3．下列叙述正确的是（ ）
A．可能存在核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s24p1的原子
B．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，而且自旋方向相反
C．1个原子轨道里最多容纳2个电子，且自旋方向相同
D．基态原子的电子获得一定能量变为激发态原子，而激发态原子变为基态原子，则要放出能量
答案 D
解析 按照各能级能量的大小顺序，原子中电子排满4s轨道后应排布3d轨道，A项错误；根据洪特规则，电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，B项错误；根据泡利原理，同一轨道上的2个电子自旋方向相反，C项错误。
4．下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是（ ）
A．原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子
B．原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子
C．2p轨道上只有两个电子的X原子与3p轨道上只有两个电子的Y原子
D．最外层都只有一个电子的X、Y原子
答案 C
解析 A项，原子核外电子排布式为1s2的X原子是He原子，原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子是第ⅡA族的Be原子，二者化学性质不同；B项，原子核外M层上仅有两个电子的X原子是第ⅡA族的Mg原子，而原子核外N层上仅有两个电子的Y原子可能是第ⅡA族、副族或Ⅷ族元素的原子，化学性质不一定相似；C项，2p轨道上只有两个电子的X原子是C原子，3p轨道上只有两个电子的Y原子是Si原子，两者化学性质相似；D项，最外层只有一个电子的原子可能是ⅠA族元素的原子，也可能是过渡元素的原子，化学性质不一定相似。
5．甲、乙两元素原子的L层电子数都是其他层电子总数的2倍。
下列推断正确的是（ ）
A．甲与乙位于同一周期
B．甲与乙位于同一主族
C．甲与乙都位于元素周期表的p区
D．甲与乙的原子序数之和为偶数
答案 D
解析 甲和乙的电子层排布可能为1s22s22p2和1s22s22p63s2，即为碳和镁元素，它们位于不同的周期、不同的主族、不同的区域。
6．下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据（用I1、I2……表示，单位为kJ·mol－1）。
下列关于元素R的判断中一定正确的是（ ）
I1
I2
I3
I4
……
740
1500
7700
10500
①R的最高正价为＋3 ②R元素位于元素周期表中第ⅡA族 ③R元素第一电离能大于同周期相邻元素 ④R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
A．①②B．②③C．③④D．①④
答案 B
解析 由表中数据可知，R元素的第三电离能与第二电离能的差距最大，故最外层有两个电子，最高正价为＋2，位于第ⅡA族，可能为Be或者Mg元素，因此①不正确，②正确，④不正确；短周期第ⅡA族（ns2np0）的元素，因s轨道处于全满状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻元素，③正确。
7．下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是（ ）
答案 A
解析 同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐减小，A对；氟无正价，B错误；HF分子间存在氢键，所以熔沸点在同族元素的简单氢化物中最高，C错误；F2、Cl2、Br2三种物质的晶体均是分子晶体，组成相似，则相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔点越高，D错误。
8．下列各项叙述中，正确的是（ ）
A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态
B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素
C．所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同
D．24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2
答案 C
解析 A项镁原子由基态转化为激发态，要吸收能量；价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期ⅢA族，是p区元素；原子轨道处于全空、全满或半充满状态时，能量最低，故24Cr原子的电子排布式应是1s22s22p63s23p63d54s1。
9．现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3
③1s22s22p3④1s22s22p5
则下列有关比较中正确的是（ ）
A．第一电离能：
④>③>②>①
B．原子半径：
④>③>②>①
C．电负性：
④>③>②>①
D．最高正化合价：
④>③＝②>①
答案 A
解析 由题中基态原子的电子排布式可知，①是S，②是P，③是N，④是F。
P原子的3p轨道处于半充满状态，比S原子稳定，笫一电离能比S大。
原子半径：
②>①>③>④；电负性：
④>③>①>②；最高正化合价：
①>③＝②，F无正价。
10．下列各项叙述中，正确的是（ ）
A．N、P、As的电负性随原子序数的增大而增大
B．价电子排布为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族，是p区元素
C．2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等
D．氮原子的价电子排布图：
答案 B
解析 同主族元素从上到下，电负性减小；2p轨道能量低于3p；利用“洪特规则”可知D项价电子排布图错误。
[题组一 基础大题]
11．按要求写出下列微粒的核外电子排布式：
（1）基态镓（Ga）原子的电子排布式为________。
（2）基态氮原子的价电子排布式是________。
（3）氧元素基态原子核外未成对电子数为________个。
（4）将乙炔通入[Cu（NH3）2]Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。
Cu＋基态核外电子排布式为________。
（5）元素金（Au）处于周期表中的第六周期，与Cu同族，Au原子最外层电子排布式为________。
（6）原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q多2。
T的基态原子外围电子（价电子）排布为________，Q2＋的未成对电子数是________。
答案
（1）1s22s22p63s23p63d104s24p1
（或[Ar]3d104s24p1）
（2）2s22p3
（3）2
（4）1s22s22p63s23p63d10（或[Ar]3d10）
（5）6s1
（6）3d84s2 4
解析
（1）Ga是31号元素，核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1。
（2）基态氮原子的价电子排布式是2s22p3，注意不要写成基态氮原子的电子排布式。
（3）氧元素基态原子的电子排布式是1s22s22p4，据洪特规则可知，2p轨道上有2个未成对电子。
（4）先写铜原子的核外电子排布式，再失电子。
（5）铜在周期表中位于第四周期ⅠB族，故金也属于ⅠB族，最外层电子排布式为6s1。
（6）位于同一周期、同一族的只能为Ⅷ族，原子序数小于36且T比Q多2，则T为28Ni、Q为26Fe，Fe2＋的价电子排布式为3d6，d轨道共有5个轨道，所以电子排布是1双、4单，即有4个未成对电子。
12．过渡元素Ti、Mn、Fe等可与C、H、O形成多种化合物。
（1）根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域，其中Ti属于________区。
（2）Mn和Fe的部分电离能数据如下表：
Mn元素价电子排布式为________，气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难，其原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。
（3）电镀厂排放的废水中常含有剧毒的CN－，可在TiO2的催化下，先用NaClO将CN－氧化成CNO－，再在酸性条件下将CNO－继续氧化成N2和CO2。
请回答：
①H、C、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序为________________________。
②与CNO－互为等电子体的微粒的化学式为________（写出一种即可）。
答案
（1）d
（2）3d54s2 Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态（或Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态） （3）①H解析
（1）Ti的外围电子排布式为3d24s2，最后填充的电子的能级为3d，因此位于元素周期表中d区。
（2）Mn元素原子核外有25个电子，价电子排布式为3d54s2，Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态。
（3）①根据周期表中电负性强的元素位于周期表右上方，则电负性：
H②CO2、N2O、SCN－与CNO－互为等电子体。
[题组二 高考大题]
13．完成下列高考填空题
Ⅰ.[2015·全国卷Ⅰ]碳及其化合物广泛存在于自然界中。
回答下列问题：
处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用________形象化描述。
在基态14C原子中，核外存在________对自旋相反的电子。
Ⅱ.[2014·江苏高考]含有NaOH的Cu（OH）2悬浊液可用于检验醛基，也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu2O。
Cu＋基态核外电子排布式为________________________________________________________________________。
答案 Ⅰ.电子云 2
Ⅱ.[Ar]3d10（或1s22s22p63s23p63d10）
解析 Ⅰ.电子在原子核外出现的概率密度分布通常用电子云来形象化描述。
6C的电子排布图为
，所以其基态原子中核外存在2对自旋相反的电子。
14．完成下列高考填空题。
Ⅰ.[2014·安徽高考]
（1）Na位于元素周期表第______周期第________族；S的基态原子核外有________个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为________。
（2）用“＞”或“＜”填空：
第一电离能
离子半径
熔点
酸性
Si____S
O2－____Na＋
NaCl____Si
H2SO4____HClO4
Ⅱ.[2016·全国卷Ⅲ]砷化镓（GaAs）是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。
回答下列问题：
（1）写出基态As原子的核外电子排布式______________。
（2）根据元素周期律，原子半径Ga________As，第一电离能Ga________As。
（填“大于”或“小于”）
Ⅲ.[2015·安徽高考]C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。
（1）Si位于元素周期表第________周期第________族。
（2）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。
（3）用“>”或“<”填空：
原子半径
电负性
熔点
沸点
Al____Si
N____O
金刚石____晶体硅
CH4____SiH4
答案 Ⅰ.
（1）三 ⅠA 2 1s22s22p63s23p2
（2）＜ ＞ ＜ ＜
Ⅱ.
（1）[Ar]3d104s24p3
（2）大于 小于
Ⅲ.
（1）三 ⅣA
（2）1s22s22p3 1 （3）> < > <
解析 Ⅰ.
（1）由S的基态原子核外3p能级上4个电子占据3个轨道，可知有2个电子未成对。
（2）同一周期从左到右元素原子的第一电离能呈增大趋势（但第ⅡA族的大于第ⅢA族的，第ⅤA族的大于第ⅥA族的），所以Si＜S；核外电子总数相同的简单粒子，核电荷数越大，半径越小，所以r（11Na＋）＜r（8O2－）；原子晶体的熔点一般高于离子晶体的熔点，所以熔点：
NaCl＜Si；同一周期，从左到右最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强，所以酸性：
HClO4＞H2SO4。
Ⅱ.
（1）As为33号元素，位于元素周期表第四周期第ⅤA族，故其基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3。
（2）Ga和As同属第四周期元素，且Ga原子序数小于As，则原子半径Ga大于As，第一电离能Ga小于As。
Ⅲ.
（1）Si元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族。
（2）氮基态原子电子排布式为1s22s22p3；Cu原子核外电子数为29，基态原子核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s1，最外层有1个电子。
（3）同一周期元素的原子半径随着原子序数的增大而减小，所以原子半径：
Al>Si；对于非金属而言，非金属性越强电负性越大，所以电负性：
O>N；金刚石与晶体硅均属于原子晶体，由于C原子半径小于Si，C—C键的键长小于Si—Si键的键长，键长越短，键能越大，熔点越高，故熔点：
金刚石>晶体硅；CH4与SiH4属于结构相似的分子，范德华力随着相对分子质量的增大而增大，范德华力越大，沸点越高，所以沸点：
CH4[题组三 模拟大题]
15．[2016·唐山五校联考]已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大，其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等；B原子核外电子有6种不同的运动状态，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍；D原子L电子层上有2对成对电子；E＋的核外有3个电子层且各层均处于全满状态。
请填写下列空白：
（1）E元素基态原子的核外电子排布式为________________________________________________________________________。
（2）B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为________（填元素符号），其原因为____________________________________。
（3）B2A4是重要的基本石油化工原料。
B2A4分子中B原子的杂化类型为________；1molB2A4分子中含________molσ键。
答案
（1）1s22s22p63s23p63d104s1（或[Ar]3d104s1）
（2）C（3）sp2 5
解析 A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等知A为H；B原子核外有6个电子，s轨道电子数是p轨道电子数的两倍知B为C（碳），D原子L电子层上有2对成对电子，可知D为O，根据原子序数关系，C只能为N；E＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，可知E为Cu。
（1）铜元素基态原子的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。
（2）B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为C（3）B2A4是乙烯，由CH2===CH2可知一个乙烯分子中含有5个σ键。
16．[2016·上海学能诊断]碳、硅、铁、铜、铝、钛等是重要的材料元素。
请回答下列有关问题：
（1）上述元素中属于主族元素的是____________________（填写元素符号，下同），位于元素周期表ds区的元素是______________________。
（2）原子核外电子含有四个能层的元素是________，基态原子的原子轨道中未成对电子数最多的是________。
（3）基态钛原子外围电子的排布图为________。
（4）基态铜原子的外围电子排布式为3d104s1，由此可判断铜位于元素周期表中第________周期第________族。
答案
（1）C、Si、Al Cu
（2）Ti、Fe、Cu Fe
（3）
解析
（1）C、Si为第ⅣA族元素，Al为第ⅢA族元素；Cu、Ti是副族元素，Fe是第Ⅷ族元素。
C、Si、Al位于p区，Ti、Fe位于d区，Cu位于ds区。
（2）第四周期的Ti、Fe、Cu均有四个能层；基态Fe原子的外围电子排布式为3d64s2，d轨道中含有4个未成对电子。
（3）钛位于第四周期第ⅣB族，外围电子排布式为3d24s2。
（4）由外围电子排布式中的4s可推知Cu为第四周期元素，由外围电子排布式中的电子数为11可知Cu在元素周期表第11列，是ⅠB族。
17．[2017·湖北荆州质检]已知A、B、C、D、E、F、G为前四周期中的七种元素且原子序数依次增大，其中A的基态原子中没有成对电子；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；C原子核外成对电子数比未成对电子数多1个，其氢化物常用作制冷剂；D原子未成对电子数与周期数相同；在E元素所在周期中该原子的第一电离能最小；F原子价电子排布式为nsn－1npn＋1；G原子有6个未成对电子。
请回答下列问题：
（1）G元素基态原子的价电子排布式为____________。
（2）B、C、D三种元素的最简单氢化物的键角由小到大的顺序为________（填元素符号），常温下硬度最大的B单质、E2F、A2D及A2F的沸点由高到低的顺序为________（填化学式）。
（3）D元素与氟元素相比，电负性：
D元素________氟元素（填“>”“＝”或“<”），下列表述中能证明这一事实的是________（填选项序号）。
a．常温下氟气的颜色比D单质的颜色深
b．氟气与D的氢化物剧烈反应，产生D的单质
c．氟与D形成的化合物中D元素呈正价态
d．比较两元素的单质与氢气化合时得电子的数目
答案
（1）3d54s1
（2）ONa2S>H2O>H2S （3）< bc
解析 A的基态原子中没有成对电子，则A为氢元素；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，每种轨道中的电子总数相同，则B的核外电子排布式为1s22s22p2，则B为碳元素；C的氢化物可作制冷剂，则C为氮元素；D原子未成对电子数与周期数相同，知D为氧元素；根据同一周期元素的第一电离能从左往右逐渐增大，故E属于第ⅠA族，结合F中n＝3知F为S元素，则E为Na元素；由G原子有6个未成对电子知该元素为铬元素。
（1）24号Cr元素的价电子排布式为3d54s1。
（2）CH4、NH3、H2O的键角分别为109.5°、107.3°、104.5°，则键角由小到大的顺序为O原子晶体>离子晶体>分子晶体，故它们沸点由高到低的顺序为C>Na2S>H2O>H2S。
（3）D元素为氧元素，其电负性比氟小，b项氟气从水中置换出氧气，说明氟的非金属性强于氧，故其电负性大于氧，c项根据OF2中氧显正价、氟显负价，可判断电负性氟大于氧。
18．[2017·昌乐模拟]下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。
试回答下列问题：
（1）元素p为26号元素，请写出其基态原子的电子排布式____________。
（2）d与a形成的分子da3中，中心原子的杂化方式为______________。
（3）h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构的知识解释发光的原因：
________________________________________。
（4）第三周期8种元素单质按熔点高低的顺序如图（Ⅰ）所示，其中电负性最大的是________________（填下图中的序号）。
（5）表中所列的某主族元素的电离能情况如图（Ⅱ）所示，则该元素是______________（填元素符号）。
答案
（1）1s22s22p63s23p63d64s2（或[Ar]3d64s2）
（2）sp3 （3）电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光（子）的形式释放能量 （4）2 （5）Al
解析
（1）26号为铁元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。
（2）d为N元素，a为H元素，二者形成的NH3中N原子的杂化方式为sp3。
（3）h为Mg元素，Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光（子）的形式释放能量。
（4）第三周期8种元素分别为钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩，其单质中钠、镁、铝形成金属晶体，熔点依次升高；硅形成原子晶体；磷、硫、氯、氩形成分子晶体，且常温下磷、硫为固体，氯、氩为气体，故8种元素按单质熔点由高到低的顺序为硅、铝、镁、硫、磷、钠、氯、氩，其中电负性最大的为氯。
（5）由图可知，该元素的电离能I4远大于I3，故为第ⅢA族元素，周期表中所列的第ⅢA族元素i属于第三周期，应为Al。
19．[2016·河南联考]第一电离能（I1）是指气态原子X（g）失去一个电子成为气态阳离子X＋（g）所需的最低能量。
下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。
请回答以下问题：
（1）认真分析上图中同周期元素第一电离能的变化规律，将Na～Ar之间的元素用短线连接起来，构成完整的图象。
（2）根据图象分析可知，同一主族元素原子的第一电离能（I1）的变化规律是____________________。
（3）图中5号元素在周期表中的位置是__________________________。
（4）图中4、5、6号三种元素的气态氢化物的化学式分别为____________________________。
（5）上图中1～6号元素中，最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是________，两性化合物有________。
答案
（1）如图
（2）从上到下逐渐减小
（3）第三周期第ⅤA族
（4）H2S、PH3、HCl
（5）HClO4 Al2O3、Al（OH）3
解析
（1）Na～Ar之间六种元素中，Mg（3s2）比Na（3s1）、Al（3s23p1）失去一个电子成为气态阳离子X＋（g）所需的能量大，P（3s23p3）比Si（3s23p2）、S（3s23p4）失去一个电子成为气态阳离子X＋（g）所需的能量大。
（2）同一主族元素原子的第一电离能的变化规律是从上到下逐渐减小。
（3）5号元素为P，在周期表中位于第三周期第ⅤA族。
（4）题图中4、5、6号元素的气态氢化物的化学式分别为H2S、PH3、HCl。
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