1、原子结构 元素性质(建议用时：40分钟)一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1(2020全国卷)1934年约里奥居里夫妇在核反应中用粒子(即氦核He)轰击金属原子X，得到核素 Y，开创了人造放射性核素的先河：XHeYn其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是()AX的相对原子质量为26BX、Y均可形成三氯化物CX的原子半径小于Y的DY仅有一种含氧酸B解析：依据质量数守恒得W4301，推出W27。再结合X、Y的最外层电子数之和为8，X为金属元素，可推出X的核电荷数为13，故X为Al；Y的核电荷数为15，故Y为P。A项，X为铝元素，质量数为27，相对原子质量约为27，错误；B项，
2、铝元素和氯元素可以形成三氯化铝，磷元素和氯元素可以形成三氯化磷，正确；C项，原子半径：AlP，错误；D项，磷元素可以形成H3PO2、H3PO3、H3PO4等含氧酸，错误。2下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是()AH3O和OH BCO和N2CHNO2和NO DCH和NHD解析：H3O的质子数为11，电子数为11110，OH的质子数为9，电子数为9110，电子数相等，A不符合题意；CO的电子数为14，N2的电子数为14，电子数相等，B不符合题意；HNO2的质子数为178224，电子数为24，NO的质子数为78223，电子数为23124，电子数相等，C不符合题意；CH的质子数为6139，电子数为
3、918，NH的质子数为11，电子数为11110，电子数不相等，D符合题意。3(2020山东模拟)某元素基态原子4s轨道上有1个电子，则该基态原子的价电子排布不可能是()A3p64s1B4s1C3d54s1D3d104s1A解析：A项，核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，主族元素的价电子是最外层电子，应为4s1，错误；B项为19K的价电子排布式，正确；C项，对应元素为24Cr，核外电子排布式为Ar3d54s1，即价电子排布为3d54s1，此为洪特规则的特例，3d轨道上的电子为半满状态，整个体系的能量最低，正确；D项，对应元素为29Cu，价电子排布为3d104s1,3d轨道上的电
4、子处于全充满状态，整个体系的能量最低，正确。4下列轨道表示式所表示的元素原子中，能量处于最低状态的是()C解析：要使各原子能量处于最低状态(即基态)，核外电子必须遵循三大原则进行排布。A项中2s轨道没有排满电子就排在了2p轨道上，显然能量不是最低的；B项中2p轨道上的电子排布不符合洪特规则，三个电子各占一个p轨道且自旋状态相同时，能量最低；C项中2p轨道的电子为半充满状态，能量最低；D项中2p轨道未排满就排3s轨道，能量不是最低的。5人们通常将在同一原子轨道上运动、自旋方向相反的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
5、子数最多的是()A1s22s22p63s23p6B1s22s22p63s23p63d54s2C1s22s22p63s23p63d54s1D1s22s22p63s23p63d104s1C解析：A中1s22s22p63s23p6中每个轨道上都达到饱和，未成对电子数为0；B中1s22s22p63s23p63d54s2中3d轨道上有5个电子未成对，其他轨道达到饱和，未成对电子数为5；C中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；D中1s22s22p63s23p63d104s1只有4s上有1个电子未成对，未成对电子数为1。6下列各组表述中，两
6、个原子不属于同种元素原子的是()A3p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B2p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CM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C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
7、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，该元素原子的最外层电子排布式为4s24p5，所以两原子是同种元素的原子。二、不定项选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)7下列叙述中，正确的是()A两种原子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同B凡单原子形成的离
8、子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布C两种原子，如果核外电子排布相同，则一定属于同种元素D阴离子的核外电子排布一定与比它原子序数小的稀有气体元素原子的核外电子排布相同AC解析：两种原子，若核外电子排布完全相同，则为同种元素的原子，化学性质一定相同，A、C项正确；凡单原子形成的离子，不一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布，如H肯定不满足稀有气体元素原子的核外电子排布，B项错误；阴离子是原子得电子后的离子，则阴离子的核外电子排布与同周期的稀有气体元素原子的核外电子排布相同，D项错误。8镍钛形状记忆合金是一种兼有感知和驱动功能的新型智能材料，广泛用于医疗、航空等领域。下列相关叙述不正确的是(
9、)A镍、钛两种原子中未成对电子数相同，且最高能级一样BNi和Ti4的电子排布式分别为Ar3d84s2和ArC镍、钛两种元素均为d区的过渡元素，且族序数为2倍关系D镍、钛两原子的M层电子数总和等于其他层的电子数总和D解析：镍的电子排布式为Ar3d84s2，未成对电子数为2，钛的电子排布式为Ar3d24s2，未成对电子数也为2，两种原子的最高能级都为3d能级，选项A正确；Ni和Ti4的电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d84s2和1s22s22p63s23p6，简写为Ar3d84s2和Ar，选项B正确；根据镍、钛的电子排布式可知两者都是d区的过渡元素，镍的族序数为8，钛的族序数为4，
10、是2倍关系，选项C正确；镍、钛两原子的M层电子数总和为(268)(262)26，其他层的电子数总和为(282)(282)2426，选项D不正确。9下列表示氮原子结构的化学用语中，对核外电子的运动状态描述正确且能据此确定电子能级的是()A BC1s22s22p3 DCD解析：A项是N原子的结构示意图，只能看出在原子核外各个电子层上含有的电子数的多少，不能描述核外电子的运动状态，错误；B项是N原子的电子式，可以得到原子的最外电子层上有5个电子，不能描述核外电子的运动状态，错误；C项是N原子的核外电子排布式，不仅知道原子核外有几个电子层，还知道各个电子层上有几个能级及核外电子运动状态，正确；D项是N
11、原子的轨道表示式，在2p的三个轨道上各有一个电子存在，且自旋方向相同，这样的排布使原子的能量最低，正确。10核电荷数小于18的某元素X，其原子核外电子层数为a，最外层电子数为(2a1)。下列有关元素X的说法中，不正确的是()A元素X的原子核内质子数为(2a21)B元素X的原子半径一定小于钠的原子半径C由元素X形成的某些化合物，可能具有杀菌消毒的作用D元素X形成的简单离子，各电子层的电子数均达到2n2个(n表示电子层数)D解析：若a2，则X为N，若a3，则X为Cl。由原子结构、相关元素及化合物的性质推知A、B、C项正确；D项氯离子最外层电子数未达到2n2个。三、非选择题11(1)下列原子或离子的
12、电子排布正确的是_(填标号，下同)，违反能量最低原理的是_，违反洪特规则的是_，违反泡利不相容原理的是_。Ca2：1s22s22p63s23p6F：1s22s23p6P：Cr：1s22s22p63s23p63d44s2Fe：1s22s22p63s23p63d64s2Mg2：1s22s22p6C：(2)氮原子价电子的轨道表示式为_。Co基态原子核外电子排布式为_。Fe3基态核外电子排布式为_。解析：(1)根据核外电子排布规律，中错误在于电子排完2s轨道后应排2p轨道而不是3p轨道，正确的应为1s22s22p6；中没有遵循洪特规则，最外层的轨道表示式应为；中忽略了能量相同的原子轨道在半充满状态时，
13、体系的能量较低，原子较稳定，正确的应为1s22s22p63s23p63d54s1；中违反泡利不相容原理，正确的应为。(2)氮是7号元素，其价电子的轨道表示式为。Co的原子序数为27，其基态原子核外电子排布式为Ar3d74s2。Fe3基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5。答案：(1)(2)Ar3d74s2(或1s22s22p63s23p63d74s2)Ar3d5(或1s22s22p63s23p63d5)12如图是s能级和p能级的原子轨道图，试回答下列问题：(1)s电子的原子轨道呈_形，每个s能级有_个原子轨道；p电子的原子轨道呈_状，每个p能级有_个原子轨道。(2
14、)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn1，原子中能量最高的是_电子，其电子云在空间有_方向；元素X的名称是_，它的氢化物的电子式是_。若元素X的原子最外层电子排布式为nsn1npn1，那么X的元素符号为_，原子的电子排布图为_。解析：(1)s电子的原子轨道都是球形的，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道都是哑铃状的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以px、py、pz表示。(2)因为元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn1，np 轨道已排上电子，说明ns轨道已排满电子，即n2，则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，是氮元素，其中原子中能量最高的是2p电子，
15、其电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向；氮元素的氢化物是氨气，含有极性键，其电子式是 ；当元素X的原子最外层电子排布式为nsn1npn1时，根据上述分析，有n12，则n3，所以X元素的原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，是硫元素，元素符号为S，其原子的电子排布图为。答案：(1)球1哑铃3(2)2p三个互相垂直的伸展氮S13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，它们原子最外层电子排布为ns1，B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是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
16、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元素原子的价层电子排布为_。解析：A、B、C、D、E 5种元素核电荷数都小于20，A、E属同一族且最外层电子排布为ns1，故为第A族元素，而A为非金属元素，则A为氢；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，故其最外层电子排布为ns2np4，为第A族元素，B核电荷数小于D，则B为氧，D为硫，E为钾；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。答案：(1)HOAlSK(写元素名称也可)(2)KAl(SO4)212H2O净水剂(3)1s22s22p63s23p1(4)