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
1.（2024·宿迁高二检测）三星堆两次考古挖掘举世震惊，二号祭祀坑出土商代的铜人铜像填补了我国考古学、青铜文化、青铜艺术史上的诸多空白。下列有关说法错误的是（ ）
A.铜元素位于周期表的ds区
B.测定出土文物年代的14C是碳的一种单质
C.与铜元素最外层电子数相同的同一周期元素还有K和Cr两种
D.青铜中含有的锡元素位于周期表的第五周期第ⅣA族，则锡的价层电子排布式为5s25p2
2.下列有关元素周期表及其分区的理解不正确的是（ ）
A.元素周期表的每个周期中最后一种元素是稀有气体元素
B.基态原子最外层电子排布为ns2的元素都位于周期表第ⅡA族
C.主族元素处于元素周期表的s区和p区
D.某基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1，该元素位于周期表第四周期第ⅢA族
3.（2024·武汉高二检测）为维护国家安全和利益，经国务院批准，决定对镓、锗相关物项实施出口管制，自2023年8月1日起正式实施。下列说法错误的是（ ）
A.镓的核电荷数为31 B.锗是半导体材料
C.镓、锗位于周期表p区 D.镓、锗是稀土元素
4.硒是人体必需的微量元素，它能有效增强人体免疫力，广泛应用于治疗癌症、脑血管疾病等。下列有关说法正确的是（ ）
A.硒元素位于元素周期表中第15列
B.硒元素位于周期表中金属与非金属的分界处
C.硒元素位于元素周期表的p区
D.硒的基态原子核外电子排布中共有7个能级
5.（2024·湖北襄阳五中期中）已知某元素＋3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，该元素在周期表中的位置是（ ）
A.第三周期第Ⅷ族，p区
B.第三周期第ⅤB族，ds区
C.第四周期第Ⅷ族，d区
D.第四周期第ⅤB族，f区
6.元素周期表中铋元素的数据如图，下列说法正确的是（ ）
A.基态铋原子6p能级有一个未成对电子
B.铋位于周期表第六周期第ⅤA族
C.铋原子最外层有5个能量相同的电子
D.铋位于周期表p区，其最高价氧化物为Bi2O3
7.下列说法错误的是（ ）
A.基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区
B.核外电子排布相同的两原子，一定属于同种元素
C.基态原子的价层电子排布为（n－1）dxnsy的元素，族序数一定为x＋y
D.基态原子的N层上只有一个电子的元素，不一定是第ⅠA族元素
8.已知元素周期表中共有18列。如图所示实线表示元素周期表的边界，按电子排布，可把元素周期表划分为s区、p区、d区、ds区等，除ds区外，其他区的名称均按构造原理最后填入电子的能级符号来命名。
（1）请在图中用实线画出s区、p区、d区、ds区的边界线，并标记分区。请在元素周期表中标出4s轨道半充满的元素（用元素符号表示）。
（2）有的同学受这种划分的启示，认为d区内6、7列的部分元素可以排在另一区，你认为应排在 区。
（3）随着科学技术的发展，不断有新的元素被发现。现在第七周期已经排满，则元素周期表共可以排布 种元素。
9.（2024·石家庄高二检测）已知钛有48Ti、49Ti、50Ti等同位素，下列关于金属钛的叙述中不正确的是（ ）
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第ⅡB族
C.钛原子的价层电子排布为3d24s2
D.钛元素位于元素周期表的d区，是过渡元素
10.下列各组中的X和Y两种元素，在周期表中一定位于同一族的是（ ）
A.X原子的核外电子排布式为1s1，Y原子的价层电子排布式为3d104s1
B.X原子的核外电子排布式为1s2，Y原子的核外电子排布式为1s22s2
C.X原子2p轨道上有三个电子，Y原子的3p轨道上有三个电子
D.X原子核外M层上仅有两个电子，Y原子核外N层上也仅有两个电子
11.（2024·金华高二检测）已知某基态原子X）的某能层的电子排布为ns2np6nd5，下列说法错误的是（ ）
A.X必为d区元素
B.若n＝3，则Z为24或25
C.若n＝4，则X必为第五周期的过渡元素
D.若X是第四周期元素，则具有ns2np6nd5排布的原子仅有2种
12.元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图。已知Y元素原子的价层电子排布为nsn－1npn＋1，则下列说法不正确的是（ ）
X
Y
Z
A.X元素原子核外无d能级
B.Y元素在周期表的第三周期第ⅥA族
C.在元素周期表中，Y元素所在周期含非金属元素最多
D.Z元素基态原子的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s24p3
13.在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，人们发现价层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，将最后填入电子的能级的符号作为该区的符号（ds区除外），如图所示。
（1）在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价层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，常见离子的电子排布式为 ，其中较稳定的是 （填离子符号）。
（3）在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价层电子排布式为 。
（4）在p区中，第二周期第ⅤA族元素原子价层电子轨道表示式为 。
（5）当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在 区中。
14.（2024·邯郸高二检测）现有X、Y、Z、W、R五种前四周期的元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答有关问题。
X元素是形成化合物种类最多的元素
Y元素基态原子的核外p电子比s电子多3个
Z元素最高正价与最低负价的代数和为4
W元素主族序数与周期数的差为4
R元素位于元素周期表中的第八列
（1）R元素位于元素周期表的 区。已知该元素的＋3价离子比＋2价离子稳定，请简述其原因：
。
（2）W的基态原子含有 个原子轨道，其中电子所占据的最高能级的原子轨道呈 形。
（3）X、Y、Z、W的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为 （用化学式表示）。
（4）YW3的电子式为 。该物质遇水会发生水解反应，生成HYO2，同时产生白雾，写出该反应的化学方程式： 。
第1课时 原子结构与元素周期表
1.B 测定出土文物年代的14C是碳的一种同位素，B错误。
2.B 基态原子最外层电子排布为ns2的元素，有的位于周期表第ⅡA族，有的位于0族，例如氦，还有的位于副族，例如锌最外层电子排布为4s2，B错误。
3.D 镓为31号元素，核电荷数为31，A正确；锗位于金属元素与非金属元素分界线附近，是半导体材料，B正确；镓、锗分别位于第四周期第ⅢA族和ⅣA族，在周期表的p区，C正确；镓﹑锗不是稀土元素，稀土元素是指镧系元素和钪、钇两种元素，D错误。
4.C 硒元素位于元素周期表中第四周期第 ⅥA族，位于第16列，A错误；硒元素位于周期表中非金属区，B错误；硒元素的价层电子排布式为4s24p4，位于元素周期表的p区，C正确；硒的基态原子核外电子排布为
1s22s22p63s23p63d104s24p4，共有8个能级，D错误。
5.C 由题意可知，该元素＋3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，其原子核外电子数为23＋3＝26，该元素为Fe，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，处于周期表中第四周期第Ⅷ族，d区。
6.B 基态铋原子6p能级有3个未成对电子，A错误；根据铋原子的价层电子排布式为6s26p3可知，其位于周期表中第六周期第ⅤA族，B正确；铋原子最外层电子排布为6s26p3，6s能级2个电子与6p能级3个电子能量不同，C错误；根据价层电子排布可知，铋元素位于p区，最高价为＋5价，故最高价氧化物为Bi2O5，D错误。
7.C 基态原子的p能级上半充满即np3，则该元素一定位于p区，A正确；核外电子排布相同的两原子，一定属于同种元素，B正确；基态原子的价层电子排布为（n－1）dxnsy的元素，族序数不一定为x＋y，如当x＋y＝9或10时是第Ⅷ族，C错误；基态原子的N层上只有一个电子的元素，不一定是第ⅠA族元素K，可能是第ⅠB族元素Cu，D正确。
8.（1）
（2）ds （3）118
解析：（1）第ⅠA、ⅡA族最后填充s电子，为s区；第 ⅢA～0族为p区，第ⅢB～第ⅦB族（镧系和锕系除外）和第Ⅷ族为d区；第ⅠB族和第ⅡB族为ds区；K的价层电子排布为4s1，4s轨道半充满；Cr的价层电子排布为3d54s1，3d、4s轨道半充满；Cu的价层电子排布为 3d104s1，4s轨道半充满，所以4s轨道半充满的元素为K、Cr、Cu。（2）d区内6、7列的部分元素，d轨道半充满，s轨道半充满或全充满，为稳定结构，与ds区元素的稳定结构相似，则可以排在ds区。（3）各周期元素数目依次为2、8、8、18、18、32、32，则惰性气体原子序数依次为2、2＋8＝10、10＋8＝18、18＋18＝36、36＋18＝54、54＋32＝86、86＋32＝118。
9.B 中子数＝质量数－质子数，钛的质子数是22，48Ti、49Ti、50Ti的中子数分别是26、27、28，A正确；Ti是22号元素，处于第四周期第ⅣB族，B错误；钛是22号元素，基态钛原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2，价层电子排布为3d24s2，C正确；钛元素在周期表中处于第四周期第ⅣB族，位于元素周期表的d区，属于过渡元素，D正确。
10.C X原子的核外电子排布式为1s1，则X为H，为第ⅠA族元素，Y原子的价层电子排布式为3d104s1，则Y为Cu，为第ⅠB族元素，A错误；X为He，Y为Be，分别为0族、第ⅡA族元素，B错误；2p轨道上只有三个电子的X为N，3p轨道上只有三个电子的Y为P，二者位于周期表中同一主族，C正确；原子核外M层上仅有两个电子的X为Mg元素，原子核外N层上仅有两个电子的Y可能为Ca、Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn等元素，不一定位于同族，D错误。
11.D 按照核外电子排布，可把元素周期表划分为5个区，除ds区外，各区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号，根据X的电子排布式可知，X必为d区元素，A正确；若n＝3，基态X原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或1s22s22p63s23p63d54s2，则Z为24或25，B正确；若n＝4，该原子核外有5个电子层，处于第五周期，C正确；若X是第四周期元素，则具有ns2np6nd5排布的元素有Cr、Mn，但可能存在同位素，因此原子不止2种，D错误。
12.C Y元素原子的价层电子排布为nsn－1npn＋1，s能级最多容纳2个电子，所以n＝3，Y元素原子的价层电子排布为3s23p4，Y是S，根据X、Y、Z在周期表中的相对位置，可知X是F、Z是As。F原子核外电子排布式为1s22s22p5，无d能级，A正确；S是16号元素，S元素在周期表的第三周期第ⅥA族，B正确；S是第三周期元素，在元素周期表中第二周期含非金属元素最多，C错误；Z是33号元素As，基态As原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，D正确。
13.（1）球形 （2）Fe2＋：[Ar]3d6、Fe3＋：[Ar]3d5 Fe3＋
（3）3d104s2 （4） （5）f
解析：（1）s区包括第ⅠA族、第ⅡA族，其中族序数最大、原子序数最小的元素是Be，价层电子排布式为2s2，电子云形状为球形。（2）d区包括第ⅢB族～第ⅦB族（镧系和锕系除外）、第Ⅷ族，族序数最大且原子序数最小的为Fe，常见的离子为Fe2＋和Fe3＋，电子排布式分别为[Ar]3d6、[Ar]3d5，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区包括第ⅠB族、第ⅡB族，族序数最大、原子序数最小的元素是Zn，其价层电子排布式为3d104s2。（4）p区包括第ⅢA族～第ⅦA族和0族，第二周期第ⅤA族的元素是N，价层电子轨道表示式为 。（5）铀和钚均为锕系元素，位于f区。
14.（1）d ＋2价离子的价层电子排布式为3d6，而＋3价离子的价层电子排布式为3d5，为较稳定的半充满结构
（2）9 哑铃 （3）HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2CO3
（4）︰︰︰︰ PCl3＋2H2OHPO2＋3HCl
解析：X元素是形成化合物种类最多的元素，为C元素。Y元素基态原子的核外p电子比s电子多3个，则核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，为P元素。Z元素最高正价与最低负价的代数和为4，结合原子序数关系可知，为S元素。W元素主族序数与周期数的差为4，位于第三周期第ⅦA族，为Cl元素。R元素位于元素周期表中的第八列，为Fe元素。（1）R元素为Fe，位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，属于d区。其＋3价离子比＋2价离子稳定的原因为＋2价离子的价层电子排布式为3d6，而＋3价离子的价层电子排布式为3d5，为较稳定的半充满结构。（2）W元素为Cl，核外电子排布式：1s22s22p63s23p5，基态原子轨道有1＋1＋3＋1＋3＝9个，其中电子所占据的最高能级的原子轨道3p，呈哑铃形。（3）X、Y、Z、W的最高价氧化物对应水化物分别为H2CO3、H3PO4、H2SO4、HClO4，酸性由强到弱的顺序为HClO4＞ H2SO4＞ H3PO4＞ H2CO3。（4）YW3的分子式为PCl3，电子式为︰︰︰︰。PCl3遇水会发生水解反应，生成HPO2，同时产生白雾，根据元素守恒可知为HCl，反应的化学方程式为PCl3＋2H2OHPO2 ＋3HCl 。
4 / 4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
课程 标准 1.进一步认识周期表中原子结构和位置、价态、元素性质等之间的关系。 2.认识周期表中各区及元素周期表的规律。 3.知道周期表中各区、周期、族元素的原子结构和位置间的关系
分点突破（一） 原子结构与元素周期表
1.元素周期律、元素周期系和元素周期表
（1）元素周期律：元素的性质随相对原子质量递增发生周期性的重复。
（2）元素周期系：元素的这一按其原子序数（即原子核电荷数）递增排列的序列。
（3）元素周期表：呈现元素周期系的表格。元素周期系只有一个，元素周期表多种多样。
（4）元素周期系与元素周期表的关系
2.构造原理与元素周期表
（1）核外电子排布与周期的划分
①电子排布与周期划分的本质联系
第一周期从1s1开始，以1s2结束，其余各周期总是从 能级开始，以 结束。
②规律：周期序数＝ 。
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。
（2）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目和 排布。
②特点：同族元素的价层电子数 ，这是同族元素性质相似的结构基础。从第四周期开始的长周期，比短周期多出的元素全部是金属元素，这是因为他们的最外层电子数始终不超过 ，即为ns1～2（Pd例外）。
分析下面元素周期表的轮廓图，思考并回答下列问题：
【交流讨论】
1.元素周期表共有几个周期？写出每个周期开始第一个元素和结尾元素的价层电子排布通式。思考为什么第一周期结尾元素的电子排布跟其他周期不同？
2.元素周期表共有多少列？同列的价层电子数是否相等？第ⅢA族～第ⅦA族价层电子排布通式是什么？
3.价层电子排布为5s25p1的元素，在元素周期表中处于什么位置？据此分析主族元素的价层电子排布与周期表位置有何关系？
4.最外层有三个未成对电子的元素一定属于主族元素吗？
1.主族元素的价层电子排布
主族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
价层电子排布 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5
（1）主族元素的族序数＝价层电子总数＝最高正价（O、F除外）。
（2）过渡元素的价层电子总数＝纵列数（镧系、锕系除外）。
（3）同主族元素原子的价层电子排布相同，价层电子全部排布在ns或nsnp轨道上。
2.稀有气体的价层电子排布为1s2或ns2np6（n≥2）。
3.过渡元素（以第四周期为例）的价层电子排布
族序数 价层电子排布
ⅢB （n－1）d1ns2
ⅣB （n－1）d2ns2
ⅤB （n－1）d3ns2
ⅥB （n－1）d5ns1
ⅦB （n－1）d5ns2
Ⅷ （n－1）d6～8ns2
ⅠB （n－1）d10ns1
ⅡB （n－1）d10ns2
（1）第ⅢB→第ⅦB族：族序数＝价层电子数＝原子最外层ns电子数＋次外层（n－1）d电子数＝最高正价。
（2）第Ⅷ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。
（3）第ⅠB和第ⅡB的族序数＝原子最外层电子数。
1.（2024·淮安高二检测）若某原子的价层电子排布为4d15s2，下列说法正确的是（ ）
A.该元素位于元素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
2.（2024·南京高二检测）长式周期表共有18个纵列，从左到右排为1～18列，即碱金属元素为第1列，稀有气体元素为第18列。按这种规定，下列说法正确的是（ ）
A.第14列元素中未成对电子数是同周期元素中最多的
B.只有第2列的元素原子最外层电子排布为ns2
C.第四周期第8列元素是镍元素
D.第15列元素原子的价层电子排布为ns2np3
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
4.具有下列电子层结构的原子，其对应元素一定属于同一周期的是（ ）
A.两种原子的电子层上全部都是s电子
B.3p轨道上只有一个空轨道的原子和3p轨道上有一个未成对电子的原子
C.最外层电子排布式为2s22p6的原子和最外层电子排布式为2s22p6的离子
D.原子核外的M层上的s轨道和p轨道都填满了电子，而d轨道上尚未排有电子的两种原子
分点突破（二） 元素周期表的分区
1.根据核外电子的排布分区
（1）各区的划分
按构造原理最后填入电子的 的符号可将元素周期表分为s、p、d、f 4个区，而第ⅠB、ⅡB族这2个纵列的元素的核外电子因先填满了 能级而后再填充 能级而得名ds区。5个区的位置关系如图所示。
（2）各区元素化学性质及价层电子排布特点
包括的元素 价层电子排布 化学性质
s区 第ⅠA族、ⅡA族 ns1～2（最后的电子填在ns上） 除氢外，都是活泼金属元素（碱金属和碱土金属）
p区 第ⅢA族～ⅦA族、0族 ns2np1～6（氦除外，最后的电子填在np上） 最外层电子参与反应，随着最外层电子数目的增加，非金属性增强，金属性减弱（0族除外）
d区 第ⅢB族～ⅦB族 （镧系、锕系除外）、 Ⅷ族 （n－1）d1～9ns1～2[钯除外，最后的电子填在（n－1）d上] 均为过渡金属，由于d轨道都未充满电子，因此d轨道上的电子可以不同程度地参与化学键的形成
ds区 第ⅠB族、ⅡB族 （n－1）d10ns1～2[（n－1）d全充满] 均为过渡金属，d轨道已充满电子，因此d轨道上的电子一般不再参与化学键的形成
f区 镧系、锕系 （n－2）f0～14（n－1）d0～2ns2 镧系元素的化学性质非常相近；锕系元素的化学性质也非常相近
（3）根据原子结构确定元素分区的思路
电子排布式价层电子排布
2.根据元素的金属性和非金属性分区
（1）沿着元素周期表中硼、硅、砷、碲、砹、与铝、锗、锑、钋、之间画一条线，线的左边是金属元素（氢除外），线的右边是非金属元素。非金属元素主要集中在元素周期表右上角的三角区内。
（2）金属与非金属交界处元素的性质特点
位于金属和非金属分界线上的元素兼有金属和非金属的性质，位于此处的元素（如硼、硅、锗、砷、锑等）常被称为半金属或类金属（一般可用作半导体材料）。
3.对角线规则
（1）在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素（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 ，而不是 ），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。
如Be、Al元素的单质、氧化物、氢氧化物都能与强酸、强碱发生反应：
①Be（OH）2与强酸（H＋）、强碱（OH－）发生反应的离子方程式分别为
Be（OH）2＋2H＋Be2＋＋2H2O；
Be（OH）2＋2OH－[Be（OH）4]2－。
②Al（OH）3与强酸（H＋）、强碱（OH－）发生反应的离子方程式分别为 ； 。
1.元素周期表按能级符号划分区的依据是什么？各区的名称与电子的能级符号之间有什么关系？
2.元素周期表中的第11列铜、银、金和第12列锌、镉、汞为什么称为ds区？
3.某元素的原子序数为35，它的价层电子排布是怎样的？它属于第几周期第几族？属于哪个区？
4.某元素的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，据此判断该元素位于元素周期表中的哪一个区？为什么s区（氢除外）、d区和ds区的元素都是金属元素？
1.按照核外电子排布，可把元素周期表划分为5个区。下列元素中，与其他元素不处在同一个区的是（ ）
A.Ne B.Al
C.Pb D.Cu
2.关于元素周期表中元素的分区，下列说法正确的是（ ）
A.元素周期表中的s区全部是金属元素
B.元素周期表中的d区包含所有的过渡元素
C.过渡元素包括d区、f区和ds区的元素
D.p区元素都是非金属元素
3.（2024·惠州高二检测）已知某基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，该元素在周期表中的位置和区分别是（ ）
A.第四周期ⅡB族；s区
B.第四周期ⅦB族；d区
C.第四周期Ⅶ族；d区
D.第四周期Ⅷ族；d区
4.锂和镁在元素周期表中有特殊“对角线”关系，它们的性质相似，下列有关锂及其化合物的叙述正确的是（ ）
A.Li2SO4难溶于水 B.Li与N2反应生成Li3N
C.LiOH易溶于水 D.LiOH受热很难分解
元素在周期表中位置的确定（分析与推断）
【典例】 （1）（2023·湖北高考）Co位于元素周期表第 周期，第 族。
（2）（2022·山东高考）Ni在元素周期表中的位置为 。
（3）（2021·重庆高考改编）硼（B）位于元素周期表的 。
（4）（2021·广东高考改编）汞的原子序数为80，位于元素周期表的 。
（5）（2021·辽宁高考）Cr元素位于元素周期表第 周期 族。
（6）（经典高考）Al在元素周期表中的位置是 。
（7）（经典高考）砷（As）在元素周期表中的位置是 。
【规律方法】
元素在周期表中位置的确定方法
（1）原子结构示意图法
对于短周期元素（原子序数≤18）可直接画出原子结构示意图确定元素在周期表中的位置，其中能层数为周期数，最外层电子数为主族的族序数。如硫的原子结构示意图为，故硫在元素周期表的位置是第三周期第ⅥA族。
（2）对于长周期的元素（原子序数＞18），可先写出该元素基态原子的价层电子排布，再利用下表中的方法进行判断。
价层电子排布 x或y的取值 周期表中位置
nsx x＝1，2 第n周期第xA族（说明：书写时，x、y应换成相应的罗马数字表示，下同）
ns2npx x＝1，2，3，4，5 第n周期第（2＋x）A族
x＝6 第n周期0族
（n－1）dxnsy x＋y≤7 第n周期第（x＋y）B族
7＜x＋y≤10 第n周期第Ⅷ族
（n－1）d10nsx x＝1，2 第n周期第xB族
【迁移应用】
1.（2024·西安高二检测）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说法正确的是（ ）
A.原子的价层电子排布式为ns2np1～6的元素一定是主族元素
B.基态原子的p能级上有4个电子的元素一定是第ⅥA族元素
C.原子的价层电子排布式为（n－1）d6～8ns2的元素属于ds区元素
D.基态原子的N层上有两个电子的元素一定是主族元素
2.某元素基态原子的价层电子排布式为3d104s1，该元素在周期表中位于（ ）
A.第五周期第ⅠB族 B.第五周期第ⅡB族
C.第四周期第ⅥB族 D.第四周期第ⅠB族
3.（2024·邢台高二检测）若某元素原子处于能量最低状态时，原子的最外层电子数为2，价层电子数为5，下列关于该元素的叙述正确的是（ ）
A.该元素原子的M层有11个电子
B.该元素处于元素周期表中第ⅤA族
C.该元素位于元素周期表的d区或p区
D.该元素基态原子的价层电子排布式为（n－1）d3ns2
1.（2024·北京朝阳高二期末）下列基态原子的最外层电子排布式表示的元素，不一定属于主族元素的是（ ）
A.2s2 B.3s23p1 C.4s2 D.4s24p5
2.下列说法正确的是（ ）
A.最外层电子排布式为ns2 的基态原子所对应元素一定位于第ⅡA族
B.最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素一定是金属元素
C.d 区元素的原子一定都有d轨道电子
D.基态原子价层电子排布式为nsnnpn的元素一定是金属元素
3.（2024·大庆高二期中）下列有关元素周期表分区的说法错误的是（ ）
A.p区不包含副族元素
B.第五周期有15种f区元素
C.d区、ds区均不存在非金属元素
D.s区所有元素的p能级电子均为全充满或全空状态
4.如表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。
下列关于元素在周期表中的位置的叙述正确的是（ ）
A.K位于元素周期表中第四周期第ⅡB族，属于ds区元素
B.J位于元素周期表中第四周期第ⅣB族，属于d区元素
C.F位于元素周期表中第三周期第ⅡA族，属于s区元素
D.I位于元素周期表中第三周期第ⅦA族，属于ds区元素
第1课时 原子结构与元素周期表
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
师生互动
2.（1）①ns np ②能层序数 （2）①价层电子 ②相同 2
探究活动
交流讨论
1.提示：元素周期表共有7个周期。每个周期开始的第一个元素的价层电子排布通式为ns1，结尾元素的价层电子排布通式为ns2np6（He除外）。因为第一周期只有1s一个能级，最多可容纳2个电子，而其他周期元素的最外层有ns、np两个能级，最多可排8个电子，所以第一周期的结尾元素的电子排布跟其他周期不同。
2.提示：元素周期表共有18个纵列。同列元素的价层电子数不一定相等，如He的价层电子数为2，同列其他元素的价层电子数为8。第ⅢA族～第ⅦA族的价层电子排布通式是ns2np1～5。
3.提示：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＝该元素在周期表中的主族序数。
4.提示：原子核外最外层有三个未成对电子的元素，其价层电子排布式为ns2np3，一定属于主族元素。
自主练习
1.A 该原子的价层电子排布为4d15s2，所以该元素原子价层电子数为3，该元素位于元素周期表中第五周期第ⅢB族，A正确，B错误；该元素是金属元素，C错误；N能层的电子排布为4s24p64d1，共有9个电子，D错误。
2.D 未成对电子数最多的元素是铬，d能级上有5个电子，s能级上有1个电子，应对应第6列，A错误；第18列He元素最外层电子排布为1s2，B错误；第四周期第8列元素的原子序数为26，是铁元素，C错误；第15列元素原子的价层电子排布为ns2np3，最外层有5个电子，D正确。
3.D 该元素基态原子的电子排布式为[Ar]4s2，故为第ⅡA族元素。
4.B 电子层上全部都是s电子的电子排布式有1s1、1s2、1s22s1、1s22s2，显然不一定属于同一周期，A项错误；3p轨道上只有一个空轨道的原子为硅，3p轨道上只有1个未成对电子的原子为Al或Cl，属于同一周期，B项正确；最外层电子排布式为2s22p6的原子为Ne，最外层电子排布式为2s22p6的离子有N3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋，不一定属于同一周期，C项错误；M层上s轨道和p轨道都填满了电子，而d轨道上尚未排有电子的原子有Ar、K、Ca，不一定属于同一周期，D项错误。
分点突破（二）
师生互动
1.（1）能级 （n－1）d ns 3.（1）氧化物 过氧化物
（2）②Al（OH）3＋3H＋Al3＋＋3H2O Al（OH）3＋OH－[Al（OH）4]－
探究活动
1.提示：划分区的依据是原子的核外电子排布。各区的名称来自按构造原理最终填入电子的能级的符号（除ds区外），ds区可理解为先填满了（n－1）d能级后再填充ns能级，因而得名ds区。
2.提示：由于第11列铜、银、金和第12列锌、镉、汞按构造原理进行电子排布时，电子排布式中最后两个能级的电子排布应该为（n－1）d9ns2，而事实上却是（n－1）d10ns1，可理解为先填满了（n－1）d能级而后填ns能级，故称为ds区。
3.提示：4s24p5。第四周期第ⅦA族。p区。
4.提示：该元素为Zn，位于ds区。s区（氢除外）、d区和ds区的元素原子最外层电子数为1～2（Pd除外），在反应中易失去电子，故都是金属元素。
自主练习
1.D 在选项的四种元素中，Ne是惰性气体元素，位于p区；Al是第ⅢA族元素，位于p区；Pb是第ⅣA族元素，位于p区；而Cu是第ⅠB族元素，位于ds区。
2.C s区中的H属于非金属元素，A项错误；d区包括第ⅢB～第ⅦB族（镧系和锕系除外）元素和第Ⅷ族元素，ds区包括第ⅠB族和第ⅡB族元素，过渡元素包括d区、f区和ds区的元素，B项错误，C项正确；p区包括第ⅢA～第ⅦA族元素和0族元素，其中的铝、铅等是金属元素，氦、氖等为稀有气体元素，D项错误。
3.D 某基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，能层为4，价层电子排布为3d84s2，该元素在周期表中的位置是第四周期Ⅷ族，位于d区，选D。
4.B 依据对角线规则，MgSO4易溶于水，则Li2SO4也易溶于水，A项错误；Mg与N2反应生成Mg3N2，则Li与N2反应生成Li3N，B项正确；Mg（OH）2难溶于水，受热分解生成MgO和水，则LiOH也难溶于水，受热分解生成Li2O和水，C、D项错误。
【关键能力·细培养】
【典例】 （1）四 Ⅷ （2）第四周期第Ⅷ族 （3）第二周期第ⅢA族 （4）第六周期第ⅡB族 （5）四 第ⅥB （6）第三周期第ⅢA族 （7）第四周期第ⅤA族
解析：（1）Co是27号元素，其原子有4个电子层，其价层电子排布为3d74s2，元素周期表第8、9、10三个纵列合称第Ⅷ族，因此，Co位于元素周期表第四周期第Ⅷ族。（2）Ni是28号元素，价层电子排布式为3d84s2，最高能层为4s，故为第四周期，价层电子总数为10，故为第Ⅷ族。（3）B为5号元素，原子结构示意图为，在元素周期表中的位置为第二周期第ⅢA族。（4）汞的原子序数为80，基态汞原子电子排布式为[Xe]4f145d106s2，位于ds区，在元素周期表中的位置为第六周期第ⅡB族。（5）Cr为24号元素，价层电子排布式为3d54s1，位于第四周期第ⅥB族。（6）Al为13号元素，原子结构示意图为，在元素周期表中的位置为第三周期第ⅢA族。（7）As为33号元素，价层电子排布式为4s24p3，位于元素周期表的第四周期第ⅤA族。
迁移应用
1.B 若原子的价层电子排布式为ns2np6，则该元素为稀有气体元素，不是主族元素，A错误；基态原子的p能级上有4个电子的元素，其价层电子排布式为ns2np4，一定是第ⅥA族元素，B正确；原子的价层电子排布式为（n－1）d6～8ns2的元素是第Ⅷ族元素，属于d区元素，C错误；基态原子的N层上有两个电子的元素，可能为Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn，属于过渡元素，D错误。
2.D 该元素基态原子的价层电子排布式为3d104s1，最高能级为4s（即为第四周期元素），价层电子数为10＋1＞10，位于ds区，最外层电子数为1，故为第ⅠB族元素。
3.D 某元素原子处于能量最低状态时，原子的最外层电子数为2，说明该元素的最外层电子排布式为ns2，价层电子数为5，则说明该元素基态原子的价层电子排布式为（n－1）d3ns2，D正确；当n＝4时，则该元素原子的M层电子排布为3s23p63d3共有11个电子，当n＝5时则M层上排满，有18个电子，A错误；该元素处于元素周期表中第ⅤB族，B错误；该元素位于元素周期表的d区，C错误。
【教学效果·勤检测】
1.C 基态原子的最外层电子排布式2s2，为第二周期第ⅡA族元素，一定属于主族元素，A错误；基态原子的最外层电子排布式3s23p1，为第三周期第ⅢA族元素，一定属于主族元素，B错误；基态原子的最外层电子排布式4s2，可能是第ⅡA族元素或过渡元素，不一定属于主族元素，C正确；基态原子的最外层电子排布式4s24p5，为第四周期第ⅦA族元素，一定属于主族元素，D错误。
2.C 最外层电子排布式为ns2的基态原子所对应元素不一定位于第ⅡA族，可能位于副族或0族，如副族的Zn或0族的He，A错误；最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素不一定是金属元素，如位于第ⅠA族的H，B错误；d区元素的基态原子都含有d轨道电子，C正确；基态原子价层电子排布式为nsnnpn的元素，n能级上最多排列2个电子，则n＝2，所以该原子基态价层电子排布式为2s22p2，该元素为C元素，属于非金属元素，D错误。
3.B p区是最后一个电子填充到p能级上（He除外），包括第ⅢA族至第ⅦA族和0族，不包括副族元素，A说法正确；f区指的是镧系和锕系，镧系和锕系在第六、第七周期的第ⅢB族，第五周期不含f区元素，B说法错误；d区和ds区元素为过渡元素，过渡元素都是金属元素，C说法正确；s区的价层电子排布为ns1～2，s区所有元素的p能级电子均为全充满或全空状态，D说法正确。
4.C 根据题给元素周期表可知，A为Li，B为Be，C为C，D为N，E为Na，F为Mg，G为Al，H为S，I为Cl，J为Cr，K为Cu，M为Br，L为Ba。K（Cu）位于元素周期表中第四周期第ⅠB族，属于ds区元素，A错误；J（Cr）位于元素周期表中第四周期第ⅥB族，属于d区元素，B错误；I（Cl）位于元素周期表中第三周期第ⅦA族，属于p区元素，D错误。
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第1课时 原子结构与元素周期表
课
程 标
准 1.进一步认识周期表中原子结构和位置、价态、元素性质等之
间的关系。
2.认识周期表中各区及元素周期表的规律。
3.知道周期表中各区、周期、族元素的原子结构和位置间的关
系
目 录
1、基础知识·准落实
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
4、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一） 原子结构与元素周期表
1. 元素周期律、元素周期系和元素周期表
（1）元素周期律：元素的性质随相对原子质量递增发生周期性的
重复。
（2）元素周期系：元素的这一按其原子序数（即原子核电荷数）
递增排列的序列。
（3）元素周期表：呈现元素周期系的表格。元素周期系只有一
个，元素周期表多种多样。
（4）元素周期系与元素周期表的关系
2. 构造原理与元素周期表
（1）核外电子排布与周期的划分
①电子排布与周期划分的本质联系
第一周期从1s1开始，以1s2结束，其余各周期总是从
能级开始，以 结束。
n s
n p
②规律：周期序数＝ 。
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。
（2）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目和
排布。
②特点：同族元素的价层电子数 ，这是同族元素性
质相似的结构基础。从第四周期开始的长周期，比短周期多
出的元素全部是金属元素，这是因为他们的最外层电子数始
终不超过 ，即为 n s1～2（Pd例外）。
能层序数
价层电子
相同
2
分析下面元素周期表的轮廓图，思考并回答下列问题：
【交流讨论】
1. 元素周期表共有几个周期？写出每个周期开始第一个元素和结尾元
素的价层电子排布通式。思考为什么第一周期结尾元素的电子排布
跟其他周期不同？
提示：元素周期表共有7个周期。每个周期开始的第一个元素的价
层电子排布通式为 n s1，结尾元素的价层电子排布通式为 n s2 n p6
（He除外）。因为第一周期只有1s一个能级，最多可容纳2个电
子，而其他周期元素的最外层有 n s、 n p两个能级，最多可排8个电
子，所以第一周期的结尾元素的电子排布跟其他周期不同。
2. 元素周期表共有多少列？同列的价层电子数是否相等？第ⅢA族～
第ⅦA族价层电子排布通式是什么？
提示：元素周期表共有18个纵列。同列元素的价层电子数不一定相
等，如He的价层电子数为2，同列其他元素的价层电子数为8。第
ⅢA族～第ⅦA族的价层电子排布通式是 n s2 n p1～5。
3. 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
此分析主族元素的价层电子排布与周期表位置有何关系？
提示：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＝该元素在周期表中的主族
序数。
4. 最外层有三个未成对电子的元素一定属于主族元素吗？
提示：原子核外最外层有三个未成对电子的元素，其价层电子排布
式为 n s2 n p3，一定属于主族元素。
1. 主族元素的价层电子排布
主族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
价层电子
排布 n s1 n s2 n s2 n p1 n s2 n p2 n s2 n p3 n s2 n p4 n s2 n p5
（1）主族元素的族序数＝价层电子总数＝最高正价（O、F除外）。
（2）过渡元素的价层电子总数＝纵列数（镧系、锕系除外）。
（3）同主族元素原子的价层电子排布相同，价层电子全部排布在
n s或 n s n p轨道上。
2. 稀有气体的价层电子排布为1s2或 n s2 n p6（ n ≥2）。
3. 过渡元素（以第四周期为例）的价层电子排布
族序数 价层电子排布
ⅢB （ n －1）d1 n s2
ⅣB （ n －1）d2 n s2
ⅤB （ n －1）d3 n s2
ⅥB （ n －1）d5 n s1
ⅦB （ n －1）d5 n s2
Ⅷ （ n －1）d6～8 n s2
ⅠB （ n －1）d10 n s1
ⅡB （ n －1）d10 n s2
（1）第ⅢB→第ⅦB族：族序数＝价层电子数＝原子最外层 n s电
子数＋次外层（ n －1）d电子数＝最高正价。
（2）第Ⅷ族：原子最外层 n s电子数＋次外层（ n －1）d电子数
之和分别为8、9、10。
（3）第ⅠB和第ⅡB的族序数＝原子最外层电子数。
1. （2024·淮安高二检测）若某原子的价层电子排布为4d15s2，下列说
法正确的是（ ）
A. 该元素位于元素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
解析： 该原子的价层电子排布为4d15s2，所以该元素原子价层
电子数为3，该元素位于元素周期表中第五周期第ⅢB族，A正确，
B错误；该元素是金属元素，C错误；N能层的电子排布为
4s24p64d1，共有9个电子，D错误。
2. （2024·南京高二检测）长式周期表共有18个纵列，从左到右排为
1～18列，即碱金属元素为第1列，稀有气体元素为第18列。按这种
规定，下列说法正确的是（ ）
A. 第14列元素中未成对电子数是同周期元素中最多的
B. 只有第2列的元素原子最外层电子排布为 n s2
C. 第四周期第8列元素是镍元素
D. 第15列元素原子的价层电子排布为 n s2 n p3
解析： 未成对电子数最多的元素是铬，d能级上有5个电子，s
能级上有1个电子，应对应第6列，A错误；第18列He元素最外层电
子排布为1s2，B错误；第四周期第8列元素的原子序数为26，是铁
元素，C错误；第15列元素原子的价层电子排布为 n s2 n p3，最外层
有5个电子，D正确。
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
解析： 该元素基态原子的电子排布式为[Ar]4s2，故为第ⅡA族
元素。
4. 具有下列电子层结构的原子，其对应元素一定属于同一周期的是
（ ）
A. 两种原子的电子层上全部都是s电子
B. 3p轨道上只有一个空轨道的原子和3p轨道上有一个未成对电子的
原子
C. 最外层电子排布式为2s22p6的原子和最外层电子排布式为2s22p6的
离子
D. 原子核外的M层上的s轨道和p轨道都填满了电子，而d轨道上尚未
排有电子的两种原子
解析： 电子层上全部都是s电子的电子排布式有1s1、1s2、
1s22s1、1s22s2，显然不一定属于同一周期，A项错误；3p轨道上只
有一个空轨道的原子为硅，3p轨道上只有1个未成对电子的原子为
Al或Cl，属于同一周期，B项正确；最外层电子排布式为2s22p6的
原子为Ne，最外层电子排布式为2s22p6的离子有N3－、O2－、F－、
Na＋、Mg2＋、Al3＋，不一定属于同一周期，C项错误；M层上s轨
道和p轨道都填满了电子，而d轨道上尚未排有电子的原子有Ar、
K、Ca，不一定属于同一周期，D项错误。
分点突破（二） 元素周期表的分区
1. 根据核外电子的排布分区
（1）各区的划分
按构造原理最后填入电子的 的符号可将元素周期表
分为s、p、d、f 4个区，而第ⅠB、ⅡB族这2个纵列的元素的核
外电子因先填满了 能级而后再填充 能
级而得名ds区。5个区的位置关系如图所示。
能级
（ n －1）d
n s
（2）各区元素化学性质及价层电子排布特点
包括的元素 价层电子排布 化学性质
s
区 第ⅠA族、ⅡA族 n s1～2（最后的电
子填在 n s上） 除氢外，都是活泼金属元素
（碱金属和碱土金属）
p
区 第ⅢA族～ⅦA
族、0族 n s2 n p1～6（氦除
外，最后的电子
填在 n p上） 最外层电子参与反应，随着
最外层电子数目的增加，非
金属性增强，金属性减弱
（0族除外）
包括的元素 价层电子排布 化学性质
d
区 第ⅢB族～ⅦB
族（镧系、锕系
除外）、Ⅷ族 （ n －1）d1～9 n s1～2[钯除外，
最后的电子填 在（ n －1）d上] 均为过渡金属，由于d轨道
都未充满电子，因此d轨道
上的电子可以不同程度地参
与化学键的形成
ds
区 第ⅠB族、ⅡB族 （ n －1）d10 n s1～
2[（ n －1）d全充
满] 均为过渡金属，d轨道已充
满电子，因此d轨道上的电
子一般不再参与化学键的形
成
f
区 镧系、锕系 （ n －2）f0～14 （ n －1）d0～2 n s2 镧系元素的化学性质非常相
近；锕系元素的化学性质也
非常相近
（3）根据原子结构确定元素分区的思路
电子排布式 价层电子排布
2. 根据元素的金属性和非金属性分区
（1）沿着元素周期表中硼、硅、砷、碲、砹、 与铝、锗、锑、
钋、 之间画一条线，线的左边是金属元素（氢除外），线
的右边是非金属元素。非金属元素主要集中在元素周期表右
上角的三角区内。
（2）金属与非金属交界处元素的性质特点
位于金属和非金属分界线上的元素兼有金属和非金属的性
质，位于此处的元素（如硼、硅、锗、砷、锑等）常被称为
半金属或类金属（一般可用作半导体材料）。
3. 对角线规则
（1）在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素（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 ，而不是 ），这种相似性
被称为对角线规则。
氧化物
过氧化物
（2）处于“对角线”位置的元素，它们的性质具有相似性。
如Be、Al元素的单质、氧化物、氢氧化物都能与强酸、强碱
发生反应：
①Be（OH）2与强酸（H＋）、强碱（OH－）发生反应的离子
方程式分别为
Be（OH）2＋2H＋ Be2＋＋2H2O；
Be（OH）2＋2OH－ [Be（OH）4]2－。
②Al（OH）3与强酸（H＋）、强碱（OH－）发生反应的离子
方程式分别为
；
。
Al（OH）3＋3H＋ Al3＋＋3H2O
Al（OH）3＋OH－ [Al（OH）4]－
1. 元素周期表按能级符号划分区的依据是什么？各区的名称与电子的
能级符号之间有什么关系？
提示：划分区的依据是原子的核外电子排布。各区的名称来自按构
造原理最终填入电子的能级的符号（除ds区外），ds区可理解为先
填满了（ n －1）d能级后再填充 n s能级，因而得名ds区。
2. 元素周期表中的第11列铜、银、金和第12列锌、镉、汞为什么称为
ds区？
提示：由于第11列铜、银、金和第12列锌、镉、汞按构造原理进行
电子排布时，电子排布式中最后两个能级的电子排布应该为（ n －
1）d9 n s2，而事实上却是（ n －1）d10 n s1，可理解为先填满了（ n
－1）d能级而后填 n s能级，故称为ds区。
3. 某元素的原子序数为35，它的价层电子排布是怎样的？它属于第几
周期第几族？属于哪个区？
提示：4s24p5。第四周期第ⅦA族。p区。
4. 某元素的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，据此判断该元素位
于元素周期表中的哪一个区？为什么s区（氢除外）、d区和ds区的
元素都是金属元素？
提示：该元素为Zn，位于ds区。s区（氢除外）、d区和ds区的元素
原子最外层电子数为1～2（Pd除外），在反应中易失去电子，故
都是金属元素。
1. 按照核外电子排布，可把元素周期表划分为5个区。下列元素中，
与其他元素不处在同一个区的是（ ）
A. Ne B. Al C. Pb D. Cu
解析： 在选项的四种元素中，Ne是惰性气体元素，位于p区；
Al是第ⅢA族元素，位于p区；Pb是第ⅣA族元素，位于p区；而Cu
是第ⅠB族元素，位于ds区。
2. 关于元素周期表中元素的分区，下列说法正确的是（ ）
A. 元素周期表中的s区全部是金属元素
B. 元素周期表中的d区包含所有的过渡元素
C. 过渡元素包括d区、f区和ds区的元素
D. p区元素都是非金属元素
解析： s区中的H属于非金属元素，A项错误；d区包括第ⅢB～
第ⅦB族（镧系和锕系除外）元素和第Ⅷ族元素，ds区包括第ⅠB
族和第ⅡB族元素，过渡元素包括d区、f区和ds区的元素，B项错
误，C项正确；p区包括第ⅢA～第ⅦA族元素和0族元素，其中的
铝、铅等是金属元素，氦、氖等为稀有气体元素，D项错误。
3. （2024·惠州高二检测）已知某基态原子的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d84s2，该元素在周期表中的位置和区分别是（ ）
A. 第四周期ⅡB族；s区
B. 第四周期ⅦB族；d区
C. 第四周期Ⅶ族；d区
D. 第四周期Ⅷ族；d区
解析： 某基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，能层
为4，价层电子排布为3d84s2，该元素在周期表中的位置是第四周
期Ⅷ族，位于d区，选D。
4. 锂和镁在元素周期表中有特殊“对角线”关系，它们的性质相似，
下列有关锂及其化合物的叙述正确的是（ ）
A. Li2SO4难溶于水 B. Li与N2反应生成Li3N
C. LiOH易溶于水 D. LiOH受热很难分解
解析： 依据对角线规则，MgSO4易溶于水，则Li2SO4也易溶于
水，A项错误；Mg与N2反应生成Mg3N2，则Li与N2反应生成Li3N，
B项正确；Mg（OH）2难溶于水，受热分解生成MgO和水，则
LiOH也难溶于水，受热分解生成Li2O和水，C、D项错误。
2
关键能力·细培养
互动探究 深化认知
元素在周期表中位置的确定（分析与推断）
【典例】 （1）（2023·湖北高考）Co位于元素周期表第 周期，
第 族。
解析：o是27号元素，其原子有4个电子层，其价层电子排布为
3d74s2，元素周期表第8、9、10三个纵列合称第Ⅷ族，因此，Co位
于元素周期表第四周期第Ⅷ族。
四
Ⅷ
（2）（2022·山东高考）Ni在元素周期表中的位置为
。
解析：Ni是28号元素，价层电子排布式为3d84s2，最高能层为
4s，故为第四周期，价层电子总数为10，故为第Ⅷ族。
（3）（2021·重庆高考改编）硼（B）位于元素周期表的
。
解析：为5号元素，原子结构示意图为 ，在元素周期表
中的位置为第二周期第ⅢA族。
第四周期第Ⅷ
族
第二周期第
ⅢA族
（4）（2021·广东高考改编）汞的原子序数为80，位于元素周期表
的 。
解析：汞的原子序数为80，基态汞原子电子排布式为
[Xe]4f145d106s2，位于ds区，在元素周期表中的位置为第六周期
第ⅡB族。
（5）（2021·辽宁高考）Cr元素位于元素周期表第 周期
族。
解析：r为24号元素，价层电子排布式为3d54s1，位于第四周期
第ⅥB族。
第六周期第ⅡB族
四
第
ⅥB
（6）（经典高考）Al在元素周期表中的位置是 。
解析：l为13号元素，原子结构示意图为 ，在元素周期
表中的位置为第三周期第ⅢA族。
（7）（经典高考）砷（As）在元素周期表中的位置是
。
解析：s为33号元素，价层电子排布式为4s24p3，位于元素周期
表的第四周期第ⅤA族。
第三周期第ⅢA族
第四周期第
ⅤA族
【规律方法】
元素在周期表中位置的确定方法
（1）原子结构示意图法
对于短周期元素（原子序数≤18）可直接画出原子结构示意图确定元
素在周期表中的位置，其中能层数为周期数，最外层电子数为主族的
族序数。如硫的原子结构示意图为 ，故硫在元素周期表的位置
是第三周期第ⅥA族。
（2）对于长周期的元素（原子序数＞18），可先写出该元素基态原
子的价层电子排布，再利用下表中的方法进行判断。
价层电
子排布 x 或 y 的取值 周期表中位置
n s x x ＝1，2 第 n 周期第 x A族（说明：书写时，
x 、 y 应换成相应的罗马数字表示，下
同）
n s2 n p x x ＝1，2，3，4，5 第 n 周期第（2＋ x ）A族
x ＝6 第 n 周期0族
价层电子排布 x 或 y 的取值 周期表中位置
（ n －1）d xn s y x ＋ y ≤7 第 n 周期第（ x ＋ y ）B族
7＜ x ＋ y ≤10 第 n 周期第Ⅷ族
（ n －1）d10 n s x x ＝1，2 第 n 周期第 x B族
【迁移应用】
1. （2024·西安高二检测）下列关于原子核外电子排布与元素在周期
表中位置关系的说法正确的是（ ）
A. 原子的价层电子排布式为 n s2 n p1～6的元素一定是主族元素
B. 基态原子的p能级上有4个电子的元素一定是第ⅥA族元素
C. 原子的价层电子排布式为（ n －1）d6～8 n s2的元素属于ds区元素
D. 基态原子的N层上有两个电子的元素一定是主族元素
解析： 若原子的价层电子排布式为 n s2 n p6，则该元素为稀有气
体元素，不是主族元素，A错误；基态原子的p能级上有4个电子的
元素，其价层电子排布式为 n s2 n p4，一定是第ⅥA族元素，B正
确；原子的价层电子排布式为（ n －1）d6～8 n s2的元素是第Ⅷ族
元素，属于d区元素，C错误；基态原子的N层上有两个电子的元
素，可能为Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn，属于过渡元素，D
错误。
2. 某元素基态原子的价层电子排布式为3d104s1，该元素在周期表中位
于（ ）
A. 第五周期第ⅠB族 B. 第五周期第ⅡB族
C. 第四周期第ⅥB族 D. 第四周期第ⅠB族
解析： 该元素基态原子的价层电子排布式为3d104s1，最高能级
为4s（即为第四周期元素），价层电子数为10＋1＞10，位于ds
区，最外层电子数为1，故为第ⅠB族元素。
3. （2024·邢台高二检测）若某元素原子处于能量最低状态时，原子
的最外层电子数为2，价层电子数为5，下列关于该元素的叙述正确
的是（ ）
A. 该元素原子的M层有11个电子
B. 该元素处于元素周期表中第ⅤA族
C. 该元素位于元素周期表的d区或p区
D. 该元素基态原子的价层电子排布式为（ n －1）d3 n s2
解析： 某元素原子处于能量最低状态时，原子的最外层电子数
为2，说明该元素的最外层电子排布式为 n s2，价层电子数为5，则
说明该元素基态原子的价层电子排布式为（ n －1）d3 n s2，D正
确；当 n ＝4时，则该元素原子的M层电子排布为3s23p63d3共有11个
电子，当 n ＝5时则M层上排满，有18个电子，A错误；该元素处于
元素周期表中第ⅤB族，B错误；该元素位于元素周期表的d区，C
错误。
3
教学效果·勤检测
强化技能 查缺补漏
解析： 基态原子的最外层电子排布式2s2，为第二周期第ⅡA族
元素，一定属于主族元素，A错误；基态原子的最外层电子排布式
3s23p1，为第三周期第ⅢA族元素，一定属于主族元素，B错误；基
态原子的最外层电子排布式4s2，可能是第ⅡA族元素或过渡元素，
不一定属于主族元素，C正确；基态原子的最外层电子排布式
4s24p5，为第四周期第ⅦA族元素，一定属于主族元素，D错误。
1. （2024·北京朝阳高二期末）下列基态原子的最外层电子排布式表
示的元素，不一定属于主族元素的是（ ）
A. 2s2 B. 3s23p1
C. 4s2 D. 4s24p5
2. 下列说法正确的是（ ）
A. 最外层电子排布式为 n s2 的基态原子所对应元素一定位于第ⅡA族
B. 最外层电子排布式为 n s1的基态原子所对应元素一定是金属元素
C. d 区元素的原子一定都有d轨道电子
D. 基态原子价层电子排布式为 n s nn p n 的元素一定是金属元素
解析： 最外层电子排布式为 n s2的基态原子所对应元素不一定
位于第ⅡA族，可能位于副族或0族，如副族的Zn或0族的He，A错
误；最外层电子排布式为 n s1的基态原子所对应元素不一定是金属
元素，如位于第ⅠA族的H，B错误；d区元素的基态原子都含有d轨
道电子，C正确；基态原子价层电子排布式为 n s nn p n 的元素， n 能
级上最多排列2个电子，则 n ＝2，所以该原子基态价层电子排布式
为2s22p2，该元素为C元素，属于非金属元素，D错误。
3. （2024·大庆高二期中）下列有关元素周期表分区的说法错误的是
（ ）
A. p区不包含副族元素
B. 第五周期有15种f区元素
C. d区、ds区均不存在非金属元素
D. s区所有元素的p能级电子均为全充满或全空状态
解析： p区是最后一个电子填充到p能级上（He除外），包括第
ⅢA族至第ⅦA族和0族，不包括副族元素，A说法正确；f区指的
是镧系和锕系，镧系和锕系在第六、第七周期的第ⅢB族，第五周
期不含f区元素，B说法错误；d区和ds区元素为过渡元素，过渡元
素都是金属元素，C说法正确；s区的价层电子排布为 n s1～2，s区所
有元素的p能级电子均为全充满或全空状态，D说法正确。
4. 如表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化
学元素。
A. K位于元素周期表中第四周期第ⅡB族，属于ds区元素
B. J位于元素周期表中第四周期第ⅣB族，属于d区元素
C. F位于元素周期表中第三周期第ⅡA族，属于s区元素
D. I位于元素周期表中第三周期第ⅦA族，属于ds区元素
下列关于元素在周期表中的位置的叙述正确的是（ ）
解析： 根据题给元素周期表可知，A为Li，B为Be，C为C，D
为N，E为Na，F为Mg，G为Al，H为S，I为Cl，J为Cr，K为Cu，M
为Br，L为Ba。K（Cu）位于元素周期表中第四周期第ⅠB族，属于
ds区元素，A错误；J（Cr）位于元素周期表中第四周期第ⅥB族，
属于d区元素，B错误；I（Cl）位于元素周期表中第三周期第ⅦA
族，属于p区元素，D错误。
学科素养·稳提升
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内化知识 知能升华
1. （2024·宿迁高二检测）三星堆两次考古挖掘举世震惊，二号祭祀
坑出土商代的铜人铜像填补了我国考古学、青铜文化、青铜艺术史
上的诸多空白。下列有关说法错误的是（ ）
A. 铜元素位于周期表的ds区
B. 测定出土文物年代的14C是碳的一种单质
C. 与铜元素最外层电子数相同的同一周期元素还有K和Cr两种
D. 青铜中含有的锡元素位于周期表的第五周期第ⅣA族，则锡的价层
电子排布式为5s25p2
解析： 测定出土文物年代的14C是碳的一种同位素，B错误。
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2. 下列有关元素周期表及其分区的理解不正确的是（ ）
A. 元素周期表的每个周期中最后一种元素是稀有气体元素
B. 基态原子最外层电子排布为 n s2的元素都位于周期表第ⅡA族
C. 主族元素处于元素周期表的s区和p区
D. 某基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1，该元素位于周期表第
四周期第ⅢA族
解析： 基态原子最外层电子排布为 n s2的元素，有的位于周期
表第ⅡA族，有的位于0族，例如氦，还有的位于副族，例如锌最外
层电子排布为4s2，B错误。
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3. （2024·武汉高二检测）为维护国家安全和利益，经国务院批准，
决定对镓、锗相关物项实施出口管制，自2023年8月1日起正式实
施。下列说法错误的是（ ）
A. 镓的核电荷数为31 B. 锗是半导体材料
C. 镓、锗位于周期表p区 D. 镓、锗是稀土元素
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解析： 镓为31号元素，核电荷数为31，A正确；锗位于金属
元素与非金属元素分界线附近，是半导体材料，B正确；镓、
锗分别位于第四周期第ⅢA族和ⅣA族，在周期表的p区，C正
确；镓﹑锗不是稀土元素，稀土元素是指镧系元素和钪、钇两
种元素，D错误。
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4. 硒是人体必需的微量元素，它能有效增强人体免疫力，广泛应用于
治疗癌症、脑血管疾病等。下列有关说法正确的是（ ）
A. 硒元素位于元素周期表中第15列
B. 硒元素位于周期表中金属与非金属的分界处
C. 硒元素位于元素周期表的p区
D. 硒的基态原子核外电子排布中共有7个能级
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解析： 硒元素位于元素周期表中第四周期第 ⅥA族，位于
第16列，A错误；硒元素位于周期表中非金属区，B错误；硒元
素的价层电子排布式为4s24p4，位于元素周期表的p区，C正
确；硒的基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p4，
共有8个能级，D错误。
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5. （2024·湖北襄阳五中期中）已知某元素＋3价离子的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d5，该元素在周期表中的位置是（ ）
A. 第三周期第Ⅷ族，p区
B. 第三周期第ⅤB族，ds区
C. 第四周期第Ⅷ族，d区
D. 第四周期第ⅤB族，f区
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解析： 由题意可知，该元素＋3价离子的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d5，其原子核外电子数为23＋3＝26，该元素为
Fe，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，处于周期表中第
四周期第Ⅷ族，d区。
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6. 元素周期表中铋元素的数据如图，下列说法正确的是（ ）
A. 基态铋原子6p能级有一个未成对电子
B. 铋位于周期表第六周期第ⅤA族
C. 铋原子最外层有5个能量相同的电子
D. 铋位于周期表p区，其最高价氧化物为Bi2O3
解析： 基态铋原子6p能级有3个未成对电子，A错误；根据铋原
子的价层电子排布式为6s26p3可知，其位于周期表中第六周期第ⅤA
族，B正确；铋原子最外层电子排布为6s26p3，6s能级2个电子与6p
能级3个电子能量不同，C错误；根据价层电子排布可知，铋元素
位于p区，最高价为＋5价，故最高价氧化物为Bi2O5，D错误。
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7. 下列说法错误的是（ ）
A. 基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区
B. 核外电子排布相同的两原子，一定属于同种元素
C. 基态原子的价层电子排布为（ n －1）d xn s y 的元素，族序数一定为
x ＋ y
D. 基态原子的N层上只有一个电子的元素，不一定是第ⅠA族元素
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解析： 基态原子的p能级上半充满即 n p3，则该元素一定位于p
区，A正确；核外电子排布相同的两原子，一定属于同种元素，B
正确；基态原子的价层电子排布为（ n －1）d xn s y 的元素，族序数
不一定为 x ＋ y ，如当 x ＋ y ＝9或10时是第Ⅷ族，C错误；基态原
子的N层上只有一个电子的元素，不一定是第ⅠA族元素K，可能是
第ⅠB族元素Cu，D正确。
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8. 已知元素周期表中共有18列。如图所示实线表示元素周期表的边
界，按电子排布，可把元素周期表划分为s区、p区、d区、ds区
等，除ds区外，其他区的名称均按构造原理最后填入电子的能级符
号来命名。
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（1）请在图中用实线画出s区、p区、d区、ds区的边界线，并标记
分区。请在元素周期表中标出4s轨道半充满的元素（用元素
符号表示）。
答案：
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解析：第ⅠA、ⅡA族最后填充s电子，为s区；第 ⅢA～0
族为p区，第ⅢB～第ⅦB族（镧系和锕系除外）和第Ⅷ族
为d区；第ⅠB族和第ⅡB族为ds区；K的价层电子排布为4s1，4s
轨道半充满；Cr的价层电子排布为3d54s1，3d、4s轨道半充
满；Cu的价层电子排布为 3d104s1，4s轨道半充满，所以4s轨
道半充满的元素为K、Cr、Cu。
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（2）有的同学受这种划分的启示，认为d区内6、7列的部分元素可
以排在另一区，你认为应排在 区。
解析：区内6、7列的部分元素，d轨道半充满，s轨道半充满或全充满，为稳定结构，与ds区元素的稳定结构相似，则可以排在ds区。
ds
（3）随着科学技术的发展，不断有新的元素被发现。现在第七周
期已经排满，则元素周期表共可以排布 种元素。
解析：各周期元素数目依次为2、8、8、18、18、32、32，则惰性气体原子序数依次为2、2＋8＝10、10＋8＝18、18＋18＝36、36＋18＝54、54＋32＝86、86＋32＝118。
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9. （2024·石家庄高二检测）已知钛有48Ti、49Ti、50Ti等同位素，下列
关于金属钛的叙述中不正确的是（ ）
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第ⅡB族
C. 钛原子的价层电子排布为3d24s2
D. 钛元素位于元素周期表的d区，是过渡元素
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解析： 中子数＝质量数－质子数，钛的质子数是22，48Ti、
49Ti、50Ti的中子数分别是26、27、28，A正确；Ti是22号元素，处
于第四周期第ⅣB族，B错误；钛是22号元素，基态钛原子的电子
排布式是1s22s22p63s23p63d24s2，价层电子排布为3d24s2，C正确；
钛元素在周期表中处于第四周期第ⅣB族，位于元素周期表的d
区，属于过渡元素，D正确。
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10. 下列各组中的X和Y两种元素，在周期表中一定位于同一族的是
（ ）
A. X原子的核外电子排布式为1s1，Y原子的价层电子排布式为3d104s1
B. X原子的核外电子排布式为1s2，Y原子的核外电子排布式为1s22s2
C. X原子2p轨道上有三个电子，Y原子的3p轨道上有三个电子
D. X原子核外M层上仅有两个电子，Y原子核外N层上也仅有两个 电子
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解析： X原子的核外电子排布式为1s1，则X为H，为第ⅠA族元
素，Y原子的价层电子排布式为3d104s1，则Y为Cu，为第ⅠB族元
素，A错误；X为He，Y为Be，分别为0族、第ⅡA族元素，B错
误；2p轨道上只有三个电子的X为N，3p轨道上只有三个电子的Y
为P，二者位于周期表中同一主族，C正确；原子核外M层上仅有
两个电子的X为Mg元素，原子核外N层上仅有两个电子的Y可能
为Ca、Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn等元素，不一定位于同
族，D错误。
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11. （2024·金华高二检测）已知某基态原子 X）的某能层的电子
排布为 n s2 n p6 n d5，下列说法错误的是（ ）
A. X必为d区元素
B. 若 n ＝3，则 Z 为24或25
C. 若 n ＝4，则X必为第五周期的过渡元素
D. 若X是第四周期元素，则具有 n s2 n p6 n d5排布的原子仅有2种
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解析： 按照核外电子排布，可把元素周期表划分为5个区，除
ds区外，各区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符
号，根据X的电子排布式可知，X必为d区元素，A正确；若 n ＝
3，基态X原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或
1s22s22p63s23p63d54s2，则 Z 为24或25，B正确；若 n ＝4，该原子
核外有5个电子层，处于第五周期，C正确；若X是第四周期元
素，则具有 n s2 n p6 n d5排布的元素有Cr、Mn，但可能存在同位
素，因此原子不止2种，D错误。
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12. 元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图。已知Y元素原子的价
层电子排布为 n s n－1 n p n＋1，则下列说法不正确的是（ ）
X
Y
Z
A. X元素原子核外无d能级
B. Y元素在周期表的第三周期第ⅥA族
C. 在元素周期表中，Y元素所在周期含非金属元素最多
D. Z元素基态原子的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s24p3
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解析： Y元素原子的价层电子排布为 n s n－1 n p n＋1，s能级最多
容纳2个电子，所以 n ＝3，Y元素原子的价层电子排布为3s23p4，
Y是S，根据X、Y、Z在周期表中的相对位置，可知X是F、Z是
As。F原子核外电子排布式为1s22s22p5，无d能级，A正确；S是16
号元素，S元素在周期表的第三周期第ⅥA族，B正确；S是第三周
期元素，在元素周期表中第二周期含非金属元素最多，C错误；Z
是33号元素As，基态As原子的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s24p3，D正确。
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13. 在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，人们发现价层
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，将最后填入电子的能级的符号作为该区的符号（ds区除
外），如图所示。
（1）在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价层
电子的电子云形状为 。
球形
解析：s区包括第ⅠA族、第ⅡA族，其中族序数最大、原子序数最小的元素是Be，价层电子排布式为2s2，电子云形状为球形。
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（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 （填离子符号）。
Fe2＋：[Ar]3d6、Fe3＋：[Ar]3d5
Fe3＋
解析：区包括第ⅢB族～第ⅦB族（镧系和锕系除外）、第Ⅷ族，族序数最大且原子序数最小的为Fe，常见的离子为Fe2＋和Fe3＋，电子排布式分别为[Ar]3d6、[Ar]3d5，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＋。
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（3）在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价层
电子排布式为 。
解析：s区包括第ⅠB族、第ⅡB族，族序数最大、原子序数最小的元素是Zn，其价层电子排布式为3d104s2。
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（4）在p区中，第二周期第ⅤA族元素原子价层电子轨道表示式
为 。
解析：p区包括第ⅢA族～第ⅦA族
和0族，第二周期第ⅤA族的元素是N，价
层电子轨道表示式为
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（5）当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在 区中。
解析：铀和钚均为锕系元素，位于f区。
f
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14. （2024·邯郸高二检测）现有X、Y、Z、W、R五种前四周期的元
素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答有关
问题。
X元素是形成化合物种类最多的元素
Y元素基态原子的核外p电子比s电子多3个
Z元素最高正价与最低负价的代数和为4
W元素主族序数与周期数的差为4
R元素位于元素周期表中的第八列
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（1）R元素位于元素周期表的 区。已知该元素的＋3价离子比
＋2价离子稳定，请简述其原因：
。
d
＋2价离子的价层电子排
布式为3d6，而＋3价离子的价层电子排布式为3d5，为较稳
定的半充满结构
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解析：X元素是形成化合物种类最多的元素，为C元素。Y元素基态原子的核外p电子比s电子多3个，则核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，为P元素。Z元素最高正价与最低负价的代数和为4，结合原子序数关系可知，为S元素。W元素主族序数与周期数的差为4，位于第三周期第ⅦA族，为Cl元素。R元素位于元素周期表中的第八列，为Fe元素。（1）R元素为Fe，位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，属于d区。其＋3价离子比＋2价离子稳定的原因为＋2价离子的价层电子排布式为3d6，而＋3价离子的价层电子排布式为3d5，为较稳定的半充满结构。
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（2）W的基态原子含有 个原子轨道，其中电子所占据的最高
能级的原子轨道呈 形。
解析：W元素为Cl，核外电子排布式：1s22s22p63s23p5，基态原子轨道有1＋1＋3＋1＋3＝9个，其中电子所占据的最高能级的原子轨道3p，呈哑铃形。
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哑铃
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（3）X、Y、Z、W的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的
顺序为 （用化学式表示）。
HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2CO3
解析：X、Y、Z、W的最高价氧化物对应水化物分别为H2CO3、H3PO4、H2SO4、HClO4，酸性由强到弱的顺序为HClO4＞ H2SO4＞ H3PO4＞ H2CO3。
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（4）YW3的电子式为 。该物质遇水会发
生水解反应，生成HYO2，同时产生白雾，写出该反应的化
学方程式： 。
︰ ︰ ︰ ︰
PCl3＋2H2O HPO2＋3HCl
解析：YW3的分子式为PCl3，电子式为︰ ︰ ︰ ︰。PCl3遇水会发生水解反应，生成HPO2，同时产生白雾，根据元素守恒可知为HCl，反应的化学方程式为PCl3＋2H2O HPO2 ＋3HCl 。
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