2025届高考化学一轮复习第12章物质结构与性质第35讲原子结构与性质教学案新人教版

PAGE17-第十二章物质结构与性质[考纲解读]1.原子结构与元素的性质：(1)了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理，能正确书写1～36号元素原子核外电子、价电子的电子排布式和轨道表示式。(2)了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。(3)了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简洁应用。(4)了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。2.化学键与分子结构：(1)理解离子键的形成，能依据离子化合物的结构特征说明其物理性质。(2)了解共价键的形成、极性、类型(σ键和π键)，了解配位键的含义。(3)能用键能、键长、键角等说明简洁分子的某些性质。(4)了解杂化轨道理论及简洁的杂化轨道类型(sp、sp2、sp3)。(5)能用价层电子对互斥理论或者杂化轨道理论推想简洁分子或离子的空间结构。3.分子间作用力与物质的性质：(1)了解范德华力的含义及对物质性质的影响。(2)了解氢键的含义，能列举存在氢键的物质，并能说明氢键对物质性质的影响。4.晶体结构与性质：(1)了解晶体的类型，了解不同类型晶体中结构微粒、微粒间作用力的区分。(2)了解晶格能的概念，了解晶格能对离子晶体性质的影响。(3)了解分子晶体结构与性质的关系。(4)了解原子晶体的特征，能描述金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系。(5)理解金属键的含义，能用金属键理论说明金属的一些物理性质。了解金属晶体常见的积累方式。(6)了解晶胞的概念，能依据晶胞确定晶体的组成并进行相关的计算。第35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eq\o(□,\s\up1(01))能量是不同的，依据电子的eq\o(□,\s\up1(02))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，能量依次上升。(2)能级：同一能层里的电子的eq\o(□,\s\up1(03))能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用eq\o(□,\s\up1(04))s、p、d、f等表示，同一能层里，各能级的能量按eq\o(□,\s\up1(05))s、p、d、f的依次上升，即：eq\o(□,\s\up1(06))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eq\o(□,\s\up1(07))运动状态。轨道形态eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(s电子的原子轨道呈\o(□,\s\up1(08))球形对称,p电子的原子轨道呈\o(□,\s\up1(09))纺锤或哑铃形))(4)原子轨道的能量关系能量关系eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(①相同能层上原子轨道能量的凹凸：ns<np<nd<nf,②形态相同的原子轨道能量的凹凸：1s<2s<3s<4s……,③同一能层内形态相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等，如2px、2py、2pz轨道的能量\o(□,\s\up1(10))相等))(5)能层、能级与原子轨道的关系能层一二三四五…符号KLMNO…能级符号1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s……各能级上的原子轨道数目eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(s能级\o(□,\s\up1(11))1个，最多容纳\o(□,\s\up1(12))2个电子,p能级\o(□,\s\up1(13))3个，最多容纳\o(□,\s\up1(14))6个,d能级\o(□,\s\up1(15))5个，最多容纳\o(□,\s\up1(16))10个,f能级\o(□,\s\up1(17))7个，最多容纳\o(□,\s\up1(18))14个,……))2．原子核外电子的排布规律(1)构造原理：从氢原子起先，随着eq\o(□,\s\up1(01))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eq\o(□,\s\up1(02))能级依次填充的，填满一个eq\o(□,\s\up1(03))能级再填一个新eq\o(□,\s\up1(04))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依次图：(2)泡利原理每个原子轨道里最多只能容纳eq\o(□,\s\up1(05))2个电子，且自旋状态eq\o(□,\s\up1(06))相反。如2s2轨道上的电子排布图为，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eq\o(□,\s\up1(07))优先单独占据一个轨道，且自旋状态eq\o(□,\s\up1(08))相同。如2p3的电子排布图为，不能表示为或。洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在eq\o(□,\s\up1(09))全满(p6、d10、f14)、eq\o(□,\s\up1(10))半满(p3、d5、f7)和eq\o(□,\s\up1(11))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eq\o(□,\s\up1(12))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eq\o(□,\s\up1(01))构造原理能使整个原子的能量处于eq\o(□,\s\up1(02))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eq\o(□,\s\up1(03))最低能量的原子。②激发态原子：基态原子的电子汲取能量后，从eq\o(□,\s\up1(04))低能级跃迁到eq\o(□,\s\up1(05))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eq\o(□,\s\up1(06))汲取或eq\o(□,\s\up1(07))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eq\o(□,\s\up1(01))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eq\o(□,\s\up1(02))ns2np6。(2)主族和0族元素的价电子排布特点①主族主族ⅠAⅡAⅢAⅣA排布特点eq\o(□,\s\up1(03))ns1eq\o(□,\s\up1(04))ns2eq\o(□,\s\up1(05))ns2np1eq\o(□,\s\up1(06))ns2np2主族ⅤAⅥAⅦA—排布特点eq\o(□,\s\up1(07))ns2np3eq\o(□,\s\up1(08))ns2np4eq\o(□,\s\up1(09))ns2np5—②0族：He：eq\o(□,\s\up1(10))1s2；其他：ns2np6。(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价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加反应p区ⅢA族～ⅦA族、0族1s2或ns2np1～6通常是最外层电子参加反应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加化学键的形成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依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)旁边的非金属元素，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须要的eq\o(□,\s\up1(01))最低能量，符号：eq\o(□,\s\up1(02))I1，单位：eq\o(□,\s\up1(03))kJ·mol－1。②规律a．同周期：第一种元素的第一电离能eq\o(□,\s\up1(04))最小，最终一种元素的第一电离能eq\o(□,\s\up1(05))最大，总体呈现eq\o(□,\s\up1(06))从左到右渐渐增大的改变趋势。其次、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溢状态，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Mgeq\o(□,\s\up1(07))>Al，Peq\o(□,\s\up1(08))>S。b．同族元素：从上至下第一电离能eq\o(□,\s\up1(09))渐渐减小。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eq\o(□,\s\up1(10))多，再失去电子需克服的电性引力越来越eq\o(□,\s\up1(11))大，消耗的能量越来越eq\o(□,\s\up1(12))大，逐级电离能越来越eq\o(□,\s\up1(13))大(即I1eq\o(□,\s\up1(14))<I2eq\o(□,\s\up1(15))<I3……)。(2)电负性①含义用来描述不同元素的原子对eq\o(□,\s\up1(16))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eq\o(□,\s\up1(17))越大。②标准以氟的电负性为eq\o(□,\s\up1(18))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eq\o(□,\s\up1(19))小于1.8，非金属元素的电负性一般eq\o(□,\s\up1(20))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。一般来说，同一周期，从左至右，电负性渐渐eq\o(□,\s\up1(21))增大，同一主族，从上至下，电负性渐渐eq\o(□,\s\up1(22))减小。(3)对角线规则在元素周期表中，某些主族元素与eq\o(□,\s\up1(23))右下方的主族元素的有些性质是相像的，如：1.推断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，并指明错因。(1)p能级能量肯定比s能级的能量高。(×)错因：3s能级的能量大于2p能级的能量。(2)磷元素基态原子的电子排布图为。(×)错因：磷元素基态原子的电子排布图中3p能级的排布为：。(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。(×)错因：价电子排布为5s25p1的是第ⅢA_族，是p区元素。(4)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理。(×)错因：该电子排布式违反了泡利原理。(5)主族元素的电负性越大，元素原子的第一电离能肯定越大。(×)错因：氧元素的电负性大于氮元素的电负性，但氧原子的第一电离能小于氮原子的第一电离能。(6)1～36号元素中，原子最外层有2个未成对电子的元素仅为C、Si、Ge。(×)错因：除C、Si、Ge外还有O、S、Se、Ti、Ni。(7)依据元素周期律，氮与氧、镁与铝相比，都是后者的第一电离能大。(×)错因：氮的第一电离能大于氧的，镁的第一电离能大于铝的。2．教材改编题(据人教选修三P24T6)A、B、C、D都是短周期元素。A的原子核外有两个电子层，最外层已达到饱和。B位于A元素的下一周期，最外层的电子数是A最外层电子数的eq\f(1,2)。C的离子带有两个单位正电荷，它的核外电子排布与A元素原子相同。D与C属同一周期，D原子的最外层电子数比A的最外层电子数少1。(1)依据上述事实推断：A是________，B是________，C是________，D是________(用元素符号填空)。(2)C原子的核外电子排布式为________；D离子的核外电子排布式为________。(3)B位于第________周期________族，它的最高价氧化物的化学式是________，最高价氧化物的水化物是一种________酸。答案(1)NeSiMgCl(2)1s22s22p63s2或[Ne]3s21s22s22p63s23p6(3)三ⅣASiO2弱考点一原子核外电子排布原理[解析](1)Fe的价层电子排布式为3d64s2，成为阳离子时首先失去的是4s轨道的电子。Sm3＋是Sm原子失去3个电子形成的，Sm的价层电子排布式为4f66s2，失去3个电子时，首先失去6s轨道上的2个电子，再失去4f轨道上的1个电子，因此Sm3＋的价层电子排布式为4f5。(2)依据核外电子排布规律可知Li的基态核外电子排布式为1s22s1，则D中能量最低；C中有2个电子处于2p能级上，能量最高。(3)氮原子的核外电子排布式为1s22s22p3，所以价层电子的轨道表示式(电子排布图)为。[答案](1)4s4f5(2)DC(3)1．核外电子排布的表示方法表示方法含义举例核外电子排布式表示每个能级上排布的电子数S：1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p4S2－：1s22s22p63s23p6电子排布图(轨道表示式)表示每个原子轨道中电子的运动状态O：价层电子排布式或排布图表示价层电子的排布S：3s23p4Fe：3d64s22．原子核外电子排布符合构造原理、洪特规则、泡利原理，若违反其一，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(违反能量最低原理)；②(违反泡利原理)；③(违反洪特规则)；④(违反洪特规则)。3．半充溢、全充溢状态的原子结构稳定。如Cr：[Ar]3d54s1、Cu：[Ar]3d104s1。4．当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的依次填充，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．由于能级交织，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．(1)(2024·全国卷Ⅱ)镍元素基态原子的电子排布式为______________，3d能级上的未成对电子数为________，位于元素周期表中第________族。(2)(2024·全国卷Ⅲ)写出基态As原子的核外电子排布式________________________。(3)(2024·江苏高考)Zn2＋基态核外电子排布式为________________________________。答案(1)1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2)2Ⅷ(2)1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)(3)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)3．(1)(2024·河南汝州试验中学高三期末)锌元素基态原子的价电子排布式为________，铜元素基态原子中的未成对电子数为________。(2)(2024·成都市高三诊断)基态硫原子核外电子有________种不同运动状态，能量最高的电子所占据的原子轨道的形态为________。(3)(2024·广州高三调研测试)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为________________，基态Se原子的电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。答案(1)3d104s21(2)16哑铃(或纺锤)形(3)哑铃(或纺锤)考点二原子结构与元素的性质[解析](1)依据影响电离能大小的因素(有效核电荷数、微粒半径和电子层结构)可知，A中电离最外层一个电子所需能量最大。(2)依据示意图可知Li原子的第一电离能是1040kJ·mol－1÷2＝520kJ·mol－1。(3)同周期元素随核电荷数增大，原子半径渐渐减小，故结合一个电子释放出的能量依次增大；N原子的2p轨道为半充溢状态，具有稳定性，不易结合一个电子，因此第一电子亲和能较低。[答案](1)A(2)520(3)同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径渐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大N原子的2p轨道为半充溢状态，具有稳定性，故不易结合一个电子1．电离能的应用推断元素的化合价假如某元素的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(一般来说，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)推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)推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．同周期主族元素，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。元素第一电离能改变的反常状况：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。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依次为______________。(3)(2024·全国卷Ⅰ)光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的依次是____________。答案(1)O>N>C>K(2)C>H>Si(3)O>Ge>Zn5．(1)(2024·河南汝州试验中学高三期末)铜的第一电离能为I1Cu＝745.5kJ·mol－1，其次电离能为I2Cu＝1957.9kJ·mol－1，锌的第一电离能为I1Zn＝906.4kJ·mol－1，其次电离能为I2Zn＝1733.3kJ·mol－1，I2Cu>I2Zn的缘由是__________________________________________________。(2)(2024·石家庄市质检一)甲醇可以在铜作催化剂的条件下干脆氧化成甲醛(HCHO)；甲醇和甲醛的组成元素的电负性由小到大的依次为________。(3)第四周期过渡元素如铁、锰、铜、锌等在太阳能电池、磁性材料等科技方面有广泛的应用，回答下列问题：比较铁与锰的第三电离能(I3)：铁________锰(填“＞”“＝”或“＜”)，缘由是________________________________________________________________。答案(1)铜失去的是全充溢的3d10电子，而锌失去的是4s1电子(2)H、C、O(3)<Mn2＋、Fe2＋的价电子排布式分别为3d5、3d6，Mn2＋处于3d5半满较稳定结构，再失去一个电子所需能量较高，所以第三电离能Fe小于Mn建议用时：40分钟满分：100分一、选择题(每题6分，共42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，违反了泡利原理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，此图违反了洪特规则，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跃迁到能量更高的轨道上，错误。3．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的原子序数肯定大于YB．第一电离能Y肯定小于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；假如Y、X分别是ⅤA、ⅥA族，因为第ⅤA族最外层p能级半充溢，所以Y的第一电离能大于X，B错误。4．下列各组原子中，彼此化学性质肯定相像的是()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X为He，Y为Be，两者性质不相像；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，化学性质不肯定相像；C项为同主族的元素，化学性质肯定相像；D项最外层只有1个电子的可能是第ⅠA族元素，过渡元素中也有许多最外层只有1个电子的元素，故性质不肯定相像。5．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。6．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层全充溢而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层全充溢而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，其中满意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。7．已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol－1。请依据下表数据推断，错误是()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，它可与冷水猛烈反应答案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。二、非选择题(共58分)8．(15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。请依据下列相关信息，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原子核外全部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)某同学依据上述信息，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反了____________。(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____________，请用原子结构的学问说明产生此现象的缘由：__________________________________________________________。答案(1)(2)3哑铃(或纺锤)(3)泡利原理(4)ⅦBd1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2(5)焰色反应当基态原子的电子汲取能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将以光的形式释放能量解析由题给信息可知元素A、B、C、D、E、F、G分别为H、N、Mg、P、Cl、K、Mn。(1)离子化合物NH5为氢化铵。(2)氮原子的基态原子能量最高的电子为p电子，p电子云有3个方向，原子轨道呈哑铃形或纺锤形。(3)题图中3s轨道的两个电子自旋状态相同，违反了泡利原理。9．(14分)X、Y、Z、M、R、Q为元素周期表中前四周期元素，且原子序数之和为105。Y是良好的半导体材料，晶体Y结构与金刚石类似；Z原子价电子层的p轨道半充溢，核外电子总数是最外层电子数的3倍；X＋与M－相差一个电子层；M原子得到一个电子后3p轨道全充溢；R有“生物金属”之称，R4＋和氩原子的核外电子排布相同。请填写下列空白：(1)六种元素中电负性最大的是____________(填元素符号)；其中Q的基态原子核外电子排布式为__________；化合物XM的电子式为____________。(2)X、Y、Z、M的第一电离能由小到大的依次是____________(填元素符号)。(3)Q元素可形成两种常见的离子Q2＋与Q3＋，其中化学性质较稳定的是__________(填离子符号)，其缘由是________________________________________。(4)与R位于同周期的元素中，基态原子的电子排布中4s轨道上只有1个电子的元素有____________(填元素名称)。答案(1)Cl1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)Na＋[eq\o\al(×,·)eq\o(Cl,\s\up6(\a\vs4\al\co1(··)),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)]－(2)Na<Si<P<Cl(3)Fe3＋Fe3＋的3d轨道填充了5个电子，为半充溢状态(4)钾、铬、铜解析Y为硅；Z的价电子层的p轨道半充溢，说明为ns2np3结构，为第ⅤA族元素，核外电子总数为15，为磷元素；M为氯元素；X＋与Cl－相差一个电子层，则X为Na；R为22号元素钛；Q为26号元素铁。(1)电负性最大，即非金属性最强，为Cl元素。Q为26号元素铁，核外电子排布式为[Ar]3d64s2，NaCl为离子化合物，电子式写成阴、阳离子形式。(2)Na、Si、P、Cl处于同一周期，随原子序数递增，第一电离能渐渐增大。(3)Fe3＋的3d轨道处于半充溢状态，比Fe2＋稳定。(4)第四周期中，最外层电子排布为4s1的有K、Cr、Cu。10．(15分)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随原子序数的改变曲线图(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实力大小可用数值表示，该数值称为电负性。一般认为，假如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；假如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：元素符号LiBeBCOFNaAlSiPSCl电负性值0.981.572.042.553.443.980.931.611.902.192.583.16依据信息回答下列问题：(1)仔细分析A图中同周期元素第一电离能的改变规律，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的改变规律是____________________。(3)A图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是第________周期________族。(4)依据对角线规则，Be、Al元素最高价氧化物对应的水化物的性质相像，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改变规律，确定