第36讲 原子结构与性质（精讲）-2022年高考化学一轮复习讲练测

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【考情分析】
高考对本讲内容的考查主要有三方面：①前四周期元素中基态原子核外电子排布式的书写以及根据电子排布式的特点进行元素推断；②运用电离能、电负性解释、推测某些元素的性质；③结合元素周期律、周期表以推断题的形式进行考查原子结构与性质的应用。
【核心素养分析】
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科学深究与创新意识:能发现有价值的原子结构及性质的问题，如核外电子排布、电负性、第一电离能的特殊性等。
【网络构建】
【知识梳理】
知能点一 原子核外电子排布原理
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。
【特别提醒】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px、py、pz，它们具有相同的能量；第三能层(M)，有s、p、d三种能级。
（4）能层、能级与原子轨道之间的关系
2.原子轨道的能量关系
(1)轨道形状
①s电子的原子轨道呈球形。
②p电子的原子轨道呈亚铃形。
(2)能量关系
①相同能层上原子轨道能量的高低:ns①
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
【变式训练】(2020·湖南长沙模拟)现有四种元素，其中A、B、C为短周期主族元素，D为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。
(1)已知BA5为离子化合物，写出其电子式:_____________________。
(2)B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基态原子的核外电子排布图为。该同学所画的电子排布图违背了________。
(4)D位于________族________区，价电子排布式为______________。
【解析】根据题意，A元素的核外电子数和电子层数相等，是宇宙中最丰富的元素，则A为氢元素;B元素原子的核外p电子数比s电子数少1，B元素原子核外有2个电子层，为1s22s22p3，故B为氮元素;由C原子的第一至第四电离能数据可知，第三电离能剧增，故C处于第ⅡA族，原子序数大于氮元素，故C为镁元素;D在周期表的第四周期第七列，D为锰元素。
答案:(1) (2)3 哑铃 (3)泡利原理 (4)第ⅦB d 3d54s2
高频考点3 考查电离能、电负性的应用
例3．下面关于四种微粒的比较正确的是
①基态原子的电子排布式：；②价电子排布式：；③2p轨道为半充满的原子；④原子的2p轨道上只有两对成对电子
A．原子半径：②>①>③>④
B．最高正化合价：④>①>③=②
C．电负性：④>③>②>①
D．第一电离能：④>③>①>②
【解析】由核外电子排布特点可知①为S，②为P，③为N，④为F。
A．一般而言，电子层越多，原子半径越大，同周期从左向右，原子半径逐渐减小，则原子半径：②>①>③>④，A正确；B．N、P最外层电子数相同，最高正化合价相同，都为+5价，S最外层电子数为6，最高正化合价为+6，F没有正价，最高正化合价：①>③=②，B错误；C．非金属性越强，元素的电负性越大，则电负性：④>③>①>②，C错误；D．同一周期，从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，但第ⅡA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素，P的3p电子为半满稳定结构，第一电离能大于S，同一主族，从上到下，第一电离能逐渐减小，因此第一电离能：④>③>②>①，D错误；故选：A。
【答案】A
【名师点睛】1．电离能常见的四个应用
(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；反之越弱。
(2)判断元素的化合价
如果某元素的In＋1≫In，则该元素的常见化合价为＋n，如钠元素I2≫I1，所以钠元素的化合价为＋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，当电离能的变化出现突跃时，电子层数就可能发生变化。
(4)反映元素原子的核外电子排布特点
同周期元素原子的最外层电子排布是全空、半充满和全充满状态时，第一电离能就会反常得大，如第ⅡA族、ⅤA族元素。
2．电负性常见的四个应用
(1)确定元素类型(电负性>1.8，为非金属元素；电负性1.7，为离子键；两成键元素电负性差值O>K
C．电负性：N>O>S
D．基态碳原子核外价电子的轨道表示式为
【解析】A．单质S是由分子构成的分子晶体，A错误；B．N原子的2p能级轨道半满，第一电离能大于O，而K的电子层数较多，且为金属元素，第一电离能较小，所以第一电离能：N>O>K，B正确；C．同周期主族元素自左至右电负性增大，同主族自上而下电负性减小，所以电负性O＞N＞S，C错误；D．基态碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2，其价电子排布图为：，D错误；综上所述答案为B。
【答案】B
原子轨道
轨道形状
轨道个数
s
球形
1
p
哑铃形
3
周期
能层数
每周期第一个元素
每周期最后一个元素
原子序数
基态原子的简化电子排布式
原子序数
基态原子的电子排布式
二
2
3
[He]2s1
10
1s22s22p6
三
3
11
[Ne]3s1
18
1s22s22p63s23p6
四
4
19
[Ar]4s1
36
1s22s22p63s23p63d104s24p6
五
5
37
[Kr]5s1
54
1s22s22p63s23p63d10
4s24p64d105s25p6
六
6
55
[Xe]6s1
86
1s22s22p63s23p63d104s24p6
4d104f145s25p65d106s26p6
主族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
排布特点
ns1
ns2
ns2np1
ns2np2
主族
ⅤA
ⅥA
ⅦA
排布特点
ns2np3
ns2np4
ns2np5
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
选项
电子排布式或轨道表示式
评价
A
N原子的轨道表示式：
错误；违反洪特规则
B
O原子的轨道表示式：
错误；违反泡利不相容原理
C
K原子的轨道表示式：
错误；违反能量最低原理
D
的电子排布式：
错误；违反能量最低原理
元素
相关信息
A
元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素
B
元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C
原子的第一至第四电离能分别是
I1=738 kJ·ml-1;I2=1 451 kJ·ml-1;
I3=7 733 kJ·ml-1;I4=10 540 kJ·ml-1
D
在周期表的第七列