1.2 第1课时 原子结构与元素周期表 学案 （含答案）2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修第二册
文档属性
| 名称 | 1.2 第1课时 原子结构与元素周期表 学案 （含答案）2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 290.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-04-10 21:18:04 | ||
图片预览
文档简介
2.1 第1课时 原子结构与元素周期表
【学习目标】
1.能从微观角度理解原子结构与元素周期表中位置的关系。
2.能从原子价层电子数目、价层电子排布的角度解释元素周期表中元素的分区及周期和族的划分。
3.通过原子结构和元素在周期表中的位置分析推理其他元素的位置及性质,培养学生的模型认知能力。
【自主预习】
1.元素周期律、元素周期系和元素周期表
(1)原子序数:按 从小到大的顺序将元素排列起来,得到一个元素序列,并从最轻的元素 开始进行编号得到的序数。
(2)元素周期律:元素的性质随元素原子的 递增发生 的重复。
(3)元素周期系和元素周期表
按元素原子的 递增排列的序列叫元素周期系。元素周期表是呈现元素周期系的 。元素周期系 ,元素周期表 。
2.构造原理与元素周期表
(1)核外电子排布与元素周期系的基本结构
①根据构造原理得出的核外电子排布,可以解释元素周期系中每个周期的元素数。第一周期从1s1开始,以1s2结束,只有 种元素。其余各周期总是从ns能级开始,以np结束,而从ns能级开始以np结束递增的核电荷数(或电子数)就 每个周期里的元素数。
②周期、能级组、元素种类的对应关系
周期 对应能级组 对应能级组最多所能容纳的电子数 周期中所含元素种类
一 1s 2 2
二 8
三 3s、3p 8 8
四 18
五 5s、4d、5p 18 18
六 32
七 7s、5f、6d、7p 32 32
(2)核外电子排布与元素周期表的分区
按电子排布式中最后填入电子的 可将元素周期表分为s、p、d、f 4个区。ⅠB、ⅡB 族这2个纵行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个区的位置关系如图所示:
(3)根据元素金属性与非金属性分区
①金属元素和非金属元素的分界线为沿B、Si、As、Te、At与Al、Ge、Sb、Po之间所画的一条连线,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。
②处于d区、ds区和f区的元素全部是 元素。s区的元素除氢外,也全部是 元素。
【微点拨】
注意第ⅢB元素分为两个分区,第四和第五周期的元素属于d区,镧系元素、锕系元素属于f区。
3.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。
实例:①锂和镁的相似性;②铍和铝的相似性;③硼和硅的相似性。
【参考答案】1.(1)原子核电荷数 氢 (2)核电荷数 周期性递变
(3)核电荷数 表格 只有一个 多种多样
2.(1)①两 等于 ②2s、2p 8 4s、3d、4p 18
6s、4f、5d、6p 32 (2)能级符号 (n-1)d ns
(3)①右上角 左下角 ②金属 金属
【效果检测】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)元素原子的价层电子就是最外层电子。 ( )
(2)除氦外,0族元素原子的价层电子排布为ns2np6。 ( )
(3)最外层电子排布式为ns1或ns2的元素一定为金属元素。 ( )
(4)价层电子排布为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族,是p区元素。 ( )
(5)在元素周期表中,s区、d区和ds区的元素都是金属元素。 ( )
(6)元素周期表有7个横行,即7个周期;有18个纵列,即18个族。 ( )
(7)每一周期都是碱金属元素开始,稀有气体元素结束。 ( )
【答案】(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)×
2.元素周期表中周期的划分与原子结构的哪部分有关
【答案】与原子的电子层数有关。
3.除氦外,0族价层电子排布有何特点
【答案】除氦外,0族最外层均有8个电子,价层电子排布为ns2np6。
4.主族元素从左到右价层电子排布有何特点
【答案】主族元素从左到右价层电子排布从ns1~ns2np5。
5.元素周期表划分区的依据是什么
【答案】依据是原子的价层电子排布。
【合作探究】
任务1：核外电子排布与周期和族的划分
【活动探究】
1.价层电子排布为5s25p1的元素,在元素周期表中处于什么位置 据此分析元素的价层电子排布与元素在周期表中的位置有何关系。
【答案】该元素位于第五周期第ⅢA族。元素能级中最高能层序数=周期序数,主族元素原子的价层电子数=该元素在元素周期表中的主族序数。
2.某元素位于元素周期表中第四周期第ⅤA族,你能否据此写出该元素的价层电子排布和电子排布式
【答案】该元素的价层电子排布为4s24p3;电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。
3.原子序数1~36的某元素基态原子的最外层电子排布式为ns2,该元素可能属于哪一族
【答案】0族(He)、第ⅡA族、第ⅡB族、第ⅢB族、第ⅣB族、第ⅤB族、第ⅦB族、第Ⅷ族。
【核心归纳】
一、核外电子排布与周期的划分
1.核外电子排布与周期划分的本质联系
周期序数 对应能级 原子轨道数 最多容纳的电子数 价层电子排布 元素种数
ⅠA族 0族
一 1s 1 2 1s1 1s2 2
二 2s2p 4 8 2s1 2s22p6 8
三 3s3p 4 8 3s1 3s23p6 8
四 4s3d4p 9 18 4s1 4s24p6 18
五 5s4d5p 9 18 5s1 5s25p6 18
六 6s4f5d6p 16 32 6s1 6s26p6 32
七 7s5f6d7p 16 32 7s1 — 32
2.规律
(1)周期序数=电子层数。
(2)本周期包含的元素种数=对应能级组所含原子轨道数的2倍=对应能级组最多容纳的电子数。
3.核外电子排布与周期的划分
二、核外电子排布与族的划分
1.划分依据:取决于原子的价层电子数和价层电子排布。
2.特点:同主族元素的价层电子排布相同。
3.规律
(3)稀有气体元素:价层电子排布为ns2np6(He除外)。
4.核外电子排布与族的划分
【典型例题】
【例1】某元素位于元素周期表中第四周期第ⅤA族,则该元素的名称和价层电子排布均正确的是( )。
A.砷,4s24p3 B.溴,4s24p5
C.磷,4s24p3 D.锑,5s25p3
【答案】A
【解析】由元素在元素周期表中的位置可知,该元素的价层电子排布为4s24p3,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,其原子序数为33,为砷元素,A项正确。
【例2】已知元素原子的下列结构或性质,能确定该元素在元素周期表中位置的是( )。
A.某元素原子的第二电子层电子轨道表示式为
B.某元素在某种化合物中的化合价为+4
C.某主族元素的原子最外层上电子数为6
D.某元素原子的价层电子排布为5s25p1
【答案】D
【解析】A项,只能说明该元素的L层有8个电子,无法确定该元素原子的电子层数和最外层电子数,不能确定元素在元素周期表中的位置;B项,非金属元素可能有多种化合价,+4价不一定是其最高化合价,也就无法确定其最外层电子数,不能确定元素在元素周期表中的位置;C项,根据最外层电子数只能确定该主族元素的主族序数,不能确定其周期数;D项,根据价层电子排布可确定该元素是主族元素,位于第五周期第ⅢA族。
任务2：核外电子排布与周期表的分区
情境导入 根据《食品安全国家标准 饮用天然矿泉水》,天然矿泉水中锂、锶、锌、硒、偏硅酸、游离二氧化碳和溶解性总固体这7项界限指标应有一项(或一项以上)达到界限指标的限值要求。
问题生成
1.填写下表中元素的价层电子排布及分区。
元素名称 价层电子排布 分区
硅
锶
锂
硒
碳
【答案】
元素名称 价层电子排布 分区
硅 3s23p2 p
锶 5s2 s
锂 2s1 s
硒 4s24p4 p
碳 2s22p2 p
2.从上表中可看出,元素周期表分区的依据是什么
【答案】最后填入电子的能级符号作为该区的符号。
3.上表所列元素有哪些是同一主族的 金属元素有哪些 这些金属位于元素周期表哪个分区
【答案】碳和硅;锂和锶;s区。
【核心归纳】
各区元素的特点
分区 元素分布 价层电子排布 元素性质特点
s区 ⅠA族、ⅡA族 ns1~2 除H外都是活泼金属元素
p区 ⅢA族~ⅦA族、0族 ns2np1~6 最外层电子参与反应(稀有气体除外)
d区 ⅢB族~ⅦB族、Ⅷ族 (n-1)d1~9ns1~2(除Pd外) d轨道也不同程度地参与化学键的形成
ds区 ⅠB族、ⅡB族 (n-1)d10ns1~2 金属元素
f区 镧系、锕系 (n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2 镧系元素化学性质相近,锕系元素化学性质相近
【典型例题】
【例3】下列有关元素周期表和元素周期律的说法错误的是( )。
①元素周期表中,s区、d区和ds区的元素都是金属元素 ②p区元素原子的最后一个核外电子一定填在p能级上 ③原子核外电子的能层数越多,原子半径越大 ④元素的价电子数就是原子的最外层电子数
A.①④ B.②③
C.③④ D.①②③④
【答案】D
【解析】d区包括第ⅢB族~第ⅦB族和第Ⅷ族,ds区包括第ⅠB族和第ⅡB族,均为过渡元素,这些元素全部是金属元素,s区包括第ⅠA族和第ⅡA族,其中的H是非金属元素,①错误。根据元素周期表分区的原则,p区元素最后一个核外电子应该填充在p能级上,但也有例外,例如He,②错误。同主族元素,随着能层数的增加,原子半径逐渐增大,但若不是同主族元素则不一定;例如,Cl和Li的原子半径分别是0.099 nm和0.152 nm,虽然Cl原子比Li原子多了一个能层,但其原子半径却比Li的原子半径小,在元素周期表中还有不少这样的例子,③错误。主族元素所在族的序数等于该元素原子的价电子数,等于最外层电子数,过渡元素则不是,④错误。
【例4】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.该元素的元素符号为V
C.该元素为ⅡA族元素
D.该元素位于d区
【答案】C
【解析】该元素的最外层电子数为2,并且为同族元素中原子序数最小的,所以该元素为第二周期(主族元素)或第四周期元素。又因其价电子数不等于最外层电子数,可推出该元素不是第二周期元素,应为第四周期ⅤB族元素,价层电子排布为3d34s2,故为23号元素V,属d区元素。
灵犀一点：元素周期表中族和分区的关系
1.主族:s区和p区。(ns+np)的电子数=族序数。
2.0族:p区。(ns+np)的电子数=8(或2)。
3.副族:d区+ds区+f区。d区中[(n-1)d+ns]的电子数=族序数(第Ⅷ族部分元素除外)。
【随堂检测】
课堂基础
1.据报道,我国科研人员在兰州首次合成了镤元素的一种同位素镤-239,并测知其原子核内有148个中子。现有A元素的一种同位素,比镤-239的原子核内少54个质子和100个中子,则A元素在元素周期表中的位置是( )。
A.第三周期第ⅠA族 B.第四周期第ⅠA族
C.第五周期第ⅠA族 D.第三周期第ⅡA族
【答案】C
【解析】镤-239的质子数为239-148=91,则A元素的一种同位素的质子数为91-54=37,该原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p65s1,该元素位于第五周期第ⅠA族。
2.元素周期表的结构与原子结构有着紧密的联系,把握它们之间的关系,就好比拿到一把开启元素大门的钥匙。下列说法中不正确的是( )。
A.同一周期中,各元素原子核外的电子层数相等
B.同一周期中,从左到右元素原子中的质子数及中子数依次增加
C.同一主族中,各元素原子的最外层电子数相等
D.同一主族中,从上到下元素原子的核外电子层数依次增加
【答案】B
【解析】周期数等于电子层数,A项正确;同一周期中,从左到右元素原子中的质子数增加,但许多元素都有同位素原子,中子数不一定递增,B项错误;同一主族中,各元素原子最外层电子数相等,电子层数递增,C、D两项正确。
3.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第ⅠA族元素
B.基态原子的价层电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素一定是副族元素
C.基态原子的p能级半充满的元素可能位于s区
D.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
【答案】B
【解析】基态原子的N层上只有一个电子的元素,可能为K、Cr或Cu,K为第ⅠA族元素,Cr、Cu分别为第ⅥB、ⅠB 族元素,A项错误;原子的价层电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素为第Ⅷ族元素,第Ⅷ族属于副族,B项正确;基态原子的p能级半充满的元素,电子最后填充p能级,属于p区,C项错误;基态原子的价层电子排布为(n-1)dxnsy的元素,若是第ⅢB~ⅦB族及第Ⅷ族第1列元素,其族序数为价层电子排布中d、s能级所含电子数目之和,族序数一定为x+y,若是第ⅠB、ⅡB族元素,其族序数等于价层电子排布中s能级所含电子数y,D项错误。
4.X、Y、Z是第ⅠA~ⅦA族的三种非金属元素,它们在周期表中的位置如图所示。
回答下列问题:
(1)X元素对应单质的化学式是 。
(2)Y元素的原子结构示意图为 ,Y与Na所形成的化合物的电子式为 。
(3)Z元素的名称是 ,从元素原子得失电子的角度分析,Z元素具有 性;若从Z元素在周期表中所处位置分析,它具有这种性质的原因是 ,其价层电子排布为 。
【答案】(1)F2
(2) Na+]2-Na+
(3)砷 两 Z位于元素周期表中金属与非金属交界线附近 4s24p3
【解析】非金属元素位于元素周期表中的右上方,X、Y、Z均为非金属元素,必位于ⅤA、ⅥA、ⅦA三个主族,则可认定X必为氟元素,Y为硫元素,Z为砷元素。
5.请完成下列各题的填空:
(1)氢化钠(NaH)的电子式为 ,H-的结构示意图为 。
(2)元素X的最外层电子数是次外层电子数的2倍,该元素的名称是 ,该元素原子的核外电子排布式为 ,该元素的价层电子轨道表示式为 。
(3)前四周期元素中,未成对电子数为5的元素符号是 ,该元素在周期表中的位置为第 周期第 族,属于 区。
(4)C、N、O三种元素的原子核外未成对电子数依次为 。
【答案】(1)Na+H]-
(2)碳 1s22s22p2
(3)Mn 四 ⅦB d
(4)2、3、2
【解析】(3)前四周期元素中,未成对电子数为5,即价层电子排布为3d54s2,原子序数为25,即为Mn,该元素在周期表中的位置为第四周期第ⅦB族,位于d区。(4)C、N、O三种元素的原子核外未成对电子数依次为2、3、2。
2
【学习目标】
1.能从微观角度理解原子结构与元素周期表中位置的关系。
2.能从原子价层电子数目、价层电子排布的角度解释元素周期表中元素的分区及周期和族的划分。
3.通过原子结构和元素在周期表中的位置分析推理其他元素的位置及性质,培养学生的模型认知能力。
【自主预习】
1.元素周期律、元素周期系和元素周期表
(1)原子序数:按 从小到大的顺序将元素排列起来,得到一个元素序列,并从最轻的元素 开始进行编号得到的序数。
(2)元素周期律:元素的性质随元素原子的 递增发生 的重复。
(3)元素周期系和元素周期表
按元素原子的 递增排列的序列叫元素周期系。元素周期表是呈现元素周期系的 。元素周期系 ,元素周期表 。
2.构造原理与元素周期表
(1)核外电子排布与元素周期系的基本结构
①根据构造原理得出的核外电子排布,可以解释元素周期系中每个周期的元素数。第一周期从1s1开始,以1s2结束,只有 种元素。其余各周期总是从ns能级开始,以np结束,而从ns能级开始以np结束递增的核电荷数(或电子数)就 每个周期里的元素数。
②周期、能级组、元素种类的对应关系
周期 对应能级组 对应能级组最多所能容纳的电子数 周期中所含元素种类
一 1s 2 2
二 8
三 3s、3p 8 8
四 18
五 5s、4d、5p 18 18
六 32
七 7s、5f、6d、7p 32 32
(2)核外电子排布与元素周期表的分区
按电子排布式中最后填入电子的 可将元素周期表分为s、p、d、f 4个区。ⅠB、ⅡB 族这2个纵行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个区的位置关系如图所示:
(3)根据元素金属性与非金属性分区
①金属元素和非金属元素的分界线为沿B、Si、As、Te、At与Al、Ge、Sb、Po之间所画的一条连线,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。
②处于d区、ds区和f区的元素全部是 元素。s区的元素除氢外,也全部是 元素。
【微点拨】
注意第ⅢB元素分为两个分区,第四和第五周期的元素属于d区,镧系元素、锕系元素属于f区。
3.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。
实例:①锂和镁的相似性;②铍和铝的相似性;③硼和硅的相似性。
【参考答案】1.(1)原子核电荷数 氢 (2)核电荷数 周期性递变
(3)核电荷数 表格 只有一个 多种多样
2.(1)①两 等于 ②2s、2p 8 4s、3d、4p 18
6s、4f、5d、6p 32 (2)能级符号 (n-1)d ns
(3)①右上角 左下角 ②金属 金属
【效果检测】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)元素原子的价层电子就是最外层电子。 ( )
(2)除氦外,0族元素原子的价层电子排布为ns2np6。 ( )
(3)最外层电子排布式为ns1或ns2的元素一定为金属元素。 ( )
(4)价层电子排布为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族,是p区元素。 ( )
(5)在元素周期表中,s区、d区和ds区的元素都是金属元素。 ( )
(6)元素周期表有7个横行,即7个周期;有18个纵列,即18个族。 ( )
(7)每一周期都是碱金属元素开始,稀有气体元素结束。 ( )
【答案】(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)×
2.元素周期表中周期的划分与原子结构的哪部分有关
【答案】与原子的电子层数有关。
3.除氦外,0族价层电子排布有何特点
【答案】除氦外,0族最外层均有8个电子,价层电子排布为ns2np6。
4.主族元素从左到右价层电子排布有何特点
【答案】主族元素从左到右价层电子排布从ns1~ns2np5。
5.元素周期表划分区的依据是什么
【答案】依据是原子的价层电子排布。
【合作探究】
任务1：核外电子排布与周期和族的划分
【活动探究】
1.价层电子排布为5s25p1的元素,在元素周期表中处于什么位置 据此分析元素的价层电子排布与元素在周期表中的位置有何关系。
【答案】该元素位于第五周期第ⅢA族。元素能级中最高能层序数=周期序数,主族元素原子的价层电子数=该元素在元素周期表中的主族序数。
2.某元素位于元素周期表中第四周期第ⅤA族,你能否据此写出该元素的价层电子排布和电子排布式
【答案】该元素的价层电子排布为4s24p3;电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。
3.原子序数1~36的某元素基态原子的最外层电子排布式为ns2,该元素可能属于哪一族
【答案】0族(He)、第ⅡA族、第ⅡB族、第ⅢB族、第ⅣB族、第ⅤB族、第ⅦB族、第Ⅷ族。
【核心归纳】
一、核外电子排布与周期的划分
1.核外电子排布与周期划分的本质联系
周期序数 对应能级 原子轨道数 最多容纳的电子数 价层电子排布 元素种数
ⅠA族 0族
一 1s 1 2 1s1 1s2 2
二 2s2p 4 8 2s1 2s22p6 8
三 3s3p 4 8 3s1 3s23p6 8
四 4s3d4p 9 18 4s1 4s24p6 18
五 5s4d5p 9 18 5s1 5s25p6 18
六 6s4f5d6p 16 32 6s1 6s26p6 32
七 7s5f6d7p 16 32 7s1 — 32
2.规律
(1)周期序数=电子层数。
(2)本周期包含的元素种数=对应能级组所含原子轨道数的2倍=对应能级组最多容纳的电子数。
3.核外电子排布与周期的划分
二、核外电子排布与族的划分
1.划分依据:取决于原子的价层电子数和价层电子排布。
2.特点:同主族元素的价层电子排布相同。
3.规律
(3)稀有气体元素:价层电子排布为ns2np6(He除外)。
4.核外电子排布与族的划分
【典型例题】
【例1】某元素位于元素周期表中第四周期第ⅤA族,则该元素的名称和价层电子排布均正确的是( )。
A.砷,4s24p3 B.溴,4s24p5
C.磷,4s24p3 D.锑,5s25p3
【答案】A
【解析】由元素在元素周期表中的位置可知,该元素的价层电子排布为4s24p3,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,其原子序数为33,为砷元素,A项正确。
【例2】已知元素原子的下列结构或性质,能确定该元素在元素周期表中位置的是( )。
A.某元素原子的第二电子层电子轨道表示式为
B.某元素在某种化合物中的化合价为+4
C.某主族元素的原子最外层上电子数为6
D.某元素原子的价层电子排布为5s25p1
【答案】D
【解析】A项,只能说明该元素的L层有8个电子,无法确定该元素原子的电子层数和最外层电子数,不能确定元素在元素周期表中的位置;B项,非金属元素可能有多种化合价,+4价不一定是其最高化合价,也就无法确定其最外层电子数,不能确定元素在元素周期表中的位置;C项,根据最外层电子数只能确定该主族元素的主族序数,不能确定其周期数;D项,根据价层电子排布可确定该元素是主族元素,位于第五周期第ⅢA族。
任务2：核外电子排布与周期表的分区
情境导入 根据《食品安全国家标准 饮用天然矿泉水》,天然矿泉水中锂、锶、锌、硒、偏硅酸、游离二氧化碳和溶解性总固体这7项界限指标应有一项(或一项以上)达到界限指标的限值要求。
问题生成
1.填写下表中元素的价层电子排布及分区。
元素名称 价层电子排布 分区
硅
锶
锂
硒
碳
【答案】
元素名称 价层电子排布 分区
硅 3s23p2 p
锶 5s2 s
锂 2s1 s
硒 4s24p4 p
碳 2s22p2 p
2.从上表中可看出,元素周期表分区的依据是什么
【答案】最后填入电子的能级符号作为该区的符号。
3.上表所列元素有哪些是同一主族的 金属元素有哪些 这些金属位于元素周期表哪个分区
【答案】碳和硅;锂和锶;s区。
【核心归纳】
各区元素的特点
分区 元素分布 价层电子排布 元素性质特点
s区 ⅠA族、ⅡA族 ns1~2 除H外都是活泼金属元素
p区 ⅢA族~ⅦA族、0族 ns2np1~6 最外层电子参与反应(稀有气体除外)
d区 ⅢB族~ⅦB族、Ⅷ族 (n-1)d1~9ns1~2(除Pd外) d轨道也不同程度地参与化学键的形成
ds区 ⅠB族、ⅡB族 (n-1)d10ns1~2 金属元素
f区 镧系、锕系 (n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2 镧系元素化学性质相近,锕系元素化学性质相近
【典型例题】
【例3】下列有关元素周期表和元素周期律的说法错误的是( )。
①元素周期表中,s区、d区和ds区的元素都是金属元素 ②p区元素原子的最后一个核外电子一定填在p能级上 ③原子核外电子的能层数越多,原子半径越大 ④元素的价电子数就是原子的最外层电子数
A.①④ B.②③
C.③④ D.①②③④
【答案】D
【解析】d区包括第ⅢB族~第ⅦB族和第Ⅷ族,ds区包括第ⅠB族和第ⅡB族,均为过渡元素,这些元素全部是金属元素,s区包括第ⅠA族和第ⅡA族,其中的H是非金属元素,①错误。根据元素周期表分区的原则,p区元素最后一个核外电子应该填充在p能级上,但也有例外,例如He,②错误。同主族元素,随着能层数的增加,原子半径逐渐增大,但若不是同主族元素则不一定;例如,Cl和Li的原子半径分别是0.099 nm和0.152 nm,虽然Cl原子比Li原子多了一个能层,但其原子半径却比Li的原子半径小,在元素周期表中还有不少这样的例子,③错误。主族元素所在族的序数等于该元素原子的价电子数,等于最外层电子数,过渡元素则不是,④错误。
【例4】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.该元素的元素符号为V
C.该元素为ⅡA族元素
D.该元素位于d区
【答案】C
【解析】该元素的最外层电子数为2,并且为同族元素中原子序数最小的,所以该元素为第二周期(主族元素)或第四周期元素。又因其价电子数不等于最外层电子数,可推出该元素不是第二周期元素,应为第四周期ⅤB族元素,价层电子排布为3d34s2,故为23号元素V,属d区元素。
灵犀一点：元素周期表中族和分区的关系
1.主族:s区和p区。(ns+np)的电子数=族序数。
2.0族:p区。(ns+np)的电子数=8(或2)。
3.副族:d区+ds区+f区。d区中[(n-1)d+ns]的电子数=族序数(第Ⅷ族部分元素除外)。
【随堂检测】
课堂基础
1.据报道,我国科研人员在兰州首次合成了镤元素的一种同位素镤-239,并测知其原子核内有148个中子。现有A元素的一种同位素,比镤-239的原子核内少54个质子和100个中子,则A元素在元素周期表中的位置是( )。
A.第三周期第ⅠA族 B.第四周期第ⅠA族
C.第五周期第ⅠA族 D.第三周期第ⅡA族
【答案】C
【解析】镤-239的质子数为239-148=91,则A元素的一种同位素的质子数为91-54=37,该原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p65s1,该元素位于第五周期第ⅠA族。
2.元素周期表的结构与原子结构有着紧密的联系,把握它们之间的关系,就好比拿到一把开启元素大门的钥匙。下列说法中不正确的是( )。
A.同一周期中,各元素原子核外的电子层数相等
B.同一周期中,从左到右元素原子中的质子数及中子数依次增加
C.同一主族中,各元素原子的最外层电子数相等
D.同一主族中,从上到下元素原子的核外电子层数依次增加
【答案】B
【解析】周期数等于电子层数,A项正确;同一周期中,从左到右元素原子中的质子数增加,但许多元素都有同位素原子,中子数不一定递增,B项错误;同一主族中,各元素原子最外层电子数相等,电子层数递增,C、D两项正确。
3.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第ⅠA族元素
B.基态原子的价层电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素一定是副族元素
C.基态原子的p能级半充满的元素可能位于s区
D.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
【答案】B
【解析】基态原子的N层上只有一个电子的元素,可能为K、Cr或Cu,K为第ⅠA族元素,Cr、Cu分别为第ⅥB、ⅠB 族元素,A项错误;原子的价层电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素为第Ⅷ族元素,第Ⅷ族属于副族,B项正确;基态原子的p能级半充满的元素,电子最后填充p能级,属于p区,C项错误;基态原子的价层电子排布为(n-1)dxnsy的元素,若是第ⅢB~ⅦB族及第Ⅷ族第1列元素,其族序数为价层电子排布中d、s能级所含电子数目之和,族序数一定为x+y,若是第ⅠB、ⅡB族元素,其族序数等于价层电子排布中s能级所含电子数y,D项错误。
4.X、Y、Z是第ⅠA~ⅦA族的三种非金属元素,它们在周期表中的位置如图所示。
回答下列问题:
(1)X元素对应单质的化学式是 。
(2)Y元素的原子结构示意图为 ,Y与Na所形成的化合物的电子式为 。
(3)Z元素的名称是 ,从元素原子得失电子的角度分析,Z元素具有 性;若从Z元素在周期表中所处位置分析,它具有这种性质的原因是 ,其价层电子排布为 。
【答案】(1)F2
(2) Na+]2-Na+
(3)砷 两 Z位于元素周期表中金属与非金属交界线附近 4s24p3
【解析】非金属元素位于元素周期表中的右上方,X、Y、Z均为非金属元素,必位于ⅤA、ⅥA、ⅦA三个主族,则可认定X必为氟元素,Y为硫元素,Z为砷元素。
5.请完成下列各题的填空:
(1)氢化钠(NaH)的电子式为 ,H-的结构示意图为 。
(2)元素X的最外层电子数是次外层电子数的2倍,该元素的名称是 ,该元素原子的核外电子排布式为 ,该元素的价层电子轨道表示式为 。
(3)前四周期元素中,未成对电子数为5的元素符号是 ,该元素在周期表中的位置为第 周期第 族,属于 区。
(4)C、N、O三种元素的原子核外未成对电子数依次为 。
【答案】(1)Na+H]-
(2)碳 1s22s22p2
(3)Mn 四 ⅦB d
(4)2、3、2
【解析】(3)前四周期元素中,未成对电子数为5,即价层电子排布为3d54s2,原子序数为25,即为Mn,该元素在周期表中的位置为第四周期第ⅦB族,位于d区。(4)C、N、O三种元素的原子核外未成对电子数依次为2、3、2。
2