人教版 (2019)第一节 原子结构精品课后练习题

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第02讲 原子结构与元素性质

易混易错聚焦

一、聚焦价电子排布的易混易错点
(1)每种元素的能层数(即电子层数)，就是该元素所处的周期序数。
(2)每周期起始元素和结束元素的价电子排布为ns1和ns2np6(第一周期为1s2)。
(3)s区(氢元素除外)、d区、ds区都是金属元素，从元素的价电子层结构可以看出，s区、d区、ds区的元素在发生化学反应时容易失去最外层电子及倒数第二层的d电子，表现金属性，所以s区(H除外)、d区、ds区都是金属元素。
(4)s区元素价电子特征排布为ns1～2，价电子数等于主族序数。p区元素价电子特征排布为ns2np1～6，价电子总数等于主族序数(价电子排布为ns2np6时为0族元素，He的价电子排布为1s2)。
二、聚焦电离能的易混易错点
1．同周期元素从左向右，元素的第一电离能并不是逐渐增大的，当元素的核外电子排布轨道是全空、半充满和全充满状态时，第一电离能就会反常得大。
示例
(1)第三周期所有元素的第一电离能(I1)大小顺序为Nar(Al3＋)
电子数和
核电荷数
均不同
通过电子数或核电荷数相同的微粒做参照物
r(Al3＋)r(Fe3＋)、r(H－)>r(H)>r(H＋)

三、原子结构与元素性质的递变规律
项目
同周期(从左→右)
同主族(从上→下)
原子核外电子排布
能层数相同，最外层电子数逐渐增多
最外层电子数相同能层数递增
原子半径
逐渐减小(0族除外)
逐渐增大
元素主要化合价
最高正价由＋1→＋7(O、F除外)；最低负价由－4→－1
最高正价＝_主族序数__(O、F除外)；非金属最低负价＝主族序数－8
原子得、失电子能力
得电子能力逐渐增强
失电力能力逐渐减弱
得电力能力逐渐减弱
失电子能力逐渐增强
元素的第一电离能
增大的趋势
逐渐减小
元素的电负性
逐渐增大
逐渐减小
元素金属性、非金属性
金属性逐渐减弱，
非金属性逐渐增强
金属性逐渐增强；
非金属性逐渐减弱

四、电离能
1．影响电离能的因素
电离能的数值大小主要取决于原子的核电荷数、原子半径以及原子的电子构型。
(1)一般来说，同一周期的元素具有相同的电子层数，从左到右核电荷数逐渐增大，原子的半径逐渐减小，核对最外层电子的引力逐渐加大，因此，越靠右的元素越不易失去电子，电离能也就越大。
(2)同一主族元素电子层数不同，最外层电子数相同，原子半径逐渐增大起主要作用，因此半径越大，核对最外层电子的引力越小，越易失去电子，电离能也就越小。
(3)电子构型是影响电离能的第三个因素
某些元素具有全充满或半充满的电子构型，稳定性也较高，如ⅡA族Be、Mg等元素原子的最外层s原子轨道全满、p原子轨道全空，ⅤA族N、P等元素原子p原子轨道为半充满状态，0族元素(He除外)原子p原子轨道为全满状态，均稳定，所以它们比左右相邻的元素的第一电离能大。
2．逐级电离能
(1)定义：原子的＋1价气态基态离子再失去1个电子所需要的最低能量叫做第二电离能，依次类推。可以表示为
M(g)===M＋(g)＋e－　　I1(第一电离能)；
M＋(g)===M2＋(g)＋e－　I2(第二电离能)；
M2＋(g)===M3＋(g)＋e－　I3(第三电离能)
……
(2)变化规律
①同一元素的逐级电离能是逐渐增大的，即I1In。
②元素的逐级电离能逐渐增大并且会发生一个突变即突然增大多倍，这是由于电子是分层排布的，主族元素几乎不能失去内层电子的缘故。如Na原子的I1、I2、I3的值分别是(单位为kJ·mol－1)496、4 562、6 912，在I1和I2之间发生突变。
3．电离能的应用
(1)用来衡量原子失去电子的难易，比较金属的活泼性和元素的金属性。一般地，元素的第一电离能越小，金属性越强；碱金属元素的第一电离能越小，碱金属越活泼。
(2)判断原子易失去电子的数目和元素的化合价
元素的各级电离能逐渐增大并且会发生一个突变(由于电子是分层排布的，内层电子比外层电子难于失去，因此会发生突变)，如Mg原子的I1、I2、I3的值分别是(单位为kJ·mol－1)738、1 451、7 733，在I2和I3之间发生突变，则镁元素易失去最外层2个电子，常见化合价为＋2价。
(3)金属活动性顺序与相应的电离能的大小顺序不一致的原因
金属活动性按K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)Cu、Hg、Ag、Pt、Au的顺序减弱，该顺序表示自左向右，在水溶液中金属单质中的原子失去电子越来越困难。电离能是指金属原子在气态时失去电子成为气态阳离子的能力，它是金属原子在气态时活泼性的量度。
由于金属活动性顺序与电离能所对应的条件不同，所以二者不可能完全一致。如，钠的第一电离能为496 kJ·mol－1，钙的第一电离能和第二电离能分别为590 kJ·mol－1、1 145 kJ·mol－1，表明钠原子比钙原子在气态更易失去电子，更加活泼。但是，由于Ca2＋形成水合离子时放出的能量远比Na＋形成水合离子时放出的能量多，所以在水溶液里钙原子比钠原子更易失去电子，即在金属活动性顺序中钙排在钠的前面。
五、元素的电负性及其变化规律与应用
1．电负性
(1)概念：元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度。
(2)标准：选定氟的电负性为4.0，并以此为标准确定其他元素的电负性。
2．电负性的变化规律
(1)同一周期，从左到右，元素的电负性递增。
(2)同一主族，自上而下，元素的电负性递减。
3．电负性的应用
(1)判断元素的金属性和非金属性
①金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于1.8，而位于金属、非金属界线两侧的元素的电负性则在1.8左右，它们既有金属性，又有非金属性。
②金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。
(2)判断元素的化合价
①电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力弱，元素的化合价为正值。
②电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力强，元素的化合价为负值。
(3)判断化学键的类型
一般认为：
①如果两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成离子键。
②如果两个成键元素原子间的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键。
(4)解释元素“对角线”规则

在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素(如图所示)的有些性质是相似的，被称为“对角线规则”。
这可以由元素的电负性得到解释：Li、Mg的电负性分别为1.0、1.2；Be、Al的电负性分别为1.5、1.5；B、Si的电负性分别为2.0、1.8。它们的电负性接近，说明它们对键合电子的吸引力相当，它们表现出的性质相似，如Li、Mg在空气中燃烧的产物分别为Li2O和MgO；Be(OH)2、Al(OH)3均属于难溶的两性氢氧化物；B、Si的含氧酸都是弱酸等。
4．比较元素电负性大小的方法
①同一周期从左到右，原子电子层数相同，核电荷数增大，原子半径减小，原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐增强，电负性逐渐增大。
②同一主族从上到下，原子核电荷数增大，电子层数增大，原子半径增大，原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐减弱，电负性逐渐减小。
③对副族而言，同族元素的电负性也大体呈现主族元素的变化趋势。因此，电负性大的元素位于元素周期表的右上角，电负性小的元素位于元素周期表的左下角。
④非金属元素的电负性一般比金属元素的电负性大。
⑤二元化合物中，显负价的元素的电负性更大。
⑥不同周期、不同主族两种元素电负性的比较可找第三种元素(与其中一种位于同主族或同周期)作为参照物。
易错通关基础练

1．下列说法中正确的是
A．所有非金属元素都分布在p区
B．最外层电子数为2的元素都分布在s区
C．同一主族元素从上到下，第一电离能由低到高变化
D．元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素
2．下列有关元素周期表的说法正确的是
A．按照核外电子排布，可把元素周期表划分为s、 p、d、 f四个区
B．元素周期表中，氟元素的电负性最大，第一电离能也最大
C．元素周期表的各个周期总是从ns能级开始，以mp能级结束
D．元素周期表中，从第IIIB族到第IIB族的10个纵列的元素全都是金属元素
3．元素化学性质随着原子序数的递增呈现周期性变化的原因是
A．原子半径的周期性变化
B．电负性的周期性变化
C．第一电离能的周期性变化
D．原子核外电子排布的周期性变化
4．下列叙述中正确的是
A．同周期元素中，ⅦA族元素的原子半径最大
B．ⅥA族元素的原子，其半径越大，越容易得到电子
C．同一元素的电离能I1 > I2 > I3> I4…
D．同一周期中，碱金属元素的第一电离能最小
5．硒(Se)的原子序数为34，与氧、硫同主族，下列说法正确的是
A．硒的最高价是+6价，所以只有一种氧化物SeO3
B．H2Se的热稳定性比H2S差，还原性比H2S弱
C．氧、硫、硒三种元素的电负性递减
D．原子序数为33的元素是砷(As)，则砷原子的第一电离能小于硒原子的第一电离能
6．已知X、Y两元素同周期，且电负性X>Y，下列说法错误的是
A．X与Y形成化合物时，X可以显正价，Y显负价
B．气态氢化物的稳定性：HaX大于HbY
C．最高价含氧酸的酸性：X对应酸的酸性强于Y对应酸的酸性
D．第一电离能Y可能大于X
7．以下有关元素性质的说法中正确的是
A．以下原子中，①1s22s22p63s23p2，②1s22s22p3，③1s22s22p2，④1s22s22p63s23p4，原子半径最大的是④
B．下列原子中，①1s2，②1s22s22p6，③1s22s22p63s23p6对应的第一电离能最大的元素是③
C．某短周期元素的逐级电离能(kJ/mol)分别为578、1817、2745、11575、14830、18376、23293，该元素可能位于第三周期IIA族
D．①Na、K、Rb，②C、S、P，③Na、P、O元素的电负性依次递增的是③
8．有4种短周期主族元素X、Y、Z和Q的原子序数依次增大，相关信息如表：
元素
相关信息
X
最外层电子数等于次外层电子数
Y
与X在同一主族
Z
单质为淡黄色固体，常存在于火山喷口附近
Q
同周期主族元素中原子半径最小

下列说法正确的是A．X的金属性比Y强 B．Y的离子半径是同周期中最小的
C．Q的气态氢化物比Z的气态氢化物定 D．Q的含氧酸是最强酸
9．已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ/mol。根据表中所列数据判断错误的是
元素
I1
I2
I3
I4
X
496
4562
6912
9543
Y
578
1817
2745
11575

A．元素X的常见化合价是+1价
B．元素Y是ⅢA族的元素
C．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl
D．若元素Y处于第3周期，它可与冷水剧烈反应
10．四种元素基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4     ②1s22s22p63s23p3   ③1s22s22p3   ④1s22s22p4
则下列有关比较中正确的是
A．第一电离能：④>③>①>② B．电负性：④>①>③>②
C．原子半径：②>①>③>④ D．最高正化合价：④>③=②>①
易错通关能力练

1．如图是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图，若用原子序数代表所对应的元素，则下列说法正确的是

A．和属于同种核素
B．第一电离能：d>e，电负性：d＜e
C．简单气态氢化物的稳定性：a>d>e
D．a和c形成的化合物不能与b的最高价氧化物对应的水化物反应
2．下列说法正确的是
A．原子核外电子发生跃迁不一定吸收能量
B．从左到右，同周期元素原子的电负性逐渐增大
C．所有元素中氟的第一电离能最大
D．价电子排布为5s25p4的元素位于第五周期第ⅣA族，是p区元素
3．下表是元素周期表前五周期的一部分，X、Y、Z、R、W、J是6种元素的代号，其中J为0族元素。下列说法正确的是

A．R元素基态原子的核外电子的轨道表示式为
B．Y2—与Na+的半径大小关系为Y2—Z-
B．元素非金属性的顺序为X>Y>Z
C．Y的最高价氧化物的水化物是中强酸
D．氢化物稳定性：X>Y>Z
7．中学化学很多“规律”都有使用范围，下列根据“规律”推出的结论合理的是
A．F、Cl、Br、I非金属性依次减弱；HF、HCl、HBr、HI的酸性也依次减弱
B．通入CO2可增强漂白粉溶液漂白性；通入SO2也可增强漂白粉溶液漂白性
C．Na在空气中燃烧会生成Na2O2；Li在空气中燃烧也会生成Li2O2
D．Al(OH)3、Cu(OH)2受热易分解；Fe(OH)3受热也易分解
8．X、Y、Z、W四种短周期元素，原子半径依次增大，X和Y位于同一周期，可组成多种化合物，其中一种是红棕色的大气污染物。Z的最高价氧化物对应的水化物是中强碱。下列有关说法正确的是
A．简单离子半径：
B．第一电离能：
C．电负性：
D．W与X组成的化合物中一定不含有共价键
9．下列有关原子核外电子排布的说法正确的是
A．电子排布为[Ar]3d44s2的中性原子是基态原子
B．因氧元素电负性比氮元素大，故氧原子第一电离能比氮原子第一电离能大
C．电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理
D．原子的价电子排布式为(n-1)d6-8ns2的元素一定位于第ⅢB~第ⅦB族
10．根据信息回答下列问题：
(1)如图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图(其中12号至17号元素的有关数据缺失)。

①认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断Na～Ar元素中，Al的第一电离能的大小范围为___________＜Al＜___________(填元素符号)；
②图中Ge元素中未成对电子有___________个；
③图中的C和N可以形成分子(CN)2，该分子中键与键之间的夹角为180°，并有对称性，分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构，其结构式为___________，1个分子中含有___________个π键。
(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。下面给出部分元素的电负性：
元素
Al
B
Be
C
Cl
F
Li
电负性

2.0
1.5
2.5
3.0
4.0
1.0
元素
Mg
N
Na
O
P
S
Si
电负性
1.2
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通过分析电负性值变化规律，确定Al元素电负性值的最小范围____；
②判断下列物质是离子化合物还是共价化合物：
A．Li3N　　　B．PCl3　　　C．MgCl2　　　D．SiC
I.属于离子化合物的是____；II．属于共价化合物的是____；