高中化学2022春人教版 选择性必修2 第一章 第二节 第1课时 原子结构与元素周期表（学案+课时练 word版含解析）
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| 名称 | 高中化学2022春人教版 选择性必修2 第一章 第二节 第1课时 原子结构与元素周期表（学案+课时练 word版含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-03-13 12:26:37 | ||
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文档简介
第二节 原子结构与元素的性质
第1课时 原子结构与元素周期表
[核心素养发展目标] 1.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。2.认识周期表中各区及元素周期表的规律，培养学生的模型认知能力。
一、元素周期系
1．含义
元素按其原子核电荷数递增排列的序列。
2．元素周期系的形成
(1)每一周期从碱金属元素开始到稀有气体元素结束，最外层电子排布从ns1递增到ns2np6(第一周期除外)，但元素周期系的周期不是单调的，每一周期里元素的数目不总是一样多。
(2)元素形成周期系的根本原因是元素的原子核外电子排布发生周期性的重复。
(3)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。例如：第一周期从1s1开始，以1s2结束；其余各周期总是从ns能级开始，以np能级结束，其间递增的核电荷数(或电子数)就等于每个周期里的元素数。
1s 2s→ 2p 3s→ 3p 4s→3d →4p 5s→ 4d→5p 6s→ 4f→ 5d→6p 7s→ 5f→ 6d→7p
周期 一 二 三 四 五 六 七
元素数 2 8 8 18 18 32 32
(4)元素周期表中，同族元素价层电子数相同，这是同族元素性质相似的结构基础。
1．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族元素到第ⅦB族元素的价层电子数等于它们的族序数(除镧系、锕系外)；第Ⅷ族有3列元素，其族序数等于该族的第1列元素的价层电子数；第ⅠB族、第ⅡB族的价层电子数等于族序数加10。过渡元素的价层电子排布通式为(n－1)d1～10ns1～2(除镧系和锕系)。
2．预言119号元素基态原子最外层电子排布；预言第八周期有多少种元素。
提示 119号元素基态原子最外层电子排布为8s1；第八周期应有50种元素。
3．同一族元素的价层电子排布一定相同吗？
提示 过渡元素中的镧系和锕系元素的价层电子排布不相同，在第Ⅷ族中部分元素的价层电子排布也不相同。
1．正误判断
(1)价电子一定是最外层电子( )
(2)元素的价电子数一定等于其所在族的族序数( )
(3)同一族元素的价电子数一定相同( )
(4)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( )
(5)原子的价电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素一定是过渡元素( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
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2
C．该元素为非金属元素
D．该元素原子N能层共有8个电子
答案 A
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；第N能层的电子排布为4s24p64d1，共有9个电子，故D错误。
3．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．第ⅤB族 B．第ⅡB族
C．第Ⅷ族 D．第ⅡA族
答案 D
解析 由题意推知，该元素的价层电子排布为4s2，故该元素位于第四周期第ⅡA族。
(1)价层电子排布和周期表的关系
①原子的电子层数＝能级中最高能层序数＝周期序数。
②主族元素原子的价层电子数＝该元素在周期表中的主族序数。
族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
价层电 子排布 ns1 ns2 ns2 np1 ns2 np2 ns2 np3 ns2 np4 ns2 np5 ns2 np6(除He为1s2外)
③过渡元素(除镧系、锕系外，以第四周期为例)。
周期表中列数 族序数 价层电子排布
3 ⅢB (n－1)d1ns2
4 ⅣB (n－1)d2ns2
5 ⅤB (n－1)d3ns2
6 ⅥB (n－1)d5ns1
7 ⅦB (n－1)d5ns2
8～10 Ⅷ (n－1)d6～8ns2
11 ⅠB (n－1)d10ns1
12 ⅡB (n－1)d10ns2
(2)价层电子排布与元素的最高正价
①当主族元素失去全部价电子后，表现出该元素的最高化合价，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，所以，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，所以最高正价低于族序数(8)，只有Ru和Os可表现正八价。
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。
二、元素周期表的分区
1．元素周期表的分区
(1)根据核外电子的排布分区
按电子排布式中最后填入电子的能级符号可将元素周期表分为s、p、d、f 4个区，而第ⅠB、第ⅡB族这2个纵列的元素的核外电子因先填满了(n－1)d能级而后再填充ns能级而得名ds区。5个区的位置关系如下图所示。
(2)根据元素的金属性和非金属性分区
2．元素的对角线规则
(1)在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素(如图)的有些性质是相似的(如锂和镁在过量的氧气中燃烧均生成正常氧化物，而不是过氧化物)，这种相似性被称为对角线规则。
(2)处于“对角线”位置的元素，它们的性质具有相似性。
1．s区、d区、p区分别有几个列？
提示 s区有两列；d区有8列，p区有6列。
2．为什么s区(H除外)、d区、ds区的元素都是金属元素？
提示 因为s区、d区和ds区元素的最外层电子数为1～2个。
3．处于非金属与金属分界线上的元素常被称为半金属或类金属，为什么？
提示 处于非金属与金属分界线上的元素既能表现出一定的非金属性，又能表现出一定的金属性，因此这些元素常被称为半金属或类金属。
4．为什么副族元素又称为过渡元素？
提示 由于副族元素是从典型的金属元素过渡到非金属元素的中间元素，因而又被称为过渡元素。
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
答案 C
解析 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．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ds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4s1，一定属于第ⅠA族
D．最外层电子排布式为ns2np1，该元素可能是第ⅢA族或第ⅢB族
答案 A
解析 铜位于第四周期第ⅠB族，属于ds区元素，故A正确；氧元素的2p能级有4个电子，不是半充满，故B错误；最外层电子排布式为4s1，该元素不一定位于第ⅠA族，如铜的最外层电子排布式为4s1，但铜属于第ⅠB族，故C错误；最外层电子排布式为ns2np1，该元素位于第ⅢA族，故D错误。
3.仔细观察下图，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)。
答案 (1) 二 ⅢA
(2)两性 Be(OH)2＋2OH－===BeO＋2H2O、Be(OH)2＋2H＋===Be2＋＋2H2O
(3)弱 硼的非金属性比碳弱 (4)Li2O、Li3N
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。
(3)B比C的非金属性弱。
(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。
根据原子结构特征判断元素在元素周期表中的位置
电子排布式价电子排布式
1．下列叙述正确的是( )
A．除0族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数
B．除短周期外，其他周期均有18种元素
C．副族元素中没有非金属元素
D．碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素
答案 C
2．价层电子排布为4d55s1的元素在周期表中的位置是( )
A．第四周期第ⅠB族 B．第五周期第ⅠB族
C．第四周期第ⅥB族 D．第五周期第ⅥB族
答案 D
解析 由于该元素的最高能级为5s，所以处于第五周期，价层电子排布为4d55s1，所以位于第ⅥB族。
3．下列关于价层电子排布为3s23p4的粒子描述正确的是( )
A．该元素在元素周期表中位于p区
B．它的核外电子排布式为[Ar]3s23p4
C．该元素为氧元素
D．其轨道表示式为
答案 A
解析 该元素为硫元素，S元素在元素周期表中位于p区，故A正确、C错误；S元素核外电子排布式为[Ne]3s23p4，故B错误；S原子核外电子排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪特规则，其轨道表示式为 ，故D错误。
4．(2020·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
答案 A
解析 第三周期稀有气体元素的原子序数为18，锌的原子序数为30,30－18＝12，则锌在周期表中处于第四周期第ⅡB族，在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；第三周期稀有气体元素的原子序数为18，钒的原子序数为23,23－18＝5，则钒在周期表中处于第四周期第ⅤB族，故C正确；钒的原子序数为23，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，则钒的价层电子排布为3d34s2，故D正确。
5．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，其原子的价电子的电子云形状为________。
(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，其原子的价电子排布式为________。
(4)在p区中，第二周期第ⅤA族元素原子的价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。
答案 (1)球形 (2)Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6、Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5 Fe3＋ (3)3d104s2
(4) (5)f
解析 (1)s区为第ⅠA族、第ⅡA族，符合条件的元素为Be，其电子排布式为1s22s2，价电子的电子云形状为球形。
(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，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，价电子排布式为3d104s2。
(4)符合题意的元素为N，其价电子的轨道表示式为。
(5)铀和钚均为锕系元素，位于f区。
题组一 元素周期表
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
答案 C
解析 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，过渡元素包括所有的副族元素和第Ⅷ族元素，即包括了d区和ds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。
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．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
C．ns电子的能量不一定高于(n－1)p 电子的能量
D．电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了洪特规则
答案 B
解析 在周期表中，金属元素分布在s区、d区、ds区、f区和p区，故A错误；元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素，称为过渡元素，全部为金属，故B正确；电子能量与能层和能级都有关，ns电子的能量一定高于(n－1)p电子的能量，故C错误；根据能量最低原理知，电子先排能量低的轨道后排能量高的轨道，则21Sc的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，故D错误。
3．下面元素周期表中全部是金属元素的区域为( )
A．只有s区 B．只有d区
C．s区、d区和ds区 D．d区和ds区
答案 D
解析 s区的氢为非金属，d区和ds区全部为金属，p区包含大多数非金属元素。
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”。已知钛有48Ti、49Ti、50Ti等同位素，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22
B．钛元素在周期表中处于第四周期
C．钛的不同同位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 题给三种同位素原子中，中子数最小为26，故A项正确；Ti位于第四周期第ⅣB族，属于d区元素，故B、D项正确；同种元素的不同同位素在周期表中的位置相同，故C项错误。
5．元素周期表中共有18纵列，从左到右排为18列，第1列为碱金属元素(氢元素除外)，第18列为稀有气体元素，则下列说法正确的是( )
A．第9列元素中没有非金属元素
B．第15列元素原子的最外层电子排布式是ns2np5
C．最外层电子排布式为ns2的元素一定在第2列
D．第11、12列为d区元素
答案 A
解析 A项，第9列为第Ⅷ族，全部为金属元素；B项，第15列为第ⅤA族，其元素原子的最外层电子排布式为ns2np3；C项，He的最外层电子排布式为1s2，在第18列；D项，第11、12列元素原子的价电子排布式为(n－1)d10ns1～2，所以为ds区元素。
题组二 原子核外电子排布与元素周期表
6．价层电子排布式为5s25p1的元素，在周期表中的位置是( )
A．第四周期第ⅤA族 B．第五周期第ⅢA族
C．第五周期第ⅠA族 D．第四周期第ⅢA族
答案 B
解析 由价层电子排布知，该元素是主族元素。因为最高能层的序数＝周期数，价层电子数＝主族序数，所以该元素位于第五周期第ⅢA族。
7．某元素的最外层电子数为2，价电子数为5，并且是同族中原子序数最小的元素，关于该元素的判断错误的是( )
A．电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2
B．该元素为V
C．该元素为第ⅡA族元素
D．该元素位于d区
答案 C
解析 某元素的最外层电子数为2，价电子数为5，说明最外层电子数和价电子数不相等，则价电子应存在d能级电子，并且是同族中原子序数最小的元素，则可知应为第四周期元素，电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，为第四周期第ⅤB族元素，为V元素，位于d区。
8．已知某元素原子的价电子排布式为(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＋b
D．该元素位于周期表中第四周期
答案 A
解析 由原子的价电子排布式为(n－1)dansb可知，该元素应为过渡元素，是金属元素，A正确；该元素可能位于周期表的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的第四周期，D错误。
9．前四周期元素中，基态原子的4s能级中只有1个电子且位于d区的元素共有( )
A．0种 B．1种 C．2种 D．3种
答案 B
解析 基态原子的4s能级中只有1个电子，则该元素最外层仅有的一个电子位于4s能级，即4s1，该原子4s能级未填充满，一是按照能级顺序正常填充的结果：1s22s22p63s23p64s1，为19K元素；二是按照洪特规则的特例填充的结果：1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1，为24Cr和29Cu，29Cu位于ds区，位于d区的元素只有1种(Cr)，所以只有1种符合。
10．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电子层有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个电子，由这三种元素组成的化合物的分子式不可能的是( )
A．XYZ4 B．X2YZ4
C．X2YZ3 D．X2Y2Z3
答案 A
解析 X元素的原子最外层电子排布为ns1，为第ⅠA族元素，化合价为＋1价，Y原子的M电子层有2个未成对电子，其电子排布式为1s22s22p63s23p2或1s22s22p63s23p4，为Si元素或S元素，化合价为＋4价或＋6价；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个电子，则Y和Z属于同一主族元素，所以Z是O元素，Y是S元素，由这三种元素组成的化合物中氧元素显－2价，Y显＋2价、＋4价或＋6价，X显＋1价。A项中Y的化合价为＋7价，不符合，故选A。
11．某化学学习小组在学习元素周期系和周期的划分时提出以下观点：
①元素周期系的形成是由原子的结构决定的；
②元素周期系中第ⅠA族元素统称为碱金属元素；
③每一周期元素原子价层电子排布均是从ns1开始至ns2np6结束；
④元素周期系的每一周期元素的种类均相等；
⑤基态原子核外电子排布式为1s22s22p3和1s22s22p63s23p3的两元素位于同一周期；
⑥周期序数越大，该周期所含金属元素一般越多。
你认为正确的是( )
A．①⑥ B．①②③⑤⑥
C．①④⑥ D．②③⑤
答案 A
解析 第ⅠA族元素除H元素外统称为碱金属元素，②错；第一周期元素原子价层电子排布从1s1开始至1s2结束，③错；不同周期元素的种类不一定相等，④错；⑤中的两元素位于同一主族，⑤错。
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．原子的价层电子排布为ns2np1～6的元素一定是主族元素
B．基态原子的p能级上有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为(n－1)d6～8ns2的元素一定位于第ⅢB～ⅦB族
D．基态原子的N能层上只有1个电子的元素一定是主族元素
答案 B
解析 0族元素价层电子排布也符合ns2np1～6，所以不一定是主族元素，故A错误；基态原子的p能级上有5个电子的元素价电子排布为ns2np5，一定位于第ⅦA族，故B正确；原子的价层电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素为第Ⅷ族元素，不位于第ⅢB～ⅦB族，故C错误；基态原子的N能层上只有1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D错误。
13．某元素原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1，根据原子核外电子排布与元素在元素周期表中的位置关系，完成下列各题：
(1)该元素处于元素周期表的第________周期，该周期的元素种数是________。
(2)该元素处于元素周期表的第________族，该族的非金属元素种数是________。
(3)该元素处于元素周期表的________区，该区包括________族的元素。
答案 (1)四 18 (2)ⅢA 1 (3)p 第ⅢA～ⅦA、0
解析 (1)根据元素原子有4个能层容纳电子，则该元素处于第四周期，故共有18种元素。(2)由外围电子排布为4s24p1可以知道，该元素处于p区，为主族元素，最外层电子数为3，处于第ⅢA族，该族元素只有一种非金属元素——硼。(3)由外围电子排布为4s24p1可以知道，该元素处于p区，由该区元素的价层电子的电子排布为ns2np1～6，可以确定所包含元素族的种数为第ⅢA～ⅦA族、0族。
14．下表为元素周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题：
(1)表中属于d区的元素是________(填编号)。
(2)表中元素①的6个原子与元素③的6个原子形成的某种环状物名称为________。
(3)某元素的特征电子排布式为nsnnpn＋1，该元素原子的核外最外层电子数为________。
答案 (1)⑨ (2)苯 (3)5
解析 (1)⑨属于d区元素。
(2)元素①是氢元素，元素③是碳元素，依题意，形成的环状物是苯。
(3)从nsnnpn＋1可知，n＝2，该元素为N元素，最外层电子数为5。
15．结合元素周期表回答下列问题：
(1)表中的实线是元素周期表的部分边界，请在图中用实线补全元素周期表的边界。
(2)表中所列元素，属于短周期元素的有________(用元素符号回答，下同)，属于主族元素的有________。
(3)g元素位于第________周期________族；i元素位于第________周期第________族。
(4)f元素是第________周期第________族元素，请按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量________。
(5)写出b元素的基态原子的电子排布式为________，写出h元素的符号：________，该原子的价层电子的轨道表示式为________。
答案 (1)
(2)H、C、Na、Mg、Al、S、Ar H、C、Na、Mg、Al、S
(3)三 0 四 ⅡB
(4)三 ⅥA
(5)1s22s22p2 Ti
16．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________区，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________。
答案 (1)S Mg (2)s ⅠA (3)1s22s22p3 (4) (5)1
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的原子外围电子层排布相同，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；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，D排在N元素之后，则D为S或O；F的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍，F的原子序数比C元素的大，其电子排布为1s22s22p4，即F为O元素，则D只能为S；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。
第1课时 原子结构与元素周期表
[核心素养发展目标] 1.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。2.认识周期表中各区及元素周期表的规律，培养学生的模型认知能力。
一、元素周期系
1．含义
元素按其原子核电荷数递增排列的序列。
2．元素周期系的形成
(1)每一周期从碱金属元素开始到稀有气体元素结束，最外层电子排布从ns1递增到ns2np6(第一周期除外)，但元素周期系的周期不是单调的，每一周期里元素的数目不总是一样多。
(2)元素形成周期系的根本原因是元素的原子核外电子排布发生周期性的重复。
(3)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。例如：第一周期从1s1开始，以1s2结束；其余各周期总是从ns能级开始，以np能级结束，其间递增的核电荷数(或电子数)就等于每个周期里的元素数。
1s 2s→ 2p 3s→ 3p 4s→3d →4p 5s→ 4d→5p 6s→ 4f→ 5d→6p 7s→ 5f→ 6d→7p
周期 一 二 三 四 五 六 七
元素数 2 8 8 18 18 32 32
(4)元素周期表中，同族元素价层电子数相同，这是同族元素性质相似的结构基础。
1．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族元素到第ⅦB族元素的价层电子数等于它们的族序数(除镧系、锕系外)；第Ⅷ族有3列元素，其族序数等于该族的第1列元素的价层电子数；第ⅠB族、第ⅡB族的价层电子数等于族序数加10。过渡元素的价层电子排布通式为(n－1)d1～10ns1～2(除镧系和锕系)。
2．预言119号元素基态原子最外层电子排布；预言第八周期有多少种元素。
提示 119号元素基态原子最外层电子排布为8s1；第八周期应有50种元素。
3．同一族元素的价层电子排布一定相同吗？
提示 过渡元素中的镧系和锕系元素的价层电子排布不相同，在第Ⅷ族中部分元素的价层电子排布也不相同。
1．正误判断
(1)价电子一定是最外层电子( )
(2)元素的价电子数一定等于其所在族的族序数( )
(3)同一族元素的价电子数一定相同( )
(4)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( )
(5)原子的价电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素一定是过渡元素( )
答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
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2
C．该元素为非金属元素
D．该元素原子N能层共有8个电子
答案 A
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；第N能层的电子排布为4s24p64d1，共有9个电子，故D错误。
3．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．第ⅤB族 B．第ⅡB族
C．第Ⅷ族 D．第ⅡA族
答案 D
解析 由题意推知，该元素的价层电子排布为4s2，故该元素位于第四周期第ⅡA族。
(1)价层电子排布和周期表的关系
①原子的电子层数＝能级中最高能层序数＝周期序数。
②主族元素原子的价层电子数＝该元素在周期表中的主族序数。
族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
价层电 子排布 ns1 ns2 ns2 np1 ns2 np2 ns2 np3 ns2 np4 ns2 np5 ns2 np6(除He为1s2外)
③过渡元素(除镧系、锕系外，以第四周期为例)。
周期表中列数 族序数 价层电子排布
3 ⅢB (n－1)d1ns2
4 ⅣB (n－1)d2ns2
5 ⅤB (n－1)d3ns2
6 ⅥB (n－1)d5ns1
7 ⅦB (n－1)d5ns2
8～10 Ⅷ (n－1)d6～8ns2
11 ⅠB (n－1)d10ns1
12 ⅡB (n－1)d10ns2
(2)价层电子排布与元素的最高正价
①当主族元素失去全部价电子后，表现出该元素的最高化合价，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，所以，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，所以最高正价低于族序数(8)，只有Ru和Os可表现正八价。
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。
二、元素周期表的分区
1．元素周期表的分区
(1)根据核外电子的排布分区
按电子排布式中最后填入电子的能级符号可将元素周期表分为s、p、d、f 4个区，而第ⅠB、第ⅡB族这2个纵列的元素的核外电子因先填满了(n－1)d能级而后再填充ns能级而得名ds区。5个区的位置关系如下图所示。
(2)根据元素的金属性和非金属性分区
2．元素的对角线规则
(1)在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素(如图)的有些性质是相似的(如锂和镁在过量的氧气中燃烧均生成正常氧化物，而不是过氧化物)，这种相似性被称为对角线规则。
(2)处于“对角线”位置的元素，它们的性质具有相似性。
1．s区、d区、p区分别有几个列？
提示 s区有两列；d区有8列，p区有6列。
2．为什么s区(H除外)、d区、ds区的元素都是金属元素？
提示 因为s区、d区和ds区元素的最外层电子数为1～2个。
3．处于非金属与金属分界线上的元素常被称为半金属或类金属，为什么？
提示 处于非金属与金属分界线上的元素既能表现出一定的非金属性，又能表现出一定的金属性，因此这些元素常被称为半金属或类金属。
4．为什么副族元素又称为过渡元素？
提示 由于副族元素是从典型的金属元素过渡到非金属元素的中间元素，因而又被称为过渡元素。
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
答案 C
解析 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．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ds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4s1，一定属于第ⅠA族
D．最外层电子排布式为ns2np1，该元素可能是第ⅢA族或第ⅢB族
答案 A
解析 铜位于第四周期第ⅠB族，属于ds区元素，故A正确；氧元素的2p能级有4个电子，不是半充满，故B错误；最外层电子排布式为4s1，该元素不一定位于第ⅠA族，如铜的最外层电子排布式为4s1，但铜属于第ⅠB族，故C错误；最外层电子排布式为ns2np1，该元素位于第ⅢA族，故D错误。
3.仔细观察下图，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)。
答案 (1) 二 ⅢA
(2)两性 Be(OH)2＋2OH－===BeO＋2H2O、Be(OH)2＋2H＋===Be2＋＋2H2O
(3)弱 硼的非金属性比碳弱 (4)Li2O、Li3N
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。
(3)B比C的非金属性弱。
(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。
根据原子结构特征判断元素在元素周期表中的位置
电子排布式价电子排布式
1．下列叙述正确的是( )
A．除0族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数
B．除短周期外，其他周期均有18种元素
C．副族元素中没有非金属元素
D．碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素
答案 C
2．价层电子排布为4d55s1的元素在周期表中的位置是( )
A．第四周期第ⅠB族 B．第五周期第ⅠB族
C．第四周期第ⅥB族 D．第五周期第ⅥB族
答案 D
解析 由于该元素的最高能级为5s，所以处于第五周期，价层电子排布为4d55s1，所以位于第ⅥB族。
3．下列关于价层电子排布为3s23p4的粒子描述正确的是( )
A．该元素在元素周期表中位于p区
B．它的核外电子排布式为[Ar]3s23p4
C．该元素为氧元素
D．其轨道表示式为
答案 A
解析 该元素为硫元素，S元素在元素周期表中位于p区，故A正确、C错误；S元素核外电子排布式为[Ne]3s23p4，故B错误；S原子核外电子排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪特规则，其轨道表示式为 ，故D错误。
4．(2020·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
答案 A
解析 第三周期稀有气体元素的原子序数为18，锌的原子序数为30,30－18＝12，则锌在周期表中处于第四周期第ⅡB族，在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；第三周期稀有气体元素的原子序数为18，钒的原子序数为23,23－18＝5，则钒在周期表中处于第四周期第ⅤB族，故C正确；钒的原子序数为23，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，则钒的价层电子排布为3d34s2，故D正确。
5．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，其原子的价电子的电子云形状为________。
(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，其原子的价电子排布式为________。
(4)在p区中，第二周期第ⅤA族元素原子的价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。
答案 (1)球形 (2)Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6、Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5 Fe3＋ (3)3d104s2
(4) (5)f
解析 (1)s区为第ⅠA族、第ⅡA族，符合条件的元素为Be，其电子排布式为1s22s2，价电子的电子云形状为球形。
(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，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，价电子排布式为3d104s2。
(4)符合题意的元素为N，其价电子的轨道表示式为。
(5)铀和钚均为锕系元素，位于f区。
题组一 元素周期表
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
答案 C
解析 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，过渡元素包括所有的副族元素和第Ⅷ族元素，即包括了d区和ds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。
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．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
C．ns电子的能量不一定高于(n－1)p 电子的能量
D．电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了洪特规则
答案 B
解析 在周期表中，金属元素分布在s区、d区、ds区、f区和p区，故A错误；元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素，称为过渡元素，全部为金属，故B正确；电子能量与能层和能级都有关，ns电子的能量一定高于(n－1)p电子的能量，故C错误；根据能量最低原理知，电子先排能量低的轨道后排能量高的轨道，则21Sc的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，故D错误。
3．下面元素周期表中全部是金属元素的区域为( )
A．只有s区 B．只有d区
C．s区、d区和ds区 D．d区和ds区
答案 D
解析 s区的氢为非金属，d区和ds区全部为金属，p区包含大多数非金属元素。
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”。已知钛有48Ti、49Ti、50Ti等同位素，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22
B．钛元素在周期表中处于第四周期
C．钛的不同同位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 题给三种同位素原子中，中子数最小为26，故A项正确；Ti位于第四周期第ⅣB族，属于d区元素，故B、D项正确；同种元素的不同同位素在周期表中的位置相同，故C项错误。
5．元素周期表中共有18纵列，从左到右排为18列，第1列为碱金属元素(氢元素除外)，第18列为稀有气体元素，则下列说法正确的是( )
A．第9列元素中没有非金属元素
B．第15列元素原子的最外层电子排布式是ns2np5
C．最外层电子排布式为ns2的元素一定在第2列
D．第11、12列为d区元素
答案 A
解析 A项，第9列为第Ⅷ族，全部为金属元素；B项，第15列为第ⅤA族，其元素原子的最外层电子排布式为ns2np3；C项，He的最外层电子排布式为1s2，在第18列；D项，第11、12列元素原子的价电子排布式为(n－1)d10ns1～2，所以为ds区元素。
题组二 原子核外电子排布与元素周期表
6．价层电子排布式为5s25p1的元素，在周期表中的位置是( )
A．第四周期第ⅤA族 B．第五周期第ⅢA族
C．第五周期第ⅠA族 D．第四周期第ⅢA族
答案 B
解析 由价层电子排布知，该元素是主族元素。因为最高能层的序数＝周期数，价层电子数＝主族序数，所以该元素位于第五周期第ⅢA族。
7．某元素的最外层电子数为2，价电子数为5，并且是同族中原子序数最小的元素，关于该元素的判断错误的是( )
A．电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2
B．该元素为V
C．该元素为第ⅡA族元素
D．该元素位于d区
答案 C
解析 某元素的最外层电子数为2，价电子数为5，说明最外层电子数和价电子数不相等，则价电子应存在d能级电子，并且是同族中原子序数最小的元素，则可知应为第四周期元素，电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，为第四周期第ⅤB族元素，为V元素，位于d区。
8．已知某元素原子的价电子排布式为(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＋b
D．该元素位于周期表中第四周期
答案 A
解析 由原子的价电子排布式为(n－1)dansb可知，该元素应为过渡元素，是金属元素，A正确；该元素可能位于周期表的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的第四周期，D错误。
9．前四周期元素中，基态原子的4s能级中只有1个电子且位于d区的元素共有( )
A．0种 B．1种 C．2种 D．3种
答案 B
解析 基态原子的4s能级中只有1个电子，则该元素最外层仅有的一个电子位于4s能级，即4s1，该原子4s能级未填充满，一是按照能级顺序正常填充的结果：1s22s22p63s23p64s1，为19K元素；二是按照洪特规则的特例填充的结果：1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1，为24Cr和29Cu，29Cu位于ds区，位于d区的元素只有1种(Cr)，所以只有1种符合。
10．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电子层有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个电子，由这三种元素组成的化合物的分子式不可能的是( )
A．XYZ4 B．X2YZ4
C．X2YZ3 D．X2Y2Z3
答案 A
解析 X元素的原子最外层电子排布为ns1，为第ⅠA族元素，化合价为＋1价，Y原子的M电子层有2个未成对电子，其电子排布式为1s22s22p63s23p2或1s22s22p63s23p4，为Si元素或S元素，化合价为＋4价或＋6价；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个电子，则Y和Z属于同一主族元素，所以Z是O元素，Y是S元素，由这三种元素组成的化合物中氧元素显－2价，Y显＋2价、＋4价或＋6价，X显＋1价。A项中Y的化合价为＋7价，不符合，故选A。
11．某化学学习小组在学习元素周期系和周期的划分时提出以下观点：
①元素周期系的形成是由原子的结构决定的；
②元素周期系中第ⅠA族元素统称为碱金属元素；
③每一周期元素原子价层电子排布均是从ns1开始至ns2np6结束；
④元素周期系的每一周期元素的种类均相等；
⑤基态原子核外电子排布式为1s22s22p3和1s22s22p63s23p3的两元素位于同一周期；
⑥周期序数越大，该周期所含金属元素一般越多。
你认为正确的是( )
A．①⑥ B．①②③⑤⑥
C．①④⑥ D．②③⑤
答案 A
解析 第ⅠA族元素除H元素外统称为碱金属元素，②错；第一周期元素原子价层电子排布从1s1开始至1s2结束，③错；不同周期元素的种类不一定相等，④错；⑤中的两元素位于同一主族，⑤错。
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．原子的价层电子排布为ns2np1～6的元素一定是主族元素
B．基态原子的p能级上有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为(n－1)d6～8ns2的元素一定位于第ⅢB～ⅦB族
D．基态原子的N能层上只有1个电子的元素一定是主族元素
答案 B
解析 0族元素价层电子排布也符合ns2np1～6，所以不一定是主族元素，故A错误；基态原子的p能级上有5个电子的元素价电子排布为ns2np5，一定位于第ⅦA族，故B正确；原子的价层电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素为第Ⅷ族元素，不位于第ⅢB～ⅦB族，故C错误；基态原子的N能层上只有1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D错误。
13．某元素原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1，根据原子核外电子排布与元素在元素周期表中的位置关系，完成下列各题：
(1)该元素处于元素周期表的第________周期，该周期的元素种数是________。
(2)该元素处于元素周期表的第________族，该族的非金属元素种数是________。
(3)该元素处于元素周期表的________区，该区包括________族的元素。
答案 (1)四 18 (2)ⅢA 1 (3)p 第ⅢA～ⅦA、0
解析 (1)根据元素原子有4个能层容纳电子，则该元素处于第四周期，故共有18种元素。(2)由外围电子排布为4s24p1可以知道，该元素处于p区，为主族元素，最外层电子数为3，处于第ⅢA族，该族元素只有一种非金属元素——硼。(3)由外围电子排布为4s24p1可以知道，该元素处于p区，由该区元素的价层电子的电子排布为ns2np1～6，可以确定所包含元素族的种数为第ⅢA～ⅦA族、0族。
14．下表为元素周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题：
(1)表中属于d区的元素是________(填编号)。
(2)表中元素①的6个原子与元素③的6个原子形成的某种环状物名称为________。
(3)某元素的特征电子排布式为nsnnpn＋1，该元素原子的核外最外层电子数为________。
答案 (1)⑨ (2)苯 (3)5
解析 (1)⑨属于d区元素。
(2)元素①是氢元素，元素③是碳元素，依题意，形成的环状物是苯。
(3)从nsnnpn＋1可知，n＝2，该元素为N元素，最外层电子数为5。
15．结合元素周期表回答下列问题：
(1)表中的实线是元素周期表的部分边界，请在图中用实线补全元素周期表的边界。
(2)表中所列元素，属于短周期元素的有________(用元素符号回答，下同)，属于主族元素的有________。
(3)g元素位于第________周期________族；i元素位于第________周期第________族。
(4)f元素是第________周期第________族元素，请按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量________。
(5)写出b元素的基态原子的电子排布式为________，写出h元素的符号：________，该原子的价层电子的轨道表示式为________。
答案 (1)
(2)H、C、Na、Mg、Al、S、Ar H、C、Na、Mg、Al、S
(3)三 0 四 ⅡB
(4)三 ⅥA
(5)1s22s22p2 Ti
16．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________区，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________。
答案 (1)S Mg (2)s ⅠA (3)1s22s22p3 (4) (5)1
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的原子外围电子层排布相同，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；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，D排在N元素之后，则D为S或O；F的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍，F的原子序数比C元素的大，其电子排布为1s22s22p4，即F为O元素，则D只能为S；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。