内容正文:
课时梯级训练(6) 原子核外电子排布的周期性
题型一 元素周期表
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区和ds区的元素
D.p区元素都是非金属元素
C 解析:s区中的H是一个特例,它属于非金属元素,A错误;d区包括ⅢB~ⅦB族(镧系和锕系除外)元素和Ⅷ族元素,ds区包括ⅠB族和ⅡB族元素,过渡元素包括所有的副族元素和Ⅷ族元素,即包括了d区和ds区的元素,B错误、C正确;p区包括ⅢA~ⅦA族元素和0族元素,其中的铝、铅等都是金属元素,D错误。
2.下图元素周期表中全部是金属元素的区域为 ( )
A.只有s区 B.只有d区
C.s区、d区和ds区 D.d区和ds区
D 解析:s区的H为非金属元素,d区和ds区全部为金属元素,p区包含大多数非金属元素。
题型二 原子核外电子排布与元素周期表
3.某元素的原子最外层电子数为2,外围电子数为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
C 解析:某元素的最外层电子数为2,外围电子数为5,说明最外层电子数和外围电子数不相等,则外围电子应存在d轨道电子,并且是同族中原子序数最小的元素,则可知应为第4周期元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2,为第4周期ⅤB族元素,为V,位于d区,C错误,A、B、D正确。
4.已知某元素原子的外围电子排布式为(n-1)dansb,则下列说法正确的是 ( )
A.该元素是金属元素
B.该元素位于周期表中d区
C.该元素的族序数为a+b
D.该元素位于周期表中第4周期
A 解析:由原子的外围电子排布式为(n-1)dansb可知,该元素应为过渡元素,是金属元素,A正确;该元素可能位于周期表的d区或ds区,B错误;其族序数不一定是a+b(如铜),C错误;该元素不一定位于周期表中的第4周期,D错误。
5.下列说法错误的是 ( )
A.基态原子的p轨道上半充满的元素一定位于p区
B.核外电子排布相同的两原子,一定属于同种元素
C.基态原子的外围电子排布为(n-1)dxnsy的元素,族序数一定为x+y
D.基态原子的N层上只有一个电子的元素,不一定是第ⅠA族元素
C 解析:基态原子的外围电子排布为(n-1)dxnsy的元素,族序数不一定为x+y,如当x+y=9或10时是Ⅷ族,C错误。
6.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.原子的外围电子排布为ns2np1~6的元素一定是主族元素
B.基态原子的p轨道上有5个电子的元素一定是ⅦA族元素
C.原子的外围电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素一定位于ⅢB~ⅦB族
D.基态原子的N电子层上只有1个电子的元素一定是主族元素
B 解析:0族元素外围电子排布也符合ns2np1~6,所以不一定是主族元素,A错误;基态原子的p轨道上有5个电子的元素外围电子排布为ns2np5,一定位于ⅦA族,B正确;原子的外围电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素为Ⅷ族元素,不位于ⅢB~ⅦB族,C错误;基态原子的N电子层上只有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。
7.元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的外围电子排布为ns(n-1)np(n+1),则下列说法不正确的是 ( )
X
Y
Z
A.Y元素原子的外围电子排布为4s24p4
B.Y元素位于周期的第3周期ⅥA族
C.X元素所在周期中含有的非金属元素最多
D.Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
A 解析:Y元素原子的外围电子排布为ns(n-1)np(n+1),s能级中只有2个电子,则n-1=2,n=3,即Y元素原子的外围电子排布为3s23p4,Y为S,位于第3周期ⅥA族,A错误,B正确;X为F,位于第2周期,该周期中所含非金属元素最多,C正确;Z为As,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,D正确。
8.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.元素周期表可分为5个区,其中非金属元素分布在s区和p区
C.所有区的名称均来自按构造原理最后填入电子的原子轨道符号
D.周期表共18个纵列,可分为7个主族,7个副族,1个Ⅷ族,1个0族
C 解析:除ds区外,其他区的名称均来自按构造原理最后填入电子的原子轨道符号,C错误。
9.下列关于元素的分区说法正确的是 ( )
A.所有的金属元素都分布在d区和ds区
B.所有的非金属元素都分布在p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.最外层电子数为2的元素都分布在s区
C 解析:s区、p区、f区中都有金属元素,A错误;H是非金属元素,位于元素周期表s区,B错误;元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素,C正确;He是2号元素,其原子最外层电子数为2,位于p区,Fe最外层电子数为2,位于d区,Zn原子最外层电子数为2,位于ds区,D错误。
10.下列关于元素周期表和元素周期律的说法正确的是 ( )
A.主族元素最后一个电子都填在p轨道上,外围电子通式为ns2np1~5
B.基态Ag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d区
C.过渡元素只包含属于副族元素的金属元素
D.元素性质随核电荷数递增发生周期性的递变是因为元素的原子核外电子的排布发生周期性的变化
D 解析:主族元素原子的外围电子排布为ns1~2或ns2np1~5,因此主族元素的原子核外电子最后填入的能级是s轨道或p轨道,A错误;基态Ag的外围电子排布式为4d105s1,由此可判断Ag在第5周期ⅠB族,属于ds区,B错误;过渡元素包括元素周期表中所有副族元素和Ⅷ族元素,C错误。
11.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,故共有18种元素。(2)由外围电子排布为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,该族中只有一种非金属元素——B。(3)由外围电子排布为4s24p1可以知道,该元素处于p区,该区元素的外围电子的电子排布为ns2np1~6,包括ⅢA~ⅦA族、0族的元素。
12.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________(填标号)。
(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)某元素的特征电子排布式为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
解析:(1)⑨属于d区元素。
(2)元素①是氢元素,元素③是碳元素,依题意,形成的环状物是苯。
(3)由nsnnpn+1可知,n=2,该元素为N,最外层电子数为5。
13.已知元素周期表共有18个纵列,如下图所示,实线表示元素周期表的边界。按外围电子排布,可将元素周期表中的元素划分为s区、p区、d区、ds区等。除ds区外,其他分区的名称来自按构造原理最后填入的电子的能级符号。
请回答下列问题:
(1)请在图中用实线画出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。
(2)有的同学受这种划分的启发,认为元素周期表内第6、7纵列的部分元素可以排在另一分区,你认为应排在________区。
(3)请在元素周期表中用元素符号标出4s轨道半充满的元素。
(4)请利用电子排布知识分析Fe3+比Fe2+稳定的原因:__________________________
________________________________________________________________________
(5)随着科学技术的发展,不断有新的元素被发现。第7周期已排满,则现行元素周期表中总共有______种元素。
答案:(1)如下图所示
(2)ds
(3)见上图
(4)基态Fe原子的外围电子排布式为3d64s2,Fe2+、Fe3+的3d轨道的电子排布式分别为3d6、3d5,根据“能量相同的轨道处于半充满、全充满和全空状态时能量较低”的原则,3d5为3d原子轨道处于半充满状态,结构更稳定,故Fe3+比Fe2+稳定
(5)118
解析:(2)ds区元素基态原子的外围电子排布为(n-1)d10ns1或(n-1)d10ns2,而元素周期表内第6个纵列外围电子排布为(n-1)d5ns1(钨、除外),第7个纵列外围电子排布为(n-1)d5ns2,类比可知第6、7纵列可以放入ds区。
(3)4s轨道半充满,即为4s1,根据构造原理、洪特规则可知,该元素基态原子的电子排布可能为[Ar]4s1(K)、[Ar]3d54s1(Cr)或[Ar]3d104s1(Cu),将三种元素分别标在元素周期表中的相应位置即可。
(4)基态Fe原子的外围电子排布式为3d64s2,Fe2+、Fe3+的3d轨道电子排布式分别为3d6、3d5,其中Fe3+中3d轨道处于半充满状态,较稳定。
(5)根据各周期元素种数可知,第七周期0族元素的原子序数为2+8+8+18+18+32+32=118。
14.已知X、Y、Z、Q、R、E六种元素中,原子序数X<Y<Z<Q<R<E,其结构或性质信息如下表所示:
元素
结构或性质信息
X
原子的L层上s电子数等于p电子数
Y
原子核外的L层有3个未成对电子
Z
原子核外只有两个电子层,s电子数等于p电子数
Q
单质常温、常压下是气体,原子的M层上有1个未成对的p电子
R
核电荷数是Y与Q的核电荷数之和
E
原子序数比R大3
请根据信息回答有关问题:
(1)元素Y的原子核外共有____种不同运动状态的电子。
(2)基态X原子的核外电子轨道表示式为______________;X、Y、Z三种元素的非金属性由强到弱的排列次序依次为(写元素符号)______________。
(3)基态Q原子的核外电子排布式是____________________。
(4)R的元素符号是______,基态R原子的M电子层的电子排布式为________________。
(5)E有多种化合价,基态E2+的外围电子排布式是________。
答案:(1)7 (2) O>N>C (3)1s22s22p63s23p5 (4)Cr 3s23p63d5 (5)3d6
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