第1章 第2节 第1课时 原子结构与元素周期表-【新课程学案】2026-2027学年高中化学选择性必修第二册教师用书word（人教版 双选版）

本讲义聚焦原子结构与元素周期表的关系，从元素周期律发现史切入，系统梳理周期表的周期划分（含各周期起止元素及元素数）、族的划分（主族/副族价层电子排布与族序数关系）及分区（s/p/d/ds区），构建核外电子排布（能级组、价层电子）解释周期表结构的学习支架。 该资料通过“题点多维训练”设计周期表位置判断、价层电子与分区关系等题目，培养学生基于电子排布推理的科学思维，“思维建模”总结原子序数序差规律形成模型认知，“应用化学”链接矿泉水指标元素体现学科价值。课中辅助教师系统授课，课后助力学生通过训练查漏补缺。

第二节　原子结构与元素的性质 学习目标 重点难点 1.能从原子价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。 2.能说出元素的原子半径、电离能和电负性的含义,能描述主族元素的第一电离能、电负性变化的一般规律,能从电子排布的角度对这一规律进行解释。能说明电负性大小与原子在化合物中吸引电子能力的关系,能利用电负性判断元素的金属性与非金属性的强弱。 3.深化对元素性质和原子结构之间联系的认识和理解。 重 点 元素的原子结构与元素周期表结构的关系;元素的原子半径、第一电离能和电负性的周期性变化。 难 点 元素周期表的分区;电离能、电负性的含义以及与元素其他性质的关系。 第1课时　原子结构与元素周期表 新知探究(一)——元素周期律、元素周期系和元素周期表 1.元素周期律 (1)元素周期律的发现史 1869年,门捷列夫发现,按相对原子质量从小到大的顺序排列得到一个元素序列;1913年,莫塞莱提出原子序数的概念。 (2)元素周期律:元素的性质随原子序数递增而呈周期性的变化。 2.元素周期系和元素周期表 (1)概念:元素按其原子序数(即原子核电荷数)递增排列的序列称为元素周期系。元素周期表是呈现元素周期系的表格。 (2)元素周期系与元素周期表的关系 (3)元素周期系中每周期起止元素及元素数 周期序数 一 二 三 四 起止元素 H~He Li~Ne Na~Ar K~Kr 元素数 2 8 8 18 周期序数 五 六 七 — 起止元素 Rb~Xe Cs~Rn Fr~Og — 元素数 18 32 32 — [题点多维训练] 1.下列叙述不正确的是 (　　) A.门捷列夫元素周期表是按相对原子质量从小到大的顺序将元素排列起来 B.元素周期律是元素性质随着原子序数递增发生周期性重复的规律 C.元素周期表是呈现元素周期系的表格 D.元素周期表和元素周期系均只有一个 解析:选D　元素周期表多种多样,元素周期系只有一个,D项错误。 2.为纪念门捷列夫发表第一张元素周期表(部分如下)150周年,联合国宣布2019年为“国际化学元素周期表年”。关于下表的说法正确的是 (　　) 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 解析:选C　表中数字有小数,不可能是原子序数,代表元素的相对原子质量,故A错误;表中元素的排列依据是相对原子质量的大小, 故B错误;推测表中“?=70”和C、Si在同一横行,属于同主族,所以元素的最高化合价为+4,故C正确;每一横行都对应现在常用的元素周期表中的同一族,故D错误。 3.元素周期表共有18个纵列,从左到右排为1~18列,碱金属元素为第1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10、11列属于第Ⅷ族 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列是铁元素 D.第六周期共包含18种元素 解析:选C　第11列为第ⅠB族,故A错误;氦原子及一些过渡元素原子最外层电子排布也为ns2,故B错误;铁元素处于第四周期第8列,故C正确;第六周期第ⅢB族中含镧系元素,镧系元素中含15种元素,则第六周期中含有(18+15-1)=32种元素,而不是18种元素,故D错误。 4.下列各表中的数字代表的是原子序数,表中数字所表示的元素与它们在元素周期表中的位置相符的是 (　　) 解析:选D　根据元素周期表可知,3号和11号元素应该位于同一主族,11号元素的上面是3号元素,故A错误;4和5号元素,12和13号元素间都有10个空列,为7个副族和1个Ⅷ族,不可能相邻,故B错误;1号和11号元素之间相隔一个周期,第一列应为1、3、11、19,故C错误;根据元素周期表可知,8号和9号相邻,9号下面是17号,17号下面是35号,35号和36号相邻,故D正确。 5.下列各图为元素周期表的一部分,表中的数字为原子序数,其中M的原子序数为37的是 (　　) 解析:选B　M的原子序数为37,位于第五周期,同族上下周期的核外电子数差18,即上层元素原子序数为19,下层元素原子序数为55,则符合题意的为B。 |思维建模| 由元素周期表中元素原子序数的序差确定位置 (1)同周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数之差有以下三种情况:第二、三周期(短周期)相差1,第四、五周期相差11,第六、七周期相差25。 (2)同一主族上下相邻元素的原子序数可能相差2、8、18、32。若A、B是同主族相邻周期元素,A、B所在周期分别有m和n种元素。如图: xA m种元素 yB n种元素 ,当A、B在ⅠA族或ⅡA族时,y=x+m。A、B在ⅢA族~0族时,y=x+n。 新知探究(二)——构造原理与元素周期表 1.核外电子排布与周期的划分 第一周期从1s1能级开始,以1s2结束,其余周期总是从ns能级开始,以np结束。 周期数 元素数 能级组排布 最多容纳电子数 一 2 1s 2 二 8 2s 2p 8 三 8 3s 3p 8 四 18 4s 3d 4p 18 五 18 5s 4d 5p 18 六 32 6s 4f 5d 6p 32 七 32 7s 5f 6d 7p 32 结论:各周期递增的核电荷数(或电子数)等于每个周期里的元素数。 2.核外电子排布与族的划分 (1)核外电子排布与主族、0族的划分 族序数 价层电子排布 列数 价电子数 ⅠA ns1 1 1 ⅡA ns2 2 2 ⅢA ns2np1 13 3 ⅣA ns2np2 14 4 ⅤA ns2np3 15 5 ⅥA ns2np4 16 6 ⅦA ns2np5 17 7 0族 ns2np6(除He外) 18 8 [微点拨]　对主族元素,价电子全部排布在ns或ns、np轨道上,价层电子数与族序数相同。 (2)核外电子排布与副族的划分 纵列数 族序数 价层电子排布 价层电子排布电子数 3 ⅢB (n-1)d1ns2 3 4 ⅣB (n-1)d2ns2 4 5 ⅤB (n-1)d3ns2,4d45s1 5 6 ⅥB (n-1)d5ns1,5d46s2 6 7 ⅦB (n-1)d5ns2 7 8 Ⅷ (n-1)d6ns2,4d75s1 8 9 (n-1)d7ns2,4d85s1 9 10 3d84s2,4d10,5d96s1 10 11 ⅠB (n-1)d10ns1 11 12 ⅡB (n-1)d10ns2 12 (3)注意事项 ①同族元素的价层电子数相同,价层电子排布相似: ②副族元素最外层电子数不超过2(Pd例外),都是金属元素。 ③价层电子排布的电子数等于该元素所在的纵列数。 3.各族元素的最高正化合价与族序数的关系 (1)主族元素当失去全部价层电子后,表现该元素的最高化合价,即最高正价=主族序数(O、F除外)。 (2)第ⅢB~ⅦB族可失去ns和(n-1)d轨道上的全部电子,即最高正价=族序数。 (3)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,部分元素如Ru和Os可表现+8价,Fe最高表现为+6价,所以该族元素最高正价≤族序数(Ⅷ)。 (4)第ⅠB族可失去ns1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=最高正价。 4.元素周期表的分区 (1)根据元素金属性与非金属性分区 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)根据核外电子排布分区 ①分区:除ds区外,按构造原理最后填入电子的能级的符号,把周期表里的元素划分成s区、p区、d区、ds区和f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。 ②各区元素的特点 分区 元素分布 价层电子排布 元素性质特点 s区 ⅠA族、 ⅡA族 ns1~2 除氢元素外都是较活泼的金属元素 p区 ⅢA~ⅦA族、0族 ns2np1~6 除稀有气体外,最外层电子参与反应 d区 ⅢB~ⅦB族、Ⅷ族 (n-1)d1~9ns1~2 过渡金属元素,d电子参与成键 ds区 ⅠB族、 ⅡB族 (n-1)d10ns1~2 过渡金属元素 5.元素的对角线规则 在元素周期表中,如图所示,某些主族元素与其右下方的主族元素的有些性质具有相似性,被称为对角线规则。 例如,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。 ①锂和镁都能直接与N2反应生成氮化物(Li3N、Mg3N2)。 ②锂和镁在O2中燃烧,不生成过氧化物,而只生成氧化物(Li2O、MgO)。 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。 应用化学　 　　按矿泉水特征组分达到国家标准的主要类型分为九大类:①偏硅酸矿泉水;②锶矿泉水;③锌矿泉水;④锂矿泉水;⑤硒矿泉水;⑥溴矿泉水;⑦碘矿泉水;⑧碳酸矿泉水;⑨盐类矿泉水。国家标准中规定的九项界限指标包括锂、锶、锌、硒、溴化物、碘化物、偏硅酸、游离二氧化碳和溶解性总固体,矿泉水中必须有一项或一项以上达到界限指标的要求,其要求含量分别为(单位:mg·L-1)锂、锌、碘化物均≥0.2,硒≥0.01,溴化物≥1.0,偏硅酸≥25,游离二氧化碳≥250和溶解性总固体≥1 000。 1.填写下表中元素的价层电子排布及分区。 元素名称 价层电子排布 分区 硅 锶 锂 硒 溴 碘 碳 提示: 元素名称 价层电子排布 分区 硅 3s23p2 p 锶 5s2 s 锂 2s1 s 硒 4s24p4 p 溴 4s24p5 p 碘 5s25p5 p 碳 2s22p2 p 2.从上表中可看出,元素周期表分区的依据是什么? 提示:最后填入电子的轨道能级符号作为该区的符号。 [题点多维训练] 题点(一)　原子核外电子排布与元素周期表中位置 1.下列说法正确的是 (　　) A.所有金属元素都分布在d区和ds区 B.最外层电子数为2的元素都分布在s区 C.元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素 D.基态原子的p能级上半充满的元素不一定位于p区 解析:选C　s区除H外均为金属元素,故A项错误;He、Zn等虽然最外层电子数为2,但却不是s区元素,B项错误;元素周期表中第ⅢB族~第ⅡB族为过渡元素,全部为金属元素,C项正确。 2. [双选]下列叙述错误的是 (　　) A.原子序数为110的元素在周期表中位于第七周期第ⅠB族 B.符号为N的能层最多能容纳的电子数为32 C.4p轨道填充一半的元素,其原子序数是33 D.某元素+3价离子的价层电子排布为3d5,该元素在周期表中的ds区 解析:选AD　原子序数为110的元素与118号元素序数相差8,118号元素位于第七周期0族,故110的元素位于第七周期第Ⅷ族,A错误;符号为N的能层有4个能级,分别是4s、4p、4d、4f,故最多可容纳32个电子,B正确;根据能量最低原理,4p轨道填充一半的元素,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,原子序数是33,C正确;某元素+3价离子的价层电子排布为3d5,其原子核外电子数为23+3=26,为Fe元素,处于周期表中第四周期第Ⅷ族,位于周期表的d区,D错误。 3.元素X、Y、Z在元素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为nsn-1npn+1,则下列说法不正确的是 (　　) A.Y元素原子的价层电子排布为4s24p4 B.Y元素在元素周期表的第三周期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为nsn-1npn+1,根据构造原理,n-1=2,解得n=3,Y元素的价层电子排布为3s23p4,即Y元素为S,X为F,Z元素为As,据此分析。根据上述分析,Y元素原子的价层电子排布为3s23p4,故A说法错误;Y元素为S,位于元素周期表第三周期ⅥA族,故B说法正确;X为F元素,根据元素周期表的结构可知,第二周期所含非金属元素最多,故C说法正确;Z元素为As,位于第四周期ⅤA族,As元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,故D说法正确。 4.(1)砷原子的最外层电子排布式是4s24p3,在元素周期表中,砷元素位于第　　　周期　　　族;最高价氧化物的化学式为　　　　　,砷酸钠的化学式是　　　　　。  (2)已知下列元素在周期表中的位置,写出它们价层电子排布式和元素符号: ①第四周期ⅣB族: 　; ②第五周期ⅦA族: 　。 解析:(1)砷原子最外层电子排布式是4s24p3,可知砷原子有4个电子层,价层电子数为5,由电子层数=周期序数可知,砷元素在第四周期,由主族序数=价层电子数=最高正价可知,砷元素位于第ⅤA族,最高价氧化物为As2O5,砷酸钠的化学式为Na3AsO4。(2)根据元素在周期表中的位置与核外电子排布的关系分析。 答案:(1)四　ⅤA　As2O5　Na3AsO4 (2)①3d24s2,Ti　②5s25p5,I 题点(二)　对角线规则 5.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)。  解析:(1)B是5号元素,原子结构示意图为。(2)Be(OH)2与Al(OH)3的化学性质相似,但差别在于Be的化合价是+2价。(4)Mg在空气中与O2、CO2、N2反应生成MgO、Mg3N2,将Li与Mg类比得答案。 答案:(1)　二　ⅢA　(2)两性 Be(OH)2+2OH-==Be+2H2O、Be(OH)2+2H+==Be2++2H2O (3)弱　硼的非金属性比碳的弱　(4)Li2O、Li3N |思维建模|价层电子排布确定元素位置的方法 (1)周期序数=电子层数=最高能层序数。 (2)主族元素的族序数=价层电子数。 (3)第ⅢB到第ⅦB族的价层电子排布为(n-1)d1~5ns1~2(镧系、锕系及钯除外),族序数=价层电子数。如锰的价层电子排布为3d54s2,它位于元素周期表中第四周期第ⅦB族。 [课时跟踪检测] 一、选择题 1.蒙古牧民喜欢用银器盛放鲜牛奶。现代科学证明,用银器盛放牛奶,确有其科学道理,因为溶入极微量的银离子,可以杀死牛奶中的细菌,防止牛奶变质,银元素基态原子的价层电子排布为4d105s1,其所在的区、周期和族为 (　　) A.p区、第5周期、ⅠB族 B.ds区、第5周期、Ⅷ族 C.d区、第4周期、ⅠB族 D.ds区、第5周期、ⅠB族 解析:选D　以稀有气体Kr为参照,价层电子排布为4d105s1的元素位于第五周期。该原子的价层电子排布与Cu相似,属于ⅠB族元素,位于ds区。 2.关于元素周期表的下列说法中正确的是 (　　) A.目前发现的所有元素占据了周期表里全部位置,不可能再有新的元素被发现 B.根据原子的电子排布,可将周期表分为s、d、ds、p、f五个分区 C.俄国化学家道尔顿为元素周期表的建立作出了巨大贡献 D.周期表中,元素所在的族序数等于原子的最外层电子数 解析:选B　元素周期表在不断地完善与发展,A错误;俄国化学家门捷列夫制作了第一张元素周期表,C错误;周期表中副族的族序数不一定等于原子的最外层电子数,D错误。 3.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 解析:选C　s区中的H是一个特例,它属于非金属元素,故A错误;d区包括第ⅢB~ⅦB族(镧系和锕系除外)元素和Ⅷ族元素,ds区包括第ⅠB族和第ⅡB族元素,过渡元素指元素周期表中d区、ds区和f区的元素,故B错误,C正确;p区包括第ⅢA~ⅦA族元素和0族元素,其中的铝、铅等都是金属元素,故D错误。 4.闪烁着银白色光泽的金属钛(22Ti)因具有密度小、强度大、无磁性等优良的机械性能,被广泛地应用于军事、医学等领域,号称“崛起的第三金属”。下列有关金属钛的叙述不正确的是 (　　) A.钛的原子序数为22 B.钛位于元素周期表第四周期 C.基态钛原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d4 D.钛属于过渡元素 解析:选C　依据元素周期表结构,钛是22号元素,选项A正确;钛位于第四周期第ⅣB族,它属于过渡元素,选项B、D正确;依据构造原理,基态钛原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,选项C不正确。 5.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是 (　　) A.第三周期第Ⅷ族,p区 B.第三周期第ⅤB族,ds区 C.第四周期第Ⅷ族,d区 D.第四周期第ⅤA族,f区 解析:选C　+3价离子的核外有23个电子,则原子核外有26个电子,26号元素是铁,位于第四周期第Ⅷ族,位于d区。 6.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,则基态原子R的核外电子排布式为[Ar]3d74s2,R为Co元素;由分析可知,R是27号元素,则质子数为27,A正确。Co元素位于第四周期第Ⅷ族,处于d区,B错误,C正确。过渡金属元素是指元素周期表中d区、ds区和f区元素,则Co属于过渡金属元素,D正确。 7.下列说法不正确的是 (　　) A.Xe元素所在族的基态原子的最外层电子排布式均为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为4f75d16s2,该元素位于第六周期第ⅢB族 解析:选A　Xe是稀有气体元素,同一族的He原子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区的元素全部是金属元素,B正确;Ag的价层电子排布为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为4f75d16s2判断此元素位于元素周期表中第六周期第ⅢB族,D正确。 8.世界瞩目的港珠澳大桥是世界上最长的斜拉桥,桥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原子的电子占据最高能级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.钒的价层电子排布为3d34s2 解析:选A　锌的原子序数为30,在周期表中位于第四周期第ⅡB族,位于ds区,故A错误;基态Al原子核外电子占据的最高能级为3p能级,电子云轮廓图为哑铃形,故B正确;钒的原子序数为23,在元素周期表中位于第四周期第ⅤB族,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2,则钒的价层电子排布为3d34s2,故C、D正确。 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　H在s区;O、Ge在p区;Mn在d区;Zn在ds区,表中五种元素位于4个不同的区,A说法错误;元素4为Zn,其基态原子的价电子排布式为3d104s2,最外层电子数为2,与它具有相同最外层电子数的元素可能处于ds区、s区、p区,B说法错误;元素1、2、3的基态原子中,未成对电子数分别为1、2、5,比值为1∶2∶5,C说法错误;元素5为Ge,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2,则原子结构示意图为,D说法正确。 10.硒(34Se)是人体必需的微量元素,适当摄入能有效提高人体免疫机能并能预防癌症和心脑血管疾病。下列有关硒元素的说法不正确的是 (　　) A.Se元素处于元素周期表的第15列 B.Se原子的价层电子排布为4s24p4 C.Se元素处于元素周期表中的p区 D.基态Se原子的核外电子排布中共有8个能级 解析:选A　Se元素原子核外有34个电子,处于元素周期表中第16列,与O元素处于同一主族。Se元素的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4,共有8个能级,其价层电子排布为4s24p4,处于元素周期表的p区。 11.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.某元素原子的第二能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.某元素的价层电子排布式为5s25p1 解析:选D　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;B中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中可确定该元素在第五周期ⅢA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,一定是第ⅠA族元素 B.基态原子的价层电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素不能失去(n-1)d能级上的电子 C.基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区 D.基态原子的价层电子排布为(n-1)dxnsy的元素的族序数一定为x+y 解析:选C　基态原子的N层上只有一个电子的元素,可能为K、Cr或Cu,K为主族元素,Cr、Cu为副族元素,故A错误;原子的价层电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素可以失去部分(n-1)d能级上的电子,如Fe可以形成Fe3+,故B错误;基态原子的p能级上半充满的元素,电子最后填充p能级,属于p区,故C正确;第ⅢB~ⅦB族元素,其族序数为价层电子中d、s能级含有的电子数目之和,族序数一定为x+y,第ⅠB族、ⅡB族元素,族序数等于价层电子排布中s能级中的电子数,族序数为y,故D错误。 13. [双选]某矿石的标准组成为QaXY(ZW4)7,W、X、Y、Z、Q为原子序数依次增加的前20号元素。W原子的价层电子排布为nsnnp2n,X是短周期元素中金属性最强的元素,Y原子的最外层电子数是其内层电子数的,Z原子最高能级的不同轨道都有电子且自旋方向相同,Q的周期序数是其族序数的两倍。下列说法错误的是 (　　) A.简单离子半径:W>X B.简单氢化物的稳定性:W<Z C.Y和Q都位于s区 D.a=8 解析:选BD　W原子的价层电子排布为nsnnp2n,则W为O,X是短周期元素中金属性最强的元素,则X为Na,Y原子的最外层电子数是其内层电子数的,则Y为Mg,Z原子最高能级的不同轨道都有电子且自旋方向相同,则Z为P,Q的周期序数是其族序数的两倍,则Q为Ca。电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,则简单离子半径:W(O2-)>X(Na+),故A项正确;元素非金属性越强,简单氢化物的稳定性就越强,非金属性:O>P,则简单氢化物的稳定性:W(H2O)>Z(PH3),故B项错误;Y(Mg)和Q(Ca)均为第ⅡA族元素,都位于s区,故C项正确;该矿石的标准组成为CaaNaMg(PO4)7,依正负化合价代数和为0,2a+1+2=21,a=9,故D项错误。 二、非选择题 14.(14分)完成下列小题。 (1)填表: 电子排布式 族 周期 区 ①1s22s22p63s2 ②[Kr]4d105s25p2 ③[Ar]3d14s2 (2)某元素原子共有3个价电子,其中一个价电子位于第3电子层d轨道,试回答: ①该元素核外电子排布式为　　　　　　　　,价电子的轨道表示式为　　　　　　　　　　　　　　。  ②该元素的元素符号为　　　　,在周期表中的位置为　　　　　,该元素最高正化合价为　　　　价。  (3)某元素M2+的3d轨道上有5个电子,试推出: ①M原子的核外电子排布式为　　　　　　　　　　　　　　　　。  ②M原子的最外层和最高能级组中电子数分别为　　　　、　　　　。  ③M元素在元素周期表中的位置为第　　　　周期　　　　族。  答案:(1)①ⅡA　3　s　②ⅣA　5　p　③ⅢB　4　d (2)①1s22s22p63s23p63d14s2(或[Ar]3d14s2)　 ②Sc　第四周期ⅢB族　+3 (3)①1s22s22p63s23p63d54s2　②2　7　③4　ⅦB 15.(12分)在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时,人们发现价层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,其原子的价层电子的电子云轮廓图为　　　　　　。  (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族元素原子的价层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　　　　区中。  解析:(1)s区为第ⅠA族、第ⅡA族,符合条件的元素为Be,其基态原子的电子排布式为1s22s2,价层电子的电子云轮廓图为球形。(2)d区为第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,价层电子排布式为3d104s2。(4)符合题意的元素为N,其价层电子的轨道表示式为。(5)铀和钚均为锕系元素,位于f区。 答案:(1)球形　(2)Fe2+:1s22s22p63s23p63d6、Fe3+:1s22s22p63s23p63d5　Fe3+　(3)3d104s2 (4) 　 (5)f 16.(8分)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的原子价层电子数相同,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为nsnnpn+1;D元素单质的氧化性在第三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的原子价层电子数相同,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第三周期主族元素的单质中排第二,则D为S;F的基态原子核外成对电子数是单电子数的3倍,其电子排布为1s22s22p4,即F为O元素,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 17.(12分)已知元素周期表中共有18个纵列,如图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s区、p区、d区、ds区等。除ds区外,其他区的名称来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纵列的部分元素可以排在另一区,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)请利用电子排布的相关知识解释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。若发现119号元素,应排在周期表的位置为　　　　　　　　　　　　　。  解析:(2)ds区价层电子排布为(n-1)d10ns1和(n-1)d10ns2,而d区内6纵列价层电子排布为(n-1)d54s1,7纵列价层电子排布为(n-1)d54s2,因此可以放在ds区。(3)4s轨道半充满,即为4s1,根据构造原理和能量最低原理、洪特规则,该元素原子的电子排布式可能为1s22s22p63s23p64s1(K)或1s22s22p63s23p63d54s1(Cr)或1s22s22p63s23p63d104s1(Cu),分别标在元素周期表中相应位置即可。(4)Fe的价层电子排布为3d64s2,Fe2+为3d6,Fe3+为3d5,Fe3+为半充满状态较稳定。(5)根据0族元素原子序数知,第七周期排满,其0族元素的原子序数应为2+8+8+18+18+32+32=118,所以119号元素排在第八周期ⅠA族。 答案:(1)如图 (2)ds　(3)见上图　(4)Fe2+的价层电子排布为3d6,Fe3+的价层电子排布为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　(5)第八周期第ⅠA族 学科网（北京）股份有限公司 $