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化
学
RJ ·
选
择
性
必
修2
答案全解精析
第一章 原子结构与性质
第一节 原子结构
课时1 能层与能级 基态与激发态
原子光谱
基础巩固练
1.C M 能层表示第三电子层,A 错误,C正确;M 能层最多能
容纳18个电子,B错误;M 能层可以填充1个电子,D错误。
2.B 能层越高,电子的能量越高,A 错误;同一能层内,s、p、d、
f能级的能量依次升高,B 正 确;3d能 级 能 量 高 于 3s,C 错
误;能层 O 为第五能层,共有5个能级,分别为s、p、d、f及g,
D错误。
3.A 每一个能层都有s能级,从第二能层开始出现 p能级,
从第三能层开始出现d能级,从第四能层开始出现f能级。
4.(1)Be、N、Ne (2)Na、Mg (3)Be、Mg
解析:(1)Be、N、Ne都只有两个能层,即 K 层与 L 层。(2)
Na、Mg有三个能层,即 K 层、L 层、M 层。(3)Be、Mg的最
外层电子数相同。
5.D 电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃
至基态时,将释放能量,光(辐射)是电子跃迁释放能量的重
要形式之一,燃放焰火、霓虹灯广告、燃烧蜡烛等均与电子的
跃迁有关系,平面镜成像是光线反射的结果,与电子的跃迁
无关。故选 D。
6.B A、C、D项表示的均是基态原子;B项,电子从2p能级跃
迁到3s能级,该原子是激发态原子。
7.D 并不是所有元素的原子光谱的频率都在可见光的范围
内,D错误。
8.D 原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化,能量的表现
形式之一是光(辐射),电子由基态向激发态跃迁形成吸收光
谱,电子由较高能量的激发态向较低能量的激发态乃至基态
跃迁形成发射光谱,A 正确;在日常生活中我们看到的许多
可见光,如霓虹灯光、激光、焰火等都与原子核外电子发生跃
迁释放能量有关,B正确;原子光谱用于测定原子种类,历史
上很多种元素都是通过原子光谱发现的,C 正确;电子由低
能级跃迁到高能级时,形成吸收光谱,D错误。
素养提升练
1.B K 能 层 为 第 一 能 层,只 有 一 个 s能 级,无 p 能 级。故
选 B。
归纳总结:能级数等于该能层序数:第一能层只有1个能级
(1s),第二能层有2个能级(2s和2p),第三能层有3个能
级(3s、3p、3d),依次类推。
2.B s、p、d、f能级容纳的电子数分别为1、3、5、7的2倍。
3.A 当 碳 原 子 的 核 外 电 子 排 布 由 1s
22s
22p
2 转 变 为
1s
22s
12p
3 时,电子由低能级跃迁到高能级,原子由基态变为
激发态,应吸收能量,产生吸收光谱,所以选 A。
4.B 同一个原子中,M 能层上的电子的能量小于 Q 能层上的
电子的能量,B正确。
5.C 不同能量的电子在不同区域运动,A 错误;能量低的电
子在离核近的区域运动,B错误;所有的s能级最多都只能
容纳2个电子,D错误。
6.A 3s能级上失去1个电子,失去电子需要吸收能量,A 正
确;3p能级上得到1个电子,得到电子为放出能量的变化,B
错误;2s能级的能量高于1s能级的能量,电子由2s能级跃
迁到1s能级放出能量,C 错误;2个氢原子结合成 H2 分子
的过程放出能量,D错误。
7.A 若x、y 及该原子3d能级上的电子数的组合是18、8、0,
核内质子数与核外电子数不相等,A 项不可能;若x、y 及该
原子3d能级上的电子数的组合是20、8、0,符合钙原子的结
构,B项可能;若x、y 及该原子3d能级上的电子数的组合是
25、13、5,符合锰原子的结构,C项可能;若x、y 及该原子3d
能级上的电子数的组合是30、18、10,符合锌原子的结构,D
项可能。
8.A 在多电子原子中,不同能级具有的能量不同,A 正确;各
能层的能级都是从s能级开始,但不都是至f能级结束,如L
能层只有2s、2p两个能级,M 能层只有3s、3p、3d三个能级,
B错误;各能层含有的能级数与能层序数一致,C错误;各能
层最多容纳电子数为2n
2,D错误。
9.D 元素 K 的焰色试验呈紫红色,紫色光对应的波长介于
430~400nm,A 错误;该实验装置测得的是氢元素的发射
光谱,B错误;原子光谱有吸收光谱和发射光谱两种,电子由
激发态跃迁到基态时产生的原子光谱属于发射光谱,C 错
误;原子光谱可以用于鉴定元素,D正确。
10.(1)2 (2)氧 O 硅 Si (3)C
解析:X元素原子的最外层电子数为a,次外层电子数为b;
Y元素原子的 M 层电子数为a-b,L层电子数为a+b,则
L层电子数为8,所以a+b=8,由此推出 X 元素原子有2
个电子层,故b=2,所以a=8-b=8-2=6,则 X 为 O 元
素;Y 元素原子的 M 层电子数为a-b=6-2=4,故 Y 为
Si元素,X、Y 两元素形成的化合物为SiO2。
课时2 构造原理与电子排布式
电子云与原子轨道
基础巩固练
1.B 原子的电子排布遵循 构 造 原 理,电 子 按 顺 序 填 入 能 级
中,但有些过渡金属元素基态原子的电子排布不遵循构造原
理,如 Cu的价层电子排布为3d
104s
1,故①错误;构造原理的
电子填充顺序不等于能量顺序,即先填的能级能量不一定比
后填的能级能量低,故②错误;同一能层中的不同 p轨道的
能量相同,故③正确;原子的电子排布都遵循使整个原子的
能量处于最低状态,故④正确。故选 B。
2.A 氢原子的1个电子吸收能量后可能跃迁到其他能级,B
错误;锂元素基态原子核外电子排布式为1s
22s
1,不可写成
1s
12s
2,C错误;氢原子的激发态能级不是1s,可能是2s或
2p等,D错误。
3.C 由构造原理可知,A 项中电子填入能级的正确顺序应为
1s、2p、4s、3d,错误;B 项中电子填入能级的正确顺序应 为
1s、2s、2p、3s,错误;D 项中电子填入能级的正确顺序 应 为
3p、4s、3d、4p,错误。
4.(1)①13 ②3 5 (2)①1s
22s
22p
63s
23p
6 ②1s
22s
22p
2
解析:(1)①某元素的原子序数为13,则原子核外有13个电
子。②基态原子的核外电子排布式为1s
22s
22p
63s
23p
1,有3
个能层和5个能级。(2)①Cl元素为17号元素,原子核外有
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— 91 —
17个电子,则 Cl
- 核外有18个电子,所以基态 Cl
- 核外电子
排布式为1s
22s
22p
63s
23p
6。②C元素为6号元素,原子核外
有6个电子,所以基态 C原子核外电子排布式为1s
22s
22p
2。
5.B 电子云只表示电子在原子核外空间出现的概率密度,小
黑点并不表示电子,A 错误;电子云轮廓图是把电子在原子
核外空间出现概率为90%的空间圈出来绘制而成的,电子
在这一空间出现的概率大,不表示电子不能在这一空间外出
现,C错 误;电 子 云 的 半 径 随 能 层 序 数 的 增 大 而 增 大,D
错误。
6.C 电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空
间的概率密度分布的形象化描述,A 错误;s能级的原子轨
道呈球形,处在该轨道上的电子不只在球壳内运动,还在球
壳外运动,只是在球壳外运动概率较小,故 B 错误;离原子
核越远的电子,其能量越大,所以 p原子轨道电子的平均半
径随能层的增大而增大,C 正确;2px 、2py、2pz 轨道是3个
不同的原子轨道,空间伸展方向不同,3个轨道上的电子的
运动状态不同,但同一能级上的原子轨道具有相同的能量,
所以基态 原 子 电 子 能 量 的 高 低 顺 序 为 E(1s)<E(2s)<
E(2px)=E(2py)=E(2pz),D错误。
7.A L能层只包含s、p能级,A 正确;核外电子的运动无固定
轨迹,B 错误;n=2时,该能层一定有四个原 子 轨 道,C 错
误;n=3时,该能层有3s、3p、3d能级,共9个原子轨道,没
有3f能级,D错误。
8.D 某基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d
104s
24p
4,其原
子序数为34,为Se元素。原子核外有34个电子,电子的运
动状态各不相同,A 正确;核外电子分布于8个不同的能级,
则有8种能量不同的电子,B正确;34个电子占据18个轨
道,有18种空间运动状态,C 正确;Se为第四周期为第ⅥA
族元素,价层电子排布式为4s
24p
4,D错误。
素养提升练
1.C s能级最多可容纳2个电子,p能级最多可容纳6个电
子;根据构造原理,其中 S
2- 是 S原子得到两个电子后形成
的 稳 定 结 构,所 以 基 态 S
2- 的 电 子 排 布 式 应 为
1s
22s
22p
63s
23p
6,C错误。
2.A 核外电子填充在1个轨道上的元素有 H 及 He,A 正确;
H 元 素 有1
1H、2
1H、3
1H 三 种 原 子,He元 素 也 可 能 有 多 种 原
子,B错误;核外电子填充在6个轨道上的元素为 Na和 Mg,
但 Na和 Mg都有多种原子,所以 C、D项均错误。
3.C 不同能级的原子轨道形状可以相同,如1s、2s能级的原
子轨道都是球形,只是半径不同,A 错误;现在的技术无法测
定电子在核外的运动轨迹,原子轨道只是体现电子在核外运
动的概率密度,B、D 错误;任何能层的 p能级都有3个 p轨
道,C正确。
4.B Fe的价层电子排布式为3d
64s
2,但失去电子时,并不是
按构造原理上的能级顺序,而是先失去外层电子,再失去内
层电子,所以 Fe
2+ 的价层电子排布式应该为3d
6,B项符合
题意。
5.D 元素 X的基态原子的最外层电子排布式为ns
n-1np
n+3,
s能级上最多排2个电子,则n-1=2,即n=3,故最外层电
子排布式为3s
23p
6,则 X为18号元素,D正确。
6.B 钒元素的原子序数为23,根据电子排布规律,钒原子的
电子 排 布 为 1s
22s
22p
63s
23p
63d
34s
2,其 价 电 子 排 布 式 为
3d
34s
2,B正确。
7.B 3p能级上最多能排6个电子,A 错误;第四周期中,未成
对电子数最多的原子的价层电子排布式为3d
54s
1,为 Cr原
子,B正确;氯为17号元素,基态 Cl
- 的核外电子排布式为
1s
22s
22p
63s
23p
6,C错误;2p能级上有2个未成对电子,则该
原子 2p 能 级 上 有 2 个 或 4 个 电 子,价 层 电 子 排 布 式 为
2s
22p
2 或2s
22p
4,D错误。
8.B 已知s、p、d、f能级中轨道数分别为1、3、5、7,即连续奇
数,所以g能级的轨道数应为9,B项符合题意。
9.(1)球 1 哑铃 3
(2)2p 氮 H
·
·N
··
··
H
·
·H S 1s
22s
22p
63s
23p
4
解析:(1)s电子的原子轨道呈球形,每个s能级有1个原子
轨道,p电子的原子轨道呈哑铃形,每个 p能级有3个原子
轨道,它们相互垂直,分别以 Px 、Py、Pz 表示。(2)因为元素
X的基态原子的最外层电子排布式为ns
nnp
n+1,np轨道上
排有电子,说明ns轨道上已排满电子,即n=2,则元素 X 的
基态原子的核外电子排布式为1s
22s
22p
3,X 是氮元素;当元
素 X的基态原子的最外层电子排布式为ns
n-1np
n+1 时,有
n-1=2,则n=3,那么元素 X 的基态原子的核外电子排布
式为1s
22s
22p
63s
23p
4,X是硫元素。
课时3 泡利原理、洪特规
则、能量最低原理
基础巩固练
1.C 2p能级的一个原子轨道中容纳的两个电子自旋相同,不
符合泡利原理,故 C错误。
2.A 一个轨道上容纳的两个电子,能层、能级(原子轨道形状
和伸展方向)相同,自旋方向相反,因此,两个电子的空间运
动状态相同,轨道运动状态不同,B、C错误,A 正确;Na元素
3s能级只有一个原子轨道,但电子可以采取两种自旋方向,
故可呈现出双线原子光谱,D错误。
3.C ①⑤符合洪特规则、泡利原理;③同一个原子轨道中不
应有自旋相同的电子,违反了泡利原理;基态原子中,填入简
并轨道的电子总是先单独分占,且自旋方向相同,②④⑥违
反了洪特规则。
4.D 氧的基态原子的核外电子排布式为1s
22s
22p
4,1s、2s都
只有一个轨道,容纳的两个电子自旋方向相反;2p有px 、py、
pz 三个轨道,4个电子分布在三个轨道上,一个轨道上容纳
两个自旋方向相反的电子,另两个轨道上容纳一个电子,且
自旋方向保持相同时能量最低,D符合题意。
5.B A 项中的轨道表示式违反了洪特规则,正确的轨道表示
式为↑↓
1s
↑↓
2s
↑ ↑ ↑
2p
,A 错误;同一能级的电子具有相同
的能量,故该原子核外有3种能量不同的电子,B正确;该原
子核外最外层上有5个电子,则有5种运动状态不同的电
子,C错误;该原子核外最外层有5个电子,占据2s、2p两个
能级,2s能级上有 1个原子轨道,2p能级上有 3个原子轨
道,共4个原子轨道,D错误。
6.C A 项中2s轨道上两个电子自旋方向相同,能量不是最
低;B 项中2p能级上三个轨道中,两个单电子占据两个轨
道,但自旋方向相反,能量不是最低;D 项中2s能级中容纳
了两个自旋方向相同的电子,且2p能级中三个电子没有分
占三个轨道,能量不是最低,C项符合题意。
7.D K 层最多容纳2个电子,所以原子结构示意图中x=2,
故 A 错误;该原子核外有14个电子,其基态原子的电子排
布式应为1s
22s
22p
63s
23p
2,故 B 错误;根据洪特规则,该原
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— 92 —
子 的 核 外 电 子 排 布 式 图 应 为 ↑↓
1s
↑↓
2s
↑↓↑↓↑↓
2p
↑↓
3s
↑ ↑
3p
,C错误;根据核外电子排布图,该原子结构中共
有8个轨道上填充电子,D正确。
8.A 电子式表示核外最外层电子,不能体现出核外电子的能
量差异。
素养提升练
1.C A 的2p轨道,电子排布不符合洪特规则要求;B的2s轨
道电子排布不符合泡利原理;D 的2s轨道中不符合能量最
低原理。
2.D 核外电子排布遵循能量最低原理,电子总是先排布在能
量低的能级,然后再排布在能量高的能级,由于3d轨道能量
比4s轨道能量高,当排满 3p能级后,电子优先填充 4s能
级,再填充3d能级,故第三周期元素的基态原子中不可能出
现d电子,D正确。
3.B 洪特规则实际上是能量最低原理的一个特例,电子排布
满足洪特规则,实际上是为了更好地遵循能量最低原理,同
一能级的不同原子轨道在全满、半满和全空状态时,体系能
量较低,原子较稳定,故只有 B项正确。
4.A A 项表示的是基态原子;B、D 项中2s能级上的电子跃
迁到2p能级上,表示的是激发态原子;C 项中2p能级上的
三个电子应分占不同的轨道,且自旋方向相同。
5.B 电子排布式为1s
22s
22p
2
x2p
0
y2p
0
x ,此处2px 、2py、2pz 就是
2p能级的3个简并轨道,两个电子排入2p能级,它们将分
别占据2个简并轨道且自旋方向相同,而不是自旋相反地挤
入其中一个轨道,该电子排布式违反了洪特规则,A 正确;电
子排布式为1s
22s
22p
63s
23p
2,符合能量最低原理,B错误;电
子排布式为 1s
22s
22p
63s
23p
10,3p轨道最多容纳 6个电子,
不可能出现 3p
10 的情况,电子排布式违反泡 利 原 理,C 正
确;电子排布式为1s
22s
22p
63s
23p
23d
5,虽然3d轨道为半充
满状态,但3p轨道上只有2个电子,没有充满电子就填充到
下一能级,该电子排布式违反能量最低原理,D正确。
6.D 基态 Ge原子的核外简化电子排布式为[Ar]3d
104s
24p
2,
所以价层电子轨道表示式为↑↓
4s
↑ ↑
4p
,有2个未成对
电子,故 A、B均正确;镍元素基态原子的简化电子排布式为
[Ar]3d
84s
2,3d能级有5个简并轨道,按洪特规则,应有3个
轨道上各填充2个自旋方向相反的电子,剩下2个电子占据
两个轨道,且自旋方向相同,C正确、D错误。
7.A 按构造原理,5s能级能量低于4d;依据能量最低原理,
当相邻的两个能级能量相差不大时,电子排布的方式将以使
整个原子能量最低为最佳选择,A 项符合题意。
8.(1)H N Mg P
(2)↑↓
1s
↑↓
2s
↑↓↑↓↑↓
2p
↑↓
3s
↑↓
1s
↑↓
2s
↑↓↑↓↑↓
2p
↑↓
3s
↑ ↑ ↑
3p
(3)N2+3Mg
点燃
??Mg3N2
(4)·
·N︙︙N
·
· H
·
·N
··
··
H
·
·H
解析:A 是宇宙中最丰富的元素,且原子核外仅有一个非空
原子轨道,则 A 为 氢;B 元 素 原 子 的 核 外 电 子 排 布 式 为
1s
22s
22p
3,则 B 为 氮;C 元 素 原 子 的 核 外 电 子 排 布 式 为
1s
22s
22p
63s
2,则 C 为镁;D 元素原子的核外电子排布式为
1s
22s
22p
63s
23p
3,则 D为磷。
综合训练1 原子结构
基础巩固练
1.D 同一原子中能层序数越大,形状相同的原子轨道中电子
的能量越高,离核越远,A、B、C错误。
2.A K 层有1个能级为1s,L 层有2个能级,分别为2s、2p,
从 M 层开始有 d能级,即3d,A 正确;s能级只能容纳2个
电子,1s、2s、3s容纳电子数相同,B错误;没有2d能级,C错
误;N 层开始有f能级,即4f,没有3f能级,D错误。
3.C 处于最低能量状态的原子叫做基态原子,激发态时的能
量比基态时高,A 错误;基态时的能量低稳定,激发态时能量
高不稳定,B错误;基态转化为激发态是由低能量状态转变
成高能量状态,转化过程要吸收能量,C正确;电子在激发态
跃迁到基态时会放出能量产生发射光谱,电子由基态跃迁到
激发态时会吸收能量,产生吸收光谱,D错误。
4.D Li为 锂 的 元 素 符 号,没 有 描 述 核 外 电 子 的 运 动 状 态;
表示 Li原子结构示意图,描述了核外电子是分层排
布的;1s
22s
1 为锂原子的核外电子排布式,描述了核外电子
的能层、能级;↑↓
1s
↑
2s
为锂原子的核外电子排布图,描述了
核外电子的能层、能级、原子轨道和自旋方向,故描述最详尽
的是 D。
5.D 若只有1个能层,则不存在 p能级;若有2个能层,则有
1s、2s能级,核外电子排布式为1s
22s
22p
4,为氧元素;若有3
个 能 层,则 有 1s、2s、3s 能 级,核 外 电 子 排 布 式 为
1s
22s
22p
63s
23p
6,为氩元素,D项正确。
6.B 按构造原理,电子填入能级的顺序是1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d。
N、K、Ca
2+ 、Ca 的 核 外 电 子 排 布 式 分 别 为 1s
22s
22p
3、
1s
22s
22p
63s
23p
64s
1、1s
22s
22p
63s
23p
6、1s
22s
22p
63s
23p
64s
2。
7.A 原子轨道和电子云都是用来描述电子的运动状态而不
是表示电子的运动轨迹的,A 正确;电子的运动是无规则的,
没有固定的轨迹,B错误;3px 、3py、3pz 属于同一能级,其轨
道上的电子的能量相同,C 错误;p能级的原子轨道半径随
能层序数的增大而增大,D错误。
8.B 原子中的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨
道时,多余的能量以光的形式释放,形成发射光谱。电子从
3s轨道跃迁到3p轨道吸收能量,形成吸收光谱,A 错误;在
1s
22s
22p
33s
1→1s
22s
22p
4 中,电 子 从 3s轨 道 跃 迁 到 2p 轨
道,即从激发态跃迁到基态,释放能量,形成发射光谱,B正
确;电子从2s轨道跃迁到2p轨道吸收能量,形成吸收光谱,
C错误;2px 与2py 轨道的空间伸展方向不同,轨道的能量
相同,电子从2px 轨道到2py 轨道不属于电子跃迁,D错误。
9.C 按 构 造 原 理,元 素 Ni 基 态 原 子 电 子 排 布 式 为
1s
22s
22p
63s
23p
63d
84s
2,其中能量最高的能级为 3d,C 项符
合题意。
10.(1)[Ne]3s
1 ↑
3s
(2)[Ne]3s
23p
4 ↑↓
3s
↑↓ ↑ ↑
3p
(3)[Ar]3d
104s
24p
4 ↑↓
4s
↑↓ ↑ ↑
4p
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— 93 —
(4)[Ar]3d
34s
2 ↑ ↑ ↑
3d
↑↓
4s
(5)[Ar]3d
64s
2 ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
3d
↑↓
4s
(6)[Ar]3d
104s
2 ↑↓↑↓↑↓↑↓↑↓
3d
↑↓
4s
解析:按构造原理,将各能级按顺序排出后,再依次填充电
子即可。
素养提升练
1.A 日光灯通电发光与电子跃迁有关;棱镜分光的原理是不
同波长的光在玻璃中的折射率不同,与电子跃迁无关;石油
蒸馏是利用石油中各组分的沸点不同进行分离,与电子跃迁
无关;凸透镜聚光是由光的折射形成的,与电子跃迁无关;冷
却结晶是由于温度降低,溶质的溶解度减小,溶质从溶液中
结晶析出,与电子跃迁无关。因此与核外电子跃迁有关的现
象是④,A 正确。
2.D 硫 离 子 核 外 有 18 个 电 子,其 核 外 电 子 排 布 式 为
1s
22s
22p
63s
23p
6,D错误。
3.C 能级 按 能 量 由 低 到 高 的 顺 序:1s<2s<2p,C 项 符 合
题意。
4.A 原子轨道与宏观物体的运动轨道完全不同,它是指电子
出现的主要区域,而不是电子运动的实际轨迹,A 错误;第n
电子层上共有n
2 个原子轨道,B正确;任意能层上的 p能级
都有3个伸展方向相互垂直的原子轨道,C 正确;处于同一
原子轨道上的电子,自旋方向相反,D正确。
5.B 3p、4p轨道有2个未成对电子,其电子数可能为2或4,
不能确定元素的种类,则不一定为同一主族元素,A 不符合
题意;3p、4p轨道上只有1个空轨道,应含有2个电子,为Ⅳ
A 族元素,B符合题意;最外层电子排布式为1s
2 和2s
22p
6
的原子,二者都是稀有气体元素,但不属于主族元素,C不符
合题意;最外层电子排布为1s
2 的是 He,位于0族,而最外
层电子排布为2s
2 的原子为 Be,属于ⅡA 族,二者不为同族
元素,D不符合题意。
6.B 同一能层同一能级中的p轨道电子的能量一定比s轨道
电子能量高,但不同能层时,外层s轨道电子能量则比内层
p轨道电子能量高,故 A 错误;3px 与3pz 为同一能层上的
轨道,其能量相同,但在同一原子里,没有运动状态完全相同
的电子存在,则电子在 3px 与 3pz 轨道上的运动状态不相
同,故 B正确;N 原子核外电子数为7,处于2p能级上的3
个电子应尽可能分占3个不同的原子轨道,且自旋方向相
同,其 电 子 排 布 应 为 ↑↓
1s
↑↓
2s
↑ ↑ ↑
2p
,↑↓
1s
↑↓
2s
↑↓ ↑
2p
违背了洪特规则,故 C 错误;基态 B 原子电子排
布式为1s
22s
22p
1
x ,转化为1s
22s
22p
1
y,2px 与2py 轨道能量相
同,均为基态,没有能量变化,故 D错误。
7.D 按构造原理,基态 Fe原子价层电子的电子排布图(轨道
表达式)为↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
3d
↑↓
4s
,根据构造原理,后填入的
的能级为3d;基态S原子电子占据的最高能级为3p,电子云
轮廓图形状为哑铃形。D项符合题意。
8.(1)Ne、Ar、Kr
(2)Cr、Mn
(3)Cu (4)Sc (5)F
解析:(1)1~36号元素中,基态原子的最外层具有6个 p电
子的元素为除 He外的0族元素,有 Ne、Ar、Kr。(2)1~36
号元素中,基态原子的3d轨道为半充满状态的元素有 Cr、
Mn。(3)1~36号元素中,基态原子的次外层d轨道为全充
满状态,最外层有一个s电子的元素是 Cu。(4)某元素+3
价离子和氩原子的电子排布相同,则其原子序数是21,是 Sc
元素。(5)同主族元素自上而下原子半径逐渐增大,同周期
主族元素自左向右原子半径逐渐减小,则原子半径第二小的
主族元素是 F。
综合训练2 基态原子核外电子排布
基础巩固练
1.D Na的核外电子排布式为1s
22s
22p
63s
1,A 错误;Ag的核
外电子排布式为1s
22s
22p
63s
23p
63d
104s
24p
64d
105s
1,B错误;
Ca的核外电子排布式为1s
22s
22p
63s
23p
64s
2,C 错误;Br的
核外电子排布式正确,D正确。
2.A 电子能量与能层和能级都有关,ns电子的能量一定高于
(n-1)p电子的能量,A 错误;根据洪特规则知,2p轨道上的
两个电子应排在不同轨道上,B正确;应先排能量低的4s轨
道,而不是排能量高的3d,违反了能量最低原理,C 正确;根
据泡利不相容原理知,3p轨道最多排6个电子,D正确。
3.B 23V 原 子 核 外 有 23 个 电 子,核 外 电 子 排 布 式 是
1s
22s
22p
63s
23p
63d
34s
2,其价电子排布式是3d
34s
2,故选 B。
4.D 基态原子核外电子排布遵循能量最低原理、泡利原理和
洪特 规 则。 基 态 碳 原 子 价 电 子 的 轨 道 表 示 式 为 ↑↓
2s
↑ ↑
2p
。基 态 碳 原 子 价 电 子 层 为 第 二 层,即 L 层,
↑↓
3s
↑ ↑
3p
违反了能量最低原理,A 错误;在2p轨道上
的两个电子自旋方向应该相同,↑↓
2s
↑ ↓
2p
违反了洪特
规则,B错误;2s轨道上应该排布2个电子,↑↓
2s
↑ ↑ ↑
2p
违反了能量最低原理,此排布式为激发态碳原子的价电子轨
道表示式,C错误;↑↓
2s
↑ ↑
2p
符合能量最低原理、泡利
原理和洪特规则,D正确。
5.A 镁原子由1s
22s
22p
63s
13p
1 →1s
22s
22p
63s
2 时,原子释放
能量,由激发态转化成基态,A 正确;基态 Se的价电子排布
式:4s
24p
4,B错误;基态 Be的价电子排布式:1s
22s
2,则基态
铍原子最外层电子的电子云图轮廓为球形,C 错误;原子光
谱有两种:吸收光谱和发射光谱,电子由基态跃迁到激发态,
或由激发态跃迁到基态,都会产生原子光谱,D错误。
6.D A 项, 其 基 态 原 子 电 子 排 布 式 为
1s
22s
22p
63s
23p
63d
104s
24p
4,错误;B 项,违反了洪特规则,
错误;C项,违反了泡利原理,错误;D正确。
7.B Cr
3+ 的电子排布式:[Ar]3d
3,d轨道3个电子不是半充
满,A 不符合题意;Fe
3+ 的电子排布式:[Ar]3d
5(d轨道最多
排满10个电子,此时5个电子为半充满),B符合题意 Co为
27号元素,Co原子电子排布式为[Ar]3d
74s
2,Co
3+ 电子排
布式为[Ar]3d
6,C不符合题意;Cu为29号元素,Cu原子电
子排布式为[Ar]3d
104s
1,Cu
+ 电子排布式为[Ar]3d
10,即 d
轨道为全充满状态,D不符合题意。
8.(1)1s
22s
22p
63s
23p
63d
104s
2(或[Ar]3d
104s
2)
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— 94 —
(2)4s 4f
5
(3)1s
22s
22p
63s
23p
63d
6 或[Ar]3d
6
(4)N
(5)3d
104s
24p
2
(6)1s
22s
22p
63s
23p
63d
104s
24p
4(或[Ar]3d
104s
24p
4)
解析:(1)Zn为30号元素,原子核外有30个电子,电子排布
式为1s
22s
22p
63s
23p
63d
104s
2(或[Ar]3d
104s
2)。
(2)Fe为26号元素,基态 Fe原子的核外电子排布式为[Ar]
3d
64s
2,成为阳离子时首先失去最外层电子,即4s轨道的电
子;Sm 的价层电子排布式为4f
66s
2,失去6s轨道上两个电
子以及4f轨道上1个电子后形成 Sm
3+ ,所以 Sm
3+ 的价层
电子排布式为4f
5。
(3)Fe为26号元素,基态 Fe原子的核外电子排布式为[Ar]
3d
64s
2,失去最外层两个电子后形成 Fe
2+ ,核外电子排布式
为1s
22s
22p
63s
23p
63d
6 或[Ar]3d
6。
(4)K 为19号元素,核外电子排布式为[Ar]4s
1,核外电子占
据最高能层为第四层,符号为 N。
(5)Ge 为 32 号 元 素,核 外 有 32 个 电 子,电 子 排 布 式 为
[Ar]3d
104s
24p
2。
(6)Se为34号元素,核外有34个电子,基态 Se原子的核外
电 子 排 布 式 为 1s
22s
22p
63s
23p
63d
104s
24p
4 (或 [Ar]
3d
104s
24p
4)。
素养提升练
1.B 能级轨道上的电子处于半充满、全充满、全空状态时,原
子较稳定,不易失去电子,p能级最多容纳6个电子,s能级
最多容纳2个电子。选项 B中3p
3 为半充满状态稳定结构,
不易失去电子,当其失去一个电子时,吸收的能量最多。
2.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,且自旋方向相同,所以2p能级上电子排布图违
背了洪特规则,A 正确;原子核外电子先占有能量较低的轨
道,然后依次进入能量较高的轨道,3d能级的能量高于 4s
能级,应先填充4s能级,再填充3d能级,则没有填充4s能
级违背了能量最低原理,B错误;当电子排布在同一轨道时,
每个轨道最多容纳2个电子,且自旋方向相反,原子核外电
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
原子轨道且自旋状态相同,C 正确;原子核外电子在能量相
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
自旋状态相同,全空、全满或半满时能量最低,则电子排布式
1s
22s
22p
63s
23p
63d
54s
1 符合构造原理和洪特规则特例,书写
正确,D正确。
3.C 根据元素的一种基态粒子的 M 层p能级上有4个电子,
其价电 子 排 布 式 是 3s
23p
4,是 S 元 素。价 电 子 排 布 式 是
3s
23p
4,则 N 层不含有电子,A 正确;该基态粒子是 S原子,
L层含有8个电子,B正确;该基态粒子是 S原子,最外层电
子数是6,C错误;该基态粒子是S原子,电子排布式是[Ne]
3s
23p
4,所以该原子3p能级有2个未成对电子,D正确。
4.C Ar与S
2- 的原子核电荷数不同,1s能级上电子的能量不
相同,A 错误;Ar与S
2- 的原子核电荷数不同,半径不同,3p
能级上电子离核的距离不相同,B错误;Ar与 S
2- 的原子核
电荷数不同,电子跃迁产生的光谱都不相同,C 正确;Ar与
S
2- 的原子核电荷数不同,化学性质不相同,D错误。
5.C 基态氧原子的价电子排布图为↑↓
2s
↑↓ ↑ ↑
2p
信息给出
一个原子轨道内的两个电子自 旋 磁 量 子 数 分 别 为 +
1
2
和
-
1
2
,洪特规则要求未成对电子优先独占轨道且自旋方向
相同,则自旋磁量子数的代数和为 +
1 2 ×2+ -
1 2 ×
4=-1,也可以是+1,因此 C选项符合题意。
6.C A 中,3p 能 级 有 一 个 空 轨 道,根 据 洪 特 规 则 只 能 为
↑ ↑ ,又根据能量最低原理,能量低于3p能级的轨道
均已充满,即其电子排布式为1s
22s
22p
63s
23p
2,两者为同种
元素;B中,2p 能 级 有 一 个 未 成 对 电 子 但 无 空 轨 道,即 为
↑↓↑↓ ↑ ,其 排 布 式 为 1s
22s
22p
5,两 者 也 为 同 种 元 素;C
中,M 层 有 s、p、d 三 个 能 级,全 充 满 且 N 层 为 4s
2,应 为
3s
23p
63d
104s
2 与3s
23p
63d
64s
2,非同种元素;D 中,最外层电
子 排 布 为 4s
24p
5, 其 电 子 排 布 为
1s
22s
22p
63s
23p
63d
104s
24p
5,最外层电子数为7,核外电子总
数为35,故两者也为同种元素。
7.(1)14 ↑↓
4s
↑ ↑
4p
(2)↑↓
2s
↑ ↑ ↑
2p
(3)M
(4)相反
解析:(1)把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个
原子轨道,因而空间运动状态个数等于轨道数;而在同一原
子轨道下最多可以有两个自旋方向不同的电子,自旋方向不
同,运动状态也就不相同,即运动状态个数等于电子数;故基
态硅原子核外有14种运动状态的电子;锗为第四周期 ⅣA
族元 素,基 态 锗 原 子 的 最 外 层 电 子 的 轨 道 表 示 式 为
↑↓
4s
↑ ↑
4p
。
(2)氮为第二周期ⅤA 族元素,氮原子价层电子的轨道表示
式为↑↓
2s
↑ ↑ ↑
2p
。
(3)能量最低原理:原子核外的电子应优先排布在能量最低
的能级里,然后由里到外,依次排布在能量逐渐升高的能级
里;基态 Cl原子中最外层电子层为 M 层,核外电子占据最
高能层的符号是 M。
(4)泡利原理:在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,
而且它们的自旋状态相反;氧元素基态原子的 K 层有2个
电子,根据泡利原理,K 层电子的自旋状态相反。
第二节 原子结构与元素的性质
课时1 原子结构与元素周期表
基础巩固练
1.D 元素周期表多种多样,元素周期系只有一个,D错误。
2.D 1~18号元素可排布在三个周期里,但并不是拥有三个
元素周期系,A 错误;原子序数经历了从相对原子质量到核
电荷数的变化,B错误;同主族元素性质相似,但并不相同,C
错误;D项符合题意。
3.C A 项表示第二周期元素原子;B项表示第二周期元素原
子;C项表 示 第 三 周 期 元 素 原 子;D 项 表 示 第 四 周 期 元 素
原子。
4.A 基态原子最外层电子排布为ns
2 的也可能是氦,不一定
位于第ⅡA 族,A 错误;第三、四周期同主族元素的原子序数
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— 95 —
之差,如第ⅡA 族的镁和钙原子序数之差为8,第ⅢA 族的铝
和镓原子序数之差为18,所以第三、四周期同主族元素的原
子序数相差8或18,B正确;第四周期第ⅡA 族与第ⅢA 族元
素相隔10个过渡金属元素,所以它们的原子序数相差11,C
正确;基态原子3d轨道上有 5个电子的元素为位于第 ⅥB
族的铬或第ⅦB族的锰,D正确。
5.D 由题意推知,该元素的价层电子排布为4s
2,故该元素位
于第四周期第ⅡA 族。
6.A 原子核外 L 层上仅有2个电子的原子为 Be,原子核外
M 层上仅有2个电子的原子为 Mg,Be与 Mg均为第ⅡA 族
元素,A 项符合题意;核外电子排布式为1s
2 的原子为 He,
核外电子排布式为1s
22s
2 的原子为 Be,He与 Be不是同一
主族元素,B项不符合题意;2p轨道上只有1个未成对电子
的原子为 B或 F,3p轨道上只有1个未成对电子的原子为
Al或 Cl,不能判断是否为同一主族元素,C 项不符合题意;
最外层只有1个电子的原子有 K、Cu等,不能判断是否为同
一主族元素,D项不符合题意。
7.B A 项中原子序数为1、6、7的元素分别为氢、碳、氮,所在
区分别是s区、p区、p区;C 项中 Fe在 d区,Ar、Cl均在 p
区;D项中元素均在s区。
8.B 最后一个电子填充到 p能级上(He除外)的元素位于 p
区,不包含副族元素,A 正确;f区指的是镧系和锕系,镧系
和锕系在第六、七周期的第ⅢB 族,第五周期不含有f区元
素,B错误;d区和ds区包括过渡元素,过渡元素都是金属元
素,C正确;s区元素原子的价层电子排布式为ns
1-2,s区所
有元素原子的p能级电子均为全充满或全空状态,D正确。
9.(1)C ↓↑
1s
↓↑
2s
↑ ↑
2p
(2)4s
24p
3 第四周期第ⅤA 族
(3)p p
解析:(1)甲元素原子的 L 能层上只有一个空原子轨道,则
其电子排布式为1s
22s
22p
2,甲元素是碳元素,碳原子的轨道
表示式为↓↑
1s
↓↑
2s
↑ ↑
2p
。(2)乙元素原子的核电荷数
为33,则其核外电子排布式为 1s
22s
22p
63s
23p
63d
104s
24p
3,
最外层电子排布式为4s
24p
3,乙元素在元素周期表中位于第
四周期 第 ⅤA 族。(3)甲 为 C,乙 为 As(砷),均 属 于 p 区
元素。
素养提升练
1.C Fe的外围电子排布式为3d
64s
2,属于d区元素,A 错误;
Mg的外围电子排布式为3s
2,属于s区元素,B错误;Br的
价电子排布式为4s
24p
5,属于 p区元素,C 正确;Cu的外围
电子排布式为3d
104s
1,属于ds区元素,D错误。
2.D 价层电子排布式为3d
54s
2 的原子,其核外电子排布式为
[Ar]3d
54s
2,其核外电子数为25,为 Mn元素,位于元素周期
表中第四周期ⅦB族,故 D正确。
3.B A 项,最外层电子排布式为1s
2 的微粒可能为 He、H
- 、
Li
+ 等,不能确定形成该微粒 的 元 素 在 周 期 表 中 的 位 置;B
项,最外层电子排布式为3s
23p
4 的微粒为 S,位于第三周期
ⅥA 族;C 项,最 外 层 电 子 排 布 式 为 2s
22p
6 的 微 粒 可 能 为
Ne、Na
+ 、F
- 等,不能确定形成该微粒的元素在周期表中的
位置;D项,最外层电子排布式为ns
2np
3 的微粒,因n 不确
定,故不能确定形成该微粒的元素在周期表中的位置。
4.D 非金属元素主要位于p区,但 H 位于s区。
5.B 元素分为金属元素、非金属元素和稀有气体元素,过渡
元素属于金属元素的一部分,A 错误、B正确;铀为放射性元
素,但不是人造元素(未注*),C错误;根据铀元素的价层电
子排布,最 后 填 入 电 子 的 能 级 为f,所 以 属 于f区 元 素,D
错误。
6.D 由原子核外最外层电子排布式可知该元素位于周期表
中第五周期第ⅢA 族,是较活泼的金属元素,具有金属的一
般性质,其最高化合价为+3价,D错误。
7.D 0族元素属于p区元素,所以 p区元素不一定是主族元
素,故 A 错误;He是p区元素,He最外层电子数是2,故 B
错误;金属元素铝是 p区元素,p区元素不一定是非金属元
素,故C错误;价层电子排布式符合ns
2np
3 的基态原子属于
第ⅤA 族,一定位于p区,故 D正确。
8.(1)⑨ (2)苯 (3)5
解析:(1)⑨属于d区元素。(2)元素①是氢元素,元素③是
碳元素,依题意,形成的环状物是苯。(3)从ns
nnp
n+1 可知,
n=2,该元素为 N 元素,最外层电子数为5。
9.C或(碳) ↑↓
1s
↑↓
2s
↑ ↑
2p
Al或Cl 4s
24p
3 第四周
期第ⅤA 族 p
解析:基态 X原子的第二能层上只有一个空轨道,其电子排
布 式 为 1s
22s
22p
2,则 X 是 碳,电 子 排 布 图 为 ↑↓
1s
↑↓
2s
↑ ↑
2p
。基态 R 原 子 的 3p轨 道 上 只 有 一 个 未 成 对 电
子,其 原 子 的 核 外 电 子 排 布 式 为 1s
22s
22p
63s
23p
1 或
1s
22s
22p
63s
23p
5,则 R可能为 Al或 Cl。Y 原子的核电荷数
为33,根据构造原理可知,基态 Y 原子的核外电子排布式为
1s
22s
22p
63s
23p
63d
104s
24p
3,电子层数为4,且最外层有5个
电子,则在元素周期表中位于第四周期第ⅤA 族,最后一个
电子填充在4p轨道上,故属于p区元素。
课时2 元素周期律
基础巩固练
1.A Li、K、Rb属于同一主族,原子序数逐渐增大,原子半径
依次增大,A 正确;I、Br、Cl原子半径依次减小,B 错误;O、
Na、S三种元素中 O 原子半径最小,Na原子半径最大,C 错
误;Al、Si、P原子半径依次减小,D错误。
2.A 根据原子核外电子排布式知,A、D 的电子层数都是3,
B、C的电子层数都是2,A 和 B同主族,C和 D 同主族,所以
A、D的原子半径分别大于 B、C 的原子半径;A、D 属于同一
周期元素,对于同一周期主族元素,原子半径随着原子序数
的增大而减小,原子序数:A<D,所以原子半径:A>D,则原
子半径最大的是 A。
3.C 同一周期主族元素的原子半径随着原子序数的增大而
减小,由此可推知磷原子的半径在硅原子和硫原子之间,C
正确。
4.(1)①> ②> >
(2)> > >
(3)①< < ②< <
(4)> >
解析:(1)同种元素的离子半径:阴离子大于原子,原子大于
阳离子,低价阳离子大于高价阳离子,故微粒半径r(Cl
- )>
r(Cl),r(Fe)>r(Fe
2+ )>r(Fe
3+ )。(2)能层结构相同的离
子:核电荷数越大,半径越小,故微粒半径r(O
2- )>r(F
- )
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— 96 —
>r(Na
+ )>r(Mg
2+ )。(3)同主族的离子,能层数越多,半
径越大,故r(Li
+ )<r(Na
+ )<r(K
+ ),r(O
2- )<r(S
2- )<
r(Se
2- )。(4)K 和 Na同主族能层数钾离子比钠离子多,故
r(K
+ )>r(Na
+ ),Na
+ 与 Mg
2+ 能 层 结 构 相 同,r(Na
+ )>
r(Mg
2+ ),故r(K
+ )>r(Na
+ )>r(Mg
2+ )。
5.B S和 P的价层电子排布式分别为3s
23p
4 和3s
23p
3,由于
P原子的3p能级 处 于 半 充 满 状 态,较 稳 定,所 以I1 (S)<
I1(P);Na、Mg、Al的 价 层 电 子 排 布 式 分 别 为 3s
1、3s
2、
3s
23p
1,由于 Mg原子的3s能级处于全充满状态,故其第一
电离能最大;He与 Ne同族,I1(He)>I1(Ne)。
6.C 第三周期中 Ar的第一电离能最大,A 错误;氮原子核外
最外层电子2p能级为半充满结构,第一电离能大于氧的第
一电离能,B错误;根据元素性质的递变规律可知,He的第
一电离能最大,C正确;钠的第一电离能比铍小,D错误。
7.C ①3p轨道上只有一对成对电子的原子为 S;②外围电子
排布式为3s
23p
6 的原子为 Ar;③3p轨道为半充满状态的原
子为P;④正三价阳离子结构与氖相同的原子为 Al。已知同
周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,第ⅤA 和第
ⅡA 族反常,第一电离能大于同周期相邻元素,同周期稀有
气体元素的第一电离能最大,所以第一电离能由大到小排列
为 Ar>P>S>Al,即第一电离能由大到小排列为②③①④。
故选 C。
8.D 元素的电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸
引力的大小,所以利用元素电负性的大小能判断元素原子的
得电子能力(电负性越大,元素原子得电子能力越强)、化学
键的类别(两元素电负性差值小于1.7时一般形成共价键,
大于1.7时一般形成离子键)、元素的活泼性(电负性越小,
金属元素越活泼;电负性越大,非金属元素越活泼)、元素在
化合物中化合价的正负(电负性大的元素显负价,电负性小
的元素显正价),但不能判断元素稳定化合价的数值。
9.D A 项原子电子排布式为1s
22s
22p
63s
23p
2,则为 Si原子;
B项原子电子排布式为1s
22s
22p
63s
23p
3,则为 P原子;C 项
原子电子排布式为1s
22s
22p
63s
23p
64s
2,则为 Ca原子;D 项
原子电子排布式为1s
22s
22p
4,则为 O 原子。同周期主族元
素从左到右,元素的电负性逐渐增大,同主族元素从上到下,
元素的电负性逐渐减小,Ca元素的电负性最小,O 元素的电
负性最大,故选 D。
10.A 根据同主族元素从上到下电负性逐渐减小,同周期主
族元素从左到右电负性逐渐增大,则 Be的电负性的最小范
围为1.2~2.0,A 错误;Ge的电负性为1.8,既具有金属
性,又具有非金属性,B正确;根据 C 和 Cl的电负性,两元
素电负性之差为0.5,可形成极性键,C正确;F的电负性大
于 O,O 和 F形成的化合物中 O 显正价,D正确。
素养提升练
1.C 氢元素是非金属元素,属于s区,A、B 错误。第六周期
有32种元素,D错误。
2.A
3.D 具有相同核外电子层结构的离子,核电荷数越大,离子
半径越小,由题意知,X 元素的核电荷数大于 Y,则离子半
径:X<Y,原子序数:X>Y,A、C 错误;一般电子层数越多,
原子半径越大,X位于 Y 的下一个周期,则原子半径:X>Y,
B错误;同周期元素从左到右,最外层电子数依次增大,X 形
成阳离子,Y 形成阴离子,则 X最外层电子数小于4,Y 最外
层电子数大于4,所以原子最外层电子数:X<Y,D正确。
4.D Li、Be、B最外层电子数分别为1、2、3,最外层电子数依
次增多,A 正确;P、S、Cl最高化合价分别为+5、+6、+7,最
高化合价依次升高,B正确;N、O、F 位于同一周期,电负性
依次增大,C正确;Na、K、Rb位于同一主族,第一电离能依
次减小,D错误。
5.B 电负性差值越小的两种元素越可能形成共价键。A 项,
X与 Y 电负性之差为4.0-2.5=1.5;B项,X 与 W 电负性
之差为2.5-2.4=0.1;C 项,Y 与 Z电负性之差为4.0-
1.2=2.8;D项,Y 与 W 电负性之差为4.0-2.4=1.6。则
X与 W 电 负 性 之 差 最 小,所 以 最 容 易 形 成 共 价 键,故 B
正确。
6.B 由各基态原子的电子排布式可知①是 S,②是 P,③ 是
N,④是F。同周期元素从左到右,第一电离能总体上呈增大
趋势,由于 P元素的3p轨道处于半充满状态,故第一电离
能:P>S,所以第一电离能:F>N>P>S,故 A 错误;一般来
说,电子层数越多,粒子半径越大,电子层数相同时,质子数
越大,粒子半径越小,故原子半径:P>S>N>F,故 B正确;
元素非金属性越强,电负性越大,电负性:F>N>S>P,故 C
错误;F无正价,N、P的最高正化合价都是+5,S的最高正
化合价是+6,故 D错误。
7.(1)O (2)大于 Zn核外电子排布为全满稳定结构,较难
失电子
(3)H<C<O
(4)同周期元素随核电荷数依次增大,原子半径逐渐减小,故
结合一个电子释放出的能量依次增大 N 的2p能级处于半
充满状态,具有稳定性,故不易结合一个电子
解析:(1)O 的电负性在 H、N、P、O 中最大。(2)基态 Zn和
Cu的价层电子排布分别为3d
104s
2、3d
104s
1,4s
1 中的一个电
子更易失去,故I1(Zn)大于I1(Cu)。(3)H、C、O 中 O 的电
负性最大,H 的电负性最小。
综合训练3 原子结构与元素的性质
基础巩固练
1.C 非金属元素不一定都分布在p区,元素周期表中 H 元素
在s区,A 错误;s区元素原子的最后一个电子进入s能级,B
错误;元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵行的元素都
是金属元素,C 正确;金属元素不一定是过渡元素,例如 Na
等主族元素,D错误。
2.D 同周期元素从左到右电负性逐渐增大,故 Ba的电负性
比 Cs大,A 正确;Ba位于第六周期第ⅡA 族,B正确;同主族
元素从上到下金属性逐渐增强,已知与钡同主族的钙能与冷
水反应生成氢气,故钡也能与冷水反应放出氢气,C正确;同
周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势,故 Ba的第一
电离能比 Cs大,D不正确。
3.B B、Al、O、S的第一电离能比元素周期表中位于它们左侧
的元素的第一电离能小,而使曲线呈现出“锯齿状”,A 错误;
原子半径随原子序数递增逐渐减小,C错误;F无正价,D 错
误,B正确。
4.D Na、Mg、Al为同周期元素,从左到右,原子半径逐渐减
小,电负性逐渐增大,Mg的第一电离能大于 Al,A 不符合题
意;C、O、N 为同周期元素,原子半径 C>N>O,B不符合题
意;Li、Na、K 为同主族元素,原子半径逐渐增大,C不符合题
意;I、Cl、F是同主族元素,从上到下原子半径逐渐增大,第
一电离能逐渐降低,电负性逐渐减小,D符合题意。
5.C 基态 Zn原子的价层电子排布式为3d
104s
2,所以其处于
ds区,A 正确;Ge是32号元素,在元素周期表中的位置为第
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— 97 —
四周 期 第 ⅣA 族,基 态 原 子 的 核 外 电 子 排 布 式 为
1s
22s
22p
63s
23p
63d
104s
24p
2,B正确;基态 O 原子核外电子排
布式为1s
22s
22p
4,根据洪特规则,3条纺锤形p轨道中,1条
含成对电子,2条含单电子,C错误;根据元素电负性的变化
规律及三种元素在元素周期表中的位置可推测电负性的大
小顺序为 O>Ge>Zn,D正确。
6.D 价层电子排布为3s
23p
4 的原子是S原子,同主族元素自
上而下电负性逐渐减小,故电负性:S<O,A 错误;基态原子
填入简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋相同,该电子
排布图3p能级上电子排布违反洪特规则,B错误;S元素位
于第三周期,该周期中第一电离能最 大 的 元 素 为 Ar,C 错
误;S 元 素 可 以 形 成 SO2 和 SO3 两 种 常 见 的 氧 化 物,D
正确。
7.(1)O>N>C>K
(2)C>H>Si
(3)D (4)1s
22s
22p
1 N +3价
解析:(1)同主族元素从上到下电负性逐渐减小,同周期主族
元素从左到右电负性逐渐增大,则其电负性从大到小排序为
O>N>C>K。(2)CH4 中共用电子对偏向 C,说明 C 对键
合电子的吸引力大于 H;SiH4 中共用电子对偏向 H,则说明
H 对键合电子的吸引力大于 Si。由于元素的电负性越大,
吸引键合电子能力越强,所以这三种元素的电负性由大到小
的顺序为 C>H>Si。(3)A 的单质是空气中含量最多的物
质,则 A 为 N,位于第二周期第ⅤA 族,根据元素在周期表
中的相对位置可以推出 B为 O,C 为 P,D 为 S。因为第ⅤA
族元素的第一电离能比同周期第 ⅥA 族的高,且同一主族
中,从上到下元素的第一电离能逐渐减小,故 S的第一电离
能最小,答案为 D。(4)B是5号元素,则其基态原子的核外
电子排布式为1s
22s
22p
1;N 的非金属性比 B强,则其对键合
电子的吸引力更大,所以 N 的电负性较大;B位于第ⅢA 族,
所以其化合价为+3价。
素养提升练
1.C Na、S位于同一周期,O、S位于同一主族,原子半径 Na
>S>O,A 正确;P、S位于同一周期,O、S位于同一主族,其
氢化物稳定性,PH3<H2S<H2O,B正确;Na
+ 、Mg
2+ 、Al
3+
核外电子排布相同,其半径 Na
+ >Mg
2+ >Al
3+ ,C错误;O、
F、Ne位于同一周期,第一电离能 O<F<Ne,D正确。
2.C X、Y、Z、W 四种主族元素原子序数依次增大,Z是非金
属性最强的元素,则Z为F,Y 的主族序数是其周期序数的3
倍,则 Y 为 O。由位置关系知,W 为 S、X 为 N,据此回答。
同周期主族元素,从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素
电子层数越多。原子半径越大,原子半径:W>X>Y>Z,A
错误;同周期主族元素从左向右电负性逐渐增大,F的电负
性大于 O,O 的电负性大于 N,即电负性:Z>Y>X,B错误;
元素 W 最高价氧化物对应的水化物硫酸是一种强酸,C 正
确;同主族从上到下元素非金属性递减,则非金属性:O>S,
非金属性越强,简单气态氢化物越稳定,元素 Y 的简单气态
氢化物的热稳定性比 W 的强,D错误。
3.B 第三周期元素基态原子 Na和 Mg最后填入电子的能级
为3s,Al~Ar最后填入电子的能级为3p,B项符合题意。
4.A 写出 相 应 的 电 子 排 布 式:5B(1s
22s
22p
1)、4Be(1s
22s
2)、
15P(1s
22s
22p
63s
23p
3)、16S(1s
22s
22p
63s
23p
4)、
26Fe
3+ (1s
22s
22p
63s
23p
63d
5 )、26Fe
2+ (1s
22s
22p
63s
23p
63d
6),
基态B失去的一个电子来自2p能级,而基态Be失去的一个
电子来自2s能级,2s能级处于全满状态,导致 B 的第一电
离能小于 Be,与p、d能级无关,A 项符合题意。
5.D 由题给核外电子排布式可知,①为Si、②为 N、③为 C、④
为S,同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族
电子层数越多,原子半径越大,故原子半径:Si>S>C>N,
即①的原子半径最大,A 正确;由题给价层电子排布式可知,
①、②、③、④分别为 Al、Si、P、S元素,同周期元素随原子序
数增大第一电离能呈增大趋势,P原子的3p轨道为半充满
状态,能量较低,第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电
离能:③>④>②>①,B正确;同周期主族元素从左到右电
负性逐渐增大,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,故①、
②、③中元素的电负性依次减小,④中元素的电负性依次增
大,C正确;该元素的第三电离能剧增,原子核外最外层应有
2个电子,当它与氯气反应时最可能失去2个电子,生成的
阳离子是 X
2+ ,D错误。
6.(1)s (2)1s
22s
22p
63s
23p
64s
1
(3)S
2- >K
+ >Al
3+ (4)O>N>S (5)大于
解析:硫酸铝钾 和 硫 酸 铝 铵 的 化 学 式 分 别 为 KAl(SO4)2、
NH4Al(SO4)2,二者的组成元素有 H、O、N、S、Al、K。A 原
子核外只有1种运动状态的电子,说明 A 原子核外只有1
个电子,A 为 H。H、O、N、S、Al、K 六种元素中,只有 O、N
处于第二周期,且 N 的原子半径大于 O,故 B为 N,C为 O。
与 O 同主族的应该是S,故 D为S。根据E、F元素电离能数
据可知,E元素的第一电离能和第二电离能相差大,第二电
离能与第三、四电离能相差不大,说明 E 原子最外层只有1
个电子,故 E为 K,F为 Al。(1)H 的原子结构中只有1s轨
道上有1个电子,所以 H 属于s区元素。(2)E为 K,其原子
核 外 有 19 个 电 子,基 态 K 原 子 的 电 子 排 布 式 为
1s
22s
22p
63s
23p
64s
1。(3)S
2- 、Al
3+ 、K
+ 半 径 比 较 时,由 于
K
+ 、S
2- 具有3个电子层,Al
3+ 只有2个电子层,所以 K
+ 、
S
2- 的半径都大于 Al
3+ 的半径,K
+ 和S
2- 具有相同的电子层
结构,原子序数越小,离子半径越大,故 S
2- 的半径大于 K
+
的半径。(4)元素非金属性越强,其电负性越大,故电负性:
O>N>S。(5)Mg原子的价电子排布式为3s
2,3P 处于全
空状态,较稳定,能量较低,失去3s
2 上的1个电子比 Al原
子失去3p
1 上的1个电子更难,故 Mg原子的第一电离能大
于577.5 kJ·mol
-1。
综合训练4 元素推断与元素周期律的应用
基础巩固练
1.D 短周期主族元素 W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W 的
核外电子数等于其主族序数,则 W 为 H 元素;X 的单质在
空气中含量最多,则 X为 N 元素;Y 的最高价氧化物的水化
物是两性化合物,则 Y 为 Al元素;Z的最高正价与最低负价
的代数和为4,因为主族元素的最高正价与最低负价的绝对
值之和为8,则Z的最高正价为+6,最低负价为-2,则 Z为
S元素。H 与 N 形成的最简单化合物氨气极易溶于水,A
正确;Al和S可形成化合物 Al2S3,B正确;H、N、Al、S的最
外层电子数分别为1、5、3、6,故最外层电子数:S>N>Al>
H,C正确;Al和S的简单离子的核外电子数分别为10、18,
二者的电子层结构不相同,D错误。
2.B 若原子半径:X>Y,原子序数不一定为 X<Y,如原子半
径:Na>O,原子序数:Na>O,A 错误;电负性大的元素原子
吸引电子能力强,化合物中电负性大的元素显负价,B正确;
F的价电子数大于 N 的价电子数,但F没有正价,C错误;由
H、Cl元素组成的 HCl是 共 价 化 合 物,二 者 形 成 的 是 共 价
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— 98 —
键,D错误。
3.D 根据元素在周期表中的相对位置可知,X 是 F,Y 是 S,Z
是 Br,W 是 P,R是 Ar。P原子的3p轨道处于半充满状态,
更稳定,其元素第一电离能大于 S元素,A 错误;Br的阴离
子比 Ar原子多一个电子层,结构不同,B错误;p能级未成
对电子数最多的是 P原子,C错误;F的非金属性最强,电负
性最大,D正确。
4.A W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增大,且
原子核外 L层的电子数分别为0、5、8、8,则 W 为 H 元素,X
是 N 元素,Y、Z为第三周期元素,它们的最外层电子数之和
为18,分析可知 Y 为 P元素,Z为 Cl元素。Y、Z为同周期
元素,电负性 P<Cl,A 正确;X、Y 为同主族元素,第一电离
能 P<N,B错误;化合物 WZ为 HCl,极易溶于水,C 错误;
Y、Z形成的化合物 PCl3 满足8电子稳定,PCl5 不满足8电
子稳定结构,D错误。
5.A m、n、p、q、w 五种元素,其核电荷数依次增大,m 元素基
态原子核外只有三个能级,且各能级电子数相等,则其原子
核外电子排布为1s
22s
22p
2,则 m 为 C元素。w 元素原子核
外有4个能层,最外层只有1个电子,其余各层均排满电子,
其原子核外电子总数为 2+8+18+1=29,w 为 Cu元素。
p、q元素位于同一族,它们的原子序数大于碳小于铜,只能
处于第二、三周期,或处于三、四周期,且两者核电荷数之和
为24,可推知p为 O 元素,q为 S元素。n的原子序数介于
C、O 之间,为 N 元素。第一电离能 C<O<N,A 错误;n为
N,核外 电 子 数 为 7,B 正 确;w(Cu)的 价 电 子 排 布 式 为
3d
104s
1,C正确;w(Cu)分别与 p(O)、q(S)单质反应,生成
CuO、Cu2S,Cu元素化合价分别为+2价、+1价,D正确。
6.(1)F 其原子的最外层电子数为7,且原子半径小,容易得
到电子,不容易失去电子
(2)Mg<Al<P<S<O<F
(3)MgO P2O5、SO3
解析:A、B形成的简单阴离子与 C、D 形成的简单阳离子的
电子排布式均为1s
22s
22p
6,A 原子核外有2个电子层,有2
个未成对电子,且无空轨道,则 A 为氧元素,B是氟元素;C
单质可与热水反应但很难与冷水反应,则 C 是镁元素,D 是
铝元素。基态 E、F原子填充电子的轨道数均为9,且 E原子
核外有 3 个 未 成 对 电 子,则 E 元 素 原 子 的 电 子 排 布 式 为
1s
22s
22p
63s
23p
3,则 E为磷元素,F能与 A 形成相同价态的
阴离子,且 A 形成的简单离子的半径小于 F形成的简单离
子的半径,则F为硫元素。(1)六种元素中,氟元素的第一电
离能最大,因其最外层电子数为7,且原子半径小,容易得到
电子,不容 易 失 去 电 子。(2)电 负 性 由 小 到 大 的 顺 序 为
Mg<Al<P<S<O<F。(3)MgO 是 离 子 化 合 物,P2O5、
SO3 是共价化合物。
素养提升练
1.B 短周期元素中,a为-2价,e为+6价,均为第ⅥA 族,可
推知a为 O 元素,e为S元素;b有+1价,原子序数大于 O,
则b为 Na元素;由原子序数可知 d为第三周期,化合价为
+5价,则 d为 P 元素。31p和33p中子数不 同,是 不 同 的 核
素,A 错误;第一电离能 P>S,电负性 P<S,B正确;元素的
非金属性越强,其氢化物稳定性越强,则稳定性 H2O>H2S
>PH3,C错误;O 和 Na形成的化合物 Na2O2 中含有共价
键,D错误。
2.A D和 E位于第二周期,X 和 Y 位于第三周期,设 D 原子
核外电子数为x,则 X原子核外电子数为x+6,又因 X原子
核外电子数是 D的2倍,故2x=x+6,解得x=6,则 D为C
元素,X为 Mg元素,根据元素在周期表中的相对位置可知,
Y 是 Al元素,E为 N 元素。元素的第一电离能:Mg>Al,A
错误;Mg为第三周期 ⅡA 族元素,镁单质可通过电解熔融
MgCl2 制备,B正确;元素的非金属性越强,其最高价氧化物
对应水化物的酸性越强,四种元素中非金属性最强的是 N
元素,所以酸性最强的是 HNO3,C正确;气体分子(DE)2 为
(CN)2,其电子式为︰N︙︙C︰C︙︙N︰,D正确。
3.B 已知 X、Y、Z、M 为原子序数依次增大的短周期元素,Z
的基态原子2p轨道半充满,则 Z为 N 元素,M 的最高正价
与最低负价的绝对值之差为4,则 M 为 S元素,根据题给分
子结构中的共价键数目可推知,X 为 H 元素,Y 为 C 元素。
一般来说,同周期主族元素从左向右,电负性逐渐增大,同主
族元素从上到下,电负性逐渐减小,则电负性:N>C>H,A
错误;H 原子核外有1个电子层,而 C、N 原子核外均有2个
电子层,一般来说,电子层数越多,半径越大,电子层数相同
时,核电荷数越大,半径越小,则原子半径:C>N>H,B 正
确;非金属性:N>C,则气态氢化物的稳定性:NH3>CH4,C
错误;C元 素 的 最 高 价 氧 化 物 的 水 化 物 为 H2CO3,H2CO3
为弱酸,D错误。
4.C 由最低负化合价知,B和 D为第ⅥA 族元素,C和 E为第
ⅦA 族元素,同主族元素,由上到下,电负性逐渐减小,故 B
是硫元素,D是氧元素,C是氯元素,E是氟元素;A 为第ⅣA
族元素,同周期主族元素,从左到右,电负性逐渐增大,故 A
是碳元素。非金属性:Cl<O<F,所以三者简单气态氢化物
的稳定性:HCl<H2O<HF,A 错误;碳原子最高能级轨道
即2p轨道中有2个自旋状态相同的电子,B错误;与元素 S
同周期且在该周期中第一电离能最小的元素的单质为 Na,
它能与 H2O 发生置换反应,C 正确;元素 C、Cl之间可以形
成化合物,如 CCl4 等,D错误。
5.A X、Z原子中分别有1、7个运动状态完全不同的电子,则
X、Z原子序数分别为1、7,则 X 是 H 元素、Z是 N 元素;基
态 Y 原子中有3个能级,且各能级电子数相等,则电子排布
式为1s
22s
22p
2,核外电子数为6,Y 为 C 元素;W 的基态原
子的最外层电子数是内层电子数的3倍,W 只能含有2个
能层,最外层含有6个电子,W 为 O 元素;R 在同周期元素
中原子半径最大,则 R是 Na元素。分析知:X是 H、Y 为C、
Z是 N、W 为 O、R是 Na。Z是 N 元素,为7号元素,基态原
子核外电子排布式为1s
22s
22p
3,A 正确;O
2- 和 Na
+ 的电子
层数相 同,核 电 荷 数 越 大,离 子 半 径 越 小,则 r(Na
+ )<
r(O
2- ),B错误;同周期主族元素从左到右,第一电离能呈
增大趋势,但第ⅡA 族、第ⅤA 族元素的第一电离能大于同周
期相邻元素,则第一电离能:I1 (N)>I2 (O)>I1 (C),C 错
误;C、N、O 与 H 可分别形成多种化合物,电子数不一定相
同,D错误。
6.(1)3s
23p
1 ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
3d
(2)O N>O>C
(3)N
3- >O
2- >Al
3+
(4)H
·
·O
··
··
·
·O
··
··
·
·H
解析:基态 A 原子的价层电子排布为ns
nnp
n ,则n=2,A 是
碳元素;基态 B原子中的未成对电子数是同周期元素原子
中最多的,且原子序数介于碳元素和氧元素之间,则 B是氮
元素;基态 C原子的最外层电子数是电子层数的3倍,则 C
是氧元素;D 的简单离子是第三周期元素中离子半径最小
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— 99 —
的,则 D是铝元素;基态 E原子价电子层中的未成对电子数
为4,且位于 前 四 周 期,则 E 基 态 原 子 的 价 层 电 子 排 布 是
3d
64s
2,E为铁元素。(1)Al元素的原子序数是13,其基态
原子的价层电子排布式为3s
23p
1,基态 Fe
2+ 的价层电子排
布图为↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
3d
。(2)元素的非金属性越强,电负性
越大,故这5种元素中电负性最大的是 O 元素;同周期元素
从左到右第一电离能呈增大趋势,但由于 N 原子的2p轨道
处于半充满状态,稳定性强,使得 N 元素的第一电离能大于
相邻的 O 元素,则 A、B、C三种元素的第一电离能由大到小
的顺序为 N>O>C。(3)核外电子排布相同的离子,离子半
径随原子序数的增大而减小,则 B、C、D 的简单离子的半径
由大到小的顺序为 N
3- >O
2- >Al
3+ 。(4)O 元素形成的核
外共有18个电子的氢化物是 H2O2,属于共价化合物,电子
式为 H
·
·O
··
··
·
·O
··
··
·
·H。
综合训练5 第一章复习提升
易错易混练
1.D A 项不符合洪特规则,2p轨道上的3个电子应分别占据
三个轨道;B项为 F
- 的电子排布图,不是 F原子的电子排布
图;C项中 Fe是26号元素,基态原子核外电子排布式应表
示为[Ar]3d
64s
2;D 项属于洪特规则的特例,原子处于能量
最低状态。
易错警示:书写基态原子的轨道表示式时,防止出现以下
错误:
(1)违反泡利原理:↑↑。
(2)违反洪特规则:↑↓ 或 ↑ ↓ ↓ 。
2.C 同一轨道中只能容纳两个自旋方向相反的电子,所以基态
Mg原子的核外电子排布图应为 ↑↓
1s
↑↓
2s
↑↓↑↓↑↓
2p
↑↓
3s
,A
错误;过氧化氢为共价化合物,电子式为 H
·
·O
··
··
·
· O
··
··
·
·H,B错
误;Fe为26号元素,失去外围3个电子形成 Fe
3+ ,最外电子
层为 M 层,电子排布为3s
23p
63d
5,C 正确;As的原子序数
为33,属于主族元素,由构造原理可知其基态原子电子排布
为1s
22s
22p
63s
23p
63d
104s
24p
3,所以基态 As原子的简化电
子排布式为[Ar]3d
104s
24p
3,D错误。
易错警示:(1)对于1~36号元素原子的电子排布式书写,
需掌握电子填入能级顺序:1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d
→4p,同时满足能量最低原理、泡利原理和洪特规则及其
特例。
(2)区分价层电子排布式、电子排布图与电子排布式,书写
电子排布式时仍然要按能层顺序进行书写,即3d在前,4s
在后。
3.A Cl
- 核外有18个电子,电子排布式为1s
22s
22p
63s
23p
6,
A 正确;氟原子最外层有7个电子,B错误;H2S属于共价化
合物,不含离子键,电子式应为 H
·
·S
··
··
·
·H,C错误;基态S原
子的轨道表示式为 ↑↓
1s
↑↓
2s
↑↓↑↓↑↓
2p
↑↓
3s
↑↓ ↑ ↑
3p
,D
错误。
4.B 由表中数据可知,Q 元素各级电离能都比较大,尤其第
Ⅰ比其它元素大许多,可能为零族元素,A 正确;根据表中数
据可知,R元素原子的最外层应该有1个电子,S元素原子
的最外层应该有2个电子,二者不属于同一族的元素,B错
误;U 元素原子的最外层有1个电子,可能属于s区元素,C
正确;T元素原子的最外层有3个电子,价层电子排布式是
ns
2np
1,D正确。
题后归纳:(1)根据电离能数据,确定原子核外电子的排布。
如 Li:I1≪I2<I3,表明 Li原子核外的三个电子排布在两
个能层(K、L能层)上,且最外层上只有一个电子。
(2)根据电离能数据,确定元素在化合物中的化合价。如
K:I1≪I2<I3,表明 K 原子易失去一个电子形成+1价阳
离子。如果
In+1
In
≫
In
In-1
,即电离能在In 与In+1 之间发生
突变,则元素的原子易形成+n 价离子,如果是主族元素,
则最高化合价为+n 价(O、F 除外)。某元素的逐级电离
能,若I2≫I1,则该元素通常显+1价;若I3 ≫I2,则该元
素通常显+2价;若I4≫I3,则该元素通常显+3价。
(3)判断元素的金属性、非金属性强弱:I1 越大,元素的非
金属性越强(稀有气体元素除外);I1 越小,元素的金属性
越强。
5.C X、Y 元素同周期,且电负性:X>Y,则非金属性:X>Y。
电负性大的元素在化合物中显负价,所以 X 和 Y 形成化合
物时,X显负价,Y 显正价,A 正确;一般非金属性强的元素,
其第一电离能大,但第ⅡA 族元素和第ⅤA 族元素的第一电
离能分别大于同周期相邻元素,则 Y 的第一电离能可能小
于 X,B正确;非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物
的酸性越强,非金属性:X>Y,则最高价含氧酸的酸性:X>
Y,C错误;非金属性越强,其简单气态氢化物越稳定,则简
单气态氢化物的稳定性:Y<X,D正确。
易错警示:本题主要考查元素“位—构—性”的关系,根据同
周期元素电负性大小判断元素的非金属性强弱是解答本题
的关键,注意第一电离能变化规律中的特例。
6.(1)1s
22s
22p
2 N 原 子 的 2p 轨 道 达 到 半 充 满 状 态,比 较
稳定
(2)A
(3)3d
5 由 Mn
2+ 转化为 Mn
3+ 时,3d能级由较稳定的3d
5
半充满状态转变为不稳定的 3d
4 状态需要的能量较多;而
Fe
2+ 转化为 Fe
3+ 时,3d能级由不稳定的3d
6 状态转变为较
稳定的3d
5 半充满状态需要的能量相对较少
(4)I<Br<Cl<F
解析:(1)O 原 子 和 N 原 子 的 价 层 电 子 排 布 式 分 别 为
2s
22p
4、2s
22p
3,N 原子的2p轨道半充满,结构比较稳定,所
以 N 元素的第一电离能较大。(2)甲的I2≫I1,所以甲元素
原子最外层有1个电子,乙的I3≫I2,所以乙元素原子最外
层有2个电子,故甲为 Na元素,乙为 Mg元素,第三周期共
有3种金属元素 Na、Mg、Al,且 Al的第一电离能应介于 Na
和 Mg 的 第 一 电 离 能 之 间,故 丙、丁 应 为 非 金 属 元 素。
(3)ⅦB族元素的族序数=价层电子数,周期序数=电子层
数,所以 Mn原子的价层电子排布式为3d
54s
2,Mn
2+ 的价层
电子排布式为3d
5。Mn
2+ 的3d
5 为半充满状态,较难失去电
子,而 Fe
2+ 的3d
6 失去一个电子变为半充满的3d
5 状态,所
以气态 Mn
2+ 再失去一个电子比气态 Fe
2+ 再失去一个电子
难。(4)一般来说,同主族元素从上到下电负性逐渐减小。
易错警示:电离能和电负性的关系和应用
(1)同一主族元素:金属元素第一电离能大则其电负性也
大,金属性、金属活动性也弱;非金属元素第一电离能大则
其电负性也大,非金属性、非金属活泼性也强。
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— 100 —
(2)同一周期元素:一般可以认为第一电离能大的元素其电
负性也大,第一电离能小的元素其电负性也小;但不能绝对
化———例如第一电离能:N>O,而电负性:N<O。因为电
负性与原子的核电荷数和能层有关,而第一电离能不仅与
核电荷数和能层有关,还与电子层结构有关。
(3)同周期部分元素第一电离能的“反常”情况主要为:ⅡA
族>ⅢA 族,ⅤA 族>ⅥA 族。
专项突破练
1.C 由四种元素基态原子的电子排布式可知:①1s
22s
22p
5 是
F元素;②1s
22s
22p
4 是 O 元素;③1s
22s
22p
63s
23p
5 是 Cl元
素;④1s
22s
22p
63s
1 是 Na元素。同周期主族元素从左向右,
第一电离能呈增大趋势,即 Cl>Na,同主族元素从上往下,
第一电离能逐渐减小,即 F>Cl,故第一电离能:F>Cl>Na,
即①>③>④,A 错误;F
- 、O
2- 、Na
+ 核外电子排布相同,核
电荷数越大,离子半径越小,离子半径:O
2- >F
- >Na
+ ,即
②>①>④,B错误;同周期从左向右元素电负性增大,同主
族从上往下,元素电负性减小,故电负性:①>②>④,C 正
确;①是 F元素,无正价,③是 Cl元素,最高正价为+7价,
④是 Na元素,最高正价为+1价,D错误。
2.C 同周期元素的原子电子层数相同,核电荷数增大,原子
核对外层电子吸引力增大,半径减小,A 错误;同主族元素电
子层数随核电荷数增大而增加,半径也随之增大,原子核对
成键电子对的吸引力减小,即电负性减小,B错误;同周期元
素随核电荷数增大,最外层电子数增多,得电子能力增强,电
负性增大,C正确;同主族元素随核电荷数增加,电子层数增
多,原子核对外层电子吸引力减小,易失去第一个电子,第一
电离能减小,D错误。
3.A 由最高价氧化物对应水化物的酸性:HXO4>H2YO4>
H3ZO4 可知,非金属性 X>Y>Z,D 正确;同周期元素从左
到右非金属性增强,原子半径逐渐减小,所以原子半径:X<
Y<Z,A 错误;元素非金属性越强,其简单氢化物越稳定,由
于非金属 性 X>Y>Z,所 以 气 态 氢 化 物 的 稳 定 性:HX>
H2Y>ZH3,B正确;非金属性 X>Y>Z,一般元素的非金属
性越强,其电负性越大,则电负性:X>Y>Z,C正确。
题后归纳:微粒半径的大小比较
(1)同周期元素的原子半径、最高价阳离子半径、最低价阴
离子半径:随着核电荷数增多,都依次减小(稀有气体元素
原子除外)。
(2)同主族元素的原子半径、相同价态阳离子半径和阴离子
半径;随着电子层数增多,都依次增大。
(3)核外电子排布(即电子层结构)相同的离子半径:随着核
电荷数增多,半径依次减小。
(4)同种元素形成的粒子半径:阳离子<原子,原子<阴离
子,且阳离子价态越高,半径越小。如:r(Fe
3+ )<r(Fe
2+ )
<r(Fe),r(Br)<r(Br
- )。
(5)比较核电荷数和电子层结构都不同的粒子半径,一般要
找参考物。如比较 Al
3+ 和S
2- 的半径大小,可找与 Al
3+ 电
子层结构相同、与 S同一主族的 O 的离子 O
2- 来作参考,
因为 Al
3+ <O
2- ,且 O
2- <S
2- ,故 Al
3+ <S
2- 。
4.C 根据短周期主族元素 Z与 X 形成淡黄色化合物 Z2X2,
结合所学元素化合物知识推断Z2X2 是 Na2O2,则 X是 O 元
素,Z 是 Na 元 素。 基 态 O 原 子 的 核 外 电 子 排 布 式 是
1s
22s
22p
4,电子总数是8,最高能级电子数是 4,符合题意。
再根据 Y、W 最外层电子数相同,且主族元素 X、Y、Z、W 的
原子序数依次增大,可以判断 Y、W 分别是 F元素、Cl元素。
同主族元素从上到下,第一电离能逐渐减小,同周期元素从
左到右,第一电离能呈增大趋势,故第一电离能:F>Cl,F>
O,A 错误;元素电负性由大到小的顺序是 F>O>Cl,则单
质得电子能力由强到弱的顺序也是 F>O>Cl,因此简单离
子的还原性由强到弱的顺序是 Cl
- >O
2- >F
- ,B错误;O、
F、Na、Cl对应的简单离子中,Cl
- 电子层数最多,半径最大,
O、F、Na对应的简单离子电子排布相同,原子序数越大,半
径越小,故简单离子半径由大到小的顺序是 Cl
- >O
2- >F
-
>Na
+ ,C正确;F、Cl对应的氢化物分别是 HF和 HCl,HCl
是强酸,HF是弱酸,D错误。
名师点评:有关元素周期表和元素周期律的试题,推断出元
素是解答的关键。“位—构—性”推断的核心是结构,即根
据结构首先判断元素在元素周期表中的位置,然后根据元
素性质的相似性和递变性预测其可能的性质;也可以根据
元素的性质确定其在周期表中的位置,进而推断出原子结
构。
5.C A、B、C分别为三种短周期元素,B
2+ 和C
- 具有相同的电
子层结构,说明 B为第三周期元素、C 为第二周期元素或 B
为第二周期元素、C为第一周期元素;当 B为第三周期元素、
C为第二周期元素时,B
2+ 、C
- 分别表示 B原子失去2个电
子、C原子得到1个电子达到8电子稳定结构,则 B为镁、C
为氟,由于 A、B在同一周期,A 的最低价阴离子为 A
2- ,A
2-
表示 A 原子得到2个电子达到8电子稳定结构,则 A 为硫
元素,即 A、B、C 分别为 S、Mg、F;同理当 B 为第二周期元
素、C为第一周期元素时,A 为氧、B为铍、C 为氢。原子序
数 A>B>C,A 错误;原子半径:B>A>C,B 错误;离子半
径:A
2- >C
- >B
2+ ,C正确;原子核外最外层电子数:C>A
>B或 A>B>C,D错误。
6.C X与 R位于同族,且 X与 R形成的一种化合物能使品红
溶液褪色,该化合物为 SO2,则 R 为 S,X 为 O,根据元素周
期表的结构推知 W 为Si,Z为 Al,Y 为 Na。Na2O 中只含有
离子键,Na2O2 中含有离子键和共价键,A 错误;Si、Al都能
与 NaOH 溶液反应,可选用盐酸除去单质 Si中混有的单质
Al,B错误;O、S、Si的非金属性:O>S>Si,故简单氢化物的
热稳定性:H2O>H2S>SiH4,C 正确;在化合物硫化钠中,
Na
+ 的半径小于 S
2- 的半径,在化合物氧化钠中,Na
+ 的半
径小于 O
2- 的半径,D错误。
7.(1)H O Al S K
(2)K O
(3)负 正
(4)Al2O3、K2O H2O、SO3
解析:由于 B、D 同主族且原子最外层的 p能级电子数是最
外层的s能级电子数的2倍,则B、D元素原子的最外层电子
排布式为ns
2np
4,即 B、D 均为第ⅥA 族元素,故 B 为 O,D
为S;A、E均为第ⅠA 族元素且 A 为非金属元素、E 为金属
元素,则 A 为 H,E 为 K;C 元素原子最外层电子数是 D 元
素原子最外层电子数的
1
2
,故 C 元素原子的最外层电子排
布式为3s
23p
1,则 C为 Al。五种元素中,属于金属元素的是
Al、K,且金属性:K>Al,则 K 的电负性为0.8,Al的电负性
为1.5;属于非金属元素的是 H、S、O,且非金属性:O>S>
H,则 O 的电负性为3.5,S的电负性为2.5,H 的电负性为
2.1;当 O 与 H、S、Al分别形成化合物时,由于 O 的电负性
大,所以 O 显负价,其他元素显正价。一般情况下,当两元
素的电负性差值小于1.7时形成共价键,大于1.7时形成离
子键。
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— 101 —
第二章 分子结构与性质
第一节 共价键
课时1 共价键
基础巩固练
1.D 成键原子的原子轨道在空间重叠,共用电子在两原子核
之间高概率出现,形成稳定的共价键后体系能量降低是共价
键的成键因素,A、B、C正确;成键原子的原子核体积的大小
对共价键的形成没有影响,D错误。
2.C A 项由共价键的饱和性决定的,错误;B项 H2O 与 H2S
的空间结构一样是由中心原子含有的孤电子对决定的,与共
价键的饱和性无关,错误;C项 H2 中的共价键无方向性,正
确;D项两原子轨道发生重叠后,电子在两极核间出现的概
率增大,错误。
3.D 核间带负电的高密度重叠区吸引两个 H 原子的原子核,
使它们逐渐靠近,但达到一定距离后,原子核与原子核所带
的正电荷相互排斥,核间电子所带的负电荷相互排斥,吸引
力与排斥力达到平衡,两个 H 原子核最终保持一定平衡距
离,不会完全结合到一起,D错误。
4.A A 项是2个p轨道“肩并肩”重叠形成的 π键;B项是s
轨道与p轨道重叠形成的σ键;C项是2个p轨道重叠形成
的σ键;D项是2个s轨道重叠形成的σ键。
5.C A 项单键是σ键,双键是一个σ键和一个π键,三键是一
个σ键和二个π键,所以分子中只要有共价键,至少含一个σ
键,正确;B项σ键的对称方式都是轴对称,而π键为镜面对
称,正确;C项σ键的重叠方式为“头碰头”,π键的重叠方式
为“肩并肩”,错误;D项含有π键的分子在反应时,最先断键
的是π键,π键是化学反应的积极参与者,正确。
6.D 单键均为σ键,双键和三键中各存在一个σ键,其余均为
π键。
7.(1)DE (2)C (3)ABCF (4)F
解析:NH3 中的 N 原子与3个 H 原子形成3个σ键,最外层
还有1对未参与成键的电子;H2O 中的 O 原子与2个 H 原
子形成2个σ键,最外层还有2对未参与成键的电子;HCl
中的 Cl原子与1个 H 原子形成1个σ键,最外层还有3对
未参与成键的电子;CH4 中的 C 原子与4个 H 原子形成4
个σ键,所有价层电子都参与成键;C2H6 中的1个C原子与
3个 H 原子及另外1个C原子形成4个σ键,所有价层电子
都参与成键;N2 中的 N 原子与另外1个 N 原子形成1个σ
键、2个 π键,每个 N 原子最外层 还 有 1 对 未 参 与 成 键 的
电子。
素养提升练
1.D s电子在形成共价键时,没有方向性,则不是所有的共价
键都具有方向性,A 错误;某原子跟其他原子形成共价键时,
其共价键数不一定等于该元素原子的价电子数,例如水分子
中氧原子形成2个 H—O 键,但氧原子的价电子数是6,B错
误;基态 C原子有两个未成对电子,但可杂化形成4个等同
的sp
3 杂化轨道,形成4个共价键,C错误;O 原子最外层有
6个电子,未成对电子数为2,则1个 O 原子最多只能与2个
H 原子结合形成 H2O 分子,是由共价键的饱和性决定的,D
正确。
2.C A 项,Na2O2 中既有离子键又有 O—O 共价键,不符合
题意;B项,CaF2 中只有离子键,不符合题意;D 项,NaCl中
只有离子键,不符合题意。
3.D 从题图可知,原子核对核外电子的吸引力促使两个原子
轨道相互靠拢,两个原子的p轨道以“肩并肩”的方式重叠形
成π键,每个π键有两个重叠区域,它们互为镜像,称为镜面
对称,A、B、C正确;每个 π键有两个重叠区域,在平面上下
呈镜面对称,即有两个密度较大的重叠区域,负电荷中心吸
引两个原子核,使两个原子靠近到一定距离时,核与核的正
电荷、核外电子与核外电子间排斥力与吸引力相等,形成了
π键,D错误。
4.A S原子有两个未成对电子,根据共价键的饱和性,形成的
氢化物为 H2S,A 正确;H2O 能结合1个 H
+ 形成 H3O
+ ,不
能说明共价键不具有饱和性,B错误;H2 分子中,H 原子的
s轨道成键时,因为s轨道为球形,所以 H2 分子中的 H—H
键没有方向性,C错误;两个原子轨道发生重叠后,电子在两
核之间出现的概率大,但不是仅存在于两核之间,D错误。
5.C O 也可以形成两个σ键,如 H—O—H 中,A 错误;两个
p轨道可形成一个σ键,如 Cl—Cl,也可形成一个 σ键和一
个π键,如 O ?O,还 可 以 形 成 一 个 σ键 和 两 个 π 键,如
N?N ,B 错 误;σ键 能 单 独 存 在,π 键 不 能 单 独 存 在,D
错误。
6.B CCl4 分子中含有4个 σ键,不含 π键,A 不符合题意;
CS2 的结构式是S?C?S,分子中含有 2个 σ键和 2个 π
键,σ键与π键数目比为1∶1,B符合题意;H C
O
?
H 分子
中含有3个σ键和1个π键,σ键与π键数目比为3∶1,C不
符合题意;C2H2 的结构式是 H C?C H ,分子中含有3
个σ键和2 个 π 键,σ键 与 π 键 数 目 比 为 3∶2,D 不 符 合
题意。
7.D 水分子中只有单键,全部是σ键,A 不符合;乙醇分子中
只有单键,全部是σ键,B不符合;氨气分子中只有单键,全
部是σ键,C不符合;乙醛分子中含有单键和碳氧双键,既含
σ键,又含π键,D符合。
8.C 含有一个未成对电子的s轨道与s轨道形成σ键,A 错
误;含有一个未成对电子的 p轨道与 p轨道形成σ键,含有
两个未成对电子的 p轨道与 p轨道形成一个σ键和一个 π
键,B、D错误。
9.(1)①②③⑥⑦⑧
(2)④⑤⑨ (3)⑦
(4)①③⑤⑥⑧⑨ (5)②④⑤⑥⑧⑨
解析:单键只有σ键,双键和三键既有σ键,又有π键。在本
题中,H 原子与 H 原子之间形成s-sσ键,H 原子与其他原
子之间形成s-pσ键,其他原子和其他原子之间形成 p-p
σ键。
课时2 键参数———键能、键长与键角
基础巩固练
1.C 键能是实验数据,一般通过实 验 进 行 测 定 后 求 其 平 均
值,但更多的键能数据也可通过推算获得,A、B 正确,C 错
误;键能越大,化学键越稳定,D正确。
2.C 双键中含有1个σ键和1个 π键,由于 π键电子云重叠
程度小,不如σ键稳定,所以双键的键能小于单键键能的2
倍,C正确。
3.C 键长越短,键能越大,共价键越稳定。
4.A 共价键具有饱和性和方向性,A 正确,B错误;乙炔分子
为直线形,键角为180°,C错误;多原子分子中相邻共价键的
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— 102 —
键角不能依据结构式做出简单判断,H2O2 分子中 O—H 键
与 O—O 键夹角并不等于180°,其分子为“书页形”结构,D
错误。
5.D 由 表 中 数 据 可 知,键 能:E (H—H)>E (H—Cl)>
E(H—Br)>E(Cl—Cl)>E(Br—Br),键 能 越 大 物 质 越 稳
定,故 Br2 分子最不稳定,D项符合题意。
6.D PCl3 分子中三个 P—Cl键的键长、键角和键能均相等,
属于极性键,D错误。
7.A ΔH = 反 应 物 键 能 总 和 - 生 成 物 键 能 总 和 =
413kJ·mol
-1×6+348 kJ·mol
-1-413 kJ·mol
-1×4-
615 kJ·mol
-1 -436 kJ·mol
-1 = +123 kJ·mol
-1。故
选 A。
8.(1)179 (2)a 多
解析:(1)1molH2 在2molCl2 中燃烧,参加反应的氢气和
氯气的物质的量都是1mol,生成2molHCl,则放出的热量
为431 kJ·mol
-1 ×2 mol-436 kJ·mol
-1 ×1 mol247kJ·mol
-1×1mol=179kJ。
(2)在一定条件下,1molH2 与足量的 Cl2 反应放出的热量
为179kJ;1 mol H2 与 足 量 的 Br2 反 应 放 出 的 热 量 为
366kJ·mol
-1 × 2 mol- 436 kJ·mol
-1 × 1 mol193kJ·mol
-1×1mol=103kJ;1molH2 与足量的I2 反应
放出的热量为299 kJ·mol
-1 ×2 mol-436 kJ·mol
-1 ×
1mol-151kJ·mol
-1×1mol=11kJ,综上,放出热量由多
到少的顺序是 Cl2>Br2>I2;可以看出,1molH2 在足量 F2
中燃烧比在足量 Cl2 中燃烧放热多。
素养提升练
1.D 键角是多原子分子中两个相邻共价键之间的夹角,是描
述分子空间结构的重要参数,A 正确;影响键长的因素有参
与成键的原子半径、成键原子周围的环境,键长的大小与成
键原子的半径和成键数目有关,B正确;多原子分子的键角
一定,表明共价键具有方向性,C正确;键能越大,键长越短,
共价化合物越稳定,D错误。
2.B 分子中的原子始终处于不断振动之中,键长是分子中处
于振动中的两个原子在平衡位置时的核间距,A 错误,B正
确;键长越短,键能越大,是在同一类型的键(单键、双键或三
键)中进行比较的,C、D错误。
3.D 分子中键能越大,断开该键所需的能量越多,化学键越
牢固,化学键越难以断裂,A 正确;第ⅠA 族(除 H 外)为碱
金属元素,碱金属都是活泼金属,均形成离子键,B正确;水
分子的结构式可表示为 H—O—H,分子中的键角为105°,
C正确;破坏化学键需要吸收能量,形成化学键时释放能量,
D错误。
4.C 三键的键能大于双键,双键的键能大于单键,所以键能:
C—N<C?N<C≡N,A 正确;原子半径:Cl<Br<I,原子
半径越大,原子间形成的共价键的键长越长,故键长:I—I>
Br—Br>Cl—Cl,B正确;H2O 分子呈 V 形,两个氢氧键的
夹角为 105°,CO2 分 子 呈 直 线 形,两 个 碳 氧 键 的 夹 角 为
180°,故键角:H2O<CO2,C 错 误;σ键 为“头 碰 头”重 叠 形
成,强度大,π键为“肩并肩”重叠形成,强度小,故乙烯分子
中碳碳键的键能:σ键>π键,D正确。
5.A C—H 键比Si—H 键的键长短,则 C—H 键比 Si—H 键
的键能大,故CH4 比SiH4 更稳定,A正确;O2 分子内两个 O原
子形成2个共用电子对,结合力强,断键吸收的能量高,而F2 分
子内的2个F原子形成1个共用电子对,结合力相对 O2 较弱,
断键吸收的能量较低,因此更容易与 H2 发生反应,即F2 与 H2
反应的 能 力 比 O2 强,B 错 误;水 分 子 的 结 构 式 可 表 示 为
H—O—H,分子中的键角为105°,水分子是 V形结构,C错误;
水分解生成氧气和氢气时,反应消耗的能量=断键吸收的能量
-成键放出的能量,由于 O?O键与 H—H 键的键能未知,所
以成键放出的能量未知,无法计算反应热,则18gH2O分解成
H2 和 O2 时,消耗的能量无法计算,D错误。
6.D F—F键的键能出现了反常,F—F键的键能小于 Cl—Cl
键,A 错误;卤族元素的原子形成的 X—X 键键长随 X 原子
核电荷数增加而增大,B 错 误;C—H 键 的 键 能 大 于 N—H
键的键能,C错误。
7.D
8.(1)O—H、S—H、Se—H 键长逐渐增大,因此键能逐渐减小
247 kJ·mol
-1 390.8 kJ·mol
-1
(2)C—C键键 能 较 大,较 稳 定,因 而 易 形 成 C—C 长 链,而
N—N 键、O—O 键键能小,不稳定,易断裂,因此难以形成
N—N 长链、O—O 长链
解析:(1)O、S、Se位于同一主族,原子半径逐渐增大,导致
O—H、S—H、Se—H 的 键 长 逐 渐 增 大,键 长 越 长,键 能 越
小,所以 O—H、S—H、Se—H 的键能逐渐减小;N、P、As位
于同一主族,原子半径逐渐增大,导致 N—H、P—H、As—H
的键长逐渐增大,N—H、P—H、As—H 键的键能逐渐减小,
所以 As—H 键 键 能 <P—H 键 键 能 < N—H 键 能,即
247kJ·mol
-1 < P—H 键 的 键 能 <390.8 kJ·mol
-1。
(2)键能越大,化学键越稳定,越不容易断裂,分子越稳定,由
表中数据可知,C—C键的键能(347.7 kJ·mol
-1)较大,碳
原子间易形成 C—C长链,而 N—N 键、O—O 键的键能(分
别为193 kJ·mol
-1、142 kJ·mol
-1)较小,化学键不稳定,
容易断裂,所以氮原子与氮原子间、氧原子与氧原子间难形
成 N—N 长链和 O—O 长链。
综合训练6 共价键
基础巩固练
1.D 共价键的饱和性由原子的未成对电子数决定,与原子轨
道的重叠程度无关,A 错误;某原子与其他原子形成共价键
时,其共价键数目不一定等于该元素原子的价层电子数,如
H2O 分子中 O 原子形成2个 H—O 键,但 O 原子的价层电
子数是6,B错误;H 原子最外层有1个未成对电子,最多可
形成1个共价键,C错误;N 原子最外层2p轨道上有3个未
成对电子,则1个 N 原子最多只能与3个 H 原子结合形成
NH3 分子,这是由共价键的饱和性决定的,D正确。
2.D H 最外层只有一个电子,只能形成σ键,O 最外层为6
个电子,可以形成σ键和π键,A 正确;σ键与 π键电子云形
状不同,σ键电子云图形是轴对称的,而 π电子云是镜面对
称的,B正确;有些原子只能形成σ键,如 H、Cl原子,不能形
成π键,C正确;在分子形成时为了使其能量最低,首先形成
σ键,根据形成原子的核外电子排布来判断是否形成 π键,π
键不能单独存在,必须与σ键共存,D错误。
3.C H 原子的1s轨道只有一个未成对电子,只能形成σ键,
A 正确;乙 烷 分 子 中 C—C 键 为 σ键,呈 轴 对 称,B 正 确;
C≡C键中,一个为σ键,另外两个为π键,D 正确;乙烯分子
中的 C?C键由一个σ键和一个π键构成,分别呈轴对称和
镜面对称,C错误。
4.B 反应热=反应物的总键能-生成物的总键能,则通过反
应物和生成物的键能数据可以粗略地预测反应热的大小,A
正确;键长越长,键能越小,共价化合物越不稳定,B错误;键
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— 103 —
长和键角的数值可以通过晶体的 X射线衍射实验获得,C正
确;一般键能越大,核间距越小,键长越短,键能大小的顺序
为三键>双键>单键,则键长:三键<双键<单键,D正确。
5.A σ键是电子云在键轴方向上的重叠,对于题图,只有1s
轨道沿2px 原子轨道中电子云密度最大的方向(即x 轴方
向)重叠,才可形成稳定的 σ键,非x 轴方向上的重叠面积
小,不成键,A 正确,B错误;图甲中的阴影区域应是电子云
最密集的地方,C 错误;p轨道之间如果以“头碰头”形式重
叠可形成σ键,若为“肩并肩”形式重叠则形成π键,D错误。
6.D 每个 N2 分子中含有两个 π键,A 正确;Ar为单原子分
子,B正确;每个 HCl分子中含有一个σ键,C 正确;根据白
磷( )结构可知,每个 P4 分子中含 6 个 P—P 键,则
1mol白磷中含6NA 个σ键,D错误。
7.(1)σ 极性
(2)1∶1 (3)D
解析:(2)CN
- 与 N2 结 构 相 似,推 知 HCN 分 子 的 结 构 为
H—C≡N,则1个 HCN 分子中含有2个σ键、2个 π键,数
目之比为1∶1。(3)根 据 COCl2 分 子 的 结 构 式 可 知,1 个
COCl2 分子中含有3个σ键、1个π键。
素养提升练
1.D H—O 键、H—F键的键能依次增大,说明形成这些键的
能量依次增大,化学键越来越稳定,O2、F2 与 H2 反应的能
力逐渐增强,A 错误;键能的大小与键的极性无关,B错误;
键能越大,化学键越难断裂,分子越稳定,C 错误;多原子分
子的键角一定,表明共价键具有方向性,D正确。
2.B 一般地,同类型共价键(单键、双键或三键)键能越大,键
长越短,不同 类 型 则 不 存 在 这 种 关 系,A、C 正 确,B 错 误;
Si—Siσ键太长,不能形成π键,D正确。
3.A C2H2 分子中的氢原子和碳原子之间存在共价单键、碳
原子与碳原子之间存在共价三键,含有σ键和 π键,C 与 C
之间为非极性键,①符合题意;N2 的结构式为 N?N ,含有
σ键和π键,N 与 N 之间为非极性键,②符合题意;H2O 分
子中只存在 H—O 键,只有σ键,没有 π键,也没有非极性
键,③不符合题意;HCl分子中只存在 H—Cl键,只有σ键,
没有π键,也没有非极性键,④不符合题意;C2H4 分子中的
氢原子和碳原子之间存在共价单键、碳原子与碳原子之间存
在共价双键,含有σ键和π键,C与 C之间为非极性键,⑤符
合题意。符合题意的有①②⑤。故选 A。
4.D H—H 键键长近似等于成键的两个 H 原子共价半径之
和,A 正确;同类型的共价键,键能越小,键长越长,B正确;
相同的原子形成的单键、双键和三键,键能越来越大,C 正
确;根据键能可以比较共价键强弱,但反应热计算需要结合
反应物和生成物键能数据按能量守恒定律综合计算才能得
出结 论,实 际 的 热 化 学 方 程 式 为 H2 (g)+Cl2 (g)??
2HCl(g) ΔH =-184.9 kJ·mol
-1,H2 (g)+F2 (g)??
2HF(g) ΔH =-543.0 kJ·mol
-1,D错误。
5.C 氯化氢的分子式是 HCl而不是 H2Cl,与共价键的饱和
性有关,A 错误;H2O 只能结合1个 H
+ 形成 H3O
+ ,证明共
价键具有饱和性,B错误;电子云在两个原子核间重叠后,电
子在两核间出现的概率增大,C 正确;分子中共价键的键长
越长,键能越小,则分子越不稳定,D错误。
6.D π键不稳定,易断裂,则含有π键的化合物,性质活泼,而
σ键较稳定,所以含有π键的化合物与只含σ键的化合物的
化学性质不同,A 正确;单键都是σ键,双键中有1个σ键和
1个π键,三键中有1个σ键和2个 π键,即σ键能单独形
成,而π键不能单独形成,B正确;稀有气体单质中不存在化
学键,即既不存在σ键,也不存在 π键,C 正确;冰融化时分
子结构不发生变化,不会破坏共价键,只破坏分子间作用力
和氢键,D错误。
7.(1)①C—C和 C—H 的键能较大,较稳定,所形成的烷烃稳
定;而硅烷中 Si—Si和 Si—H 的键能较小,易断裂,导致长
链硅烷难以生成 ②C—H 的键能大于 C—O 的键能,C—
H 比 C—O 稳定;而Si—H 的键能却远小于 Si—O 的键能,
Si—H 不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O
(2)172
解析:(2)根据焓变的含义可得242kJ·mol
-1 +3×159kJ
·mol
-1-6×E(Cl—F)=-313kJ·mol
-1,解得 Cl—F的
平均键能E(Cl—F)=172kJ·mol
-1。
第二节 分子的空间结构
课时1 分子结构的测定和多样性
价层电子对互斥模型
基础巩固练
1.C 利用红外光谱法可测定有机物的化学键或官能团.
2.A 利用质谱法可以测定分子的相对分子质量。
3.A CO2 的空间结构为直线形、H2O 的空间结构为 V 形、
NH3 的空间结构为三角锥形、CH4 的空间结构为正四面体
形,A 符合题意。
4.C CH4 和 CCl4 为正四面体形分子,NH3 和 PH3 为三角锥
形分子,这几种分子的所有原子不可能都在同一平面内,A、
B、D不符合题意;甲醛为平面形分子,HC?CH 为直线形
分子,故 C项分子中所有原子都处于同一平面,C符合题意。
5.B 键角为180°的分子,空间结构是直线形,例如 CO2 分子
是直线形分子,A 正确;苯分子的键角为120°,但其空间结构
是平面正六边形,B错误;白磷分子的键角为60°,空间结构
为正四面体形,C正确;水分子的键角为105°,空间结构为 V
形,D正确。
6.D VSEPR模型可用来预测分子的空间结构,A 正确;分子
的空间结构与其价层电子对相互排斥有关,所以分子中价层
电子对相互排斥决定了分子的空间结构,B正确;中心原子
上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间并参与互相排
斥,且孤电子对间的排斥力大于孤电子对和成键电子对间的
排斥力,C 正确;键角越大,价层电子对相互排斥力越小,D
错误。
7.A CS2、PH3、PH
+
4 的σ键电子对数(n)、中心原子上的孤
电子对数(m)、中心原子上的价层电子对数(n+m)分别为
2、3、4,0、1、0,2、4、4。CS2 与PH
+
4 的 VSEPR模型与空间结
构相同,分别为直线形(键角为180°)、正四面体形(键角为
109.5°);PH3 由于中心原子上存在 1个孤电子对,VSEPR
模型是四面体形,PH3 的空间结构为三角锥形。综上所述,
符合题意的是 A 项。
8.
σ键电子对数 孤电子对数 空间结构
H2S·
e 2 2 V 形
S·
Cl2 2 2 V 形
P·
Cl3 3 1 三角锥形
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— 104 —
S·
O2 2 1 V 形
S·
O
2-
4 4 0 正四面体形
O·
F2 2 2 V 形
C·
lF
+
2 2 2 V 形
素养提升练
1.B 水分子为 V 形分子,H2S与其相似,也为 V 形分子,B符
合题意。
2.B H2S气态分子中,中心原子 S的 价 层 电 子 对 数 为 2+
6-2×1
2
=4,O3 气态分子中,中心原子 O 的价层电子对数
为2+
6-2×2
2
=3,SO2 气态分子中,中心原子 S的价层电
子对数为2+
6-2×2
2
=3,SO3 气态分子中,中心原子 S的
价层电子对数为 3+
6-3×2
2
=3,则与 其 他 分 子 不 同 的 是
H2S,故 B正确。
3.C 白磷分子呈空心正四面体形,分子中的键角为60°;甲烷
分子呈体心正四面体形,分子中的键角为109.5°;红磷分子
中部分共价键的键角明显为钝角,大于60°,C错误。
4.D 甲醛(HCHO)分子的空间结构为平面三角形,D 项符合
题意。
5.D 根据分子运动论知,A 正确;根据题图,用一束光通过棱
镜得到的红外光照射分子,记录得到的吸收峰图称为红外光
谱,通过红外光谱图的吸收峰可知,该分子中含有 C—H、
O—H 和 C—O 的振动吸收,可推测存在羟基,B、C正确;该
红外光谱图中还有若干吸收峰,故还有其他化学键,D错误。
6.A 对阴离子来说,(a-xb)/2中a 指中心原子的价层电子
数加上离子的电荷数(绝对值),x 指与中心原子结合的原子
数,b 指与中心原子结合的原子最多能接受的电子数,因此
对于SO
2-
3 ,a=6+2=8,x=3,b=2,A 正确。
7.D CS2 的中心原子的价层电子对数=2+(4-2×2)÷2=
2,不含孤电子对,CS2 为直线形,A 错误;SnBr2 的中心原子
的价层电子对数=2+(4-2×1)÷2=3,孤电子对数为1,
SnBr2 为 V 形,孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成
键电子对之间的排斥力,所以 SnBr2 的键角小于120°,B错
误;BF3 的中心原子的价层电子对数=3+(3-3×1)÷2=3,
不含孤电子对,BF3 为平面三角形,C错误;NH
+
4 的中心原子
的价层电子对数=4+(5-1×4-1)÷2=4,不含孤电子对,
NH
+
4 为正四面体形,NH
+
4 的键角等于109°28',D正确。
8.C 若 ABn 的中心原子 A 上没有未用于成键的孤电子对,
则根据斥力最小的原则,当n=2时,分子的空间结构为直线
形,A 错误;n=3 时,分 子 的 空 间 结 构 为 平 面 三 角 形,B 错
误;n=4 时,分 子 的 空 间 结 构 为 正 四 面 体 形,C 正 确,D
错误。
9.(1)①④⑥⑦ (2)① ④⑦
(3)③⑧ (4)②⑤ ⑥
解析:(2)CS2 的中心原子的价层电子对数=2+(4-2×2)/
2=2,不含孤电子对,故为直线形;H C
O
?
H 的中心原子
的价层电子对数为3,不含孤电子对,故为平面三角形;BF3
的中心原子的价层电子对数=3+(3-3×1)/2=3,不含孤
电子对,故为平面三角形。(3)H2S的中心原子的价层电子
对数=2+(6-2×1)/2=4,孤电子对数为2,故为 V 形结
构;SO2 的中心原子的价层电子对数=2+(6-2×2)/2=3,
孤电子对数为1,故为 V 形结构。(4)PCl3 的中心原子的价
层电子对数=3+(5-3×1)/2=4,孤电子对数为1,故为三
角锥形;H3O
+ 的中心原子的价层电子对数=3+(6-3×1
-1)/2=4,孤电子对数为1,故为三角锥形;CCl4 的中心原
子的价层电子对数=4+(4-4×1)/2=4,不含孤电子对,故
为正四面体形。
课时2 杂化轨道理论
基础巩固练
1.A C原子的4个价层原子轨道(1个2s,3个2p)进行混杂,
形成4个新的能量相同、方向不同的sp
3 杂化轨道,夹角为
109°28',A 错误。
2.D 同一能层上的s轨道与 p轨道的能量差异不大,sp
2 杂
化轨道是由同一能层上的s轨道与p轨道杂化而成的,A 正
确;同种类型的杂化轨道能量相同,B正确;sp
2 杂化轨道是
由1个s轨道与2个p轨道杂化而成的,C正确;sp
2 杂化轨
道最多可形成3个σ键,D错误。
3.D 杂化轨道的空间结构为直线形,夹角为180°,共有2个
杂化轨道,为sp杂化,A 错误;未形成杂化轨道,B错误;杂
化轨道的空间结构为正四面体形,共有4个杂化轨道,为sp
3
杂化,C错误;杂化轨道的空间结构为平面三角形,夹角为
120°,共有3个杂化轨道,为sp
2 杂化,D正确。
4.D —CH3 中 C原子为饱和 C 原子,采用sp
3 杂化;碳碳双
键中的 C原子形成3个σ键,则该 C原子采用sp
2 杂化;碳
碳三键中的 C原子形成2个σ键,则该 C原子采用sp杂化。
故选 D。
5.A 乙烯分子中存在4个 C—H 键和1个 C?C键,碳原子
上没有孤电子对,形成3个σ键,则 C原子采取sp
2 杂化,碳
氢键是sp
2 杂化轨道形成的σ键,碳碳双键中有1个是sp
2
杂化轨道形成的σ键,还有1个是未参加杂化的2p轨道形
成的π键,A 正确。
6.D 在 NF3 分子中,中心 N 原子的价层电子对数为3+
1
2
×
(5-3×1)=4,根据杂化轨道理论可推知中心 N 原子的杂
化方式为sp
3 杂化,有1个孤电子对,空间结构为三角锥形。
7.C SO
2-
4 中 S原子的价层电子对数为4,所以采取sp
3 杂
化,A 正确;NO
-
3 中 N 原子无孤电子对,N 原子价层电子对
数为3,VSEPR模型为平面正三角形,N 原子采取sp
2 杂化,
NO
-
3 的空间结构为平面正三角形,B正确;O3 分子中中心
原子上的孤电子对数为1,VSEPR 模型为平面三角形,中心
原子 O 采取sp
2 杂化,分子空间结构为 V 形,C 错误;H2O
和 NH3 的 VSEPR模型均为四面体形,中心原子都是sp
3 杂
化,D正确。
8.(1)0 sp
2 平面三角形
(2)2 sp
3 V 形
(3)1 sp
3 三角锥形
(4)0 sp
2 平面三角形
解析:ABx 型分子中,中心原子上的孤电子对数为
1
2
(axb),中心原子的价层电子对数为孤电子对数和σ键电子数
之和,据此分析解题。(1)BF3 分子中,中心原子 B上的孤电
子对数为
3-3×1
2
=0,含有3个σ键,故其价层电子对数为
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— 105 —
3+0=3,中心原子的杂化轨道类型为sp
2,空间结构为平面
三角形。(2)H2S分 子 中,中 心 原 子 S上 的 孤 电 子 对 数 为
6-2×1
2
=2,含有2个σ键,故其价层电子对数为2+2=4,
中心原 子 的 杂 化 轨 道 类 型 为 sp
3,空 间 结 构 为 V 形。(3)
PCl3 分子中,中心原子 P上的孤电子对数为
5-3×1
2
=1,含
有3个σ键,故其价层电子对数为3+1=4,中心原子的杂化
轨道类型为sp
3,空间结构为三角锥形。(4)CO
2-
3 中,中心
原子C上的孤电子对数为
4+2-3×2
2
=0,含有3个σ键,故
其价层电子对数为3+0=3,中心原子的杂化轨道类型为
sp
2,空间结构为平面三角形。
素养提升练
1.D 杂化过程中,原子轨道总数不变,即杂化轨道的数目与
参与杂化的原子轨道数目相等,杂化后轨道的形状发生变
化,A 正确;sp
3、sp
2 与sp杂化轨道的空间结构分别为正四
面体形、平面三角形和直线形,因此其杂化轨道的夹角分别
为109°28'、120°和180°,B正确;部分四面体形、三角锥形和
V 形分子的结构可以用sp
3 杂化轨道解释,如甲烷分子、氨
分子、水分子,C正确;杂化轨道可以部分参与形成化学键,
如 NH3 中 N 原子采取sp
3 杂化,形成了4个sp
3 杂化轨道,
但是只有3个杂化轨道参与形成化学键,D错误。
2.B NO
-
3 的中心原子 N 原子孤电子对数=
1
2
×(5+1-2×
3)=0,价层电子对数=0+3=3,离子的空间构型为平面三
角形,A 错误;SiF4 中 Si原子的孤电子对数为
1
2
×(4-1×
4)=0,价层电子对数为4,中心原子的杂化方式为sp
3 杂化,
SO
2-
3 中含有3个σ键,含有1个孤电子对,为sp
3 杂化,B正
确;稀有气体的原子结构是稳定结构,同周期稀有气体的第
一电离能最大,同族自上而下第一电离能降低,故氦元素的
第 一 电 离 能 最 大,C 错 误;C2H5OH 的 结 构 式 为:
H C
H
H
C
H
H
O H ,C2H5OH 分子中共含有5个碳氢极性
共价键,1个碳氧极性共价键和1个氢氧极性共价键,所以
含有7个极性共价键,含1个碳碳非极性共价键,无 π键,D
错误。
3.B CO2 中 C原子杂化轨道数为2+
1
2
(4-2×2)=2,采取
sp杂化,SO2 中S原子杂化轨道数为2+
1
2
(6-2×2)=3,
采取sp
2 杂化,二者杂化方式不同,A 不符合题意;NH3 中 N
原子杂化轨 道 数 为 3+
1
2
(5-1×3)=4,采 取 sp
3 杂 化,
CH4 中 C原子杂化轨道数为
1
2
(4+4)=4,采取sp
3 杂化,
二者杂化方式相同,B符合题意;BeCl2 中 Be原子杂化轨道
数为2+
1
2
(2-2×1)=2,采取sp杂化,BF3 中 B原子杂化
轨道数为3+
1
2
(3-3×1)=3,采取sp
2 杂化,二者杂化方
式不同,C不符合题意;C2H2 中含有 C≡C键,C原子采取sp
杂化,C2H4 分子中含有 C?C 键,C 原子采取sp
2 杂化,
二者杂化方式不同,D不符合题意。
4.C BrCH ?CHBr分子中的两个碳原子都是采取sp
2 杂化,
溴原子的价电子排布式为4s
24p
5,4p轨道上有一个单电子,
与碳原子的一个sp
2 杂化轨道成键,故 C—Br键的成键轨道
是sp
2-p,C正确。
5.D CCl4 分子中中心 C原子的价层电子对数为4+
1
2
×(4
-4×1)=4,孤电子对数为0,则为sp
3 杂化,空间结构为正
四面体形,A 正确;H2S分子中中心 S原子的价层电子对数
为2+
1
2
×(6-2×1)=4,孤电子对数为2,则为sp
3 杂化,
空间结构为 V 形,B正确;CS2 分子中中心 C 原子的价层电
子对数为2+
1
2
×(4-2×2)=2,孤电子对数为0,为sp杂
化,空间结构为直线形,C正确;BF3 分子中中心 B原子的价
层电子对数为3+
1
2
×(3-3×1)=3,孤电子对数为0,则为
sp
2 杂化,空间结构为平面三角形,D错误。
6.D 每个 C原子的4个价层原子轨道(1个2s,3个2p)中的
2s轨道和1个2p轨道进行混杂,形成2个新的能量相同、方
向不同的sp杂化轨道,夹角为180°,两个 C原子间各以1个
sp杂化轨道重叠形成1个 C—Cσ键,每个 C原子以1个sp
杂化轨道与1个 H 原子的1s轨道重叠各形成1个 C—Hσ
键,两个 C原子均剩余2个未参与杂化的2p轨道,以“肩并
肩”方式 重 叠 形 成 2 个 π 键,因 此 乙 炔 分 子 的 结 构 式 为
H—C≡C—H,空间结构为直线形,D错误。
7.A 由白磷分子的球棍模型图可知,每个磷原子均形成了3
个σ键,且每个磷原子还有一对孤电子对,故价层电子对数
为4,磷 原 子 为 sp
3 杂 化,A 错 误,B 正 确;由 图 可 知 C、D
正确。
8.(1)sp
3、sp
2 (2)三角锥形 sp
3 (3)sp
3
解析:(1)CH3COOH 分子中,—CH3 和—COOH 上的碳原
子的杂化轨道类型分别是sp
3 和sp
2。(3)硫原子形成2个
S—S键,还有2对孤电子对,杂化方式为sp
3。
综合训练7 分子(或离子)空间结构
与杂化轨道理论
基础巩固练
1.C CS2 与 CO2、BeCl2 中心原子上没有孤电子对,σ键电子
对数(n)与价层电子对数均为2,VSEPR 模型与分子空间结
构相同,均为直线形分子;SO2 的σ键电子对数(n)为2,中
心原子上的孤电子对数=(6-2×2)×
1
2
=1,中心原子上
的价层 电 子 对 数 =2+1=3,VSEPR 模 型 为 平 面 三 角 形,
SO2 分子的空间结构为 V 形,C项符合题意。
2.C 方法一:中心原子为 C,2个 C—H 键为σ键,1个 C?O
键为双键,双键中应该是一个σ键、一个π键,则 H2CO 分子
的σ键电子对数为3。注意:单键一定为σ键;双键中含一个
σ键,一个π键;三键中含一个σ键、两个π键。方法二:直接
从 ABn 中数n,中心原子为 C,与中心原子结合的原子有2
个 H,1个 O,共3个,则n 为3。
3.C XY2 分子中 X原子可能是sp
2 杂化,如SO2 分子中价层
电子对数为2+1=3,含2个σ键和1个孤电子对,分子构型
为Ⅴ形,X也可能是sp
3 杂化,如 OF2 分子,OF2 分子中价层
电子对数为2+2=4,含2个孤电子对,分子空间构型为Ⅴ
形,A、B错误;X原子一定存在孤电子对,C正确;VSEPR 模
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— 106 —
