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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
任务一
元素周期律、元素周期系和元素周期表
教材基础·预习
任务二
构造原理与元素周期表
教材基础·预习
3s、3p
4s、3d、4p
5s、4d、5p
2
8
8
18
18
32
32
价层电子数
金属元素
核心能力·探究
任务三
元素周期表的分区
教材基础·预习
能级的符号
s、p、d、f
(n-1)d
ns
ds
右下方
核心能力·探究
课下巩固训练(四)
原子结构与元素周期表
学习目标
素养解读
1.知道元素周期表中分区、周期和族的元素原子核外电子排布特征。
2.能从原子价层电子数目和价层电子排布的角度解释元素周期表的分区、周期和族的划分
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,培养学生的证据推理与模型认知能力
【情境诱思】
门捷列夫发现了元素周期律并根据元素周期律编制了第一个元素周期表。不同时期、不同形式的元素周期表,展示了人们研究元素周期律所付出的艰辛努力。据此推测不同形式的元素周期表的实质是什么?
提示:不同形式的元素周期表都是元素周期律的具体体现。
原子序数
1.元素周期律
元素的性质随 递增而呈周期性的变化。
2.元素周期系
元素按其 递增排列的序列称为元素周期系。
3.元素周期表
呈现元素周期系的表格。
4.三者关系
元素周期表能体现元素周期律,元素周期系只有一个,但元素周期表多种多样。
原子序数
【易错辨析】
1.元素周期律是揭示元素性质随核电荷数递增而呈现周期性变化的规律( )
2.元素周期表是元素周期律的具体表现形式( )
3.元素周期表和元素周期系均有多种形式( )
√
√
×
【情境诱思】
钴在高温下能够保持较高的强度,并且具有较低的导热性和导电性以及较强的铁磁性。钴元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d74s2,推断其在元素周期表中的位置。
提示:由[Ar]3d74s2可知该元素位于第四周期,又由价层电子数为9知其位于第四周期第9纵列,为第Ⅷ族元素。
等于
1.核外电子排布与元素周期系的基本结构
(1)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
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
(2)电子排布与周期划分
周期
价层电子排布
最外层最多容纳电子数
各周期增加的能级
元素种数
第ⅠA族
0族
一
1s1
1s2
2
1s
二
2s1
2s22p6
8
2s、2p
三
3s1
3s23p6
8
四
4s1
4s24p6
8
五
5s1
5s25p6
8
六
6s1
6s26p6
8
6s、4f、5d、6p
七
7s1
7s27p6
8
7s、5f、6d、7p
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 相同,这是同族元素性质相似的结构基础。
(2)从第四周期开始的长周期,比短周期多出的元素全部是 ,这是因为它们的最外层电子数始终不超过2,即为ns1~2(Pd除外)。
【易错辨析】
1.价层电子一定是最外层电子( )
2.元素的价层电子数一定等于其所在族的族序数( )
3.同一族元素的价层电子数一定相同( )
4.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( )
5.基态原子的价层电子排布式为(n-1)d6~8ns2的元素一定是过渡元素( )
×
×
×
×
√
分析下面元素周期表的轮廓图,思考并回答问题。
问题1:为什么第一周期结尾元素的电子排布跟其他周期的不同?
提示:因为第一周期只有1s一个能级,最多可容纳2个电子,而其他周期结尾元素的最外层有ns、np两个能级,最多可排8个电子,所以第一周期结尾元素的电子排布跟其他周期不同。
问题2:元素周期表共有多少个纵列?同列元素的价层电子数是否相等?
问题3:价层电子排布为5s25p1的元素,在元素周期表中处于什么位置?据此分析元素的价层电子排布与元素在周期表中的位置有何关系?
提示:元素周期表共有18个纵列;0族元素中He的价层电子数与其他稀有气体元素的不同,其他纵列同一族的价层电子数是相等的(镧系、锕系元素除外)。
提示:该元素位于第五周期第ⅢA族。元素最高能层序数=周期序数,主族元素原子的价层电子数=该元素在周期表中的主族序数。
【要点归纳】
1.元素的价层电子排布
(1)主族元素的价层电子为该元素原子的最外层电子,如碱金属元素原子的价层电子排布为ns1。副族元素的价层电子与其最外层电子和次外层电子有关(镧系、锕系元素还与次次外层的f电子有关),如铁元素的价层电子排布式为3d64s2。
(2)元素的价层电子数不一定等于其所在族的族序数,要考虑过渡元素。
(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。
2.核外电子排布与族的关系
(1)主族元素
主族元素的族序数=原子的最外层电子数。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ns2np能级上(如表所示)。
主族序数
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
价层电子排布
ns1
ns2
ns2np1
ns2np2
ns2np3
ns2np4
ns2np5
当主族元素原子的价层电子全部失去或偏离时,表现出该元素的最高正价(O、F除外)。
(2)稀有气体元素的价层电子排布为ns2np6(He为1s2)。
(3)过渡元素同一纵列原子的价层电子排布基本相同(如表所示)。
族序数
ⅢB
ⅣB
……
ⅦB
……
ⅠB
ⅡB
价层电子排布
(n-1)d1ns2(镧系、锕系除外)
(n-1)
d2ns2
……
(n-1)
d5ns2
……
(n-1)
d10ns1
(n-1)
d10ns2
①第ⅢB~ⅦB族可失去ns和(n-1)d能级上的全部电子,所以,最高正价数=族序数。
②第Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的部分(n-1)d电子,其最高正价一般低于族序数,只有Ru和Os可表现出+8价。
③第ⅠB族可失去ns电子和部分(n-1)d电子,所以第ⅠB族的族序数<最高正价;第ⅡB族只失去ns2电子,第ⅡB族的族序数=其最高正价。
3.根据原子结构特征判断元素在元素周期表中的位置
原子序数 eq \o(―――→,\s\up7(确定))电子排布式 eq \o(―――→,\s\up7(确定))价层电子排布式 eq \o(―――→,\s\up7(确定))元素的分区 eq \o(―――→,\s\up7(确定))周期、族序数
【典例分析】
【典例1】 具有下列电子层结构的原子或离子,其对应元素一定属于同一周期的是( )
A.两种原子的电子层上全部都是s电子
B.3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上有一个未成对电子的原子
C.最外层电子排布式为2s22p6的原子和最外层电子排布式为2s22p6的离子
D.原子核外的M层上的s能级和p能级都填满了电子,而d轨道上尚未排有电子的两种原子
解析:选B。电子层上全部都是s电子的原子核外电子排布式有1s1、1s2、1s22s1、1s22s2,显然不一定属于同一周期,故A错误。3p能级上只有1个空轨道的原子为硅,3p能级上只有1个未成对电子的原子为铝或氯,属于同一周期。最外层电子排布式为2s22p6的原子为Ne,最外层电子排布式为2s22p6的离子为O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+,不一定属于同一周期。M层上的s轨道和p轨道都填满了电子,而d轨道上尚未有电子的原子有Ar(1s22s22p63s23p6)、K(1s22s22p63s23p64s1)、Ca(1s22s22p63s23p64s2),不一定属于同一周期。
【对点练】 1.下列说法正确的是( )
A.最外层电子排布式为ns2的基态原子所对应元素一定位于第ⅡA族
B.最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素一定是金属元素
C.过渡元素的原子一定都有d轨道电子
D.基态原子价电子排布式为nsnnpn的元素一定是金属元素
解析:选C。最外层电子排布式为ns2的基态原子所对应元素可能是He(1s2),也可能是第ⅡB族元素[(n-1)d10ns2]等,不一定是第ⅡA族元素,故A错误。最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素中最特殊的是H,H不是金属元素,其他最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素都是金属元素,B错误。价电子排布式符合nsnnpn的元素只有n=2这一种情况,该元素的价电子排布式为2s22p2,是碳元素,是非金属元素,D错误。
【情境诱思】
下表是元素周期表的分区,观察并思考原子结构与元素周期表分区的关系,回答相关问题。
元素周期表划分区的依据是什么?区的名称与电子的能级符号之间有什么关系?
提示:依据是原子的价层电子排布。区的名称来自按构造原理最终填入电子的能级的符号(除ds区外)。ds区可理解为先填满了(n-1)d能级而后再填充ns能级,因而得名ds区。
1.核外电子排布与元素周期表的分区
(1)依据
按电子排布式中最后填入电子的 可将元素周期表分为
四个区;第ⅠB族、第ⅡB族这2个纵列的元素的核外电子可理解为先填满了 能级而后再填充 能级,因而得名 区。
(2)图示
2.对角线规则
(1)概念: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。
(2)图示:
[拓展] 对角线规则示例
锂与钠虽属同一主族,但锂与钠的性质相差较远,而锂的化学性质与镁更相似。如
①锂和镁在O2中燃烧,并不生成过氧化物,都只生成氧化物(Li2O、MgO)。
②锂和镁都能直接与N2反应生成氮化物(Li3N、Mg3N2)。
③锂和镁的氢氧化物在加热时都可分解生成氧化物(Li2O、MgO)和H2O。
④锂和镁的碳酸盐均不稳定,受热均能分解生成相应氧化物和CO2。
⑤含锂和镁的某些盐,如碳酸盐、磷酸盐等均难溶于水。
有的同学认为元素周期表第6、7纵列(d区)的部分元素可以排在另一区,你认为可以排在哪一区?为什么?
提示:对于24号元素,其核外价电子排布根据构造原理应该是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。所以有的同学认为元素周期表第6、7纵列的部分元素可以排在ds区。
【要点归纳】
1.各区元素的特点
分区
包括的元素
价层电子排布
化学性质
s区
第ⅠA、ⅡA族
ns1~2
除氢外,都是活泼金属元素(碱金属和碱土金属元素)
p区
第ⅢA~ⅦA族、0族
ns2np1~6(除He外)
随着最外层电子数目的增加,非金属性增强,金属性减弱
d区
第ⅢB~ⅦB(镧系和锕系除外)、第Ⅷ族
(n-1)d1~9ns1~2
(除Pd外)
均为过渡金属,由于d轨道都未充满电子,因此d轨道可以不同程度地参与化学键的形成
分区
包括的元素
价层电子排布
化学性质
ds区
第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
2.根据元素金属性与非金属性划分元素周期表
(1)金属元素和非金属元素的分界线为沿B、Si、As、Te、At与Al、Ge、Sb、Po之间所画的一条连线,非金属性较强的元素处于元素周期表的右上角位置,金属性较强的元素处于元素周期表的左下角位置。
(2)金属与非金属交界处元素的性质特点
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)常被称为类金属或半
金属(一般可用作半导体材料)。
(3)处于d区、ds区和f区的元素全部是金属元素;s区的元素除氢外,也全部是金属元素。
【典例分析】
【典例2】 下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的价层电子排布特点的有关叙述正确的是( )
Cu位于元素周期表中第四周期第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4s1,一定属于第ⅠA族
D.最外层电子排布式为ns2np1,该元素可能是第ⅢA族或第ⅢB族
解析:选A。铜位于第四周期第ⅠB族,属于ds区元素,故A正确;氧元素的2p能级有4个电子,不是半充满,故B错误;最外层电子排布式为4s1,该元素不一定位于第ⅠA族,如铜的最外层电子排布式为4s1,但铜属于第ⅠB族,故C错误;最外层电子排布式为ns2np1,该元素位于第ⅢA族,故D错误。
【对点练】 2.(2024·山西大同高二期中)科学家用48Ca原子轰击镕的一种同位素原子产生了一种超重元素Ts,其反应可表示为 eq \o\al(48,20)Ca+ eq \o\al(249, 97)Bk―→ eq \o\al(y,x)Ts+3 eq \o\al(1,0)n,下列说法不正确的是( )
A.上述反应中共有4种核素
B.48Ca核内中子数为28
C.Ts位于周期表中的p区
D.元素Ts所在的周期共有32种元素
解析:选A。 eq \o\al(1,0)n为质子数为零、质量数为1的中子,不属于核素,A错误; eq \o\al(48,20)Ca表示质子数为20、质量数为48的钙原子,所以其中子数为28,B正确; Ts位于周期表第ⅦA族,即属于p区,C正确; Ts位于周期表第七周期第ⅦA族,该周期有32种元素,D正确。
3.(1)在s区中,族序数最大、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、原子序数最小的元素,常见离子的电子排布式为________________________________________________________,
其中较稳定的是________(填离子符号)。
(3)在ds区中,族序数最大、原子序数最小的元素,原子的价层电子排布式为________。
(4)在p区中,第二周期第ⅤA族元素原子价层电子轨道表示式为______________。
(5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚,它们在________区中。
解析:(1)符合条件的元素为Be,其电子排布式为1s22s2,价层电子的电子云形状为球形。
(2)d区族序数最大且原子序数最小的元素为Fe,常见离子为Fe2+、Fe3+,电子排布式为1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5,由离子的电子排布式可知Fe3+的3d轨道半充满,其稳定性强于Fe2+。
答案:(1)球形 (2)Fe2+:1s22s22p63s23p63d6,Fe3+:1s22s22p63s23p63d5 Fe3+ (3)3d104s2 (4) (5)f
课堂加练·课后检测
【课堂加练题组】
1.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系的根本原因
B.第一至六周期,周期序号越大,该周期所含金属元素越多
C.所有区的名称均来自按构造原理最后填入电子的能级符号
D.第ⅠB族元素的族序数小于元素的最高正价,因为第ⅠB族元素可失去部分(n-1)d电子
解析:选C。除ds区外,区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。
2.已知基态R2+的核外电子排布式为[Ar]3d7,则有关R元素的说法错误的是( )
A.质子数为27
B.在周期表中位于第ⅡB族
C.在周期表中处于d区
D.属于过渡金属元素
解析:选B。基态R2+的核外电子排布式为[Ar]3d7,则基态R原子的核外电子排布式为[Ar]3d74s2,R为Co元素。
3.(2024·天津高二检测)某元素原子价电子排布式为3d54s2,下列说法正确的是( )
A.该元素位于周期表s区
B.该元素的最高化合价为+2价
C.该元素位于第四周期第ⅤB族
D.该元素的某种氧化物可用作催化剂
解析:选D。价电子排布式为3d54s2,该元素有4个电子层,价电子数为7,为Mn,属于周期表d区,A错误;Mn价电子数为7,最高化合价为+7价,B错误;该元素位于第四周期第ⅦB族,C错误;二氧化锰可用作过氧化氢分解、氯酸钾分解的催化剂,D正确。
4.仔细观察如图,回答下列问题:
(1)B的原子结构示意图为_____________,B元素位于元素周期表的第______周期第______族。
(2)铍的最高价氧化物的水化物是________(填“酸性”“碱性”或“两性”)化合物,证明这一结论的有关离子方程式是_______________________________。
(3)根据元素周期律知识,硼酸酸性比碳酸_________,理由是_________。
(4)根据Mg在空气中的燃烧情况,Li在空气中燃烧生成的产物为______(用化学式表示)。
答案:(1) 二 ⅢA (2)两性 Be(OH)2+2OH-===[Be(OH)4]2-、Be(OH)2+2H+===Be2++2H2O (3)弱 硼的非金属性比碳弱
(4)Li2O、Li3N
【基础达标练】
1.港珠澳大桥的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.锌位于元素周期表的d区
B.基态Al原子占据最高能级的电子的电子云轮廓图为哑铃形
C.钒位于元素周期表中第四周期第ⅤB族
D.钒的价层电子排布式为3d34s2
解析:选A。锌的原子序数为30,在周期表中处于第四周期第ⅡB族,在ds区,故A错误。
2.基态原子的核外电子排布式为[Kr]4d105s1的元素所属的区、周期和族为( )
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:D
3.长式周期表共有18个纵列,从左到右排为1~18列,即碱金属为第一列,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9列元素中有非金属元素
B.只有第2列的元素原子最外层电子排布式为ns2
C.第四周期第8列元素是铁元素
D.第15列元素原子的最外层电子排布式为ns2np5
解析:选C。根据元素周期表的结构可知,第9列为d区元素,全部为金属元素,A项错误;最外层电子排布式为ns2的不只是第2列元素的原子,如第12列元素的原子最外层电子排布式也是ns2,B项错误;第15列元素原子的最外层电子排布式为ns2np3,D项错误。
4.前四周期元素中,基态原子的4s能级中只有1个电子且位于d区的元素共有( )
A.0种 B.1种
C.2种 D.3种
解析:选B。只有Cr元素一种。
5.最活泼的金属、最活泼的非金属、常温下呈液态的金属(价电子排布为5d106s2)分别位于下面元素周期表中的( )
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
解析:选A。如果考虑放射性元素,最活泼的金属是Fr,如果不考虑放射性元素,最活泼的金属是Cs,而Cs和Fr都属于第ⅠA族元素,位于s区;最活泼的非金属是F,F位于p区;常温下呈液态的金属为Hg,Hg属于过渡元素,其价电子排布式为5d106s2,可知Hg属于第六周期第ⅡB族元素,位于ds区。
6.(2024·湖北红安高二检测)已知元素原子的下列结构或性质,能确定其在周期表中位置的是( )
A.某元素原子的第二电子层电子排布图为
B.某元素在某种化合物中的化合价为+4
C.某元素的原子最外层上电子数为6
D.某元素的价层电子排布式为5s25p1
解析:选D。A项可以确定L电子层的电子数为8,但无法确定原子的电子层数和最外层电子数,不能确定其在周期表中位置,A错误; B项化合价为+4价,但无法确定原子的电子层数和最外层电子数,不能确定其在周期表中位置,B错误; C项原子的最外层上电子数为6,但无法确定原子的电子层数,不能确定其在周期表中位置,C错误; D项由元素的价层电子排布式为5s25p1可知,该元素位于周期表第五周期第ⅢA族,D正确。
7.下表为元素周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题:
(1)表中属于d区的元素是________(填编号)。
(2)表中元素①的6个原子与元素③的6个原子形成的某种环状物名称为________。
(3)某元素的价层电子排布式为nsnnpn+1,该元素原子的核外最外层电子数为________。
答案:(1)⑨ (2)苯 (3)5
【能力提升练】
8.(2024·福建三明高二检测)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正确的是( )
A.原子的价电子排布式为ns2np1~6的元素一定是主族元素
B.基态原子的p能级上有5个电子的元素一定是第ⅦA族元素
C.原子的价电子排布式为3d3~74s2的元素一定位于ⅢB~ⅦB族
D.基态原子的N层上只有1个电子的元素一定是主族元素
解析:选B。原子的价电子排布式为ns2np6的元素不是主族元素,如Ne、Ar,为0族元素,A错误;基态原子的p能级上有5个电子的元素的价电子排布式为ns2np5,位于第ⅦA族,B正确;原子的价电子排布式为3d6~74s2的元素位于第Ⅷ族,C错误;基态原子的N层上只有1个电子的元素可能为K、Cr或Cu,K为主族元素,Cr、Cu为副族元素,D错误。
9.已知某些元素在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的基态原子的价电子排布式为3d104s2,与它具有相同最外层电子数的元素只可能处于ds区
C.元素1、2、3的基态原子中,未成对电子数之比为1︰3︰5
D.元素5的原子结构示意图为
解析:选D。元素2和元素5均位于p区,A项错误;元素4为锌,其基态原子的价电子排布式为3d104s2,最外层电子数为2的元素还包括s区的Be、Mg等,d区的Ti、Mn、Fe等,p区的He等,B项错误;元素1、2、3分别是H、O、Mn,它们的基态原子的价电子排布式分别为1s1、2s22p4、3d54s2,故其未成对电子数之比为1︰2︰5,C项错误;元素5位于第四周期第ⅣA族,原子结构示意图正确,D项正确。
10.(2024·陕西西安高二检测)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ns1过渡到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
C.电子仅在从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(n-1)d6~8ns2的元素一定位于第Ⅷ族
解析:选D。元素周期表中第一周期由1s1到1s2,A错误;在元素周期表中,s区的H元素为非金属元素,B错误;原子光谱包括吸收光谱和发射光谱,电子从激发态跃迁到基态时会产生发射光谱,而从基态跃迁到激发态时会产生吸收光谱,C错误。
11.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ns(n-1)np(n+1),则下列说法不正确的是 ( )
X
Y
Z
A.Y元素原子的价层电子排布式为4s24p4
B.Y元素在周期表的第三周期第ⅥA族
C.X元素位于元素周期表的p区
D.Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
解析:选A。Y元素原子的价层电子排布式为ns(n-1)np(n+1),由n-1=2可得n=3,Y元素原子的价层电子排布式为3s23p4,则Y元素位于第三周期第ⅥA族,Z位于第四周期第ⅤA族,价层电子排布式为4s24p3,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。X、Y、Z最外层电子填充在p轨道上,故X、Y、Z均位于p区。
12.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原子的价层电子排布相同,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同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的核外电子排布式:________。
(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________。
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原子的价层电子排布相同,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,n=2时符合,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,电子排布式为1s22s22p2,则B为C元素;D元素单质的氧化性在同周期主族元素的单质中排第二位,则D为S或O;F的基态原子核外成对电子数是单电子数的3倍,其电子排布式为1s22s22p4,即F为O元素,则D只能为S;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,G位于元素周期表的s区,则G电子排布式为1s22s22p63s2,则G为Mg元素。
答案:(1)S Mg (2)ⅠA (3)1s22s22p3 (4) (5)1
13.原子结构与元素周期表存在内在联系,按要求回答下列问题:
(1)根据元素在周期表中的位置,写出元素基态原子的价电子排布式。
①第四周期第ⅥB族:__________________________________;
②第五周期第ⅠB族:__________________________________;
③第五周期第ⅣA族:__________________________________;
④第六周期第ⅡA族:__________________________________。
(2)根据元素电子排布可以确定元素在周期表中的位置。
①具有(n-1)d10ns2价层电子排布的元素位于周期表中的第________族。
②基态金原子的价层电子排布式为5d106s1,试判断金元素在元素周期表中位于第______周期第________族。
③已知某元素+2价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3。该元素位于元素周期表________(填字母)。
A.第二周期第ⅡB族
B.第四周期第ⅡA族
C.第四周期第ⅤB族
D.第五周期第ⅡB族
④某元素原子的核电荷数为33,则其原子的价层电子排布式为__________,其位于元素周期表中的________________,属于________区的元素。
(3)根据元素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________。
答案:(1)①3d54s1 ②4d105s1 ③5s25p2
④6s2 (2)①ⅡB ②六 ⅠB ③C
④4s24p3 第四周期第ⅤA族 p
(3)① +4 ②铬
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