cl
16.3d64s2
17.2∶1
18.
19.1s22s22p63s23p63d24s2
20.O>Ti>Ca
21.B Si(硅)
22.[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2
23.N>O>C
24.第四周期第Ⅷ族 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
25.A
26.4s 4f5
27.小于
28.D C
【题组训练】
1.Ar]3d104s2
2.Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6
3.N 球形
4.(或)
5.1s22s22p63s23p63d74s2(或[Ar]3d74s2) Mn
6.Mg 相反
7.[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9
8.(或) 哑铃(纺锤)
9.3d14s2
10.
11.O
12.大于
13.O
14.H<C<O
15.O>Ge>Zn
16.大于 小于
17.>,<,>,<
18.O H N
19.Na<H<Cl<O
20.O>P>Zn>K
21.N>H>B
22.N>O>C
23.O>Ti>Ca
24.F>O>Cl
25.氧
26.N>S>C
27.Fe(铁) N>C>Fe>K
28.As或砷
29.P<N<O
30.A
31.发射光谱
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