1、第二节原子结构与元素的性质第一课时原子结构与元素周期表课后篇素养形成夯实基础轻松达标1.某元素原子的简化电子排布式为Xe4f46s2,其应在()A.s区B.p区C.d区D.f区答案D解析最外层有2个s电子、次外层s电子和p电子已全满、d电子02个、倒数第三层排布114个f电子(个别例外),即价电子构型为(n-2)f014(n-1)d02ns2的元素为f区元素。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.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B族到第B族10个纵列的元素都是金属元素D.s区均为金属元素答案C解析s区除H外均为金属元素,故A、D两项错误;He、Zn
2、等虽然最外层电子数为2但却不是s区元素,B项错误;周期表中第B族第B族为过渡元素,全部为金属元素,C项正确。3.电子排布式为Ar3d54s2的元素是()A.稀有气体元素B.过渡元素C.主族元素D.卤族元素答案B解析在最外能层p能级上填充有电子且未满时,一定为主族元素;最外能层p能级上未填充电子,而在次外层d(或次次外层f)能级上填充有电子的元素,一定是过渡元素。故电子排布式为Ar3d54s2的元素为过渡元素。4.下列说法正确的是()A.最外层电子排布为ns2的基态原子对应的元素一定位于第A族B.最外层电子排布为ns1的基态原子对应的元素一定属于金属元素C.p区元素的原子p能级中一定都有电子D.
3、基态原子价电子排布为nsnnpn的元素一定是非金属元素答案D解析最外层电子排布为ns2的基态原子可能是氦元素,也可能是过渡元素,不一定是第A族元素,A项错;最外层电子排布为ns1的基态原子不一定是金属元素,如H元素不是金属元素,除氢元素外,其他最外层电子排布为ns1的基态原子对应的元素都是金属元素,B项错;p区元素中的He原子最外层电子排布为1s2,故C项错误;最外层电子排布符合nsnnpn的元素只有n=2这一种情况,n=2时,该元素的价电子排布式为2s22p2,是碳元素,属于非金属元素,D项正确。5.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.1s22
4、s22p5C.1s22s22p63s2D.1s22s22p63s23p64s1答案C解析元素所在的周期数与最高能层序数n有关,第三周期元素的最高能层序数为3,故选C。6.外围电子排布式为4f75d16s2的元素在周期表中的位置是()A.第四周期第B族B.第五周期第B族C.第六周期第B族D.第六周期第B族答案D解析因6s能级有两个电子,所以该元素在第六周期,5d和6s上电子数之和为3,且次次外层f能级上有7个电子,故该元素为第B族中的镧系元素,属于f区元素。7.具有如下电子层结构的原子,其相应元素一定属于同一主族的是()A.3p能级上有2个未成对电子的原子和4p能级上有2个未成对电子的原子B.3
5、p能级上只有1个空轨道的原子和4p能级上只有1个空轨道的原子C.最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s22p6的原子D.最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s2的原子答案B解析当p能级上有2个或者4个电子时,p能级上都有2个未成对电子,所以相应元素可能是第A族,也可能是第A族,故A不符合题意;p能级上有3个原子轨道,当有1个空轨道时,另两个轨道各容纳了1个电子,加上s能级上的2个电子,最外层是4个电子,所以不管哪个能层,只要np能级上有一个空轨道,就属于第A族,故B符合题意;最外层电子排布为1s2的原子是He,最外层电子排布为2s22p6的原子是Ne,两者都属于0族元素
6、,题干中要求属于主族元素,故C不符合题意;最外层电子排布为1s2的原子为He,而最外层电子排布为2s2的原子为Be,故D不符合题意。8.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”。已知钛有48Ti、49Ti、50Ti等核素,下列关于金属钛的叙述不正确的是()A.上述钛原子中,中子数不可能为22B.钛元素在周期表中处于第四周期C.钛的不同核素在周期表中处于不同的位置D.钛元素是d区的过渡元素答案C解析48Ti、49Ti、50Ti等核素的中子数分别为26、27、28,故A叙述正确;22Ti的外围电子排布式
7、为3d24s2,因此钛是第四周期d区的过渡元素,故B、D叙述正确;元素在周期表中的位置由其质子数决定,各种钛的同位素原子所含的质子数相同,在周期表中占据同一位置,故C叙述不正确。9.已知下列元素原子的核外电子排布,分别判断其元素符号、原子序数并指出其在周期表中的位置。元素元素符号原子序数区周期族A:1s22s22p63s1B: C:3d104s1D:Ne3s23p4E:答案A:Na11s三AB:Fe 26d四 C:Cu29ds四BD:S 16 p三AE:Cl17p 三A解析由电子排布式判断A为11号元素Na;由原子结构示意图可知x=26,B为26号元素Fe;由外围电子排布式判断C为29号元素C
8、u;由电子排布式判断D为16号元素S;由基态原子的轨道表示式判断E为17号元素Cl。再根据最大能层序数等于周期序数确定元素所处的周期;元素A、D、E为主族元素,主族元素的价电子总数等于主族序数;C元素的外围电子排布式为3d104s1,s能级电子数为1,应为ds区的第B族。提升能力跨越等级1.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原子的价电子排布式为4s24p4C.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个能级答案A解析Se元素原子核外
9、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,其价电子排布式为4s24p4,处于元素周期表的p区。2.某元素原子的最外层电子数为2,价电子数为5,并且是同族中原子序数最小的元素,关于该元素的叙述不正确的是()A.该元素为过渡元素B.该元素处于元素周期表中第四周期第A族C.该元素位于元素周期表的d区D.该元素基态原子的电子排布式为Ar3d34s2答案B解析根据该元素原子的最外层电子数为2,价电子数为5,可知其外围电子排布式为(n-1)d3ns2。又知该元素是同族中原子序数最小的元素,
10、则该元素处于第四周期,其外围电子排布式为3d34s2,应为过渡元素,处于第四周期第B族,位于元素周期表的d区。3.铊是一种剧毒重金属,有关铊的信息如右图所示。下列有关铊元素的说法中不正确的是()A.Tl元素属于ds区元素B.Tl元素处于第六周期第A族C.Tl元素与Al元素处于同一主族D.Tl元素与Cs元素处于同一周期答案A解析由图示可知,Tl元素的外围电子排布为6s26p1,则Tl元素处于元素周期表中第六周期第A族,与Al属于同主族元素,属于p区元素。Tl和Cs元素均处于第六周期。4.下列有关推断中,不符合实际的是()第n周期中有2n2种元素;第n周期第nA族元素不一定是金属元素;第n周期有(
11、8-n)种非金属元素(含稀有气体);最高价是+7价的元素一定是非金属元素A.B.C.D.答案A解析在元素周期表中,第一七周期分别有2、8、8、18、18、32、32种元素,中说法错误;第一周期第A族的氢元素不是金属元素,中说法正确;第一周期和第七周期各有2种非金属元素,中说法错误;KMnO4中的锰元素显+7价,锰是金属元素,中说法错误。5.元素周期表共有18个纵列,从左到右排为118列,即碱金属是第一列,稀有气体是第18列。下列说法正确的是()A.第9列元素中不完全是金属元素B.第15列元素的原子最外层电子排布为ns2np3C.最外层电子排布为ns2的元素都在第2列D.第10、11列为ds区的
12、元素,形成化合物种类最多的元素在第14列答案B解析第9列元素为第族元素,全部是金属元素,A项说法错误;第15列为第A族元素,其最外层电子排布式为ns2np3,B项说法正确;最外层电子排布为ns2的元素除第A族(第2列)外,还有He以及部分过渡元素,C项说法错误;ds区元素是第11、第12列元素,D项说法错误。6.(双选)元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子最外层电子排布式为ns(n-1)np(n+1),则下列说法不正确的是()XYZA.Y元素原子的价电子排布式为4s24p4B.Y元素在周期表的第三周期第A族C.X元素位于元素周期表的p区D.Z元素原子的核外电子排布式为1s
13、22s22p63s23p63d104s24p3答案AB解析Y元素原子的价电子排布式为ns(n-1)np(n+1),由n-1=2可得n=3,Y元素原子的价电子排布式为3s23p4,则Y元素位于第三周期第A族;Z位于第四周期第A族,价电子排布式为4s24p3,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3;X、Y、Z最外层电子填充在p能级中,故X、Y、Z均位于p区。7.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
14、,原子的轨道表示式为。(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A族元素原子的价电子轨道表示式为。(5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚,它们在区中。答案(1)(2)Fe2+,1s22s22p63s23p63d6;Fe3+,1s22s22p63s23p63d5Fe3+(3)3d104s2(4)(5)f解析(1)s区为第A族、第A族,符合条件的元素为Be,其轨道表示式为。(2)d区为第B族第B族及第族,族序数最大且原子序数最小的为Fe,常见离子为Fe2+
15、、Fe3+,电子排布式依次为1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5,由离子的电子排布式可知Fe3+的3d能级“半充满”,其稳定性强于Fe2+。(3)ds区符合题述条件的为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,其价电子轨道表示式为。(5)铀和钚均为锕系元素,位于f区。8.短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。试回答下列问题:(1)X元素在周期表中的位置,属于区元素。(2)Y元素的原子结构示意图为,电子排布式为。(3)Z元素的单质既能与盐酸反应,又能与氢
16、氧化钠溶液反应;若从Z元素在周期表中所处的位置看,它具有这种性质的原因是,其价电子排布式为。(4)W原子的轨道表示式为,Q原子的价电子轨道表示式为。答案(1)第二周期第A族p(2) 1s22s22p4(3)Al位于元素周期表中金属元素与非金属元素交界线附近3s23p1(4)S:Cl:解析由元素在周期表中的位置可知各元素分别为X是N,Y是O,Z是Al,W是S,Q是Cl。由于Al元素位于元素周期表中金属元素与非金属元素的交界线附近,所以Al既能与NaOH溶液反应,又能与盐酸反应。贴近生活拓展创新已知元素周期表共有18个纵列,如下图所示,实线表示元素周期表的边界。按外围电子排布,可将周期表中的元素划
17、分为s区、p区、d区、ds区等。除ds区外,其他分区的名称来自按构造原理最后填入的电子的能级符号。请回答下列问题:(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,认为周期表内第6、7纵列的部分元素可以排在另一分区,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)请利用电子排布知识分析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。第七周期已排满,则现行元素周期表中总共有种元素。答案(1)如下图(2)ds(3)见上图(4)Fe的外围电子排布式为3d64s2,F
18、e2+、Fe3+的外围电子排布式分别为3d6、3d5,根据“能量相同的轨道处于半充满、全充满和全空状态时能量较低”的原则,3d5为3d能级处于半充满状态,结构更稳定,故Fe3+比Fe2+稳定(5)118解析(1)正确理解题意,明确按构造原理分区的含义即可,注意把握关键信息“最后填入的电子的能级符号”。(2)ds区外围电子排布为(n-1)d10ns1或(n-1)d10ns2,而周期表内第6个纵列外围电子排布为(n-1)d5ns1,第7个纵列外围电子排布为(n-1)d5ns2,类比可知第6、7纵列可以放入ds区。(3)4s轨道半充满,即为4s1,根据构造原理、洪特规则可知,该元素基态原子的电子排布可能为Ar4s1(K)、Ar3d54s1(Cr)或Ar3d104s1(Cu),将三种元素分别标在元素周期表中的相应位置即可。(4)Fe原子外围电子排布式为3d64s2,Fe2+、Fe3+的外围电子排布分别为3d6、3d5,其中Fe3+中3d能级处于半充满状态,较稳定。(5)根据各周期元素种数可知,第七周期0族元素的原子序数为2+8+8+18+18+32+32=118。
