专题2 原子结构与元素性质
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．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区和ds区的元素
D．p区元素都是非金属元素
答案 C
解析 s区中的H元素属于非金属元素，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，过渡元素包括了d区、f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．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．ⅤB族 B．ⅡB族 C．Ⅷ族 D．ⅡA族
答案 D
解析 由题意推知，该元素的外围电子排布式为4s2，故该元素位于第4周期ⅡA族。
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
答案 C
解析 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．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
答案 A
解析 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．元素周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”，由此可以推断( )
A．Co2＋的电子排布式为[Ar]3d54s2
B．Co位于元素周期表中第9列
C．它位于元素周期表的第4周期ⅡA族
D．它的基态原子核外电子排布式为[Ar]4s2
答案 B
解析 27号元素钴原子核外有4个电子层，应位于元素周期表第4周期Ⅷ族、第9列，B正确，C错误；Co2＋的电子排布式为[Ar]3d7，A错误。
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
答案 C
解析 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．下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是( )
A．已知某元素＋3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，该元素位于周期表中的ds区
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ⅡA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
答案 A
解析 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族与ⅢA族元素相隔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。
8．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)某元素的电子排布式为nsnnpn＋1，该元素原子的核外最外层电子数为________。
答案 (1)⑨ (2)苯 (3)5
解析 (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。
9．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5个区，如图所示。请回答下列问题：
(1)在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素，其原子的外围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，其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，其原子的外围电子排布式为_________。
(4)在p区中，第2周期ⅤA族元素原子的外围电子的轨道表示式为___________________。
(5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在______区中。
答案 (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～ⅦB族(不包括镧系、锕系)、Ⅷ族，族序数最大且原子序数最小的元素为Fe，其常见离子为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能级为半充满状态，其稳定性大于Fe2＋。
(3)符合条件的元素为Zn，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，外围电子排布式为3d104s2。
(4)符合题意的元素为N，其外围电子的轨道表示式为。
(5)铀和钚均为锕系元素，位于f区。
1．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
答案 A
解析 Y元素原子的外围电子排布式为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式为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。
2．下列说法正确的是( )
A．3p能级有一个空轨道的基态原子和4p能级有两个未成对电子的基态原子一定属于同一族
B．基态原子核外电子全部在s能级上的有4种
C．最外层电子排布为ns2的元素都属于s区
D．最高正化合价与最低负化合价代数和为4的短周期元素的最高能级为2p
答案 B
解析 3p能级有一个空轨道(3p2)的基态原子和4p能级有两个未成对电子(4p2或4p4)的基态原子不一定属于同一族，例如Si和Se不是同一族元素，A错误；基态原子核外电子全部在s能级上的有4种，即H、He、Li、Be，B正确；最外层电子排布为ns2的元素不一定都属于s区，例如Zn位于ds区，C错误；最高正化合价与最低负化合价代数和为4的短周期元素是S，其最高能级为3p，D错误。
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．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
答案 B
解析 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，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。
4．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)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________。
(2)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。
①基态Cr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)。
(3)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为________，基态Mn原子未成对的电子数为________。
答案 (1)＋或－
(2) ① Cu
②Al、O (3)第4周期ⅦB族 5
解析 (1)基态氮原子电子排布式为1s22s22p3，则其外围电子自旋磁量子数的代数和为＋或－。(2)①Cr为24号元素，Cr原子的外围电子轨道表示式为；第4周期ds区元素中，铜的外围电子排布式为3d104s1，与基态Cr原子最外层电子数目相同。(3)基态Mn原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，故基态Mn原子未成对的电子数为5。
5．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______。
答案 (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元素，E为第4周期ⅠA族元素，即E为K元素；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元素；F的基态原子核外成对电子数是单电子数的3倍，且为短周期元素，其电子排布为1s22s22p4，即F为O元素，则D只能为S元素；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。专题2 原子结构与元素性质
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．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区和ds区的元素
D．p区元素都是非金属元素
2．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．ⅤB族 B．ⅡB族 C．Ⅷ族 D．ⅡA族
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
5．元素周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”，由此可以推断( )
A．Co2＋的电子排布式为[Ar]3d54s2
B．Co位于元素周期表中第9列
C．它位于元素周期表的第4周期ⅡA族
D．它的基态原子核外电子排布式为[Ar]4s2
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．下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是( )
A．已知某元素＋3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，该元素位于周期表中的ds区
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ⅡA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
8．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)某元素的电子排布式为nsnnpn＋1，该元素原子的核外最外层电子数为________。
9．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5个区，如图所示。请回答下列问题：
(1)在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素，其原子的外围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，其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，其原子的外围电子排布式为_________。
(4)在p区中，第2周期ⅤA族元素原子的外围电子的轨道表示式为___________________。
(5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在______区中。
1．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
2．下列说法正确的是( )
A．3p能级有一个空轨道的基态原子和4p能级有两个未成对电子的基态原子一定属于同一族
B．基态原子核外电子全部在s能级上的有4种
C．最外层电子排布为ns2的元素都属于s区
D．最高正化合价与最低负化合价代数和为4的短周期元素的最高能级为2p
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．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
4．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)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________。
(2)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。
①基态Cr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)。
(3)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为________，基态Mn原子未成对的电子数为________。
5．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______。
