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人教版 (2019)选择性必修2第一章 原子结构与性质第二节 原子结构与元素的性质教学演示ppt课件
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这是一份人教版 (2019)选择性必修2第一章 原子结构与性质第二节 原子结构与元素的性质教学演示ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了知识点一，核电荷数，ns1，ns2，ns2np1，ns2np2，ns2np3，ns2np4，ns2np5，d14s2等内容，欢迎下载使用。
[素养发展目标]1．认识元素周期表的多样化，促进学生对元素周期系本质的理解。2．通过辨识原子结构及价层电子排布与元素在周期表中的位置之间的关系，形成“结构决定性质”的观念。
1．元素周期律、元素周期系和元素周期表元素周期律表述为元素的性质随元素原子的__________递增发生周期性递变。元素周期系是元素按其原子__________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。
知识点一 元素周期系与元素周期表
2．构造原理与元素周期表根据构造原理得出的核外电子排布，可以解释元素周期系的基本结构。
3.主族元素和副族元素的价层电子排布(1)主族元素的价层电子排布式、价层电子数 结论：对于主族元素，价层电子数与族序数相同。
(2)副族元素的价层电子排布式、价层电子数(以第四周期为例)
结论：第ⅢB～ⅦB族元素的价层电子数与族序数相同，第ⅠB族、ⅡB族元素的价层电子数与族序数不同，第Ⅷ族元素的价层电子数与族序数有的相同、有的不同。
1．Cu、Zn元素的常见化合价是多少？P、Cr元素的最高正化合价是多少？提示：Cu：＋1价、＋2价；Zn：＋2价；P：＋5价；Cr：＋6 价。2．某元素的最高正化合价为＋7价，它一定是第ⅦA族元素吗？提示：不一定。它可能是第ⅦA族元素，也可能是第ⅦB 族元素。
3．过渡元素价层电子数跟它们的族序数有什么关系？写出它们的价层电子排布通式。提示：第ⅢB～ⅦB族元素的价层电子数等于它们的族序数(镧系、锕系除外)；第Ⅷ族有3列元素，其中第1列元素的价层电子数等于它们的族序数；第ⅠB族、ⅡB 族元素的价层电子数等于它们的族序数加10。过渡元素的价层电子排布通式为(n－1)d1～10ns1～2(钯、镧系和锕系除外)。
价层电子排布与元素的最高正化合价的关系(1)当主族元素原子失去全部价层电子后，表现出该元素的最高正化合价，所以最高正化合价＝族序数(O、F除外)。(2)第ⅢB～ⅦB族元素可失去最外层的全部ns电子和次外层的全部(n－1)d电子，所以最高正化合价＝族序数(镧系、锕系除外)。
(3)第Ⅷ族元素可失去最外层的ns电子和次外层的部分 (n－1)d 电子，所以最高正化合价≤族序数(8)，其中只有Ru和Os可表现＋8价。(4)第ⅠB族元素可失去最外层的ns1电子和次外层的部分(n－1)d电子，所以最高正化合价>族序数；第ⅡB族元素只失去最外层的ns2电子，所以最高正化合价＝族序数。
1．下列说法错误的是( )A．元素周期律揭示了元素性质随核电荷数递增而呈现周期性变化的规律B．元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系C．元素周期表是元素周期律的具体表现形式D．元素周期表和元素周期系均有多种形式
解析：A.元素周期律揭示了元素性质(如原子半径、金属性、非金属性、主要化合价等)随核电荷数递增而呈现周期性变化的规律，故A正确；B.元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系，故B正确；C.元素周期律是原子核外电子排布呈现周期性变化的必然结果，元素周期表是元素周期律的具体表现形式，故C正确；D.元素周期系只有一种形式，元素周期表却有多种形式，故D错误。
2．下列是某些元素基态原子的电子排布式，其中表示第三周期元素的是( )A．1s22s1B．1s22s22p5C．1s22s22p63s2D．1s22s22p63s23p64s1解析：元素所在的周期与最高能层序数n有关，原子核外电子的最高能层序数为n时，该元素位于第n周期。故第三周期元素的最高能层序数为3，C项正确。
3．价层电子排布式为3d104s2的元素在周期表中的位置是( )A．第三周期第ⅦB族B．第三周期第ⅡB族C．第四周期第ⅦB族D．第四周期第ⅡB族解析：该元素原子核外有4个能层，应位于第四周期，3d和4s电子数之和为12，应在第12列，是第ⅡB族元素。
知识点二 元素周期表的分区 对角线规则
1．元素周期表的分区(1)按核外电子排布划分按构造原理最后填入电子的_____________可将元素周期表分为s、p、d、f 4个区，第ⅠB、ⅡB族这2列的元素的核外电子可理解为先填满了_______________能级而后再填充____能级，因而得名ds区。5个区的位置如图所示。
(2)按元素金属性与非金属性划分①金属元素和非金属元素的分界线为沿_____________________________________与________________________________之间所画的一条折线，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；②d区、ds区和f区的元素全部是_____元素。s区的元素除___外，全部是金属元素。
B、Si、As、Te、At、Ts
Al、Ge、Sb、P、Lv
2．对角线规则在元素周期表中，某些主族元素与________的主族元素的有些性质是相似的，这种相似性被称为对角线规则。如锂和镁、铍和铝、硼和硅等。
1．某元素原子的最外层电子数为2，价层电子数为5，并且是同族中原子序数最小的元素。(1)你能写出该元素原子的电子排布式吗？(2)该元素在元素周期表中的位置是什么？(3)按核外电子排布划分，该元素属于哪个区？
提示：该元素原子的最外层电子数为2，价层电子数为5，并且为同族中原子序数最小的元素，所以该元素为第四周期副族元素，其价层电子排布式为3d34s2，故为23号元素V。(1)该元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2。(2)该元素位于第四周期第ⅤB族。(3)该元素属于d区。
2．基态原子的N层上只有一个电子的元素，一定是第ⅠA 族元素吗？提示：不一定。基态原子的N层上只有一个电子的元素，可能是第ⅠA族元素，也可能为副族元素，如铬元素、铜元素。3．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)吗？提示：不一定。基态原子的价层电子排布为(n－1)dxnsy的元素的族序数可能为x＋y(x＋y≤7)，也可能为第Ⅷ族(10≥x＋y>7)，还可能为y(x＝10)。
根据原子结构特征判断元素在元素周期表的位置
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s区包括所有的第Ⅰ族和第Ⅱ族元素B．元素周期表的d区包括所有的过渡元素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解析：s区包括所有的第ⅠA族和第ⅡA族元素，ds区包括ⅠB族和ⅡB族元素(副族)，过渡元素包括所有的副族元素，即包括d区、f区、ds区的元素。
2．若某原子的价层电子排布式为4d15s2，则下列说法正确的是( )A．该元素位于周期表中第五周期第ⅢB族B．该元素原子价层电子数为2C．该元素为非金属元素D．该元素原子N层共有8个电子
解析：该原子的价层电子排布式为4d15s2，该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2，该元素位于周期表中第五周期第ⅢB族，故A正确；该原子的价层电子排布式为4d15s2，位于周期表第ⅢB族，所以该元素原子价层电子数为3，故B错误；该元素是金属元素，故C错误；N层的电子排布式为4s24p64d1，共有9个电子，故D错误。
3．(2022·辽宁东北育才学校高二月考)锂和镁在元素周期表中有特殊“对角线”关系，它们的性质相似。下列有关锂及其化合物的叙述正确的是( )A．Li2SO4难溶于水B．Li与N2反应的产物是Li3NC．LiOH易溶于水D．LiOH与Li2CO3受热都很难分解解析：由对角线规则知，锂与镁的性质相似。MgSO4 易溶，Mg(OH)2难溶，Mg在N2中燃烧可生成Mg3N2，Mg(OH)2、MgCO3受热都能分解。
1．下列有关元素周期表分区的说法错误的是( )A．p区不包含副族元素B．第五周期有15种f区元素C．d区、ds区均不存在非金属元素D．s区所有元素原子的p能级电子均为全满或全空状态
解析：A.p区是最后一个电子填充到p能级上的元素(He除外)，包括ⅢA～ⅦA族和0族，不包括副族元素，故A说法正确；B.f区指的是镧系和锕系，镧系和锕系在第六、七周期的第ⅢB 族，第五周期不含有f区元素，故B说法错误；C.d区和ds区均为过渡元素，过渡元素都是金属元素，故C说法正确；D.s区的价层电子排布为ns1～2，s区所有元素原子的p能级电子均为全满或全空状态，故D说法正确。
2．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．3s23p3B．4s24p1C．4s2D．3s23p5解析：由元素原子的最外层电子排布式可知，3s23p3、4s24p1、3s23p5表示的元素分别位于第ⅤA、ⅢA、ⅦA族，都属于主族元素；最外层电子排布式为4s2的元素可能是主族元素Ca，也可能是第四周期除Cr、Cu以外的副族元素。
3．已知某元素＋2价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9，则该元素在元素周期表中的位置及所属分区是( )A．第四周期第Ⅷ族，p区B．第六周期第ⅤB族，d区C．第四周期第ⅠB族，ds区D．第四周期第ⅤB族，f区解析：由题意可知，该元素＋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，即该元素是Cu，位于第四周期第ⅠB族，属于ds区，C项符合题意。
4．已知某元素原子的价层电子排布式为(n－1)dansb，则下列说法正确的是( )A．该元素是金属元素B．该元素位于周期表中d区C．该元素的族序数为a＋bD．该元素位于周期表中第四周期解析：由原子的价层电子排布式为(n－1)dansb可知，该元素为过渡元素，是金属元素，A正确；该元素可能位于周期表中d区或ds区，B错误；其族序数不一定是a＋b(如铜)，C错误；该元素不一定位于周期表中第四周期，D错误。
5．根据元素周期表中的“对角线规则”，金属铍与铝的单质及其化合物性质相似，又已知氯化铝的熔、沸点较低，易升华。回答下列问题：(1)写出铍与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：___________________________。解析：根据铍和铝的性质相似，推断出单质铍与氢氧化钠溶液反应生成Na2BeO2和氢气。
(2)氢氧化铍与氢氧化镁可用____________鉴别。氯化铍属于________(填“离子”或“共价”)化合物。解析：氢氧化铍为两性氢氧化物，与氢氧化钠反应生成Na2BeO2和水，可用氢氧化钠溶液鉴别氢氧化镁和氢氧化铍。根据氯化铝的性质及“对角线规则”可知，氯化铍为共价化合物。(3)根据“对角线规则”，锂和镁的性质也相似。锂在氧气中燃烧的产物的电子式是__________________。解析：镁在氧气中燃烧生成正常氧化物，锂的性质与镁类似，也会发生与镁相似的反应，生成相似的产物。
[基础检测]1．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．第二周期第ⅡA族B．第二周期第ⅢA族C．第一周期第ⅠA族D．第一周期第ⅡA族
2．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．原子的最外层电子数为2的元素都分布在s区C．元素周期表中第ⅢB族～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
3．下列关于主族元素的说法正确的是( )A．主族元素的原子核外电子最后填入的能级是s能级B．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C．所有主族元素的最高正价都等于主族序数D．主族元素的价层电子数有可能超过最外层电子数
4．门捷列夫编制的第一张元素周期表如图所示(部分)。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”指代的元素的最高正化合价为＋4 价D．每一纵列都对应现在常用的元素周期表中的一族
5．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原子的核外电子排布式为1s2，Y原子的核外电子排布式为1s22s2C．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
6．基态时，某元素原子的最外层电子排布为ns1，下列关于该元素的说法正确的是( )A．价层电子数一定为1B．一定位于第ⅠA族或第ⅠB族C．元素的最高正价一定为＋1价D．周期表前36号元素中共有6种
7．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4s24p4B．Y元素在周期表的第三周期第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
8．X、Y、Z为主族元素，X原子的最外层电子排布为ns1；Y原子的M层有2个未成对电子；Z原子的最外层p轨道上只有一对成对电子，且Z原子的核外电子比Y原子少8个，由这三种元素组成的化合物的分子式不可能是( )A．XYZ4B．X2YZ4C．X2YZ3D．X2Y2Z3
9．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五个区，并以最后填入电子的能级符号作为该区的符号(ds区除外)，如图所示。(1)在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价层电子的电子云轮廓图形状为________。
(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________________________________________________。(3)在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价层电子排布式为________。
Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6；Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5
(4)在p区中，第二周期第ⅤA族元素原子的价层电子排布图为__________。解析：符合题意的元素为N，其价层电子排布图为 。(5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在_______区。解析：铀和钚均为锕系元素，位于f区。
10．已知元素周期表中共有18纵列，如图实线表示元素周期表的边界。按核外电子排布，可把周期表里的元素划分为五个区：s区、p区、d区、ds区、f区。除ds区外，其他区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级符号。
(2)有的同学受这种划分的启发，认为d区内第6、7纵列的部分元素可以排在另一区，你认为应排在______区。解析：ds区价层电子排布为(n－1)d10ns1和(n－1)d10ns2，而d区内第6纵列价层电子排布为(n－1)d5ns1(钨除外)，第7纵列价层电子排布为(n－1)d5ns2，因此类比可以排在ds区。
(3)请在元素周期表中用元素符号标出4s轨道半充满的原子。解析：4s轨道半充满，即为4s1，根据构造原理和能量最低原理，该元素原子的电子排布式可能为1s22s22p63s23p64s1(K)、1s22s22p63s23p63d54s1(Cr)或1s22s22p63s23p63d104s1(Cu)，分别标在元素周期表中相应位置即可。(4)请利用电子排布的相关知识解释Fe3＋比Fe2＋稳定的原因：______________________________________________________________________________________________________________________________。
Fe的价层电子排布为3d64s2，Fe2＋的价层电子排布为3d6，Fe3＋的价层电子排布为3d5，3d5处于半充满状态，较稳定，故Fe3＋比Fe2＋稳定
[素养提升]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层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四周期第ⅠB族，属于d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，不一定位于第ⅠA族D．最外层电子排布式为ns2np1，该元素可能位于第ⅢA 族或第ⅢB族
12．(2022·德州高二检测)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(如图)。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
13．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正确的是( )A．原子的价层电子排布式为ns2np1～6的元素一定是主族元素B．基态原子的p能级上共有5个电子的元素一定是第ⅦA族元素C．原子的价层电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素一定位于第ⅢB～第ⅦB族D．基态原子的N层上只有1个电子的元素一定是主族元素
14．元素周期表共有18列，从左到右排为1～18列，即碱金属是第1列，稀有气体是第18列。下列说法正确的是( )A．第9列元素中全部是金属元素B．第15列元素的原子最外层电子排布为ns2np5C．最外层电子排布为ns2的元素都在第2列D．第10、11列为ds区元素，形成化合物种类最多的元素在第14列
15．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原子的价层电子排布相同，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式为nsnnpn＋1；D元素单质的氧化性在同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原子的价层电子排布相同，A的原子中没有成对电子，则A为H元素，E为第四周期第ⅠA族元素，即E为K元素；B、C、D、F元素位于p区，C元素原子的价层电子排布式为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；
[素养发展目标]1．认识元素周期表的多样化，促进学生对元素周期系本质的理解。2．通过辨识原子结构及价层电子排布与元素在周期表中的位置之间的关系，形成“结构决定性质”的观念。
1．元素周期律、元素周期系和元素周期表元素周期律表述为元素的性质随元素原子的__________递增发生周期性递变。元素周期系是元素按其原子__________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。
知识点一 元素周期系与元素周期表
2．构造原理与元素周期表根据构造原理得出的核外电子排布，可以解释元素周期系的基本结构。
3.主族元素和副族元素的价层电子排布(1)主族元素的价层电子排布式、价层电子数 结论：对于主族元素，价层电子数与族序数相同。
(2)副族元素的价层电子排布式、价层电子数(以第四周期为例)
结论：第ⅢB～ⅦB族元素的价层电子数与族序数相同，第ⅠB族、ⅡB族元素的价层电子数与族序数不同，第Ⅷ族元素的价层电子数与族序数有的相同、有的不同。
1．Cu、Zn元素的常见化合价是多少？P、Cr元素的最高正化合价是多少？提示：Cu：＋1价、＋2价；Zn：＋2价；P：＋5价；Cr：＋6 价。2．某元素的最高正化合价为＋7价，它一定是第ⅦA族元素吗？提示：不一定。它可能是第ⅦA族元素，也可能是第ⅦB 族元素。
3．过渡元素价层电子数跟它们的族序数有什么关系？写出它们的价层电子排布通式。提示：第ⅢB～ⅦB族元素的价层电子数等于它们的族序数(镧系、锕系除外)；第Ⅷ族有3列元素，其中第1列元素的价层电子数等于它们的族序数；第ⅠB族、ⅡB 族元素的价层电子数等于它们的族序数加10。过渡元素的价层电子排布通式为(n－1)d1～10ns1～2(钯、镧系和锕系除外)。
价层电子排布与元素的最高正化合价的关系(1)当主族元素原子失去全部价层电子后，表现出该元素的最高正化合价，所以最高正化合价＝族序数(O、F除外)。(2)第ⅢB～ⅦB族元素可失去最外层的全部ns电子和次外层的全部(n－1)d电子，所以最高正化合价＝族序数(镧系、锕系除外)。
(3)第Ⅷ族元素可失去最外层的ns电子和次外层的部分 (n－1)d 电子，所以最高正化合价≤族序数(8)，其中只有Ru和Os可表现＋8价。(4)第ⅠB族元素可失去最外层的ns1电子和次外层的部分(n－1)d电子，所以最高正化合价>族序数；第ⅡB族元素只失去最外层的ns2电子，所以最高正化合价＝族序数。
1．下列说法错误的是( )A．元素周期律揭示了元素性质随核电荷数递增而呈现周期性变化的规律B．元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系C．元素周期表是元素周期律的具体表现形式D．元素周期表和元素周期系均有多种形式
解析：A.元素周期律揭示了元素性质(如原子半径、金属性、非金属性、主要化合价等)随核电荷数递增而呈现周期性变化的规律，故A正确；B.元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系，故B正确；C.元素周期律是原子核外电子排布呈现周期性变化的必然结果，元素周期表是元素周期律的具体表现形式，故C正确；D.元素周期系只有一种形式，元素周期表却有多种形式，故D错误。
2．下列是某些元素基态原子的电子排布式，其中表示第三周期元素的是( )A．1s22s1B．1s22s22p5C．1s22s22p63s2D．1s22s22p63s23p64s1解析：元素所在的周期与最高能层序数n有关，原子核外电子的最高能层序数为n时，该元素位于第n周期。故第三周期元素的最高能层序数为3，C项正确。
3．价层电子排布式为3d104s2的元素在周期表中的位置是( )A．第三周期第ⅦB族B．第三周期第ⅡB族C．第四周期第ⅦB族D．第四周期第ⅡB族解析：该元素原子核外有4个能层，应位于第四周期，3d和4s电子数之和为12，应在第12列，是第ⅡB族元素。
知识点二 元素周期表的分区 对角线规则
1．元素周期表的分区(1)按核外电子排布划分按构造原理最后填入电子的_____________可将元素周期表分为s、p、d、f 4个区，第ⅠB、ⅡB族这2列的元素的核外电子可理解为先填满了_______________能级而后再填充____能级，因而得名ds区。5个区的位置如图所示。
(2)按元素金属性与非金属性划分①金属元素和非金属元素的分界线为沿_____________________________________与________________________________之间所画的一条折线，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；②d区、ds区和f区的元素全部是_____元素。s区的元素除___外，全部是金属元素。
B、Si、As、Te、At、Ts
Al、Ge、Sb、P、Lv
2．对角线规则在元素周期表中，某些主族元素与________的主族元素的有些性质是相似的，这种相似性被称为对角线规则。如锂和镁、铍和铝、硼和硅等。
1．某元素原子的最外层电子数为2，价层电子数为5，并且是同族中原子序数最小的元素。(1)你能写出该元素原子的电子排布式吗？(2)该元素在元素周期表中的位置是什么？(3)按核外电子排布划分，该元素属于哪个区？
提示：该元素原子的最外层电子数为2，价层电子数为5，并且为同族中原子序数最小的元素，所以该元素为第四周期副族元素，其价层电子排布式为3d34s2，故为23号元素V。(1)该元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2。(2)该元素位于第四周期第ⅤB族。(3)该元素属于d区。
2．基态原子的N层上只有一个电子的元素，一定是第ⅠA 族元素吗？提示：不一定。基态原子的N层上只有一个电子的元素，可能是第ⅠA族元素，也可能为副族元素，如铬元素、铜元素。3．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)吗？提示：不一定。基态原子的价层电子排布为(n－1)dxnsy的元素的族序数可能为x＋y(x＋y≤7)，也可能为第Ⅷ族(10≥x＋y>7)，还可能为y(x＝10)。
根据原子结构特征判断元素在元素周期表的位置
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s区包括所有的第Ⅰ族和第Ⅱ族元素B．元素周期表的d区包括所有的过渡元素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解析：s区包括所有的第ⅠA族和第ⅡA族元素，ds区包括ⅠB族和ⅡB族元素(副族)，过渡元素包括所有的副族元素，即包括d区、f区、ds区的元素。
2．若某原子的价层电子排布式为4d15s2，则下列说法正确的是( )A．该元素位于周期表中第五周期第ⅢB族B．该元素原子价层电子数为2C．该元素为非金属元素D．该元素原子N层共有8个电子
解析：该原子的价层电子排布式为4d15s2，该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2，该元素位于周期表中第五周期第ⅢB族，故A正确；该原子的价层电子排布式为4d15s2，位于周期表第ⅢB族，所以该元素原子价层电子数为3，故B错误；该元素是金属元素，故C错误；N层的电子排布式为4s24p64d1，共有9个电子，故D错误。
3．(2022·辽宁东北育才学校高二月考)锂和镁在元素周期表中有特殊“对角线”关系，它们的性质相似。下列有关锂及其化合物的叙述正确的是( )A．Li2SO4难溶于水B．Li与N2反应的产物是Li3NC．LiOH易溶于水D．LiOH与Li2CO3受热都很难分解解析：由对角线规则知，锂与镁的性质相似。MgSO4 易溶，Mg(OH)2难溶，Mg在N2中燃烧可生成Mg3N2，Mg(OH)2、MgCO3受热都能分解。
1．下列有关元素周期表分区的说法错误的是( )A．p区不包含副族元素B．第五周期有15种f区元素C．d区、ds区均不存在非金属元素D．s区所有元素原子的p能级电子均为全满或全空状态
解析：A.p区是最后一个电子填充到p能级上的元素(He除外)，包括ⅢA～ⅦA族和0族，不包括副族元素，故A说法正确；B.f区指的是镧系和锕系，镧系和锕系在第六、七周期的第ⅢB 族，第五周期不含有f区元素，故B说法错误；C.d区和ds区均为过渡元素，过渡元素都是金属元素，故C说法正确；D.s区的价层电子排布为ns1～2，s区所有元素原子的p能级电子均为全满或全空状态，故D说法正确。
2．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．3s23p3B．4s24p1C．4s2D．3s23p5解析：由元素原子的最外层电子排布式可知，3s23p3、4s24p1、3s23p5表示的元素分别位于第ⅤA、ⅢA、ⅦA族，都属于主族元素；最外层电子排布式为4s2的元素可能是主族元素Ca，也可能是第四周期除Cr、Cu以外的副族元素。
3．已知某元素＋2价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9，则该元素在元素周期表中的位置及所属分区是( )A．第四周期第Ⅷ族，p区B．第六周期第ⅤB族，d区C．第四周期第ⅠB族，ds区D．第四周期第ⅤB族，f区解析：由题意可知，该元素＋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，即该元素是Cu，位于第四周期第ⅠB族，属于ds区，C项符合题意。
4．已知某元素原子的价层电子排布式为(n－1)dansb，则下列说法正确的是( )A．该元素是金属元素B．该元素位于周期表中d区C．该元素的族序数为a＋bD．该元素位于周期表中第四周期解析：由原子的价层电子排布式为(n－1)dansb可知，该元素为过渡元素，是金属元素，A正确；该元素可能位于周期表中d区或ds区，B错误；其族序数不一定是a＋b(如铜)，C错误；该元素不一定位于周期表中第四周期，D错误。
5．根据元素周期表中的“对角线规则”，金属铍与铝的单质及其化合物性质相似，又已知氯化铝的熔、沸点较低，易升华。回答下列问题：(1)写出铍与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：___________________________。解析：根据铍和铝的性质相似，推断出单质铍与氢氧化钠溶液反应生成Na2BeO2和氢气。
(2)氢氧化铍与氢氧化镁可用____________鉴别。氯化铍属于________(填“离子”或“共价”)化合物。解析：氢氧化铍为两性氢氧化物，与氢氧化钠反应生成Na2BeO2和水，可用氢氧化钠溶液鉴别氢氧化镁和氢氧化铍。根据氯化铝的性质及“对角线规则”可知，氯化铍为共价化合物。(3)根据“对角线规则”，锂和镁的性质也相似。锂在氧气中燃烧的产物的电子式是__________________。解析：镁在氧气中燃烧生成正常氧化物，锂的性质与镁类似，也会发生与镁相似的反应，生成相似的产物。
[基础检测]1．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．第二周期第ⅡA族B．第二周期第ⅢA族C．第一周期第ⅠA族D．第一周期第ⅡA族
2．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．原子的最外层电子数为2的元素都分布在s区C．元素周期表中第ⅢB族～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
3．下列关于主族元素的说法正确的是( )A．主族元素的原子核外电子最后填入的能级是s能级B．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C．所有主族元素的最高正价都等于主族序数D．主族元素的价层电子数有可能超过最外层电子数
4．门捷列夫编制的第一张元素周期表如图所示(部分)。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”指代的元素的最高正化合价为＋4 价D．每一纵列都对应现在常用的元素周期表中的一族
5．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原子的核外电子排布式为1s2，Y原子的核外电子排布式为1s22s2C．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
6．基态时，某元素原子的最外层电子排布为ns1，下列关于该元素的说法正确的是( )A．价层电子数一定为1B．一定位于第ⅠA族或第ⅠB族C．元素的最高正价一定为＋1价D．周期表前36号元素中共有6种
7．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4s24p4B．Y元素在周期表的第三周期第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
8．X、Y、Z为主族元素，X原子的最外层电子排布为ns1；Y原子的M层有2个未成对电子；Z原子的最外层p轨道上只有一对成对电子，且Z原子的核外电子比Y原子少8个，由这三种元素组成的化合物的分子式不可能是( )A．XYZ4B．X2YZ4C．X2YZ3D．X2Y2Z3
9．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五个区，并以最后填入电子的能级符号作为该区的符号(ds区除外)，如图所示。(1)在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价层电子的电子云轮廓图形状为________。
(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________________________________________________。(3)在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价层电子排布式为________。
Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6；Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5
(4)在p区中，第二周期第ⅤA族元素原子的价层电子排布图为__________。解析：符合题意的元素为N，其价层电子排布图为 。(5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在_______区。解析：铀和钚均为锕系元素，位于f区。
10．已知元素周期表中共有18纵列，如图实线表示元素周期表的边界。按核外电子排布，可把周期表里的元素划分为五个区：s区、p区、d区、ds区、f区。除ds区外，其他区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级符号。
(2)有的同学受这种划分的启发，认为d区内第6、7纵列的部分元素可以排在另一区，你认为应排在______区。解析：ds区价层电子排布为(n－1)d10ns1和(n－1)d10ns2，而d区内第6纵列价层电子排布为(n－1)d5ns1(钨除外)，第7纵列价层电子排布为(n－1)d5ns2，因此类比可以排在ds区。
(3)请在元素周期表中用元素符号标出4s轨道半充满的原子。解析：4s轨道半充满，即为4s1，根据构造原理和能量最低原理，该元素原子的电子排布式可能为1s22s22p63s23p64s1(K)、1s22s22p63s23p63d54s1(Cr)或1s22s22p63s23p63d104s1(Cu)，分别标在元素周期表中相应位置即可。(4)请利用电子排布的相关知识解释Fe3＋比Fe2＋稳定的原因：______________________________________________________________________________________________________________________________。
Fe的价层电子排布为3d64s2，Fe2＋的价层电子排布为3d6，Fe3＋的价层电子排布为3d5，3d5处于半充满状态，较稳定，故Fe3＋比Fe2＋稳定
[素养提升]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层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四周期第ⅠB族，属于d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，不一定位于第ⅠA族D．最外层电子排布式为ns2np1，该元素可能位于第ⅢA 族或第ⅢB族
12．(2022·德州高二检测)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(如图)。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
13．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正确的是( )A．原子的价层电子排布式为ns2np1～6的元素一定是主族元素B．基态原子的p能级上共有5个电子的元素一定是第ⅦA族元素C．原子的价层电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素一定位于第ⅢB～第ⅦB族D．基态原子的N层上只有1个电子的元素一定是主族元素
14．元素周期表共有18列，从左到右排为1～18列，即碱金属是第1列，稀有气体是第18列。下列说法正确的是( )A．第9列元素中全部是金属元素B．第15列元素的原子最外层电子排布为ns2np5C．最外层电子排布为ns2的元素都在第2列D．第10、11列为ds区元素，形成化合物种类最多的元素在第14列
15．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原子的价层电子排布相同，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式为nsnnpn＋1；D元素单质的氧化性在同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原子的价层电子排布相同，A的原子中没有成对电子，则A为H元素，E为第四周期第ⅠA族元素，即E为K元素；B、C、D、F元素位于p区，C元素原子的价层电子排布式为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；
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