2024屆一輪復(fù)習人教版 第30講 原子結(jié)構(gòu) 核外電子排布規(guī)律 課件(87張PPT)_第1頁
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文檔簡介

第30講原子結(jié)構(gòu)核外電子排布規(guī)律1.掌握原子結(jié)構(gòu)中微粒數(shù)目的關(guān)系。2.了解原子核外電子的運動狀態(tài)、能級分布和排布原理。3.能正確書寫1~36號元素原子核外電子排布式、價層電子排布式和軌道表示式。復(fù)習目標內(nèi)容索引考點一

原子結(jié)構(gòu)、核素、同位素考點二核外電子運動狀態(tài)與排布原理真題演練明確考向課時精練原子結(jié)構(gòu)、核素、同位素><1.原子結(jié)構(gòu)(1)構(gòu)成微粒及作用必備知識歸納整合核素元素化學(xué)(2)微粒間的數(shù)量關(guān)系中子質(zhì)子①陽離子的核外電子數(shù)=

-所帶電荷數(shù)。②陰離子的核外電子數(shù)=

+所帶電荷數(shù)。質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)(3)微粒符號周圍數(shù)字代表的信息質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)2.元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的概念及相互關(guān)系質(zhì)子數(shù)質(zhì)子中子質(zhì)子中子(2)同位素的特征①同一元素的各種核素的

不同,

相同,化學(xué)性質(zhì)

,物理性質(zhì)

。②同一元素的各種穩(wěn)定核素在自然界中所占的原子百分數(shù)(豐度)不變。中子數(shù)幾乎完全相同差異較大質(zhì)子數(shù)(3)氫元素的三種核素

:名稱為

,不含中子;

:用字母

表示,名稱為

或重氫;

:用字母

表示,名稱為_____或超重氫。氕D氘T氚(4)幾種重要核素的用途1.一種元素可以有多種核素,也可能只有一種核素,有多少種核素就有多少種原子(

)2.所有原子核內(nèi)一定都有中子(

)3.質(zhì)量數(shù)就是元素的相對原子質(zhì)量(

)4.質(zhì)子數(shù)相同的微粒一定屬于同一種元素(

)5.核外電子數(shù)相同的微粒,其質(zhì)子數(shù)一定相同(

)6.核聚變?nèi)?/p>

,因為有新微粒生成,所以該變化是化學(xué)變化(

)7.氫的三種核素形成的單質(zhì)有6種,它們物理性質(zhì)有所不同,但化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同(

)√×××××√一、微粒中“粒子數(shù)”的確定關(guān)鍵能力專項突破√不能確定核素的原子百分含量,因此不能計算氦元素的近似相對原子質(zhì)量,B錯誤;(2)已知陰離子R2-的原子核內(nèi)有n個中子,R原子的質(zhì)量數(shù)為m,則wgR原子完全轉(zhuǎn)化為R2-時,含有電子的物質(zhì)的量是__________________。1∶1二、元素、核素、同位素的概念辨析√核素同位素(2)互為同素異形體的微粒是___________。3024(4)上述9種微粒中有________種核素,含有________種元素。75返回核外電子運動狀態(tài)與排布原理><1.核外電子運動狀態(tài)核外電子按能量不同分成能層,同一能層的電子,還被分成不同能級。量子力學(xué)把電子在原子核外的一個空間運動狀態(tài)稱為一個原子軌道。必備知識歸納整合回答下列問題:(1)填寫下表,熟悉原子核外能層、能級、原子軌道之間的關(guān)系。能層(n)一二三四能層符號

能級符號

各能級原子軌道數(shù)

各能層原子軌道數(shù)

最多容納電子數(shù)

答案

能層(n)一二三四能層符號KLMN能級符號1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f各能級原子軌道數(shù)1131351357各能層原子軌道數(shù)14916最多容納電子數(shù)281832(2)常用電子云輪廓圖的形狀和取向來表示原子軌道的形狀和取向。s電子云輪廓圖呈____形、p電子云輪廓圖呈______形。p電子云有____種伸展方向。(3)預(yù)測第五電子層上原子軌道總數(shù)是多少?最多能容納的電子數(shù)是多少?球啞鈴3答案

25,50(4)比較下列基態(tài)原子能級或原子軌道的能量高低。①1s、2s、2p、3s、3p、3d

②2s、2px、2py、2pz答案

①1s<2s<2p<3s<3p<3d

②2s<2px=2py=2pz2.基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜(1)基態(tài)原子:處于

的原子。激發(fā)態(tài)原子:基態(tài)原子吸收能量,它的電子會

到較高能級,變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子。(2)原子光譜不同元素原子的電子發(fā)生躍遷時會

不同的光,用光譜儀記錄下來便得到原子光譜。利用原子光譜上的特征譜線可以鑒定元素,稱為光譜分析。最低能量狀態(tài)躍遷吸收釋放吸收發(fā)射3.原子核外電子排布的規(guī)范書寫(1)排布原則①

:在構(gòu)建基態(tài)原子時,電子將盡可能地占據(jù)能量最低的原子軌道,使整個原子的能量最低。能量最低原理②

:在一個原子軌道里,最多只能容納

個電子,它們的自旋

。如2s軌道上的電子排布為

,不能表示為

。③

:基態(tài)原子中,填入簡并軌道的電子總是先單獨分占,且自旋平行。

如2p3的電子排布為_____________,不能表示為

。泡利原理相反洪特規(guī)則2注意當能量相同的原子軌道在全充滿(p6、d10、f14)、半充滿(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)狀態(tài)時,體系的能量最低,如基態(tài)24Cr原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1,而不是1s22s22p63s23p63d44s2。(2)填充順序——構(gòu)造原理(3)基態(tài)原子核外電子排布表示方法(以硫原子為例)電子排布式1s22s22p63s23p4簡化電子排布式[Ne]3s23p4價層電子排布式3s23p4價層電子軌道表示式(電子排布圖)

1.p能級能量不一定比s能級的能量高(

)2.Fe的基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s23d6(

)3.22Ti的電子排布式1s22s22p63s23p10違反了能量最低原理(

)4.

表示的原子能量處于最低狀態(tài)(

)5.1s22s12p1表示的是激發(fā)態(tài)原子的電子排布(

)6.某些金屬及其化合物在燃燒時會產(chǎn)生特殊的顏色,是由于電子躍遷時能量以一定頻率的光釋放出來(

)√×××√√1.完成下列各小題:(1)基態(tài)硅原子最外層電子的軌道表示式為___________________。(2)在KH2PO4的四種組成元素各自所能形成的簡單離子中,核外電子排布相同的是__________(填離子符號)。(3)銅或銅鹽的焰色試驗為綠色,該光譜是___________(填“吸收光譜”或“發(fā)射光譜”)。一、核外電子的運動狀態(tài)及排布式的書寫關(guān)鍵能力專項突破K+和P3-發(fā)射光譜2.下列Li原子軌道表示式表示的狀態(tài)中,能量最低和最高的分別為________、________(填字母)。A.

B.

C.

D.

DC根據(jù)核外電子排布規(guī)律可知Li的基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s1,則D中能量最低;選項C中有2個電子處于2p能級上,能量最高。3.鉀發(fā)生焰色試驗的原因是_____________________________________________________________________________。電子由較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)或基態(tài)時,以光的形式釋放能量歸納總結(jié)核外電子排布常見錯誤(1)在書寫基態(tài)原子的軌道表示式時,常出現(xiàn)以下錯誤:①

(違反能量最低原理);②

(違反泡利原理);③

(違反洪特規(guī)則);④

(違反洪特規(guī)則)。(2)當出現(xiàn)d軌道時,雖然電子按ns、(n-1)d、np的順序填充,但在書寫電子排布式時,仍把(n-1)d放在ns前,如Fe:1s22s22p63s23p63d64s2,而失電子時,卻先失4s軌道上的電子,如Fe3+:1s22s22p63s23p63d5。4.判斷電子的運動狀態(tài)按要求填空:(1)基態(tài)F原子核外電子的運動狀態(tài)有______種。二、核外電子排布規(guī)律的應(yīng)用9基態(tài)F原子共有9個核外電子,則每個電子都有對應(yīng)的軌道和自旋狀態(tài),所以核外電子的運動狀態(tài)有9種。(2)基態(tài)鈦原子的價層電子排布式為________,其原子核外電子的空間運動狀態(tài)有________種,共有________種運動狀態(tài)不同的電子。3d24s21222基態(tài)Ti原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2,價層電子排布式為3d24s2;s軌道有一種空間運動狀態(tài),p軌道有三種空間運動狀態(tài),d軌道有五種空間運動狀態(tài),3d軌道只有兩個電子,有兩種空間運動狀態(tài),因此基態(tài)Ti原子的核外電子的空間運動狀態(tài)有12種;核外有22個電子,就有22種運動狀態(tài)。(3)基態(tài)Si原子價層電子的運動狀態(tài)有______種,若其電子排布式表示為違背了__________。(4)基態(tài)Cu原子核外電子的空間運動狀態(tài)有_____種。4洪特規(guī)則15基態(tài)Cu原子核外電子排布式為[Ar]3d104s1,基態(tài)Cu原子核外有幾個軌道,其核外電子就有幾種空間運動狀態(tài),則基態(tài)Cu原子核外電子的空間運動狀態(tài)有1+1+3+1+3+5+1=15種。歸納總結(jié)核外電子運動狀態(tài)的判斷電子的運動狀態(tài)與原子核外電子數(shù)目相等;空間運動狀態(tài)與核外電子填充原子軌道的數(shù)目相等。5.判斷原子中未成對電子數(shù)目按要求填空:(1)基態(tài)Ti3+中未成對電子數(shù)有_____個;與Ti同族相鄰的元素Zr的基態(tài)原子價層電子排布式為________。與鈦同周期元素的基態(tài)原子中,未成對電子數(shù)與鈦相同的元素有____種。14d25s23Ti位于第四周期,Ti基態(tài)原子未成對電子數(shù)是2,與鈦同周期的所有元素的基態(tài)原子中,未成對電子數(shù)與鈦相同的元素有Ni、Ge、Se。(2)血紅蛋白中的鐵處于基態(tài)時,其最高能級中的單電子數(shù)為______。(3)Cr與Ni的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)之比為________。43∶1基態(tài)鉻原子價層電子排布式為3d54s1,核外有6個未成對電子,基態(tài)鎳原子價層電子排布式為3d84s2,核外有2個未成對電子,則鉻與鎳的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)之比為3∶1。(4)第四周期中未成對電子數(shù)最多的基態(tài)原子的價層電子軌道表示式為_________________________________。(5)2020年12月17日,“嫦娥五號”首次成功實現(xiàn)地外天體采樣返回,標志著我國航天向前邁出了一大步。其制作材料中包含了Al、Cr、Cu、C、N、O、Si等多種元素。上述元素中基態(tài)原子未成對電子數(shù)與Al相同的有________。CuAl的核外電子排布式為1s22s22p63s23p1,有1個未成對電子,Cr、Cu、C、N、O、Si中只有Cu(價層電子排布:3d104s1)基態(tài)原子未成對電子數(shù)與Al相同。(6)氨硼烷(NH3BH3)的制備是當今科學(xué)研究的重要課題,可用反應(yīng)B(OCH3)3+NH4Cl+LiAlH4===NH3BH3+Al(OCH3)3+LiCl+H2↑進行制備。反應(yīng)中涉及元素的基態(tài)原子中含1個未成對電子的有_____種。56.元素推斷(1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子,次外層有2個電子,其元素符號為________;其基態(tài)原子價層電子的軌道表示式為___________________。(2)E元素基態(tài)原子的M層全充滿,N層沒有成對電子且只有一個未成對電子,E的元素符號為________,其基態(tài)原子的核外電子排布式為______________________________________。(3)元素D的正三價離子的3d能級為半充滿,D的元素符號為________,其基態(tài)原子的核外電子排布式為_________________________________。NCu1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)Fe1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)返回真題演練明確考向1234√52.(2021·遼寧,2)下列化學(xué)用語使用正確的是A.基態(tài)C原子價層電子排布圖:

B.Cl-結(jié)構(gòu)示意圖:

C.KCl形成過程:

1234√51234基態(tài)C原子價層電子排布圖為

,A錯誤;Cl-結(jié)構(gòu)示意圖為

,B錯誤;KCl形成過程為

,C錯誤。53.(2020·山東等級模擬考,4)某元素基態(tài)原子4s軌道上有1個電子,則該基態(tài)原子價層電子排布不可能是A.3p64s1 B.4s1 C.3d54s1 D.3d104s11234√51234基態(tài)原子4s軌道上有1個電子,在s區(qū)價層電子排布式為4s1,在d區(qū)價層電子排布式為3d54s1,在ds區(qū)價層電子排布式為3d104s1,在p區(qū)不存在4s軌道上有1個電子,故A符合題意。51234√5123455.按要求解答下列問題。(1)[2020·全國卷Ⅱ,35(1)]基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為____________________________________。(2)[2019·全國卷Ⅰ,35(1)]下列狀態(tài)的鎂中,電離最外層一個電子所需能量最大的是_____(填字母)。A.[Ne] B.[Ne]C.[Ne] D.[Ne](3)[2020·全國卷Ⅰ,35(1)]基態(tài)Fe2+與Fe3+離子中未成對的電子數(shù)之比為________。1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)A4∶5返回12345課時精練1234567891.三星堆見證了中華文明起源的多樣性,通過“14C測定法”初步確定其年代區(qū)間。下列有關(guān)說法正確的是A.14C與12C互為同位素B.14C的核外電子數(shù)是14C.14C可由中子轟擊14N產(chǎn)生,14C與14N的化學(xué)性質(zhì)相同D.青銅器皿、骨頭、紡織品、灰燼等都可作為檢測的樣品101112131415√2.釷是一種放射性金屬元素,有鋼灰色光澤,質(zhì)地柔軟,化學(xué)性質(zhì)較活潑,廣泛分布在地殼中。230Th和232Th是釷的兩種同位素,232Th可以轉(zhuǎn)化成233U,因此它是潛在的核燃料。下列有關(guān)Th的說法正確的是A.Th元素的質(zhì)量數(shù)是232B.Th元素的相對原子質(zhì)量是231C.232Th轉(zhuǎn)換成233U是化學(xué)變化D.230Th和232Th的化學(xué)性質(zhì)相同123456789101112131415√123456789101112131415Th有質(zhì)量數(shù)為230、232的兩種核素,不能說Th元素的質(zhì)量數(shù)為232,A項錯誤;元素的相對原子質(zhì)量是由各種同位素的相對原子質(zhì)量與其在自然界中的百分含量求得的平均值,B項錯誤;232Th轉(zhuǎn)換成233U,不是化學(xué)變化,C項錯誤;同位素的物理性質(zhì)差異較大,但化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同,D項正確。3.在賓館、辦公樓等公共場所,常使用一種電離式煙霧報警器,其主體是一個放有镅-241()放射源的電離室。

原子核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差是A.241 B.146 C.95 D.51123456789101112131415

的質(zhì)子數(shù)為95,質(zhì)量數(shù)為241,中子數(shù)=241-95=146,核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)=95,中子數(shù)與核外電子數(shù)之差為146-95=51?!?.某元素的一種核素X的原子質(zhì)量數(shù)為A,含N個中子,它與1H原子組成HmX分子,agHmX中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量是123456789101112131415√1234567891011121314155.下列有關(guān)構(gòu)造原理的說法錯誤的是A.原子核外電子填充3p、3d、4s能級的順序為3p→4s→3dB.某基態(tài)原子部分核外電子的排布式為3d64s2C.所有基態(tài)原子的核外電子排布都遵循構(gòu)造原理D.構(gòu)造原理中的電子排布能級順序,實質(zhì)是各能級能量由低到高的順序123456789101112131415√123456789101112131415絕大多數(shù)基態(tài)原子的核外電子排布都遵循構(gòu)造原理,但也有少數(shù)例外,如Cu,故C錯誤;構(gòu)造原理中電子填入能級的順序即各能級能量由低到高的順序,故D正確。1234567891011121314156.下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)、原子軌道的說法正確的是A.N能層中有4s、4p、4d、4f四個能級,共16個軌道,可容納32種運動狀態(tài)的電子B.在K能層中,有自旋相反的兩條軌道C.s電子繞核運動,其軌道為球面,而p電子在啞鈴形曲面上運動D.電子云通常是用小黑點來表示電子的多少√123456789101112131415N能層中有4s、4p、4d、4f四個能級,各具有1、3、5、7個軌道,每個軌道最多可容納2個電子,故可容納32個電子,所以有32種運動狀態(tài),A正確;在K能層中,只有1個軌道,能容納自旋相反的2個電子,B不正確;電子云通常是用小黑點來表示電子出現(xiàn)的機會多少,但小黑點不表示電子,D不正確。7.第四周期元素中基態(tài)原子核外有3個未成對電子的共有A.2種 B.3種 C.4種 D.5種123456789101112131415√第四周期元素中基態(tài)原子核外有3個未成對電子的共有3種,分別是V(3d34s2)、Co(3d74s2)、As(4s24p3),故選B。8.下列軌道表示式所表示的元素原子中,其能量處于最低狀態(tài)的是123456789101112131415A.

B.

C.

D.

√123456789101112131415原子處于基態(tài)時能量最低,A項,Be原子的2s軌道未排滿電子,2p軌道排布1個電子,應(yīng)為激發(fā)態(tài),錯誤;B項,N原子核外電子排布不符合洪特規(guī)則,錯誤;C項,B原子的2s軌道未排滿電子,2p軌道排布2個電子,應(yīng)為激發(fā)態(tài),錯誤;D項,碳原子的1s和2s軌道全部排滿電子后,2p軌道排布2個電子,核外電子排布符合能量最低原理,應(yīng)是基態(tài)碳原子,正確。9.下列說法正確的是A.最外層電子排布式為ns2的基態(tài)原子所對應(yīng)元素一定位于第ⅡA族B.d區(qū)元素的原子一定都有d軌道電子C.最外層電子排布式為ns1的基態(tài)原子所對應(yīng)元素一定是金屬元素D.基態(tài)原子價層電子排布式為nsnnpn的元素一定是金屬元素123456789101112131415√123456789101112131415最外層電子排布式為ns2的基態(tài)原子所對應(yīng)元素不一定位于第ⅡA族,可能位于副族或0族,如副族的Zn或0族的He,故A錯誤;d區(qū)元素的基態(tài)原子都含有d軌道電子,故B正確;最外層電子排布式為ns1的基態(tài)原子所對應(yīng)元素不一定是金屬元素,如H,故C錯誤;基態(tài)原子價層電子排布式為nsnnpn的元素,s能級上最多排列2個電子,則n=2,所以該原子價層電子排布式為2s22p2,為C元素,是非金屬元素,故D錯誤。12345678910111213141510.人們通常將在同一原子軌道上運動、自旋相反的2個電子,稱為“電子對”,將在某一原子軌道上運動的單個電子,稱為“未成對電子”。下列基態(tài)原子的電子排布式中,未成對電子數(shù)最多的是A.1s22s22p63s23p6B.1s22s22p63s23p63d54s2C.1s22s22p63s23p63d54s1D.1s22s22p63s23p63d104s1√1234567891011121314151s22s22p63s23p6中未成對電子數(shù)為0;1s22s22p63s23p63d54s2中未成對電子數(shù)為5;1s22s22p63s23p63d54s1中未成對電子數(shù)為6;1s22s22p63s23p63d104s1中未成對電子數(shù)為1。B.X、Y均可形成三氯化物C.X的質(zhì)子數(shù)大于Y的D.Y僅有一種含氧酸123456789101112131415√123456789101112131415由守恒關(guān)系可知元素X的質(zhì)量數(shù)為27,X與Y最外層電子數(shù)之和為8,質(zhì)子數(shù)相差2,且X為金屬元素,可推知X為Al元素,Y為P元素,二者都有+3價,都可以形成三氯化物,A項錯誤,B項正確;Al原子質(zhì)子數(shù)為13,P原子質(zhì)子數(shù)為15,故質(zhì)子數(shù):X<Y,C項錯誤;P元素的含氧酸有H3PO4、H3PO3、H3PO2等,D項錯誤。12.A、B為兩短周期元素,A元素原子的L層比B元素原子的L層少3個電子,B原子核外電子總數(shù)比A原子核外電子總數(shù)多5,則A和B形成的化合物的化學(xué)式為A.A2B3 B.BA2C.AB4 D.B3A2123456789101112131415√123456789101112131415由題意知:A元素原子的L層比B元素原子的L層少3個電子,A原子核外電子總數(shù)比B原子核外電子總數(shù)少5,那么肯定是B原子M層上多了2個電子,而且A元素原子的L層未排滿,所以得兩者的原子結(jié)構(gòu)示意圖,A:

、B:

,即A為N,B為Mg,A、B構(gòu)成Mg3N2,即B3A2。13.在短周期元素中,元素的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)等于能層序數(shù)的元素有a種,元素的基態(tài)原子最外層電子數(shù)是未成對電子數(shù)2倍的元素有b種,則

的值為A.1B.2C.3D.4123456789101112131415√123456789101112131415第一周期中原子核外未成對電子數(shù)為1的元素有H,第二周期中原子核外未成對電子數(shù)為2的元素有C和O,第三周期中原子核外未成對電子數(shù)為3的元素有P,符合條件的元素共有4種,即a=4。符合基態(tài)原子最外層電子數(shù)是未成對電子數(shù)2倍的元素,其基態(tài)原子的最外層電子數(shù)是2、4、6或8,若最外層電子數(shù)為2,則是He、Be或Mg,但這三種元素無未成對電子,不符合題意;若最外層電子數(shù)為4,則是C、Si,符合題意;若最外層電子數(shù)為6,則是O、S,最外層有2個未成對電子,最外層電子數(shù)是未成對電子數(shù)的3倍,不符合題意;若最外層電子數(shù)為8,則是Ne、Ar,但這兩種元素均無未成對電子,不符合題意,則符合題意的元素共有2種,即b=2。14.現(xiàn)有部分元素的原子結(jié)構(gòu)特點如下表所示:123456789101112131415XL層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍Y核外電子層數(shù)等于原子序數(shù)ZL層電子數(shù)是K層和M層電子數(shù)之和G最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2.5倍(1)畫出G原子結(jié)構(gòu)示意圖:

_________。(2)元素X與元素Z相比,非金屬性較強的是______(填元素名稱),寫出一個能表示X、Z非金屬性強弱關(guān)系的化學(xué)方程式:

______________________________________。氧2H2S+O2===2H2O+2S↓(答案合理即可)123456789101112131415(3)X、Y、Z、G四種元素形成的一種離子化合物,其水溶液顯強酸性,該化合物的化學(xué)式為___________。XL層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍Y核外電子層數(shù)等于原子序數(shù)ZL層電子數(shù)是K層和M層電子數(shù)之和G最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2.5倍NH4HSO4123456789101112131415X元素原子的L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍,根據(jù)核外電子排布規(guī)律,可知L層為6個電子,所以X為氧元素;Y元素原子的核外電子層數(shù)等于原子序數(shù),Y只能是氫元素;Z元素原子的L層電子數(shù)是K層和M層電子數(shù)之和,L層有8個電子,K層有2個電子,則其M層電子數(shù)為6,所以Z是硫元素;G元素原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2.5倍,其次外層只能是K層,有2個電子,所以G為氮元素。H、N

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