第二单元 元素性质的递变规律
第一课时 原子核外电子排布的周期性
学习目标 1.理解原子核外电子排布的周期性变化及其与元素周期表结构之间的关系。2.能够从原子结构的角度认识元素周期表中区的划分。
一、原子核外电子排布的周期性
1.核外电子排布与周期的划分
(1)每一周期元素原子的外围电子排布和元素种类数
周期数 外围电子排布 各周期增加的原子轨道 元素种类
ⅠA族 0族 最外层最多容纳电子数
1 1s1 1s2 2 1s 2
2 2s1 2s22p6 8 2s、2p 8
3 3s1 3s23p6 8 3s、3p 8
4 4s1 4s24p6 8 4s、3d、4p 18
5 5s1 5s25p6 8 5s、4d、5p 18
6 6s1 6s26p6 8 6s、4f、5d、6p 32
7 7s1 7s27p6 8 7s、5f、6d、7p 32
(2)核外电子排布与周期划分的关系
周期的划分取决于元素原子的电子层数，同一周期元素原子的电子层数相同。
2.核外电子排布与族的划分
(1)主族元素
同主族元素原子的外围电子排布完全相同，外围电子全部排布在ns或ns、np轨道上(见下表)。外围电子数与族序数相同。
族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
外围电子排布 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5
(2)稀有气体元素
外围电子排布为1s2或ns2np6。
(3)过渡元素(副族和Ⅷ族)
同一纵列原子的外围电子排布基本相同，外围电子排布为(n－1)d1～10ns1～2(钯除外)。ⅢB～ⅦB族的外围电子数与族序数相同，ⅠB族、ⅡB族和Ⅷ族外围电子数与族序数不相同。
3.核外电子排布与周期表的关系
(1)外围电子排布和周期表的关系
①原子的电子层数＝周期序数。
②主族元素原子的外围电子数＝该元素在周期表中的主族序数。
③0族：原子最外层电子数等于8或2，其外围电子排布式为1s2或ns2np6。
④ⅠB、ⅡB族：族序数＝原子最外层电子数。
⑤ⅢB～ⅦB族：族序数＝外围电子数＝原子最外层ns电子数＋次外层(n－1)d电子数。
⑥Ⅷ族：原子最外层ns电子数＋次外层(n－1)d电子数之和，分别为8、9、10。
(2)外围电子排布与元素的最高正价
①当主族元素失去全部外围电子后，表现出该元素的最高化合价，最高正价＝主族序数(O、F除外)。
②ⅢB～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。
INCLUDEPICTURE"课堂点拨.TIF" INCLUDEPICTURE "D:\\贺\\6.28\\化学\\课堂点拨.TIF" \* MERGEFORMATINET
1.外围电子不一定是最外层电子，只有主族元素的外围电子才是最外层电子。对于过渡元素还包括部分内层电子。
2.元素的外围电子数不一定等于其所在族的族序数，对主族元素成立，部分过渡元素不成立。
3.同一族元素的外围电子排布不一定相同，如He和Ne等。
1.外围电子排布式为5s25p1的元素，位于周期表中( )
A.第4周期ⅤA族 B.第5周期ⅢA族
C.第5周期ⅠA族 D.第4周期ⅢA族
2.若某原子的外围电子排布式为4d15s2，则下列说法正确的是( )
A.该元素位于周期表中第5周期ⅢB族
B.该元素原子外围电子数为2
C.该元素为非金属元素
D.该元素原子N电子层共有8个电子
3.某元素原子最外层只有1个电子，最高电子层n＝4。
(1)符合上述条件的元素，可以有________种；原子序数分别为________。
(2)写出相应元素原子的电子排布式，并指出在周期表中的位置______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
二、核外电子排布与区的划分
1.核外电子排布与区的划分
根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域：________区、________区、________区、________区和________区。五个区的位置关系如下图所示。
2.元素周期表的分区及应用
(1)根据核外电子的排布分区
分区 元素分布 外围电子排布 元素性质特点
s区 ⅠA族、ⅡA族 ns1～2 除氢元素外都是较活泼的金属元素
p区 ⅢA～ⅦA族、0族 ns2np1～6(氦除外) 除惰性气体外，最外层电子参与反应
d区 ⅢB～ⅦB族、Ⅷ族 (n－1)d1～9ns1～2(钯除外) d轨道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 ⅢB族 (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2 金属元素
(2)根据元素的金属性和非金属性分区
(3)根据原子结构特征判断元素在元素周期表中的位置
电子排布式外围电子排布式
1.按电子排布，可以把周期表中的元素划分为5个区，以下元素属于p区的是( )
A.Fe B.Mg
C.Br D.Cu
2.不锈钢是最常见的一种合金钢，其合金元素主要是铬和镍。这两种元素在元素周期表中位于( )
A.s区 B.p区
C.d区 D.ds区
3.下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的外围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4周期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ⅠA族
D.最外层电子排布式为ns2np1，该元素可能是ⅢA族或ⅢB族
1.下列说法正确的是( )
A.元素周期表每一周期元素原子的最外层电子排布均是从ns1 过渡到ns2np6
B.所有的非金属元素都分布在p区
C.原子核外电子排布式为ns1的原子与原子核外电子排布式为(n＋1)s1的原子的化学性质相同
D.元素周期表中ⅢB到ⅡB的10个纵行的元素都是金属，所以统称为过渡金属元素
2.(2024·东莞一中高二段考)某基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4。下列说法不正确的是( )
A.原子核外有3个电子层
B.外围电子数为4
C.处于第3周期ⅥA族
D.属于p区元素
3.(2023·临沂郯城一中高二期末)下列说法中，正确的是( )
A.元素周期表中s区、d区和ds区的元素都是金属元素
B.p能级电子能量一定高于s能级电子能量
C.ns2np4属于p区主族元素
D.ⅦA族元素从上到下，非金属性依次增强
4.(2023·通化梅河口五中高二期末)基态原子的核外电子排布式为[Kr]4d105s1 的元素所属的区、周期和族为( )
A.p 区、第5周期、ⅠB族
B.ds 区、第5周期、Ⅷ族
C.d 区、第4周期、ⅠB族
D.ds 区、第5周期、ⅠB族
5.已知几种元素原子的核外电子排布或外围电子排布情况，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。
元素编号 元素符号 原子序数 区 周期 族
A 1s22s22p63s1
B INCLUDEPICTURE"S32.TIF" INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\同步\\高二下\\2024（春）化学 选择性必修2 苏教版 苏闽桂冀 教师用书\\S32.TIF" \* MERGEFORMATINET
C 3d104s1
D [Ne]3s23p4
E
第一课时 原子核外电子排布的周期性
一、对点训练
1.B [电子层数＝周期序数，外围电子数＝主族元素的族序数，所以该元素位于第5周期ⅢA族。]
2.A [该原子的外围电子排布式为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5周期ⅢB族，故A正确；该原子的外围电子排布式为4d15s2，所以该元素原子外围电子数为3，故B错误；该元素是金属元素，故C错误；第N电子层的电子排布为4s24p64d1，共有9个电子，故D错误。]
3.(1)3 19、24、29
(2)K：[Ar]4s1，第4周期ⅠA族；Cr：[Ar]3d54s1，第4周期ⅥB族；Cu：[Ar]3d104s1，第4周期ⅠB族
解析 (1)题给元素原子最高电子层n＝4，最外层只有一个电子，则该电子在4s轨道上，所以最外层电子排布式为4s1。当最外层已经填入电子时，次外层的3s轨道和3p轨道应已充满，而3d轨道的电子数可为0、5、10。这三种情况的原子序数分别为19、24和29，即K、Cr和Cu三种元素。
二、1.s p d ds f
对点训练
1.C [Fe的外围电子排布式为3d64s2，属于d区元素，A错误；Mg的外围电子排布式为3s2，属于s区元素，B错误；Br的外围电子排布式为4s24p5，属于p区元素，C正确；Cu的外围电子排布式为3d104s1，属于ds区元素，D错误。]
2.C [基态Cr原子的外围电子排布式是3d54s1，基态Ni原子的外围电子排布式是3d84s2，则Cr、Ni均位于元素周期表的d区，C项正确。]
3.A [铜位于第4周期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ⅠA族，如铜的最外层电子排布式为4s1，但铜属于ⅠB族，故C错误；最外层电子排布式为ns2np1，该元素位于ⅢA族，故D错误。]
课堂达标训练
1.D [第1周期元素的原子最外层电子排布是从1s1 过渡到1s2，故A错误；H元素分布在s区，故B错误；原子核外电子排布式为1s1的原子是H原子，属于非金属元素；原子核外电子排布式为1s22s1的原子是Li，属于金属元素，化学性质不同，故C错误；元素周期表中ⅢB到ⅡB的10个纵行的元素为副族和Ⅷ族元素，都是金属，统称为过渡金属元素，故D正确。]
2.B [基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，该原子核外共有16个电子，是S原子。S原子的原子结构示意图为INCLUDEPICTURE"B10.TIF" INCLUDEPICTURE "D:\\贺\\6.28\\化学\\B10.TIF" \* MERGEFORMATINET ，有3个电子层，A正确；S原子的外围电子为3s23p4，外围电子数为6，B错误；S位于元素周期表的第3周期ⅥA族，C正确；元素周期表中，ⅢA族到0族均为p区元素，S在ⅥA族，属于p区，D正确。]
3.C [s区元素不一定是金属元素，还有非金属氢，d区和ds区的元素都是金属元素，故A错误；p能级电子能量不一定高于s能级电子能量，如2p能级电子的能量小于3s能级的能量，故B错误；ns2np4是ⅥA族元素，属于p区主族元素，故C正确；同主族元素从上到下，原子半径递增，原子核对最外层电子吸引能力逐渐减弱，则金属性逐渐增强、非金属性逐渐减弱，故D错误。]
4.D [由该原子电子排布式知，其最高电子层为第5层，故位于第5周期，根据其外围电子排布特点确定其位于ds区，对应族为ⅠB族。]
5.A：Na 11 s 3 ⅠA
B：Fe 26 d 4 Ⅷ C：Cu 29 ds 4 ⅠB
D：S 16 p 3 ⅥA E：Cl 17 p 3 ⅦA
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Cu；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。再根据最大电子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，主族元素的外围电子总数等于主族序数；C元素的外围电子排布式为3d104s1，s轨道电子数为1，应为ds区的ⅠB族。(共66张PPT)
第二单元 元素性质的递变规律
专题2
原子结构与元素性质
第一课时 原子核外电子排布的周期性
1.理解原子核外电子排布的周期性变化及其与元素周期表结构之间的关系。2.能够从原子结构的角度认识元素周期表中区的划分。
学习目标
一、原子核外电子排布的周期性
二、核外电子排布与区的划分
目
录
CONTENTS
课堂达标训练
课后巩固训练
一、原子核外电子排布的周期性
对点训练
1.核外电子排布与周期的划分
(1)每一周期元素原子的外围电子排布和元素种类数
周期数 外围电子排布 各周期增加 的原子轨道 元素
种类
ⅠA族 0族 最外层最多容纳电子数
1 1s1 1s2 2 1s 2
2 2s1 2s22p6 8 2s、2p 8
3 3s1 3s23p6 8 3s、3p 8
4 4s1 4s24p6 8 4s、3d、4p 18
5 5s1 5s25p6 8 5s、4d、5p 18
6 6s1 6s26p6 8 6s、4f、5d、6p 32
7 7s1 7s27p6 8 7s、5f、6d、7p 32
(2)核外电子排布与周期划分的关系
周期的划分取决于元素原子的电子层数，同一周期元素原子的电子层数相同。
2.核外电子排布与族的划分
(1)主族元素
同主族元素原子的外围电子排布完全相同，外围电子全部排布在ns或ns、np轨道上(见下表)。外围电子数与族序数相同。
族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
外围电子排布 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5
(2)稀有气体元素
外围电子排布为1s2或ns2np6。
(3)过渡元素(副族和Ⅷ族)
同一纵列原子的外围电子排布基本相同，外围电子排布为(n－1)d1～10ns1～2(钯除外)。ⅢB～ⅦB族的外围电子数与族序数相同，ⅠB族、ⅡB族和Ⅷ族外围电子数与族序数不相同。
3.核外电子排布与周期表的关系
(1)外围电子排布和周期表的关系
①原子的电子层数＝周期序数。
②主族元素原子的外围电子数＝该元素在周期表中的主族序数。
③0族：原子最外层电子数等于8或2，其外围电子排布式为1s2或ns2np6。
④ⅠB、ⅡB族：族序数＝原子最外层电子数。
⑤ⅢB～ⅦB族：族序数＝外围电子数＝原子最外层ns电子数＋次外层(n－1)d电子数。
⑥Ⅷ族：原子最外层ns电子数＋次外层(n－1)d电子数之和，分别为8、9、10。
(2)外围电子排布与元素的最高正价
①当主族元素失去全部外围电子后，表现出该元素的最高化合价，最高正价＝主族序数(O、F除外)。
②ⅢB～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。
1.外围电子不一定是最外层电子，只有主族元素的外围电子才是最外层电子。对于过渡元素还包括部分内层电子。
2.元素的外围电子数不一定等于其所在族的族序数，对主族元素成立，部分过渡元素不成立。
3.同一族元素的外围电子排布不一定相同，如He和Ne等。
1.外围电子排布式为5s25p1的元素，位于周期表中( )
A.第4周期ⅤA族 B.第5周期ⅢA族
C.第5周期ⅠA族 D.第4周期ⅢA族
解析 电子层数＝周期序数，外围电子数＝主族元素的族序数，所以该元素位于第5周期ⅢA族。
B
2.若某原子的外围电子排布式为4d15s2，则下列说法正确的是( )
A.该元素位于周期表中第5周期ⅢB族
B.该元素原子外围电子数为2
C.该元素为非金属元素
D.该元素原子N电子层共有8个电子
解析 该原子的外围电子排布式为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5周期ⅢB族，故A正确；该原子的外围电子排布式为4d15s2，所以该元素原子外围电子数为3，故B错误；该元素是金属元素，故C错误；第N电子层的电子排布为4s24p64d1，共有9个电子，故D错误。
A
3.某元素原子最外层只有1个电子，最高电子层n＝4。
(1)符合上述条件的元素，可以有________种；原子序数分别为___________。
(2)写出相应元素原子的电子排布式，并指出在周期表中的位置_____________________________________________________________________________________。
3
19、24、29
K：[Ar]4s1，第4周期ⅠA族；Cr：[Ar]3d54s1，第4周期ⅥB族；Cu：[Ar]3d104s1，第4周期ⅠB族
解析 (1)题给元素原子最高电子层n＝4，最外层只有一个电子，则该电子在4s轨道上，所以最外层电子排布式为4s1。当最外层已经填入电子时，次外层的3s轨道和3p轨道应已充满，而3d轨道的电子数可为0、5、10。这三种情况的原子序数分别为19、24和29，即K、Cr和Cu三种元素。
二、核外电子排布与区的划分
对点训练
1.核外电子排布与区的划分
根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域：____区、____区、____区、______区和____区。五个区的位置关系如下图所示。
s
p
d
ds
f
2.元素周期表的分区及应用
(1)根据核外电子的排布分区
分区 元素分布 外围电子排布 元素性质特点
s区 ⅠA族、ⅡA族 ns1～2 除氢元素外都是较活泼的金属元素
p区 ⅢA～ⅦA族、0族 ns2np1～6(氦除外) 除惰性气体外，最外层电子参与反应
d区 ⅢB～ⅦB族、Ⅷ族 (n－1)d1～9ns1～2 (钯除外) d轨道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 ⅢB族 (n－2)f0～14 (n－1)d0～2ns2 金属元素
(2)根据元素的金属性和非金属性分区
1.按电子排布，可以把周期表中的元素划分为5个区，以下元素属于p区的是( )
A.Fe B.Mg C.Br D.Cu
解析 Fe的外围电子排布式为3d64s2，属于d区元素，A错误；Mg的外围电子排布式为3s2，属于s区元素，B错误；Br的外围电子排布式为4s24p5，属于p区元素，C正确；Cu的外围电子排布式为3d104s1，属于ds区元素，D错误。
C
2.不锈钢是最常见的一种合金钢，其合金元素主要是铬和镍。这两种元素在元素周期表中位于( )
A.s区 B.p区
C.d区 D.ds区
解析 基态Cr原子的外围电子排布式是3d54s1，基态Ni原子的外围电子排布式是3d84s2，则Cr、Ni均位于元素周期表的d区，C项正确。
C
3.下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的外围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4周期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ⅠA族
D.最外层电子排布式为ns2np1，该元素可能是ⅢA族或ⅢB族
A
解析 铜位于第4周期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ⅠA族，如铜的最外层电子排布式为4s1，但铜属于ⅠB族，故C错误；最外层电子排布式为ns2np1，该元素位于ⅢA族，故D错误。
课堂达标训练
1.下列说法正确的是( )
A.元素周期表每一周期元素原子的最外层电子排布均是从ns1 过渡到ns2np6
B.所有的非金属元素都分布在p区
C.原子核外电子排布式为ns1的原子与原子核外电子排布式为(n＋1)s1的原子的化学性质相同
D.元素周期表中ⅢB到ⅡB的10个纵行的元素都是金属，所以统称为过渡金属元素
D
解析 第1周期元素的原子最外层电子排布是从1s1 过渡到1s2，故A错误；H元素分布在s区，故B错误；原子核外电子排布式为1s1的原子是H原子，属于非金属元素；原子核外电子排布式为1s22s1的原子是Li，属于金属元素，化学性质不同，故C错误；元素周期表中ⅢB到ⅡB的10个纵行的元素为副族和Ⅷ族元素，都是金属，统称为过渡金属元素，故D正确。
2.(2024·东莞一中高二段考)某基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4。下列说法不正确的是( )
A.原子核外有3个电子层
B.外围电子数为4
C.处于第3周期ⅥA族
D.属于p区元素
B
3.(2023·临沂郯城一中高二期末)下列说法中，正确的是( )
A.元素周期表中s区、d区和ds区的元素都是金属元素
B.p能级电子能量一定高于s能级电子能量
C.ns2np4属于p区主族元素
D.ⅦA族元素从上到下，非金属性依次增强
解析 s区元素不一定是金属元素，还有非金属氢，d区和ds区的元素都是金属元素，故A错误；p能级电子能量不一定高于s能级电子能量，如2p能级电子的能量小于3s能级的能量，故B错误；ns2np4是ⅥA族元素，属于p区主族元素，故C正确；同主族元素从上到下，原子半径递增，原子核对最外层电子吸引能力逐渐减弱，则金属性逐渐增强、非金属性逐渐减弱，故D错误。
C
4.(2023·通化梅河口五中高二期末)基态原子的核外电子排布式为[Kr]4d105s1 的元素所属的区、周期和族为( )
A.p 区、第5周期、ⅠB族
B.ds 区、第5周期、Ⅷ族
C.d 区、第4周期、ⅠB族
D.ds 区、第5周期、ⅠB族
解析 由该原子电子排布式知，其最高电子层为第5层，故位于第5周期，根据其外围电子排布特点确定其位于ds区，对应族为ⅠB族。
D
5.已知几种元素原子的核外电子排布或外围电子排布情况，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。
Na
11
s
3
ⅠA
Fe
26
d
4
Ⅷ
Cu
29
ds
4
ⅠB
S
16
p
3
ⅥA
Cl
17
p
3
ⅦA
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Cu；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。再根据最大电子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，主族元素的外围电子总数等于主族序数；C元素的外围电子排布式为3d104s1，s轨道电子数为1，应为ds区的ⅠB族。
课后巩固训练
A级 合格过关练
D
选择题只有一个选项符合题意
1.某元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d74s2，它在元素周期表中的位置是( )
A.第3周期ⅡB族 B.第4周期ⅡB族
C.第4周期ⅦB族 D.第4周期Ⅷ族
解析 由[Ar]3d74s2可知该元素位于第4周期，外围电子数之和为7＋2＝9，则位于第4周期第9纵列，为第4周期Ⅷ族。
2.具有下列最外层电子排布的基态原子，其相应的元素一定属于主族的是( )
A.ns1 B.ns2
C.ns2np6 D.ns2np2
解析 主族元素分布在s、p两个区，副族元素分布在d、ds、f区，因此最外层电子排布为ns1或者ns2的基态原子可能是副族元素，如Cu：[Ar]3d104s1，Zn：[Ar]3d104s2；C项中表示的是0族元素，只有D项中元素是主族元素，位于周期表中ⅣA族。
D
3.下列说法中正确的是( )
A.s区都是金属元素
B.s区都是主族元素
C.稀有气体在ds区
D.所有非金属元素都在p区
B
4.某元素基态原子的最外层电子排布式为ns2，该元素是( )
A.一定是ⅡA族元素
B.一定是金属元素
C.不可能是p区元素
D.一定是s区元素G
C
5.寻找优良的半导体材料，应在元素周期表的哪个位置寻找( )
A.s区 B.p区 C.d区 D.ds区
B
解析 通常在金属元素与非金属元素的分界线附近寻找优良的半导体材料，这一区域属于元素周期表的p区，B符合题意；答案选B。
6.下面元素周期表中全部是金属元素的区域为( )
D
A.只有s区 B.只有d区 C.s区、d区和ds区 D.d区和ds区
解析 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。
7.港珠澳大桥是世界上最长的跨海大桥，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.铝位于元素周期表的p区
B.基态铝原子核外未成对电子数为3
C.钒位于元素周期表中第4周期ⅤB族
D.基态锌原子的外围电子排布式为3d104s2
B
解析 铝位于元素周期表的p区，A项正确；基态铝原子最外层电子排布式为3s23p1，则核外未成对电子数为1，B项错误；基态钒原子的外围电子排布式为3d34s2，钒位于元素周期表中第4周期ⅤB族，C项正确；锌为30号元素，基态原子的外围电子排布式为3d104s2，D项正确。
8.(2023·东莞四中高二期中)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、f区、ds区的元素
D.ds区元素不都是副族元素
解析 元素周期表的s区不全部是金属元素，如氢元素为非金属元素，故A错误；过渡元素处于元素周期表的d区、ds区和f区，则元素周期表的d区仅包含部分过渡元素，故B错误；过渡元素处于元素周期表的d区、ds区和f区，故C正确；ⅠB族和ⅡB族元素处于元素周期表的ds区，则ds区元素都是副族元素，故D错误。
C
9.下列说法正确的是( )
A.所有金属元素都分布在s区、d区和ds区
B.元素周期表ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素
C.最外层电子数为1或2的元素都分布在s区
D.s区均为金属元素，p区都是非金属元素
解析 s区除氢元素外，其他元素均为金属元素，p区也有金属元素，A错误；元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素，B正确；ⅠB、ⅡB族元素的原子最外层电子数为1、2，在ds区，C错误；s区的氢元素为非金属元素，D错误。
B
10.某元素的最外层电子数为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
解析 该元素为同族元素中原子序数最小的，所以该元素为第2周期或第4周期元素。又因其外围电子数≠最外层电子数，可推出该元素并不是第2周期元素，应为第4周期元素，外围电子排布式为3d34s2，故为23号元素V，位于d区。
C
11.已知某元素＋2价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9，则该元素在元素周期表中的位置及所属分区是( )
A.第4周期Ⅷ族，p区
B.第6周期ⅤB族，d区
C.第4周期ⅠB族，ds区
D.第4周期ⅤB族，f区
解析 由题意可知，该元素＋2价离子的核外有27个电子，则该元素原子核外有29个电子，即该元素是Cu，位于第4周期ⅠB族，属于ds区。
C
12.具有下列电子层结构的粒子，其对应元素一定属于同一周期的是( )
A.两原子核外全部都是s电子
B.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
C.原子核外M层上的s、p能级都充满电子，而d能级上没有电子的两种原子
D.两原子N层上都有1个s电子，一个原子有d电子，另一个原子无d电子
D
解析 两原子核外全部都是s电子，不一定是同一周期，如H与Li，A错误；最外层电子排布为2s22p6的原子是Ne，最外层电子排布为2s22p6的离子可能是Na、Mg、Al或F等离子，前三种与Ne不是同一周期，B错误；M层上的s、p能级都充满电子，但未说明4s能级上有无电子，所以不能确定是否同周期，C错误；N层上都有1个电子，说明最外层是4s，一个有d电子，一个无d电子，只是说明3d轨道上有无电子，但不影响电子层数，所以都是第4周期元素，D正确。
13.具有如下电子层结构的原子，其相应元素一定属于同一族的是( )
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.3p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.最外层电子排布式为ns2的原子和最外层电子排布式为(n＋1)s2的原子
D.最外层电子排布式为ns2的原子和最外层电子排布式为(n＋1)s2(n＋1)p6的原子
B
解析 p轨道上有2个未成对电子，p能级的电子数可能为2或4，3p能级上有2个未成对电子的原子可能为Si或S，4p能级上有2个未成对电子的原子可能为Ge或Se，则不一定为同一族，A不符合题意；p轨道上只有1个空轨道，p能级应含有2个电子，3p能级上只有1个空轨道的原子为Si，4p能级上只有1个空轨道的原子为Ge，都为ⅣA族元素，B符合题意；最外层电子排布式为ns2、(n＋1)s2的原子可能是He、ⅡA族元素原子、副族元素原子或Ⅷ族元素原子，C不符合题意；最外层电子排布式为ns2的原子可能是He、ⅡA族元素原子、副族元素原子或Ⅷ族元素原子，最外层电子排布式为(n＋1)s2(n＋1)p6的原子属于0族元素原子，则不一定为同一族，D不符合题意。
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叙述正确的是( )
A.基态原子核外N电子层上只有一个电子的元素一定是ⅠA或ⅠB族元素
B.原子外围电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素都是副族元素
C.基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区
D.基态原子核外外围电子排布式为(n－1)dxnsy的元素的族序数一定为x＋y
C
解析 基态原子核外N电子层上只有一个电子的元素，可能是钾元素，也可能是铬元素或铜元素，A项错误；原子外围电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素是Ⅷ族元素，不是副族元素，B项错误；基态原子的p能级上半充满的元素，其基态原子外围电子排布式为ns2np3，则该元素一定属于p区元素，C项正确；基态原子核外外围电子排布式为(n－1)dxnsy的元素的族序数可能为x＋y(x＋y≤7)，也可能为8(8≤x＋y≤10)，还可能为y(x＝10)，D项错误。
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，该周期的元素种数有________种。
4
18
解析 根据元素原子有4个电子层容纳电子，则该元素处于第4周期，该周期共有18种元素。
(2)该元素处于元素周期表的第________族，该族的非金属元素种数有________种。
(3)该元素处于元素周期表的________区，该区包括______________族的元素。
ⅢA
1
p
ⅢA～ⅦA、0
解析 (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，由该区元素的外围电子的电子排布为ns2np1～6，可以确定所包含元素族的种数为ⅢA～ⅦA族、0族。
16.在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，人们发现外围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轨道的轨道类型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，原子的外围电子的电子云形状为_______。
球形
(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________。
Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6，
Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5
Fe3＋
(3)在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的外
围电子排布式为________。
(4)在p区中，第2周期ⅤA族元素原子外围电子轨道表示式为
_______________。
3d104s2
(5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在________
区中。
f
B级 素养培优练
17.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.该元素是非金属元素
B.该元素位于周期表中d区或ds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
B
解析 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错误；该元素可能位于周期表的d区或ds区，B正确；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。
18.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ns2np1～5的元素不一定是主族元素
B.基态原子的p轨道上有5个电子的元素不一定是ⅦA族元素
C.原子的外围电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素不位于ⅠB～ⅦB族
D.基态原子的N电子层上只有1个电子的元素原子外围电子排布一定是4s1
C
解析 p区0族元素外围电子排布可能为ns2np6，所以外围电子排布ns2np1～5一定是主族元素，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错误；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ⅠB～ⅦB族，故C正确；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。
3
(3)铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有Al2O3、K2O、CaO、MgO、Cr2O3等氧化物中的几种。
①Cr原子的外围电子轨道表示式为______________；第4周期ds区元素中，与基态Cr原子最外层电子数目相同的元素的元素符号为_______。
②上述氧化物所涉及的元素中，处于元素周期表中p区的元素有________。
(填元素符号)
Cu
Al、O
(4)我国科研人员研制出了M－LiH(M为Fe、Mn等金属)等催化剂，使得合成氨工业的温度，压强分别降到了350 ℃、1 MPa，这是近年来合成氨反应研究中的重要突破。
Mn在元素周期表中的位置______________，基态Mn原子未成对的电子数为____。
第4周期ⅦB族
5作业5 原子核外电子排布的周期性
(分值:90分)
A级 合格过关练
选择题只有一个选项符合题意(1~14题,每题4分,共56分)
1.某元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d74s2,它在元素周期表中的位置是 ( )
第3周期ⅡB族 第4周期ⅡB族
第4周期ⅦB族 第4周期Ⅷ族
2.具有下列最外层电子排布的基态原子,其相应的元素一定属于主族的是 ( )
ns1 ns2
ns2np6 ns2np2
3.下列说法中正确的是 ( )
s区都是金属元素
s区都是主族元素
稀有气体在ds区
所有非金属元素都在p区
4.某元素基态原子的最外层电子排布式为ns2,该元素是 ( )
一定是ⅡA族元素 一定是金属元素
不可能是p区元素 一定是s区元素
5.寻找优良的半导体材料,应在元素周期表的哪个位置寻找 ( )
s区 p区
d区 ds区
6.下面元素周期表中全部是金属元素的区域为 ( )
只有s区 只有d区
s区、d区和ds区 d区和ds区
7.港珠澳大桥是世界上最长的跨海大桥,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 ( )
铝位于元素周期表的p区
基态铝原子核外未成对电子数为3
钒位于元素周期表中第4周期ⅤB族
基态锌原子的外围电子排布式为3d104s2
8.(2023·东莞四中高二期中)关于元素周期表中元素的分区,下列说法正确的是 ( )
元素周期表的s区全部是金属元素
元素周期表的d区包含所有的过渡元素
过渡元素包括d区、f区、ds区的元素
ds区元素不都是副族元素
9.下列说法正确的是 ( )
所有金属元素都分布在s区、d区和ds区
元素周期表ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素
最外层电子数为1或2的元素都分布在s区
s区均为金属元素,p区都是非金属元素
10.某元素的最外层电子数为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 ( )
电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2
该元素为V
该元素为ⅡA族元素
该元素位于d区
11.已知某元素+2价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9,则该元素在元素周期表中的位置及所属分区是 ( )
第4周期Ⅷ族,p区
第6周期ⅤB族,d区
第4周期ⅠB族,ds区
第4周期ⅤB族,f区
12.具有下列电子层结构的粒子,其对应元素一定属于同一周期的是 ( )
两原子核外全部都是s电子
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
原子核外M层上的s、p能级都充满电子,而d能级上没有电子的两种原子
两原子N层上都有1个s电子,一个原子有d电子,另一个原子无d电子
13.具有如下电子层结构的原子,其相应元素一定属于同一族的是 ( )
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
3p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
最外层电子排布式为ns2的原子和最外层电子排布式为(n+1)s2的原子
最外层电子排布式为ns2的原子和最外层电子排布式为(n+1)s2(n+1)p6的原子
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叙述正确的是 ( )
基态原子核外N电子层上只有一个电子的元素一定是ⅠA或ⅠB族元素
原子外围电子排布式为(n-1)d6~8ns2的元素都是副族元素
基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区
基态原子核外外围电子排布式为(n-1)dxnsy的元素的族序数一定为x+y
15.(6分)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)(2分)该元素处于元素周期表的第 周期,该周期的元素种数有 种。
(2)(2分)该元素处于元素周期表的第 族,该族的非金属元素种数有 种。
(3)(2分)该元素处于元素周期表的 区,该区包括 族的元素。
16.(9分)在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时,人们发现外围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轨道的轨道类型符号作为该区的符号,如图所示。
(1)(1分)在s区中,族序数最大、原子序数最小的元素,原子的外围电子的电子云形状为 。
(2)(3分)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 (2分),
其中较稳定的是 (1分)。
(3)(2分)在ds区中,族序数最大、原子序数最小的元素,原子的外围电子排布式为 。
(4)(2分)在p区中,第2周期ⅤA族元素原子外围电子轨道表示式为 。
(5)(1分)当今常用于核能开发的元素是铀和钚,它们在 区中。
B级 素养培优练
(17~18题,每题4分,共8分)
17.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 ( )
该元素是非金属元素
该元素位于周期表中d区或ds区
该元素的族序数为a+b
该元素位于周期表中第4周期
18.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 ( )
原子的外围电子排布为ns2np1~5的元素不一定是主族元素
基态原子的p轨道上有5个电子的元素不一定是ⅦA族元素
原子的外围电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素不位于ⅠB~ⅦB族
基态原子的N电子层上只有1个电子的元素原子外围电子排布一定是4s1
19.(11分)(2023·泰安新泰一中高二期末)合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就,是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。
(1)(1分)基态氮原子中,能量最高的电子的电子云在空间有 个伸展方向。
(2)(2分)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。对于基态的氮原子,其外围电子自旋磁量子数的代数和为 。
(3)(6分)铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂,通常还含有Al2O3、K2O、CaO、MgO、Cr2O3等氧化物中的几种。
①Cr原子的外围电子轨道表示式为 ;第4周期ds区元素中,与基态Cr原子最外层电子数目相同的元素的元素符号为 。
②上述氧化物所涉及的元素中,处于元素周期表中p区的元素有 。(填元素符号)
(4)(2分)我国科研人员研制出了M-LiH(M为Fe、Mn等金属)等催化剂,使得合成氨工业的温度,压强分别降到了350 ℃、1 MPa,这是近年来合成氨反应研究中的重要突破。
Mn在元素周期表中的位置 ,基态Mn原子未成对的电子数为 。
作业5 原子核外电子排布的周期性
1.D [由[Ar]3d74s2可知该元素位于第4周期，外围电子数之和为7＋2＝9，则位于第4周期第9纵列，为第4周期Ⅷ族。]
2.D [主族元素分布在s、p两个区，副族元素分布在d、ds、f区，因此最外层电子排布为ns1或者ns2的基态原子可能是副族元素，如Cu：[Ar]3d104s1，Zn：[Ar]3d104s2；C项中表示的是0族元素，只有D项中元素是主族元素，位于周期表中ⅣA族。]
3.B 4.C
5.B [通常在金属元素与非金属元素的分界线附近寻找优良的半导体材料，这一区域属于元素周期表的p区，B符合题意；答案选B。]
6.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。]
7.B [铝位于元素周期表的p区，A项正确；基态铝原子最外层电子排布式为3s23p1，则核外未成对电子数为1，B项错误；基态钒原子的外围电子排布式为3d34s2，钒位于元素周期表中第4周期ⅤB族，C项正确；锌为30号元素，基态原子的外围电子排布式为3d104s2，D项正确。]
8.C [元素周期表的s区不全部是金属元素，如氢元素为非金属元素，故A错误；过渡元素处于元素周期表的d区、ds区和f区，则元素周期表的d区仅包含部分过渡元素，故B错误；过渡元素处于元素周期表的d区、ds区和f区，故C正确；ⅠB族和ⅡB族元素处于元素周期表的ds区，则ds区元素都是副族元素，故D错误。]
9.B [s区除氢元素外，其他元素均为金属元素，p区也有金属元素，A错误；元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素，B正确；ⅠB、ⅡB族元素的原子最外层电子数为1、2，在ds区，C错误；s区的氢元素为非金属元素，D错误。
10.C [该元素为同族元素中原子序数最小的，所以该元素为第2周期或第4周期元素。又因其外围电子数≠最外层电子数，可推出该元素并不是第2周期元素，应为第4周期元素，外围电子排布式为3d34s2，故为23号元素V，位于d区。]
11.C [由题意可知，该元素＋2价离子的核外有27个电子，则该元素原子核外有29个电子，即该元素是Cu，位于第4周期ⅠB族，属于ds区。]
12.D [两原子核外全部都是s电子，不一定是同一周期，如H与Li，A错误；最外层电子排布为2s22p6的原子是Ne，最外层电子排布为2s22p6的离子可能是Na、Mg、Al或F等离子，前三种与Ne不是同一周期，B错误；M层上的s、p能级都充满电子，但未说明4s能级上有无电子，所以不能确定是否同周期，C错误；N层上都有1个电子，说明最外层是4s，一个有d电子，一个无d电子，只是说明3d轨道上有无电子，但不影响电子层数，所以都是第4周期元素，D正确。
13.B [p轨道上有2个未成对电子，p能级的电子数可能为2或4，3p能级上有2个未成对电子的原子可能为Si或S，4p能级上有2个未成对电子的原子可能为Ge或Se，则不一定为同一族，A不符合题意；p轨道上只有1个空轨道，p能级应含有2个电子，3p能级上只有1个空轨道的原子为Si，4p能级上只有1个空轨道的原子为Ge，都为ⅣA族元素，B符合题意；最外层电子排布式为ns2、(n＋1)s2的原子可能是He、ⅡA族元素原子、副族元素原子或Ⅷ族元素原子，C不符合题意；最外层电子排布式为ns2的原子可能是He、ⅡA族元素原子、副族元素原子或Ⅷ族元素原子，最外层电子排布式为(n＋1)s2(n＋1)p6的原子属于0族元素原子，则不一定为同一族，D不符合题意。]
14.C [基态原子核外N电子层上只有一个电子的元素，可能是钾元素，也可能是铬元素或铜元素，A项错误；原子外围电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素是Ⅷ族元素，不是副族元素，B项错误；基态原子的p能级上半充满的元素，其基态原子外围电子排布式为ns2np3，则该元素一定属于p区元素，C项正确；基态原子核外外围电子排布式为(n－1)dxnsy的元素的族序数可能为x＋y(x＋y≤7)，也可能为8(8≤x＋y≤10)，还可能为y(x＝10)，D项错误。]
15.(1)4 18 (2)ⅢA 1
(3)p ⅢA～ⅦA、0
解析 (1)根据元素原子有4个电子层容纳电子，则该元素处于第4周期，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，由该区元素的外围电子的电子排布为ns2np1～6，可以确定所包含元素族的种数为ⅢA～ⅦA族、0族。
16.(1)球形
(2)Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6，
Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5 Fe3＋
(3)3d104s2 (4) (5)f
解析 (1)s区为ⅠA族、ⅡA族，符合条件的元素为Be，其电子排布式为1s22s2，外围电子的电子云形状为球形。(2)d区为ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族，族序数最大且原子序数最小的元素为Fe，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轨道“半充满”，其稳定性强于Fe2＋。(3)ds区符合条件的为Zn，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，外围电子排布式为3d104s2。(4)该题中符合题意的为N，外围电子轨道表示式为。(5)铀和钚均为锕系元素，位于f区。
17.B [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错误；该元素可能位于周期表的d区或ds区，B正确；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。]
18.C [p区0族元素外围电子排布可能为ns2np6，所以外围电子排布ns2np1～5一定是主族元素，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错误；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ⅠB～ⅦB族，故C正确；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。]
19.(1)3 (2)＋或－
(3)① Cu ②Al、O
(4)第4周期ⅦB族 5
解析 (1)基态氮原子中，能量最高的电子为2p电子，电子云在空间有3个伸展方向；(2)基态氮原子电子排布为1s22s22p3，则其外围电子自旋磁量子数的代数和为＋或－；(3)①Cr为24号元素，Cr原子的外围轨道表示式为；第4周期ds区元素中，铜的外围电子排布为3d104s1，与基态Cr原子最外层电子数目相同的元素的元素符号为Cu。②上述氧化物所涉及的元素中，处于元素周期表中p区的元素有Al、O；(4)Mn为25号元素，在元素周期表中的位置是第4周期ⅦB族，基态Mn原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s2，故基态Mn原子未成对的电子数为5。
