2020高中化学专题二原子结构与元素的性质第二单元第一课时原子核外电子排布的周期性讲义测试苏教版.docx

第一课时原子核外电子排布的周期性学习目标1.周期表中原子结构和位置、价态、元素种数等之间的关系。2.能把握周期表中各区、周期、族元素的原子核外电子排布的规律。3.周期表中各区、周期、族元素的原子结构和位置间的关系。自主学习区对应学生用书P012一、主族元素原子核外电子排布与元素性质的周期性变化主族AAAAAAA原子核外价电子排布ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5最高正化合价1234567最低负化合价4321性质递变规律化合价同主族最高正价相同，且等于主族序数同周期最高正价逐渐升高，从1递增到7(第一周期、O、F除外)金属性和非金属性同主族从上到下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱同周期从左到右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强原子半径同主族从上到下，原了半径逐渐增大同周期从左到右，原子半径逐渐减小二、A族和稀有气体元素原子外围电子排布的对比周期A族外围电子排布稀有气体外围电子排布1氢1s1氦1s22锂2s1氖2s22p63钠3s1氩3s23p64钾4s1氪4s24p65铷5s1氙5s25p66铯6s1氡6s26p67钫7s1结论除第1周期外，每一周期外围电子排布从ns1递增到ns2np6，但元素周期表的周期不是单调的，每一周期里元素的数目不总是一样多三、周期表的分区根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分为5个区：s区、p区、d区、ds区和f区。1.最外层电子排布为ns1或ns2的元素是否一定是金属元素？提示：不一定。如H的最外层电子排布为1s1，He的最外层电子排布为1s2，但两者均不是金属元素。2.如何由基态原子的外围电子排布式确定元素在周期表中的位置。提示：若已知元素的外围电子排布，可直接判断该元素在周期表中的位置。如某元素的外围电子排布为4s24p4，首先根据含有p轨道确定元素位于p区，由外围电子位于第四能层，确定元素位于第4周期，由其外围电子总数为6，确定元素位于A族。如某元素外围电子排布为3d34s2，首先根据d轨道未充满，确定元素位于d区，由外围电子位于第四能层确定元素在第4周期，由外围电子总数为5，确定元素位于B族。教师点拨区对应学生用书P013一、原子结构与元素周期表的关系1.核外电子排布与周期的划分根据轨道能量顺序，将能量相近的原子轨道分为一组，按能量由低到高可分为七个原子轨道组，同一原子轨道组内，各原子轨道能量相差较小，各原子轨道组之间能量相差较大。(1)每一原子轨道组对应一个周期。(2)周期、原子轨道组、元素数目的对应关系周期对应原子轨道组对应原子轨道组电子最大容量周期中所含元素的数目11s2222s、2p8833s、3p8844s、3d、4p181855s、4d、5p181866s、4f、5d、6p323277s、5f、6d、7p32322.外围电子排布和周期表的关系(1)原子的电子层数原子轨道中最高能层序数周期序数。(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。族序数AAAAAAA外围电子排布ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5练习与实践1.某元素的原子序数为29，试问：(1)此元素原子的电子总数是多少？(2)它有多少个电子层？有多少个原子轨道？(3)它的外围电子排布式是什么？(4)它属于第几周期？第几族？主族还是副族？(5)它有多少个未成对电子？答案(1)29(2)4个电子层；15个原子轨道(3)3d104s1(4)第4周期；B族；副族(5)有1个未成对电子解析2.已知M2的3d轨道中有6个电子。试推断：(1)M原子的电子排布式。(2)M原子的最外层电子数为多少？(3)M元素在周期表中的位置。答案(1)1s22s22p63s23p63d64s2(2)2(3)第4周期第族解析因3d轨道未满，4p轨道肯定无电子，故M应在过渡元素区，M一定为第4周期元素。该元素失电子时应先失去4s电子再失3d电子，故4s轨道应有2个电子。综上可推知M的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，应在第4周期第族，最外层有2个电子。二、元素周期表的分区 各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点分区元素分布外围电子排布元素性质特点s区A、A族ns12除氢外都是活泼金属元素p区A族A族、0族ns2np16(He除外)最外层电子参与反应(0族元素一般不考虑)d区B族B族、族(n1)d19ns12 (Pd除外)d轨道也不同程度地参与化学键的形成ds区B族、B族(n1)d10ns12金属元素f区镧系、锕系(n2)f014(n1)d02ns2镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近特别联系 (1)主族元素的价电子总数等于族序数。s区元素价电子特征排布为ns12，价电子数等于主族序数。p区元素价电子特征排布为ns2np16，价电子总数等于主族序数。(2)s区(氢元素除外)、d区、ds区都是金属元素。s区有2个纵列，d区有8个纵列，ds区有2个纵列；从元素的价电子层结构可以看出，s区、d区、ds区的元素在发生化学反应时容易失去最外层电子及倒数第二层的d电子，呈现金属性，所以s区(H除外)、d区、ds区都是金属元素。练习与实践3.某元素简化电子排布式为Xe4f46s2，其应在()A.s区 B.p区 C.d区 D.f区答案D解析元素在周期表中的分区(ds区除外)，取决于元素原子的最后一个电子所进入的原子轨道，因最后一个电子进入f轨道，所以该元素为f区元素。4.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，除ds区外，按轨道能量顺序最后填入电子的原子轨道的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，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，它常见离子的电子排布式为_。(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A族元素原子的外围电子的电子排布图为 _。(5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们处在元素周期表的_区中。答案(1)球形(2)Fe2：1s22s22p63s23p63d6；Fe3：1s22s22p63s23p63d5(3)3d104s2(4)(5)f解析(1)s区族序数最大，原子序数最小的元素应是第2周期A族的Be，其电子排布式为1s22s2，外围电子排布式为2s2，其电子云形状为球形。(2)d区包括BB族和族，其中族序数最大、原子序数最小的元素应该是第4周期族的Fe。铁原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。Fe的常见离子为Fe2和Fe3。(3)ds区包括B族和B族，族序数最大、原子序数最小的元素是Zn，Zn的外围电子排布式为3d104s2。(4)在p区中，位于第2周期A族的元素是N，其外围电子排布式为2s22p3，则外围电子排布图为。(5)铀和钚在f区。本课小结1.原子核外电子排布的周期性变化导致元素性质的元素性变化。2.元素周期表的分区(s、p、d、f、ds区)及各区元素原子最外层电子排布特点。3.原子结构与元素周期表的关系：原子的电子层数原子轨道中最高能层序数周期序数，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，主族元素的最高正价主族序数(O、F除外)。学习效果检测对应学生用书P0151.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.B族 B.B族 C.族 D.A族答案D解析由题意推知，该元素的外围电子排布为4s2。故该元素位于第4周期第A族。2.有人认为在元素周期表中，位于A族的氢元素也可以放在A族，下列物质能支持这种观点的是()A.HF B.H3O C.NaH D.H2O2答案C解析A族元素易得一个电子形成1价阴离子，且达到稳定结构，氢元素如果能形成1价阴离子，且达到稳定结构，即说明可以放在A族。在NaH中H为1价，符合题意。3.已知下列元素原子的最外层电子排布式，其中不一定能表示该元素为主族元素的是()A.3s23p3 B.4s24p1 C.4s2 D.3s23p5答案C解析由元素原子的最外层电子排布式可知，3s23p3、4s24p1、3s23p5表示的元素分别属于第A、A、A族元素，都属于主族元素；最外层电子排布式为4s2的元素可能是主族元素Ca，也可能是第4周期除Cr、Cu以外的过渡元素。4.下面元素周期表中全部是金属元素的区域为()A.只有s区 B.只有d区C.s区、d区和ds区 D.f区、d区和ds区答案D解析s区的氢为非金属，f区、d区和ds区全部为金属，p区包含大多数非金属元素。5.下列各组元素属于d区的是()A.Fe B.S C.Ar D.Li答案A解析Fe位于d区，S、Ar位于p区，Li位于s区。6.R元素的原子，其最外层的p轨道电子数等于所有的能层s轨道电子总数，则R是()A.Li B.Be C.S D.Ar答案D解析若只有1个能层，则不存在p轨道，若有2个能层，则有两个s轨道，则电子排布式为1s22s22p4，为氧元素，若有3个能层，则有三个s轨道，则电子排布式为1s22s22p63s23p6，则可以看出应选D。课时作业对应学生用书P0731.由短周期元素和长周期元素共同构成的族可能是()0族主族副族族A. B.C. D.答案A解析主族和0族是由短周期和长周期共同构成的族。2.下列叙述中正确的是()A.除零族元素外，短周期元素的最高正化合价在数值上都等于该元素所属的族序数B.除短周期外，其他周期均有18种元素C.副族元素中没有非金属元素D.碱金属元素是指A族的所有元素答案C解析A项中F、O无正价，与族序数不等；B项中6、7周期所含元素数均不是18种；D项中H不属于碱金属元素。3.外围电子排布为3d104s2的元素在周期表中的位置是()A.第3周期B族 B.第3周期B族C.第4周期B族 D.第4周期B族答案D解析该元素的最大能层为4，应位于第4周期，3d和4s电子数之和为12，应在第12列，是B族。4.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等核素，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22B.钛元素在周期表中处于第4周期C.钛的不同核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解析题给三种核素原子中，中子数最小为26，故A选项正确；Ti位于第4周期B族，属于d区元素，故B、D选项正确；同种元素的不同核素在周期表中的位置相同，C选项错误。5.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A族元素B.原子的价电子排布为(n1)d68ns2的元素一定是副族元素C.基态原子的p轨道上半充满的元素一定位于p区D.基态原子的价电子排布为(n1)dxnsy的元素的族序数一定为xy答案C解析基态原子的N层上只有一个电子的元素，可能是A族元素，也可能为铬元素或者铜元素，A错误；原子的价电子排布为(n1)d68ns2的元素是族元素，不是副族元素，B错误；基态原子的p轨道上半充满的元素的基态原子价电子排布式为ns2np3，则一定属于p区元素，C正确；基态原子的价电子排布为(n1)dxnsy的元素的族序数可能为xy(xy7)、可能为第族(10xy7)、还可能为第B、B族，(xy10)，D错误。6.下列各组元素属于p区的是()A.原子序数为1、2、7的元素B.S、O、PC.Fe、Ar、ClD.Na、Li、Mg答案B解析A项中原子序数为1、2、7的元素分别为氢、氦、氮，所在区分别是s区、s区、p区；C项中Fe在d区，Ar、Cl均在p区；D项中元素均在s区。7.具有下列电子层结构的微粒，其对应的元素一定属于同一周期的是 ()A.两原子其核外全部都是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轨道都充满电子，而d轨道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电子答案D解析两原子其核外全部都是s电子，可以是氢(1s1)和锂(1s22s1)，则不处于同一周期，A错；最外层电子排布为2s22p6的离子有阳离子也有阴离子，不一定属于同一周期，B错；原子核外M层上的s、p轨道都充满电子，而d轨道上没有电子的两种原子，可能属于同一周期(钾和钙元素)，也可能为不同周期(氩和钾或者钙)，C错；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，都属于第4周期元素，D正确。8.短周期元素X、Y、Z的原子序数依次递增，其原子的最外层电子数之和为13。X与Y、Z位于相邻周期，Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍或者是Y原子最外层电子数的3倍。下列说法正确的是()A.X的氢化物溶于水显酸性B.Y的氧化物是离子化合物C.Z的氢化物的水溶液在空气中存放不易变质D.X和Z的最高价氧化物对应的水化物都是弱酸答案B解析Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍，说明X内层电子数一定为2，则Z原子最外层电子数是6，又因为Z原子最外层电子数是Y原子最外层电子数的3倍，说明Y原子最外层电子数是2，根据X、Y、Z最外层电子数之和为13，则X最外层电子数为5，为N元素，Y为Mg，Z为S，X的氢化物为NH3，水溶液显碱性。Y的氧化物为MgO，是离子化合物，Z的氢化物为H2S，其水溶液在空气中易被氧化成硫单质，X的最高价氧化物的水化物是HNO3，Z的最高价氧化物的水化物是H2SO4，它们都是强酸。9.元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如表所示。已知Y元素原子的外围电子排布为ns(n1)np(n1)，则下列说法不正确的是()XYZA.Y元素原子的外围电子排布为4s24p4B.Y元素在周期表的第3周期第A族C.X元素所在周期中所含非金属元素最多D.Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3答案A解析先确定Y元素原子的外围电子层结构，再依据周期表推出X、Z元素并作答。因为Y元素原子的外围电子排布中出现了np轨道，故其ns轨道已经排满且只能为2个电子，则n12，n3，即Y元素原子的外围电子排布为3s23p4，故A错误，B正确。Y为S元素，X为F元素，第2周期所含非金属元素最多，故C正确。Z为As元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，D正确。10.甲元素原子的L能层上只有一个空原子轨道；乙元素原子的核电荷数为35。根据甲、乙两元素的信息，回答有关问题：(1)甲的元素符号是_；其轨道表示式为_。(2)乙元素原子的最外层电子排布式为_，其在元素周期表中的位置是_。(3)甲属于_区元素，乙属于_区元素。答案(1)C(2)4s24p3第4周期第A族(3)pp解析(1)甲元素原子的L能层上只有一个空原子轨道，则其电子排布式为1s22s22p2，是碳元素，其轨道表示式为。(2)乙元素原子的核电荷数为35，则乙原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，在元素周期表中位于第4周期第A族。(3)甲为C，乙为Br，均属于p区元素。11.金、银、铜、铁、铝和钛均是人类大量生产和使用的金属。试回答与上述金属原子结构有关的问题。(1)上述金属中属于主族元素的有_。(2)钛被称为继铁、铝之后的第三金属。基态钛原子外围电子的电子排布图为_。(3)基态金原子的外围电子排布式为5d106s1，试判断金在元素周期表中位于第_周期第_族。(4)已知Ag与Cu位于同一族，则Ag在元素周期表中位于_区(填“s”“p”“d”“f”或“ds”)。答案(1)铝(2)(3)6B(4)ds解析(1)铝属于主族元素，其余属于过渡元素。(2)钛位于第4周期第B族，外围电子排布为3d24s2。(3)金元素的外围电子排布为5d106s1，应位于第6周期第B族。(4)Ag位于第5周期第B族，外围电子排布为4d105s1，属于ds区元素。12.有A、B、C、D、E 5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中C、E是金属元素；A和E属同一族，它们原子的最外层电子排布为ns1。B和D也属同一族，它们原子最外层的p轨道电子数是s轨道电子数的两倍，C原子最外层上电子数等于D原子最外层上电子数的一半。请回答下列问题：(1)A是_(填元素名称，下同)，位于第_周期，第_族；D是_，位于第_周期，第_族；E是_，位于第_周期，第_族。(2)写出C元素基态原子的电子排布式_，由此可见，该元素为_区元素。(3)写出D元素原子的价电子排布图_，由此可见，该元素为_区元素。答案(1)氢1A硫3A钾4A(2)1s22s22p63s23p1p(3)p解析由“A和E属同一族，它们原子的最外层电子排布为ns1”“C、E是金属元素”可知A为氢元素，E为钠或钾元素；B和D元素的最外层s轨道电子数为2，所以它们的最外层p轨道电子数是4，是A族元素，所以B是氧元素，D是硫元素，E为钾元素；由“C原子最外层上电子数等于D原子最外层上电子数的一半”可知C是铝元素。13.下表为元素周期表的一部分，其中的