1.2.1 原子结构与元素周期表-【固本强基】2024-2025学年高二化学同步精品讲与练（人教版2019选择性必修2）

第一章 原子结构与性质 第二节　原子结构与元素的性质 第1课时　原子结构与元素周期表 模块导航：[学习目标]→[思维导图]→[核心知识梳理]→[典例分析]→[基础达标训练]→ [能力提升训练] [学习目标]　 1.熟悉原子结构与元素周期表的关系。 2.熟悉元素周期表的结构。 3.能够从原子结构的角度认识元素周期表中区的划分表。 [思维导图] [核心知识梳理]　 一、元素周期律、元素周期系和元素周期表 1．元素周期律：元素的性质随原子序数递增而呈周期性变化的规律。 2．元素周期系和元素周期表 按元素原子的原子序数(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表格。元素周期系只有一个，元素周期表多种多样。 二、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种数。第一周期从1s1开始，以1s2结束，只有2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)就等于每个周期里的元素种数。 (2)周期、能级、元素种数的对应关系 周期 对应能级 最多所能容纳的电子数 （s、p、d、f最多所能容纳的电子数为1、3、5、7的2倍） 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．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相同，是同族元素性质相似的结构基础。 (2)长周期比短周期多出的元素（即过渡元素），其原子的最外层电子数始终不超过2(Pd除外)，所以它们全部是金属元素。 三、元素周期表探究 1．元素周期表的结构 元素周期表 (1)周期序数＝原子电子层数＝原子最外层能层序数 (2)主族元素的族序数＝价电子总数＝最高正价(O、F除外) 2．元素周期表的分区 (1)根据核外电子的排布分区 按电子排布式中最后填入电子的能级的符号可将元素周期表(第ⅠB、ⅡB除外)分为s、p、d、f四个区，而第ⅠB、ⅡB族这2个纵行的元素的核外电子因先填满了(n－1)d能级而后再填充ns能级而得名ds区。5个区的位置关系如图所示。 ①元素的分区规律：按照元素的原子核外电子最后排布的能级分区，如s区元素的原子的核外电子最后排布在ns能级上，d区元素的原子核外电子最后排布在(n－1)d能级上[ds区元素先填满(n－1)d能级而后再填充ns能级]，而p区除He(1s2)以外，其他原子最后排布的电子在p能级。 ②s区、p区(除稀有气体元素外)均为主族元素，且除H外，非金属元素均位于p区。 ③d区元素的最高正化合价通常等于族序数，但也有例外，如：Cu。 (2)根据元素的金属性和非金属性分区 金属与非金属交界处元素的性质特点：在元素周期表中位于金属和非金属交界处的元素兼有金属和非金属的性质，位于此处的元素(如硼、硅、锗、砷、锑等)常被称为准金属或半金属(一般可用作半导体材料)。 3．对角线规则 在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，这种相似性被称为对角线规则。如： (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＋O22Li2O，2Mg＋O22MgO。 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，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。 四、元素在周期表中位置的判断方法 1．由基态原子的价层电子排布式给元素定位 (1)主族元素 基态原子价层电子排布式为ns1(第ⅠA族)、ns2(第ⅡA族)、ns2np1～5(第ⅢA～ⅦA族)。 根据电子层数＝周期序数→确定周期 根据价层电子数＝最外层电子数＝族序数→确定族。 (2)0族元素 基态原子价层电子排布式为ns2np6(He为1s2)，再根据周期数＝电子层数可确定元素位置。 (3)副族元素 电子层数＝周期序数→确定周期。 第ⅠB、ⅡB族：最外层电子数＝族序数。 第ⅢB～ⅦB族(镧系、锕系除外)：价层电子数＝族序数。 (4)第Ⅷ族元素：价层电子排布式为(n－1)d6～10ns0～2，价层电子总数为8、9或10。 2．根据稀有气体元素的原子序数判断其他元素的位置 稀有气体元素在周期表中的位置 稀有气体元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Og 周期 一 二 三 四 五 六 七 原子序数 2 10 18 36 54 86 118 [典例分析] 　知识点一　构造原理与元素周期表的结构 [典例1]已知某基态原子的外围电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是 A．该元素位于第五周期，第ⅡA族 B．该元素基态原子的最外层共有3个电子 C．该元素基态原子的第四电子层上有5个空轨道 D．该元素基态原子的第N层上共有9个不同运动状态的电子 【答案】D 【分析】外围电子排布为4d15s2，则该元素基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2。 【详解】A．该元素价电子为4d15s2，为副族元素，A错误； B．该元素基态原子最外层电子为第五层，有2个电子，B错误； C．根据该元素的基态原子核外电子排布式可知，第四电子层上有d轨道上的4个空轨道，f轨道上的7个空轨道，C错误； D．该元素原子核外N层上电子排布为4s24p64d1，共9个电子，每个电子的运动状态各不相同，D正确； 综上所述答案为D。 [变式1]下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是 A．第ⅡA族基态原子最外层电子排布均为 B．第三、四周期同主族元素的原子序数均相差8 C．元素周期表有3个短周期4个长周期 D．除第一周期外，其余各周期的原子核外电子排布总是从开始，以结束 【答案】B 【详解】A．ⅡA族基态原子最外层电子排布均为ns2，故A正确； B．第三、第四周期同主族元素的原子序数ⅠA、ⅡA均相差8，ⅢA-0族同主族元素均相差18，故B错误； C．元素周期表有3个短周期4个长周期，故C正确； D．第一周期只有两种元素，以1s1开始，1s2结束，其余各周期的原子核外电子排布总是从ns开始，以np结束，故D正确； 故答案选：B。 [变式2]长式周期表共有18个纵列，从左到右排为1～18列，即碱金属元素为第1列，稀有气体元素为第18列。按这种规定，下列说法正确的是 A．第14列元素中未成对电子数是同周期元素中最多的 B．只有第2列的元素原子最外层电子排布为ns2 C．第四周期第8列元素是镍元素 D．第15列元素原子的价电子排布为ns2np3 【答案】D 【详解】A．未成对电子数最多的元素是铬，d能级有5个电子，s能级上有1个电子，应对应第6列，A错误； B．第18列He元素最外层电子排布为1s2，B错误； C．第四周期第8列元素的原子序数为26，是铁元素，C错误； D．第15列元素原子的价电子排布式为ns2np3，最外层有5个电子，D正确； 答案选D。 [变式3]主族元素R的原子最外层电子排布为ns2np2。下列说法正确的是 A．一定位于第VIA族 B．最简单氢化物一定是RH4 C．一定位于第2周期 D．含氧酸一定是H2RO3 【答案】B 【分析】根据题意，主族元素R的原子最外层电子排布为，最外层4个电子，属于第ⅣA族元素，可能为C、Si、Ge、Sn、Pb中的一种； 【详解】A．根据题意，主族元素R的原子最外层电子排布为，最外层4个电子，属于第ⅣA族元素，故A错误； B．其最高化合价为+4价，其中C和Si存在最低价-4价，存在最简单氢化物、、、、，可写为，故B正确； C．该元素位于第ⅣA族，可能为C、Si、Ge、Sn、Pb中的一种，不一定是第二周期元素，故C错误； D．含氧酸不一定为，如锡酸，故D错误； 故选B。 知识点二　元素周期表的分区与对角线规则 [典例2]下列说法中不正确的是 A．镧系、锕系元素都在f区 B．s区的元素都是活泼的金属元素 C．元素周期表中IIIB族到IIB族10个纵行的元素都是金属元素 D．稀有气体全都位于p区 【答案】B 【详解】A．镧系、锕系元素的最后一个电子均排在f能层，都在f区，A正确； B．s区的元素含有H元素，H不是活泼的金属元素，B错误； C．过渡元素都是金属元素，元素周期表中IIIB族到IIB族10个纵行的元素都是过渡元素，都是金属元素，C正确； D．第ⅢA到ⅧA和0族元素均位于p区，所以稀有气体全都位于p区，D正确； 答案选B [变式1]已知某基态原子的电子排布式为，该元素在周期表中的位置和区分别是 A．第四周期ⅡB族；s区 B．第四周期ⅦB族；d区 C．第四周期Ⅶ族；d区 D．第四周期Ⅷ族；d区 【答案】D 【详解】某基态原子的电子排布式为，能层为4，价电子排布为3d84s2，该元素在周期表中的位置是第四周期Ⅷ族，位于d区，故选D。 [变式2]对于前四周期元素，下列说法正确的是 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．原子的最外层电子排布为ns2的元素一定是主族元素 C．基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区 D．基态原子的价电子排布为的元素的族序数一定为x+y 【答案】C 【详解】A．基态原子的N层上只有一个电子的元素，价电子排布式可能为4s1、3d54s1、3d104s1，元素可能为K、Cr、Cu，K为ⅠA元素，而Cr、Cu分别为ⅥB族、ⅠB族元素，A错误； B．基态原子的价电子排布式为ns2的元素，可能是第ⅡA族元素、第ⅡB族元素等，所以原子的最外层电子排布为ns2的元素不一定是主族元素，B错误； C．基态原子的p能级处于半充满状态的元素，属于ⅤA族元素，电子最后填充p能级，属于p区元素，C正确； D．某元素基态原子的价电子排布式为的元素，该元素可能位于d区，也可能位于ds区，与（n-1）d、ns能级填充的电子数有关，若为ⅢB族～ⅦB族，族序数等于电子数，即族序数为x+y，否则不存在这一关系，而其它是价电子数等于列数，D错误； 故选C。 [变式3]元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素(如图)的性质具有相似性，这种规律被称为“对角线规则”.则下列叙述不正确的是 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既能溶于强酸又能溶于强碱溶液 D．硼酸钠溶液显碱性 【答案】B 【详解】A．根据Mg在氮气中燃烧生成Mg3N2可知Li在N2中燃烧生成Li3N，故A正确； B．Mg在空气中燃烧生成MgO，则Li在空气中燃烧生成Li2O，故B错误； C．Al(OH)3既能溶于强酸又能溶于强碱溶液，所以Be(OH)2既能溶于强酸又能溶于强碱溶液，故C正确； D．硅酸为弱酸，所以硼酸也为弱酸，硅酸钠溶液呈碱性，所以硼酸钠溶液也显碱性，故D正确； 综上所述答案为B。 [基础达标训练] 1．下列有关元素周期表的认识正确的是 A．主族元素的原子序数等于其所在周期序数 B．每个主族均包含金属元素和非金属元素 C．由7个周期和18个族组成 D．过渡元素均为金属元素 【答案】D 【详解】A．原子核外的电子层数等于其所在周期序数，A错误； B．在周期表中ⅡA族元素不包含非金属元素，B错误； C．周期表由7个周期和16个族组成，C错误； D．过渡金属元素是指元素周期表中d区与ds区的一系列金属元素，D正确； 故选D。 2．铜元素位于元素周期表的 A．s区 B．p区 C．d区 D．f区 【答案】C 【详解】铜元素的原子序数是‌，铜原子的核外电子层数为，电子排布式为：，位于第四周期第族，处于区，故答案选。‌ 3．下列说法正确的是 A．d区、ds区、s区元素全部是金属元素 B．在周期表中，假设第八周期按照现有规则填满，则最后一个元素是168号元素 C．第四周期元素中，未成对电子数最多的主族元素位于钾元素后面第五位 D．气态再失去一个电子比气态再失去一个电子容易 【答案】B 【详解】A．s区中H元素是非金属，A错误； B．按照目前规律，第八周期元素数目为50，最后一个元素将是168号元素，B正确； C．第四周期元素中，未成对电子数最多的主族元素的价电子排布式3d104s24p3，是第33号As元素，K是第19号元素，As位于K后第14位，C错误； D．Fe2+的核外价层电子排布为3d6，Mn2+ 的核外价层电子排布为3d5，Mn2+为半满结构，再失去1个电子比Fe2+ 难，D错误； 故选：B。 4．某元素基态原子的价电子排布式为3d64s2，下列关于该元素在元素周期表中的位置说法正确的是 A．位于第三周期 B．位于ⅡA族 C．位于ds区 D．第26号元素 【答案】D 【详解】某元素基态原子的价电子排布式为3d64s2，最高能层数为4，价电子数为8，原子序数为26，为铁元素，位于周期表第四周期Ⅷ族，位于d区，答案选D。 5．周期表中27号元素钴的方格中注明“”，由此可以推断 A．位于周期表中第9列 B．它位于区 C．的核外有27种运动状态不同的电子 D．它位于周期表的第4周期第ⅧB族 【答案】A 【详解】A．原子序数是第四周期钙元素加7，说明它位于周期表的第“2＋7＝9”列，A正确； B．由Co的价电子排布式可知，Co为过渡元素，位于d区，B错误； C．Co2+的核外有25种运动状态不同的电子，C错误； D．Co电子排布式为，位于第四周期Ⅷ族，D错误； 故选A。 6．下列关于元素周期表知识的说法正确的是 A．元素周期表的第一列都是碱金属元素 B．共有18个族，IIIB族含元素种类最多 C．在金属元素与非金属元素的交界处寻找半导体材料 D．某元素原子最外电子层上只有两个电子，该元素一定是IIA族元素 【答案】C 【详解】A．元素周期表中第一列的氢元素不是碱金属元素，A错误； B．元素周期表有7个主族，7个副族，1个0族和一个Ⅷ族，共16个族，B错误； C．金属元素和非金属元素交界处的元素具有金属性、非金属性，可用作半导体材料，C正确； D．He元素最外层电子数为2，但是其为零族元素，D错误； 故答案选C。 7．按电子排布，可以把周期表的元素分成5个区，区的名称来自最后填入电子的能级符号，分别分为s区、d区、p区、ds区和f区。银的价电子排布式为4d105s1，则银在元素周期表中位于 A．s区 B．p区 C．d区 D．ds区 【答案】D 【详解】结合Cu的价电子排布为3d104s1，为ds区元素，银的价电子排布式为4d105s1，则也为ds区元素； 答案选D。 8．若某元素原子处于能量最低状态时，原子的最外层电子数为2，价层电子数为5，下列关于该元素的叙述正确的是 A．该元素原子的M层有11个电子 B．该元素处于元素周期表中第VA族 C．该元素位于元素周期表的d区或p区 D．该元素基态原子的价电子排布式为 【答案】D 【分析】某元素原子处于能量最低状态时，原子的最外层电子数为2，说明该元素的最外层电子排布式为ns2，价层电子数为5，则说明该元素基态原子的价电子排布式为，据此分析解题： 【详解】A．由分析可知，该元素基态原子的价电子排布式为，故当n=4时，则该元素原子的M层电子排布为：3s23p63d3共有11个电子，当n=5时则M层上排满有18个电子，A错误； B．由分析可知，该元素基态原子的价电子排布式为，该元素处于元素周期表中第VB族，B错误； C．由分析可知，该元素基态原子的价电子排布式为，该元素位于元素周期表的d区，C错误； D．由分析可知，该元素基态原子的价电子排布式为，D正确； 故答案为：D。 9．下列关于元素周期表的说法正确的是 A．每一周期元素原子的最外层电子排布均是从过渡到 B．原子的价层电子排布为的元素一定是过渡元素 C．最外层电子数为2的元素都分布在区 D．元素的价层电子数一定等于其所在族的族序数 【答案】B 【详解】A．并不是所有周期元素原子的最外层电子排布均是从ns1过渡到ns2np6，如第一周期是1s1到1s2，A错误； B．原子的价层电子排布为的元素为第Ⅷ族元素，一定是过渡元素，B正确 C．Zn的电子排布式为，Zn的最外层电子数为2，但Zn位于ds区，C错误； D．主族元素原子的最外层电子数等于其所在主族的主族序数，0族或副族均有例外，如Cu的价电子排布为，Cu位于ⅠB族，D错误； 故选B。 10．短周期主族元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。已知X的简单氢化物的沸点高于Y的简单氧化物。下列叙述一定正确的是 A．Z、Y二者的简单氢化物相遇产生“白烟” B．X的简单氢化物中X的最外层电子满足8电子稳定结构 C．高纯度的W单质可用于制造太阳能电池板 D．W、Y的氧化物对应的水化物都是强酸 【答案】B 【分析】X的简单氢化物沸点高于Y，则X可能为氟、氧、氮，由此推之，Y可能是氯、硫、磷，Z可能是氮、碳、硼，W可能是硫、磷、硅。 【详解】A．若Z为碳，Y为硫，与相遇不产生“白烟”，A错误； B．X的简单氢化物可能是、、，其中F、O、N原子外层都有8个电子，B正确； C．若W为S或P，则其单质不能用于制造太阳能电池板，C错误； D．是弱酸、是中强酸，D错误； 故选B。 [能力提升训练] 11．世界瞩目的港珠澳大桥是世界上最长的斜拉桥，桥受力部件采用高强度拉力钢索。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．铁属于第Ⅷ族元素 B．钒的价层电子排布式为 C．基态原子的最高能级为 D．锌位于元素周期表的d区 【答案】D 【详解】A．铁为26号元素，属于第Ⅷ族元素，A项正确； B．钒为23号元素，其价层电子排布式为3d34s2，B项正确； C．基态Al原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，电子占据的最高能级为3p，C项正确； D．锌为30号元素，位于元素周期表的第四周期ⅡB族，位于ds区，D项错误； 故选D。 12．某元素简化电子排布式为，其应在 A．s区 B．p区 C．d区 D．ds区 【答案】D 【详解】由简化电子排布式为可知，该元素与Zn位于同一族，位于元素周期表第六周期IIB族，处于ds区，故选D。 13．元素周期表中铋元素的数据见下图，下列说法错误的是 83      Bi 铋 6s26p3 209.0 A．铋原子的价层电子排布式为6s26p3 B．铋原子6p能级有三个未成对电子 C．铋原子最外层有5个能量相同的电子 D．铋元素的相对原子质量是209.0 【答案】C 【详解】A．Bi是第六周期第ⅤA元素，则根据原子结构与元素位置关系可知：铋原子的价层电子排布式为6s26p3，A正确； B．原子核外电子总是尽可能成单排列，而且自旋方向相同，这种排布使原子能量最低，处于稳定状态。根据选项A分析可知铋原子的价层电子排布式为6s26p3，6p轨道有3个，因此铋原子的6p能级上有三个未成对电子，B正确； C．同一能层不同能级电子的能量高低顺序为：s＜p＜d＜f；同一能层同一能级上的电子能量相同。根据选项A分析可知：铋原子的价层电子排布式为6s26p3，其中的2个s电子能力相同，3个p电子能量相同，所以铋原子最外层有5个电子的能量不完全相同，C错误； D．根据元素数据可知：铋元素的相对原子质量是209.0，D正确； 故合理选项是C。 14．基态原子的核外电子排布式为[Xe]的元素所属的区、周期和族为 A．ds区、第六周期、第IB族 B．ds区、第六周期、第IA族 C．d区、第六周期、第IIIB族 D．p区、第五周期、第IB族 【答案】A 【详解】依据Cu原子的核外电子排布进行迁移，则可推断出核外电子排布式为的元素属于第六周期第IB族元素，位于ds区，故选A。 15．下列关于元素周期表说法中，正确的是 A．除短周期外，其他周期都有18种元素 B．s区元素都是金属元素，p区元素都是非金属元素 C．基态某原子的价层电子排布式为4d105s1，推断该元素位于第五周期第ⅠB族 D．第Ⅵ族是所含元素最多的族 【答案】C 【详解】A．第六、七周期有32种元素，第六、七周期为长周期，故A错误； B．s区的H元素不是金属元素，p区为ⅢA族﹣0族，其中Al、Sn等元素均为金属元素，故B错误； C．基态某原子的价层电子排布式为4d105s1，为银元素，该元素位于第五周期第IB族，故C正确； D．第六、七周期在第ⅢB族中出现了镧系、锕系，每个系的一个空格包含了15种元素，故ⅢB族含有元素最多，故D错误； 故选C。 16．某元素原子的外围电子排布式为2s22p4，则下列对其在周期表中的位置叙述正确的是 A．第2周期第ⅥA族 B．第2周期第ⅦA族 C．第2周期第ⅤA族 D．第3周期ⅡA族 【答案】A 【详解】元素原子的外围电子排布式为2s22p4，该元素为O，在周期表中的位置为：第2周期第ⅥA族，故选A。 17．下列关于元素周期表和元素周期律的说法错误的是 A．周期表第14列元素形成化合物种类最多 B．元素周期表中的d区、区全部是金属元素 C．按照核外电子排布，可把元素周期表划分为s、p、d、四个区 D．周期表中，主族元素所在的族序数等于其原子的最外层电子数 【答案】C 【详解】A．周期表第14列即第ⅣA元素，最外层电子数为4，易形成多种化合物，故A正确； B．元素周期表中的d区、区全部是过渡元素，属于金属元素，故B正确； C．按照核外电子排布，可把元素周期表划分为s、p、d、f、五个区，故C错误； D．按照核外电子的排布，可知主族元素所在的族序数等于其原子的最外层电子数，故D正确； 答案选C。 18．硒是人体健康必需的一种微量元素，在元素周期表中第四周期第ⅥA族．下列说法不正确的是 A．位于周期表区 B．基态原子核外电子排布式是 C．硒原子的核外电子共占据18个原子轨道 D．硒元素的最高正化合价是 【答案】D 【详解】A．硒为34号元素，有6个价电子，所以硒的价层电子排布式为4s24p4，硒元素位于元素周期表p区，选项A正确； B．Se元素的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4或，选项B正确； C．Se元素的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4，共占据18个原子轨道，选项C正确； D．Se元素的基态原子的价电子排布式为4s24p4，最高正化合价是+6，选项D不正确； 答案选D。 19．已知某基态原子的电子排布式为，该元素在周期表中的位置和区分别是 A．第四周期ⅡB族；s区 B．第四周期ⅦB族；d区 C．第四周期Ⅶ族；d区 D．第四周期Ⅷ族；d区 【答案】D 【详解】某基态原子的电子排布式为，能层为4，价电子排布为3d84s2，该元素在周期表中的位置是第四周期Ⅷ族，位于d区，故选D。 20．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说法正确的是 A．原子的价电子排布式为的元素一定是主族元素 B．基态原子的p能级上有4个电子的元素一定是第VIA族元素 C．原子的价电子排布式为的元素属于ds区元素 D．基态原子的N层上有两个电子的元素一定是主族元素 【答案】B 【详解】A．若原子的价电子排布式为ns2np6，则该元素为稀有气体，不是主族元素，A错误； B．基态原子的p能级有4个电子的元素，其价电子排布式为ns2np4，一定是第ⅥA族元素，B正确； C．原子的价电子排布式为(n-1)d6～8ns2的元素是第Ⅷ族元素，属于d区元素，C错误； D．基态原子的N层上有两个电子的元素，可能为Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn，属于过渡元素，D错误； 故答案为：B。 21．下列说法正确的是 A．元素周期表每一周期元素原子的最外层电子排布均是从过渡到 B．在元素周期表中，区，区和区的元素都是金属元素 C．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 D．原子的价电子排布式为的元素一定位于第Ⅷ族 【答案】D 【详解】A．元素周期表中除第一周期(1s1到1s2)外，其余每一周期元素原子的最外层电子排布均是从过渡到，A错误； B．在元素周期表中，区的H元素为非金属元素，B错误； C．原子光谱包括吸收光谱和发射光谱，电子在激发态跃迁到基态时会产生发射光谱，而在基态跃迁到激发态时会产生吸收光谱，C错误； D．元素周期表中第8、9、10三个纵列合为Ⅷ族，即原子的价电子排布式为的元素一定位于第Ⅷ族，D正确； 故答案为：D。 22．若的价层电子排布式为，则下列说法正确的是 A．X是同周期中未成对电子数最多的元素 B．基态X原子中的电子有14种空间运动状态 C．X为25号元素 D．基态X原子电子占用的最高能层所具有的能级数为3 【答案】A 【分析】若X3+的价层电子排布式为3d3，则X的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，X为原子序数为24的Cr； 【详解】A．根据分析，X为Cr，有6个未成对电子，是同周期中未成对电子数最多的元素，A正确； B．根据分析，X电子所占轨道数为15，则空间状态有15种，B错误； C．X为24号元素Cr，C错误； D．Cr电子占据最高能层为4，能级为4s，电子占据最高能级为3d，D错误； 故答案：A。 23．元素周期表对分析原子结构、研究物质性质具有重要意义。下列说法正确的是 A．第二周期第一电离能最大的元素是7号元素N B．第四周期元素中，基态时单电子数最多的元素是24号元素 C．所有非金属元素都分布在元素周期表p区 D．最外层电子数为2的元素都分布在s区 【答案】B 【详解】A．第二周期第一电离能最大的元素是，A项错误； B．基态原子的价层电子排布式为，有6个单电子，是第四周期单电子数最多的元素，B项正确； C．H是非金属元素，位于s区，C项错误； D．除s区外，其他区也含有最外层电子数为2的元素,例如He，D项错误； 答案选B。 24．元素周期表和元素周期律对于其他与化学相关的科学技术有指导作用。下列说法中不正确的是（） A．在周期表一定区域内寻找元素、发现物质的新用途是一种相当有效的方法 B．利用元素周期表中右上角区域的元素研制新型农药 C．在过渡金属中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料 D．在元素周期表左下方区域的金属元素中寻找半导体材料 【答案】D 【详解】A．元素周期表中相邻元素性质具有相似性，在周期表一定区域内寻找元素、发现物质的新用途是一种相当有效的方法，故A正确； B．元素周期表中右上角区域的元素为非金属元素，利用元素周期表中右上角区域的元素研制新型农药，故B正确； C．稀有金属材料和催化剂材料以及耐高温耐腐蚀的合金材料通常属于过渡金属，故C正确； D．在元素周期表的金属与非金属的分界线附近的元素，常用于半导体材料，故D错误； 选D。 25．如图为元素周期表的一部分，请参照元素①~⑧在元素周期表中的位置，回答下列问题： (1)元素⑧在周期表中的位置是 ，其基态原子价层电子轨道表示式为 ，该元素对应基态原子具有 种能量不同的电子，具有 种运动状态不同的电子。 (2)在空气中⑤和④组成的原子比为的化合物热稳定性小于的化合物，从电子排布的角度分析，其主要原因是 。 (3)⑥元素位于元素周期表 区，其基态正二价离子的电子排布式为 。 【答案】(1)第四周期第ⅤA族 8 33 (2)基态价层电子排布式为，而基态的价层电子排布式为，为半充满稳定结构，故的热稳定性小于。 (3)ds 或 【分析】根据题目周期表的结构，元素①~⑧分别为①：H、②：C、③：N、④：O、⑤：Fe、⑥：Cu、⑦：Ga、⑧：As，根据分析的元素解答。 【详解】（1）⑧为As元素，原子序数为33，在周期表中的位置为：第四周期第V主族；其基态原子价层电子轨道表示式为：，基态电子排布式为：，所以As元素有8种能量不同的电子，具有33种运动状态不同的电子。 故答案为：第四周期第V主族；；8；33。 （2）⑤为Fe，④为O，原子比为的化合物为，的化合物为，的热稳定性小于为的原因为基态价层电子排布式为，而基态的价层电子排布式为，为半充满稳定结构，故的热稳定性小于。 故答案为：基态价层电子排布式为，而基态的价层电子排布式为，为半充满稳定结构，故的热稳定性小于。 （3）⑥为Cu元素，在元素周期表中位于第四周期IB族，属于ds区，其基态正二价离子的电子排布式为：或。 故答案为：ds；或。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一章 原子结构与性质 第二节　原子结构与元素的性质 第1课时　原子结构与元素周期表 模块导航：[学习目标]→[思维导图]→[核心知识梳理]→[典例分析]→[基础达标训练]→ [能力提升训练] [学习目标]　 1.熟悉原子结构与元素周期表的关系。 2.熟悉元素周期表的结构。 3.能够从原子结构的角度认识元素周期表中区的划分表。 [思维导图] [核心知识梳理]　 一、元素周期律、元素周期系和元素周期表 1．元素周期律：元素的性质随原子序数递增而呈 变化的规律。 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表格。元素周期系只有一个，元素周期表多种多样。 二、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种数。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 每个周期里的元素种数。 (2)周期、能级、元素种数的对应关系 周期 对应能级 最多所能容纳的电子数 （s、p、d、f最多所能容纳的电子数为1、3、5、7的2倍） 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．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（即过渡元素），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 。 三、元素周期表探究 1．元素周期表的结构 元素周期表 (1)周期序数＝原子电子层数＝原子最外层能层序数 (2)主族元素的族序数＝价电子总数＝最高正价(O、F除外) 2．元素周期表的分区 (1)根据核外电子的排布分区 按电子排布式中最后填入电子的 可将元素周期表(第ⅠB、ⅡB除外)分为s、p、d、f四个区，而第ⅠB、ⅡB族这2个纵行的元素的核外电子因先填满了 能级而后再填充 能级而得名ds区。5个区的位置关系如图所示。 ①元素的分区规律：按照元素的原子核外电子最后排布的能级分区，如s区元素的原子的核外电子最后排布在ns能级上，d区元素的原子核外电子最后排布在(n－1)d能级上[ds区元素先填满(n－1)d能级而后再填充ns能级]，而p区除He(1s2)以外，其他原子最后排布的电子在p能级。 ②s区、p区(除稀有气体元素外)均为主族元素，且除H外，非金属元素均位于p区。 ③d区元素的最高正化合价通常等于族序数，但也有例外，如：Cu。 (2)根据元素的金属性和非金属性分区 金属与非金属交界处元素的性质特点：在元素周期表中位于金属和非金属交界处的元素兼有金属和非金属的性质，位于此处的元素(如硼、硅、锗、砷、锑等)常被称为准金属或半金属(一般可用作半导体材料)。 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相似的，这种相似性被称为对角线规则。如： (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＋O22Li2O，2Mg＋O22MgO。 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，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。 四、元素在周期表中位置的判断方法 1．由基态原子的价层电子排布式给元素定位 (1)主族元素 基态原子价层电子排布式为ns1(第ⅠA族)、ns2(第ⅡA族)、ns2np1～5(第ⅢA～ⅦA族)。 根据电子层数＝周期序数→确定周期 根据价层电子数＝最外层电子数＝族序数→确定族。 (2)0族元素 基态原子价层电子排布式为ns2np6(He为1s2)，再根据周期数＝电子层数可确定元素位置。 (3)副族元素 电子层数＝周期序数→确定周期。 第ⅠB、ⅡB族：最外层电子数＝族序数。 第ⅢB～ⅦB族(镧系、锕系除外)：价层电子数＝族序数。 (4)第Ⅷ族元素：价层电子排布式为(n－1)d6～10ns0～2，价层电子总数为8、9或10。 2．根据稀有气体元素的原子序数判断其他元素的位置 稀有气体元素在周期表中的位置 稀有气体元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Og 周期 一 二 三 四 五 六 七 原子序数 2 10 18 36 54 86 118 [典例分析] 　知识点一　构造原理与元素周期表的结构 [典例1]已知某基态原子的外围电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是 A．该元素位于第五周期，第ⅡA族 B．该元素基态原子的最外层共有3个电子 C．该元素基态原子的第四电子层上有5个空轨道 D．该元素基态原子的第N层上共有9个不同运动状态的电子 [变式1]下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是 A．第ⅡA族基态原子最外层电子排布均为 B．第三、四周期同主族元素的原子序数均相差8 C．元素周期表有3个短周期4个长周期 D．除第一周期外，其余各周期的原子核外电子排布总是从开始，以结束 [变式2]长式周期表共有18个纵列，从左到右排为1～18列，即碱金属元素为第1列，稀有气体元素为第18列。按这种规定，下列说法正确的是 A．第14列元素中未成对电子数是同周期元素中最多的 B．只有第2列的元素原子最外层电子排布为ns2 C．第四周期第8列元素是镍元素 D．第15列元素原子的价电子排布为ns2np3 [变式3]主族元素R的原子最外层电子排布为ns2np2。下列说法正确的是 A．一定位于第VIA族 B．最简单氢化物一定是RH4 C．一定位于第2周期 D．含氧酸一定是H2RO3 知识点二　元素周期表的分区与对角线规则 [典例2]下列说法中不正确的是 A．镧系、锕系元素都在f区 B．s区的元素都是活泼的金属元素 C．元素周期表中IIIB族到IIB族10个纵行的元素都是金属元素 D．稀有气体全都位于p区 [变式1]已知某基态原子的电子排布式为，该元素在周期表中的位置和区分别是 A．第四周期ⅡB族；s区 B．第四周期ⅦB族；d区 C．第四周期Ⅶ族；d区 D．第四周期Ⅷ族；d区 [变式2]对于前四周期元素，下列说法正确的是 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．原子的最外层电子排布为ns2的元素一定是主族元素 C．基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区 D．基态原子的价电子排布为的元素的族序数一定为x+y [变式3]元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素(如图)的性质具有相似性，这种规律被称为“对角线规则”.则下列叙述不正确的是 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既能溶于强酸又能溶于强碱溶液 D．硼酸钠溶液显碱性 [基础达标训练] 1．下列有关元素周期表的认识正确的是 A．主族元素的原子序数等于其所在周期序数 B．每个主族均包含金属元素和非金属元素 C．由7个周期和18个族组成 D．过渡元素均为金属元素 2．铜元素位于元素周期表的 A．s区 B．p区 C．d区 D．f区 3．下列说法正确的是 A．d区、ds区、s区元素全部是金属元素 B．在周期表中，假设第八周期按照现有规则填满，则最后一个元素是168号元素 C．第四周期元素中，未成对电子数最多的主族元素位于钾元素后面第五位 D．气态再失去一个电子比气态再失去一个电子容易 4．某元素基态原子的价电子排布式为3d64s2，下列关于该元素在元素周期表中的位置说法正确的是 A．位于第三周期 B．位于ⅡA族 C．位于ds区 D．第26号元素 5．周期表中27号元素钴的方格中注明“”，由此可以推断 A．位于周期表中第9列 B．它位于区 C．的核外有27种运动状态不同的电子 D．它位于周期表的第4周期第ⅧB族 6．下列关于元素周期表知识的说法正确的是 A．元素周期表的第一列都是碱金属元素 B．共有18个族，IIIB族含元素种类最多 C．在金属元素与非金属元素的交界处寻找半导体材料 D．某元素原子最外电子层上只有两个电子，该元素一定是IIA族元素 7．按电子排布，可以把周期表的元素分成5个区，区的名称来自最后填入电子的能级符号，分别分为s区、d区、p区、ds区和f区。银的价电子排布式为4d105s1，则银在元素周期表中位于 A．s区 B．p区 C．d区 D．ds区 8．若某元素原子处于能量最低状态时，原子的最外层电子数为2，价层电子数为5，下列关于该元素的叙述正确的是 A．该元素原子的M层有11个电子 B．该元素处于元素周期表中第VA族 C．该元素位于元素周期表的d区或p区 D．该元素基态原子的价电子排布式为 9．下列关于元素周期表的说法正确的是 A．每一周期元素原子的最外层电子排布均是从过渡到 B．原子的价层电子排布为的元素一定是过渡元素 C．最外层电子数为2的元素都分布在区 D．元素的价层电子数一定等于其所在族的族序数 10．短周期主族元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。已知X的简单氢化物的沸点高于Y的简单氧化物。下列叙述一定正确的是 A．Z、Y二者的简单氢化物相遇产生“白烟” B．X的简单氢化物中X的最外层电子满足8电子稳定结构 C．高纯度的W单质可用于制造太阳能电池板 D．W、Y的氧化物对应的水化物都是强酸 [能力提升训练] 11．世界瞩目的港珠澳大桥是世界上最长的斜拉桥，桥受力部件采用高强度拉力钢索。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．铁属于第Ⅷ族元素 B．钒的价层电子排布式为 C．基态原子的最高能级为 D．锌位于元素周期表的d区 12．某元素简化电子排布式为，其应在 A．s区 B．p区 C．d区 D．ds区 13．元素周期表中铋元素的数据见下图，下列说法错误的是 83      Bi 铋 6s26p3 209.0 A．铋原子的价层电子排布式为6s26p3 B．铋原子6p能级有三个未成对电子 C．铋原子最外层有5个能量相同的电子 D．铋元素的相对原子质量是209.0 14．基态原子的核外电子排布式为[Xe]的元素所属的区、周期和族为 A．ds区、第六周期、第IB族 B．ds区、第六周期、第IA族 C．d区、第六周期、第IIIB族 D．p区、第五周期、第IB族 15．下列关于元素周期表说法中，正确的是 A．除短周期外，其他周期都有18种元素 B．s区元素都是金属元素，p区元素都是非金属元素 C．基态某原子的价层电子排布式为4d105s1，推断该元素位于第五周期第ⅠB族 D．第Ⅵ族是所含元素最多的族 16．某元素原子的外围电子排布式为2s22p4，则下列对其在周期表中的位置叙述正确的是 A．第2周期第ⅥA族 B．第2周期第ⅦA族 C．第2周期第ⅤA族 D．第3周期ⅡA族 17．下列关于元素周期表和元素周期律的说法错误的是 A．周期表第14列元素形成化合物种类最多 B．元素周期表中的d区、区全部是金属元素 C．按照核外电子排布，可把元素周期表划分为s、p、d、四个区 D．周期表中，主族元素所在的族序数等于其原子的最外层电子数 18．硒是人体健康必需的一种微量元素，在元素周期表中第四周期第ⅥA族．下列说法不正确的是 A．位于周期表区 B．基态原子核外电子排布式是 C．硒原子的核外电子共占据18个原子轨道 D．硒元素的最高正化合价是 19．已知某基态原子的电子排布式为，该元素在周期表中的位置和区分别是 A．第四周期ⅡB族；s区 B．第四周期ⅦB族；d区 C．第四周期Ⅶ族；d区 D．第四周期Ⅷ族；d区 20．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说法正确的是 A．原子的价电子排布式为的元素一定是主族元素 B．基态原子的p能级上有4个电子的元素一定是第VIA族元素 C．原子的价电子排布式为的元素属于ds区元素 D．基态原子的N层上有两个电子的元素一定是主族元素 21．下列说法正确的是 A．元素周期表每一周期元素原子的最外层电子排布均是从过渡到 B．在元素周期表中，区，区和区的元素都是金属元素 C．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 D．原子的价电子排布式为的元素一定位于第Ⅷ族 22．若的价层电子排布式为，则下列说法正确的是 A．X是同周期中未成对电子数最多的元素 B．基态X原子中的电子有14种空间运动状态 C．X为25号元素 D．基态X原子电子占用的最高能层所具有的能级数为3 23．元素周期表对分析原子结构、研究物质性质具有重要意义。下列说法正确的是 A．第二周期第一电离能最大的元素是7号元素N B．第四周期元素中，基态时单电子数最多的元素是24号元素 C．所有非金属元素都分布在元素周期表p区 D．最外层电子数为2的元素都分布在s区 24．元素周期表和元素周期律对于其他与化学相关的科学技术有指导作用。下列说法中不正确的是（） A．在周期表一定区域内寻找元素、发现物质的新用途是一种相当有效的方法 B．利用元素周期表中右上角区域的元素研制新型农药 C．在过渡金属中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料 D．在元素周期表左下方区域的金属元素中寻找半导体材料 25．如图为元素周期表的一部分，请参照元素①~⑧在元素周期表中的位置，回答下列问题： (1)元素⑧在周期表中的位置是 ，其基态原子价层电子轨道表示式为 ，该元素对应基态原子具有 种能量不同的电子，具有 种运动状态不同的电子。 (2)在空气中⑤和④组成的原子比为的化合物热稳定性小于的化合物，从电子排布的角度分析，其主要原因是 。 (3)⑥元素位于元素周期表 区，其基态正二价离子的电子排布式为 。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$