1.3 元素周期律 第1课时（同步讲义）化学沪科版选择性必修2

第一章 原子结构与性质 第三节 元素周期律 第1课时 核外电子排布与区、周期、族的划分 教学目标 1．认识元素周期表中区、周期和族的划分与原子核外电子排布的关系，进一步认识周期表中原子结构和位置、价态、元素种数等之间的关系。 2．知道周期表中各区、周期、族元素的原子核外电子排布的特点及规律，能从原子价电子数目和价电子排布的角度解释元素周期表的分区、周期和族的划分，促进对“位置”与“结构”关系的理解。 重点和难点 重点：核外电子排布与元素周期表区、周期、族的划分。 难点：元素周期表区、周期、族与元素原子核外电子排布的关系。 ◆知识点一 核外电子排布与区、周期、族的划分 1．元素周期律和元素周期表 （1）元素周期律：元素性质随着原子核电荷数递增发生 的规律。物质结构决定物质的性质，原子 的周期性变化决定了元素性质随着原子序数的递增呈现周期性递变。 （2）元素周期表：呈现元素性质 变化的表格。区、周期、族的划分与原子核外电子排布的周期性变化有内在联系。 （3）元素周期系：元素按其 递增排列的序列。元素周期系只有 个，元素周期表多种多样。 2．鲍林近似能级图 （1）定义：根据多电子原子外层原子轨道 的一般规律画出的原子轨道能级图，称为鲍林近似能级图（见教材P17图1-10）。 （2）特点： ①图中的每个小圆圈代表一个 ，能量相同的原子轨道并列为一个能级，能量相近的能级纳入一个方框内，同一方框内的能级称为一个 ，共划分出7个能级组，分别对应了元素周期表中的7个 。 ②每个周期所包含的元素种类数等于所对应的能级组中所有原子轨道 （2、8、8、18......)。 （1s）（2s 2p）（3s 3p）（4s 3d 4p）…（ns (n-3)g (n-2)f (n-1)d np）。 ③除第一能级组只有 1 个 1s 能级，其余能级组均由 个及以上能级组成，且以 开始，以 结束。能级组间能量差较大，而能级组内各能级间能量差较小。 ④多电子原子核外电子排布的构造原理图就是以鲍林近似能级图为基础绘制的。 3．核外电子排布与周期的划分 （1）电子排布与周期划分的本质联系 ① 的划分是元素周期表划分周期的基础，是核外电子排布的主要依据。 ②能级与周期数、元素种数的关系： 周期 序数 外围电子排布 各周期增加的能级 元素种数 ⅠA族 0族 最外层最多容纳电子数 一 二 三 四 五 六 七 （2）规律： ①周期序数 电子层数。 ②本周期包含的元素种数＝对应能级组所含原子轨道数的 倍＝对应能级组最多容纳的 。 【特别提醒】 （1）第一周期从 开始，以 结束，只有两种元素； （2）其余各周期总是从 能级开始，以 能级结束； （3）从开始能级到结束能级递增的 就等于每个周期里的元素数目。 4．核外电子排布与族的划分 （1）划分依据：取决于原子的 数目和 排布。 （2）特点：同族元素的价电子数目和价层电子排布 。 （3）规律： ①对主族元素，同主族元素原子的价层电子排布 ，价层电子全部排布在 或 轨道上(见下表)。价层电子数 = 族序数。 族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价电子排布 ②价电子排布：(n-1)d1~10ns1~2；族序数：ⅠB和ⅡB族= 电子数、ⅢB~ⅦB族= 。 ③稀有气体元素：价电子排布为 (He除外)。 （5）元素周期表的形成 ①若以一个方格代表一种元素，每个周期排一个横排，并按s、p、d、f分段，左侧对齐，可得到如下元素周期表： ②若将p段与p段对齐，d段与d段对齐、f段单独列出，将2s2与p段末端对齐，则得到书末的元素周期表 即学即练 1．下列关于元素周期表说法正确的是 A．在过渡元素中找优良催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料 B．元素所在族序数等于元素原子最外层电子数 C．元素周期表中最外层电子数为2的元素一定在第ⅡA族 D．元素周期表有七个横行，分为七个周期，有18个纵行，分为18个族 2．下列各项叙述中，正确的是 A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态 B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第IA族 C．在同一电子层上运动的电子，其自旋方向可以相同 D．基态原子核外电子排布时，总是先排入ns能级再排入(n-1)d能级 3．a、b两元素形成的一种常见致冷剂A可用作人工降雨，c、d形成的一种常见化合物B因易液化而用作致冷剂，a、c两元素形成的一种常见化合物C被称为生命之源。关于上述元素的下列说法正确的是 A．含a、b、c、d四种元素的化合物一定是有机物 B．化合物B和化合物C的中心原子的价层电子对数目相同 C．四种元素分别位于元素周期表的第二、三周期 D．基态原子含未成对电子数最多的是b元素原子 ◆知识点二 元素周期表的分区 1．根据核外电子排布 （1）分区依据：按 最后填入电子的 不同，共分 个区； （2）各区名称：根据核外电子排布式中最后填入电子的能级符号可把周期表里的元素划分成4个区： 区、 区、 区和 区，如下图： （3）各区元素特点： 分区 元素分布 外围电子排布式 元素性质特点 s区 （共2个纵列） 除氢外都是活泼金属元素 p区 （共6个纵列） 最外层电子参与反应(稀有气体除外) d区 除镧系和锕系外，共10个纵列） 均为过渡金属，ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族，d轨道都未充满电子，因此d轨道也不同程度地参与化学键的形成；ⅠB族、ⅡB族，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 镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近 2．根据元素金属性与非金属性 （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 位置，金属性较强的元素处于元素周期表的 位置。 （2）处于d区和f区的元素全部是 元素。s区的元素除氢外，也全部是 元素。 即学即练 1.已知某元素的＋2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，则该元素在周期表中的位置正确的是 A．第三周期ⅣA族，p区 B．第四周期ⅡB族，s区 C．第四周期Ⅷ族，d区 D．第四周期ⅡA族，s区 2．下列说法正确的是 A．镧系元素在周期表中占据同一格，它们互为同位素 B．原子序数相差8的两种短周期元素一定是同主族元素 C．基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区 D．某基态原子的能级上电子排布为，仅违反了泡利不相容原理 3．已知元素周期表中共有18纵行，下图中实线表示元素周期表的边界。按电子排布，可把周期表里的元素划分为下列几个区：s区、p区、d区、ds区等。除ds区外，其他区的名称各自按构造原理最后填入的电子的能级符号。 （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d区内6、7纵行的部分元素可以排在另一区，你认为应排在________区。 （3）在元素周期表中4s轨道半充满的元素为________(填元素符号)。 （4）请利用电子排布的相关知识解释Fe3＋比Fe2＋稳定的原因____________。 一、能级与周期、族的关系 1．核外电子排布与周期的关系（以第一到第四能级组为例） （1）第一能级组（1s）：对应第 周期，能级中可能的电子排布有： ；对应氢、氦共2种元素。 （2）第二能级组（2s 2p）：对应第 周期，能级中可能电子排布有：2s1 、2s2 ；2s2 2p1、2s2 2p2、2s2 2p3、2s2 2p4、2s2 2p5、2s2 2p6；对应锂到氖，共 种元素。 （3）第三能级组（3s 3p）：对应第 周期，能级中可能电子排布有：3s1 3p0、3s2 3p0；3s2 3p1、3s2 3p2、3s2 3p3、3s2 3p4、3s2 3p5、3s2 3p6；对应钠到氩，共 种元素。 （4）第四能级组（4s 3d 4p）：对应第 周期，能级中可能电子排布：4s 电子排布有2种、3d 电子排布有10种、4p电子排布有6种，共有18种，对应钾到氪，共 种元素。 2．核外电子排布与族的关系 （1）电子最后填充在最外层的 和 轨道上的元素为主族（A族）元素，共有八个主族。通常把惰性气体称为 族元素。主族元素最外电子层上的电子数与所属的族数或最高氧化数 ，同主族元素的化学性质非常相似。 （2）一般来说，同族元素的 数相同，对主族元素而言，其价电子数与主族序数 。 （3）主族元素原子的价电子全部排布在最外层的 或 轨道上。价电子就是 电子。例如，碱金属元素原子的价电子排布为ns1，只有 1 个价电子，为ⅠA 族。 （4）稀有气体元素原子的最外层电子排布都是 （ He 是 1s2）。 （5）过渡元素原子价电子不仅仅是最外层电子，还包括 电子，甚至倒数第三层电子，同一族内，价电子排布 。 实践应用 1．下列有关元素周期系的叙述正确的是 A．元素周期系中ⅠA族元素又称为碱金属元素 B．元素周期系中每一周期元素的种类均相等 C．元素周期系的形成原因是核外电子排布的周期性变化 D．每一周期的元素最外层电子数均是1→8，周而复始 2．元素周期表中共有18个纵列，从左到右排为18列，第1列为碱金属元素(氢元素除外)，第18列为稀有气体元素。下列说法正确的是 A．第9列元素中没有非金属元素 B．第15列元素基态原子的最外层电子排布式是ns2np5 C．最外层电子排布式为ns2的元素一定在第2列 D．元素周期表中每一周期元素从左到右，基态原子的最外层电子排布式均是从ns1过渡到ns2np6 二、元素周期表的分区 1．分区方法：按核外电子排布式中最后填入电子的能级符号可将元素周期表分为 4个区，而ⅠB族、ⅡB族这2个纵列的元素原子的核外电子因先填充满 能级而后再填充 能级又得名ds区。处于d区、ds区和f区的元素全部是 元素。s区的元素除氢外，也全部是金属元素。5个区的位置关系如图所示。 元素周期表的分区 2．原子的电子构型与它在周期表中的位置的关系：一般地讲，我们可以根据元素的原子序数和电子填充顺序，写出该原子的电子构型并推断它在周期表中的位置，或者根据它在周期表中的位置，推知它的原子序数和电子构型。 实践应用 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d区全部是副族元素 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、f区、ds区的元素 D. ds区元素不都是副族元素 2.下列说法不正确的是 A．Xe元素所在族的基态原子的价层电子排布式均为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原子的价层电子排布式为4d105s1，由此可判断Ag在第五周期第ⅠB族，处于ds区 D．某元素基态原子的价层电子排布式为4f75d16s2，该元素位于第六周期第ⅢB族 考点一 核外电子排布与周期、族的划分 【例1】下列关于元素周期表的说法中，正确的是 A．按照核外电子排布，元素周期表可划分为s、p、d、f四个区 B．元素周期表中第ⅠB族位于元素周期表的第三列 C．价电子数与最高正价相等的元素一定是主族元素 D．元素周期表中第四、五两个周期分别含18、32种元素 【变式1-1】下列关于元素周期表的说法正确的是 A．价电子排布为的元素位于第五周期第VIA族，是p区元素 B．原子序数相差8的两短周期元素，它们一定是同主族元素 C．镧系元素在周期表中占据同一格，它们互为同位素 D．第四周期元素中，基态原子未成对电子数目最多的是锰 【变式1-2】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的元素一定是副族元素 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(n-1)dxnsy的元素的族序数一定为x＋y 考点二 元素周期表的分区 【例2】下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。 下列关于元素在周期表中的位置的叙述正确的是 A．K位于元素周期表中第四周期第ⅡB族，属于ds区元素 B．J位于元素周期表中第四周期第ⅣB族，属于d区元素 C．F位于元素周期表中第三周期第ⅡA族，属于s区元素 D．I位于元素周期表中第三周期第ⅦA族，属于ds区元素 【变式2-1】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最外层电子排布式为ns2的原子 ③最外层有3个未成对电子的原子 ④最外层电子形成全满结构的原子 A．②③ B．①③ C．②④ D．①④ 【变式2-2】已知某些元素在周期表中的位置如图所示，下列说法错误的是 A．元素②和⑤位于同一区 B．元素③的基态原子中，未成对电子数为5 C．与元素④具有相同最外层电子数的元素只可能处于ds区 D．s区(除元素①外)、d区和ds区的元素都是金属元素 考点三 推断元素在元素周期表中的位置 【例3】下列各组中的X和Y两种原子，在周期表中一定位于同一族的是 A．X原子和Y原子最外层都只有一个电子 B．X原子的电子排布式为1s2，Y原子的电子排布式为1s22s2 C．X原子的2p能级上有三个电子，Y原子的3p能级上有三个电子 D．X原子核外M层上仅有两个电子，Y原子核外N层上也仅有两个电子 【变式3-1】肯定属于同族元素且性质相似的是 A．原子核外电子排布式：A为1s22s2，B为1s2 B．结构示意图：A为，B为 C．基态时，A原子2p轨道上有1对成对电子，B原子3p轨道上也有1对成对电子 D．基态时，A原子2p轨道上有1个未成对电子，B原子3p轨道上也有1个未成对电子 【变式3-2】X、Y、Z、W、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。X元素基态原子电子排布式为，Y元素的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能，Z元素基态原子2p轨道有一个未成对电子，W元素基态原子s能级上的电子总数与p能级上电子总数相等，Q是地壳中含量最多的金属元素。下列说法不正确的是 A．最高价氧化物对应水化物的碱性： B．Y和原子序数为51的元素位于同一主族 C．同周期元素中Z的第一电离能最大 D．X、Q的氧化物、氢氧化物都有两性 基础达标 1．下列有关元素周期表的说法中不正确的是 A．位于元素周期表ⅡA族左边的元素一定属于主族元素 B．氯元素位于元素周期表中第三周期ⅦA族 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．目前使用的元素周期表中，包含元素种类最多的族为ⅥA 2．某原子的一种激发态为1s22s12p1，则该元素在周期表中的位置为 A．第2周期ⅡA族 B．第2周期ⅢA族 C．第1周期ⅠA族 D．第1周期ⅡA族 3．已知下列元素原子的最外层电子排布式，其中不一定能表示该元素为主族元素的是 A．3s23p3 B．4s24p1 C．4s2 D．3s23p5 4．甲、乙两元素原子的L层电子数都是其他层电子总数的2倍。下列推论正确的是 A．甲与乙处于同一周期 B．甲与乙处于同一主族 C．甲与乙都位于元素周期表的p区 D．甲与乙的原子序数之和为偶数 5．元素周期表长周期从左到右排为18列，即碱金属在第1列，稀有气体是第18列。按这种规定，下列说法正确的是 A．第9列元素中没有非金属元素 B．第15列元素的原子最外层的电子排布是ns2np5 C．最外层电子排布为ns2的元素一定在第2列 D．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 6．下列说法正确的是 A．d区中，族序数最大、原子序数最小的元素，它+3价离子比+2价离子稳定 B．第二周期p区内，P轨道内电子最多的原子，半径最小 C．在ds区中，族序数最小、原子序数也最小的元素单质与铅用导线相连，可以起到保护铅不被氧化的作用 D．s、d、ds和f四区中的所有元素单质(氢除外)，常温下均为固态 7．X+的结构示意图为，则X元素在周期表中的位置是 A．第三周期，0族 B．第四周期，II族 C．第三周期，IIA族 D．第四周期，IA族 8．某元素的最外层电子数为2，价电子数为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．该元素为钒元素 C．该元素为 ⅡA族元素 D．该元素位于d区 9．关于电子在核外运动状态的描述，下列说法错误的是 A．电子云图是原子核外电子的概率密度分布图 B．在基态多电子原子中，p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量 C．原子核外不可能有两个电子的运动状态是相同的 D．元素周期表的s区和p区均含金属元素和非金属元素 10．已知某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．某元素原子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．某元素原子的外围电子排布式为5s25p1 综合应用 11．下列有关元素周期表结构的说法中正确的是 A．原子最外层电子数为2的元素一定处于周期表ⅡA族 B．在元素周期表中金属和非金属分界线附近可以寻找合金材料 C．某元素原子核外的电子数为63，则它是第六周期 D．元素周期表共7个横行代表7个周期，18个纵行代表18个族 12．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(n－1)d6～8ns2的元素一定是副族元素 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(n－1)dxnsy的元素的族序数一定为x＋y 13．2022北京冬奥会向全世界展示了“中国智造”，下列说法不正确的是 A．吉祥物“冰墩墩”成为名副其实的“顶流”，制作“冰墩墩”内充材料PET的过程中用到了芳香烃，煤的干馏和石油的催化重整都可以获得芳香烃 B．乙醇、过氧化氢、次氯酸钠、K2FeO4等消毒液均可以将病毒氧化而达到消毒的目的 C．碲化镉(CdTe)发电玻璃应用于冬奥会场馆BIPV建筑一体化项目中。52号Te元素位于周期表中的p区 D．“氢”情助力，使用“绿氢”燃料电池客车，保障冬奥会出行。光伏电解水制氢可作为“绿氧”的主要来源 14．已知某些元素在周期表中的位置如下图所示，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，与它具有的相同最外层电子数的元素只可能处于d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，其属于准金属 15．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五个区，并以最后填入电子的能级符号作为该区的符号，如图所示。 （1）在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价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________。 （3）在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价电子排布式为________。 （4）在p区中，第二周期第ⅤA族元素原子价电子轨道排布图为___________________。 （5）当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在________区中。 拓展培优 16．如下图所示是元素周期表的一部分(表中数字和X代表原子序数)，其中X的电子排布式为[Ar]3d104s24p5的是 17．Zn2GeO4是一种具有高催化活性的新型光催化剂，下列相关说法错误的是 A．Zn处于元素周期表中的ds区 B．基态Ge存在8种不同能量的电子 C．基态O原子中存在2个含成对电子的纺锤形轨道 D．三种元素电负性由大到小的顺序是O>Ge>Zn 18．下列说法不正确的是 A．某价层电子排布为3d24s2的基态原子，该元素位于周期表中第四周期第IVB族 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．当碳原子的核外电子排布由转变为时，释放能量，由激发态转化成基态 D．非金属元素形成的共价化合物中，原子的最外层电子数不一定是2或8 19． X、Y、Z、Q、M为原子序数依次增大的前4周期元素。相关信息如下： 元素 相关信息 X 最外层电子数是能层数的2倍 Y 单质是合成氨工业的原料 Z 核外无未成对电子的主族元素 Q 价层电子的排布式： M 第四周期ⅠB元素 下列说法不正确的是（ ） A．离子半径：Q>Y>Z B．简单氢化物的稳定性和沸点：X<Y C．一定条件下，Z单质与反应可生成两种离子化合物 D．M元素基态原子的价电子排布式为3d94s2 20．短周期主族元素W、X、Y、Z、Q原子序数依次增大，形成的化合物是一种重要的食品添加剂，结构如图所示。下列说法正确的是(　　) A．原子半径：Y>Z>Q B．该化合物中所有原子均满足8电子稳定结构 C．W和Z可形成三种10电子粒子 D．电负性：Z＞Y＞W＞X＞Q 21．X、Y、Z、W是原子半径依次增大的短周期主族元素，X与其他元素不在同一周期，Y元素的电负性仅次于氟元素，Z的基态原子中单电子与成对电子个数比为3∶4，W原子电子总数与Y原子的最外层电子数相同。下列说法正确的是(　　) A．第一电离能：Z＞Y＞W B．基态Z原子核外电子有7种空间运动状态 C．由四种元素组成的化合物仅含共价键 D．X、Y形成的化合物都是由极性键构成的极性分子 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一章 原子结构与性质 第三节 元素周期律 第1课时 核外电子排布与区、周期、族的划分 教学目标 1．认识元素周期表中区、周期和族的划分与原子核外电子排布的关系，进一步认识周期表中原子结构和位置、价态、元素种数等之间的关系。 2．知道周期表中各区、周期、族元素的原子核外电子排布的特点及规律，能从原子价电子数目和价电子排布的角度解释元素周期表的分区、周期和族的划分，促进对“位置”与“结构”关系的理解。 重点和难点 重点：核外电子排布与元素周期表区、周期、族的划分。 难点：元素周期表区、周期、族与元素原子核外电子排布的关系。 ◆知识点一 核外电子排布与区、周期、族的划分 1．元素周期律和元素周期表 （1）元素周期律：元素性质随着原子核电荷数递增发生周期性递变的规律。物质结构决定物质的性质，原子核外电子排布的周期性变化决定了元素性质随着原子序数的递增呈现周期性递变。 （2）元素周期表：呈现元素性质周期性变化的表格。区、周期、族的划分与原子核外电子排布的周期性变化有内在联系。 （3）元素周期系：元素按其原子核电荷数递增排列的序列。元素周期系只有一个，元素周期表多种多样。 2．鲍林近似能级图 （1）定义：根据多电子原子外层原子轨道能级高低顺序的一般规律画出的原子轨道能级图，称为鲍林近似能级图（见教材P17图1-10）。 （2）特点： ①图中的每个小圆圈代表一个原子轨道，能量相同的原子轨道并列为一个能级，能量相近的能级纳入一个方框内，同一方框内的能级称为一个能级组，共划分出7个能级组，分别对应了元素周期表中的7个周期。 ②每个周期所包含的元素种类数等于所对应的能级组中所有原子轨道最多能容纳的电子数（2、8、8、18......)。 （1s）（2s 2p）（3s 3p）（4s 3d 4p）…（ns (n-3)g (n-2)f (n-1)d np）。 ③除第一能级组只有 1 个 1s 能级，其余能级组均由 2 个及以上能级组成，且以 ns 开始，以 np 结束。能级组间能量差较大，而能级组内各能级间能量差较小。 ④多电子原子核外电子排布的构造原理图就是以鲍林近似能级图为基础绘制的。 3．核外电子排布与周期的划分 （1）电子排布与周期划分的本质联系 ①能级组的划分是元素周期表划分周期的基础，是核外电子排布的主要依据。 ②能级与周期数、元素种数的关系： 周期 序数 外围电子排布 各周期增加的能级 元素种数 ⅠA族 0族 最外层最多容纳电子数 一 1s1 1s2 2 1s 2 二 2s1 2s22p6 8 2s、2p 8 三 3s1 3s23p6 8 3s、3p 8 四 4s1 4s24p6 8 4s、3d、4p 18 五 5s1 5s25p6 8 5s、4d、5p 18 六 6s1 6s26p6 8 6s、4f、5d、6p 32 七 7s1 7s27p6 8 7s、5f、6d、7p 32 （2）规律： ①周期序数＝电子层数。 ②本周期包含的元素种数＝对应能级组所含原子轨道数的2倍＝对应能级组最多容纳的电子数。 【特别提醒】 （1）第一周期从1s1开始，以1s2结束，只有两种元素； （2）其余各周期总是从ns能级开始，以np能级结束； （3）从开始能级到结束能级递增的核电荷数（或电子数）就等于每个周期里的元素数目。 4．核外电子排布与族的划分 （1）划分依据：取决于原子的价电子数目和价层电子排布。 （2）特点：同族元素的价电子数目和价层电子排布相同。 （3）规律： ①对主族元素，同主族元素原子的价层电子排布完全相同，价层电子全部排布在ns或ns、np轨道上(见下表)。价层电子数 = 族序数。 族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价电子排布 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 ②价电子排布：(n-1)d1~10ns1~2；族序数：ⅠB和ⅡB族=ns电子数、ⅢB~ⅦB族=价电子数。 ③稀有气体元素：价电子排布为ns2np6(He除外)。 （5）元素周期表的形成 ①若以一个方格代表一种元素，每个周期排一个横排，并按s、p、d、f分段，左侧对齐，可得到如下元素周期表： ②若将p段与p段对齐，d段与d段对齐、f段单独列出，将2s2与p段末端对齐，则得到书末的元素周期表 即学即练 1．下列关于元素周期表说法正确的是 A．在过渡元素中找优良催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料 B．元素所在族序数等于元素原子最外层电子数 C．元素周期表中最外层电子数为2的元素一定在第ⅡA族 D．元素周期表有七个横行，分为七个周期，有18个纵行，分为18个族 【答案】A 【解析】A．优良的催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料大多属于过渡元素，应在过渡元素区域寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的新材料，故A正确；B．主族元素的最外层电子数等于族序数，而副族元素不符合此规律，故B错误；C．最外层电子数为2的元素不一定在第ⅡA族，如He最外层含有2个电子，He为稀有气体元素，位于零族，故C错误；D．元素周期表有18个纵行，8、9、10三个纵行合称第Ⅷ族，则分为16个族，故D错误；答案选A。 2．下列各项叙述中，正确的是 A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态 B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第IA族 C．在同一电子层上运动的电子，其自旋方向可以相同 D．基态原子核外电子排布时，总是先排入ns能级再排入(n-1)d能级 【答案】C 【解析】A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，为基态向激发态转化，需要吸收能量，故A错误；B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅢA族，故B错误；C．在同一电子层上运动的电子，当在同一个轨道中时，其自旋方向不同，在不同的轨道中，其自旋方向可以相同，故C正确；D．基态原子核外电子排布时，由于ns能级能量低于(n-1)d能级，所以先排入ns能级再排(n-1)d能级，但Cu和Cr原子排布分别处于全充满和半充满状态，整个原子能量更低，并不是先排入ns能级再排(n-1)d能级，故D错误；答案选C。 3．a、b两元素形成的一种常见致冷剂A可用作人工降雨，c、d形成的一种常见化合物B因易液化而用作致冷剂，a、c两元素形成的一种常见化合物C被称为生命之源。关于上述元素的下列说法正确的是 A．含a、b、c、d四种元素的化合物一定是有机物 B．化合物B和化合物C的中心原子的价层电子对数目相同 C．四种元素分别位于元素周期表的第二、三周期 D．基态原子含未成对电子数最多的是b元素原子 【答案】B 【解析】a、b两元素形成的一种常见致冷剂A可用作人工降雨，A为干冰，a、b两元素为碳和氧，c、d形成的一种常见化合物B因易液化而用作致冷剂，B为氨气，a、c两元素形成的一种常见化合物C被称为生命之源，C为水，则a为氧、b为碳、c为氢、d为氮。含a、b、c、d四种元素的化合物不一定是有机物，如碳酸氢铵，A项错误；化合物B为氨气，化合物C为水，中心原子的价层电子对数目相同均为4，B项正确；四种元素中碳、氧和氮位于元素周期表的第二周期，氢位于元素周期表的第一周期，C项错误；基态原子含未成对电子数：a为氧有2个、b为碳有2个、c为氢有1个、d为氮有3个，最多的是d元素原子，D项错误。 ◆知识点二 元素周期表的分区 1．根据核外电子排布 （1）分区依据：按构造原理最后填入电子的能级符号不同，共分5个区； （2）各区名称：根据核外电子排布式中最后填入电子的能级符号可把周期表里的元素划分成4个区：s区、p区、d区和f区，如下图： （3）各区元素特点： 分区 元素分布 外围电子排布式 元素性质特点 s区 ⅠA族、ⅡA族（共2个纵列） ns1～2 除氢外都是活泼金属元素 p区 ⅢA族～ⅦA族、0族（共6个纵列） ns2np1～6 最外层电子参与反应(稀有气体除外) d区 ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族、ⅠB族、ⅡB族（除镧系和锕系外，共10个纵列） (n－1)d1～10ns1～2 均为过渡金属，ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族，d轨道都未充满电子，因此d轨道也不同程度地参与化学键的形成；ⅠB族、ⅡB族，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 镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近 2．根据元素金属性与非金属性 （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）处于d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。 即学即练 1.已知某元素的＋2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，则该元素在周期表中的位置正确的是 A．第三周期ⅣA族，p区 B．第四周期ⅡB族，s区 C．第四周期Ⅷ族，d区 D．第四周期ⅡA族，s区 【答案】D 【解析】该元素为Ca，处于第四周期ⅡA族，s区。故答案选D。 2．下列说法正确的是 A．镧系元素在周期表中占据同一格，它们互为同位素 B．原子序数相差8的两种短周期元素一定是同主族元素 C．基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区 D．某基态原子的能级上电子排布为，仅违反了泡利不相容原理 【答案】C 【解析】A．镧系元素在周期表中占据同一格，它们是不同的元素，不是同位素，A错误；B．原子序数相差8的两种短周期元素不一定是同主族元素，例如氢、氟，B错误；C．基态原子的p能级上半充满的元素，电子最后填充p能级，故位于p区，C正确；D．洪特规则是指在相同能量的轨道上，电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同；泡利原理是指每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子；某基态原子的2p能级上电子排布为，违反了洪特规则、泡利不相容原理，D错误；故选C。 3．已知元素周期表中共有18纵行，下图中实线表示元素周期表的边界。按电子排布，可把周期表里的元素划分为下列几个区：s区、p区、d区、ds区等。除ds区外，其他区的名称各自按构造原理最后填入的电子的能级符号。 （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d区内6、7纵行的部分元素可以排在另一区，你认为应排在________区。 （3）在元素周期表中4s轨道半充满的元素为________(填元素符号)。 （4）请利用电子排布的相关知识解释Fe3＋比Fe2＋稳定的原因____________。 【答案】（1）如下图： （2）ds　 （3）K、Cr、Cu （4）Fe的价电子排布式为3d64s2，Fe2＋和Fe3＋的价电子排布式分别为3d6、3d5，依据“能量相同的轨道处于全空、全充满和半充满时能量最低”的原则，3d5处于半充满状态，结构更稳定，故Fe3＋比Fe2＋稳定 【解析】依据构造原理最后填入的电子的能级符号，将元素周期表划分为几个区，对于24号元素，其核外价电子排布似乎应该是3d44s2，而实际上是3d54s1，原因是能量相同的轨道处于全空、全充满和半充满时能量最低，而29号元素也正是因为这一点排成3d104s1，而不是3d94s2，故29号、30号元素所在纵行归为ds区，所以该同学认为d区内6、7纵行的部分元素可以排在ds区是有道理的。对于Fe3＋比Fe2＋稳定的原因也可从铁的核外电子排布特点来解释(Fe3＋的价电子排布式为3d5，为半充满状态，比Fe2＋的价电子排布式3d6稳定)。 一、能级与周期、族的关系 1．核外电子排布与周期的关系（以第一到第四能级组为例） （1）第一能级组（1s）：对应第一周期，能级中可能的电子排布有：1s1、 1s2；对应氢、氦共2种元素。 （2）第二能级组（2s 2p）：对应第二周期，能级中可能电子排布有：2s1 、2s2 ；2s2 2p1、2s2 2p2、2s2 2p3、2s2 2p4、2s2 2p5、2s2 2p6；对应锂到氖，共8种元素。 （3）第三能级组（3s 3p）：对应第三周期，能级中可能电子排布有：3s1 3p0、3s2 3p0；3s2 3p1、3s2 3p2、3s2 3p3、3s2 3p4、3s2 3p5、3s2 3p6；对应钠到氩，共8种元素。 （4）第四能级组（4s 3d 4p）：对应第四周期，能级中可能电子排布：4s 电子排布有2种、3d 电子排布有10种、4p电子排布有6种，共有18种，对应钾到氪，共18种元素。 2．核外电子排布与族的关系 （1）电子最后填充在最外层的s和p轨道上的元素为主族（A族）元素，共有八个主族。通常把惰性气体称为零族元素。主族元素最外电子层上的电子数与所属的族数或最高氧化数相同，同主族元素的化学性质非常相似。 （2）一般来说，同族元素的价电子数相同，对主族元素而言，其价电子数与主族序数相同。 （3）主族元素原子的价电子全部排布在最外层的 ns 或 ns np 轨道上。价电子就是最外层电子。例如，碱金属元素原子的价电子排布为ns1，只有 1 个价电子，为ⅠA 族。 （4）稀有气体元素原子的最外层电子排布都是 ns2np6（ He 是 1s2）。 （5）过渡元素原子价电子不仅仅是最外层电子，还包括次外层电子，甚至倒数第三层电子，同一族内，价电子排布基本相同。 实践应用 1．下列有关元素周期系的叙述正确的是 A．元素周期系中ⅠA族元素又称为碱金属元素 B．元素周期系中每一周期元素的种类均相等 C．元素周期系的形成原因是核外电子排布的周期性变化 D．每一周期的元素最外层电子数均是1→8，周而复始 【答案】C 【解析】元素周期系中ⅠA族元素除氢外又称为碱金属元素，A项错误；元素周期系中每一周期元素的种类有2种、8种、18种、54种等，所以每一周期元素的种类不一定相等，B项错误；元素周期系的形成原因是核外电子排布的周期性变化，C项正确；第一周期的元素最外层电子数是1→2，D项错误。 2．元素周期表中共有18个纵列，从左到右排为18列，第1列为碱金属元素(氢元素除外)，第18列为稀有气体元素。下列说法正确的是 A．第9列元素中没有非金属元素 B．第15列元素基态原子的最外层电子排布式是ns2np5 C．最外层电子排布式为ns2的元素一定在第2列 D．元素周期表中每一周期元素从左到右，基态原子的最外层电子排布式均是从ns1过渡到ns2np6 【答案】A 【解析】第9列元素是第Ⅷ族元素，全部为金属元素，A正确；第15列元素是第ⅤA族元素，基态原子的最外层电子排布式为ns2np3，B错误；最外层电子排布式为ns2的元素还可能是He(第18列)或过渡元素(如锌)，C错误；第一周期元素基态原子的最外层电子排布式是从1s1过渡到1s2，D错误。故选A 二、元素周期表的分区 1．分区方法：按核外电子排布式中最后填入电子的能级符号可将元素周期表分为s、p、d、f 4个区，而ⅠB族、ⅡB族这2个纵列的元素原子的核外电子因先填充满(n－1)d能级而后再填充ns能级又得名ds区。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。5个区的位置关系如图所示。 元素周期表的分区 2．原子的电子构型与它在周期表中的位置的关系：一般地讲，我们可以根据元素的原子序数和电子填充顺序，写出该原子的电子构型并推断它在周期表中的位置，或者根据它在周期表中的位置，推知它的原子序数和电子构型。 实践应用 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d区全部是副族元素 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、f区、ds区的元素 D. ds区元素不都是副族元素 【答案】C 【解析】d区包括ⅢB～ⅦB族元素（副族）+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、f区、ds区的元素，C项正确。 2.下列说法不正确的是 A．Xe元素所在族的基态原子的价层电子排布式均为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原子的价层电子排布式为4d105s1，由此可判断Ag在第五周期第ⅠB族，处于ds区 D．某元素基态原子的价层电子排布式为4f75d16s2，该元素位于第六周期第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；s区元素除H外均为金属元素，d区和ds区的元素包括副族和第Ⅷ族元素，全部是金属元素，B正确；Ag的价层电子排布式为4d105s1，由此可判断Ag在第五周期第ⅠB族，可理解为先填满了4d能级后再填充5s能级，所以属于ds区，C正确；由基态原子的价层电子排布式为4f75d16s2，判断此元素位于周期表中第六周期第ⅢB族，D正确。故选A。 考点一 核外电子排布与周期、族的划分 【例1】下列关于元素周期表的说法中，正确的是 A．按照核外电子排布，元素周期表可划分为s、p、d、f四个区 B．元素周期表中第ⅠB族位于元素周期表的第三列 C．价电子数与最高正价相等的元素一定是主族元素 D．元素周期表中第四、五两个周期分别含18、32种元素 【答案】A 【解析】A．按照核外电子排布，元素周期表可划分为s、p、d、f四个区，A正确；B．元素周期表中第ⅠB族位于元素周期表的第十一列，B错误；C．锰元素的价层电子排布为3d54s2，价电子数为7，最高正价为+7价，锰元素在周期表中的位置为第四周期第ⅦB族，故价电子数与最高正价相等的元素不一定是主族元素，C错误；D．元素周期表中第四、五两个周期均含18种元素，D错误；故选A。 【变式1-1】下列关于元素周期表的说法正确的是 A．价电子排布为的元素位于第五周期第VIA族，是p区元素 B．原子序数相差8的两短周期元素，它们一定是同主族元素 C．镧系元素在周期表中占据同一格，它们互为同位素 D．第四周期元素中，基态原子未成对电子数目最多的是锰 【答案】A 【解析】根据价电子排布为5s25p4推知，元素位于第五周期第VIA族，是p区元素，A项正确；原子序数相差8的两短周期元素，例如H、F两者不是同主族元素，B项错误；镧系元素质子数不同，他们不是互为同位素，C项错误；第四周期元素中，基态原子未成对电子数目最多的是铬，D项错误。 【变式1-2】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的元素一定是副族元素 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(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，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项错误；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的元素不一定是副族元素，B项错误；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项正确；某元素基态原子的价电子排布式为(n-1)dxnsy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项错误。 考点二 元素周期表的分区 【例2】下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。 下列关于元素在周期表中的位置的叙述正确的是 A．K位于元素周期表中第四周期第ⅡB族，属于ds区元素 B．J位于元素周期表中第四周期第ⅣB族，属于d区元素 C．F位于元素周期表中第三周期第ⅡA族，属于s区元素 D．I位于元素周期表中第三周期第ⅦA族，属于ds区元素 【答案】C 【解析】K位于元素周期表中第四周期第ⅠB族，属于ds区元素，A项错误；J位于元素周期表中第四周期第ⅥB族，属于d区元素，B项错误；F位于元素周期表中第三周期第ⅡA族，属于s区元素，C项正确；I位于元素周期表中第三周期第ⅦA族，属于p区元素，D项错误。 【变式2-1】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最外层电子排布式为ns2的原子 ③最外层有3个未成对电子的原子 ④最外层电子形成全满结构的原子 A．②③ B．①③ C．②④ D．①④ 【答案】B 【解析】最外层有3个电子的原子，其最外层电子排布式为ns2np1，只能是第ⅢA族元素的原子，①正确；最外层电子排布式为ns2的原子，既可能是第ⅡA族元素的原子，也可能是过渡元素的原子，还可能是He原子，②错误；最外层有3个未成对电子的原子，其最外层电子排布式一定为ns2np3，位于第ⅤA族，③正确；最外层电子形成全满结构的原子，包括ns2、ns2np6等结构的原子及钯原子，可能位于多个区，④错误。 【变式2-2】已知某些元素在周期表中的位置如图所示，下列说法错误的是 A．元素②和⑤位于同一区 B．元素③的基态原子中，未成对电子数为5 C．与元素④具有相同最外层电子数的元素只可能处于ds区 D．s区(除元素①外)、d区和ds区的元素都是金属元素 【答案】C 【解析】根据元素在周期表的位置，5种元素分别为H、O、Mn、Zn、Ge；据此分析； 【详解】A．O的价电子排布式为2s22p4，Ge的价电子排布式为4s24p2，最后一个电子均填充到p能级，两种元素均位于p区，故A说法正确；B．Mn元素价电子排布式为3d54s2，d能级有5个原子轨道，根据洪特规则，d能级上的5个电子，分别填充到5个原子轨道，因此Mn元素基态原子，未成对电子数为5，故B说法正确；C．元素④的价电子排布式为3d104s2，最外层有2个电子，最外层有2个电子：第ⅡA族元素、He，还有部分ds区的元素，第ⅡA族元素位于s区，He位于p区，故C说法错误；D．d区和ds区均为金属元素，故D说法正确；答案为C。 考点三 推断元素在元素周期表中的位置 【例3】下列各组中的X和Y两种原子，在周期表中一定位于同一族的是 A．X原子和Y原子最外层都只有一个电子 B．X原子的电子排布式为1s2，Y原子的电子排布式为1s22s2 C．X原子的2p能级上有三个电子，Y原子的3p能级上有三个电子 D．X原子核外M层上仅有两个电子，Y原子核外N层上也仅有两个电子 【答案】C 【解析】最外层只有一个电子的不一定在同一族，如金属钠和金属铜的最外层都是一个电子，但是钠属于ⅠA族，而铜属于ⅠB族，A选项错误；B选项中X原子是He，属0族元素，Y原子是Be，属于ⅡA族，B选项错误；X原子核外M层上仅有两个电子，X是镁原子，属于ⅡA族，N层上也仅有两个电子的原子除了钙原子，还有锌、铁等元素原子，D选项错误。 【变式3-1】肯定属于同族元素且性质相似的是 A．原子核外电子排布式：A为1s22s2，B为1s2 B．结构示意图：A为，B为 C．基态时，A原子2p轨道上有1对成对电子，B原子3p轨道上也有1对成对电子 D．基态时，A原子2p轨道上有1个未成对电子，B原子3p轨道上也有1个未成对电子 【答案】C 【解析】原子核外电子排布式：A为1s22s2，B为1s2，A是Be元素，处于第ⅡA族,B是He元素，处于零族，二者不是同族元素，性质不同，A项错误；结构示意图:A为，B为，A为钠元素，B为Ne元素，二者不是同族元素，性质不同，B项错误；基态时，A原子2p轨道上有1对成对电子，最外层电子排布为2s22p4，是O元素，B原子3p轨道上也有1对成对电子，最外层电子排布为3s23p4，是S元素，二者处于同一主族,性质相似，C项正确；基态时，A原子2p轨道上有1个未成对电子，最外层电子排布为2s22p1或2s22p5，为B元素或F元素，B原子3p轨道上也有1个未成对电子，最外层电子排布为3s23p1或3s23p5，为Al元素或Cl元素，二者不一定处于同一主族，D项错误。 【变式3-2】X、Y、Z、W、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。X元素基态原子电子排布式为，Y元素的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能，Z元素基态原子2p轨道有一个未成对电子，W元素基态原子s能级上的电子总数与p能级上电子总数相等，Q是地壳中含量最多的金属元素。下列说法不正确的是 A．最高价氧化物对应水化物的碱性： B．Y和原子序数为51的元素位于同一主族 C．同周期元素中Z的第一电离能最大 D．X、Q的氧化物、氢氧化物都有两性 【答案】C 【解析】X、Y、Z、W、Q五种短周期元素，原子序数依次增大，X元素基态原子电子排布式为，n=2，则X为Be元素；Q是地壳中含量最多的金属元素，则Q为Al元素；Y元素的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能，Y位于IIA或VA族，且原子序数介于Be，O之间，则Y元素为N元素，W元素基态原子s能级上的电子总数与p能级上电子总数相等，W原子核外电子排布式为，则W为Mg元素；Z元素基态原子2p轨道有一个未成对电子，且原子序数介于O、Al之间，Z原子核外电子排布式为，则Z为F元素；A．金属性：Be<Mg，则最高价氧化物对应水化物碱性：，A项正确；B．原子序数为51的元素位于第四周期VA族，与N元素位于同一主族，B项正确；C．F元素位于第二周期，第二周期中稀有气体Ne第一电离能最大，C项错误；D．根据对角线规则，Be、Al的性质相似，二者氧化物，氢氧化物都有两性，D正确；答案选C。 基础达标 1．下列有关元素周期表的说法中不正确的是 A．位于元素周期表ⅡA族左边的元素一定属于主族元素 B．氯元素位于元素周期表中第三周期ⅦA族 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．目前使用的元素周期表中，包含元素种类最多的族为ⅥA 【答案】D 【解析】位于元素周期表ⅡA族左边的元素是第ⅠA族，一定属于主族元素，A项正确；氯元素的原子序数是17，位于元素周期表中第三周期ⅦA族，B项正确；元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素属于过渡元素，都是金属元素，C项正确；目前使用的元素周期表中，包含元素种类最多的族为ⅢB族，因为还有镧系和錒系，D项错误。 2．某原子的一种激发态为1s22s12p1，则该元素在周期表中的位置为 A．第2周期ⅡA族 B．第2周期ⅢA族 C．第1周期ⅠA族 D．第1周期ⅡA族 【答案】A 【解析】该原子基态电子排布式为1s22s2，位于第2周期ⅡA族。 3．已知下列元素原子的最外层电子排布式，其中不一定能表示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表示的元素均是处于元素周期表中p区的主族元素，4s2表示的元素可能是主族元素Ca，也可能是第四周期除Cr、Cu以外的过渡元素。 4．甲、乙两元素原子的L层电子数都是其他层电子总数的2倍。下列推论正确的是 A．甲与乙处于同一周期 B．甲与乙处于同一主族 C．甲与乙都位于元素周期表的p区 D．甲与乙的原子序数之和为偶数 【答案】D 【解析】甲、乙的电子层排布可能为1s22s22p2或1s22s22p63s2，即为碳或镁元素，它们位于不同的周期，不同的主族，不同的区。 5．元素周期表长周期从左到右排为18列，即碱金属在第1列，稀有气体是第18列。按这种规定，下列说法正确的是 A．第9列元素中没有非金属元素 B．第15列元素的原子最外层的电子排布是ns2np5 C．最外层电子排布为ns2的元素一定在第2列 D．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 【答案】A 【解析】第9列元素是过渡元素，没有非金属元素，A项正确；第15列元素的最外层电子排布是ns2np3，B项错误；最外层电子排布为ns2的元素也可能是过渡元素或0族元素He，C项错误；第一周期元素原子最外层电子排布是从1s1过渡到1s2，D项错误。 6．下列说法正确的是 A．d区中，族序数最大、原子序数最小的元素，它+3价离子比+2价离子稳定 B．第二周期p区内，P轨道内电子最多的原子，半径最小 C．在ds区中，族序数最小、原子序数也最小的元素单质与铅用导线相连，可以起到保护铅不被氧化的作用 D．s、d、ds和f四区中的所有元素单质(氢除外)，常温下均为固态 【答案】A 【解析】d区中，族序数最大、原子序数最小的元素是Fe，它+3价离子的价电子排布为3d5，+2价离子的价电子排布为3d6，所以+3价离子比+2价离子稳定，A项正确；第二周期P区内，P轨道内电子最多的原子是Ne，半径最小的是F，B项错误；在ds区中，族序数最小、原子序数也最小的元素是Cu；Pb的活泼性大于Cu，Cu与铅用导线相连，Pb作负极，不能保护铅不被氧化，C项错误；Hg是ds区元素，金属汞在常温下均为液态，D项错误。 7．X+的结构示意图为，则X元素在周期表中的位置是 A．第三周期，0族 B．第四周期，II族 C．第三周期，IIA族 D．第四周期，IA族 【答案】D 【解析】X+的结构示意图为，则X元素的质子数是18+1＝19，X是K，因此在周期表中的位置是第四周期第IA族。答案选D。 8．某元素的最外层电子数为2，价电子数为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．该元素为钒元素 C．该元素为 ⅡA族元素 D．该元素位于d区 【答案】C 【解析】主族元素的最外层电子数＝价电子数，因其最外层电子数与价电子数不相等，因此不是主族元素，C项错误；因该元素是同族中原子序数最小的元素，所以位于第四周期，其价电子数为5，推测价电子排布为3d34s2，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，为钒元素，位于第ⅤB族，属于d区元素，A、B、D项正确。 9．关于电子在核外运动状态的描述，下列说法错误的是 A．电子云图是原子核外电子的概率密度分布图 B．在基态多电子原子中，p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量 C．原子核外不可能有两个电子的运动状态是相同的 D．元素周期表的s区和p区均含金属元素和非金属元素 【答案】B 【解析】A．电子云图可以描述原子核外电子在原子核外区域出现的概率密度，A正确；B．在基态多电子原子中，p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量，如4s电子比2p电子能量高，B错误；C．在多电子的原子中，电子填充在不同的能层，能层又分不同的能级，同一能级又有不同的原子轨道，每个轨道中最多可以填充两个电子，自旋相反，在一个基态多电子的原子中，不可能有两个运动状态完全相同的电子，C正确；D．通过元素周期表可知，元素周期表的s区和p区均含金属元素和非金属元素，例如s区的H和Na，p区的O和Al，D正确；故选B。 10．已知某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．某元素原子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．某元素原子的外围电子排布式为5s25p1 【答案】D 【解析】A项错误，所给的第二电子层为充满结构，不能确定其第二层以外是否还有电子；B项错误，仅凭化合价不能确定元素所在的周期和族；C项错误，据最外层电子数为6仅能确定该元素所在主族，不能确定其所在周期；D项已明确给出了原子的外围电子排布，即可顺利找到元素所在的周期和族，这是铟(In)元素。 综合应用 11．下列有关元素周期表结构的说法中正确的是 A．原子最外层电子数为2的元素一定处于周期表ⅡA族 B．在元素周期表中金属和非金属分界线附近可以寻找合金材料 C．某元素原子核外的电子数为63，则它是第六周期 D．元素周期表共7个横行代表7个周期，18个纵行代表18个族 【答案】C 【解析】A．原子最外层电子数为2的元素可能处于周期表ⅡA族，也可能是0族的He，还可能是过渡金属，A错误；B．在元素周期表中金属和非金属分界线附近可以寻找半导体材料，B错误；C．某元素原子核外的电子数为63，则其原子序数为63，根据第一周期2种元素、第二周期8种元素、第三周期8种元素、第四周期18种元素、第五周期18种元素，前五周期共54种，第六周期有32种元素，则63号元素处于第六周期，C正确；D．元素周期表共7个横行代表7个周期，18个纵行中的第8、9、10合属于第Ⅷ族，其余1个纵行代表1族，则18个纵行代表16个族，D错误；故选C。 12．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(n－1)d6～8ns2的元素一定是副族元素 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(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，是ⅠA族元素，也可能为铬元素或者铜元素，A项错误；原子的价电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素是Ⅷ族元素，不是副族元素，B项错误；基态原子的p能级上半充满的元素的基态原子价电子排布式为ns2np3，则一定属于p区元素，C项正确；基态原子的价电子排布为(n－1)dxnsy的元素的族序数可能为x＋y(x＋y≤7)、可能为第Ⅷ族(10≥x＋y>7)、还可能为y(x＝10)，D项错误。 13．2022北京冬奥会向全世界展示了“中国智造”，下列说法不正确的是 A．吉祥物“冰墩墩”成为名副其实的“顶流”，制作“冰墩墩”内充材料PET的过程中用到了芳香烃，煤的干馏和石油的催化重整都可以获得芳香烃 B．乙醇、过氧化氢、次氯酸钠、K2FeO4等消毒液均可以将病毒氧化而达到消毒的目的 C．碲化镉(CdTe)发电玻璃应用于冬奥会场馆BIPV建筑一体化项目中。52号Te元素位于周期表中的p区 D．“氢”情助力，使用“绿氢”燃料电池客车，保障冬奥会出行。光伏电解水制氢可作为“绿氧”的主要来源 【答案】B 【解析】A．煤的干馏和石油的催化重整都可以获得芳香烃，A正确；B．过氧化氢、次氯酸钠、高铁酸钾可将病毒氧化达到消毒的目的，乙醇是使蛋白质脱水变形，从而达到消毒的目的，不具有氧化性，B错误；C．52号Te元素属于氧族元素，位于周期表中的p区，C正确；D．光伏电解水制氢无污染，可作为“绿氧”的主要来源，D正确；故选B。 14．已知某些元素在周期表中的位置如下图所示，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，与它具有的相同最外层电子数的元素只可能处于d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，其属于准金属 【答案】D 【解析】A．元素2和元素5均位于p区，故A错误；B．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d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；C．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；D．元素5位于第四周期第IVA族，为32号元素锗(Ge)，原子结构示意图为，属于准金属元素，故D正确；故选：D。 15．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五个区，并以最后填入电子的能级符号作为该区的符号，如图所示。 （1）在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价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________。 （3）在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价电子排布式为________。 （4）在p区中，第二周期第ⅤA族元素原子价电子轨道排布图为___________________。 （5）当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在________区中。 【答案】（1）球形 （2）Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6，Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5　Fe3＋　 （3）3d104s2 （4） （5）f 【解析】（1）s区为第ⅠA族、第ⅡA族，符合条件的元素为Be，其电子排布式为1s22s2，价电子的电子云形状为球形。 （2）d区为第ⅢB族～第ⅦB族、第Ⅷ族，族序数最大且原子序数最小的为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＋。 （3）ds区符合条件的为Zn，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，价电子排布式为3d104s2。 （4）该题中符合题意的为N，价电子轨道表示式为。 （5）铀和钚均为锕系元素，位于f区。 拓展培优 16．如下图所示是元素周期表的一部分(表中数字和X代表原子序数)，其中X的电子排布式为[Ar]3d104s24p5的是 【答案】A 【解析】[Ar]3d104s24p5代表35号元素。根据周期表的结构可知，同主族相邻两周期的元素，原子序数之差可以是2,8,18,32。A项中X上方的原子序数为17，与X相差18，X的序数为35；B项中X上方的原子序数为27，处在第四周期与X相差18，X应为45；C项中X下方的原子序数为75，X为43；D项中X下方的原子序数为52，因此X应为34。 17．Zn2GeO4是一种具有高催化活性的新型光催化剂，下列相关说法错误的是 A．Zn处于元素周期表中的ds区 B．基态Ge存在8种不同能量的电子 C．基态O原子中存在2个含成对电子的纺锤形轨道 D．三种元素电负性由大到小的顺序是O>Ge>Zn 【答案】C 【解析】根据元素的价电子排布式判断元素所在区，根据元素电子排布式判断含有的电子所处的能级个数；利用电子排布原则判断含有的电子轨道特点；根据元素的非金属性判断元素的电负性大小；A．Zn元素价电子排布式是3d104s2，根据价电子排布式判断Zn元素位于ds区，故A正确；B．基态Ge的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2，根据能级能量不同判断共有8种能量的电子，故B正确；C．基态O原子1s22s22p4根据洪特规则和鲍林不相容原理判断含有1个成对电子的纺锤形轨道，故C不正确；D．电负性的判断根据非金属性的强弱判断，O>Ge>Zn，故D正确；故选答案C。 18．下列说法不正确的是 A．某价层电子排布为3d24s2的基态原子，该元素位于周期表中第四周期第IVB族 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．当碳原子的核外电子排布由转变为时，释放能量，由激发态转化成基态 D．非金属元素形成的共价化合物中，原子的最外层电子数不一定是2或8 【答案】B 【解析】A．某元素基态原子价层电子排布为3d24s2，最外层为第4层，价电子数为4，所以该元素位于元素周期表中第四周期ⅣB族，A正确；B．H元素为s区元素，H为非金属元素，B错误；C．碳原子基态的核外电子排布为1s22s22p2，当核外电子排布为1s22s12p3时，该原子处于激发态，所以其核外电子排布由转变为 时，释放能量，由激发态转化为基态，C正确；D．非金属元素形成的共价化合物中，原子的最外层不一定都满足稳定结构，如PCl5，P原子最外层为10个电子，D正确；故选B。 19． X、Y、Z、Q、M为原子序数依次增大的前4周期元素。相关信息如下： 元素 相关信息 X 最外层电子数是能层数的2倍 Y 单质是合成氨工业的原料 Z 核外无未成对电子的主族元素 Q 价层电子的排布式： M 第四周期ⅠB元素 下列说法不正确的是（ ） A．离子半径：Q>Y>Z B．简单氢化物的稳定性和沸点：X<Y C．一定条件下，Z单质与反应可生成两种离子化合物 D．M元素基态原子的价电子排布式为3d94s2 【答案】D 【解析】A．电子层数越多，半径越大，核外电子排布相同的微粒，核电荷数越大，半径越小，故离子半径由大到小的顺序为:S2-> N3-> Mg2+，选项A正确；B．NH3形成分子间氢键，故沸点:NH3>CH4，N的非金属性比C的强，氢化物稳定性: NH3 > CH4，选项B正确；C．Mg具有还原性，NO2具有氧化性，二者可发生反应:7Mg + 2NO2 = 4MgO + Mg3N2，都为离子化合物，选项C正确；D．第四周期ⅠB的M为Cu元素，基态Cu原子的价电子排布是为3d104s1，选项D错误；答案选D。 20．短周期主族元素W、X、Y、Z、Q原子序数依次增大，形成的化合物是一种重要的食品添加剂，结构如图所示。下列说法正确的是(　　) A．原子半径：Y>Z>Q B．该化合物中所有原子均满足8电子稳定结构 C．W和Z可形成三种10电子粒子 D．电负性：Z＞Y＞W＞X＞Q 【答案】C 【解析】五种元素均为短周期元素，且原子序数依次增大，Q显＋1价，即Q为Na，W形成一个共价键，则W为H，Y形成三个共价键，即Y为N，X形成四个共价键，则X为C，Z形成2个共价键，则Z为O。一般电子层数越大，原子半径越大，同周期元素从左向右原子半径依次减小，因此原子半径：Na>N>O，A错误；W为H，不满足8电子稳定结构，B错误；H和O形成10电子粒子分别为H2O、H3O＋、OH－，C正确；根据元素周期表中电负性变化规律，则电负性：O＞N＞C＞H＞Na，D错误。 21．X、Y、Z、W是原子半径依次增大的短周期主族元素，X与其他元素不在同一周期，Y元素的电负性仅次于氟元素，Z的基态原子中单电子与成对电子个数比为3∶4，W原子电子总数与Y原子的最外层电子数相同。下列说法正确的是(　　) A．第一电离能：Z＞Y＞W B．基态Z原子核外电子有7种空间运动状态 C．由四种元素组成的化合物仅含共价键 D．X、Y形成的化合物都是由极性键构成的极性分子 【答案】A 【解析】由题干信息可知，X、Y、Z、W是原子半径依次增大的短周期主族元素，X与其他元素不在同一周期，Y元素的电负性仅次于氟元素，则Y为O，Z的基态原子成单电子与成对电子个数比为3∶4，即电子排布式为1s22s22p3，则Z为N，W原子电子总数与Y原子的最外层电子数相同，则W为C，X为H。Y为O，Z为N，W为C，根据同一周期元素第一电离能从左往右呈增大趋势，第 Ⅱ A族、第ⅤA族的第一电离能比相邻元素的高，故第一电离能：N＞O＞C即Z＞Y＞W，A正确；Z为N，核外有7个电子，电子排布式为1s22s22p3，故基态Z原子核外电子有5种空间运动状态，B错误；由四种元素组成的化合物即(NH4)2CO3、NH4HCO3等，既含有共价键又含有离子键，C错误；X为H，Y为O，X、Y形成的化合物H2O2是由极性键和非极性键组成的极性分子，D错误。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $