第1课时 基态原子的核外电子排布
必备知识·自主学习
一、基态原子的核外电子排布规律
规律 内容
能量最低原 理 核外电子在原子轨道上排布时按轨道能量由低到高依次排列，使整个原子处于能量最低的状态
泡利不相容原理 每个原子轨道中最多只能容纳两个电子，且自旋状态不同，用箭头“↑”或“↓”表示
洪特规 则 对于基态原子，核外电子在能量相同的原子轨道上排布时，将尽可能分占不同的原子轨道并且自旋方向相同
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(1)为什么每个电子层最多容纳2n2个电子？
提示：各个电子层能级上的能级数目＝电子层序数n，每个电子层有n2个原子轨道，根据泡利不相容原理，每个轨道最多只能容纳2个电子，所以每个电子层最多只能容纳2n2个电子。
(2)电子层数n越大，轨道的能量越高吗？
提示：n为1、2时，n值越大，原子轨道的能量越高，但是从第三层开始出现能级交错现象，比如E(3d)>E(4s)。
二、原子核外电子排布表示方法
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(1)基态硼原子的电子排布式和轨道表示式分别如何表示？核外电子共有几种运动状态？有几个未成对电子？有几对成对电子？
提示：基态硼原子的电子排布式1s22s22p1，轨道表示式为，核外一共有5种运动状态的电子，有1个未成对的电子，2对成对电子。
(2)判断下列说法是否正确：
①O原子排布式违反了洪特规则。( √ )
提示：根据洪特规则，核外电子在能量相同的原子轨道上排布时，将尽可能分占不同的原子轨道并且自旋方向相同。因此2p轨道上的两个单电子应自旋方向相同。
②Si的电子排布式为1s22s22p63s23p。( × )
提示：根据洪特规则，硅原子2个电子在填充3p轨道时，应先分占不同的轨道，且自旋方向相同，而不是只填充在3px轨道上。
③N的轨道表示式为。( × )
提示：根据泡利不相容原理，同一个轨道最多只能填充两个电子，且自旋方向相反。
三、19～36号元素的基态原子的核外电子排布
1．构造原理
基态原子核外电子在原子轨道上的排列顺序
2．洪特规则特例
能量相同的原子轨道在全充满(如d10)、半充满(如d5)和全空状态(如d0)时，体系能量较低。
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(1)电子进入原子轨道的顺序和电子排布式的书写顺序相同吗？若不相同，请举例说明。
提示：电子排布式的书写顺序与核外电子进入轨道的顺序不同。核外电子是按照能量由低到高顺序在原子轨道上排布，而电子排布式的书写按电子层由里到外和s、p、d、f的顺序。例Sc元素，轨道能量3d>4s，电子先填充4s轨道，再填充3d轨道，但书写电子排布式时，先写3d再写4s。
(2)第四周期的基态原子中，4s能级只有一个电子的原子共有几种？
提示：一共有3种。4s能级只有1个电子，即4s1。情况一是按照构造原理的能级顺序正常填充未填满的结果，即为K元素；情况二是按照洪特规则的特例，即原子轨道处于全充满、半充满或全空状态时能量最低填充的结果，即为Cr元素和Cu元素。
关键能力·合作学习
知识点一 基态原子的核外电子排布规律
1．能量最低原理
(1)基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序：
即电子所排的能级顺序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s……这一规律称为构造原理。
(2)排列规律
①一般规律：ns②电子层、能级不同时，原子中的价电子在外层分布时存在能级交错现象。能级交错规律：ns<(n－2)f<(n－1)d2．泡利不相容原理的说明
(1)在核外电子的排布中，排在同一轨道上的两个电子自旋方向相反，自旋方向相同的电子，必然处于不同的轨道上。可以理解为在同一原子中，不存在运动状态完全相同的两个电子，原子核外有几个电子，就有几种运动状态。
(2)每个电子层中原子轨道的总数为n2个，根据泡利不相容原理，每个电子层最多能容纳2n2个电子。
3．洪特规则的特例
在同一能级上的电子排布为全充满(如p6、d10、f14)、半充满(如p3、d5、f7)和全空(如p0、d0、f0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定，这称为洪特规则特例。
如下列基态原子的电子排布式的书写：
铬原子 错误：1s22s22p63s23p63d44s2
正确：1s22s22p63s23p63d54s1
铜原子 错误：1s22s22p63s23p63d94s2
正确：1s22s22p63s23p63d104s1
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(思维升华)为什么原子核外最外层的电子不超过8个？次外层不超过18个电子？
提示：由于E(nd)>E[(n＋1)s]，当ns和np轨道电子排满时，多余的电子不是填入nd轨道，而是首先填入(n＋1)s轨道，因此最外层电子数不可能超过2＋6＝8。同理次外层由(n－1)s(n－1)p(n－1)d组成，所容纳的电子数不大于2＋6＋10＝18。
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【典例】(2021·石嘴山高二检测)下列对电子排布式或轨道表示式书写的评价正确的是( )
选项 电子排布式或轨道表示式 评价
A O原子的轨道表示式： 错误；违反泡利不相容原理
B N原子的轨道表示式： 错误；违反洪特规则
C Ca原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d2 错误；违反能量最低原理
D Br－的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p6 错误；违反能量最低原理
【解题指南】核外电子排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则，这三个原则并不是孤立的，而是相互联系、相互制约的。也就是说核外电子在原子轨道上排布要同时遵循这三个原则。
【解析】选C。根据洪特规则，核外电子在能量相同的原子轨道上排布时，将尽可能分占不同的原子轨道且自旋方向相同，因此p轨道上两个单电子应分占两个轨道自旋方向相同，故A错误；同一轨道中的两个电子运动方向应相反，违反了泡利不相容原理，不符合题意，B错误；因E(4s)＜E(3d)故Ca原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，选项违反了能量最低原理，符合题意，C正确；Br－的电子排布式：[Ar]3d104s24p6，正确，评价错误，D错误。
【母题追问】N原子的电子排布式为1s22s22pp是否合理？
提示：不合理，违反了洪特规则。
【易错提醒】核外电子排布规律的注意事项
原子的核外电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子轨道表示式的主要依据之一。但需注意洪特规则特例。
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下列原子或离子的电子排布正确的是________(填序号，下同)，违反能量最低原理的是________，违反洪特规则的是________，违反泡利不相容原理的是________。
①Ca2＋：1s22s22p63s23p6
②F－：1s22s23p6
③P：
④Cr：1s22s22p63s23p63d44s2
⑤Fe：1s22s22p63s23p63d64s2
⑥Mg2＋：1s22s22p6
⑦C：
【解析】根据核外电子排布规律，②中错误在于电子排完2s轨道后应排2p轨道而不是3p轨道，正确的应为1s22s22p6；③中没有遵循洪特规则，电子在能量相同的轨道上排布时，应尽可能分占不同的轨道并且自旋方向相同，最外层的轨道表示式应为；④中忽略了能量相同的原子轨道在半充满状态时，体系的能量较低，原子较稳定，正确的应为1s22s22p63s23p63d54s1；⑦中违反泡利不相容原理，正确的应为。
答案：①⑤⑥ ②④ ③ ⑦
知识点二 原子核外电子排布表示方法
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(1)(教材二次开发)如何理解“对于ns和(n－1)d轨道都填有电子的原子，在许多情况下(n－1)d轨道的电子能量更低”？
提示：因为轨道能量ns<(n－1)d，所以电子先填ns轨道再填(n－1)d轨道，但是这一顺序不代表电子填充后在原子中各原子轨道的能级高低顺序，多数填充后ns轨道能量比(n－1)d更低，因此基态原子失电子优先失ns轨道上的电子，再失(n－1)d轨道上的电子。
(2)(思维升华)Fe2＋和Fe3＋的电子排布式如何表示？为什么Fe3＋的稳定性大于Fe2＋的稳定性？
提示：Fe2＋电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，Fe3＋电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。根据洪特规则特例，Fe3＋的3d轨道处于半充满状态，更稳定些。
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【典例】已知某原子结构示意图如图所示，下列有关说法正确的是( )
A.原子结构示意图中x＝2
B．该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2
C．该原子3d轨道的电子排布图为
D．该原子结构中共有7个能级上有电子
【解题指南】原子核外电子每一电子层n最多只能填充2n2个电子，核外电子排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则。
【解析】选D。由原子结构示意图可知，K层排满时为2个电子，故x＝1，该元素为铬，故A选项错误；根据洪特规则特例该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，故B选项错误；铬原子3d轨道上填充了5个电子，根据洪特规则，5个电子应分占5个轨道且自旋方向相同，故C选项错误；该原子结构中共有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s 7个能级上有电子，故D选项正确。
【母题追问】如何书写铬原子的简化电子排布式和Cr3＋电子排布式？
提示：铬原子的简化电子排布式为[Ar]3d54s1，Cr3＋电子排布式为1s22s22p63s23p63d3。
【规律方法】离子的电子排布式的书写流程
离子的电子排布式在书写时应以原子的电子排布式为基础，首先根据构造原理，写出相应原子的电子排布式，再根据原子得失电子的情况作出相应的调整，失电子时，由外层向内层顺序失电子，同层则按能级由高到低顺序失电子，写出相应的离子的电子排布式。比如，钠原子的电子排布式为1s22s22p63s1；当它失去一个电子时就变成钠离子其电子排布式就变为1s22s22p6。
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根据下列叙述写出对应元素和基态原子核外电子排布式。
(1)次外层d轨道全空，最外层有一个4s电子：______________。
(2)某元素＋3价离子和氩原子的电子排布相同：_________________。
(3)某元素＋3价离子的3d轨道半充满：_______________________。
(4)某元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子： ___________________________________________。
答案：(1)K：1s22s22p63s23p64s1
(2)Sc：1s22s22p63s23p63d14s2
(3)Fe：1s22s22p63s23p63d64s2
(4)Cu：1s22s22p63s23p63d104s1
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INCLUDEPICTURE "箭头ZJS.TIF" INCLUDEPICTURE "箭头ZJS.TIF" \* MERGEFORMAT 三言两语话重点 INCLUDEPICTURE "箭头JS.TIF" INCLUDEPICTURE "箭头JS.TIF" \* MERGEFORMAT
1．核外电子排布三原则：能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则。
2．洪特规则有特例，半满、全满、全空更稳定。
3．原子核外电子三表示：原子结构示意图、电子排布式、轨道表示式。
课堂检测·素养达标
1．(2021·济宁高二检测)下列各微粒的电子排布式或最外层电子排布图不符合能量最低原理的是( )
A．Fe2＋ 1s22s22p63s23p63d6 B．S 1s22s22p63s24p4
C．F D．Na＋
【解析】选B。Fe2＋核外电子数为24，由能量最低原理，可知核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，故A符合能量最低原理；S的核外电子排布式应为1s22s22p63s23p4，故B不符合能量最低原理；F原子最外电子层为第2电子层，有7个电子，其最外层电子排布式为2s22p5，由能量最低原理、泡利不相容原理与洪特规则可知，最外层电子排布图为，故C符合能量最低原理；Na＋最外电子层为第2电子层，有8个电子，最外层电子排布式为2s22p6，由能量最低原理、泡利不相容原理与洪特规则可知，Na＋最外层电子排布图为，故D符合能量最低原理。
2．已知锰的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的基态锰原子价电子的电子排布图，其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是( )
【解析】选D。锰是25号元素，其原子核外有25个电子，A违反洪特规则，故A错误；B违反泡利不相容原理，故B错误；C违反洪特规则，故C错误；D符合泡利不相容原理和洪特规则，故D正确。
【补偿训练】
(2021·成都高二检测)下列有关化学用语的表示正确的是( )
A．甲基的电子式：
B．S2－的结构示意图：
C．Cl的最外层电子排布式：3s23p5
D．N的轨道表示式：
【解析】选C。甲基中碳原子最外层为7个电子，甲基的电子式为，故A错误；S2－是由硫原子得到2个电子形成的，所以S2－的最外层为8个电子，结构示意图为，故B错误；Cl有3个电子层，最外层有7个电子，则最外层电子排布式：3s23p5，故C正确；N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，根据洪特规则和泡利不相容原理，轨道表示式为，故D错误。
3．(2021·南京高二检测)4p轨道填充一半的元素，其原子序数是( )
A．15 B．33 C．35 D．51
【解析】选B。根据能量最低原理可知，4p轨道填充一半的元素，原子核外电子排布应为1s22s22p63s23p63d104s24p3，原子核外有33个电子，则原子序数为33。
INCLUDEPICTURE "左JS.TIF" INCLUDEPICTURE "左JS.TIF" \* MERGEFORMAT 素养新思维 INCLUDEPICTURE "右JS.TIF" INCLUDEPICTURE "右JS.TIF" \* MERGEFORMAT
4．结合核外电子排布规律完成表格，结合S的主要化合价，并根据最外层电子的电子排布式预测As元素的主要化合价。
元素 元素最外层电子排布式 最外层电子轨道表示式
S
As
As的最高正价为________，最低负价为________。
【解析】根据核外电子排布的规律可以得到，两种元素的核外电子排布式分别为1s22s22p63s23p4和1s22s22p63s23p63d104s24p3。由于As元素的最外层有5个电子，其最高正价为＋5﹐最低负价为－3。
答案：
5．(2021·河北选择考节选)KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH2PO4晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题：
(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是______(填离子符号)。
(2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用＋表示，与之相反的用－表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为__________。
【解析】(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，其中核外电子排布相同的是K＋和P3－ 。
(2)基态磷原子的价电子排布式为3s23p3，其中3s轨道的2个电子自旋状态相反，自旋磁量子数的代数和为0；3p轨道3个电子的自旋状态相同，基态磷原子的价电子自旋磁量子数的代数和为＋或－。
答案：(1)K＋、P3－ (2)＋或－
- 1 -第2课时 核外电子排布与元素周期表
必备知识·自主学习
一、核外电子排布与周期的划分
1．鲍林近似能级图
特点：
(1)能量相近的原子轨道属于同一能级组。
(2)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．价电子
(1)定义：最外能级组中有可能参与化学反应的电子称为价电子。
(2)规律：主族元素原子的价电子数等于族序数；过渡元素的价电子除了最外层电子外，还包括次外层的部分电子，甚至倒数第三层的电子。
(3)为了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Fe原子的价电子排布式为3d64s2。
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(1)结合鲍林近似能级图解释为什么第1周期有2个元素，第2、3周期有8个元素，第4周期有18个元素。
提示：根据鲍林近似能级图，每一能级组代表一个周期，如第1能级组代表第1周期，能级组只有1s能级，最多只能填充两个电子，所以有2个元素，第2能级组代表第2周期，有2s、2p两个能级，最多能填充8个电子，所以第2周期有8个元素，其他周期同样如此。
(2)元素的价电子就是原子的最外层电子吗？
提示：不是，主族元素及0族元素的价电子只包括外层电子；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，甚至是倒数第三层的电子，如Fe的价电子排布为3d64s2。
二、核外电子排布与族和区的划分
1．核外电子排布与族的划分
(1)族的依据
族的划分主要取决于原子的价电子数目和价电子排布。
(2)主族元素与副族元素(以第四周期为例)价电子排布
主族元素 副族元素(第四周期)
族序数 价电子排布 价电子数 元素 族序数 价电子排布 价电子数
ⅠA ns1 1 Sc ⅢB 3d14s2 3
ⅡA ns2 2 Ti ⅣB 3d24s2 4
ⅢA ns2np1 3 V ⅤB 3d34s2 5
ⅣA ns2np2 4 Cr ⅥB 3d54s1 6
ⅤA ns2np3 5 Mn ⅦB 3d54s2 7
ⅥA ns2np4 6 Cu ⅠB 3d104s1 11
ⅦA ns2np5 7 Zn ⅡB 3d104s2 12
2.核外电子排布与区的划分
(1)分区标准：
按电子排布，可把元素周期表里的元素划分成5个区。除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级符号。
(2)核外电子排布与区的划分：
分区 族序数 价电子排布
s区 ⅠA、ⅡA ns1～2
p区 ⅢA～ⅦA、0族 ns2np1～6(氦除外)
d区 ⅢB(除镧系、锕系外)～ⅦB、Ⅷ (n－1)d1～9ns1～2(钯除外)
ds区 ⅠB、ⅡB (n－1)d10ns1～2
f区 镧系、锕系 (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2
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(1)基态原子的最外层电子排布是ns1一定是第ⅠA族的元素吗？
提示：不一定，第ⅠA族元素原子最外层电子及价电子排布为ns1，但是最外层电子排布为ns1也可能是副族元素，如第四周期第ⅥB族Cr元素核外电子排布为[Ar]3d54s1、第四周期第ⅠB族Cu元素核外电子排布为[Ar]3d104s1等最外层电子排布均为ns1。
(2)基态原子的最外层电子排布为ns2的元素一定处于s区吗？基态原子的价电子排布为ns2的元素一定处于s区吗？
提示：不一定，基态原子的最外层电子排布为ns2的元素可能为第ⅡA族元素(s区)、副族元素(d区、ds区、f区)、0族元素He(p区)；基态原子的价电子排布为ns2的元素不一定处于s区，可能为第ⅡA族元素(s区)、0族元素He(p区)。
关键能力·合作学习
知识点一 核外电子排布与周期的划分
1．每一周期元素原子的价电子排布和元素种类的关系
周期 价电子排布 对应能级组 最多容纳电子数 元素种数
ⅠA族 0族
1 1s1 1s2 1s 2 2
2 2s1 2s22p6 2s、2p 8 8
3 3s1 3s23p6 3s、3p 8 8
4 4s1 4s24p6 4s、3d、4p 18 18
5 5s1 5s25p6 5s、4d、5p 18 18
6 6s1 6s26p6 6s、4f、5d、6p 32 32
7 7s1 7s、5f、6d、7p 32 32
2.核外电子排布与周期划分的关系
(1)能级组中n的最大值等于周期数。
(2)能级组中最多容纳的电子数等于该周期所容纳的元素种类数。
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(1)(思维升华)每一周期元素原子价电子排布均是从ns1开始至ns2np6结束吗？同一族的元素的价电子数相同，价电子排布式也相同吗？
提示：不是，如第一周期只有两个元素，以1s1开始至1s2结束；不相同，同一主族元素的价电子数相同，其价电子排布式中能级不同，价电子排布式不同。
(2)教材上提到“元素性质与原子的价电子的数目密切相关”，根据所学知识举例说明元素的哪些性质与原子的价电子的数目密切相关。
提示：例如元素化合价，一般来说主族元素原子的最高正价(除O、F)＝最外层电子数，非金属元素的最低负价＝最外层电子数－8；如元素的金属性与非金属性，同一周期主族元素，价电子参与化学反应，随着最外层电子数目的增加，非金属性增强，金属性减弱。
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【典例】(2021·辽宁高二检测)具有下列电子层结构的原子，其对应元素一定属于同一周期的是( )
A．两种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能级和p能级都填满了电子，而d轨道上尚未排有电子的两种原子
【解题指南】解答本题要注意以下问题：
周期数＝原子电子层数，原子失去电子变成离子后电子层数可能发生改变也可能不变。
【解析】选B。第1周期的氢、氦和第2周期的锂、铍原子的电子层上全是s电子，显然它们属于不同周期，故A错；3p能级上只有一个空轨道的原子是硅，3p能级上有一个未成对电子的原子是铝或氯，同在第3周期，故B正确；最外层电子排布为2s22p6的原子是第2周期的氖，而最外层电子排布为2s22p6的离子可能是第2周期的氧离子、氟离子，也可能是第3周期的钠离子、镁离子、铝离子，故C错；原子核外的M层上的s能级和p能级都填满了电子，而d轨道上尚未排有电子的原子可能是第3周期的氩，也可能是第4周期的钾、钙，故D错。
【母题追问】最外层电子排布为2s22p6的离子有哪些？其元素位于第几周期？
提示：可能是第2周期的O2－、F－，也可能是第3周期的Na＋、Mg2＋、Al3＋，第3周期金属元素失去最外层电子变成金属阳离子，少一个电子层。
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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3周期Ⅷ族，p区 B．第3周期ⅤB族，ds区
C．第4周期Ⅷ族，d区 D．第4周期Ⅴ族，f区
【解析】选C。某元素＋3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，其原子核外电子数为23＋3＝26，为Fe元素，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，有四个电子层属于第4周期元素，位于第Ⅷ族d区。
知识点二 核外电子排布与族的划分
1．各族核外电子排布的特点
族序数 价电子排布 关系
ⅠA、ⅡA ns1~2(除1s2) 族序数=最外层电子数=价电子数
ⅢA~ⅦA ns2np1~5
0族 1s2、ns2np6 价电子数=2(He)或8
ⅠB、ⅡB (n-1)d10ns1~2 族序数=ns的电子数
ⅢB~ⅦB (n-1)d1~5ns1~2 族序数=价电子数
Ⅷ族(除Pd、Pt) (n-1)d6~8ns1~2 价电子总数=8、9、10
镧系、锕系(ⅢB) (n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2
2．有关规律
(1)主族元素的最外层电子数，即价电子数，为其族序数；
(2)副族元素中ⅢB～ⅦB族元素价电子数为其族序数；
(3)稀有气体单独列为0族。
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(1)(思维升华)价电子排布为6s26p4的元素位于周期表中的哪个位置？位于周期表中第四周期第ⅠB族的是哪个元素？价电子排布式是什么？
提示：价电子排布为6s26p4，位于元素周期表的p区，是主族元素，根据周期数＝电子层数、主族序数＝价电子数的规律特点，可推测该元素位于第六周期第ⅥA族；第四周期第ⅠB族是Cu元素，根据第ⅠB族元素位于ds区，价电子排布(n－1)d10ns1～2，族序数＝4s轨道电子数＝1，所以Cu元素价电子排布为3d104s1。
(2)(教材二次开发)教材中提到“元素的化合价与原子的核外电子排布尤其是价电子排布有着密切的关系”，那么元素化合价与价电子有什么关系呢？
提示：除Ⅷ族、ⅠB族的某些元素和0族元素外，元素的最高化合价等于它所在族的序数。一般来说，非金属元素(除氧、氟)最高正价与最低负价的绝对值之和等于8；稀有气体元素原子的电子层结构是稳定结构，化合价通常情况下为0；过渡元素的价电子较多且所在轨道的能量相差不大，因此过渡元素具有多种价态。
INCLUDEPICTURE "典例示范JS.TIF" INCLUDEPICTURE "典例示范JS.TIF" \* MERGEFORMAT
【典例】下列是某几种元素原子的结构示意图、核外电子排布式或价电子排布情况，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 周期 族 区
A 1s22s22p63s1
B
C 3d104s1
D 3s23p4
E
【解题指南】解答本题要注意以下问题：
(1)周期数＝电子层数；
(2)主族序数＝最外层电子数。
【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；由原子的价电子排布式判断C为29号元素Cu；由原子的价电子排布式判断D为16号元素S；由原子的电子排布图判断E为17号元素Cl。
答案：(从左向右)Na 11 第3周期
ⅠA s区 Fe 26 第4周期 第Ⅷ族 d区 Cu 29
第4周期 ⅠB ds区 S 16 第3周期 ⅥA p区 Cl 17 第3周期 ⅦA p区
【母题追问】如果只给出原子序数如何判断该元素在元素周期表中的位置并根据位置写出价电子排布式和所处分区？以48号元素为例进行分析。
提示：根据0族元素定位法，距离48号元素最近的0族元素为54号Xe元素(第5周期)，54－48＝6，所以48号元素位于第5周期第ⅡB族元素，根据位置第5周期第ⅡB族可判断，价电子排布为4d105s2，位于元素周期表ds区。
【归纳总结】
(1)由基态原子的价电子排布式给元素定位
①主族元素：周期数＝电子层数、族序数＝价电子数
②0族元素：周期数＝电子层数、价电子排布为2s2、ns2np6
③副族元素：周期数＝电子层数
ⅠB～ⅡB族元素：价电子排布为(n－1)d10ns1～2，族序数＝ns轨道电子数
ⅢB～ⅦB族元素：族序数＝价电子数
Ⅷ族元素：价电子总数为8、9、10
(2)根据原子序数以0族为基准给元素定位
稀有气体元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Og
周期数 一 二 三 四 五 六 七
原子序数 2 10 18 36 54 86 118
元素原子序数－稀有气体元素原子序数(相近且小)＝元素所在的纵列数。该元素的周期数＝稀有气体元素的周期数(相邻且小)＋1。
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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ⅠA族元素
B．基态原子的价电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素一定是副族元素
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，除了第ⅠA族元素，还可能是Cr、Cu元素，故A错误；原子的价电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素为第Ⅷ族元素，第Ⅷ族不属于副族，故B错误；基态原子的p能级上半充满的元素价电子排布为ns2np3，位于第ⅤA族，位于p区，故C正确；基态原子的价电子排布为(n－1)dxnsy的元素的族序数不一定为x＋y，如Co价电子数为9、Ni价电子数为10等，位于第Ⅷ族，又如Cu、Zn等，分别位于第ⅠB、第ⅡB族，但是x＋y为11、12，故D错误。
INCLUDEPICTURE "课堂小结JS.TIF" INCLUDEPICTURE "课堂小结JS.TIF" \* MERGEFORMAT
INCLUDEPICTURE "箭头ZJS.TIF" INCLUDEPICTURE "箭头ZJS.TIF" \* MERGEFORMAT 三言两语话重点 INCLUDEPICTURE "箭头JS.TIF" INCLUDEPICTURE "箭头JS.TIF" \* MERGEFORMAT
1．周期数＝基态原子电子层数。
2．主族元素、ⅢB～ⅦB元素：族序数＝价电子数。
ⅠB、ⅡB元素：族序数＝ns的电子数。
课堂检测·素养达标
1．(双选)价电子构型为3d104s2的元素是( )
A．稀有气体 B．过渡元素
C．主族元素 D．金属元素
【解析】选B、D。价电子构型为3d104s2的元素，根据价电子排布特点，该元素位于ds区，为Zn元素，Zn位于第四周期ⅡB族，为过渡元素、金属元素。
2．(2021·杭州高二检测)某原子的最外层电子排布为nsnn p2n＋1，则该元素在周期表中的位置为( )
A．第二周期，ⅢA族 B．第二周期，ⅦA族
C．第五周期，ⅡA族 D．第七周期，ⅡA族
【解析】选B。该原子的最外层电子排布为nsnn p2n＋1，np能级排有电子，说明ns能级排满电子，s轨道最多填充两个电子，因此n＝2，所以该元素价电子排布为2s22p5，为F元素，位于第二周期第ⅦA族。
3．(2021年湖北适应性测试)的衰变反应为，其半衰期(反应物的量被消耗到其初始量的一半需要的时间)为5 730年。下列说法正确的是
( )
A．与互为同位素
B．与的中子数相同
C．与的价层轨道电子数相差2
D．某考古样品中的量应为其11 460年前的
【解析】选D。由可知，为，与质子数不同，不互为同位素，故A错误；的中子数为14－6＝8，中子数为14－7＝7，中子数不同，故B错误；和的核外电子数都为6，价层轨道电子数相等，故C错误；11 460年经历了2个半衰期，()2＝，的量应为其11 460年前的，故D正确。
4．下面是某些元素的最外层电子排布，各组指定的元素，不能形成AB2型化合物的是( )
A．2s22p2和2s22p4 B．3s23p4和2s22p4
C．3s2和2s22p5 D．3s1和3s23p2
【解析】选D。价层电子排布为2s22p2的元素为C，价层电子排布为2s22p4的元素为O，二者可形成CO2，故A不选；价层电子排布为3s23p4的元素为S，价层电子排布为2s22p4的元素为O，二者可形成SO2，故B不选；价层电子排布为3s2的元素为Mg，价层电子排布为2s22p5的元素为F，二者可形成MgF2，故C不选；价层电子排布为3s1的元素为Na，价层电子排布为3s23p2的元素为Si，二者无法形成AB2型化合物，故D选。
5．已知钛有48Ti、49Ti、50Ti等同位素，下列关于金属钛的叙述中不正确的是( )
A．上述钛原子中，中子数不可能为22
B．钛元素在周期表中处于第四周期第ⅡB族
C．钛原子的价电子排布为3d24s2
D．钛元素位于元素周期表的d区，是过渡元素
【解析】选B。质量数－质子数＝中子数，则48Ti、49Ti、50Ti等中子数分别为26、27、28，故A正确；第三周期稀有气体的原子序数为18，22－18＝4，则钛在周期表中处于第四周期第ⅣB族，故B错误；钛的原子序数为22，其核外电子排布为1s22s22p63s23p63d24s2则钛原子的价电子排布为3d24s2，故C正确；Ti最后填充的电子为3d电子，位于副族，则钛元素是d区的过渡元素，故D正确。
6．下列四种元素中，其单质氧化性最强的是( )
A．基态原子含有未成对电子最多的第2周期元素
B．位于元素周期表中第3周期ⅢA族的元素
C．基态原子价电子排布式为2s22p6的元素
D．基态原子价电子排布式为3s23p5的元素
【解析】选D。A为N，B为Al，C为Ne，D为Cl。在这四种元素中，氯单质的氧化性最强。
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7．X、Y、Z三种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，Y原子基态时4p原子轨道上有3个未成对的电子，Z基态原子核外有7个能级且有6个单电子，根据以上信息完成下列表格：
元素符号 价电子排布式 元素的位置 最高正价
周期 族 区
X
Y
Z
【解析】根据信息可得X为碳元素、Y为As元素、Z为Cr元素，元素的化合价与价电子排布有着密切关系。
答案：(从左往右，从上往下)C 2s22p2 二 ⅣA p ＋4 As 4s24p3 四 ⅤA p ＋5 Cr 3d54s1 四 ⅥB d ＋6
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