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原子结构与元素性质一、选择题1．钡的核外电子排布式为[Xe]6s2，下列关于钡的说法不正确的是()A．其电负性比Cs大B．位于第六周期第ⅡA族C．能与冷水反应放出氢气D．第一电离能比Cs小解析：Cs、Ba位于同周期，一般来说，同周期元素的第一电离能从左到右呈增大的趋势，故Cs的第一电离能比Ba小，D项不正确。答案：D2．下列原子的电子排布中，第二电离能最大的是()A．1s2B．1s22s1C．1s22s2D．1s22s22p1解析：核外电子排布为1s22s1的原子失去一个电子后变成1s2(与He原子电子排布相同)为稳定结构，再失去一个电子更困难。答案：B3．某元素的各级电离能(kJ·mol－1)分别为740、1500、7700、10500、13600、18000、21700，当它与氯气反应时最可能形成的阳离子是()A．X＋B．X2＋C．X3＋D．X4＋解析：相邻两电子层能量相差较大时，电离能产生突跃，说明再失一个电子的难度增大很多，由此可判断最外层上的电子数，进而判断其可能化合价并由此推出其阳离子所带的正电荷。该元素原子电离能数据突跃发生在第二、第三电离能上，故其最外层有2个电子，可形成＋2价阳离子。答案：B4．下列有关微粒性质的排列顺序中，错误的是()A．原子半径：NaSOB．稳定性：PH3H2SH2OC．离子半径：Al3＋Mg2＋Na＋D．第一电离能：OFNe解析：A项，Na、S位于同一周期，O、S位于同一主族，原子半径NaSO，正确；B项P、S位于同一周期，O、S位于同一主族，其氢化物稳定性PH3H2SH2O，正确；C项应为Na＋Mg2＋Al3＋；D项正确。答案：C5．下列各组元素中，前者的第一电离能大于后者的是()A．S和PB．Mg和AlC．Na和MgD．Ne和He解析：A项，S、P基态原子的价电子排布分别为3s23p4和3s23p3，由于P原子的3p轨道处于半充满的稳定状态，则有I1(P)I1(S)。B项，Mg、Al基态原子的价电子排布分别为3s2和3s23p1，其中Mg原子的3s轨道处于全充满的稳定状态，则有I1(Mg)I1(Al)。C项，Na基态原子的价电子排布为3s1,3s轨道未充满，不如Mg原子的3s轨道稳定，则有I1(Na)I1(Mg)。D项，He和Ne均处于0族，最外层电子均处于稳定结构，其第一电离能随原子序数的增大而减小，则有I1(He)I1(Ne)。答案：B6．短周期主族元素中，原子半径最小的原子与电负性最大的原子结合形成的化合物()A．只含离子键B．只含共价键C．含离子键和共价键D．不含化学键解析：短周期主族元素中，原子半径最小的原子为H原子，电负性最大的原子为F原子，二者形成的HF为共价化合物，只含共价键。答案：B7．下列不能说明X的电负性比Y大的是()A．与氢化合时X单质比Y单质容易B．X的最高价氧化物的水化物的酸性比Y的最高价氧化物的水化物的酸性强C．X的单质可以把Y从其氢化物中置换出来D．X原子的最外层电子数比Y原子最外层电子数多解析：元素原子的最外层电子数多不一定容易失去电子，故电负性不一定大。答案：D8．如图是第3周期11～17号元素某些性质变化趋势的柱形图，下列有关说法中正确的是()A．y轴表示的可能是电离能B．y轴表示的可能是电负性C．y轴表示的可能是原子半径D．y轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数解析：对于第3周期11～17号元素，随着原子序数的增大，第一电离能呈增大趋势，但Mg、P特殊，故A项错误；原子半径逐渐减小，故C项错误；形成基态离子转移的电子数依次为：Na为1，Mg为2，Al为3，Si不易形成离子，P为3，S为2，Cl为1，故D项错误。答案：B9．现有四种元素的基态原子的电子排布式：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5。则下列有关比较中正确的是()A．第一电离能：④③②①B．原子半径：④③②①C．电负性：④③②①D．最高正化合价：④③＝②①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，第一电离能比S大。原子半径：②①③④；电负性：④③①②；最高正化合价：①③＝②，F无正价。答案：A10．X、Y、Z三种元素原子的核电荷数在10～18之间，它们的最高价氧化物对应水化物是HXO4、H2YO4、H3ZO4。则下列判断正确的是()A．非金属性：XYZB．含氧酸的酸性：H3ZO4H2YO4HXO4C．气态氢化物稳定性：按X、Y、Z顺序增加D．元素电负性：按X、Y、Z顺序变小解析：据X、Y、Z的最高价氧化物对应水化物是HXO4、H2YO4、H3ZO4可知，其最高化合价依次为＋7、＋6、＋5，又因为X、Y、Z均为10～18号元素，故X为Cl、Y为S、Z为P。答案：D11．X和Y是原子序数大于4的短周期元素，Xm＋和Yn－两种离子的核外电子排布相同，下列说法中正确的是()A．X的原子半径比Y小B．X和Y的核电荷数之差为m－nC．电负性XYD．第一电离能XY解析：Xm＋和Yn－的核外电子排布相同，可知X位于Y所在周期的下一周期。A项，原子半径：XY；B项，X和Y的核电荷数之差为m＋n；C项，电负性：YX。答案：D二、非选择题12．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表某一种化学元素。(1)上述第3周期中第一电离能(I1)最大的是________，c和f的I1大小关系是________大于________(用字母表示)。(2)上述元素中，原子中未成对电子数最多的是________，写出该元素的电子排布式：__________。(3)根据下表所提供的电离能数据，回答下列问题。锂XYI1520502580I2729945701820I31181669202750I4955011600①表中X可能为以上13种元素中的________(填写字母)元素。用元素符号表示X和j形成的化合物的化学式________。②Y是周期表中的________族的元素。解析：(1)周期表中所列13种元素分别是Na、H、Mg、Sr、Sc、Al、Ge、C、P、O、Te、Cl、Ar，其中Na、Mg、Al、P、Cl、Ar属于第3周期，原子最稳定的是Ar，故其I1最大，Mg、Al的核外电子排布分别为1s22s22p63s2、1s22s22p63s23p1，Mg中3s2为全满状态，故其I1比Al的I1大。(2)i元素最外层电子排布为3s23p3，有3个未成对电子，是最多的。(3)由表中数据可以看出，锂和X的I1均比I2、I3小很多，说明X与Li同主族，且X的I1比Li的I1更小，说明X的金属性比锂更强，则X为Na(即a)；由Y的电离能数据可以看出，它的I1、I2、I3比I4小得多，故Y原子属于ⅢA族元素。答案：(1)mcf(2)i1s22s22p63s23p3(3)①aNa2O(或Na2O2)②ⅢA13．(1)下列四种粒子中，半径按由大到小的顺序排列的是________。①基态X的原子结构示意图：②基态Y的价电子排布式：3s23p5③基态Z2－的轨道表示式：④W基态原子有2个能层，电子式：(2)已知An＋、B(n＋1)＋、Cn－、D(n＋1)－都具有相同的电子层结构，则A、B、C、D的原子半径由大到小的顺序是_______________________________________，离子半径由大到小的顺序是_______________________，原子序数由大到小的顺序是________________________。解析：(1)由题意可知：X、Y、Z2－、W分别为S、Cl、S2－、F。S、Cl、S2－、F粒子半径由大到小的顺序为r(S2－)r(S)r(Cl)r(F)。(2)因An＋、B(n＋1)＋、Cn－、D(n＋1)－都具有相同的电子层结构，可将A、B、C、D在周期表中的位置关系表示如下：…………DC…………AB…………从上图不难判断A、B、C、D的原子半径由大到小的顺序是ABDC；因四种离子的核外电子层结构相同，核电荷数小的离子半径大，因此可以判断离子半径从大到小的顺序是D(n＋1)－Cn－An＋B(n＋1)＋；原子序数由大到小的顺序是BACD。答案：(1)③①②④(2)ABDCD(n＋1)－Cn－An＋B(n＋1)＋BACD14．今有A、B、C、D四种元素，已知A元素是地壳中含量最多的元素；B元素为金属元素，它的原子核外K、L层上电子数之和等于M、N层电子数之和；C元素是第3周期第一电离能最小的元素；D元素在第3周期中电负性最大。(1)试推断A、B、C、D四种元素的符号：A__________、B__________、C__________、D__________。(2)写出A元素原子的核外电子排布式____________；写出B元素的价电子排布为________；用轨道表示式表示C原子的核外电子排布情况___________。(3)比较四种元素的第一电离能和电负性的大小：第一电离能________________________________________________；电负性______________________________________________。解析：地壳中含量最多的是O；B元素N层已排布电子，故K、L层电子数之和为10，由此推知M层有8个电子，N层有2个电子，是Ca；第3周期电离能最小的是Na，电负性最大的是Cl，因此A是O，B是Ca，C是Na，D是Cl。答案：(1)OCaNaCl(2)1s22s22p44s2(3)NaCaClONaCaClO