第1章 第2节 第2课时 核外电子排布与元素周期表（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（鲁科版）

第2课时　核外电子排布与元素周期表

[素养目标]　1.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。2.了解元素周期表的应用价值。

知识点一　核外电子排布与周期的划分

1.近似能级图与周期的关系

(1)能量相近的原子轨道属于同一能级组；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)元素周期表的7个周期分别对应7个能级组。

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：元素原子的价电子不一定是最外层的电子。一般情况下，主族元素原子的价电子是最外层电子，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。

(3)表示：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。

1.在元素周期表中，同属长周期的4、5、6周期所包含的元素种类数分别为18、18、32，为什么？

提示：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，对应两周期中各有18种元素；而第6周期所含的能级除ns、np、(n－1)d外，还有(n－2)f能级，故多出7个原子轨道，可多填充14个电子，对应

多出14种元素，共32种元素。

2.试分析21号元素Sc所在的周期。

提示：21号元素Sc的价电子排布式为3d14s2，虽然电子先排在4s轨道，后排在3d轨道，但Sc元素原子的最外层电子排布在4s轨道上，4s电子的量子数(电子层数)是4，故Sc元素位于第4周期。

3.分别写出第2、3、4周期第一种元素和最后一种元素原子的最外层电子排布式。

提示：第2周期：Li——2s1，Ne——2s22p6；

第3周期：Na——3s1，Ar——3s23p6；

第4周期：K——4s1，Kr——4s24p6。

电子排布与周期划分的关系

(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。

(2)能级组中的最大量子数n(即电子层数)等于其对应的周期序数。

(3)每周期第一种元素原子的最外层电子排布为ns1，最后一种元素原子的最外层电子排布除He为1s2外，其余均为ns2np6。

1.下列是某些元素基态原子的电子排布式，其中表示第3周期元素原子的是(　　)

A.1s22s1　　　　　　 B．1s22s22p5

C.1s22s22p63s2  D．1s22s22p63s23p64s1

解析　元素所在的周期序数等于最外电子层数，C项表示第3周期元素原子。

答案　C

2.具有下列电子层结构的原子，其对应的元素一定属于同一周期的是(　　)

A.两种元素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能级上只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、p能级上都填满了电子，而d轨道未排电子的两种原子

解析　A项，元素原子的电子层上全部都是s电子，则其核外电子排布可能为1s1或1s2或1s22s1或1s22s2，对应的元素为H、He、Li、Be，它们可能属于第1周期或第2周期。B项，3p能级上只有一个空轨道的原子为1s22s22p63s23p2，是Si元素，3p能级上只有1个未成对电子的原子，有1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5，是Al元素或Cl元素，都属于第3周期。C项，最外层电子排布为2s22p6的原子是Ne原子，属于第2周期元素；最外层电子排布为2s22p6的离子可能为O2－、F－、N3－、Na＋、Mg2＋、Al3＋，不一定属于同一周期元素。

D项，原子核外M层上的s、p能级上都填满电子而d轨道未排电子的原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6或1s22s22p63s23p64s1或1s22s22p63s23p64s2，为Ar或K或Ca，不一定属于同一周期。

答案　B

3.根据下列要求，完成填空：

(1)(2024·河北卷节选)钒原子的价层电子排布式为________。

(2)(2024·广东卷节选)基态N原子价层电子的轨道表示式为________。

(3)(2024·湖南卷节选)基态铜原子的价电子排布式为________。

(4)(2024·新课标卷节选)Ni基态原子价电子的轨道表示式为________。

解析　(1)钒是23号元素，其价层电子排布式为3d34s2。

(2)N的原子序数为7，其基态原子价层电子的轨道表示式为。

(3)Cu的原子序数为29，其基态原子的价电子排布式为3d104s1。

(4)Ni为28号元素，其基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d84s2，则其价电子轨道表示式为。

答案　(1)3d34s2　(2)

(3)3d104s1　(4)

 (1)价电子不一定是最外层电子，只有主族元素的价电子才是最外层电子。对于过渡元素还包括部分内层电子。

(2)元素的价电子数不一定等于其所在族的族序数。主族元素价电子数等于其族序数，过渡元素不一定。

(3)同一族元素的价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Ⅷ族中部分元素的价电子排布也不相同。　

知识点二　核外电子排布与族和分区的划分

1.核外电子排布与族的划分

族的划分与原子的价电子数目和价电子排布密切相关。一般来说，同族元素原子的价电子数目相同，价电子排布基本相同。

(1)主族元素与副族元素(以第4周期为例)价电子排布