高考化学高分培养计划一轮全国创新版高分讲义第39讲原子结构与性质

第十二章物质结构与性质第39讲原子结构与性质1．能层、能级与原子轨道(1)能层(n)：在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的能量差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N、O、P、Q……表示相应的第一、二、三、四、五、六、七……能层，能量依次升高。(2)能级：同一能层里的电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用s、p、d、f等表示，同一能层里，各能级的能量按s、p、d、f的顺序升高，即：E(s)<E(p)<E(d)<E(f)。(3)原子轨道：表示电子在原子核外的一个空间运动状态。电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域，这种电子云轮廓图也就是轨道的形象化描述。(4)原子轨道的能量关系(5)能层、能级与原子轨道关系2.原子核外电子的排布规律(1)构造原理：从氢原子开始，随着原子核电荷数的递增，原子核每增加一个质子，原子核外便增加一个电子，这个电子大多是按下图所示的能级顺序填充的，填满一个能级再填一个新能级。这个规律称为构造原理。如图为构造原理示意图，亦即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：(2)泡利原理每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋状态相反。如2s轨道上的电子排布为，不能表示为。(3)洪特规则当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，且自旋状态相同。如2p3的电子排布为，不能表示为或。洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低。如24Cr的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。3．电子跃迁与原子光谱(1)能量最低原理：原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。(2)原子的状态①基态原子：处于最低能量的原子。②激发态原子：基态原子的电子吸收能量后，从低能级跃迁到高能级状态的原子。(3)原子光谱：不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。(4)基态、激发态及光谱示意图4．原子结构与周期表的关系(1)原子结构与周期的关系每周期第一种元素的最外层电子的排布式为ns1。每周期结尾元素的最外层电子排布式除He为1s2外，其余为ns2np6。(2)每族元素的价电子排布特点①主族主族ⅠAⅡAⅢAⅣA排布特点ns1ns2ns2np1ns2np2主族ⅤAⅥAⅦA—排布特点ns2np3ns2np4ns2np5—②0族：He：1s2；其他：ns2np6。③过渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2。(3)元素周期表的分区与价电子排布的关系①周期表的分区分区元素分布外围电子排布元素性质特点s区ⅠA、ⅡA族ns1～2除氢外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反应p区ⅢA族～ⅦA族、0族ns2np1～6通常是最外层电子参与反应d区ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族(除镧系、锕系外)(n－1)d1～9ns1～2除Pd(外)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金属元素f区镧系、锕系(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近②根据元素金属性与非金属性可将元素周期表分为金属元素区和非金属元素区(如下图)，处于金属与非金属交界线(又称梯形线)附近的非金属元素，又称为半金属或准金属，但不能叫两性元素。5．元素周期律(1)电离能①第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，符号：I1，单位：kJ·mol－1。②规律a．同周期：第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，总体呈现从左到右逐渐增大的变化趋势。第二、三、四周期的同周期主族元素，第ⅡA族(ns2np0)和第ⅤA族(ns2np3)，因p轨道处于全空或半充满状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的ⅢA和ⅥA族元素，如第一电离能Mg>Al，P>S。b．同族元素：从上至下第一电离能逐渐减小。c．同种原子：随着电子的逐个失去，阳离子所带的正电荷数越来越多，再失去电子需克服的电性引力越来越大，消耗的能量越来越大，逐级电离能越来越大(即I1<I2<I3……)。(2)电负性①含义用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。②标准以氟的电负性为4.0作为相对标准，得出了各元素的电负性。③规律金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右。同一周期，从左至右，电负性逐渐增大，同一主族，从上至下，电负性逐渐减小。(3)对角线规则在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，如：1．正误判断，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)p能级能量一定比s能级的能量高。()(2)磷元素基态原子的电子排布图为。()(3)价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素。()(4)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理。()(5)某些金属及它们的化合物在灼烧时会产生特殊的颜色，是由于电子跃迁时能量以光的形式释放出来。()(6)主族元素的电负性越大，元素原子的第一电离能一定越大。()(7)1～36号元素中，原子最外层有3个未成对电子的元素为N、P、As。()(8)根据元素周期律，氮与氧、镁与铝相比，都是后者的第一电离能大。()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×(7)√(8)×2．下列说法中正确的是()A．任何一个能层最多只有s、p、d、f四个能级B．用n表示能层序数，则每一能层最多容纳电子数为2n2C．核外电子运动的概率分布图(电子云)就是原子轨道D．电子的运动状态只可从能层、能级、轨道3个方面进行描述答案B解析在多电子原子中，同一能层的电子能量也不同，还可以把它们分成能级，随着能层数的增大，能级逐渐增多，能级分为s、p、d、f等，A错误；多电子的原子核外电子的能量是不同的，按电子的能量差异，可将核外电子分成不同的能层，用n表示能层序数，则每一能层最多容纳电子数为2n2，B正确；电子云就是用小黑点疏密来表示空间电子出现概率密度大小的一种图形，电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，核外电子运动的概率密度分布图(电子云)并不完全等同于原子轨道，C错误；电子的运动状态可从能层、能级、轨道、自旋方向4个方面进行描述，D错误。考点1原子核外电子排布原理典例1(1)(2016·全国卷Ⅲ)写出基态As原子的核外电子排布式________________________。(2)(2016·江苏高考)Zn2＋基态核外电子排布式为________________________________。(3)(2015·福建高考)基态Ni原子的电子排布式为________，该元素位于元素周期表中的第________族。(4)(2015·安徽高考)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。(5)(浙江高考)31Ga基态原子的核外电子排布式是__________________________。(6)(全国卷Ⅰ)基态Fe原子有________个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为________。可用硫氰化钾检验Fe3＋，形成的配合物的颜色为________。解析(1)根据构造原理即可写出As的电子排布式。(2)Zn2＋核外有28个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d10。(3)Ni是28号元素，位于元素周期表的第四周期Ⅷ族，基态Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2。(4)N为7号元素，故基态原子核外电子排布式为1s22s22p3，铜基态原子核外价电子排布式为3d104s1，故基态原子最外层有1个电子。(6)基态铁原子的3d能级轨道示意图为，有4个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，Fe(SCN)3溶液呈血红色。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)(2)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)(3)1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2)Ⅷ(4)1s22s22p31(5)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)(6)41s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)血红色名师精讲(1)核外电子排布的表示方法(2)原子核外电子排布符合构造原理、洪特规则、泡利原理，若违背其一，则电子能量不处于最低状态。在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：①(违反构造原理)；②(违反泡利原理)；③(违反洪特规则)；④(违反洪特规则)。(3)半充满、全充满状态的原子结构稳定。如Cr：3d54s1、Cu：3d104s1。(4)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正确，Fe：1s22s22p63s23p64s23d6错误。(5)由于能级交错，3d轨道的能量比4s轨道的能量高，排电子时先排4s轨道再排3d轨道，而失电子时，却先失4s轨道上的电子。(6)书写轨道表示式时，空轨道不能省略。如C的轨道表示式为，而不是。1．图中所发生的现象与电子的跃迁无关的是()答案D解析燃放烟火、霓虹灯、燃烧蜡烛等获得的光能都是电子跃迁时能量以光的形式释放出来导致的，而平面镜成像则是光线反射的结果。2．下列说法错误的是()A．ns电子的能量不一定高于(n－1)p电子的能量B．6C的电子排布式1s22s22peq\o\al(2,x)违反了洪特规则C．电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了构造原理D．电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利原理答案A解析ns电子的能量一定高于(n－1)p电子的能量，A错误；对于C原子来说，2p能级有3个能量相同的原子轨道，最后2个电子应以自旋状态相同的方式分布在两个不同的2p轨道上，违反了洪特规则，B正确；根据轨道能量高低顺序可知E4s<E3d，对于21Sc原子来说，最后3个电子应先排满4s轨道，再排3d轨道，应为1s22s22p63s23p63d14s2，故违反了构造原理，C正确；对于22Ti原子来说，3p能级共有3个轨道，最多可以排6个电子，如果排10个电子，则违反了泡利原理，D正确。考点2原子结构与元素的性质典例2已知：A.第一电离能I1是指气态原子X处于基态时，失去一个电子转化为气态基态正离子X＋所需的最低能量。下图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数的变化曲线图(其中12号至17号元素的有关数据缺失)。B．不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用数值表示，该数值称为电负性。一般认为，如果两个成键原子间的电负性差值大于1.7，原子之间通常形成离子键；如果两个成键原子间的电负性差值小于1.7，通常形成共价键。下表是某些元素的电负性值：根据信息回答下列问题：(1)认真分析A图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断Na～Ar元素中，Al的第一电离能的大小范围为________<Al<________(填元素符号)。(2)从A图分析可知，同一主族元素原子的第一电离能I1的变化规律是____________________。(3)A图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是________周期________族。(4)根据对角线规则，Be、Al元素最高价氧化物对应的水化物的性质相似，它们都具有________性，其中Be(OH)2显示这种性质的离子方程式是________________________________________________。(5)通过分析电负性值的变化规律，确定Mg电负性值的最小范围________________。(6)请归纳元素的电负性和金属、非金属的关系：____________。解析(1)由A图可以看出，同周期的ⅠA族元素的第一电离能最小，而ⅢA族元素的第一电离能小于ⅡA族元素的第一电离能，故Na<Al<Mg。(2)从A图中可看出，同主族元素第一电离能从上到下逐渐变小。(3)根据第一电离能的递变规律可以看出，A图所给元素中Rb的第一电离能最小，在周期表中位于第五周期ⅠA族。(4)根据对角线规则，Al(OH)3与Be(OH)2性质相似，Be(OH)2应具有两性，根据Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O、Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O可以类比写出Be(OH)2与酸、碱反应的离子方程式。(5)根据电负性的递变规律，同周期元素从左到右，电负性逐渐增大；同主族元素从上到下，电负性逐渐减小。因此在同周期中电负性Mg>Na，同主族中电负性Mg<Be，最小范围应为0.93～1.57。(6)因电负性可以用来衡量原子吸引电子能力的大小，所以电负性越大，原子吸引电子的能力越强，非金属性越强，反之金属性越强。答案(1)NaMg(2)从上到下依次减小(3)第五ⅠA(4)两Be(OH)2＋2H＋=Be2＋＋2H2O、Be(OH)2＋2OH－=BeOeq\o\al(2－,2)＋2H2O(5)0.93～1.57(6)元素的非金属性越强，电负性越大；元素的金属性越强，电负性越小名师精讲1电离能的应用,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。2电负性的应用①确定元素类型电负性>1.8，一般为非金属元素；电负性<1.8，一般为金属元素。②确定化学键类型两成键元素电负性差值>1.7，为离子键；两成键元素电负性差值<1.7，为共价键。③判断化合物中元素价态正、负电负性大的元素呈现负价，电负性小的元素呈现正价。④判断元素金属性和非金属性的强弱。3共价化合物中，两种元素电负性差值越大，它们形成共价键的极性就越强。4同周期元素，从左到右，非金属性越来越强，电负性越来越大，第一电离能总体呈增大趋势。元素第一电离能变化的反常情况：ⅡA族和ⅤA族元素的第一电离能分别比同周期相邻元素的第一电离能都高。3．某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物。M的部分电离能如下表所示：I1/(kJ·mol－1)I2/(kJ·mol－1)I3/(kJ·mol－1)I4/(kJ·mol－1)I5/(kJ·mol－1)738145177331054013630M是________(填元素符号)，Al原子的第一电离能________(填“大于”“小于”或“等于”)738kJ·mol－1，原因是________________________________________________________________________。答案Mg小于Mg、Al位于同一周期，Mg最外层电子排布式为3s2，而Al最外层电子排布式为3s23p1，当3p处于全充满、半充满或全空时较稳定，因此，失去p能级的1个电子相对比较容易，故Al原子的第一电离能小于738kJ·mol－1解析M的第三电离能突增，则M最外层有2个电子，故M为Mg。4．(1)元素C、N、O、K的电负性从大到小依次为________。(2)CH4中共用电子对偏向C，SiH4中共用电子对偏向H，则C、Si、H三种元素的电负性由大到小的顺序为________________。答案(1)O>N>C>K(2)C>H>Si解析(1)第二周期从左到右依次为C、N、O，电负性逐渐增大，K位于第四周期最左边，所以电负性最小。(2)共用电子对偏向电负性大的原子，所以C的电负性大于H的电负性，Si的电负性小于H的。5．有A、B、C、D、E5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中A为非金属元素；A和E属同一族，它们原子最外层电子排布为ns1，B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍。C原子最外层上电子数等于D原子最外层上电子数的一半。请回答下列问题：(1)A是________，B是________，C是________，D是________，E是________。(2)由这五种元素组成的一种化合物是____________(写化学式)。写出该物质的一种主要用途：__________________________________。(3)写出C元素基态原子的电子排布式：________________。(4)用电子排布图表示D元素原子的价电子排布：____________________。(5)元素B与D的电负性大小关系是B________D，C与E的第一电离能的大小关系是C________E。(填“>”“<”或“＝”)答案(1)HOAlSK(写元素名称也可)(2)KAl(SO4)2·12H2O作净水剂(3)1s22s22p63s23p1(4)(5)>>解析A、B、C、D、E5种元素核电荷数都小于20，故都为主族元素，A、E同一族且最外层电子排布为ns1，故为第ⅠA族，而A为非金属元素，则A为H；B、D为同一族，其原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，故其最外层电子排布为ns2np4，为第ⅥA族元素，B核电荷数小于D，则B为O，D为S，E为K；C原子最外层上的电子数为S原子最外层上电子数的一半，则C为Al，同主族元素自上而下电负性逐渐减小，故B(O)的电负性大于D(S)，E(K)的第一电离能小于Na，Na的第一电离能小于C(Al)，故第一电离能Al>K。微专题基态原子电子排布式的书写方法(1)由原子序数书写核外电子排布式常根据构造原理(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)、各能级最多容纳的电子数，依次由低能级向高能级排列，如31号元素镓，首先排满1s2，依次填充2s2、2p6、3s2、3p6、4s2、3d10，最后填充4p1；也可以用31－18＝13，然后再填充13个电子，如[Ar]3d104s24p1。(2)由元素在周期表中的位置书写核外电子排布式如第四周期中各元素基态原子的电子排布式有如下规律：①位于s区的ⅠA、ⅡA分别为[Ar]4s1、[Ar]4s2；②位于p区的主族元素为[Ar]3d104s24p族序数－2；③位于d区的副族元素为[Ar]3dm4sn(m＋n＝族序数)；④位于ds区的副族元素为[Ar]3d104sm(m＝族序数)。(3)由元素名称书写核外电子排布式①前三周期主族元素可以根据最外层电子数书写，如S的最外层电子数为6，其核外电子排布式为[Ne]3s23p4；②第四周期从K开始数，数到n，就可以写成“[Ar]＋n个电子”。如Fe，从K开始数到Fe为8，其核外电子排布式为[Ar]3d64s2；Se，从K开始数到Se为16，其核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4。(建议用时：40分钟)一、选择题(每题6分，共72分)1．下列关于钠元素的几种表达式错误的是()A．基态Na＋的电子排布图：B．基态Na＋的结构示意图：C．基态Na的电子排布式：1s22s22p63s1D．基态Na的简化电子排布式：[Na]3s1答案D解析Na的简化电子排布式为[Ne]3s1。2．下列有关电子排布图的表述正确的是()A.可表示单核10电子粒子基态时电子排布B.此图错误，违背了泡利原理C.表示基态N原子的价电子排布D.表示处于激发态的B的电子排布图答案A解析A项，单核10电子粒子基态时电子排布式为1s22s22p6，每个轨道内排布2个电子，自旋方向相反，正确；B项，此图违背了洪特规则，错误；C项，正确的价电子排布图为，错误；D项，该电子排布图中的电子没有激发跃迁到能量更高的轨道上，错误。3．(2017·天水模拟)下列轨道表示式能表示氮原子的最低能量状态的是()答案A解析A项，符合电子的基态排布原理，表示氮原子的最低能量状态，正确；B、C项，2p的3个电子排布违背洪特规则，不是基态原子的排布，错误；D项，表示B原子的基态核外电子，错误。4．已知元素X、Y同周期，且电负性X>Y，下列说法错误的是()A．X的原子序数一定大于YB．第一电离能Y一定小于XC．X和Y在形成化合物时，X显负价、Y显正价D．气态氢化物的稳定性：HmX大于HnY答案B解析由电负性大小可知X在Y的右边，A、C、D均正确；如果Y、X分别是ⅤA、ⅥA族，因为第ⅤA族最外层p能级半充满，所以Y的第一电离能大于X，B错误。5．(2017·福州模拟)微粒M和N，肯定属于同族元素且化学性质相似的是()A．原子核外电子排布式：M为1s22s2，N为1s2B．结构示意图：C．M原子基态2p轨道上有一对成对电子，N原子基态3p轨道上有一对成对电子D．M原子基态2p轨道上有1个未成对电子，N原子基态3p轨道上有1个未成对电子答案C解析A项，M为Be，N为He，两者不属于同主族，错误；B项，前者属于原子，后者属于离子，性质不相似，错误；C项，推断出M为O，N为S，属于同主族，性质具有相似性，正确；D项，有可能M为B、F，N为Al、Cl，不一定属于同一主族，错误。6．(2017·太原模拟)下列各项叙述正确的是()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解析镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子吸收能量，由基态转化成激发态，A错误；价电子排布为5s25p1的元素，位于第五周期第ⅢA族，是p区元素，B错误；所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形，能层越大，球的半径越大，C正确；24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，半充满轨道能量较低，D错误。7．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()I1I2I3I4……R7401500770010500……①R的最高正价为＋3价'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1s22s2A．①② B．②③C．③④ D．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价，位于第ⅡA族，可能为Be或者Mg元素，因此①不正确，②正确，④不确定；短周期第ⅡA族(ns2np0)的元素，因p轨道处于全空状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻主族元素，③正确。8．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2个电子的X原子与3p轨道上只有2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中1s2结构的原子为He,1s22s2结构的原子为Be，两者性质不相似；B项X原子为Mg，Y原子N层上有2个电子的有多种元素，如第四周期中Ca、Fe等都符合，化学性质不一定相似；C项为同主族的元素，化学性质一定相似；D项最外层只有1个电子的可能是第ⅠA族元素，过渡元素中也有很多最外层只有1个电子的元素，故性质不一定相似。9．周期表共有18个纵行，从左到右排为1～18列，即碱金属为第一列，稀有气体元素为第18列。按这种规定，下列说法正确的是()A．第9列元素中没有非金属元素B．只有第2列的元素原子最外层电子排布为ns2C．第四周期第9列元素是铁元素D．第10、11列为ds区答案A解析A项，第9列中元素是第Ⅷ族元素，都是金属元素，没有非金属元素，正确；B项，第2列的元素原子最外层电子排布为ns2，此外He核外电子排布是1s2，也符合该最外层电子排布，错误；C项，第四周期第9列元素是Co元素，错误；D项，第11、12列元素为ds区，错误。10．(2017·东北育才模拟)已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol－1。请根据下表数据判断，错误的是()元素I1I2I3I4X500460069009500Y5801800270011600A．元素X的常见化合价是＋1价B．元素Y是ⅢA族元素C．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XClD．若元素Y处于第三周期，它可与冷水剧烈反应答案D解析X为第ⅠA族元素，Y为第ⅢA族元素；D项，若元素Y处于第三周期，则Y为Al，Al不与冷水反应。11．(2017·昆明模拟)下列各组表述中，两个原子不属于同种元素原子的是()A．3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子的排布式为1s22s22p63s23p2的原子B．2p能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子和原子的最外层电子排布式为2s22p5的原子C．M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子D．最外层电子数是核外电子总数eq\f(1,5)的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子答案C解析A项，3p能级有一个空轨道的基态原子，按洪特规则可得其3p轨道上只能有两个电子，所以两个原子是同种元素的原子；B项，2p能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子，它的2p能级上只能是5个电子，所以两原子是同种元素的原子；C项，M层全充满而N层为4s2的原子，其M层应为18个电子，而后者的M层上只有8个电子，所以两原子不是同种元素的原子；D项，最外层电子数是核外电子总数的eq\f(1,5)的原子中，最外层电子数要小于或等于8个电子，且电子总数为5的倍数，所以可得该原子可能是原子序数为5、10、15、20、25、30、35、40，其中满足最外层电子数是核外电子总数的eq\f(1,5)且符合核外电子排布规则的只能是35号元素，该元素原子的外围电子排布式为4s24p5，所以两原子是同种元素的原子。12．现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5。则下列有关比较中正确的是()A．第一电离能：④>③>②>①B．原子半径：④>③>②>①C．电负性：④>③>②>①D．最高正化合价：④>①>③＝②答案A解析①表示S，②表示P，③表示N，④表示F。第一电离能：F>N>P>S，A正确；原子半径：P>S>N>F，B错误；电负性：F>N>S>P，C错误；F无正价，D错误。二、非选择题(共28分)13．(14分)现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。A元素的核外电子数和电子层数相等B元素原子的核外p电子数比s电子数少1C原子第一至第四电离能如下：I1＝738kJ·mol－1，I2＝1451kJ·mol－1，I3＝7733kJ·mol－1，I4＝10540kJ·mol－1D原子核外所有p轨道全满或半满E元素的主族序数与周期数的差为4F是前四周期中电负性最小的元素G在周期表的第七列(1)已知BA5为离子化合物，写出其电子式：________。(2)B元素基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有________个方向，原子轨道呈________形。(3)某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子排布图为，该同学所画的电子排布图违背了__________________________________________________________。(4)G位于第________族________区，该元素的核外电子排布式为__________________________________________________________。(5)检验F元素的方法是_______