易错专题 原子结构和分子结构-年高考化学考前易错聚焦（解析版）

易错专题07原子结构和分子结构聚焦易错点：►易错点一原子结构与性质►易错点二分子结构与性质典例精讲易错点一原子结构与性质【易错典例】例1（1）基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]_______，有__个未成对电子。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电负性由大至小的顺序是________________。（2）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________。元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu＝1958kJ·mol－1、INi＝1753kJ·mol－1，ICu>INi的原因是_______________。（3）写出基态As原子的核外电子排布式_________________。根据元素周期律，原子半径Ga________As，第一电离能Ga________As(填“大于”或“小于”)。【答案】（1）3d104s24p2；2；O＞Ge＞Zn（2）1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2；2；金属；铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子（3）1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3；大于；小于【解析】（1）Ge是32号元素，与碳元素是同一主族的元素，在元素周期表中位于第四周期=4\*ROMANIVA族；基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]4s24p2，也可写为3d104s24p2；在其原子的最外层的2个4s电子是成对电子，位于4s轨道，2个4p电子分别位于2个不同的4p轨道上，所以基态Ge原子有2个未成对的电子；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。元素的非金属性越强，其吸引电子的能力就越强，元素的电负性就越大。元素Zn、Ge、O的非金属性强弱顺序是：O＞Ge＞Zn，所以这三种元素的电负性由大至小的顺序是O＞Ge＞Zn。（2）镍是28号元素，位于第四周期，第Ⅷ族，根据核外电子排布规则，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，3d能级有5个轨道，先占满5个自旋方向相同的电子，剩余3个电子再分别占据三个轨道，电子自旋方向相反，所以未成对的电子数为2；铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子，所以ICu>INi。（3）As的原子序数是33，则基态As原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3；同周期自左向右原子半径逐渐减下，则原子半径Ga大于As，由于As的4p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，所以第一电离能Ga小于As。【解题必备】原子结构与性质在高考中常见的命题角度有原子核外电子的排布规律及其表示方法、原子结构与元素电离能和电负性的关系及其应用。在高考试题中，各考查点相对独立，难度不大。试题侧重原子核外电子排布式或轨道表示式，未成对电子数判断，电负性、电离能、原子半径和元素金属性与非金属性比较的考查。高考中考查点主要集中在电子排布的书写及电离能、电负性大小比较上，所以在书写基态原子电子排布时，应避免违反能量最低原理、泡利原理、洪特规则及特例；还需注意同能级的轨道半充满、全充满或全空状关注公众号《全元高考》微信公众号《全元高考》2024届高三押题群享各大主流机构押题，王h雄/天xing获取微信：Neko-2324各大地区专版群内共享扫码添加微信进群态的原子结构稳定如Cr：3d54s1、Mn：3d54s2、Cu：3d104s1、Zn：3d104s2；另外需理解电离能与金属性及金属元素价态的关系，电负性与非金属性及组成化合物所形成的化学键的关系。(1)第四周期元素原子或离子电子排布式的书写：原子结构的考查，应注意看清是原子的电子排布式、离子的电子排布式、价电子排布式还是电子排布图等。第四周期的元素从K开始数，数到几，外围电子数就是几，例如Fe，从钾开始数到铁为8，其电子排布式为[Ar]3d64s2；Se，从钾开始数到Se为16，其电子排布式为[Ar]3d104s24p4。符号电子排布式25Mn2＋1s22s22p63s23p63d525Mn1s22s22p63s23p63d54s234Se1s22s22p63s23p63d104s24p428Ni2＋1s22s22p63s23p63d828Ni1s22s22p63s23p63d84s231Ga1s22s22p63s23p63d104s24p130Zn1s22s22p63s23p63d104s229Cu＋1s22s22p63s23p63d1029Cu1s22s22p63s23p63d104s126Fe2＋1s22s22p63s23p63d626Fe1s22s22p63s23p63d64s224Cr1s22s22p63s23p63d54s1（2）常见元素的第一电离能和电负性大小比较：第一电离能的考查，特别注意第ⅡA和ⅤA族的特殊性。在元素周期表中，元素的第一电离能从左到右有增大的趋势，从上往下逐渐减小、电负性从左到右逐渐增大，从上往下逐渐减小；同周期主族元素，第ⅡA族(ns2)全充满、ⅤA族(np3)半充满，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。注意常常应用化合价及物质类别判断电负性的大小，如HClO中Cl为＋1价、O为－2价，可知O的电负性大于Cl。第一电离能大小比较N＞O＞C、P＞S＞Si、Mg＞Al＞Na、F＞Cl＞Br电负性大小比较F＞O＞N＞C、Li＞Na＞K【变式突破】1.(1)C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。①Si位于元素周期表第______周期第______族。②N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。③用“>”或“＜”填空：原子半径电负性熔点沸点Al______SiN______O金刚石______晶体硅CH4______SiH4(2)①N、Al、Si、Zn四种元素中，有一种元素的电离能数据如下：电离能I1I2I3I4……In/(kJ·mol-1)5781817274511578……则该元素是______(填写元素符号)。②基态锗(Ge)原子的电子排布式是______。Ge的最高价氯化物的分子式是______。③Ge元素可能的性质或应用有______。A.是一种活泼的金属元素                B.其电负性大于硫C.其单质可作为半导体材料             D.其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点【答案】(1)3；ⅣA；1s22s22p3；1；>；＜；>；＜；(2)Al；1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2；GeCl4；CD【解析】(1)①Si是14号元素，位于元素周期表中第3周期第IVA族。故答案：3；IVA。②N是7号元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p3；Cu是29号元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故最外层有1个电子。故答案：1s22s22p3；1。③同周期元素，原子序数越大，原子半径越小，故原子半径：Al>Si；同周期元素，原子序数越大，电负性越强，故电负性：N＜O；金刚石和晶体硅都是原子晶体，但键能：C—C>Si—Si，故熔点：金刚石>晶体硅；CH4和SiH4都是分子晶体，且两者结构相似，SiH4的相对分子质量大，故沸点：CH4＜SiH4.。故答案：>；＜；>；＜。(2)①由电离能数据可知，该元素呈+３价，所以该元素是Al，故答案：Al。②Ge为32号元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2，Ge的最高正价为+4价，Ge的最高价氯化物的分子式是GeCl4，故答案：1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2；GeCl4。③A．Ge为32号元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2，不属于活泼金属，故A错误；B．因为Ge位于第IVA元素，且其电负性小于硅，因为硫和硅位于同周期，且电负性小于硫，故B错误；C．Ge位于金属和非金属的分界线上，故其可做半导体材料，故C正确；D．因为氯化物和溴化物为分子晶体，相对分子质量越大，其沸点越高，故沸点GeCl4化学方程式：___________。(2)X、Y最简单气态氢化物的稳定性：X___________Y(填“大于”或“小于”)。(3)Z原子核外电子排布式为：___________。(4)W位于元素周期表的___________区，与W处于同一周期且最外层电子数相同的元素的基态原子共有___________种、这些元素分别为___________(填元素符号)。(5)在发生焰色反应时，W的4s电子会跃迁到4p轨道，写出此激发态W原子的价层电子排布式：___________。(6)与钛位于同一周期且含有相同未成对电子数的过渡元素为___________(填元素符号)(7)基态砷原子N电子层中的成对电子与单电子的数量比为___________。【答案】（1）第二周期IVA族；HNO3+NH3=NH4NO3（2）小于（3）1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]d64s2（4）ds；2；K、Cr（5）3d104p1（6）Ni（7）2:3【解析】X原子核外有6种不同运动状态的电子，则是碳元素，Y原子的基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，是氮元素；Z有多种氧化物，其中一种红棕色氧化物可作涂料是氧化铁，则Z是铁元素；W位于第四周期，其原子最外层只有1个电子，且内层都处于全充满状态，符合条件的是铜元素。(1)X是碳元素，其在元素周期表中的位置是：第二周期IVA；Y的最高价氧化物对应水化物是硝酸，Y的最简单气态氢化物是氨气，两者反应的化学方程式：HNO3+NH3=NH4NO3；(2)X、Y最简单气态氢化物分别是甲烷、氨气，非金属性越强气态氢化物越稳定，氮元素的非金属性大于碳元素，则它们的稳定性：X大于Y；(3)Z是铁元素，其原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]d64s2；(4)W是铜元素，位于元素周期表的ds区，与W处于同一周期且最外层电子数相同的元素的基态原子共有两种、这些元素分别为K、Cr；(5)在发生焰色反应时，W的4s电子会跃迁到4p轨道，写出此激发态W原子的价层电子排布式：3d104p1；(6)与钛位于同一周期即是第四周期，钛元素含有的未成对电子数是两个，则同周期且含有相同未成对电子数的过渡元素为Ni；(7)基态砷原子价电子排布式是4s24p3，则N电子层中的成对电子与单电子的数量比为2:3。易错点二分子结构与性质【易错典例】例2（1）Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是_______________。Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为________________________，微粒之间存在的作用力是________________。比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因_____________________。GeCl4GeB