章末復習課考點一原子(離子)核外電子排布式(圖)的書寫例1

(1)[2022廣東卷]硒(Se)是人體必需微量元素之一,Se與S同族,基態硒原子價層電子排布式為

。

(2)[2022湖南卷]鐵和硒(Se)都是人體所必需的微量元素,基態Se原子的核外電子排布式為[Ar]

。

(3)[2022山東卷]研究籠形包合物結構和性質具有重要意義,某籠形包合物的化學式為Ni(CN)x·Zn(NH3)y·zC6H6,基態Ni原子的價層電子排布式為

,在元素周期表中的位置為

。

答案

(1)4s24p4

(2)3d104s24p4

(3)3d84s2第四周期第Ⅷ族解析

(1)S屬于第三周期第ⅥA族,價層電子排布式為3s23p4,硒位于第四周期第ⅥA族,則基態硒原子價層電子排布式為4s24p4。(2)硒元素的原子序數為34,基態Se原子的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p4。(3)已知Ni是28號元素,故基態Ni原子的價層電子排布式為3d84s2,在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族。歸納總結

核外電子排布的表示方法

原子(離子)結構示意圖含義將每個能層上的電子總數表示在原子核外的圖示實例

電子排布式含義用數字在能級符號右上角標明該能級上排布的電子數,并按照能層從左到右的順序排列的式子實例K:1s22s22p63s23p64s1簡化電子排布式含義為了避免電子排布式書寫過于繁瑣,把內層電子達到稀有氣體原子結構的部分以相應稀有氣體元素符號外加方括號表示實例K:[Ar]4s1價層電子排布式含義化學反應中可能發生電子變動的能級的電子排布式注意區別價層電子排布式與最外層電子排布式,主族元素原子的價層電子排布式為最外層電子排布式,而副族元素原子的價層電子排布式與最外層電子排布式不同實例Al:3s23p1軌道表示式(電子排布圖)含義將每個原子軌道用一個方框(或圓圈)表示,在方框(或圓圈)內用箭頭表示電子及其自旋狀態,一個箭頭代表一個電子實例Al:電子式含義化學中常在元素符號周圍用“·”或“×”來表示元素原子的最外層電子,相應的式子叫做電子式實例[針對訓練1]按要求回答下列各題。(1)[2021湖南卷]基態硅原子最外層的電子排布圖為

。

(2)[2021天津卷]基態Fe原子的價層電子排布式為

。

3d64s2考點二核外電子的運動狀態的判斷例2

(1)[2022河北卷]基態S原子的價電子中,兩種自旋狀態的電子數之比為

。

(2)[2021全國乙卷]對于基態Cr原子,下列敘述正確的是

(填字母)。

A.軌道處于半充滿時體系總能量低,核外電子排布應為[Ar]3d54s1B.4s電子能量較高,總是在比3s電子離核更遠的地方運動(3)[2021山東卷]基態F原子核外電子的運動狀態有

種。

答案

(1)2∶1(或1∶2)

(2)A

(3)9解析

(1)基態S原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p4,價層電子軌道表示式為

,則兩種自旋狀態的電子數之比為2∶1(或1∶2)。(2)Cr是24號元素,基態Cr原子核外電子排布式為[Ar]3d54s1,3d和4s軌道均處于半充滿狀態,此時體系總能量低,A項正確;4s電子能量較高,但其并不總是在比3s電子離核更遠的地方運動,B項錯誤。(3)基態F原子核外有9個電子,運動狀態各不相同。[針對訓練2]下列Li原子軌道表示式表示的狀態中,能量最低和最高的分別為

、

(填字母)。

解析

根據構造原理知,基態Li原子的核外電子排布式為1s22s1,則D項中能量最低;C項中有2個電子處于2p能級上,能量最高。DC考點三第一電離能的比較及其應用例3

(1)[2022河北卷]Cu與Zn相比,第二電離能與第一電離能差值更大的是

,原因是

。

(2)[2020全國甲卷]Li及其周期表中相鄰元素的第一電離能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na),原因是

。

I1(Be)>I1(B)>I1(Li),原因是

。

I1/(kJ·mol-1)Li520Be900B801Na496Mg738Al578答案

(1)Cu

Cu的第一電離能比Zn的第一電離能小,但Cu失去1個電子后形成的Cu+的價層電子排布式為3d10,較難失去電子,Zn失去1個電子后形成的Zn+的價層電子排布式為3d104s1,較易失去1個電子達到穩定狀態,Cu的第二電離能比Zn的第二電離能大(2)Na與Li同主族,Na電子層數多,原子半徑大,易失電子Li、Be、B同周期,核電荷數依次增加。Be為1s22s2全充滿穩定結構,第一電離能最大。與Li相比,B核電荷數大,原子半徑小,較難失去電子,第一電離能較大解析

(1)Cu的價層電子排布為3d104s1,易失去1個電子達到穩定狀態,Zn的價層電子排布為3d104s2,4s軌道為全充滿穩定狀態,不易失去電子,故Cu的第一電離能比Zn的第一電離能小,Cu+的價層電子排布為3d10,Zn+的價層電子排布為3d104s1,Cu+的3d能級處于全充滿狀態,較穩定,Zn+失去4s能級上的1個電子可形成穩定結構,故Cu的第二電離能比Zn的第二電離能大,因此第二電離能與第一電離能差值更大的是Cu。(2)同主族元素從上至下,原子核外的電子層數增多,原子半徑增大,原子核對電子的吸引作用逐漸減小,元素第一電離能逐漸減小,所以I1(Li)>I1(Na);同周期元素從左至右,核電荷數依次增加,原子半徑逐漸減小,越來越難失去電子,第一電離能呈現增大的趨勢,但由于第ⅡA族元素基態原子ns軌道處于全充滿的狀態,能量更低,更穩定,所以其第一電離能大于同一周期的相鄰元素,因此I1(Be)>I1(B)>I1(Li)。歸納總結

解電離能及其應用類題的注意事項1.同周期元素的第一電離能變化規律存在一些反常,這與它們的原子核外電子排布有關。當原子核外電子排布在能量相等的軌道(同一能級)上形成全空、半充滿和全充滿結構時,能量較低,原子較穩定,該元素具有較大的第一電離能。2.應用逐級電離能數據解題時,要關注逐級電離能之間的差值,尤其是發生突變的電離能。同一元素的逐級電離能常用于判斷元素(主要是主族元素)的化合價、所處的族序數及核外電子排布情況。[針對訓練3](高考組合)(1)黃銅是人類最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu組成。第一電離能I1(Zn)

(填“大于”或“小于”)I1(Cu)。原因是

。(2)元素Mn與O中,第一電離能較大的是

。

(3)根據元素周期律,原子半徑Ga

(填“大于”或“小于”,下同)As,第一電離能Ga

As。

(4)第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有

種。

答案

(1)大于Zn核外電子排布為全充滿穩定結構,較難失去電子(2)O

(3)大于小于(4)3解析

(1)基態Cu原子的價層電子排布式為3d104s1,4s軌道處于半充滿狀態,而Zn原子的4s軌道處于全充滿狀態,Zn原子更不易失去1個電子,所以Zn原子的第一電離能較大。(2)O是非金屬元素,而Mn是金屬元素,O易得電子而不易失電子,Mn則反之,所以O的第一電離能大于Mn的第一電離能。(3)同周期主族元素從左到右,原子半徑逐漸減小,第一電離能總體呈增大趨勢。Ga的原子半徑大于As,Ga的第一電離能小于As。(4)同周期元素從左到右,第一電離能總體呈增大趨勢,但由于氮原子的2p軌道處于半充滿狀態,較穩定,其第一電離能比氧的大,鈹原子的2s軌道處于全充滿狀態,2p軌道處于全空狀態,故鈹的第一電離能比硼的大,所以第一電離能介于硼和氮之間的第二周期元素有鈹、碳、氧3種。考點四電負性的比較及其應用例4

(高考組合)(1)CaTiO3的組成元素的電負性大小順序是

。(2)NH4H2PO4中,電負性最高的元素是

。

(3)H、C、N的電負性由大到小的順序為

。

(4)光催化還原CO2制備CH4反應中,帶狀納米Zn2GeO4是該反應的良好催化劑。Zn、Ge、O電負性由大至小的順序是

。

答案

(1)O>Ti>Ca

(2)O

(3)N>C>H

(4)O>Ge>Zn解析

(1)O為非金屬元素,其電負性在三種元素中最大,Ca和Ti同為第四周期元素,金屬性:Ca>Ti,故電負性:O>Ti>Ca。(2)同周期主族元素從左到右,電負性逐漸增大,故O的電負性大于N;同主族元素從上到下,電負性逐漸減小,故N的電負性大于P,又H的電負性小于O,因此,NH4H2PO4中電負性最高的元素是O。(3)H、C、N三種元素的電負性由大到小的順序為N>C>H。(4)Zn、Ge位于同一周期,同周期主族元素從左到右,電負性逐漸增大(稀有氣體元素除外),而O是活潑非金屬元素,電負性僅次于F,由此得出O、Ge、Zn的電負性依次減小。誤區警示

元素的電負性大小與元素原子得電子能力有關,與其最外層電子數多少無關;元素的電負性與元素的非金屬性和金屬性強弱相對應,一般來說,元素的電負性越大,非金屬性越強,金屬性越弱。[針對訓練4]下列不能說明X的電負性比Y大的是(

)A.與氫化合時X單質比Y單質容易B.X的最高價氧化物對應的水化物的酸性比Y的最高價氧化物對應的水化物的酸性強C.X的單質可以把Y從其氫化物中置換出來D.X原子的最外層電子數比Y原子最外層電子數多D解析

與氫化合時X單質比Y單質容易,則說