化学选择性必修2第一节 原子结构精品一课一练

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第一章 原子结构与性质第二节 原子结构与元素的性质课时精讲04 原子结构与元素周期表【目标导航】1．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．认识周期表中各区、周期、族元素的原子核外电子排布的规律。3．知道周期表中各区、周期、族元素的原子结构和位置间的关系。【知识导图】一、核外电子排布与周期的划分1．核外电子排布与周期划分的本质联系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。3．核外电子排布与周期的划分二、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电子排布。2．特点：同族元素的价电子数目和价电子排布相同。3．规律：③稀有气体元素：价电子排布为ns2np6(He除外)。4．核外电子排布与族的划分三、元素周期表的分区1．元素周期表的分区：元素周期表按电子排布分为5个区：s区、p区、d区、ds区、f区。2．各区元素特点【小试牛刀】判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。1．最外层电子数为2的元素都分布在s区( )【答案】×【解析】He、Zn等元素的原子最外层电子数为2，但却不是s区元素。2．s区均为金属元素( )【答案】×【解析】s区除H外均为金属元素。3．所有金属元素都分布在d区和ds区( )【答案】×【解析】部分金属在s区或p区。4．元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素( )【答案】√【解析】元素周期表中第ⅢB族～第ⅡB族的元素为过渡元素，全部为金属元素。5．基态原子的N层上只有一个电子的元素，一定是s区元素( )【答案】×【解析】基态原子的N层上只有一个电子的元素，其基态原子电子排布式可能为1s22s22p63s23p64s1、1s22s22p63s23p63d54s1或1s22s22p63s23p63d104s1，即该元素可能在ⅠA 族、ⅥB族或ⅠB族，不一定位于s区。6．原子的价层电子排布式为(n-1)d6~8ns2的元素一定是ds区元素( )【答案】×【解析】原子的价层电子排布式为(n-1)d6~8ns2的元素是Ⅷ族元素，位于d区。7．最外层有三个未成对电子的元素一定属于主族元素( )【答案】√【解析】原子核外最外层有三个未成对电子的元素，其p能级为3个电子，一定属于主族元素。8．最外层电子排布式为ns2​的基态原子所对应元素一定位于ⅡA族( )【答案】×【解析】最外层电子排布式为ns2​的基态原子所对应元素不一定位于ⅡA族，可能位于副族或0族，如副族的Zn或0族的He。9．最外层电子排布式为ns1​的基态原子所对应元素一定是金属元素( )【答案】×【解析】最外层电子排布式为ns1​的基态原子所对应元素不一定位于IA族，可能位于副族，如副族的Cu等。10．基态原子价电子排布式为nsnnPn​的元素一定是金属元素( )【答案】×【解析】基态原子价电子排布式为nsnnPn​​的元素，n能级上最多排列2个电子，则n=2，所以该原子基态价电子排布式为2s22p2​，该元素为6号C元素，C属于非金属元素。11．基态原子的价层电子排布式为(n-1)dxnsy的元素的族序数一定为x+y( )【答案】×【解析】基态原子的价层电子排布式为(n-1)dxnsy的元素的族序数可能为x+y(x+y≤7)、也可能为y(x=10，y=1或2)，该元素还可能在第Ⅷ族(10≥x+y>7)。12．价电子排布为5s25p4的元素位于第五周期第ⅣA族，是p区元素( )【答案】×【解析】价电子排布为5s25p4的元素，价电子数为6，位于第五周期第ⅥA族。13．价电子排布式为4s24p3的元素位于第4周期ⅤA族，是p区元素( )【答案】√【解析】价电子排布式为4s24p3的元素原子核外有4个电子层，最外层电子数为5，位于第4周期ⅤA族，是p区元素。14．正三价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于Ⅷ族( )【答案】√【解析】正三价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5的元素为Fe元素，Fe在周期表中位于第4周期Ⅷ族。15．价电子排布为5s25p1的元素位于第5周期ⅠA族，是s区元素( )【答案】×【解析】价电子排布为5s25p1的元素原子核外有5个电子层，最外层电子数为3，位于第5周期IIIA族，是p区元素。16．价电子排布式为4s24p3的元素位于第4周期ⅤA族，是p区元素( )【答案】√【解析】核外电子排布呈周期性变化规律，即每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现ns1到ns2np6的周期性变化，则价电子排布式为4s24p3的元素位于第4周期ⅤA族，根据外围电子排布特征，该元素属于p区。考点一 原子结构与元素周期表【例1】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ns2np5C．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。【例2】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图为 B．某元素在某种化合物中的化合价为+4价C．某元素原子的最外层上电子数为6D．某元素原子的外围电子排布式为5s25p1【答案】D【解析】A项，只能说明该元素的L层有8个电子，无法确定其在周期表中的位置；B项，仅通过化合价无法确定元素在周期表中的位置；C项，根据最外层电子数只能确定族序数，无法确定周期数；D项，可确定该元素在第五周期第ⅢA族。【解题技法】【对点训练1】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】＋2价离子比原子少2个电子，因此原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，在ⅡA族。2．据报道，我国科研人员在兰州首次合成了镤元素的一种同位素镤_239，并测知其原子核内有148个中子。现有A元素的一种同位素，比镤239的原子核内少54个质子和100个中子，则A元素在周期表中的位置是(　　)A．第3周期ⅠA族 B．第4周期ⅠA族C．第5周期ⅠA族 D．第3周期ⅡA族【答案】C【解析】镤_239的质子数为239－148＝91，则A元素的一种同位素的质子数为91－54＝37，该原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p65s1，该元素位于第5周期ⅠA族。考点二 元素周期表的分区【例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(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、f区、ds区的元素，故B项错误，C项正确。【例4】最活泼的金属单质、最活泼的非金属单质、常温下呈液态的金属单质，其组成元素分别位于元素周期表中的(　　)A．s区、p区、ds区　　　　　　B．s区、p区、d区C．f区、p区、ds区　　　　　　D．s区、f区、ds区【答案】A【解析】理论上最活泼的金属单质是Fr，但由于其具有放射性，故一般认为最活泼的金属单质是Cs，而Cs元素和Fr元素都属于第ⅠA族元素，位于s区；最活泼的非金属元素是氟，在第ⅦA族，位于p区；常温下呈液态的金属单质为Hg，汞的价层电子排布式为5d106s2，属于第ⅡB族元素，位于ds区。【解题技法】【对点训练2】3．已知某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，该元素在周期表中的位置和所在区是 (　　)A．第三周期第ⅥB族；p区 B．第三周期第ⅢB族；ds区C．第四周期第ⅥB族；d区 D．第四周期第ⅢB族；f区【答案】C【解析】某+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，其原子核外电子数为21+3=24，为Cr元素，其处于周期表中第四周期第ⅥB族，属于d区，故选C。4．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错误。1．某元素原子价层电子排布式为3d54s2，其应在 (　　)A．第四周期ⅡA族 B．第四周期ⅡB族 C．第四周期ⅦA族　　D．第四周期ⅦB族【答案】D【解析】价层电子排布式为3d54s2的原子核外电子排布式为[Ar]3d54s2，其质子数为25，为Mn，处于元素周期表中第四周期ⅦB族。2．根据电子排布的特点，Cu在周期表中属于(　　)A．ds区 B．p区 C．d区 D．s区【答案】A【解析】铜为29号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。按照构造原理，价层电子排布式应为3d94s2，当3d接近半满或全满时，能量最低，最稳定，所以Cu的4s2上的一个电子将填充在3d上，故Cu在元素周期表中属于ds区。3．某元素原子基态的电子排布为[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】n＝4即为第4周期，次外层未满不是主族元素，价电子数为9，属于Ⅷ族。4．基态原子的核外电子排布式为[Kr]4d105s1的元素所属的区、周期和族为(　　)A．p区、第五周期、第ⅠB族 B．ds区、第五周期、第Ⅷ族C．d区、第四周期、第ⅠB族 D．ds区、第五周期、第ⅠB族【答案】D【解析】依据Cu原子的核外电子排布[Ar]3d104s1进行迁移，则可推断出核外电子排布式为[Kr]4d105s1的元素属于第五周期第ⅠB族元素，位于ds区。5．已知某元素＋2价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9，该元素在元素周期表中的位置是(　　)A．第三周期Ⅷ族，p区 B．第三周期ⅤB族，d区C．第四周期ⅠB族，ds区 D．第四周期ⅤB族，f区【答案】C【解析】题给＋2价离子的核外有27个电子，则该元素原子核外有29个电子，29号元素是铜，位于第四周期ⅠB族，位于ds区。6．某元素M2＋的3d轨道上有5个电子，则(1)M原子的核外电子排布式为_______________________________________。(2)M元素在元素周期表中的位置为第__________周期第________族。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d54s2　(2)4　ⅦB【解析】M2＋的3d轨道上有5个电子则电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，故M原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，该原子的价电子排布式为3d54s2，所以该元素在周期表中的位置为第4周期ⅦB 族。7．指出下列元素是主族元素还是副族元素？位于周期表中的第几周期？第几族？(1)1s22s22p63s23p5______________。(2)[Kr]4d105s25p2______________。(3)[Ar]3d34s2______________。(4)[Ar]3d104s1______________。(5)[Ar]4s1______________。【答案】 (1)主族元素，第3周期，第ⅦA族(2)主族元素，第5周期，第ⅣA族(3)副族元素，第4周期，第ⅤB族(4)副族元素，第4周期，第ⅠB族(5)主族元素，第4周期，第ⅠA族【解析】(1)价电子排布为3s23p5，为主族元素，位于第3周期第ⅦA族；(2)价电子排布为5s25p2，主族元素，位于周5周期第ⅣA族；(3)价电子排布为3d34s2，副族元素，位于第4周期，第ⅤB族；(4)价电子排布为3d104s1，位于第4周期，第IB族；(5)价电子排布为4s1，主族元素，位于第4周期第ⅠA族周期序数对应能级原子道数轨最多容纳电子数价电子排布式元素种数ⅠA族0族11s121s11s2222s2p482s12s22p6833s3p483s13s23p6844s3d4p9184s14s24p61855s4d5p9185s15s25p61866s4f5d6p16326s16s26p63277s5f6d7p16327s1－不完全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ns1～2除氢外都是活泼金属元素p区ⅢA族～ⅦA族、0族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(n－1)d1～9ns1～2d轨道也不同程度地参与化学键的形成ds区ⅠB族、ⅡB族(n－1)d10ns1～2金属元素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1．元素周期表中每周期所含元素种数周期元素数目各周期增加的能级一21s二82s　2p三83s　3p四184s　3d　4p五185s　4d　5p六326s　4f　5d　6p七327s　5f　6d　7p2．每族元素的价电子排布特点(1)主族主族ⅠAⅡAⅢAⅣA排布特点ns1ns2ns2np1ns2np2主族ⅤAⅥAⅦA排布特点ns2np3ns2np4ns2np5(2)0族：He：1s2；其他：ns2np6。(3)过渡元素(副族和第Ⅷ族，Pd、镧系、锕系除外)：(n－1)d1～10ns1～2。元素周期表的分区与价电子排布的关系1．周期表的分区2．各区价电子排布特点分区价电子排布s区ns1～2p区ns2np1～6(除He外 )d区(n－1)d1～9ns1～2(除Pd外)ds区(n－1)d10ns1～2f区(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2