第1章 第2节 第1课时 原子结构与元素周期表-【金版教程】2024-2025学年高中化学选择性必修2创新导学案课件PPT（人教版2019 单选版）

0 第一章　原子结构 与性质 第二节　原子结构与元素的性质 第一课时　原子结构与元素 周期表 1.通过辨识原子结构及价层电子排布与元素在周期表中的位置之间的关系，形成“结构决定性质”的观念。2.认识周期表中各区及元素周期表的规律，培养学生的模型认知能力。 2 学习理解 01 课时作业 04 目录 CONTENTS 探究应用 02 微专题 03 学习理解 1．元素周期律、元素周期系和元素周期表 (1)元素周期律：元素的性质随__________递增而呈_____________的规律。 (2)元素周期系和元素周期表 按元素原子的___________(即原子核电荷数)递增排列的序列叫元素周期系。元素周期表是呈现元素周期系的________。元素周期系__________，元素周期表_____________。 原子序数 周期性的变化 原子序数 表格 只有一个 多种多样 学习理解 5 2．构造原理与元素周期表 (1)核外电子排布与元素周期系的基本结构 ①根据构造原理得出的核外电子排布可以解释元素周期系中每个周期的元素数。第一周期从1s1开始，以1s2结束，只有_____种元素。其余各周期总是从ns能级开始，以np结束，而从ns能级开始以np结束递增的核电荷数(或电子数)就_______每个周期里的元素数。 两 等于 学习理解 6 周期 对应能级 最多所能容纳的电子数 周期中所含元素种数 1 1s 2 2 2 ________ 8 ______ 3 3s、3p 8 8 4 ____________ 18 _____ 5 5s、4d、5p 18 18 6 _______________ 32 ______ 7 7s、5f、6d、7p 32 32 ②周期、能级、元素种数的对应关系 2s、2p 4s、3d、4p 6s、4f、5d、6p 8 18 32 学习理解 7 (2)元素在周期表中的位置与元素原子的结构、性质间的关系 ①在元素周期表中，同族元素价层电子数_______，是同族元素性质_______的结构基础。 ②长周期比短周期多出的元素，其原子的最外层电子数始终不超过____ (Pd除外)，所以它们全部是___________。 相同 相似 2 金属元素 学习理解 8 (3)核外电子排布与元素周期表的分区 按核外电子排布，可把元素周期表划分成5个区。除ds区外，一般来说，各区名称来自按构造原理最后填入电子的_____________，而ds区可理解为先填满了________能级而后再填充_____ 能级。5个区的位置关系如图所示： 能级的符号 (n－1)d ns s d ds p 学习理解 9 3．对角线规则 在元素周期表中，某些主族元素与________的主族元素的有些性质是_______，这种_________被称为对角线规则。 右下方 相似的 相似性 学习理解 10 1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 (1)原子的价层电子数一定等于其所在族的族序数。(　　) (2)除氦外，0族元素原子的价层电子排布式为ns2np6。(　　) (3)最外层电子排布式为ns1或ns2的元素一定为金属元素。(　　) (4)价层电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族，是p区元素。(　　) (5)基态原子的N层上只有1个电子的元素一定位于第ⅠA族。(　　) (6)同族元素的价层电子数一定相同。(　　) 答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×　(6)× 答案 学习理解 11 2．电子排布式为[Ar]3d54s2的元素是(　　) A．稀有气体元素 B．过渡元素 C．主族元素 D．卤族元素 答案 学习理解 12 3．下列说法中正确的是(　　) A．所有金属元素都分布在d区和ds区 B．最外层电子数为2的元素都分布在s区 C．元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素 D．s区均为金属元素 解析：s区除H外均为金属元素，A、D错误；He、Zn等虽然最外层电子数为2，但却不是s区元素，B错误。 答案 解析 学习理解 13 4．某元素原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1，根据原子核外电子排布与元素在元素周期表中的位置关系，完成下列各题： (1)该元素处于元素周期表的第________周期，该周期的元素种数是________。 (2)该元素处于元素周期表的第________族，该族的非金属元素种数是________。 (3)试推测该元素处于元素周期表的________区，该区包含族的种类是________________________。 四 18 ⅢA 1 p 第ⅢA～ⅦA族、0族 答案 学习理解 14 5．已知元素周期表中共有18个纵列，下图实线表示元素周期表的边界。按核外电子排布，可把元素周期表里的元素划分为s区、p区、d区、ds区等。除ds区外，其他区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。 (1)请在上图中用实线画出s区、p区、d区、ds区的边界线，并分别用阴影 和 表示d区和ds区。 答案：如图所示 答案 学习理解 15 (2)有的同学受这种划分的启发，认为d区内第6、7纵列的部分元素可以排在另一区，你认为应排在________区。 (3)请在上述元素周期表中用元素符号标出4s轨道处于半充满状态的元素。 ds 答案 答案：如图所示 学习理解 16 解析：对于24号元素，若根据构造原理，其核外价层电子排布应该是3d44s2，而实际上是3d54s1，原因是能量相同的轨道处于全空、全充满和半充满状态时能量较低，而29号元素也正是因为这一点排成3d104s1，而不是3d94s2，故将29号、30号元素所在纵列归为ds区。所以有的同学认为d区内第6、7纵列的部分元素可以排在ds区是有道理的。 解析 学习理解 17 探究应用 知识点一　构造原理与元素周期表的结构 1．核外电子排布与周期的划分 (1)原子核外电子排布与元素周期表中周期划分的本质联系 (2)每个周期第一种元素的最外层电子的排布式为ns1。每个周期结尾元素的最外层电子排布式除He为1s2外，其余为ns2np6，即最外层电子所在轨道的能层序数n与其对应的周期序数相等。 探究应用 19 2．核外电子排布与族的划分 族的划分与原子的价层电子数目和价层电子排布密切相关，一般情况下，同族元素原子的价层电子数目相同。具体地讲： (1)主族元素的价层电子排布 ①主族元素的族序数＝价层电子总数＝最高正价(O、F除外)。 ②同主族元素原子的价层电子排布相同，价层电子全部排布在ns或nsnp轨道上。 主族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价层电子排布 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 探究应用 20 (2)过渡元素的原子，价层电子排布为 (n－1)d1～10ns1～2(镧系、锕系、钯除外)，由此可以看出，虽然同一副族元素的电子层数从上到下逐渐增加，但价层电子排布却基本相同。 ①第ⅢB～ⅦB族元素原子的价层电子数目等于族序数。 ②第Ⅷ族元素原子的价层电子排布为(n－1)d6～9ns1～2(钯除外，为4d10)。 ③第ⅠB族和第ⅡB族则是根据ns轨道上有1个还是2个电子来划分的。 (3)0族元素，除氦元素外，稀有气体元素原子的最外层电子排布均为ns2np6。这种全充满电子的结构是稀有气体元素原子具有特殊稳定性的内在原因。 探究应用 21 3．由元素的价层电子排布判断其在周期表中的位置的规律 价层电子排布 x或y的取值 周期表中位置 nsx x＝1，2 第n周期第xA族(说明：当n＝1、x＝2时，该元素为He，处于0族) ns2npx x＝1，2，3，4，5 第n周期第(2＋x)A族 x＝6 第n周期0族 (n－1)dxnsy (n≥4) x＋y≤7 第n周期第(x＋y)B族 7<x＋y≤10 第n周期第Ⅷ族 (n－1)d10nsx (n≥4) x＝1，2 第n周期第xB族 探究应用 22 4.对价层电子认识的误区 (1)价层电子不一定是最外层电子，只有主族元素的价层电子才是最外层电子。对于过渡元素还包括部分内层电子。 (2)元素的价层电子数不一定等于其所在族的族序数，对部分过渡元素是不成立的。 (3)同一族元素的价层电子排布不一定相同，如过渡元素中的镧系元素和锕系元素就不相同，在第Ⅷ族中部分元素的价层电子排布也不相同。 探究应用 23 [练1]　若某原子的价层电子排布式为4d15s2，则下列说法正确的是(　　) A．该元素位于周期表中第五周期第ⅢB族 B．该元素原子价层电子数为2 C．该元素为非金属元素 D．该元素原子N能层共有8个电子 答案 探究应用 24 [练2]　写出下列元素基态原子的核外电子排布式，并判断它们在元素周期表中的位置。 (1)13Al：________________，____________________。 (2)24Cr：____________________，__________________。 (3)26Fe：____________________，______________________。 (4)33As：________________________，____________________。 (5)30Zn：____________________，____________________。 1s22s22p63s23p1 答案 第三周期第ⅢA族 1s22s22p63s23p63d54s1 第四周期第ⅥB族 1s22s22p63s23p63d64s2 第四周期第Ⅷ族 1s22s22p63s23p63d104s24p3 第四周期第ⅤA族 1s22s22p63s23p63d104s2 第四周期第ⅡB族 探究应用 25 知识点二　原子结构与元素周期表的分区与对角线规则 1．元素周期表的分区 按照核外电子排布，可把元素周期表分成5个区。除ds区外，各区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级符号，其性质特点如下： 分区 元素位置 价层电子排布式 元素种类及性质特点 s区 第ⅠA族、第ⅡA族 ns1～2 属于活泼金属(H除外)，为碱金属和碱土金属 p区 第ⅢA～ⅦA族及0族 1s2或ns2np1～6 为非金属、稀有气体和少数金属元素，随着最外层电子数目的增加，原子越来越难失去电子，越来越容易得到电子 d区 第ⅢB～ⅦB族(镧系、锕系除外)及第Ⅷ族 (n－1)d1～9 ns1～2(Pd除外) (n－1)d轨道不同程度地参与化学键的形成，为过渡金属 ds区 第ⅠB族、第ⅡB族 (n－1)d10ns1～2 原子的(n－1)d轨道充满电子，为过渡金属 f区 镧系和锕系　 (n－2)f0～14 (n－1)d0～2ns2 镧系元素的化学性质相近；锕系元素的化学性质相近 探究应用 26 2.对角线规则 在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的另一主族元素的某些性质是相似的，这称为对角线规则。常见的是表中对角线上的元素： 具体地讲： 探究应用 27 探究应用 28 探究应用 29 [练3]　下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述中，正确的是(　　) A．基态原子的N层上只有一个电子的元素，一定是s区元素 B．原子的价层电子排布式为(n－1)d6－8ns2的元素一定是ds区元素 C．最外层有三个未成对电子的元素一定属于主族元素 D．基态原子的价层电子排布式为(n－1)dxnsy的元素的族序数一定为x＋y 答案 探究应用 30 解析：基态原子的N层上只有一个电子的元素，其基态原子电子排布式可能为1s22s22p63s23p64s1、1s22s22p63s23p63d54s1或1s22s22p63s23p63d104s1，即该元素可能在第ⅠA族、第ⅥB族或第ⅠB族，不一定位于s区，A错误；原子的价层电子排布式为(n－1)d6－8ns2的元素是第Ⅷ族元素，位于d区，B错误；原子核外最外层有三个未成对电子的元素，其p能级为3个电子，一定属于主族元素，C正确；基态原子的价层电子排布式为(n－1)dxnsy的元素，其族序数可能为x＋y(x＋y≤7)、也可能为y(x＝10，y＝1或2)，该元素还可能在第Ⅷ族(10≥x＋y>7)，D错误。 解析 探究应用 31 [练4]　在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系 时，人们发现价层电子排布相似的元素集中在一起，据此， 人们将元素周期表分为五个区，并以最后填入电子的能级的 符号作为该区的名称(除ds区外)，如图所示。 (1)在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素，其原 子的价层电子的原子轨道形状为________。 (2)在d区中，族序数最大、原子序数最小的元素，它常见离子的电子排布式为___________________________________________________。 (3)在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素，其原子的价层电子排布式为________。 (4)在p区中，第二周期第ⅤA族元素原子的价层电子排布图为___________。 球形 答案 Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6； Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5 3d104s2 探究应用 32 解析：(1)s区包括第ⅠA族和第ⅡA族元素，族序数最大、原子序数最小的元素应是第二周期第ⅡA族的Be，其电子排布式为1s22s2，价层电子排布式为2s2，其原子轨道形状为球形。 (2)d区包括第ⅢB～第ⅦB族和第Ⅷ族元素，其中族序数最大、原子序数最小的元素是第四周期第Ⅷ族的Fe，Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，Fe的常见离子为Fe2＋和Fe3＋。 (3)ds区包括第ⅠB族和第ⅡB族元素，族序数最大、原子序数最小的元素是Zn，Zn原子的价层电子排布式为3d104s2。 (4)在p区中，位于第二周期第ⅤA族的元素是N，N原子的价层电子排布式为2s22p3，则价层电子排布图为 。 解析 探究应用 33 本课总结 探究应用 34 微专题 元素在周期表 中位置的判断 元素在周期表中位置的确定方法 (1)原子序数小于20的元素，可直接依据原子结构示意图确定元素在周期表中的位置，其中能层数为周期数，最外层电子数为主族的族序数。 (2)原子序数大于20的元素，可依据电子排布式确定元素在周期表中的位置，具体方法如图： 微专题 36 1．某元素原子的价层电子排布式为3d54s2，则该元素位于元素周期表中(　　) A．第四周期第ⅡA族 B．第四周期第ⅡB族 C．第四周期第ⅦA族 D．第四周期第ⅦB族 2．基态原子的电子排布式为[Kr]4d105s1的元素所属的区、周期和族分别为(　　) A．p区、第五周期、第ⅠB族 B．ds区、第五周期、第Ⅷ族 C．d区、第四周期、第ⅠB族 D．ds区、第五周期、第ⅠB族 答案 微专题 37 3．下列能确定某元素在周期表中位置的是(　　) A．某元素原子的第二能层电子的轨道表示式为 B．某元素在某种化合物中的化合价为＋4 C．某元素原子的最外层电子数为6 D．某元素原子的价层电子排布为5s25p1 答案 解析：A项，只能说明该元素原子的L层有8个电子，无法确定其在周期表中的位置；B项，某些非金属元素有多种化合价，无法确定其在周期表中的位置；C项，只能确定其所在族，无法确定其所在周期；D项，可确定该元素在第五周期第Ⅲ A族。 解析 微专题 38 元素 元素符号 原子序数 区 周期 族 A 1s22s22p63s1 B C 3d104s1 D [Ne]3s23p4 E 4．已知几种元素原子的核外原子结构或核外电子排布或价电子排布情况，分别判断其元素符号、原子序数并指出其在周期表中的位置。 Na 答案 11 s 三 ⅠA Fe 26 d 四 Ⅷ Cu 29 ds 四 ⅠB S 16 p 三 ⅥA Cl 17 p 三 ⅦA 微专题 39 课时作业 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★★ ★★ 对点 通过电子排布式推断元素位置 元素周期表的分区 元素周期表及其分区 原子结构 原子结构与元素周期表的分区 原子结构与元素周期表 元素周期表的分区 原子结构与元素周期表 题号 9 10 11 12 13 14 15 难度 ★★ ★★ ★★ ★★★ ★ ★★★ ★★★ 对点 对角线规则 原子结构与元素周期表 原子结构与元素周期表 原子结构与元素周期表 元素周期表的分区 原子结构与元素周期表 元素推断、原子结构与元素周期表 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 41 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．原子的价层电子排布式为3d104s1的元素在周期表中位于(　　) A．第五周期第ⅠB族 B．第五周期第ⅡB族 C．第四周期第ⅧB族 D．第四周期第ⅠB族 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 42 2．下列各组元素属于p区的是(　　) A．原子序数为1、2、7的元素 B．S、O、P C．Fe、Ar、Cl D．Na、Li、Mg 答案 解析：A项中原子序数为1、2、7的元素分别为氢、氦、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。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 43 3．元素周期表中共有18纵列，第1列为碱金属元素(氢元素除外)，第18列为稀有气体元素，则下列说法正确的是(　　) A．第9列元素中没有非金属元素 B．第15列元素原子的最外层电子排布式是ns2np5 C．最外层电子排布式为ns2的元素一定在第2列 D．第11、12列为d区元素 解析：A项，第9列为第Ⅷ族元素，全部为金属元素；B项，第15列为第ⅤA族元素，其元素原子的最外层电子排布式为ns2np3；C项，He的最外层电子排布式为1s2，在第18列；D项，第11、12列元素原子的价层电子排布式为(n－1)d10ns1～2，所以为ds区元素。 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 44 4．具有以下结构的原子，一定属于主族元素原子的是(　　) ①最外层有3个电子的原子　②最外层电子排布为ns2的原子　③最外层有3个未成对电子的原子　④次外层无未成对电子的原子 A．①② B．②③ C．①③ D．②④ 答案 解析：最外层有3个电子的原子，其最外层电子排布为ns2np1，属于第ⅢA族，①正确；Fe的最外层电子排布为4s2，He为1s2，它们都不是主族元素，②错误；因最外层电子数最多不超过8个，故最外层有3个未成对电子的原子，其最外层电子排布应为ns2np3，该元素一定为主族元素，③正确；有些过渡元素的次外层也可以达到饱和状态，如Cu：1s22s22p63s23p63d104s1，④错误。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 45 5．(2024·北京市海淀区高三期中)FeTiO3是钛铁矿的主要成分，在工业上可以用于制备金属钛。下列说法不正确的是(　　) A．基态Fe2＋价层电子排布式为3d6 B．Fe在元素周期表中位于ds区 C．基态Ti原子价层电子轨道表示式为 D．O在元素周期表中位于第二周期第ⅥA族 答案 解析：Fe是26号元素，其原子核外有26个电子，价层电子排布式为3d64s2，铁原子失去4s上的2个电子生成Fe2＋，故Fe2＋价层电子排布式为3d6，A正确；Fe元素位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族，为d区元素，B错误；Ti位于第四周期第ⅣB族，价层电子排布式为3d24s2，价层电子轨道表示式为 ，C正确；O在元素周期表中位于第二周期第ⅥA族，D正确。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 46 6．已知某元素＋2价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9，该元素在元素周期表中的位置是(　　) A．第三周期第Ⅷ族，p区 B．第三周期第ⅤB族，d区 C．第四周期第ⅤB族，f区 D．第四周期第ⅠB族，ds区 答案 解析：题给＋2价离子的核外有27个电子，则该元素原子核外有29个电子，29号元素是铜，位于第四周期第ⅠB族，位于ds区。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 47 7．下列有关元素周期表分区的说法错误的是(　　) A．p区不包含副族元素 B．第五周期有15种f区元素 C．d区、ds区均不存在非金属元素 D．s区所有元素原子的p能级均为全充满或全空状态 答案 解析：p区元素原子的最后一个电子填充到p能级上(He除外)，包括第ⅢA族到0族元素，不包括副族元素，A正确；f区元素指的是镧系和锕系元素，镧系和锕系元素分别在第六、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区均为过渡元素，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为ns1～2，s区所有元素原子的p能级均为全充满或全空状态，D正确。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 48 8．某元素基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d54s2，则下列说法正确的是(　　) A．该元素原子的M层有7个电子 B．该元素属于ds区元素 C．该元素原子的价层电子数为2 D．该元素位于第四周期第ⅦB族 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 49 9．元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素(如图所示)的有些性质是相似的，这种相似性被称为对角线规则。则下列叙述错误的是(　　) A．Li在N2中燃烧生成Li3N B．Li在空气中燃烧生成Li2O2 C．Be(OH)2既能溶于强酸溶液又能溶于强碱溶液 D．硼酸钠溶液呈碱性 答案 解析：根据Mg在N2中燃烧生成Mg3N2可知，Li在N2中燃烧生成Li3N，故A正确；根据Mg在空气中燃烧生成MgO可知，Li在空气中燃烧生成Li2O，故B错误；根据Al(OH)3既能溶于强酸溶液又能溶于强碱溶液可知，Be(OH)2既能溶于强酸溶液又能溶于强碱溶液，故C正确；根据硅酸为弱酸可知，硼酸也为弱酸，硅酸钠溶液呈碱性，所以硼酸钠溶液也呈碱性，故D正确。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 50 10．下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述中，正确的是(　　) A．基态原子的N层上只有一个电子的元素一定是第ⅠA族元素 B．基态原子核外价层电子排布式为(n－1)dxnsy的元素的族序数一定为x＋y C．基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区 D．基态原子含有未成对电子最多的元素位于第ⅤA族 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 51 解析：基态原子的N层上只有一个电子的元素可能是K、Cr、Cu，所以可能位于第ⅠA族、第ⅥB族、第ⅠB族，A错误；基态原子核外价层电子排布式为(n－1)dxnsy的元素的族序数可能为x＋y(x＋y≤7)，也可能为8(8≤x＋y≤10)，还可能为y(x＋y>10)，B错误；基态原子的p能级上半充满的元素为第ⅤA族元素，所以一定位于p区，C正确；基态原子第ⅤA族元素未成对电子数是3，而元素周期表中很多元素d能级上半充满时有5个未成对电子，f能级半充满时有7个未成对电子，所以含有未成对电子最多的元素不位于第ⅤA族，D错误。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 52 11．已知某些元素在元素周期表中的位置如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．表中五种元素位于5个不同的区 B．元素5的原子结构示意图为 ，其属于金属元素 C．元素1、2、3的基态原子中，未成对电子数之比为1∶3∶4 D．元素4的基态原子的价层电子排布式为3d104s2，与它具有相同最外层电子数的元素只可能处于ds区 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 53 解析：根据元素在周期表中的位置可知：1为H元素，2为O元素，3为Fe元素，4为Zn元素，5为Ge元素。H价层电子排布式为1s1，O价层电子排布式为2s22p4，Fe价层电子排布式为3d64s2，Zn价层电子排布式为3d104s2，Ge价层电子排布式为4s24p2，分别属于s、p、d、ds、p区，共4个不同的区，A错误；5为Ge元素，原子核外电子数为32，分布在4个电子层上，电子数分别为2、8、18、4，原子结构示意图为 ，属于金属元素，B正确；元素1、2、3的基态原子价层电子排布式分别为1s1、2s22p4、3d64s2，未成对电子数之比为1∶2∶4，C错误；元素4(Zn)的最外层电子数为2，最外层电子数为2的有He、第ⅡA、ⅢB～ⅤB、ⅦB～Ⅷ、ⅡB族元素等，所以最外层电子数为2的元素可能处于ds区、p区、s区、d区，D错误。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 54 12．元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的价层电子排布式为nsn－1npn＋1，则下列说法不正确的是(　　) A．Y元素原子的价层电子排布式为4s24p4 B．Y元素在元素周期表的第三周期第ⅥA族 C．X元素所在周期是含非金属元素最多的周期 D．基态Z原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3 答案 X Y Z 解析：因为Y元素原子的价层电子排布式中出现了np能级，故其ns能级已经填满且只能为2个电子，则n－1＝2，n＝3，即Y元素原子的价层电子排布式为3s23p4，Y元素位于第三周期第ⅥA族，A错误，B正确。Y为S元素，X为F元素，第二周期是含非金属元素最多的周期，C正确。Z为As元素，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，D正确。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 55 二、非选择题 13．在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，根据元素原子的价层电子排布的特征，人们将元素周期表分为五个区：s区、p区、d区、ds区和f区。请回答下列问题。 (1)在s区中，族序数最大且原子序数最小的元素原子的价层电子的电子云形状为________。 (2)在d区中，族序数最大且原子序数最小的元素原子的2种常见离子的电子排布式分别为___________________、__________________。 (3)在ds区中，族序数最大且原子序数最小的元素原子的价层电子排布式为________________。 (4)第二周期第ⅤA族元素原子的价层电子轨道表示式为______________。 (5)现常用于核能开发的元素是铀元素和钚元素，它们都在________区。 球形 答案 1s22s22p63s23p63d6 1s22s22p63s23p63d5 3d104s2 f 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 56 解析：(1)s区包含第ⅠA族、第ⅡA族，第ⅡA族中原子序数最小的元素为Be，其原子核外电子排布式为1s22s2，价层电子的电子云形状为球形。 (2)d区包含第ⅢB族～第ⅦB族、第Ⅷ族，族序数最大且原子序数最小的元素为Fe，Fe的常见离子为Fe2＋、Fe3＋，对应的电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d6 ，1s22s22p63s23p63d5。 (3)ds区符合条件的元素为Zn，其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，价层电子排布式为3d104s2。 (4)由题意可知，该元素为N，其原子价层电子轨道表示式为 。 (5)铀元素和钚元素均为锕系元素，位于f区。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 57 14．(1)X原子在第二电子层上只有一个空轨道，则X是________，其电子排布图为_______________；R原子的3p轨道上只有一个未成对电子，则R原子可能是________；Y原子的核电荷数为33，其价层电子排布式是________，其在元素周期表中的位置是___________________，属于____区的元素。 (2)根据元素原子核外电子排布可以推知元素的性质。 ①被誉为“21世纪金属”的钛(Ti)元素，基态原子价层电子轨道表示式为______________，Ti元素形成的化合物中，Ti呈现的最高价态为______价。 ②日常生活中广泛应用的不锈钢，在其生产过程中添加了某种元素，该元素基态原子的价层电子排布式为3d54s1，该元素的名称是________。 C(或碳) 答案 Al或Cl 4s24p3 第四周期第ⅤA族 p ＋4 铬 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 58 解析：(1)X原子在第二电子层上只有一个空轨道，则其电子排布式为1s22s22p2，则X是碳，其电子排布图为 。R原子的3p轨道上只有一个未成对电子，则其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5，则R可能为Al或Cl。Y原子的核电荷数为33，根据构造原理和核外电子排布规则可知，Y原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，电子层数为4，且最外层有5个电子，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。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 59 15．有A、B、C、D、E、F、G七种元素，除E为第四周期元素外其余均为短周期元素。A、E、G位于元素周期表的s区，其余元素位于p区，A、E的原子价层电子数相同，A的原子中没有成对电子；B元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；C元素原子的价层电子排布式为nsnnpn＋1；D元素单质的氧化性在第三周期主族元素的单质中排第二位；F的基态原子核外成对电子数是单电子数的3倍；G的基态原子占据两种形状的原子轨道，且两种形状轨道中的电子总数均相同。回答下列问题： (1)写出下列元素的符号：D________，G________。 (2)E元素位于周期表第________族。 (3)写出C的电子排布式：____________。 (4)B的原子结构示意图为________。 (5)基态A原子中含有的未成对电子数为_____。 S 答案 Mg ⅠA 1s22s22p3 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 60 解析：A、B、C、D、E、F、G七种元素，除E为第四周期元素外其余均为短周期元素，A、E、G位于元素周期表的s区，A、E的原子价层电子数相同，A的原子中没有成对电子，则A为H，E为第四周期第ⅠA族元素，即E为K；B、C、D、F元素位于p区，C元素原子的价层电子排布式为nsnnpn＋1，即n＝2，则C为N元素；B元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子总数相同，即电子排布式为1s22s22p2，则B为C元素；D元素单质的氧化性在第三周期主族元素的单质中排第二，则D为S；F的基态原子核外成对电子数是单电子数的3倍，其电子排布式应为1s22s22p4，即F为O元素，G的基态原子占据两种形状的原子轨道，且两种形状轨道中的电子总数相同，且位于元素周期表的s区，则G电子排布式为1s22s22p63s2，为Mg元素。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 课时作业 61 　　　　　　　　　　　　　 R (1)锂和镁的相似性 ①锂与镁的沸点较为接近： 元素 Li Na Be Mg 沸点/℃ 1341 881.4 2467 1100 ②锂和镁在氧气中燃烧分别生成对应的氧化物： 4Li＋O2eq \o(=====,\s\up17(点燃))2Li2O，2Mg＋O2eq \o(=====,\s\up17(点燃))2MgO。 ③锂和镁与水的反应都比钠与水的反应缓慢。 ④碱金属中只有锂在室温下能与氮气反应生成Li3N，同样镁也能与氮气发生反应生成Mg3N2。 ⑤在碱金属的氟化物、碳酸盐和磷酸盐中，锂盐是难溶于水的，相应的镁盐也难溶于水。 (2)铍和铝的相似性 ①铍和铝都可与酸、碱反应放出氢气，并且铍在浓硝酸中也发生钝化。 ②BeO和Al2O3都是两性氧化物：BeO＋2HCl===BeCl2＋H2O，BeO＋2KOH===K2BeO2＋H2O；BeO、Al2O3硬度大、熔点高；Be(OH)2和Al(OH)3都是两性氢氧化物。 ③BeCl2和AlCl3都是共价化合物，易升华。 ④可溶性的铍、铝盐易水解：Be2＋＋2H2OBe(OH)2＋2H＋，Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋。 $$