第二单元 元素性质的递变规律
第1课时 原子核外电子排布的周期性
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
2.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
3.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4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
4.元素周期表中共有18纵列,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
题组二 原子核外电子排布与元素周期表
5.下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是( )
A.位于同一轨道内电子的运动状态也不相同
B.位于 d 区和 ds 区的元素都是金属元素
C.前四周期未成对电子数最多的元素位于ⅥB 族
D.基态原子最外层电子排布为ns1 的元素均在ⅠA 族或ⅠB 族
6.某元素的原子最外层电子数为2,外围电子数为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ⅡA族元素
D.该元素位于d区
7.已知某元素原子的外围电子排布式为(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4周期
8.(2021·福建永安高二月考)下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是( )
A.基态原子最外层电子排布为ns2的一定位于ⅡA族
B.第3、4周期同主族元素的原子序数相差8或18
C.第4周期Ⅱ A族与ⅢA族元素的原子序数相差11
D.基态原子3d轨道上有5个电子的元素位于ⅥB族或ⅦB族
9.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。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纺锤形
C.钒位于元素周期表中第4周期ⅤB族
D.钒的外围电子排布为3d34s2
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
11.(2022·合肥高二期末)元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的外围电子排布式为nsn-1npn+1,则下列说法不正确的是( )
A.Y元素原子的外围电子排布式为4s24p4
B.Y元素位于周期表的第3周期ⅥA族
C.X元素所在周期中所含非金属元素种数最多
D.Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
12.某化学学习小组在学习元素周期表和周期的划分时提出以下观点:
①元素周期表的形成是由原子的结构决定的;
②元素周期表中Ⅰ A族元素统称为碱金属元素;
③每一周期元素原子外围电子排布均是从ns1开始至ns2np6结束;
④元素周期表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
13.(2022·南昌高二期中)下列叙述正确的是( )
A.Ge元素位于元素周期表中第4周期ⅥA族
B.外围电子排布为4s24p3的元素位于第4周期ⅤA族,是p区元素
C.基态原子核外最外层只有1个单电子的原子,一定位于周期表s区
D.基态原子中未成对电子数目:Mn>Fe>Se>As
14.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.原子的外围电子排布为ns2np1~6的元素一定是主族元素
B.基态原子的p轨道上有5个电子的元素一定是ⅦA族元素
C.原子的外围电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素一定位于ⅢB~ⅦB族
D.基态原子的N电子层上只有1个电子的元素一定是主族元素
15.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,该周期的元素有________种。
(2)该元素处于元素周期表的________族,该族的非金属元素有________种。
(3)该元素处于元素周期表的________区,该区包括________________族的元素。
16.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________(填序号)。
(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________。
17.已知元素周期表中共有18个纵列,下表实线表示元素周期表的边界。按电子排布,可把周期表里的元素划分为s区、p区、d区、ds区等。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。
(1)请在上表中用实线画出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d区内的6、7纵列的部分元素可以排在另一区,你认为应排在______区。
(3)请在元素周期表中用元素符号标出4s轨道半充满状态的元素。
18.有A、B、C、D、E、F、G七种元素,除E为第4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的原子外围电子排布相同,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元素原子的外围电子排布式为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的基态原子的电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________族。
(3)写出元素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______。
第二单元 元素性质的递变规律
第1课时 原子核外电子排布的周期性
1.C [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,即包括了d区和ds区的元素,故B错误、C正确;p区包括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.D [s区的氢为非金属元素,d区和ds区全部为金属元素,p区包含大多数非金属元素。]
3.C [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4周期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。]
4.A [A项,第9列为Ⅷ族,全部为金属元素;B项,第15列为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列元素原子的外围电子排布式为(n-1)d10ns1~2,所以为ds区元素。]
5.D [位于同一轨道内的电子,它们的自旋方向不同,运动状态也不相同,故A正确;d区和ds区的元素包括副族元素,副族元素全部是金属元素,故B正确;前四周期元素即1~36号元素,未成对电子数最多的元素外围电子排布为3d54s1,共有6个未成对电子,该元素是铬,位于周期表中第4周期ⅥB族,故C正确;基态原子的最外层电子排布是ns1,若为主族元素,则为ⅠA族元素,若为过渡金属元素,则为ⅥB族(W元素除外)或ⅠB族元素,故D错误。]
6.C [某元素的最外层电子数为2,外围电子数为5,说明最外层电子数和外围电子数不相等,则外围电子应存在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4周期元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2,为第4周期ⅤB族元素,为V元素,位于d区。]
7.A [由原子的外围电子排布式为(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4周期,D错误。]
8.A [基态原子最外层排布为ns2的也可能是氦,不一定位于ⅡA族,A错误;ⅡA族的镁和钙原子序数之差为8,ⅢA族的铝和镓原子序数之差为18,所以第3、4周期同主族元素的原子序数相差8或18,B正确;第4周期ⅡA与ⅢA元素相隔10种过渡金属元素,所以它们的原子序数相差11,C正确;基态原子3d轨道上有5个电子的元素,位于ⅥB族(3d54s1)或ⅦB族(3d54s2),分别为铬元素和锰元素,D正确。]
9.A [锌在周期表中处于第4周期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,电子云轮廓图为纺锤形,故B正确;钒在周期表中处于第4周期ⅤB族,故C正确;钒的原子序数为23,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2,则钒的外围电子排布为3d34s2,故D正确。]
10.A [X元素的原子最外层电子排布为ns1,为ⅠA族元素,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;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。]
11.A [Y元素原子的外围电子排布为nsn-1npn+1,s能级最多容纳2个电子,故n-1=2,解得n=3,故Y元素原子的外围电子排布式为3s23p4,Y为S元素,由X、Y、Z在周期表中的相对位置可知,X为F元素,Z为As元素。S元素原子的外围电子排布为3s23p4,A错误;Y为S元素,处于第3周期ⅥA族,B正确;X为F元素,处于第2周期,该周期含非金属元素最多,C正确;Z为As元素,是33号元素,原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,D正确。]
12.A [ⅠA族元素除H元素外统称为碱金属元素,②错;第1周期元素原子外围电子排布从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。]
13.B [Ge元素位于元素周期表中第4周期ⅣA族,故A错误;外围电子排布为4s24p3的元素原子有4个电子层,最外层电子数为5,故位于第4周期ⅤA族,最后一个电子填充在p能级上,为p区元素,故B正确;基态原子核外最外层只有1个单电子的原子,不一定位于周期表s区,如铜,位于ds区,故C错误;基态原子中未成对电子数目:Mn(5个)>Fe(4个)>As(3个)>Se(2个),故D错误。]
14.B [0族元素原子的外围电子排布也符合ns2np1~6,所以不一定是主族元素,故A错误;基态原子的p轨道上有5个电子的元素外围电子排布为ns2np5,一定位于ⅦA族,故B正确;原子的外围电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素为Ⅷ族元素,不位于ⅢB~ⅦB族,故C错误;基态原子的N电子层上只有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。]
15.(1)4 18 (2)ⅢA 1 (3)p ⅢA~ⅦA、0
解析 (1)根据该元素原子有4个电子层容纳电子,则该元素处于第4周期,故该周期共有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ⅢA族,该族中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,由该区元素的外围电子的电子排布为ns2np1~6可知,该区包括ⅢA~ⅦA族、0族的元素。
16.(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)由电子排布式nsnnpn+1可知,n=2,该元素为N元素,原子核外最外层电子数为5。
17.(1)
(2)ds
(3)见上表
18.(1)S Mg (2)ⅠA (3)1s22s22p3
(4) (5)1
解析 A、B、C、D、E、F、G七种元素,除E为第4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的原子外围电子排布相同,A的原子中没有成对电子,则A为H,E为第4周期ⅠA族元素,即E为K;B、C、D、F元素位于p区,C元素原子的外围电子排布式为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,则D为S或O;F的基态原子核外成对电子数是单电子数的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的基态原子的电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原子的电子排布式为1s22s22p63s2,则G为Mg元素。