专题2 第2单元 第1课时 原子核外电子排布的周期性-【金版教程】2024-2025学年高中化学选择性必修2创新导学案教用word（苏教版2019）

化学　选择性必修2[SJ] 第二单元　元素性质的递变规律 第一课时　原子核外电子排布的周期性 　　1.能从电子排布的角度解释元素周期表的分区、周期和族的划分。2.从电子排布的角度理解元素性质的周期性变化规律。 1．主族元素原子核外电子排布与元素性质的周期性变化规律 主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 原子核外价电子排布 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 最高正化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 ＋6(氧除外) ＋7(氟除外) 最低负化合价 — — — －4 －3 －2 －1 性质递变规律 化合价 同主族 最高正价相同，且等于主族序数(O、F除外) 同周期 最高正价逐渐升高，从＋1递增到＋7(第1周期、O、F除外) 金属性和非金属性 同主族 从上到下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱 同周期 从左到右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强 原子半径 同主族 从上到下，原子半径逐渐增大 同周期 从左到右，原子半径逐渐减小 2.核外电子排布的周期性变化规律 (1)最外层电子数目的变化 除第1周期外，每隔一定数目的元素，元素原子的最外层电子数重复出现从1逐渐递增到8的周期性变化。 (2)外围电子排布的变化 第2、3周期从左到右，元素原子的外围电子排布呈现从ns1到ns2np6的变化；第4周期从左到右，元素原子的外围电子排布从4s1经过3d1～104s1～2逐渐过渡到4s24p6。第5周期元素原子的外围电子排布也有与第4周期元素相似的变化规律。 因此，核外电子排布的周期性变化规律也可以表示为：每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从ns1到ns2np6的周期性变化(第1周期除外)。 3．元素周期表的分区 根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分为5个区。如图： 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)元素原子的外围电子不一定是最外层电子。(　　) (2)外围电子数与最高正价相等的元素一定是主族元素。(　　) (3)除短周期外，其他周期都有18种元素。(　　) (4)每一周期元素原子外围电子排布式总是从ns1过渡到ns2np6。(　　) (5)元素周期表中5个区中都有金属元素。(　　) 答案：(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√ 2．寻找优良的半导体材料，应在元素周期表中寻找的位置是(　　) A．s区 B．p区 C．d区 D．ds区 答案：B 解析：通常在金属元素与非金属元素的分界线附近寻找优良的半导体材料，这一区域位于元素周期表的p区。 3．下列是某些元素基态原子的电子排布式，其中表示第3周期元素的是(　　) A．1s22s1 B．1s22s22p5 C．1s22s22p63s2 D．1s22s22p63s23p64s1 答案：C 4．下列说法正确的是(　　) A．s区元素都是金属元素 B．p区元素全部都是非金属元素 C．d区、ds区和f区由副族元素组成 D．s区和p区由主族元素和0族元素组成 答案：D 解析：s区元素不一定都是金属元素，如H元素，A错误；p区元素不一定全部都是非金属元素，如Pb元素，B错误；d区、ds区和f区由副族元素和Ⅷ族元素组成，C错误。 5．下列说法不正确的是(　　) A．元素原子的核外电子排布呈现周期性变化是形成元素周期表的根本原因 B．周期序数越大，该周期所含金属元素一般越多 C．所有区的名称均来自按能量最低原理最后填入电子的原子轨道符号 D．周期表共18个纵行，可分为7个主族，7个副族，1个Ⅷ族，1个0族 答案：C 解析：除ds区外，区的名称均来自按能量最低原理最后填入电子的原子轨道符号。 6．X原子在第二电子层上只有一个空轨道，则X是________，其轨道表示式为____________________；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，其外围电子排布式是________，其在元素周期表中的位置是________________，属于________区的元素。 答案：C(或碳)　　Al或Cl　4s24p3　第4周期ⅤA族　p 解析：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，其轨道表示式为。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4周期ⅤA族，属于p区元素。 知识点一　原子结构与元素周期表的关系 1．核外电子排布与周期的划分 根据轨道能量顺序，将能量相近的原子轨道分为一组，按能量由低到高可分为七个能级组，同一能级组内，各能级能量相差较小，各能级组之间能量相差较大。 (1)每一能级组对应一个周期。 (2)周期、能级组、元素数目的对应关系 周期 对应能级组 对应能级组电子最大容量 周期中所含元素的数目 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.外围电子排布和周期表的关系 (1)原子的电子层数＝原子轨道中最高能级序数＝周期序数。 (2)主族元素原子的外围电子数＝该元素在周期表中的主族序数。 族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 外围电子排布 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 (3)根据原子的外围电子排布判断元素时，若最外层np轨道上有电子，则一定是主族(或0族)元素；若最外层只有ns轨道上有电子，且外围电子排布式为(n－1)d1～10ns1～2，则为过渡元素。 1．外围电子排布式为3s23p5的元素在元素周期表中的位置是(　　) A．第3周期ⅦA族，p区 B．第3周期ⅦB族，p区 C．第3周期ⅦA族，s区 D．第4周期ⅢB族，s区 答案：A 2．已知下列元素原子的最外层电子排布式，其中不一定能判断该元素为主族元素的是(　　) A．3s23p3 B．4s24p1 C．4s2 D．3s23p5 答案：C 解析：由元素原子的最外层电子排布式可知，3s23p3、4s24p1、3s23p5表示的元素分别属于第ⅤA、ⅢA、ⅦA族元素，都属于主族元素；最外层电子排布式为4s2的元素可能是主族元素Ca，也可能是第4周期除Cr、Cu以外的过渡元素。 3．写出13Al、24Cr、26Fe、33As、30Zn等元素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：______________，________________。 答案：(1)1s22s22p63s23p1　第3周期ⅢA族 (2)1s22s22p63s23p63d54s1　第4周期ⅥB族 (3)1s22s22p63s23p63d64s2　第4周期Ⅷ族 (4)1s22s22p63s23p63d104s24p3　第4周期ⅤA族 (5)1s22s22p63s23p63d104s2　第4周期ⅡB族 知识点二　元素周期表的分区 1．根据核外电子的排布分区 根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分为s、p、d、ds和f 5个区。ⅠB、ⅡB族中元素原子的核外电子先填满了(n－1)d能级而后再填充ns能级，因而得名ds区。 2．各区元素化学性质及原子外围电子排布特点 分区 元素分布 外围电子排布 元素性质特点 s区 ⅠA、ⅡA族 ns1～2 除氢外都是活泼金属元素 p区 ⅢA族～ⅦA族、0族 ns2np1～6(He除外) 最外层电子参与反应(0族元素一般不考虑) d区 ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族 (n－1)d1～9ns1～2(Pd除外) d轨道也不同程度地参与化学键的形成 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 4．下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的外围电子排布特点的有关叙述正确的是(　　) A．Cu位于元素周期表中第4周期ⅠB族，属于ds区元素 B．O的基态原子中，2p能级为半充满，属于p区元素 C．最外层电子排布式为4s1，该元素一定属于ⅠA族 D．最外层电子排布式为ns2np1，该元素可能是ⅢA族或ⅢB族 答案：A 解析：氧元素的2p能级有4个电子，不是半充满，故B错误；铜的最外层电子排布式为4s1，但铜属于ⅠB族，故C错误；最外层电子排布式为ns2np1，该元素位于ⅢA族，故D错误。 5．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5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区所有元素的p能级电子均为全满或全空状态 答案：B 解析：f区元素指的是镧系和锕系，镧系和锕系在第6、7周期的ⅢB族，第5周期中不含有f区元素，B错误。 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 原子结构与元素周期表的关系 由离子核外电子排布推断元素位置 元素周期表的分区 原子结构与元素周期表的关系 元素周期表、原子核外电子排布 原子结构与元素周期表的关系 题号 8 9 10 11 12 13 14 15 难度 ★ ★★★ ★★ ★ ★ ★ ★ ★★ 对点 原子结构与元素周期表的关系 原子结构与元素周期表的关系 原子结构与元素周期表的关系 原子结构与元素周期表的关系 原子结构与元素周期表的关系 原子结构与元素周期表的关系 元素周期表的分区 原子结构与元素周期表的分区 一、选择题(每小题只有1个选项符合题意) 1．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的元素都分布在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．基态原子的p能级上半充满的元素不一定位于p区 答案：C 2．周期表共有18个纵列，从左到右排为第1～18列，碱金属元素在第1列，稀有气体元素在第18列。下列有关说法正确的是(　　) A．第9列元素中有非金属元素 B．只有第2列元素原子的最外层电子排布为ns2 C．第4周期第11列元素是铜元素 D．第15列元素原子的最外层电子排布式为ns2np5 答案：C 解析：第9列元素属于Ⅷ族元素，都是金属元素，A错误；第2列元素即为ⅡA族元素，原子最外层电子排布为ns2，而He元素位于0族，He原子的最外层电子排布式为1s2，B错误；第15列元素即为ⅤA族元素，该族元素原子的最外层电子数为5，最外层电子排布式为ns2np3，D错误。 3．已知某元素的＋2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，则该元素在元素周期表中的位置是(　　) A．第3周期ⅣA族，p区 B．第4周期ⅠB族，s区 C．第4周期Ⅷ族，d区 D．第4周期ⅡA族，s区 答案：D 解析：某元素的＋2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，则该元素的原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，为Ca元素，位于元素周期表中第4周期ⅡA族，属于s区元素。 4．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元素周期表的(　　) 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：金属性最强的元素位于ⅠA族，为s区元素；非金属性最强元素位于ⅦA族，为p区元素；常温下呈液态的金属为Hg，位于ⅡB族，为ds区元素。 5．港珠澳大桥是世界上最长的跨海大桥，桥受力部件采用高强度拉力钢索(如图所示)。钢索表面的合金保护层含有锌、铝和少量钒，下列说法错误的是(　　) A．锌位于元素周期表的d区 B．基态铝原子中占据最高原子轨道的电子的电子云轮廓图为纺锤形 C．钒位于元素周期表中第4周期ⅤB族 D．基态钒原子的外围电子排布式为3d34s2 答案：A 解析：锌位于元素周期表的ds区，A错误。 6．硒是人体必需的微量元素，它能有效提高人体免疫机能，抑制癌症和心脑血管等疾病的发病率。下列有关说法正确的是(　　) A．硒元素位于元素周期表中第15列 B．硒元素位于周期表中金属与非金属的分界处 C．硒元素位于元素周期表的p区 D．硒的基态原子核外电子排布式中共有7个能级 答案：C 7．下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是(　　) A．位于同一轨道内电子的运动状态也不相同 B．位于d区和ds区的元素都是金属元素 C．前四周期未成对电子数最多的元素位于ⅥB族 D．基态原子最外层电子排布为ns1的元素均在ⅠA族或ⅠB族 答案：D 解析：位于同一轨道内的电子，它们的自旋方向不同，运动状态也不相同，故A正确；d区和ds区的元素均为过渡元素，过渡元素全部是金属元素，故B正确；前四周期元素即1～36号元素，未成对电子数最多的元素外围电子排布为3d54s1，共有6个未成对电子，该元素是铬，位于周期表中第4周期ⅥB族，故C正确；基态原子的最外层电子排布是ns1，若为主族元素，则为ⅠA族元素，若为过渡金属元素，则为ⅤB族、ⅥB族、Ⅷ族或ⅠB族元素，故D错误。 8．下列说法不正确的是(　　) A．Xe元素所在族的基态原子的外围电子排布式均为ns2np6 B．在元素周期表中，s区、d区和ds区的元素都是金属元素(氢元素除外) C．基态Ag原子的外围电子排布式为4d105s1，由此可判断Ag在第5周期ⅠB族，处于ds区 D．某元素基态原子的外围电子排布式为4f75d16s2，该元素位于第6周期ⅢB族 答案：A 解析：Xe是稀有气体元素，同一族的He的核外电子排布式为1s2，A错误。 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ⅠA族元素 B．原子的外围电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素一定是副族元素 C．基态原子的p轨道上半充满的元素一定位于p区 D．基态原子的外围电子排布为(n－1)dxnsy的元素的族序数一定为x＋y 答案：C 解析：基态原子的N层上只有一个电子的元素，可能是ⅠA族元素，也可能为铬元素或者铜元素，A错误；原子的外围电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素是Ⅷ族元素，不是副族元素，B错误；基态原子的外围电子排布为(n－1)dxnsy的元素的族序数可能为x＋y(x＋y≤7)、可能为Ⅷ族(10≥x＋y>7)、还可能为ⅠB、ⅡB族(x＋y>10)，D错误。 10．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4的基态原子的外围电子排布式为3d104s2，与它具有相同最外层电子数的元素只可能位于ds区 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5的原子结构示意图为，其属于金属元素 答案：D 解析：表中五种元素依次位于s区、p区、d区、ds区和p区，共有4个不同的区，A错误；元素4为Zn元素，其基态原子的外围电子排布式为3d104s2，最外层电子数为2，与它具有相同最外层电子数的元素很多，如元素Be、Mg位于s区，元素Fe、Co位于d区，B错误；元素1、2、3分别是H、O、Fe，它们的基态原子的外围电子排布式分别为1s1、2s22p4、3d64s2，未成对电子数分别为1、2和4，故未成对电子数之比为1∶2∶4，C错误；元素5位于第4周期ⅣA族，为32号元素锗(Ge)，属于金属元素，D正确。 二、非选择题 11．甲元素原子的L电子层上有3个未成对电子；乙元素原子的核电荷数为35。根据甲、乙两元素的信息，回答有关问题： (1)甲的元素符号是________；其轨道表示式为__________________。 (2)乙元素原子的最外层电子排布式为____________________，其在元素周期表中的位置是____________。 (3)甲属于________区元素，乙属于________区元素。 答案：(1)N　 (2)4s24p5　第4周期ⅦA族　 (3)p　p 解析：(2)乙元素原子的核电荷数为35，则乙原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p5，在元素周期表中位于第4周期ⅦA族。 12．金、银、铜、铁、铝和钛均是人类大量生产和使用的金属。试回答与上述金属原子结构有关的问题。 (1)上述金属中属于主族元素的有________。 (2)钛被称为继铁、铝之后的第三金属。基态钛原子外围电子的轨道表示式为__________________。 (3)基态金原子的外围电子排布式为5d106s1，试判断金在元素周期表中位于第________周期________族。 (4)已知Ag与Cu位于同一族，则Ag在元素周期表中位于__________区。 答案：(1)铝　(2) (3)6　ⅠB　(4)ds 13．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，该周期的元素有________种。 (2)该元素处于元素周期表的________族，该族的非金属元素有________种。 (3)该元素处于元素周期表的________区，该区包括____________族的元素。 答案：(1)4　18　(2)ⅢA　1　(3)p　ⅢA～ⅦA、0 解析：(1)根据该元素原子有4个电子层容纳电子，则该元素处于第4周期，故该周期共有18种元素。 (2)由外围电子排布式为4s24p1可以知道，该元素处于p区，为主族元素，最外层电子数为3，处于ⅢA族，该族中只有硼一种非金属元素。 14．已知元素周期表中共有18个纵列，下表实线表示元素周期表的边界。按外围电子排布，可把周期表里的元素划分为s区、p区、d区、ds区等。 (1)请在上表中用实线画出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。 (2)有的同学受这种划分的启发，认为d区内的6、7纵列的部分元素可以排在另一区，你认为应排在________区。 (3)请在元素周期表中用元素符号标出4s轨道半充满状态的元素。 答案：(1) (2)ds　(3)见上表 15．在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，根据元素原子的外围电子排布的特征，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外围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外围电子排布式为____________。 (4)第2周期ⅤA族元素原子的外围电子轨道表示式为________________。 (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原子为Be，其电子排布式为1s22s2，外围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原子为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区符合条件的元素原子为Zn，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，外围电子排布式为3d104s2。 (4)由题意可知，该元素为N，其外围电子轨道表示式为。 (5)铀元素和钚元素均为锕系元素，位于f区。 13 学科网（北京）股份有限公司 $$