1、课时规范练35原子结构与元素的性质课时规范练第70页基础巩固1.(2020四川广安调研)第四周期有14种金属元素,其中4种为主族元素,10种为过渡元素。(1)锰元素在周期表中的位置为;属于区元素(填“s”“p”“d”“ds”或“f”)。(2)基态铬原子的电子排布式为,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有。(3)基态Fe原子中,电子占据的最高能层的符号为,该能层具有的原子轨道数为,电子数为。(4)As、Se、Br元素的电负性由大到小的顺序为,第一电离能由大到小的顺序为。(5)铜、锌两种元素的第一电离能、第二电离能如表所示:电离能/( kJmol-1)I1I2铜7461
2、958锌9061 733铜的第一电离能(I1)小于锌的第一电离能,而铜的第二电离能(I2)却大于锌的第二电离能,其主要原因是。答案(1)第4周期第B族d(2)1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s1K、Cu(3)N162(4)BrSeAsBrAsSe(5)Cu失去一个电子变成电子排布为Ar3d10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排布为Ar3d104s1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Ar3d10,而锌原子失去1个电子后的核外电子排布式变为Ar3d104s
3、1,铜达到了较稳定状态,所以Cu的第二电离能相对较大)解析(1)Mn的原子序数为25,Mn原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,位于第4周期B族,属于d区元素。(2)基态铬原子核外有24个电子,电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s1,第4周期最外层电子数为1的原子还有K、Cu。(3)基态Fe原子核外有4个电子层,电子占据的最高能层为第四层,符号为N。该能层有s、p、d、f四个能级,原子轨道数为1+3+5+7=16。其价层电子排布式为3d64s2,故N层的电子数为2。(4)同周期元素从左到右(稀有气体除外)电负性逐渐增大,故电负性为BrS
4、eAs。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,故第一电离能为BrAsSe。(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。2.(2020湖北监利质检)右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(轨道表示式)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.泡利不相容原理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。
5、(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),反应过程如图所示,该反应的化学方程式为。答案(1)NH3PH3氮元素的非金属性(或电负性)比磷强(或者是NH键的键长比PH键的短)(2)C(3)Ne(4)2NH3+3F26HF+N2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的氢化物分别为NH3和PH3,非金属性越强气态氢化物越稳定。(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轨道表示
6、式为。(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NH3,G为F2,L为HF,M为N2,反应的化学方程式为2NH3+3F26HF+N2。3.(1)C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。Si位于元素周期表第周期族。N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。用“”或“Si;同周期元素,原子序数越大(稀有气体除外),电负性越大,故电负性:NSiSi键,故熔点:金刚石
7、晶体硅;CH4和SiH4都是分子晶体,且两者结构相似,SiH4的相对分子质量大,故沸点:CH4”或“B解析(1)CuO中铜的价层电子排布为3d9,Cu2O中铜的价层电子排布为3d10,3d10为稳定结构,所以在高温时能生成Cu2O。(2)若“SiH”中共用电子对偏向氢原子,说明硅显正价,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,硒的氢化物中硒显负价,所以电负性为SeSi;在第3周期元素中,钠原子失去1个电子后,就已经达到稳定结构,所以钠的第二电离能较大;镁原子最外层为2个电子,失去2个电子后为稳定结构,所以镁的第二电离能较小;铝原子最外层有3个电子,失去2个电子后还未达稳定结构,而铝的金属性比镁弱,所以第
8、二电离能比镁略高;硅原子最外层的3p轨道有2个电子,全部失去后,留下的3s轨道上有2个电子,相对较稳定,所以硅的第二电离能比铝要低;磷、硫非金属性逐渐增强,第二电离能也增大,由于硫失去1个电子后,3p轨道上是3个电子,是较稳定结构,所以硫的第二电离能要高于氯;综上分析,a代表第二电离能I2、b代表第三电离能I3、c代表第一电离能I1。能力提升5.(2020江西南昌月考)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)1.02+6-22.27+1-0.74-21.43+3-续表元素原子半径(10-10m)最高价态(价)最低价态(价)0.77
9、+4-41.10+5-30.99+7-11.86+1-0.75+5-31.17+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)。元素和形成的化合物的化学式为,元素的原子价电子排布式是。(3)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)和两元素比较,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XH键的键长(X代表和两元素
10、)F.两单质在自然界的存在形式答案(1)(2)PCl3、CCl4Si3N43s23p4(3)HClH2SPH3SiH4(4)氮元素CE解析由题意可知,10种元素是前20号元素,根据表中数据可推出,分别为S、K、O、Al、C、P、Cl、Na、N、Si。(1)在同一周期中,从第A族到第A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K。(2)C、P、Cl中的某两种元素形成的化合物中,PCl3、CCl4分子中的每一个原子都满足8电子稳定结构;根据化合价知氮和硅形成氮化硅(Si3N4);硫元素原子的价电子排布式是3s23p4。(3)
11、元素的非金属性越强,形成的气态氢化物越稳定,非金属性强弱为ClSPSi,故其氢化物稳定性为HClH2SPH3SiH4。(4)氧元素和氮元素相比,非金属性较弱的是氮元素,可通过C、E验证。6.根据下列五种短周期元素的电离能数据(单位:kJmol-1),回答下面各题。元素代号I1I2I3I4I5Q800.62 427.13 659.725 025.832 826.7R495.84 5626 910.39 54313 354S577.51 816.72 744.811 57714 842T1 402.32 8564 578.17 475.09 444.9U2 080.73 952.36 1229 3
12、7112 177(1)在这五种元素中,最可能处于同一族的两种元素是(填元素符号),S元素最可能是区元素(2)基态Q元素原子的价电子排布式是。Q和T同周期。化合物QT中T元素的化合价为;第一电离能介于Q、T之间的同周期元素有种。(3)化合物RT3中化学键类型为,RT3的阴离子的几何构型为。(4)下列元素中,化学性质和物理性质最像U元素的是。A.硼B.铍C.锂D.氦E.碳答案(1)B和Alp(2)2s22p1-3价3(3)离子键、共价键直线形(4)D解析Q元素的I4I3,Q元素的原子最外层有3个电子,Q处于A族;R元素的I2I1,R元素的原子最外层有1个电子,R处于A族;S元素的I4I3,S元素的
13、原子最外层有3个电子,S处于A族;T、U元素的I1I5没有突变,T、U的最外层电子数至少5个。(1)根据上述分析,这五种元素中,最可能处于同一族的两种元素是Q和S,Q和S都处于A族,Q的I1大于S的I1,Q为B元素,S为Al元素。最可能处于同一族的两种元素是B和Al。S为Al元素,基态Al原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,最后一个电子填入3p能级,Al是p区元素。(2)Q为B元素,B原子核外有5个电子,基态B原子核外电子排布式为1s22s22p1,基态B原子的价电子排布式为2s22p1。Q的化合价为+3价,根据化合物中元素的正、负化合价代数和为0,QT中T元素的化合价为-3
14、价。Q属于第2周期,Q和T同周期,T也属于第2周期,T为N元素,第一电离能介于B和N之间的有Be、C、O,共3种元素。(3)R为A族元素,R原子核外电子数大于5,R为Na元素;T为N元素,RT3为NaN3,其中含有离子键和共价键。NaN3中阴离子为N3-,N3-与CO2互为等电子体,CO2为直线形,则N3-也为直线形。(4)U的最外层电子数至少5个,U不可能是AA族元素,U的第一电离能较大,U可能是0族元素,化学性质和物理性质最像U元素的是氦,D项正确。7.下表是周期表的一部分,试回答下列问题。族周期AAAAAAA234(1)表中元素中,第一电离能最小的元素是(填元素符号,下同),电负性最大的
15、元素是,单质中化学性质最不活泼的是(填化学式)。(2)表中元素的最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是(填化学式,下同),碱性最强的是,呈两性的氢氧化物是。(3)表中A族元素中最不稳定的氢化物是(填化学式)。(4)为什么表中的第一电离能比大?。答案(1)KFAr(2)HClO4KOHAl(OH)3(3)HBr(4)镁的外围电子为3s2,处于全满状态,是相对稳定结构解析由元素在周期表中的位置可知,是N、是F、是Na、是Mg、是Al、是Si、是S、是Cl、是Ar、是K、是Ca、是Br。(1)同周期自左向右第一电离能呈增大趋势,同主族自上而下第一电离能降低,故第一电离能最小的是K;同周期自左向右电
16、负性增大,同主族自上而下电负性减小,故电负性最大的是F;最不活泼的元素是0族元素单质Ar。(2)F没有正化合价,没有含氧酸,除F外Cl元素的非金属性最强,HClO4的酸性最强;K元素金属性最强,故KOH的碱性最强;Al(OH)3是两性氢氧化物。(3)表中A族元素中非金属性FClBr,故最不稳定的氢化物是HBr。(4)镁的外围电子排布式为3s2,处于全满状态,是相对稳定的结构,第一电离能高于同周期相邻元素。8.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
17、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)写出5种元素的元素符号: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)用轨道表示式表示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(填“”“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A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,
18、为第A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AlK。拓展深化9.现有七种元素,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素,F、G为第4周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答问题。A元素的核外电子数和电子层数相等B元素原子的核外p电子数比s电子数少1续表C原子的第一至第四电离能依次为I1=738 kJmol-1,I2=1 451 kJmol
19、-1,I3=7 733 kJmol-1,I4=10 540 kJmol-1D原子核外所有p轨道全满或半满E元素的主族序数与周期数的差为4F是前四周期中电负性最小的元素G在元素周期表的第七列(1)已知BA5为离子化合物,写出其电子式:。(2)B元素基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有个方向,原子轨道呈形。(3)某同学根据上述信息,推断C的基态原子的轨道表示式如下:该同学所画的轨道表示式违背了。(4)G位于族区,该元素的价电子排布式为。(5)检验F元素的方法是,请用原子结构的知识解释产生此现象的原因:。答案(1)HNHHH+H-(2)3纺锤(3)泡利不相容原理(4)第Bd3d54s2(5)焰
20、色反应当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变成激发态原子;电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时,将以光的形式释放能量解析由题给信息可知元素A、B、C、D、E、F、G分别为H、N、Mg、P、Cl、K、Mn。(1)NH5为离子化合物,由NH4+和H-两种离子组成,故其电子式为HNHHH+H-。(2)N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,能量最高的电子位于2p能级,共有3个,其电子云在空间有3个方向,原子轨道呈纺锤形。(3)该同学所画轨道表示式中的3s能级的两个电子自旋状态相同,违背了泡利不相容原理。(4)G为Mn,是25号元素,位于第4周期第B族,最后填充的是d电子,为d区元素,价电子排布式为3d54s2。
