2022高考化学第5章物质结构元素周期律第1节原子结构考点2原子核外电子排布讲与练含解析

物质结构　元素周期律李仕才考点二　原子核外电子排布1．电子层的表示方法及能量变化2.原子核外电子排布规律(1)核外电子一般总是尽可能地先排布在能量较低的电子层里。(2)每个电子层最多容纳的电子数为2n2个。①最外层最多容纳电子数不超过8个(K层为最外层时不超过2个)。②次外层最多容纳的电子数不超过18个，倒数第三层最多容纳的电子数不超过32个。3．核外电子排布的表示方法(1)原子结构示意图(以Na为例)11\n(2)离子结构示意图主族中的金属元素的原子失去最外层电子形成与稀有气体元素原子电子层结构相同的阳离子，非金属元素的原子得到电子形成与稀有气体元素原子电子层结构相同的阴离子：4．常见“10电子”“18电子”微粒(1)“10电子”的微粒：(2)常见的“18电子”的微粒：11\n判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)1．硫离子的结构示意图：。(　×　)2．最外层电子数为8的粒子一定是稀有气体元素原子。(　×　)3．非金属元素原子的核外电子数一般大于或等于4。(　√　)4．核外电子首先占据能量较高的电子层。(　×　)5．某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍。(　×　)6．NH与Na＋的质子数与电子数均相同。(　√　)7．16O和18O是氧元素的两种核素，16O与18O核外电子排布方式不同。(　×　)8．M层是最外层时，最多能容纳18个电子。(　×　)9．某元素原子的最外层电子数是次外层的a倍(a>1)，则该原子核外电子排布只有两层。(　√　)10．最外层电子数相同的元素，其化学性质一定相同。(　×　)11．核外电子排布相同的微粒化学性质也相同。(　×　)12．1.00molNaCl中，所有Na＋的最外层电子总数为8×6.02×1023。(　√　)13．多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高。(　×　)1．核外电子排布的几条规律之间既相互独立又相互统一，不能孤立地应用其中一条。如当M层不是最外层时，最多排布的电子数为2×32＝18个；而当它是最外层时，则最多只能排布8个电子。2．核外电子排布相同的微粒，其化学性质不一定相同，如S2－、Cl－。若属于同位素的不同核素，其化学性质是相同的，如H、H、H。3．10e－微粒的转化关系(1)若10电子的粒子满足关系的一定是NH＋OH－11\nNH3↑＋H2O。(2)若10电子粒子中满足关系：B＋＋C－===2D的只有H3O＋＋OH－===2H2O。4．其他等电子数的粒子“2电子”的粒子：He、H－、Li＋、Be2＋、H2。“9电子”的粒子：—F、—OH、—NH2、—CH3(取代基)。“14电子”的粒子：Si、N2、CO、C、CN－。“16电子”的粒子：S、O2、C2H4、HCHO。5．质子数及核外电子总数均相等的粒子①Na＋、NH、H3O＋；②HS－、Cl－；③F－、OH－、NH；④N2、CO等。一、核外电子排布规律1．下列说法中肯定错误的是(　　)A．某原子K层上只有一个电子B．某原子M层上电子数为L层电子数的4倍C．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍D．阳离子的最外层电子数可能为2，也可能为8解析：氢原子的K层上只有一个电子，A正确；M层上最多容纳18个电子，不可能是L层电子数的4倍，B错误；S2－的M层上和L层上的电子数均为K层的4倍，C正确；阳离子的最外层电子数可能为2，也可能为8，D正确。答案：B2．用n表示原子核外电子层数，下列说法不正确的是(　　)A．原子核外每层最多容纳的电子数为2n2个B．原子的核电荷数一定等于原子的核外电子数C．He、Ne两种元素原子每层电子容纳的电子数都满足2n2D．同一原子核外的M层上的电子数一定比L层上的电子数多解析：A项，根据核外电子排布规律可知，正确；B项，原子呈电中性，核电荷数等于核外电子数，正确；C项，He原子核外只有一个电子层，该层电子数为2，Ne为2、8，每层电子容纳的电子数都满足2n2，正确；D项，当M为最外层时可能的电子数为1～8，而此时的L层电子数为8个，错误。答案：D11\n3．在第n电子层中，当它作为原子的最外层时，容纳电子数最多与(n－1)层相同。当它作为原子的次外层时，其电子数比(n－1)层多10个，则此电子层是(　　)A．K层　　　　　　　　　　B．L层C．M层D．N层解析：由题意n层的电子数，可以是18，(n－1)层的电子数为8，故n层应为M层。答案：C4．两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在周期表的前10号元素中，满足上述关系的元素共有(　　)A．1对B．2对C．3对D．4对解析：①H和He；②C和He。答案：B5．六种粒子的结构示意图分别为请回答下列问题：(1)依次写出6种粒子的符号：____________________________。(2)A、B、C、D、E、F共表示________种元素、________种原子、________种阳离子、________种阴离子。(3)上述微粒中，阴离子与阳离子可构成两种化合物，这两种化合物的化学式为____________。答案：(1)F、F－、Ne、Na＋、Mg2＋、Mg(2)4　3　2　1　(3)NaF、MgF26．下图为几种粒子的结构示意图，完成以下填空。11\n(1)属于阳离子结构的粒子是________(填编号，下同)。(2)具有稳定性结构的原子是________。(3)只能得电子的粒子是____________；只能失电子的粒子是________；既能得电子，又能失电子的粒子是________。(4)③粒子半径________④粒子半径(填“大于”、“小于”或“等于”)。(5)某元素R形成的氧化物为R2O3，则R的离子结构示意图可能是________。答案：(1)③⑤⑧　(2)②　(3)③⑤　①④⑥　⑦⑧(4)小于　(5)⑤7．请回答下列问题：(1)与氯元素同族的短周期元素的原子结构示意图为________。(2)已知某离子的结构示意图为。①当x－y＝10时，该粒子为________(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。②当y＝8时，粒子可能为(填名称)：________、________、________、________、________。③写出y＝3与y＝7的元素最高价氧化物对应的水化物之间发生反应的离子方程式为_____________________________________。解析：(1)与氯元素同族的短周期元素为F，F的原子结构示意图为。(2)①当x－y＝10时，x＝10＋y，说明核电荷数等于核外电子数，所以该粒子应为原子；②当y＝8时，应为有18个电子的粒子，所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子；③y＝3时为铝原子，y＝7时为氯原子，其最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化铝和高氯酸，反应的离子方程式为Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。答案：(1)　(2)①原子　②氩原子　氯离子　硫离子　钾离子　钙离子　③Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O11\n二、“等电子微粒”的判断和应用8．下列各微粒：①H3O＋、NH、Na＋；②OH－、NH、F－；③O、Na＋、Mg2＋；④CH4、NH3、H2O具有相同质子数和电子数的一组是(　　)A．①②③B．①②④C．②③④D．①③④解析：①组质子数均为11，电子数均为10；②组质子数均为9，电子数均为10；③组质子数依次为16、11、12，电子数依次为18、10、10；④组质子数、电子数均为10。答案：B9．设X、Y、Z代表元素周期表中前4周期的三种主族元素，已知X＋和Y－具有相同的电子层结构；Z元素的原子核内质子数比Y元素的原子核内质子数少9；Y和Z两种元素可形成含4个原子核、42个电子的负一价阴离子。下列说法不正确的是(　　)A．元素Z的气态氢化物分子中含有10个电子B．元素Y的气态氢化物分子中含有18个电子C．元素Z与元素X形成的化合物X2Z中离子都达到稳定结构D．元素Y、Z组成的化合物属于离子化合物解析：由Y－知Y为非金属，结合Z的质子数比Y少9，则Y为第ⅦA族的Cl、Z为O，由此可知X为K。水分子中含有10个电子，HCl分子中含有18个电子，K2O中的K＋、O2－均达到最外层8电子稳定结构。氯、氧组成的化合物为共价化合物。答案：D10．用A＋、B－、C2－、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子)，请回答下列问题：(1)A元素是____、B元素是________、C元素是________(用元素符号表示)。(2)D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是________，含有的化学键是________。(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是________，其与水反应的化学方程式为____________________。(4)F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是_____________，其电子式和电离方程式分别为____________。(5)G分子中含有4个原子，其分子式是________。(6)H分子中含有8个原子，其分子式是________。解析：18电子微粒来源大体分为三个部分：一是第三周期的气态氢化物及失去H＋的对应离子；二是第四周期的金属阳离子；三是由第二周期气态氢化物去掉一个氢原子后，两两结合得到的分子。阴离子有P3－、S2－、HS－、Cl－；阳离子有K＋、Ca2＋；分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4等，结合题目所给条件，不难确定所需答案。答案：(1)K　Cl　S　(2)HCl　极性共价键　(3)F2　2F2＋2H2O===4HF＋O2　(4)H211\nS　HH；H2SH＋＋HS－、HS－H＋＋S2－　(5)H2O2(或PH3)　(6)C2H611．A＋、B＋、C－、D、E五种粒子(分子或离子)中，每个粒子均有10个电子。已知：①A＋＋C－===D＋E↑；②B＋＋C－===2D。请回答：(1)C－的电子式是________。(2)分别写出A＋和D反应、B＋和E反应的离子方程式___________________________________________________。(3)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子的分子式________。(4)除A＋、B＋外，请再写出两种含10个电子的阳离子________。解析：本题中五种粒子均有10个电子是解题的突破口。依据已有的元素与化合物知识可知，10电子的粒子中，原子有Ne；阴离子有N3－、O2－、F－、OH－、NH，阳离子有Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH、H3O＋；分子有CH4、NH3、H2O、HF。根据题意有：①A＋＋C－===D＋E↑，推知A＋应为NH、C－为OH－、D为H2O、E为NH3，将其结果代入②B＋＋C－===2D，推知B＋应为H3O＋。答案：(1)[H]－　(2)NH＋H2ONH3·H2O＋H＋　H3O＋＋NH3===NH＋H2O　(3)CH4、Ne(答案合理即可)　(4)Na＋、Mg2＋(答案合理即可)根据原子结构特征推断元素1－18号元素原子结构的特点11\n1．已知X、Y是原子核电荷数不大于18的元素。X原子的最外层电子数为a，次外层电子数为a＋2；Y原子的最外层电子数为b－5，次外层电子数为b。则X、Y两元素形成化合物的组成是(　　)A．XY2　　　　　　　　　　B．Y4X11\nC．Y2X3D．YX3解析：X、Y的次外层(a≠0，a＋2>2；b－5>0，b>5)不可能是K层，即最外层为第3层(X、Y核电荷数小于18)，这样得出X的核外电子排布为2、8、6，为硫，Y的核外电子排布为2、8、3，为铝，形成化合物为Al2S3，所以选C。答案：C2．核电荷数小于18的某元素X，其原子的电子层数为n，最外层电子数为(2n＋1)，原子核内质子数为(2n2－1)。下列关于元素X的说法中，不正确的是(　　)A．其最高化合价为＋3价B．可以形成化学式为KXO3的盐C．其氢化物可以用来做喷泉实验D．其最高价氧化物对应水化物是强酸解析：由于核电荷数小于18，n≤3。n＝2或3时，符合题意。X为N或Cl。N和Cl的最高化合价分别为＋5和＋7价，A错误；X可以形成化学式为KNO3或KClO3的盐，B正确；HCl和NH3都极易溶于水，可以用来做喷泉实验，C正确；HNO3和HClO4都是强酸，D正确。答案：A3．短周期主族元素A、B、C、D的原子序数依次增大。已知A、C的原子序数的差为8，A、B、C三种元素原子的最外层电子数之和为15，B原子的最外层电子数等于A原子最外层电子数的一半。下列叙述正确的是(　　)A．原子半径：A<D<B<CB．最简单氢化物的稳定性：C>DC．A与C形成的化合物溶于水所得溶液显碱性D．B与D形成的化合物是共价化合物解析：由A、C的原子序数之差为8，可知短周期元素A与C是同主族元素，它们的原子最外层电子数相等，设A和C的原子最外层电子数均为x，则B的最外层电子数为0.5x，由题意知：x＋0.5x＋x＝15，解得x＝6。根据A、B、C、D四种元素的原子序数依次增大，可判断出它们分别为O、Al、S、Cl。原子半径：O<Cl<S<Al，A错误；稳定性：H2S<HCl，B错误；SO2、SO3的水溶液为亚硫酸、硫酸，显酸性，C错误；Al与Cl形成的化合物是AlCl3，它是共价化合物，D正确。答案：D4．a、b、c、d为短周期元素，a的原子中只有1个电子，b2－和c＋离子的电子层结构相同，d与b同族。下列叙述错误的是(　　)A．a与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为＋1B．b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物C．c的原子半径是这些元素中最大的11\nD．d与a形成的化合物的溶液呈弱酸性解析：本题考查元素周期表、元素周期律，意在考查考生的逻辑推理能力。根据a原子中只有1个电子可确定a为H，由b2－和c＋电子层结构相同，可知b和c分别位于第二、三周期，则b、c分别为O和Na，d与b同族，则d为S。二元化合物H2O、H2S中H均为＋1价，而NaH中H为－1价，A项错误；O与其他三种元素可分别形成H2O和H2O2、Na2O和Na2O2、SO2和SO3，B项正确；根据四种元素在周期表中的位置可确定原子半径：Na>S>O>H，C项正确；H2S在溶液中部分电离而使溶液呈弱酸性，D项正确。答案：A11