1.2 原子结构与元素周期表 第2课时（同步讲义）化学鲁科版选择性必修2

教材知识解读·讲透重点难点·方法能力构建·同步分层测评 第1章 原子结构与元素性质 第2节 原子结构与元素周期表 第2课时 核外电子排布与元素周期表 教习目标 1.了解核外电子的排布规律、价电子排布与元素周期表中周期、族划分的关系。 2.了解元素周期表区的划分与原子核外电子排布的关系，能用原子结构的知识解释其周期性变化的原因。 重点和难点 重点:核外电子的排布规律、价电子排布与元素周期表中周期、族划分的关系。 难点:能用原子结构的知识解释其周期性变化的原因。 ◆知识点一 核外电子排布与周期的划分 1.核外电子排布与周期的划分 （1）鲍林近似能级图与周期的关系 ①将能量相近的原子轨道归为一组，所得到的能级组按照能量由低到高的顺序与元素周期表中的周期相对应。 ②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）价电子 ①定义：最外能级组中有可能参与化学反应的电子。 ②规律：一般情况下，主族元素原子的价电子只包括最外层电子，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。 注意：为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，如基态铁原子的价电子排布式为3d64s2。 （3）核外电子排布与周期的划分 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，元素周期表的7个周期分别对应7个能级组。 ②周期与电子层数n（量子数）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。 即学即练 1.价电子排布式为5s25p1的元素，位于周期表中 （　　） A.第4周期ⅤA族 B.第5周期ⅢA族 C.第5周期ⅠA族 D.第4周期ⅢA族 【答案】B 【解析】电子层数=周期序数，价电子数=主族元素的族序数，所以该元素位于第5周期ⅢA族。 2.某元素基态原子4s轨道上有1个电子，则该基态原子价电子排布不可能是 （　　） A.3p64s1 B.4s1 C.3d54s1 D.3d104s1 【答案】A 【解析】基态原子4s轨道上有1个电子，若该元素位于s区，则其基态原子价电子排布式为4s1；若该元素位于d区，则其基态原子价电子排布式为3d54s1；若该元素位于ds区，则其基态原子价电子排布式为3d104s1；在p区不存在4s轨道上有1个电子的原子，故A符合题意。 ◆知识点二 核外电子排布与族的划分 1.核外电子排布与族的划分 （1）将下列各主族元素的价电子数、价电子排布式填入表中： 族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 列数 1 2 13 14 15 16 17 价电子数 1 2 3 4 5 6 7 价电子 排布式 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 （2）以第4周期下列元素为例，填写下表： 元素 21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 29Cu 30Zn 族序数 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB ⅠB ⅡB 价电子 排布式 3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d104s1 3d104s2 价电子 数目 3 4 5 6 7 - - （3）依据上述表格，分析讨论族的划分与原子核外电子排布的关系 ①族的划分依据 族的划分主要取决于原子的价电子数目和价电子排布。一般来说，同族元素原子的价电子数目相同。 ②各族核外电子排布的特点 2.元素周期表的分区 即学即练 1.下列说法不正确的是 （　　） A.Xe元素所在族的基态原子的价电子排布式均为（n-1）d10ns2np6 B.在元素周期表中，s区（氢元素除外）、d区和ds区的元素都是金属元素 C.基态Ag原子的价电子排布为4d105s1，由此可判断Ag在第5周期ⅠB族，处于ds区 D.某元素基态原子的价电子排布式为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，同一族的基态He原子的核外电子排布式为1s2，A错误；Ag的价电子排布式为4d105s1，由此可判断Ag在第5周期ⅠB族，价电子占据的轨道是d、s轨道，所以属于ds区，C正确；由基态原子的价电子排布式为4f75d16s2，判断此元素属于镧系元素，位于周期表中第6周期ⅢB族，D正确。 2.在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，人们发现价电子排布相似的元素集中在一起。据此，人们将元素周期表分为5个区，如图所示。请回答下列问题： （1）在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素，其基态原子的价电子的电子云图为　　形。  （2）在d区中，族序数最大、原子序数最小的元素，其常见离子的电子排布式为　　　　　　　，其中较稳定的是　　　　。  （3）在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素，其基态原子的价电子排布式为　　　　。  （4）在p区中，第2周期ⅤA族元素原子的价电子的轨道表示式为　　　　。  （5）当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在　区。  【答案】（1）球　（2）Fe2+：1s22s22p63s23p63d6、Fe3+：1s22s22p63s23p63d5　Fe3+　（3）3d104s2 （4）　（5）f 【解析】（1）s区为ⅠA族、ⅡA族，符合条件的元素为Be，其基态原子的电子排布式为1s22s2，价电子的电子云图为球形。 （2）d区为ⅢB~ⅦB族（不包括镧系、锕系）、Ⅷ族，族序数最大且原子序数最小的元素为Fe，其常见离子为Fe2+、Fe3+，电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5，由离子的电子排布式可知Fe3+的3d能级为半充满状态，其稳定性大于Fe2+。 （3）符合条件的元素为Zn，其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，价电子排布式为3d104s2。 （4）符合题意的元素为N，其价电子的轨道表示式为。 （5）铀和钚均为锕系元素，位于f区。 一、能级数和周期的对应关系 1. 周期 价电子排布 对应能级组 元素种数 ⅠA族 0族 最外层最多 容纳电子数 1 1s1 1s2 2 1s 2 2 2s1 2s22p6 8 2s、2p 8 3 3s1 3s23p6 8 3s、3p 8 4 4s1 4s24p6 8 4s、3d、3p 18 5 5s1 5s25p6 8 5s、4d、5p 18 6 6s1 6s26p6 8 6s、4f、5d、6p 32 7 7s1 7s27p6 8 7s、5f、6d… 32 2.几个定量关系 (1)每个能级组对应的周期中，能级组最大的电子层(n)数等于该周期的周期序数。 (2)能级组容纳的最多电子数等于对应周期所包含元素的种数。 (3)除第1周期外，每周期元素原子的电子排布，先从ns1开始，再排能级组中其他能级，该周期结尾元素为ns2np6。 实践应用 1.价电子排布式为5s25p3的元素是 (　　) A.第5周期ⅢA族 B.51号元素 C.非金属元素 D.Te 【答案】B 【解析】5s25p3，5指的是电子层数，即属于第5周期，价电子指的是最外层电子数，为主族元素，主族元素所在族序数等于最外层电子数，即属于第ⅤA族元素，属于主族元素，又因为最后一个电子填充在p能级上，按照核外电子排布的规律，推出此元素是51号元素锑(Sb)，B正确。 2.具有下列电子层结构的原子，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.最外层电子排布为2s22p6的原子和最外层电子排布为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 【答案】B 【解析】第1周期的氢、氦和第2周期的锂、铍原子的电子层上全是s电子，显然它们属于不同周期，故A错；3p能级上只有一个空轨道的原子是硅，3p能级上有一个未成对电子的原子是铝或氯，同在第3周期，故B正确；最外层电子排布为2s22p6的原子是第2周期的氖，而最外层电子排布为2s22p6的离子可能是第2周期的氧离子、氟离子，也可能是第3周期的钠离子、镁离子、铝离子，故C错；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原子可能是第3周期的氩，也可能是第4周期的钾、钙，故D错。 3.同属长周期的4、5、6周期所包含的元素种数分别为_______、______、______，并解释其原因___________。 【答案】18　18　32 据鲍林近似能级图，第4、5周期元素包含的能级为ns、np、(n－1)d，共有9个原子轨道，最多容纳18个电子，对应两周期中各18种元素；而第6周期元素能级除ns、np和(n－1)d，还有(n－2)f，故多出7个原子轨道即14个电子，对应多出14种元素 二、原子结构与族、区的关系 1.族的划分 族序数由该元素原子的价电子数决定。 (1)主族(ⅠA～ⅦA族)的族序数＝价电子数＝原子最外层电子数。 (2)0族：原子最外层电子数等于8或2。 (3)ⅠB、ⅡB族：族序数＝原子最外层电子数。 (4)ⅢB～ⅦB族：族序数＝价电子数＝原子最外层ns电子数＋次外层(n－1)d电子数＝最高正价(镧系、锕系除外)。 第4周期ⅢB～ⅦB元素的价电子排布： 族序数 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB 价电子排布 3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 (5)Ⅷ族：原子最外层ns电子数与次外层(n－1)d电子数之和，分别为8、9、10。 2.区的划分 分区 族序数 价电子排布式 s区 ⅠA、ⅡA ns1～2 p区 ⅢA～ⅦA、0族 ns2np1～6(氦除外) d区 ⅢB(除镧系、锕系外)～ⅦB、Ⅷ (n－1)d1～9ns1～2(钯除外) ds区 ⅠB、ⅡB (n－1)d10ns1～2 f区 镧系、锕系 (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2 实践应用 1.已知某元素＋2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，该元素在周期表中属于 (　　) A.ⅤB族 B.ⅡB族 C.Ⅷ族 D.ⅡA族 【答案】D 【解析】由题意知，该元素的价电子排布为4s2，故该元素位于第4周期ⅡA族。 2.某元素简化电子排布式为[Xe]4f46s2，其应在 (　　) A.s区 B.p区 C.d区 D.f区 【答案】D 【解析】元素在周期表中的分区，取决于元素原子的最后一个电子所进入的能级，因最后一个电子进入f能级，所以该元素为f区元素。 3.价电子排布为4d55s1的元素在周期表中的位置是 (　　) A.第4周期ⅠB族 B.第5周期ⅠB族 C.第4周期ⅥB族 D.第5周期ⅥB族 【答案】D 【解析】由于该元素的能级最高为5s，所以处于第5周期，价电子排布为4d55s1，所以位于第ⅥB族，因此该元素在周期表中的位置是第5周期ⅥB族。 4.已知某元素＋3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，该元素在周期表中的位置和区域是 (　　) A.第3周期Ⅷ族；p区 B.第3周期ⅤB族；ds区 C.第4周期Ⅷ族；d区 D.第4周期Ⅴ族；f区 【答案】C 【解析】某元素＋3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，其原子核外电子数为23＋3＝26，为Fe元素，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，有四个电子层属于第4周期元素，位于第Ⅷ族，属于d区。 三、根据原子结构特征判断元素在元素周期表中的位置 电子排布式价电子排布式 实践应用 1.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.某元素的原子最外层上电子数为6 D.某元素的价电子排布式为5s25p1 【答案】D 【解析】A中只能说明该元素的L层有8个电子，不能确定其在周期表中的位置；非金属元素有多种化合价，＋4价不一定是其最高化合价，不能确定；C中根据最外层电子数只能确定族序数，不能确定周期数；D可确定该元素在第5周期ⅢA族。 考点一 原子核外电子排布与元素周期律、元素周期表、周期、族的关系 【例1】下列对元素周期表的认识正确的是 (　　) A．有9行7个周期 B．有16列16个族 C．有三个短周期四个长周期 D．非金属元素存在于主族与副族中 【答案】C 【解析】元素周期表有7行7个周期，A错误；有18列16个族，B错误；有三个短周期（第1、2、3周期）和四个长周期（第4、5、6、7周期），C正确；副族中没有非金属元素，D错误。 【变式1-1】为纪念门捷列夫发表第一张元素周期表(部分如右)150周年，联合国宣布2019年为“国际化学元素周期表年”。下列说法正确的是 (　　) A．表中数字代表元素的原子序数 B．表中元素的排列依据是元素的原子结构 C．推测表中“？＝70”指代的元素的最高化合价为＋4 D．每一纵列都对应现在常用的元素周期表中的一族 【答案】C 【解析】门捷列夫当时按相对原子质量排列元素，表中数字不是原子序数，A错误；当时是按相对原子质量排列，不是原子结构，B错误；“？＝70”指代的元素在碳族，最高化合价为＋4，C正确；当时部分纵列与现在常用周期表族的对应关系不同，D错误。 【变式1-2】原子序数为83的元素位于：①第五周期；②第六周期；③IVA族；④VA族；⑤IIB族，其中正确的组合是 (　　) A.①④　　　　B.②③　　　　C.②④　　　　D.①⑤ 【答案】C 【解析】根据元素周期表的结构和电子排布规律，83号元素位于第六周期VA族，C正确。 【变式1-3】价层电子排布为的元素在周期表中的位置是 （ ） A.第四周期第IB族 B.第五周期第IB族 C.第四周期第VIB族 D.第五周期第VIB族 【答案】D 【解析】根据电子排布式可知，该元素电子层数为5，所以在第五周期；价层电子数为6，位于第VIB族，D正确。 考点二 元素周期表的分区 【例2】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．原子的价电子排布为的元素一定是d区元素 C．有三个未成对电子的原子一定属于主族元素 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】B 【解析】A．N层只有一个电子的如Cr、Cu均不是ⅠA族元素，A项错误； B．d区元素包含IIIB到ⅦB族，电子排布为(n-1)d6-8ns2 ，B项正确； C．d轨道上有三个未成对的电子有V和Co，这两种元素均为副族，C项错误； D．Cu价电子为3d104s1，其族序数为ⅠB族而不等于x+y，D项错误； 故选B。 【变式2-1】下列说法中正确的是 (　　) A. 所有金属元素都分布在d区和ds区 B. 原子最外层电子数为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. s区均为金属元素 【答案】C 【解析】金属元素还分布在s区等，A错误；He原子最外层电子数为2，但位于p区，B错误；IIIB族到IIB族10个纵列的元素都是金属元素，C正确；s区的H不是金属元素，D错误。 【变式2-2】下列关于价层电子排布为的粒子描述正确的是 （ ） A.该元素在元素周期表中位于p区 B.它的核外电子排布式为 C.该元素为氧元素 D.其轨道表示式为 【答案】A 【解析】价层电子排布为的元素最后填入的电子在p能级，位于p区，A正确；其核外电子排布式为，B正确；该元素为硫元素，C错误；选项D中轨道表示式未给出，无法判断。本题选A。 【变式2-3】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，其属于金属元素 【答案】D 【解析】元素2和元素5均位于p区，故A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，属于ds区元素，Be、Mg的最外层电子数均为2，属于s区元素，故B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，故未成对电子数之比为1∶2∶5，故C错误；元素5位于第4周期第ⅣA族，为32号元素锗(Ge)，属于金属元素，故D正确。 考点三 元素周期表的应用 【例3】下列对元素周期表的认识正确的是 (　　) A．有9行7个周期 B．有16列16个族 C．有三个短周期四个长周期 D．非金属元素存在于主族与副族中 【答案】C 【解析】A. 元素周期表有7行7个周期，A选项错误；B. 元素周期表有18列16个族，B选项错误；C. 元素周期表中有三个短周期（第1、2、3周期）和四个长周期（第4、5、6、7周期），C选项正确；D. 副族元素全部是金属元素，非金属元素只存在于主族和零族，D选项错误。答案选C。 【变式3-1】原子序数为83的元素位于：①第五周期；②第六周期；③IVA族；④VA族；⑤IIB族，其中正确的组合是 (　　) A.①④　　　　B.②③　　　　C.②④　　　　D.①⑤ 【答案】C 【解析】根据元素周期表的结构，第六周期0族元素的原子序数为86，83号元素比86号元素少3个，所以位于第六周期第VA族，②④正确。答案选C。 【变式3-2】下列说法中正确的是 (　　) A. 所有金属元素都分布在d区和ds区 B. 原子最外层电子数为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. s区均为金属元素 【答案】C 【解析】A. 金属元素除了分布在d区和ds区，还分布在s区、p区等，如Na、Mg等在s区，A选项错误；B. 原子最外层电子数为2的元素不一定都分布在s区，如He在p区，一些过渡元素最外层电子数也可能为2，B选项错误；C. 元素周期表中IIIB族到IIB族10个纵列的元素都是过渡金属元素，都是金属元素，C选项正确；D. s区的H元素是非金属元素，D选项错误。答案选C。 【变式3-3】价层电子排布为4d⁵5s¹的元素在周期表中的位置是 （ ） A.第四周期第IB族 B.第五周期第IB族 C.第四周期第VIB族 D.第五周期第VIB族 【答案】D 【解析】该元素的价层电子排布为4d⁵5s¹，电子层数为5，所以位于第五周期；价层电子数为6，根据副族元素价层电子数与族序数的关系，IIIB - VIIB价层电子数 = 族序数，所以位于第VIB族。答案选D。 【变式3-4】下列各组表述中，两个微粒一定不属于同种元素原子的是 (　　) ①3p能级有一个未成对电子的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p1的原子 ②M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子 ③最外层电子数是核外电子总数的的原子和价电子排布为3s23p5的原子 ④2p能级有一个空轨道的基态原子和原子的价电子排布为2s22p2的原子 A.①② B.②③ C.①③ D.②④ 【答案】B 【解析】①错，基态原子3p能级有一个未成对电子，根据洪特规则可知3p能级上有1个或5个电子，两者可能属于同一元素。②对，M层全充满而N层为4s2的原子，则M层有18个电子，而后者M层上只有8个电子，两者不属于同种元素。③对，价电子排布式为3s23p5的原子核外有17个电子，最外层电子数是核外电子总数的，两者一定不是同一种元素。④错，基态原子2p能级有一个空轨道的原子，其价电子排布式为2s22p2，两者属于同一种元素。 【变式3-5】下列各项叙述中，正确的是 (　　) A．基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2和1s22s22p63s23p64s2对应的元素同族 B．钠原子核外电子排布由1s22s22p63s1→1s22s22p63d1，释放能量 C．某基态原子的价电子排布为4d15s2，它是第5周期ⅢB族元素，属于d区元素 D．3s、3p能级上排满了电子且3d能级上未排电子的两原子对应的元素同周期 【答案】C 【解析】A.1s22s22p63s23p63d104s2为Zn元素，位于ⅡB 族，1s22s22p63s23p64s2为Ca元素，位于ⅡA族，A项错误；B.原子由基态变为激发态需要吸收能量，B项错误；C.价电子排布为4d15s2的元素是第5周期ⅢB族元素，位于d区，C项正确；D.未说明4s能级上有无电子，故不一定处于同一周期，D项错误。故选：C。 基础达标 1.元素周期表中铅元素的数据如图，下列说法中正确的是 （　　） A.Pb原子最外层有4个能量相同的电子 B.基态Pb原子的最外层没有未成对电子 C.Pb元素位于第6周期Ⅳ族 D.Pb元素的相对原子质量是207.2 【答案】D 【解析】6s能量比6p能量低，Pb原子最外层中6s的2个电子与6p的2个电子能量不同，故A错误；基态Pb原子的最外层6p轨道有2个电子，都是未成对电子，故B错误；Pb原子最外层电子排布为6s26p2，该元素位于第6周期ⅣA族，故C错误；由图可知，Pb元素的相对原子质量是207.2，故D正确。 2.关于元素周期表，下列说法不正确的是 （　　） A.第114号元素是位于p区的金属元素，价电子数为4 B.第117号元素基态原子的未成对电子数为1，位于p轨道上 C.基态原子中未成对电子数最多的元素位于元素周期表的ⅥB族 D.按照现有构造原理，理论上第八周期应有50种元素 【答案】C 【解析】根据每周期元素的种数，可知每周期最后一种稀有气体元素的原子序数分别是2、10、18、36、54、86、118，第114号元素在118号的左边，根据元素周期表中周期和族的划分，可知114号元素位于第7周期ⅣA族，是位于p区的金属元素，价电子数为4，故A正确；第117号元素基态原子的价电子排布式为7s27p5，未成对电子数为1，位于p轨道上，故B正确；基态原子中，ⅥB族元素中未成对电子数最多为6，96号元素的价电子排布为5f76d17s2，未成对电子数为8，位于元素周期表的ⅢB族，故C错误。 3.下列各组基态原子或元素中彼此化学性质一定相似的是 （　　） A.L层上有一个空轨道的元素和M层的p轨道上有一个空轨道的元素 B.原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子 C.2p轨道上只有一个未成对电子的X原子和3p轨道上只有一个未成对电子的Y原子 D.原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子 【答案】A 【解析】L层上有一个空轨道的元素和M层的p轨道上有一个空轨道的元素的价电子排布式为ns2np2，则两元素都位于元素周期表ⅣA族，化学性质一定相似，故A正确；原子核外M层上仅有两个电子的X原子是价电子排布式为3s2的镁原子，原子核外N层上仅有两个电子的Y原子是价电子排布式为3dx4s2的过渡元素的原子，主族元素与过渡元素的化学性质不相似，故B错误；2p轨道上只有一个未成对电子的X原子可能为硼原子或氟原子，3p轨道上只有一个未成对电子的Y原子可能为铝原子或氯原子，ⅢA族元素和ⅦA族元素的化学性质不相似，故C错误；原子核外电子排布式为1s2的X原子为氦原子，原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子为铍原子，氦元素与铍元素化学性质不相似，故D错误。 4.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能级上，价电子排布通式为ns2np1~5 B.基态Cd的价电子排布式为4d105s2，由此可判断Cd在第5周期ⅡA族 C.金属元素都在副族 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 【答案】D 【解析】主族元素原子的最外层电子排布为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能级或p能级，故A错误。 5.某元素基态原子的电子排布式为［Ar］3d74s2，它在元素周期表中的位置是 （　　） A.第3周期ⅡB族 B.第4周期ⅡB族 C.第4周期ⅦB族 D.第4周期Ⅷ族 【答案】D 【解析】由［Ar］3d74s2可知该元素位于第4周期，又由价电子数为9知其位于Ⅷ族。 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．原子的价电子排布为的元素一定是d区元素 C．有三个未成对电子的原子一定属于主族元素 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】B 【解析】A．N层只有一个电子的如Cr、Cu均不是ⅠA族元素，A项错误； B．d区元素包含IIIB到ⅦB族，电子排布为(n-1)d6-8ns2 ，B项正确； C．d轨道上有三个未成对的电子有V和Co，这两种元素均为副族，C项错误； D．Cu价电子为3d104s1，其族序数为ⅠB族而不等于x+y，D项错误； 故选B。 7.某元素离子X3+的核外电子排布式为[Ar]3d3，下列有关该元素的说法正确的是 (　　) A．该元素位于元素周期表的ds区 B．该元素基态原子的未成对电子数为6 C．该元素基态原子的价层电子排布式为3d44s2 D．该元素基态原子的电子的空间运动状态共有24种 【答案】B 【解析】某元素离子X3+的核外电子排布式为[Ar]3d3，则其核电荷数为26，由洪特规则特例，基态X原子的核外电子排布式为[Ar] 3d54s1，为Cr元素； A．该元素为Cr，位于元素周期表的d区，A错误； B．基态Cr原子的核外电子排布式为[Ar] 3d54s1，3d、4s能级电子均为单电子，即Cr原子有6个未成对电子，B正确； C．由由洪特规则特例，基态Cr原子的价电子排布式为 3d54s1，C错误； D．24号Cr元素的原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，基态Cr原子的核外电子有1+1+3+1+3+5+1=15种空间运动状态，D错误； 故选：B。 8.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ns2np1～6的元素一定是主族元素 B．原子的价电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素一定位于ⅢB～ⅦB族 C．基态原子的p能级上有5个电子的元素一定是ⅦA族元素 D．基态原子的N层上只有一个电子的元素一定是主族元素 【答案】C 【解析】A.原子的价电子排布式为ns2np6的元素是稀有气体属于0族元素，A错误； B.原子的价电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素为第8、9、10列元素，是Ⅷ族元素，B错误； C.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，最外层有7个电子，一定是ⅦA族元素，C正确；D.基态原子的N层上只有一个电子的元素的价电子排布式为4s1、3d54s1或3d104s1，分别是ⅠA的钾元素、ⅥB的铬元素、ⅠB的铜元素，D错误。故选：C。 9.已知某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，该元素在元素周期表中的位置及分区分别是（　　） A.第3周期Ⅷ族；p区 B.第3周期ⅤB族；ds区 C.第4周期Ⅷ族；d区 D.第4周期Ⅴ族；f区 【答案】C 【解析】某+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，其原子核外电子数为23+3=26，为Fe元素，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，处于周期表中第4周期Ⅷ族，位于元素周期表的d区。 10.下列说法正确的是 （　　） A.最高正化合价等于族序数的元素仅位于s、p区 B.在周期表里，元素所在的族序数一定等于基态原子的最外层电子数 C.基态原子的价电子排布式为3d84s2的元素位于ds区 D.最外层只有三个电子的元素，一定是ⅢA族元素 【答案】D 【解析】元素周期表里，主族元素所在的族序数等于原子的最外层电子数，其余元素不一定，B错误；基态原子的价电子排布式为3d84s2的元素位于d区，C错误。 11.下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的价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的元素，一定位于ⅠA族 D.最外层电子排布式为ns2np1的元素，可能位于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；最外层电子排布式为4s1的元素不一定位于ⅠA族，如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。 12.下列说法正确的是 （　　） A.2p、3p、4p能级的轨道数依次增多 B.所有非金属元素都分布在p区 C.最外层电子数为2的元素都分布在s区 D.元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族的10个纵列的元素都是金属元素 【答案】D 【解析】相同能级的原子轨道数目相同，A错误；除氢元素处于s区，其他非金属元素都处于p区，B错误；ⅡB族最外层电子数为2，位于ds区，C错误；元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素，称为过渡元素，全部为金属，D正确。 13.具有以下结构的原子一定属于p区元素的是 （　　） ①最外层有3个电子的原子　②有3个价电子的原子　③最外层有3个未成对电子的原子　④价电子有3个未成对电子的原子 A.②③ B.①④ C.②④ D.①③ 【答案】D 【解析】最外层有3个电子的原子的价电子排布式为ns2np1，一定属于p区元素；有3个价电子的原子的价电子排布式可能为属于p区元素的ns2np1，也可能为属于d区元素的（n-1）d1ns2；最外层有3个未成对电子的原子的价电子排布式为ns2np3，一定属于p区元素；价电子有3个未成对电子的原子的价电子排布式可能为p区元素的ns2np3，也可能为属于d区元素的（n-1）d3ns2或（n-1）d7ns2。则一定属于p区元素的是①③。 14.已知某元素＋2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，该元素在周期表中属于 (　　) A.ⅤB族 B.ⅡB族 C.Ⅷ族 D.ⅡA族 【答案】D 【解析】 由题意知，该元素的价电子排布为4s2，故该元素位于第4周期ⅡA族。 15.某元素简化电子排布式为[Xe]4f46s2，其应在 (　　) A.s区 B.p区 C.d区 D.f区 【答案】D 【解析】元素在周期表中的分区，取决于元素原子的最后一个电子所进入的能级，因最后一个电子进入f能级，所以该元素为f区元素。 16.价电子排布为4d55s1的元素在周期表中的位置是 (　　) A.第4周期ⅠB族 B.第5周期ⅠB族 C.第4周期ⅥB族 D.第5周期ⅥB族 【答案】D 【解析】由于该元素的能级最高为5s，所以处于第5周期，价电子排布为4d55s1，所以位于第ⅥB族，因此该元素在周期表中的位置是第5周期ⅥB族。 17.已知某元素＋3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，该元素在周期表中的位置和区域是 (　　) A.第3周期Ⅷ族；p区 B.第3周期ⅤB族；ds区 C.第4周期Ⅷ族；d区 D.第4周期Ⅴ族；f区 【答案】C 【解析】某元素＋3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，其原子核外电子数为23＋3＝26，为Fe元素，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，有四个电子层属于第4周期元素，位于第Ⅷ族，属于d区。 综合应用 18.某基态原子的核外电子排布式为［Ar］3d104s24p4，下列说法不正确的是 （　　） A.该元素原子有4个电子层，8个能级 B.该元素原子核外电子有34种空间运动状态 C.该元素位于元素周期表第4周期ⅥA族 D.该元素原子有2个自旋状态相同的未成对电子 【答案】B 【解析】由核外电子排布式知，该元素原子有4个电子层，有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p 8个能级，故A正确；该元素有34个电子，占据18个轨道，有18种空间运动状态，故B错误；由核外电子排布式知，该元素位于元素周期表第4周期ⅥA族，故C正确；由核外电子排布式知，该元素4p轨道上有4个电子，有2个自旋状态相同的未成对电子，故D正确。 19.A、B属于短周期中不同主族的元素，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】原子的最外层电子中，成对电子占据轨道数和不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(在B2O3和Al2S3中)、a＋11(在B2S3中)和a－5(在Al2O3中)，即C选项符合题意。 20.前四周期元素中，基态原子的未成对电子数与其所在周期序数相同的元素有 (　　) A.3种 B.4种 C.5种 D.6种 【答案】C 【解析】第1周期中，有一个未成对电子的是1s1；第2周期中，未成对电子是两个的有两种：1s22s22p2和1s22s22p4；第3周期中，未成对电子是三个的是1s22s22p63s23p3；第4周期中未成对电子是四个的是1s22s22p63s23p63d64s2，共有5种。 21.已知某基态原子()的某电子层的电子排布为ns2np6nd5，下列说法错误的是 （　　） A.X必为d区元素 B.若n=3，则Z为24或25 C.若n=4，则X必为第5周期的过渡元素 D.若X 是第4周期元素，则具有ns2np6nd5排布的原子仅有2种 【答案】D 【解析】根据X的电子排布式可知，X必为d区元素，故A正确；若n=3，基态X原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或1s22s22p63s23p63d54s2，则Z为24或25，故B正确；若n=4，该原子有5个电子层，处于第5周期，故C正确；若X是第4周期元素，则具有ns2np6nd5排布的元素有Cr、Mn，但可能存在同位素，因此原子不止2种，故D错误。 22.元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的价电子排布式为nsn-1npn+1，则下列说法不正确的是 （　　） X Y Z A.Y元素基态原子的价电子排布式为4s24p4 B.Y元素在元素周期表的第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元素基态原子的价电子排布式中出现了np能级，故其ns能级已经充满且只能为2个电子，则n-1=2，n=3，即Y元素基态原子的价电子排布式为3s23p4，A项错误；Y为S元素，X为F元素，第2周期所含非金属元素最多，C项正确；Z为As元素，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，D项正确。 23.前四周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。W与Y是相邻周期的同主族元素，Y的单质可用于制作光感电池。基态X原子的2p轨道上有2个未成对电子，Z原子的电子总数是其3d能级电子数的5倍。下列说法正确的是 （　　） A.W与Z都能和X形成不止一种二元化合物 B.基态Z原子的价电子排布式为4s2 C.基态X核外电子的轨道表示式为 D.Z属于元素周期表中ds区元素 【答案】A 【解析】由题给信息推知Y为Si元素，W为C元素，X为O元素，Z为Mn元素，以此解答。W（C）与Z（Mn）都能和X（O）形成不止一种二元化合物，如CO、CO2、MnO2、Mn2O7等，故A正确；基态Z元素的价电子排布式为3d54s2，故B错误；基态X（O）的电子排布式为1s22s22p4，2p轨道上有4个电子，故C错误；Z属于元素周期表中d区元素，故D错误。 24.有A、B、C、D、E五种元素。其中A为第4周期主族元素，与D可形成原子个数比为1∶1和2∶1的化合物；B为第4周期过渡金属元素，最高化合价为+7价；C和B是同周期的元素，具有相同的最高化合价；D原子的价电子排布为nsnnpn+2，E元素的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子。 （1）写出下面三种元素的元素符号： A　　　　　、B　　　　　、C　　　　　。  （2）写出D2-的电子排布式：　　　　。  基态E原子的电子排布式：　　　　。  （3）B位于　　　　　族，C位于　　　　　族。  【答案】（1）K　Mn　Br　（2）1s22s22p6　1s22s22p63s23p1　（3）ⅦB　ⅦA 【解析】由B为第4周期过渡金属元素，最高化合价为+7价可推出B是锰元素；C和B是同周期的元素，具有相同的最高化合价，则C是溴元素；D原子的价电子排布为nsnnpn+2，则D是氧元素；A与D可形成原子个数比为1∶1和2∶1的化合物，且为第4周期主族元素，则A是钾元素。E元素的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，该元素应为Al。 25.现有五种前四周期元素，结构信息如表所示，回答下列问题。 元素 结构信息 A 基态原子有6个原子轨道填充满电子，有3个未成对电子 B M层电子数比L层电子数少两个 C 基态原子核外有17个不同运动状态的电子 D 基态原子的价电子排布为3dx4s2，在常见化合物中其最高正价为+7 E 基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有1个未成对电子 （1）A、B、C三种元素最高价氧化物对应的水化物酸性由强到弱的顺序为　　　　（用最高价氧化物对应的水化物的化学式表示）。  （2）基态D原子的简化核外电子排布式为　　　　　　　　。  （3）写出基态B原子价电子的轨道表示式：　　　　　　　。  （4）E位于元素周期表的　　　　　区，基态原子填有电子的轨道数为　　　　。  【答案】（1）HClO4>H2SO4>H3PO4 （2）［Ar］3d54s2 （3） （4）ds　15 【解析】分析可知，A为P，B为S，C为Cl，D的基态原子的价电子排布为3dx4s2，在常见化合物中其最高正价为+7，则价电子排布为3d54s2，D为Mn，E的价电子排布为3d104s1，E为Cu。 （1）由以上分析知，A为P，B为S，C为Cl。A、B、C三种元素最高价氧化物对应的水化物的酸性由强到弱的顺序为HClO4>H2SO4>H3PO4。（2）D为锰元素，其在元素周期表中的位置为第4周期ⅦB族，其基态原子的简化核外电子排布式为［Ar］3d54s2。（4）E为铜元素，位于元素周期表的ds区，其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，填有电子的轨道数为15。 26.第4周期的元素形成的化合物在生产生活中有着重要的用途。 (1)镍铬钢抗腐蚀性能强，基态铬原子(24Cr)的核外电子排布式为____________，按照电子排布式，镍元素(28Ni)在周期表中位于_______________区。 (2)硒(34Se)常用作光敏材料，基态硒原子的价电子排布式为____________。 (3)“玉兔二号”月球车是通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作的。基态砷原子(33As)的电子占据最高能级的电子云轮廓图为_________形。基态镓原子(31Ga)的核外有________个未成对电子。 (4)与铜同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数与铜原子相同的元素有_______种。 (5)基态砷原子的价电子排布式为_______，其原子核外有________个电子层，______个能级，其原子轨道达到全充满状态的个数是_____，其同周期元素基态原子与砷原子未成对电子数相同的元素还有________种。 【答案】(1)1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1　d　(2)4s24p4　(3)哑铃　 1　(4)4 (5)4s24p3　4　8　15　2 【解析】(1)基态铬原子(24Cr)为24号元素原子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)；按照电子排布式，镍元素(28Ni)在周期表中位于d区。(2)基态硒原子为34号元素的原子，位于元素周期表第4周期第ⅥA族，价电子排布式为4s24p4。(3)基态砷原子(33As)为33号元素，电子占据最高能级的为4p轨道，电子云轮廓图为哑铃形。基态镓原子(31Ga)的价电子排布为4s24p1，核外有1个未成对电子。(4)铜元素基态原子的价电子排布式为3d104s1，有1个未成对电子，Cu位于第4周期，第4周期元素基态原子未成对电子数为l的原子，价电子排布式为4s1、3d14s2、3d104s1、4s24p1、4s24p5，故除Cu还有4种。(5)砷的原子序数为33，基态砷原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，价电子排布式为4s24p3，共有8个能级，原子轨道达到全充满状态的个数为15。基态砷原子核外有3个未成对电子，第4周期元素基态原子未成对电子数为3的价电子排布式为3d34s2、3d74s2、4s24p3，除砷外，还有2种元素。 27.已知X、Y、Z、W、Q、R、E七种元素中，原子序数X<Y<Z<W<Q<R<E，其结构或性质信息如下表。 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 元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1 Z 单质在常温、常压下是气体，原子的M层上有1个未成对的p电子 W 元素的正一价离子的电子层结构与氩相同 Q 元素的核电荷数为Y和Z之和 R 元素的正三价离子的3d能级为半充满 E 元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子 请根据信息回答有关问题： (1)元素X的原子核外共有________种不同运动状态的电子，有________种不同能级的电子。 (2)Q的基态原子核外电子排布式为____________，R的元素符号为________，E元素基态原子的价电子排布式为________。 (3)含有元素W的盐的焰色试验为______色，许多金属盐都可以发生焰色试验，其原因是_____。 【答案】　(1)6　3 (2)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)　Fe　3d104s1 (3)紫　激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量，发出不同颜色的光 【解析】(1)X元素原子的L层上s电子数等于p电子数，即其核外电子排布式为1s22s22p2，故X为碳元素，其原子核外共有6种不同运动状态的电子，有3种不同能级的电子。(2)Z元素原子的M层上有1个未成对的p电子，可能为Al或Cl，单质在常温、常压下是气体的只有Cl元素，故Z为Cl元素，Q为Cr元素，基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)；R元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即26号元素Fe；根据题意要求，E元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)，该元素为29号元素Cu，其原子的价电子排布式为3d104s1。 拓展培优 28.周期表中27号元素钴的方格中注明3d74s2，由此可以推断 (　　) A.它位于周期表的第4周期第ⅡA族 B.它的基态原子核外电子排布式可简写为[Ar]4s2 C.基态Co2＋的核外价电子排布式为3d54s2 D.Co位于周期表中d区 【答案】D 【解析】27号元素钴Co为过渡元素，位于第4周期第Ⅷ族，A错误；3d74s2表示基态Co原子的价电子排布式，所以Co的基态原子核外电子排布式可简写为[Ar]3d74s2，不可省去3d7，B错误；失电子时，应先失去最外层的电子，即先失去4s能级上的电子，基态Co2＋的价电子排布式为3d7，C错误；根据价电子排布3d74s2可知Co元素最后填入电子的能级为3d，即Co元素位于周期表中d区，D正确。 29.元素X、Y、Z在周期表中的位置如图所示。已知Y元素原子的最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，则下列说法不正确的是 (　　) X Y Z A.Y元素原子的最外层电子排布式为3s23p4 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元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5 【答案】D 【解析】Y元素原子的最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，s轨道最多容纳2个电子，故n－1＝2，解得n＝3，则Y元素原子的最外层电子排布式为3s23p4，Y为S元素，由X、Y、Z在周期表中的位置关系可知，X为F元素，Z为As元素。由上述分析知，A项正确；S元素位于第3周期ⅥA族，B项正确；F元素位于第2周期，其中含有6种非金属元素、2种金属元素，含非金属元素种类最多，C项正确；As元素是33号元素，其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，D项错误。 30.已知A、B、C、D、E、F、G都是元素周期表中短周期主族元素，它们的原子序数依次增大。A是元素周期表中原子半径最小的元素，D3B中阴、阳离子具有相同的电子层结构，B、C均可与A形成10电子分子，B、C属于同一周期，两者可以形成许多种共价化合物，C、F属于同一主族，B原子最外电子层的p能级上的电子处于半充满状态，C的最外层电子数是内层电子数的3倍，E的最外层电子数比最内层电子数多1。请用具体的元素回答下列问题： (1)E元素基态原子核外电子排布式为_______________。 (2)F元素基态原子的价电子轨道表示式为____________。 (3)F、G元素对应的最高价含氧酸中酸性较强的分子式为___________。 (4)A、C形成的两种常见分子中，其中一种为绿色氧化剂，电子式为____________。 (5)基态G原子中，电子占据的最高电子层符号是_______，该电子层有_______个能级，电子数是__________。该原子有________种运动状态不同的电子，最高能级符号是__________，未成对电子数为_______。 (6)与E同族且有4个电子层的元素的符号为__________，它的简化电子排布式为_________，与该元素同周期且核电荷数比该元素小7的元素在元素周期表中的位置是_____________， 该元素基态原子的价电子排布式为___________，_______(填“满足”或“不满足”)构造原理。 【答案】　(1)1s22s22p63s23p1　(2) (3)HClO4　(4) 　(5)M　3　7　17　3p　1　(6)Ga　[Ar]3d104s24p1　第4周期ⅥB族　3d54s1　不满足 【解析】(1)A、B、C、D、E、F、G都是元素周期表中短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，A是元素周期表中原子半径最小的元素，则A是H；D3B中阴、阳离子具有相同的电子层结构，B原子最外电子层的p能级上的电子处于半充满状态，为ⅤA族元素，B为－3价、D为＋1价且D是金属元素，D的原子序数大于B、C，则D为Na、B为N；B、C均可分别与A形成10电子分子，B、C属于同一周期，两者可以形成许多种共价化合物，C的最外层电子数是内层电子数的3倍，则C是O；C、F属于同一主族，则F是S；E的最外层电子数比最内层电子数多1，则E的最外层电子数为3，E是Al；G的原子序数大于F(S)，且为短周期主族元素，则G是Cl。(1)E是Al，其原子核外有13个电子，根据构造原理知其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p1。(2)F为S，其价电子轨道表示为。(3)元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，Cl的非金属性大于S，则F、G元素对应的最高价含氧酸中酸性较强的分子式为HClO4。(4)A、C形成的一种绿色氧化剂是H2O2，其电子式为 。(5)基态Cl原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，电子占据的最高电子层为第3电子层，电子层符号为M；该电子层中有s、p、d 3个能级；Cl原子的第3电子层中电子数为7；Cl原子中电子数为17，因此共有17种运动状态不同的电子；最高能级符号为3p；价电子轨道表示式为，核外未成对电子数为1。(6)Al位于ⅢA族，第4周期ⅢA族元素为Ga，其简化电子排布式为[Ar]3d104s24p1；ⅢA族位于元素周期表中第13列，因此同周期且核电荷数比Ga小7的元素在元素周期表中的位置为第4周期第6列，即第4周期ⅥB族，该元素原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，价电子排布式为3d54s1，满足洪特规则的特例，不满足构造原理。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 教材知识解读·讲透重点难点·方法能力构建·同步分层测评 第1章 原子结构与元素性质 第2节 原子结构与元素周期表 第2课时 核外电子排布与元素周期表 教习目标 1.了解核外电子的排布规律、价电子排布与元素周期表中周期、族划分的关系。 2.了解元素周期表区的划分与原子核外电子排布的关系，能用原子结构的知识解释其周期性变化的原因。 重点和难点 重点:核外电子的排布规律、价电子排布与元素周期表中周期、族划分的关系。 难点:能用原子结构的知识解释其周期性变化的原因。 ◆知识点一 核外电子排布与周期的划分 1.核外电子排布与周期的划分 （1）鲍林近似能级图与周期的关系 ①将 的原子轨道归为一组，所得到的能级组按照能量 的顺序与元素周期表中的 相对应。 ②不同能级组之间的 ，同一能级组内能级之间的 。 （2）价电子 ①定义：最外能级组中有可能参与 的电子。 ②规律：一般情况下，主族元素原子的价电子只包括 ，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。 注意：为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，如基态铁原子的价电子排布式为3d64s2。 （3）核外电子排布与周期的划分 ①一个能级组最多能容纳的电子数等于 ，元素周期表的7个周期分别对应7个能级组。 ②周期与电子层数n（量子数）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 周期。 即学即练 1.价电子排布式为5s25p1的元素，位于周期表中 （　　） A.第4周期ⅤA族 B.第5周期ⅢA族 C.第5周期ⅠA族 D.第4周期ⅢA族 2.某元素基态原子4s轨道上有1个电子，则该基态原子价电子排布不可能是 （　　） A.3p64s1 B.4s1 C.3d54s1 D.3d104s1 ◆知识点二 核外电子排布与族的划分 1.核外电子排布与族的划分 （1）将下列各主族元素的价电子数、价电子排布式填入表中： 族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 列数 价电子数 价电子 排布式 （2）以第4周期下列元素为例，填写下表： 元素 21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 29Cu 30Zn 族序数 价电子 排布式 价电子 数目 （3）依据上述表格，分析讨论族的划分与原子核外电子排布的关系 ①族的划分依据 族的划分主要取决于原子的 。一般来说，同族元素原子的价电子数目 。 ②各族核外电子排布的特点 2.元素周期表的分区 即学即练 1.下列说法不正确的是 （　　） A.Xe元素所在族的基态原子的价电子排布式均为（n-1）d10ns2np6 B.在元素周期表中，s区（氢元素除外）、d区和ds区的元素都是金属元素 C.基态Ag原子的价电子排布为4d105s1，由此可判断Ag在第5周期ⅠB族，处于ds区 D.某元素基态原子的价电子排布式为4f75d16s2，该元素位于第6周期ⅢB族 2.在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，人们发现价电子排布相似的元素集中在一起。据此，人们将元素周期表分为5个区，如图所示。请回答下列问题： （1）在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素，其基态原子的价电子的电子云图为　　形。  （2）在d区中，族序数最大、原子序数最小的元素，其常见离子的电子排布式为　　　　　　　，其中较稳定的是　　　　。  （3）在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素，其基态原子的价电子排布式为　　　　。  （4）在p区中，第2周期ⅤA族元素原子的价电子的轨道表示式为　　　　。  （5）当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在　区。  一、能级数和周期的对应关系 1. 周期 价电子排布 对应能级组 元素种数 ⅠA族 0族 最外层最多 容纳电子数 1 2 3 4 5 6 7 2.几个定量关系 (1)每个能级组对应的周期中，能级组最大的电子层(n)数等于该周期的周期序数。 (2)能级组容纳的最多电子数等于对应周期所包含元素的种数。 (3)除第1周期外，每周期元素原子的电子排布，先从ns1开始，再排能级组中其他能级，该周期结尾元素为ns2np6。 实践应用 1.价电子排布式为5s25p3的元素是 (　　) A.第5周期ⅢA族 B.51号元素 C.非金属元素 D.Te 2.具有下列电子层结构的原子，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.最外层电子排布为2s22p6的原子和最外层电子排布为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 3.同属长周期的4、5、6周期所包含的元素种数分别为_______、______、______，并解释其原因___________。 二、原子结构与族、区的关系 1.族的划分 族序数由该元素原子的价电子数决定。 (1)主族(ⅠA～ⅦA族)的族序数＝价电子数＝原子最外层电子数。 (2)0族：原子最外层电子数等于8或2。 (3)ⅠB、ⅡB族：族序数＝原子最外层电子数。 (4)ⅢB～ⅦB族：族序数＝价电子数＝原子最外层ns电子数＋次外层(n－1)d电子数＝最高正价(镧系、锕系除外)。 第4周期ⅢB～ⅦB元素的价电子排布： 族序数 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB 价电子排布 (5)Ⅷ族：原子最外层ns电子数与次外层(n－1)d电子数之和，分别为8、9、10。 2.区的划分 分区 族序数 价电子排布式 s区 ⅠA、ⅡA ns1～2 p区 ⅢA～ⅦA、0族 ns2np1～6(氦除外) d区 ⅢB(除镧系、锕系外)～ⅦB、Ⅷ (n－1)d1～9ns1～2(钯除外) ds区 ⅠB、ⅡB (n－1)d10ns1～2 f区 镧系、锕系 (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2 实践应用 1.已知某元素＋2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，该元素在周期表中属于 (　　) A.ⅤB族 B.ⅡB族 C.Ⅷ族 D.ⅡA族 2.某元素简化电子排布式为[Xe]4f46s2，其应在 (　　) A.s区 B.p区 C.d区 D.f区 3.价电子排布为4d55s1的元素在周期表中的位置是 (　　) A.第4周期ⅠB族 B.第5周期ⅠB族 C.第4周期ⅥB族 D.第5周期ⅥB族 4.已知某元素＋3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，该元素在周期表中的位置和区域是 (　　) A.第3周期Ⅷ族；p区 B.第3周期ⅤB族；ds区 C.第4周期Ⅷ族；d区 D.第4周期Ⅴ族；f区 三、根据原子结构特征判断元素在元素周期表中的位置 电子排布式价电子排布式 实践应用 1.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.某元素的原子最外层上电子数为6 D.某元素的价电子排布式为5s25p1 考点一 原子核外电子排布与元素周期律、元素周期表、周期、族的关系 【例1】下列对元素周期表的认识正确的是 (　　) A．有9行7个周期 B．有16列16个族 C．有三个短周期四个长周期 D．非金属元素存在于主族与副族中 【变式1-1】为纪念门捷列夫发表第一张元素周期表(部分如右)150周年，联合国宣布2019年为“国际化学元素周期表年”。下列说法正确的是 (　　) A．表中数字代表元素的原子序数 B．表中元素的排列依据是元素的原子结构 C．推测表中“？＝70”指代的元素的最高化合价为＋4 D．每一纵列都对应现在常用的元素周期表中的一族 【变式1-2】原子序数为83的元素位于：①第五周期；②第六周期；③IVA族；④VA族；⑤IIB族，其中正确的组合是 (　　) A.①④　　　　B.②③　　　　C.②④　　　　D.①⑤ 【变式1-3】价层电子排布为的元素在周期表中的位置是 （ ） A.第四周期第IB族 B.第五周期第IB族 C.第四周期第VIB族 D.第五周期第VIB族 考点二 元素周期表的分区 【例2】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．原子的价电子排布为的元素一定是d区元素 C．有三个未成对电子的原子一定属于主族元素 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2-1】下列说法中正确的是 (　　) A. 所有金属元素都分布在d区和ds区 B. 原子最外层电子数为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. s区均为金属元素 【变式2-2】下列关于价层电子排布为的粒子描述正确的是 （ ） A.该元素在元素周期表中位于p区 B.它的核外电子排布式为 C.该元素为氧元素 D.其轨道表示式为 【变式2-3】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，其属于金属元素 考点三 元素周期表的应用【例3】下列对元素周期表的认识正确的是 (　　) A．有9行7个周期 B．有16列16个族 C．有三个短周期四个长周期 D．非金属元素存在于主族与副族中 【变式3-1】原子序数为83的元素位于：①第五周期；②第六周期；③IVA族；④VA族；⑤IIB族，其中正确的组合是 (　　) A.①④　　　　B.②③　　　　C.②④　　　　D.①⑤ 【变式3-2】下列说法中正确的是 (　　) A. 所有金属元素都分布在d区和ds区 B. 原子最外层电子数为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. s区均为金属元素 【变式3-3】价层电子排布为4d⁵5s¹的元素在周期表中的位置是 （ ） A.第四周期第IB族 B.第五周期第IB族 C.第四周期第VIB族 D.第五周期第VIB族 【变式3-4】下列各组表述中，两个微粒一定不属于同种元素原子的是 (　　) ①3p能级有一个未成对电子的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p1的原子 ②M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子 ③最外层电子数是核外电子总数的的原子和价电子排布为3s23p5的原子 ④2p能级有一个空轨道的基态原子和原子的价电子排布为2s22p2的原子 A.①② B.②③ C.①③ D.②④ 【变式3-5】下列各项叙述中，正确的是 (　　) A．基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2和1s22s22p63s23p64s2对应的元素同族 B．钠原子核外电子排布由1s22s22p63s1→1s22s22p63d1，释放能量 C．某基态原子的价电子排布为4d15s2，它是第5周期ⅢB族元素，属于d区元素 D．3s、3p能级上排满了电子且3d能级上未排电子的两原子对应的元素同周期 基础达标 1.元素周期表中铅元素的数据如图，下列说法中正确的是 （　　） A.Pb原子最外层有4个能量相同的电子 B.基态Pb原子的最外层没有未成对电子 C.Pb元素位于第6周期Ⅳ族 D.Pb元素的相对原子质量是207.2 2.关于元素周期表，下列说法不正确的是 （　　） A.第114号元素是位于p区的金属元素，价电子数为4 B.第117号元素基态原子的未成对电子数为1，位于p轨道上 C.基态原子中未成对电子数最多的元素位于元素周期表的ⅥB族 D.按照现有构造原理，理论上第八周期应有50种元素 3.下列各组基态原子或元素中彼此化学性质一定相似的是 （　　） A.L层上有一个空轨道的元素和M层的p轨道上有一个空轨道的元素 B.原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子 C.2p轨道上只有一个未成对电子的X原子和3p轨道上只有一个未成对电子的Y原子 D.原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子 4.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能级上，价电子排布通式为ns2np1~5 B.基态Cd的价电子排布式为4d105s2，由此可判断Cd在第5周期ⅡA族 C.金属元素都在副族 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 5.某元素基态原子的电子排布式为［Ar］3d74s2，它在元素周期表中的位置是 （　　） A.第3周期ⅡB族 B.第4周期ⅡB族 C.第4周期ⅦB族 D.第4周期Ⅷ族 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．原子的价电子排布为的元素一定是d区元素 C．有三个未成对电子的原子一定属于主族元素 D．基态原子的价电子排布为的元素的族序数一定为x+y 7.某元素离子X3+的核外电子排布式为[Ar]3d3，下列有关该元素的说法正确的是 (　　) A．该元素位于元素周期表的ds区 B．该元素基态原子的未成对电子数为6 C．该元素基态原子的价层电子排布式为3d44s2 D．该元素基态原子的电子的空间运动状态共有24种 8.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ns2np1～6的元素一定是主族元素 B．原子的价电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素一定位于ⅢB～ⅦB族 C．基态原子的p能级上有5个电子的元素一定是ⅦA族元素 D．基态原子的N层上只有一个电子的元素一定是主族元素 9.已知某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，该元素在元素周期表中的位置及分区分别是（　　） A.第3周期Ⅷ族；p区 B.第3周期ⅤB族；ds区 C.第4周期Ⅷ族；d区 D.第4周期Ⅴ族；f区 10.下列说法正确的是 （　　） A.最高正化合价等于族序数的元素仅位于s、p区 B.在周期表里，元素所在的族序数一定等于基态原子的最外层电子数 C.基态原子的价电子排布式为3d84s2的元素位于ds区 D.最外层只有三个电子的元素，一定是ⅢA族元素 11.下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的价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的元素，一定位于ⅠA族 D.最外层电子排布式为ns2np1的元素，可能位于ⅢA族或ⅢB族 12.下列说法正确的是 （　　） A.2p、3p、4p能级的轨道数依次增多 B.所有非金属元素都分布在p区 C.最外层电子数为2的元素都分布在s区 D.元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族的10个纵列的元素都是金属元素 13.具有以下结构的原子一定属于p区元素的是 （　　） ①最外层有3个电子的原子　②有3个价电子的原子　③最外层有3个未成对电子的原子　④价电子有3个未成对电子的原子 A.②③ B.①④ C.②④ D.①③ 14.已知某元素＋2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，该元素在周期表中属于 (　　) A.ⅤB族 B.ⅡB族 C.Ⅷ族 D.ⅡA族 15.某元素简化电子排布式为[Xe]4f46s2，其应在 (　　) A.s区 B.p区 C.d区 D.f区 16.价电子排布为4d55s1的元素在周期表中的位置是 (　　) A.第4周期ⅠB族 B.第5周期ⅠB族 C.第4周期ⅥB族 D.第5周期ⅥB族 17.已知某元素＋3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，该元素在周期表中的位置和区域是 (　　) A.第3周期Ⅷ族；p区 B.第3周期ⅤB族；ds区 C.第4周期Ⅷ族；d区 D.第4周期Ⅴ族；f区 综合应用 18.某基态原子的核外电子排布式为［Ar］3d104s24p4，下列说法不正确的是 （　　） A.该元素原子有4个电子层，8个能级 B.该元素原子核外电子有34种空间运动状态 C.该元素位于元素周期表第4周期ⅥA族 D.该元素原子有2个自旋状态相同的未成对电子 19.A、B属于短周期中不同主族的元素，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 20.前四周期元素中，基态原子的未成对电子数与其所在周期序数相同的元素有 (　　) A.3种 B.4种 C.5种 D.6种 21.已知某基态原子()的某电子层的电子排布为ns2np6nd5，下列说法错误的是 （　　） A.X必为d区元素 B.若n=3，则Z为24或25 C.若n=4，则X必为第5周期的过渡元素 D.若X 是第4周期元素，则具有ns2np6nd5排布的原子仅有2种 22.元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的价电子排布式为nsn-1npn+1，则下列说法不正确的是 （　　） X Y Z A.Y元素基态原子的价电子排布式为4s24p4 B.Y元素在元素周期表的第3周期ⅥA族 C.X元素所在周期中所含非金属元素最多 D.Z元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3 23.前四周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。W与Y是相邻周期的同主族元素，Y的单质可用于制作光感电池。基态X原子的2p轨道上有2个未成对电子，Z原子的电子总数是其3d能级电子数的5倍。下列说法正确的是 （　　） A.W与Z都能和X形成不止一种二元化合物 B.基态Z原子的价电子排布式为4s2 C.基态X核外电子的轨道表示式为 D.Z属于元素周期表中ds区元素 24.有A、B、C、D、E五种元素。其中A为第4周期主族元素，与D可形成原子个数比为1∶1和2∶1的化合物；B为第4周期过渡金属元素，最高化合价为+7价；C和B是同周期的元素，具有相同的最高化合价；D原子的价电子排布为nsnnpn+2，E元素的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子。 （1）写出下面三种元素的元素符号： A　　　　　、B　　　　　、C　　　　　。  （2）写出D2-的电子排布式：　　　　。  基态E原子的电子排布式：　　　　。  （3）B位于　　　　　族，C位于　　　　　族。  25.现有五种前四周期元素，结构信息如表所示，回答下列问题。 元素 结构信息 A 基态原子有6个原子轨道填充满电子，有3个未成对电子 B M层电子数比L层电子数少两个 C 基态原子核外有17个不同运动状态的电子 D 基态原子的价电子排布为3dx4s2，在常见化合物中其最高正价为+7 E 基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有1个未成对电子 （1）A、B、C三种元素最高价氧化物对应的水化物酸性由强到弱的顺序为　　　　（用最高价氧化物对应的水化物的化学式表示）。  （2）基态D原子的简化核外电子排布式为　　　　　　　　。  （3）写出基态B原子价电子的轨道表示式：　　　　　　　。  （4）E位于元素周期表的　　　　　区，基态原子填有电子的轨道数为　　　　。  26.第4周期的元素形成的化合物在生产生活中有着重要的用途。 (1)镍铬钢抗腐蚀性能强，基态铬原子(24Cr)的核外电子排布式为____________，按照电子排布式，镍元素(28Ni)在周期表中位于_______________区。 (2)硒(34Se)常用作光敏材料，基态硒原子的价电子排布式为____________。 (3)“玉兔二号”月球车是通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作的。基态砷原子(33As)的电子占据最高能级的电子云轮廓图为_________形。基态镓原子(31Ga)的核外有________个未成对电子。 (4)与铜同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数与铜原子相同的元素有_______种。 (5)基态砷原子的价电子排布式为_______，其原子核外有________个电子层，______个能级，其原子轨道达到全充满状态的个数是_____，其同周期元素基态原子与砷原子未成对电子数相同的元素还有________种。 27.已知X、Y、Z、W、Q、R、E七种元素中，原子序数X<Y<Z<W<Q<R<E，其结构或性质信息如下表。 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 元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1 Z 单质在常温、常压下是气体，原子的M层上有1个未成对的p电子 W 元素的正一价离子的电子层结构与氩相同 Q 元素的核电荷数为Y和Z之和 R 元素的正三价离子的3d能级为半充满 E 元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子 请根据信息回答有关问题： (1)元素X的原子核外共有________种不同运动状态的电子，有________种不同能级的电子。 (2)Q的基态原子核外电子排布式为____________，R的元素符号为________，E元素基态原子的价电子排布式为________。 (3)含有元素W的盐的焰色试验为______色，许多金属盐都可以发生焰色试验，其原因是_____。 拓展培优 28.周期表中27号元素钴的方格中注明3d74s2，由此可以推断 (　　) A.它位于周期表的第4周期第ⅡA族 B.它的基态原子核外电子排布式可简写为[Ar]4s2 C.基态Co2＋的核外价电子排布式为3d54s2 D.Co位于周期表中d区 29.元素X、Y、Z在周期表中的位置如图所示。已知Y元素原子的最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，则下列说法不正确的是 (　　) X Y Z A.Y元素原子的最外层电子排布式为3s23p4 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元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5 30.已知A、B、C、D、E、F、G都是元素周期表中短周期主族元素，它们的原子序数依次增大。A是元素周期表中原子半径最小的元素，D3B中阴、阳离子具有相同的电子层结构，B、C均可与A形成10电子分子，B、C属于同一周期，两者可以形成许多种共价化合物，C、F属于同一主族，B原子最外电子层的p能级上的电子处于半充满状态，C的最外层电子数是内层电子数的3倍，E的最外层电子数比最内层电子数多1。请用具体的元素回答下列问题： (1)E元素基态原子核外电子排布式为_______________。 (2)F元素基态原子的价电子轨道表示式为____________。 (3)F、G元素对应的最高价含氧酸中酸性较强的分子式为___________。 (4)A、C形成的两种常见分子中，其中一种为绿色氧化剂，电子式为____________。 (5)基态G原子中，电子占据的最高电子层符号是_______，该电子层有_______个能级，电子数是__________。该原子有________种运动状态不同的电子，最高能级符号是__________，未成对电子数为_______。 (6)与E同族且有4个电子层的元素的符号为__________，它的简化电子排布式为_________，与该元素同周期且核电荷数比该元素小7的元素在元素周期表中的位置是_____________， 该元素基态原子的价电子排布式为___________，_______(填“满足”或“不满足”)构造原理。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $