微专题1 主族元素、第4周期过渡元素的价电子排布和未成对电子数判断与应用
1.主族元素价电子排布和未成对电子数
族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
价电子排布式 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5
未成对电子数 1 0 1 2 3 2 1
2.第4周期过渡元素价电子排布和未成对电子数
族 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
元素名称 钪 钛 钒 铬 锰 铁 钴 镍 铜 锌
元素符号 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
原子序数 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
价电子排布 3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 3d104s2
未成对电子数 1 2 3 6 5 4 3 2 1 0
3.1~36号元素中,原子核外未成对电子数与价电子排布之间的关系
(1)有1个未成对电子:ns1、ns2np1、ns2np5、3d14s2、3d104s1
(2)有2个未成对电子:ns2np2、ns2np4、3d24s2、3d84s2
(3)有3个未成对电子:ns2np3、3d34s2、3d74s2
(4)有4个未成对电子:3d64s2
(5)有5个未成对电子:3d54s2
(6)有6个未成对电子:3d54s1
1.A、B属于短周期中不同主族的元素,A、B原子的最外层电子中,成对电子和未成对电子占据的轨道数相等,A、B可组成化合物AnBm。若A元素的原子序数为a,则B元素的原子序数可能为 ( )
A.a-8 B.a-3
C.a+3 D.a+4
2.前四周期元素中,基态原子的未成对电子数与其所在周期序数相同的元素有 ( )
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
3.(2023·邵阳二中高二上期中)第4周期的元素形成的化合物在生产生活中有着重要的用途。
(1)镍铬钢抗腐蚀性能强,基态铬原子(24Cr)的核外电子排布式为 ,按照电子排布式,镍元素(28Ni)在周期表中位于 区。
(2)硒(34Se)常用作光敏材料,基态硒原子的价电子排布式为 。
(3)“玉兔二号”月球车是通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作的。基态砷原子(33As)的电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形。基态镓原子(31Ga)的核外有 个未成对电子。
(4)与铜同周期的所有元素的基态原子中,未成对电子数与铜原子相同的元素有 种。
(5)基态砷原子的价电子排布式为 ,其原子核外有 个电子层, 个能级,其原子轨道达到全充满状态的个数是 ,其同周期元素基态原子与砷原子未成对电子数相同的元素还有 种。
4.已知X、Y、Z、W、Q、R、E七种元素中,原子序数X元素 结构或性质信息
X 原子的L层上s电子数等于p电子数
Y 元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1
Z 单质在常温、常压下是气体,原子的M层上有1个未成对的p电子
W 元素的正一价离子的电子层结构与氩相同
Q 元素的核电荷数为Y和Z之和
R 元素的正三价离子的3d能级为半充满
E 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
请根据信息回答有关问题:
(1)元素X的原子核外共有 种不同运动状态的电子,有 种不同能级的电子。
(2)Q的基态原子核外电子排布式为 ,R的元素符号为 ,E元素基态原子的价电子排布式为 。
(3)含有元素W的盐的焰色试验为 色,许多金属盐都可以发生焰色试验,其原因是 。
微专题1 主族元素、第4周期过渡元素的价电子排布和未成对电子数判断与应用
迁移运用
1.C [原子的最外层电子中,成对电子占据轨道数和未成对电子占据轨道数相等的情况可能为①[He]2s22p1(硼元素);②[He]2s22p4(氧元素);③[Ne]3s23p1(铝元素);④[Ne]3s23p4(硫元素),这四种元素相互结合成化合物时,按其原子序数关系,若A的原子序数为a,B的原子序数可能为a+3(在B2O3和Al2S3中)、a+11(在B2S3中)和a-5(在Al2O3中),即C选项符合题意。]
2.C [第1周期中,有一个未成对电子的是1s1;第2周期中,未成对电子是两个的有两种:1s22s22p2和1s22s22p4;第3周期中,未成对电子是三个的是1s22s22p63s23p3;第4周期中未成对电子是四个的是1s22s22p63s23p63d64s2,共有5种。]
3.(1)1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1 d (2)4s24p4
(3)哑铃 1 (4)4 (5)4s24p3 4 8 15 2
解析 (1)基态铬原子(24Cr)为24号元素原子,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1);按照电子排布式,镍元素(28Ni)在周期表中位于d区。(2)基态硒原子为34号元素的原子,位于元素周期表第4周期第ⅥA族,价电子排布式为4s24p4。(3)基态砷原子(33As)为33号元素,电子占据最高能级的为4p轨道,电子云轮廓图为哑铃形。基态镓原子(31Ga)的价电子排布为4s24p1,核外有1个未成对电子。(4)铜元素基态原子的价电子排布式为3d104s1,有1个未成对电子,Cu位于第4周期,第4周期元素基态原子未成对电子数为l的原子,价电子排布式为4s1、3d14s2、3d104s1、4s24p1、4s24p5,故除Cu还有4种。(5)砷的原子序数为33,基态砷原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,价电子排布式为4s24p3,共有8个能级,原子轨道达到全充满状态的个数为15。基态砷原子核外有3个未成对电子,第4周期元素基态原子未成对电子数为3的价电子排布式为3d34s2、3d74s2、4s24p3,除砷外,还有2种元素。
4.(1)6 3
(2)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1) Fe
3d104s1
(3)紫 激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量,发出不同颜色的光
解析 (1)X元素原子的L层上s电子数等于p电子数,即其核外电子排布式为1s22s22p2,故X为碳元素,其原子核外共有6种不同运动状态的电子,有3种不同能级的电子。(2)Z元素原子的M层上有1个未成对的p电子,可能为Al或Cl,单质在常温、常压下是气体的只有Cl元素,故Z为Cl元素,Q为Cr元素,基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1);R元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成+3价离子,其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,即26号元素Fe;根据题意要求,E元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1),该元素为29号元素Cu,其原子的价电子排布式为3d104s1。(共13张PPT)
第 章 原子结构与元素性质
微专题 主族元素、第 周期过渡元素的价电子排布和未成对电子数判断与应用
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1.主族元素价电子排布和未成对电子数
族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
价电子排布式 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5
未成对电子数 1 0 1 2 3 2 1
2.第4周期过渡元素价电子排布和未成对电子数
族 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
元素名称 钪 钛 钒 铬 锰 铁 钴 镍 铜 锌
元素符号 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn
原子序数 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
价电子排布 3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 3d104s2
未成对电子数 1 2 3 6 5 4 3 2 1 0
3.1～36号元素中，原子核外未成对电子数与价电子排布之间的关系
(1)有1个未成对电子：ns1、ns2np1、ns2np5、3d14s2、3d104s1
(2)有2个未成对电子：ns2np2、ns2np4、3d24s2、3d84s2
(3)有3个未成对电子：ns2np3、3d34s2、3d74s2
(4)有4个未成对电子：3d64s2
(5)有5个未成对电子：3d54s2
(6)有6个未成对电子：3d54s1
1.A、B属于短周期中不同主族的元素，A、B原子的最外层电子中，成对电子和未成对电子占据的轨道数相等，A、B可组成化合物AnBm。若A元素的原子序数为a，则B元素的原子序数可能为( )
A.a－8 B.a－3 C.a＋3 D.a＋4
解析 原子的最外层电子中，成对电子占据轨道数和未成对电子占据轨道数相等的情况可能为①[He]2s22p1(硼元素)；②[He]2s22p4(氧元素)；③[Ne]3s23p1(铝元素)；④[Ne]3s23p4(硫元素)，这四种元素相互结合成化合物时，按其原子序数关系，若A的原子序数为a，B的原子序数可能为a＋3(在B2O3和Al2S3中)、a＋11(在B2S3中)和a－5(在Al2O3中)，即C选项符合题意。
C
2.前四周期元素中，基态原子的未成对电子数与其所在周期序数相同的元素有( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
解析 第1周期中，有一个未成对电子的是1s1；第2周期中，未成对电子是两个的有两种：1s22s22p2和1s22s22p4；第3周期中，未成对电子是三个的是1s22s22p63s23p3；第4周期中未成对电子是四个的是1s22s22p63s23p63d64s2，共有5种。
C
3.(2023·邵阳二中高二上期中)第4周期的元素形成的化合物在生产生活中有着重要的用途。
(1)镍铬钢抗腐蚀性能强，基态铬原子(24Cr)的核外电子排布式为___________________________，按照电子排布式，镍元素(28Ni)在周期表中位于__________________区。
1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1
d
解析 基态铬原子(24Cr)为24号元素原子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)；按照电子排布式，镍元素(28Ni)在周期表中位于d区。
(2)硒(34Se)常用作光敏材料，基态硒原子的价电子排布式为________。
(3)“玉兔二号”月球车是通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作的。基态砷原子(33As)的电子占据最高能级的电子云轮廓图为____________形。基态镓原子(31Ga)的核外有____________个未成对电子。
4s24p4
哑铃
1
解析 (2)基态硒原子为34号元素的原子，位于元素周期表第4周期第ⅥA族，价电子排布式为4s24p4。(3)基态砷原子(33As)为33号元素，电子占据最高能级的为4p轨道，电子云轮廓图为哑铃形。基态镓原子(31Ga)的价电子排布为4s24p1，核外有1个未成对电子。
(4)与铜同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数与铜原子相同的元素有___________________种。
(5)基态砷原子的价电子排布式为________，其原子核外有________个电子层，________个能级，其原子轨道达到全充满状态的个数是________，其同周期元素基态原子与砷原子未成对电子数相同的元素还有________种。
4
4s24p3
4
8
15
2
解析 (4)铜元素基态原子的价电子排布式为3d104s1，有1个未成对电子，Cu位于第4周期，第4周期元素基态原子未成对电子数为l的原子，价电子排布式为4s1、3d14s2、3d104s1、4s24p1、4s24p5，故除Cu还有4种。(5)砷的原子序数为33，基态砷原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，价电子排布式为4s24p3，共有8个能级，原子轨道达到全充满状态的个数为15。基态砷原子核外有3个未成对电子，第4周期元素基态原子未成对电子数为3的价电子排布式为3d34s2、3d74s2、4s24p3，除砷外，还有2种元素。
4.已知X、Y、Z、W、Q、R、E七种元素中，原子序数X元素 结构或性质信息
X 原子的L层上s电子数等于p电子数
Y 元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1
Z 单质在常温、常压下是气体，原子的M层上有1个未成对的p电子
W 元素的正一价离子的电子层结构与氩相同
Q 元素的核电荷数为Y和Z之和
R 元素的正三价离子的3d能级为半充满
E 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
请根据信息回答有关问题：
(1)元素X的原子核外共有________种不同运动状态的电子，有________种不同能级的电子。
6
3
解析 X元素原子的L层上s电子数等于p电子数，即其核外电子排布式为1s22s22p2，故X为碳元素，其原子核外共有6种不同运动状态的电子，有3种不同能级的电子。
(2)Q的基态原子核外电子排布式为____________________________________，R的元素符号为________，E元素基态原子的价电子排布式为______________________________。
1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)
Fe
3d104s1
解析 Z元素原子的M层上有1个未成对的p电子，可能为Al或Cl，单质在常温、常压下是气体的只有Cl元素，故Z为Cl元素，Q为Cr元素，基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)；R元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即26号元素Fe；根据题意要求，E元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)，该元素为29号元素Cu，其原子的价电子排布式为3d104s1。
(3)含有元素W的盐的焰色试验为________色，许多金属盐都可以发生焰色试验，其原因是__________________________________________________________
___________________________________________________________________。
紫
激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量，发出不同颜色的光
