第1章 第2节 第2课时 核外电子排布与元素周期表-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修2创新导学案教用word（鲁科版2019）

化学　选择性必修2 导学案 L 第2课时　核外电子排布与元素周期表 核心素养 学业要求 1.能从原子核外电子排布的视角来说明元素性质的周期性变化。 2.认识科学理论是不断创新和发展的，树立对科学本质不懈追求的意识 1.认识核外电子排布与元素周期表的关系。 2.了解元素周期表中周期、族的划分依据 一、核外电子排布与周期的划分 1．美国化学家鲍林提出了多电子原子的原子轨道近似能级图，他将能量相近的原子轨道归为一组，由此得到的能级组按照能量从低到高的顺序与元素周期表中的周期相对应。不同能级组之间的能量差较大，同一能级组内能级之间的能量差较小。 2．通常只有最外能级组的电子才有可能参与化学反应，这些电子称为价电子。元素性质与原子的价电子的数目密切相关。为了便于研究元素性质与核外电子间的关系，人们常常只表示出原子的价电子排布。 3．电子层数与周期的划分 (1)一个能级组最多能容纳的电子数等于对应的周期包含的元素种数，所以元素周期表的7个周期分别对应7个能级组。 (2)周期与量子数n(电子层数)有关。最外层电子所在轨道处于第n电子层时，该原子所属元素通常属于第n周期。 二、核外电子排布与族的划分 1．族的划分与原子的价电子数目和价电子排布密切相关。 (1)一般来说，同族元素原子的价电子数目相同，主族元素原子的价电子全部排布在最外层的ns或ns、np轨道上。主族元素族序数与价电子数相同。 (2)稀有气体元素原子的价电子排布为1s2或ns2np6。 (3)过渡元素原子的价电子排布式为(n－1)d1～10ns1～2，同一副族元素原子的价电子排布基本相同。ⅢB～ⅦB族的族序数与价电子数相同，ⅠB、ⅡB族的族序数＝ns轨道上的电子数，Ⅷ族元素原子的价电子数分别为8、9、10。 2．原子核外电子排布与区的划分 人们将元素周期表分为5个区，并以最后填入电子的轨道能级符号作为该区的符号。 分区 族数 价电子排布 s区 ⅠA、ⅡA族 ns1～2 p区 ⅢA～ⅦA族、0族 ns2np1～6(He除外) d区 ⅢB～Ⅷ族(镧系、锕系除外) (n－1)d1～9ns1～2(钯除外) ds区 ⅠB、ⅡB族 (n－1)d10ns1～2 f区 镧系、锕系元素 (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2 3.核外电子排布与元素的化合价 (1)元素的化合价与原子的价电子排布有着密切关系。除Ⅷ族、ⅠB族的某些元素和0族元素外，元素的最高化合价等于它所在族的序数。 (2)一般来说，非金属元素的最高正化合价和它的最低负化合价的绝对值之和等于8。 (3)过渡元素的价电子较多且所在轨道的能量相差不大，因此过渡元素具有多种价态。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)价电子就是最外层电子。(　　) (2)元素周期表的每个周期最后一种元素的原子最外层电子排布式为ns2np6。(　　) (3)钛元素在周期表中位于第4周期ⅡB族。(　　) (4)V的价电子排布式为3d34s2，最高化合价为＋5。(　　) (5)Fe的价电子排布式为3d64s2，故其属于ds区。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)× 解析：(1)过渡元素原子的价电子除最外层电子外，还包括次外层的部分电子，甚至倒数第三层的电子。 2．元素周期表中铋元素的数据见图，下列说法不正确的是(　　) A．该元素为ⅤA族元素 B．该元素为第6周期，p区元素 C．铋原子6p能级中6px、6py、6pz轨道上各有一个电子 D．铋原子最外层有5个能量相同的电子 答案：D 3．按电子排布，可以把周期表中的元素划分为5个区，以下元素与其他元素不在同一个区的是(　　) A．Fe B．Ne C．Br D．Pb 答案：A 4．某元素的最外层电子数为2，价电子数为5，并且是同族中原子序数最小的元素，关于该元素的判断错误的是(　　) A．电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2 B．该元素为V C．该元素为ⅡA族元素 D．该元素位于d区 答案：C 解析：该元素的最外层电子数为2，并且为同族元素中原子序数最小的，又因其价电子数≠最外层电子数，可推出该元素应为第4周期元素，价电子排布式为3d34s2，故为23号元素V，d区元素。 5．(1)根据电子排布式，判断元素所在周期和族。 ①1s22s22p63s23p1　______________ ②1s22s22p63s23p63d64s2　______________ (2)根据元素在周期表中的位置，写出基态原子的电子排布式。 ①第3周期ⅦA族　______________ ②第4周期ⅠA族　______________ 答案：(1)①第3周期ⅢA族　②第4周期Ⅷ族 (2)①[Ne]3s23p5　②[Ar]4s1 探究　核外电子排布与周期、族的划分 1．核外电子排布与周期的划分 根据原子核外电子排布原则，将能量相近的能级分为一组，按能量由低到高可分为七个能级组。 (1)每一能级组对应一个周期，周期序数＝基态原子核外电子层数。 (2)周期、能级组、元素种数的对应关系 周期 对应能级组 最多容纳的电子数 周期中所含元素种数 1 1s 2 2 2 2s、2p 8 8 3 3s、3p 8 8 4 4s、3d、4p 18 18 5 5s、4d、5p 18 18 6 6s、4f、5d、6p 32 32 7 7s、5f、6d、7p 32 32 2.核外电子排布与族的划分 (1)主族元素的价电子排布 族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价电子排布 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 ①主族元素的族序数＝价电子总数＝最高正价(O、F除外)。 ②同主族元素原子的价电子排布相似，价电子全部排布在ns或ns与np轨道上。 (2)稀有气体元素的价电子排布为1s2或ns2np6。 (3)过渡元素(副族元素)的价电子排布呈以下规律： ①ⅢB～ⅦB族(包括La、Ac，其他镧系、锕系元素除外)：族序数＝价电子数＝原子最外层ns轨道电子数＋次外层(n－1)d轨道电子数＝最高正价。 ②Ⅷ族：原子最外层ns轨道电子数＋次外层(n－1)d轨道电子数分别为8、9、10。 ③ⅠB和ⅡB的族序数＝原子最外层电子数。 3．各区元素的特点 包括的元素 价电子排布 元素种类及性质特点 s区 ⅠA、ⅡA族 ns1～2 除氢外，都是活泼金属元素(碱金属和碱土金属) p区 ⅢA～ⅦA族、0族 ns2np1～6(He除外) 除0族外，最外层电子参与反应，为非金属元素和少数金属元素 d区 ⅢB～ⅦB族、Ⅷ族(镧系、锕系元素除外) (n－1)d1～9ns1～2(Pd除外) 均为过渡金属，由于d轨道都未充满电子，因此d轨道上的电子可以不同程度地参与化学键的形成 ds区 ⅠB、ⅡB族 (n－1)d10ns1～2 均为过渡金属，d轨道已充满电子，因此d轨道上的电子一般不再参与化学键的形成 f区 镧系、锕系 (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2 镧系元素的化学性质非常相近；锕系元素的化学性质也非常相近 [易错警示]　对价电子认识的误区 (1)价电子不一定是最外层电子，只有主族和0族元素的价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)元素的价电子数不一定等于其所在族的族序数。这只对主族元素成立，对部分过渡元素是不成立的。 (3)同一族元素的价电子排布不一定类似，如过渡元素中的镧系元素和锕系元素就不相似，在Ⅷ族中部分元素的价电子排布也不相似。 1．已知某元素＋2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，则该元素在周期表中位于(　　) A．ⅤB族 B．ⅡB族 C．Ⅷ族 D．ⅡA族 答案：D 解析：根据核外电子排布原则，可知该元素的原子最外层只有2个电子，而且应该排布在第四电子层上，该元素在周期表中的位置是第4周期ⅡA族。 2．指出下列元素在周期表中的位置及分区。 (1)1s22s22p63s23p5　___________________________________________________，________； (2)[Kr]4d105s25p2　____________________________________________________，________； (3)[Ar]3d24s2　________________________________________________________，________； (4)[Ar]3d104s1　__________________________________________________，________； (5)[Ar]4s1　__________________________________________________________，________。 答案：(1)第3周期ⅦA族　p区 (2)第5周期ⅣA族　p区 (3)第4周期ⅣB族　d区 (4)第4周期ⅠB族　ds区 (5)第4周期ⅠA族　s区 本课小结 课时作业 题号 1 2 3 4 5 6 7 难度 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 对点 元素周期表的分区 核外电子排布与元素周期表 核外电子排布与元素周期表 元素周期表的分区 核外电子排布与族的划分 元素周期表及其分区 核外电子排布与周期的划分 题号 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 难度 ★ ★ ★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★ ★★★ 对点 元素周期表的分区 核外电子排布与元素周期表 元素周期表 核外电子排布与元素周期表 核外电子排布与元素周期表 核外电子排布与元素周期表 核外电子排布与周期和族的划分 核外电子排布与元素周期表 核外电子排布与元素周期表 核外电子排布与元素周期表 一、选择题(每小题只有一个选项符合题意) 1．关于元素周期表中元素的分区，下列说法正确的是(　　) A．元素周期表的s区全部是金属元素 B．元素周期表的d区包含所有的过渡元素 C．过渡元素包括d区、f区、ds区的元素 D．ds区元素不都是副族元素 答案：C 2．某元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d74s2，则下列说法正确的是(　　) A．该元素为Ni元素 B．该元素属于ds区元素 C．该元素原子最外层共有9个电子 D．该元素位于第4周期Ⅷ族 答案：D 解析：某元素的基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2，则该元素为27号Co元素，A错误；Co元素属于元素周期表d区元素，B错误；根据基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2可知，该元素原子最外层为N层，原子最外层共有2个电子，C错误；Co元素位于元素周期表第4周期Ⅷ族，D正确。 3．下列能确定某元素在周期表中位置的是(　　) A．某元素原子的第二电子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．某元素原子的价电子排布式为5s25p1 答案：D 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5周期ⅢA族。 4．下列说法正确的是(　　) 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的元素一定分布在s区 C．元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素 D．s区均为金属元素 答案：C 解析：s区除H外均为金属元素，故A、D错误；Zn等元素的原子最外层电子数为2，不是s区元素，B错误。 5．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．①④ B．②③ C．①③ D．②④ 答案：C 解析：①原子最外层有3个电子，对应的元素位于ⅢA族；②原子最外层电子排布为ns2，对应的元素可能是稀有气体元素或副族元素，如He、Zn、Fe；③原子最外层有3个未成对电子，对应的元素处于ⅤA族；④原子次外层无未成对电子，可能为主族元素，如O，可能为0族元素，如Ar，也可能是副族元素，如Zn等。 6．下列说法正确的是(　　) A．镧系元素在周期表中占据同一格，它们互为同位素 B．原子序数相差8的两种短周期元素一定是同主族元素 C．价电子排布为5s25p4的元素位于第5周期ⅥA族，是p区元素 D．某基态原子的2p能级上电子排布为，仅违反了泡利不相容原理 答案：C 解析：镧系元素的质子数不同，是不同的元素，不互为同位素，A错误；原子序数相差8的两种短周期元素不一定是同主族元素，例如氢和氟，B错误；洪特规则是指在相同能量的轨道上，电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同，泡利不相容原理是指每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子，某基态原子的2p能级上电子排布为，违反了洪特规则和泡利不相容原理，D错误。 7．具有下列电子层结构的原子和离子，其对应元素一定属于同一周期的是(　　) A．两原子N层上都有1个s电子，一个原子有d电子，另一个原子无d电子 B．最外层电子排布为2s22p6的原子和最外层电子排布为2s22p6的离子 C．原子核外M层上的s、p能级都充满电子，而d能级上没有电子的两种原子 D．两原子核外全部都是s电子 答案：A 解析：两原子N层上都有1个s电子，一个原子有d电子，则其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或1s22s22p63s23p63d104s1，是Cr原子或Cu原子，另一个原子无d电子，则其核外电子排布式为[Ar]4s1，是K原子，都处于第4周期；最外层电子排布为2s22p6的原子为Ne原子，最外层电子排布为2s22p6的离子可能是阴离子也可能是阳离子，如O2－、Na＋等，与Ne不一定处于同一周期；原子核外M层上的s、p能级都充满电子，而d能级上没有电子，符合条件的原子的核外电子排布式有1s22s22p63s23p6(Ar原子)、1s22s22p63s23p64s1(K原子)、1s22s22p63s23p64s2(Ca原子)，不一定处于同一周期；两原子的核外全部都是s电子，符合条件的原子的核外电子排布式有1s1、1s2、1s22s1、1s22s2，故不一定处于同一周期。 8．最活泼的金属单质、最活泼的非金属单质、常温下呈液态的金属单质，其组成元素分别位于下列元素周期表中的(　　) A．s区、p区、ds区 B．s区、p区、d区 C．f区、p区、ds区 D．s区、f区、ds区 答案：A 解析：理论上最活泼的金属单质是Fr，但由于其具有放射性，故一般认为最活泼的金属单质是Cs，而Cs和Fr都属于ⅠA族元素，位于s区；最活泼的非金属单质是F2，F位于p区；常温下呈液态的金属单质为Hg，Hg属于ⅡB族，位于ds区。 9．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叙述不正确的是(　　) A．基态原子核外N电子层上只有一个电子的元素可能是ⅠA族元素 B．原子核外价电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素一定是副族元素 C．基态原子的p能级上半充满的元素原子的价电子排布式为ns2np3 D．基态原子核外价电子排布式为(n－1)dxnsy的元素的族序数一定为x＋y 答案：D 解析：基态原子核外价电子排布式为(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＝10)，D错误。 10．原子序数为83的元素位于：①第5周期；②第6周期；③d区；④ⅤA族，其中正确的组合是(　　) A．①③ B．②④ C．②③ D．①④ 答案：B 解析：根据元素的原子序数确定元素在周期表中的位置时，用0族定位法较为方便，即根据与该元素原子序数最邻近的0族元素的位置来确定。与83号元素最邻近的0族元素为86号元素氡，83号元素比氡的原子序数小3，那么它在元素周期表中的位置应该是氡左移3个格，即第6周期ⅤA族，位于p区。 11．元素周期表共有18个纵列，从左到右排为1～18列，即氢和碱金属是第1列，稀有气体是第18列。按这种规定，下列说法正确的是(　　) A．第9列元素中不完全是金属元素 B．第15列元素的原子最外层电子的排布式为ns2np3 C．最外层电子数为ns2的元素都在第2列 D．第10、11列为ds区的元素，形成化合物种类最多的元素在第14列 答案：B 解析：第9列元素为Ⅷ族元素，全部属于金属元素，A错误；最外层电子数为ns2的元素除ⅡA族(第2列)外，还有He以及部分过渡金属元素，C错误；ds区元素是第11、12列元素，D错误。 12．A、B元素属于短周期中不同主族，A、B原子的最外层电子中，成对电子和未成对电子占据的轨道数相等，A、B可组成化合物AnBm。若A元素的原子序数为a，则B元素的原子序数可能为(　　) A．a－8 B．a－3 C．a＋3 D．a＋4 答案：C 解析：短周期主族元素原子的最外层电子中，成对电子和未成对电子占据轨道数相等的情况可能为①[He]2s22p1(硼元素)；②[He]2s22p4(氧元素)；③[Ne]3s23p1(铝元素)；④[Ne]3s23p4(硫元素)，这四种元素相互结合成化合物时，按其原子序数关系，若A的原子序数为a，B的原子序数可能为a＋3(B2O3或Al2S3)或a－5(Al2O3)。 X Y Z 13.元素X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示，已知Y元素基态原子的价电子排布式为nsn－1npn＋1，则下列说法不正确的是(　　) A．Y元素基态原子的价电子排布式为4s24p4 B．Y元素在周期表的第3周期ⅥA族 C．X元素所在周期中所含非金属元素种类最多 D．Z元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3 答案：A 解析：因为Y元素原子的价电子排布式中出现了np能级，故其ns能级已经排满，则n－1＝2，n＝3，即Y元素基态原子的价电子排布式为3s23p4，A错误。 二、非选择题 14．根据已学知识，回答下列问题。 (1)已知下列元素基态原子的电子排布式，判断它们所在的周期和族。 ①1s22s22p63s23p1____________________________________________________________； ②1s22s22p63s23p63d54s1____________________________________________________________； ③1s22s22p63s23p63d64s2____________________________________________________________； ④1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p2__________________________。 (2)已知下列元素在周期表中的位置，写出它们的元素符号和价电子排布式。 ①第4周期ⅣB族　________、________； ②第5周期ⅦA族　________、________。 答案：(1)①第3周期ⅢA族　②第4周期ⅥB族　③第4周期Ⅷ族　④第6周期ⅣA族 (2)①Ti　3d24s2　②I　5s25p5 15．根据元素原子的价电子排布的特征，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电子排布式为____________。 (4)第2周期ⅤA族元素原子的价电子轨道表示式为________________________。 (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。 答案：(1)球形 (2)1s22s22p63s23p63d6　1s22s22p63s23p63d5 (3)3d104s2　(4)　(5)f 解析：(1)s区包含ⅠA族、ⅡA族，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，价电子的电子云形状为球形。 (2)d区包含ⅢB族～ⅦB族、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，价电子排布式为3d104s2。 (4)由题意可知，该元素为N，其价电子轨道表示式为。 (5)铀元素和钚元素均为锕系元素，位于f区。 16．(1)某元素原子共有3个价电子，其中一个价电子位于第3电子层d轨道，试回答： ①该元素核外电子排布式为______________，价电子的轨道表示式为________________。 ②该元素的元素符号为________，在周期表中的位置为____________，该元素最高正化合价为________价。 (2)某元素M2＋的3d轨道上有5个电子，试推出： ①M原子的核外电子排布式为____________________________。 ②M原子的最外层和最高能级组中电子数分别为________、________。 ③M元素在元素周期表中的位置为第________周期________族。 (3)某元素简化电子排布式为[Xe]4f46s2，其应在________区。 答案：(1)①1s22s22p63s23p63d14s2 (或[Ar]3d14s2)　　 ②Sc　第4周期ⅢB族　＋3 (2)①1s22s22p63s23p63d54s2　②2　7 ③4　ⅦB　(3)f 17．A、B、C、D、E代表5种元素。请填空： (1)非金属元素A基态原子的最外层电子数是内层电子数的一半，其元素符号为________，位于____区。 (2)B元素的负一价离子的电子层结构与氩相同，B在元素周期表中的位置为______________________。 (3)C元素是第3周期中无未成对电子的主族元素，它的轨道表示式为________________________________________________________________________。 (4)D元素基态原子的3d能级半充满，N层只有1个电子，D基态原子的电子排布式为______________。 (5)E元素＋2价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3。该元素位于元素周期表第________周期________族。 答案：(1)P　p　(2)第3周期ⅦA族 (3)　(4)[Ar]3d54s1　 (5)4　ⅤB 13 学科网（北京）股份有限公司 $$