专题10 原子结构与性质（考点清单）（讲+练）-2024-2025学年高二化学上学期期末考点大串讲（人教版2019）(原卷版+解析版)

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▉考点01 能层与能级
1.能层
（1）定义：核外电子按能量不同分成能层。
（2）电子的能层由内向外排序，其序号、符号以及所能容纳的最多电子数及能层的能量与能层离原子核距离的关系：
即能层越高，电子的能量越高，离原子核越远。
2.能级
（1）定义：同一能层的电子，还被分成不同能级。
（2）能级的符号和所能容纳的最多电子数如下表：
3.能层与能级的有关规律
（1）能级的个数=所在能层的能层序数。
（2）能级的字母代号总是以s、p、d、f排序，字母前的数字是它们所处的能层序数，它们可容纳的最多电子数依次为自然数中的奇数序列1，3，5，7…的2倍。即s级最多容纳2个电子，p级最多容纳6个电子，d级最多容纳10个电子，f级最多容纳14个电子。
（3）英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数相同。例如，1s、2s、3s、4s…能级最多都只能容纳2个电子。
（4）每一能层最多容纳电子数为2n2（n为能层序数）。
（5）f能级的最小能层为4，d能级的最小能层为3。
（6）能级能量大小的比较：先看能层，一般情况下，能层序数越大，能量越高；再看同一能层各能级的能量顺序为：E(ns)< E(np)②
B．原子半径：②>①>③>④
C．电负性：④>③>②>①
D．最高正化合价：④>③=②>①
8．嫦娥5号月球探测器带回的月壤样品的元素分析结果如图，下列有关含量前六位元素的说法正确的是
A．原子半径：Al＜SiB．第一电离能：Mg＜Ca
C．Fe位于元素周期表的p区D．这六种元素中，电负性最大的是O
9．已知X、Y、Z、M、Q是原子序数依次增大的短周期元素。X的2s轨道全充满，Y的s能级电子数是p能级的两倍，M原子核外有8种运动状态不同的电子，Q是短周期中除稀有气体元素外原子半径最大的元素。下列说法不正确的是
A．第一电离能：Z＞M
B．Q与M形成的化合物中可能含有非极性共价键
C．最高正价：X＜Z＜M
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y＜Z
10．X、Y、Z、N是原子序数依次增大的4种短周期元素，其元素性质或原子结构如下表。下列说法正确的是
A．原子半径：Z＞Y＞X
B．元素的电负性：X＞N＞Z
C．元素的第一电离能：Z＞N＞Y
D．X的基态原子的电子轨道表示式：
11．填空：
12．请根据构造原理，按要求写出下列电子排布式或原子结构示意图：
（1）16S的电子排布式_______。
（2）10Na的次外层电子排布式_______。
（3）20Ca的最高能层的电子排布式_______。
（4）26Fe的简化电子排布式_______。
（5）27C的原子结构示意图_______。
（6）26Fe3+的电子排布式_______。
（7）33As的简化电子排布式为_______。
13．现有A、B、C、D、E 5种原子序数依次增大的前四周期元素，已知A元素原子核外有6种运动状态不同的电子。B元素原子核外电子分占3个不同的能级，且在同周期中所含未成对电子数最多。C元素原子核外次外层电子数是最外层电子数的2倍。D元素有多种化合价，且常温下D元素的气态单质与NaOH溶液反应，可得两种含D元素的盐。E元素原子核外内层电子已填满，最外层只有1个电子。
（1）A的核外电子排布图为__________________________，B的外围电子排布式为_____________。
（2）C、D中未成对电子数分别为_______、______，D的离子结构示意图为___________________。
（3）E的核外电子排布式为________________，原子结构示意图为________________________。
（4）E的一价阳离子的外围电子排布图：_______________________________。
14．合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。
（1）自然界中的氮元素主要以分子的形式存在于空气中，是人工固氮的主要来源。
①基态氮原子的轨道表示式为___________，占据最高能级电子的电子云轮廓图为___________形。
②NH3分子中，与N原子相连的H显正电性。N、H电负性大小顺序为___________。
（2）铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有Al2O3、K2O、CaO、MgO、Cr2O3等氧化物中的几种。
①上述氧化物所涉及的元素中，处于元素周期表中p区的元素是___________。
②比较Mg、Ca第一电离能的大小：___________。O的第一电离能小于N，原因是___________。
③下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能。
结合数据说明Mg的常见化合价为＋2价的原因：___________。
（3）我国科研人员研制出了“Fe—LiH”催化剂，温度、压强分别降到了350℃、1MPa，这是近年来合成氨反应研究中的重要突破。
①基态Fe原子的核外电子排布式为___________，铁在元素周期表中的位置___________。
②比较Li＋与H-的半径大小关系：r(Li＋)___________r(H-)(填“＞”或“＜”)。
考点01 能层与能级
考点02 基态与激发态 原子光谱
考点03 构造原理与电子排布式
考点04 电子云与原子轨道
考点05 原子核外电子排布的原理及表示方法
考点06 原子结构与元素周期表
考点07 元素周期律
能层
一
二
三
四
五
六
七
符号
K
L
M
N
O
P
Q
最多电子数
2
8
18
32
50
72
98
离核远近
近 远
能量高低
低 高
能层
1
2
3
4
5
能层符号
K
L
M
N
O
能级
1s
2s
2p
3s
3p
3d
4s
4p
4d
4f
5s
5p
……
最多电子数
2
2
6
2
6
10
2
6
10
14
2
6
2
8
18
32
……2n2
原子
轨道
s
p
d
f
轨道
形状
球形
哑铃形(纺锤形)
复杂
复杂
轨道
个数
1
3
5
7
电子层
1
2
3
4
……
n
符号
K
L
M
N
……
——
原子轨道类型
s
s
p
s
p
d
s
p
d
f
……
——
最多容纳
电子数
2
2
6
2
6
10
2
6
10
14
……
——
2
8
18
32
……
2n2
能量最低原理
原子核外电子尽可能占有能量低的轨道，然后依次进入能量较高的轨道，这样使整个原子处于最低的能量状态。
泡利原理
1个原子轨道里最多容纳2个电子，且自旋方向相反。
洪特规则
电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋方向相同。
特例：若s、p、d轨道上全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)或全满(p6、d10、f14)，则结构较稳定！
原子(核素)符号
含义
在元素符号的左下方标明质子数、左上方标明质量数的一种图示即为原子符号
实例
eq \\al(16,8)O
电子式
含义
化学中常在元素符号周围用“·”或“×”来表示元素原子的最外层电子，相应的式子叫做电子式
实例
原子(离子)结构示意图
含义
将每个能层上的电子总数表示在原子核外的式子
实例
电子排布式
含义
用数字在能级符号右上角标明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式
实例
K：1s22s22p63s23p64s1
简化电子
排布式
含义
为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体原子结构的部分以相应稀有气体元素符号外加方括号表示
实例
K：[Ar]4s1
价电子
排布式
含义
主族元素的价层电子指最外层电子，价层电子排布式即最外层电子排布式
实例
Al：3s23p1
电子排
布图
含义
每个方框代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子
实例
Al：
常见错误
违反能量最低原理，如
违反泡利原理，如
违反洪特规则，如
不按能层排序书写，如1s22s22p63s23p64s23d6
书写技巧
同能级空轨道不能省略，如不能写成
出现d(或f)轨道时，电子按能级ns、(n－1)d顺序填充，但书写排列仍按能层顺序，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2
周期
外围电子排布
各周期增加的能级
元素种类
第ⅠA族
0族
最外层最多容纳电子数
一
1s1
1s2
2
1s
2
二
2s1
2s22p6
8
2s、2p
8
三
3s1
3s23p6
8
3s、3p
8
四
4s1
4s24p6
8
4s、3d、4p
18
五
5s1
5s25p6
8
5s、4d、5p
18
六
6s1
6s26p6
8
6s、4f、5d、6p
32
七
7s1
7s27p6
8
7s、5f、6d、7p
32
主族序数
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
价电子构型
ns1
ns2
ns2np1
ns2np2
ns2np3
ns2np4
ns2np5
族序数
ⅢB
ⅣB
…
ⅦB
价电子构型
(n-1)d1ns2
(n-1)d2ns2
…
(n-1)d5ns2
族序数
Ⅷ
ⅠB
ⅡB
价电子构型
(n-1)d6~8ns2
(n-1)d10ns1
(n-1)d10ns2
分区
元素位置
价层电子排布式
元素种类及性质特点
s区
IA族、ⅡA族
ns1-2
原子的核外电子最后排布在ns能级上，属于活泼金属元素(H除外)，为碱金属元素和碱土金属元素
p区
ⅢA~ⅦA族及0族
ns2np1-6(He除外)
原子的核外电子最后排布在np能级(He为s能级)上，为非金属元素和少数金属元素
d区
ⅢB~ⅦB族(镧系、锕系除外) 以及Ⅷ族
(n-1)d1-9ns1-2(Pd除外)
为过渡金属元素，原子的核外电子最后排布在(n-1)d能级上，d轨道可以不同程度地参与化学键的形成
ds区
IB族、ⅡB族
(n-1)d10ns1-2
为过渡金属元素，核外电子先填满(n-1)d能级而后再填充ns能级，由于d轨道已填满电子，因此d轨道一般不参与化学键的形成
f区
镧系和锕系
(n-2)f0-14(n-1)d0-2ns2
镧系元素化学性质相似；锕系元素化学性质相似
范围
微粒半径的变化
举例
同周期(0族除外)
原子或离子半径从左到到右逐渐变小
Na＞Mg＞Al
同主族
原子或离子半径从上而下依次增大
Li＜Na＜K；Li＋＜Na＋＜K＋
同元素
①原子半径比其阳离子半径大
②原子半径比其阴离子半径小
H＋＜H＜H－
电子层结构相同离子
其核电荷数越大，离子半径越小
Al3＋＜Mg2＋＜Na＋＜F－＜O2－
既不在同周期
又不在同主族
找与一种元素在同周期、与另一种元素在同主族的元素作参照物
如比较F、Na的原子半径，找Cl或Li作参照物：F＜Cl＜Na或F＜Li＜Na
电离能
递变性
同周期从左到右，第一电离能有逐渐增大的趋势，稀有气体的第一电离能最大
同主族从上到下，第一电离能有逐渐减小的趋势。
应用
①判断元素金属性的强弱：电离能越小，金属越容易失去电子，金属性越强；反之越弱
②判断元素的化合价：如果某元素的In＋1≫In，则该元素的常见化合价为＋n，如钠元素I2≫I1，所以钠元素的化合价为＋1
电负性
递变性
同周期从左到右，主族元素电负性逐渐增大
同一主族从上到下，元素电负性呈现减小的趋势
应用
①判断金属性怀非金属性强弱：金属的电负性通常小于1.8
②判断元素在化合物中的价态：电负性大者显负价
③判断化学键类型：两元素的电负性差值大于1.7为离子键
项目
同周期(左→右)
同主族(上→下)
原子结构
核电荷数
逐渐增大
逐渐增大
电子层数
相同
逐渐增多
原子半径
逐渐减小
逐渐增大
离子半径
阳离子逐渐减小
阴离子逐渐减小
r(阴离子)＞r(阳离子)
逐渐增大
性质
化合价
最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外)负化合价＝－(8－主族序数)
相同，最高正化合价＝主族序数(O、F除外)
元素的金属性和非金属性
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
第一电离能
有逐渐增大的趋势
逐渐减小
电负性
逐渐增强
逐渐减弱
离子的氧化性、还原性
阳离子氧化性逐渐增强
阴离子还原性逐渐减弱
阳离子氧化性逐渐减弱
阴离子还原性逐渐增强
气态氢化物的稳定性
逐渐增强
逐渐减弱
最高价氧化物对应的水化物的酸碱性
碱性逐渐减弱
酸性逐渐增强
碱性逐渐增强
酸性逐渐减弱
①
白磷和红磷互为同位素
②
基态B原子的轨道表示式为
③
基态F原子的电子排布式为2s22p5
④
K＋与S2－具有相同的电子层结构
⑤
离子半径：r(Li＋)＞r(H－)
⑥
基态氮原子的核外电子有5种运动状态
⑦
钠燃烧时火焰呈黄色与电子跃迁有关
⑧
基态Ca原子的内层电子为全充满状态
⑨
CHCl3、COCl2分子中所有原子的最外层都满足8电子稳定结构
元素
元素性质或原子结构
X
原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等，但第一电离能低于同周期相邻元素
Y
原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等，但第一电离能高于同周期相邻元素
Z
其价电子中，在不同形状的原子轨道中运动的电子数相等
N
只有一个不成对电子
①
基态Fe原子的价电子排布式为_____________
②
基态S原子价层电子排布式是_____________
③
能量最低的激发态N原子的电子排布式为_____________
④
基态F原子的价电子排布图（轨道表示式）为_____________
⑤
Se与S同族，基态硒原子价电子排布式为_____________
⑥
基态Se原子的核外电子排布式为[Ar]_____________
⑦
基态Ni原子的价层电子排布式为________，在元素周期表中位置为____________
元素
Na
Mg
Al
电离能(kJ/ml)
496
738
578
4562
1451
1817
6912
7733
2745
9543
10540
11575