人教版选修3 第1章 第二节 原子结构与元素的性质 学案.docx

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元素周期表的发现与未来从门捷列夫发现元素周期表以来，人们一直都在思考这样一个问题：“元素周期表的终点在哪里？”自1940年美国科学家麦克米伦和西博格通过人工合成93号元素镎和94号元素钚以来，科学家就开始“制造”元素的工作。从元素周期表中可以看出，自95号元素镅起，都是人工合成的元素。当100号元素镄之后的元素一个一个被合成出来后，科学家发现：随着原子序数的增加，它们的寿命一个比一个短。100号元素镄的寿命为82天，到了105号，最多能活34秒，107号更是短命，只活了2毫秒。人们不禁要问：“元素周期表快到尽头了吗？”科学总是极其富有生命力的！109号元素活了5毫秒。尽管它生命短暂，但比107号元素活得长，好兆头，再往后的元素寿命可能会回升。科学家在认真研究了各种原子核的稳定性规律和原子核的可能结构后，发现了一个有趣的结论：质子或中子数目为2、8、20、28、50、82、114、126或184(科学家把这些数称为“幻数”)的原子核比较稳定，质子数和中子数均为幻数的原子核更稳定。根据这个“幻数”理论，科学家预言：114个质子和184个中子的超重原子核114号元素将会是一种很稳定、寿命更长的元素。1999年，俄美科学家小组宣布共同发现114号元素，其寿命长达30秒以上。而后科学家又相继宣布发现了118和116号元素。科学的发展永无止境，人类对元素的认识还将继续下去。今天的成就不是元素周期表的终点！一、元素周期系1碱金属元素基态原子的核外电子排布：碱金属原子序数周期基态原子的电子排布式锂321s22s1或he2s1钠113_1s22s22p63s1_或_ne3s1_钾194_1s22s22p63s23p64s1_或_ar4s1_铷375_1s22s22p63s23p63d104s24p65s1_或_kr5s1_铯556_1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1_或_xe6s1_2稀有气体元素基态原子的核外电子排布：稀有气体原子序数周期基态原子的电排布式氦211s2氖102_1s22s22p6_氩183_1s22s22p63s23p6_氪364_1s22s22p63s23p63d104s24p6_氙545_1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6_氡8661s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p63周期系的形成：(1)随着元素原子核电荷数的递增，每到出现_碱金属_，就开始建立一个新的电子层，随后最外层上的电子逐渐增多，最后达到8个电子，出现_稀有气体_；然后又开始由_碱金属_到_稀有气体_，循环往复形成了周期系。 (2)元素形成周期系的根本原因是_元素的原子核外电子排布_发生周期性的重复。二、元素周期表1周期和族：(1)周期：具有相同的_电子层数_的元素按照原子序数_递增_的顺序排列成一横行。(2)族：周期表中，有_18_个纵列，除_8、9、10_三个纵列叫第族，其余15个纵列每一个纵列标作一个族。2分区：(1)根据核外电子排布，可把周期表里的元素划分成5个区：s区、p区、d区、ds区、f区。除ds区外，区的名称来自按构造原理_最后填入电子_的能级的符号。(2)根据元素的金属性和非金属性。1思考辩析：(1)原子价电子排布式为3d84s2的元素属于s区。 ()(2)非金属元素都分布在p区。()(3)外围电子数目决定元素所在的族。()(4)处于非金属三角区边缘的元素可称为半金属或准金属。 ()2从原子结构看，元素周期表中同一横行的短周期元素，具有相同的(b)a核电荷数b能层数c最外层电子数d能级数3下列说法不正确的是(c)a元素原子的核外电子排布呈现周期性变化是形成元素周期性的根本原因b周期序号越大，该周期所含金属元素越多c所有区的名称均来自按构造原理最后填入电子的能级符号d周期表共18个纵列，可分为7个主族7个副族，1个第族，1个0族解析：除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。4(2018河北定州期中)外围电子构型为3d104s1的元素的原子在周期表中应位于(d)a第五周期b族b第五周期b族c第四周期b族d第四周期b族解析：该元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，根据电子排布式知，该原子含有4个能层，所以位于第四周期，其价电子排布式为3d104s1，属于第b族元素，所以该元素位于第四周期第b族，故选d。5下列说法中正确的是(c)a所有非金属元素都分布在p区b最外层电子数为2的元素都分布在s区c元素周期表中第b族到第b族10个纵行的元素都是金属元素d同一主族元素从上到下，金属性呈周期性变化解析：非金属元素中氢在s区，其余非金属元素均分布在p区，a项错误；最外层电子数为2的元素可能在s区(如mg)、p区(如he)或d区(如ti、fe)等，b项错误；同主族元素从上到下，金属性增强，非金属性减弱，属性质递变而不是周期性变化，d项错误。6最活泼的金属、最活泼的非金属、常温下呈液态的金属(价电子排布为5d106s2)分别位于下面元素周期表中的(a)as区、p区、ds区bs区、p区、d区cf区、p区、ds区ds区、f区、ds区解析：如果考虑放射性元素，最活泼的金属是fr，如果不考虑放射性元素，最活泼的金属是cs、而cs和fr都属于第a族元素，位于s区；最活泼的非金属是f2，f位于p区；常温下呈液态的金属为hg，hg属于过渡元素，其价电子排布为5d106s2，可知hg属于第六周期第b族元素，位于ds区。知识点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构造原理，将能量相近的能级分为一组，按能量由低到高可分为七个能级组，同一能级组内，各能级能量相差较小，各能级组之间能量相差较大。(1)每一能级组对应一个周期。(2)每一周期元素原子的外围电子排布和元素种数周期外围电子排布各周期增加的能级元素种数a族0族最外层最多容纳电子数一1s11s221s2二2s12s22p682s、2p8三3s13s23p683s、3p8四4s14s24p684s、3d、4p18五5s15s25p685s、4d、5p18六6s16s26p686s、4f、5d、6p32七7s187s、5f、6d(未完)26(未完)2核外电子排布与族的划分族的划分依据是原子的价层电子排布(1)同主族元素原子的价层电子排布完全相同，价电子全部排布在ns或nsnp轨道上。价电子数与族序数相同。(2)稀有气体的价电子排布为1s2或ns2np6。(3)过渡元素(副族和族)同一纵行原子的价层电子排布基本相同。价电子排布为(n1)d110ns12。bb族的价电子数与族序数相同，第b、b族和第族不相同。提示：元素周期系的形成是由于元素原子的核外电子的排布发生了周期性的变化。元素周期系的周期并不是单调的，这是由于随着核电荷数的递增，电子在能级里的填充顺序遵循构造原理。典例1已知某元素2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，该元素在周期表中位于(d)avb族bb族c族da族解析：解该题一定应注意看清是“2价”离子的电子排布式，根据核外电子排布规律，可知该元素的原子最外层只有2个电子，而且应该排布在第4电子层上，该元素在周期表中的位置应该是第4周期第a族。变式训练1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(b)a两种原子的电子层上全部都是s电子b3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级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能级和p能级都填满了电子，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电子的原子核外电子排布式有1s1、1s2、1s22s1、1s22s2，显然不一定属于同一周期，故a错误。3p轨道上只有1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铝或氯，属于同一周期。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的离子为o2、f、na、mg2、al3，不一定属于同一周期。m层上的s轨道和p轨道都填满了电子，而d轨道上尚未有电子的原子有ar(1s22s22p63s23p6)、k(1s22s22p63s23p64s1)、ca(1s22s22p63s23p64s2)，不一定属于同一周期。知识点二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提示：(1)元素周期表的ds区只有两列，第11列铜、银、金和第12列的锌、镉、汞，由于该区开始的第11列铜、银、金按构造原理的电子排布应该为(n1)d9ns2，而事实上却是(n1)d10ns1，可理解为先填满了(n1)d能级，而后再填充ns能级，因而得名ds区。(2)族和分区的关系：主族：s区和p区。(nsnp)的电子数族序数。 0族：p区。(nsnp)的电子数8(或2)。副族：d区ds区f区。ad区中(n1)dns的电子数族序数(第族部分元素除外)；b当8(n1)dns的电子数10时，则为第族元素。cds区中(n1)d全充满，ns的电子数族序数。典例2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(c)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能级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解析：基态原子的n层上只有一个电子的元素，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的元素是第族元素，不是副族元素，b错误；基态原子的p能级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y(x10)，d错误。变式训练2已知某些元素在周期表中的位置如图所示：下列说法正确的是(d)a表中五种元素位于5个不同的区b元素4的基态原子的价电子排布式为3d104s2，与它具有相同最外层电子数的元素只可能处于ds区c元素1、2、3的基态原子中，未成对电子数之比为135d元素5的原子结构示意图为，其属于准金属解析：元素2和元素5均位于p区，a项错误；元素4为锌，其基态原子的价电子排布式为3d104s2，最外层电子数为2的元素还包括s区的be、mg等，d区的ti、mn、fe等，p区的he等，b项错误；元素1、2、3分别是h、o、mn，它们的基态原子的价电子排布式分别为1s1、2s22p4、3d54s2，故其未成对电子数之比为125，c项错误；元素5位于第四周期a族，原子结构示意图正确，由于其周期序数等于主族序数，故为准金属，d项正确。元素周期系的远景元素的存在，是与原子结构的稳定性，特别是与原子核的稳定性有关。人们发现，原子序数大于83的元素，都是放射性元素，而原子序数在92之后的元素，全部是用人工方法合成的元素。目前已公认了112号元素的合成方法(1999年合成了114号元素)。那么，新的人工合成的元素究竟还有多少种？物理学家根据原子核结构理论计算，认为周期系最后可能出现的是原子序数为175的元素。人工合成的元素，将会完成第7周期(零族元素的原子序数应为118)，并进入第8周期，甚至第9周期在未来的第8、9周期中，原子中的电子依次填充新的电子亚层5g亚层和6g亚层。依照已有的规律，可以推知g亚层最多能容纳18个电子。由此可以预见，第8、9周期都将有50种元素，是超长周期。在这两个周期里，将有“超锕系”和“新超锕系”的5g6f和6f7f内过渡系。 1下列各组元素都属于p区的是(b)a原子序数为1、2、7的元素bo、s、pcfe、ar、cldna、li、mg解析：a中的1号元素是氢元素，位于s区。c中的fe位于d区，d中的所有元素都位于s区。2下列元素一定是主族元素的是(c)a原子核外n电子层上只有一个电子的元素b原子核外m层电子数为偶数的元素c原子核外m层电子数为小于或等于7的奇数的元素d原子核外n层电子数为2的元素解析：a和d都是第四周期元素，其中过渡元素最外层既有1个电子的，也有2个电子的，均错误；而b选项，可以考虑第四周期的0族元素和b、b族元素，kr的m层有18个电子，错误。3外围电子排布式为4f75d16s2的元素在周期表中位置应是(d)a第四周期第b族b第五周期第b族c第六周期第b族d第六周期第b族解析：最大能层数为6，所以在第六周期。由5d16s2知在第b族。4某元素的最外层电子数为2，价电子数为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(c)a电子排布式为：1s22s22p63s23p63d34s2b该元素为vc该元素为a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，所以该元素为第二周期或第四周期元素。又因其价电子数最外层电子数，可推出该元素并不是第二周期元素，应为第四周期元素，价电子排布式为3d34s2，故为23号元素v，位于d区。5(2018江西玉山测试)长式周期表共有18个纵行，从左到右排为118列，即碱金属为第一列，稀有气体元素为第18列。按这种规定，下列说法正确的是(c)a第9列元素中有非金属元素b只有第二列的元素原子最外层电子排布为ns2c第四周期第8列元素是铁元素d第15列元素原子的最外层电子排布为ns2np5解析：a、第9列属于第族，都是金属元素，没有非金属元素，a错误；b、第2列是第a族，最外层电子排布为ns2，he处于零族，he原子的核外电子排布为1s2，一些过渡元素的最外层电子排布为ns2，b错误；c、第四周期第8列元素是第族的第一种元素，原子序数为26，是铁元素，c正确；d、第15列为第a族，属于p区，最外层电子数为5，最外层电子排布为ns2np3，d错误；答案选c。6(1)在下面元素周期表中全部是金属元素的区域为(b)aabbccdd(2)有人认为形成化合物最多的元素不是a族的碳元素，而是另一种短周期元素，请你根据学过的化学知识判断这一元素是_h_。(3)现有甲、乙两种短周期元素，室温下，甲元素单质在冷的浓硫酸或空气中，表面都生成致密的氧化膜，乙元素原子核外m电子层与k电子层上的电子数相等。用元素符号将甲、乙两元素填写在上面元素周期表中对应的位置。如下表甲、乙两元素相比较，金属性较强的是_mg_(填元素符号)，可以验证该结论的实验是_bc_。a将在空气中放置已久的这两种元素的块状单质分别放入热水中b将这两种元素的单质粉末分别和同浓度的盐酸反应c将这两种元素的单质粉末分别和热水作用，并滴入酚酞溶液d比较这两种元素的气态氢化物的稳定性解析：(1)根据元素周期表中金属元素、非金属元素的分布情况，元素周期表中的a区为金属和非金属(h)共存区，b区为过渡元素全部是金属元素，c区为金属元素和非金属元素共存区，d区为零族元素，所以选b；(2)碳氢均为可以形成无机物和有机物的元素，c、h是形成有机化合物的主要元素，而无机物中碳形成的化合物不如氢形成的化合物多，所以应为h元素；(3)根据第问中的信息结合元素化合物的知识可知甲为al，乙为mg，同周期元素金属性逐渐减弱，说明mg的金属性较强，验证该结论的实验依据是金属性强弱判断规律，金属单质与水或酸反应放出氢气的难易程度可知正确选项应为b、c。本题考查了周期表中的元素分布，如全部是金属区的，应注意h元素在周期表中位置的特殊性。常温下能在浓硫酸中形成致密氧化膜的有铁和铝，但是常温下铁不能在空气中形成致密的氧化膜，而发生腐蚀生成铁锈。由于铝在表面能形成致密的氧化膜，从而阻止了反应的进一步发生，所以铝虽然是活泼金属，但是耐腐蚀。基 础 巩 固一、选择题1已知元素的原子序数，可以推断元素原子(b)质子数中子数质量数核电荷数核外电子数abcd解析：在原子中，原子序数核电荷数核外电子数。2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中不正确的是(c)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四周期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区的过渡元素解析：钛是第四周期的b族元素，其质子数为22、同位素指的是具有相同的核电荷数而中子数不同的同一类原子的总称，它们在周期表中位于同一位置。3元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质，下列说法正确的是(b)a同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性b第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数c同一主族的元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同d元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素解析：处于元素周期表金属与非金属分界线附近的元素，既表现金属性，又表现非金属性，a错误；主族元素的最高正化合价等于它所处的主族序数，也等于其最外层电子数(o、f除外)，b正确；同一主族元素的原子最外层电子数虽相同，但是核电荷数、原子半径不同，化学性质不完全相同，c错误；周期表中第三纵行到第十纵行的元素(包括7个副族和1个族)称为过渡元素，d错误。4下列各图为元素周期表的一部分，表中的数字为原子序数，其中m为37的是(c)解析：根据稀有气体元素的原子序数来确定37号元素在元素周期表中的位置。36号元素为第四周期的kr，故37号元素为第五周期a族的rb，它的上一周期同主族元素为19k，故c项正确。5下列说法中正确的是(c)a原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数bs区均为金属元素c除氦外的稀有气体原子的最外层电子数都是8d同一元素的各种同位素的物理性质、化学性质均相同解析：a项。钠原子核外有3个电子层是第3周期元素。但是钠离子的核外有2个电子层，与题目叙述不符，错误；b项，s区除氢外。全是金属元素，错误；c项，稀有气体原子中只有氦原子最外层是2个电子，其他元素都是8电子稳定结构，正确；d项，同一元素可以有多种同位素，它们的质量数不同，化学性质相同，但物理性质不一定相同，错误。6长式周期表共有18个纵列，从左到右排为118列，即碱金属为第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(c)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ns2c第四周期第8列元素是铁元素d第15列元素原子的价电子排布为ns2np5解析：a中，第14列是碳族元素，价电子排布为ns2np2，未成对电子数为2，不如第15列(氮族元素)未成对电子数多。b中，周期表中第12列(即第b族)最外层电子排布也为ns2。d中，第15列元素原子价电子排布为ns2np3。7已知某元素原子的价电子排布式为(n1)dansb，则下列说法正确的(a)a该元素是金属元素b该元素位于周期表中d区c该元素的族序数为abd该元素位于周期表中第四周期解析：由题意可知，该元素应为过渡金属元素，可能位于周期表的d区或ds区，其族序数不一定是ab(如cu)，可能位于周期表中的第四、五或六周期。8某元素m的单质1.8 g在过量的o2中充分燃烧，得到m2o33.4 g，已知m原子核外电子数比核内中子数少1。该元素在周期表中的位置(d)a第2周期a族b第2周期a族c第3周期a族d第3周期a族解析：设金属m的相对原子质量是x，根据化学方程式：4m3o22m2o34x2(2x48) 1.8 g 3.4 g，解得x27，所以m是金属al，在周期表中的位置是第3周期a族，故选d。9肯定属于同族元素且性质相似的是(d)a原子电子排布式，a为1s22s2，b为1s2b结构示意图：a为，b为ca原子基态时2p能级上有1个未成对电子，b原子基态时3p能级上也有1个未成对电子da原子基态时2p能级上有一对成对电子，b原子基态时3p能级上也有一对成对电子解析：a项中，a为a族元素be，b为0族元素he，显然，二者不属于同族元素，性质也不相似；b项中，a为0族元素ne，b为碱金属离子na，不符合题意；c项中，由于p能级有三个空轨道，若有一个未成对电子，意味着p能级有两种电子排布情况：即np5或np1，所以a、b两元素不一定属于同一族元素；d项中，对于p能级上有一对成对电子，根据泡利原理和洪特规则，该能级只能有一种电子排布式，即np4，所以a、b两元素肯定属于同族元素。二、非选择题10具有下列价电子排布的元素位于周期表中哪个区，是金属元素还是非金属元素？(1)ns2(n1)_s区，金属元素_；(2)ns2np4_p区，非金属元素(钋为金属元素)_；(3)(n1)d5ns2_d区，金属元素_；(4)(n1)d8ns2_d区，金属元素_。解析：根据元素核外电子排布与元素分区的关系确定；ns2(n1)为第a族元素，位于s区，金属元素；ns2np4为第a族元素，位于p区，非金属元素(钋为金属元素)；(n1)d5ns2为第b族元素，位于d区，金属元素；(n1)d8ns2为第族元素，位于d区，金属元素。11假定元素周期表是有限的，根据已知的元素周期表的某些事实和理论可归纳出一些假说。(1)已知元素周期表中的各周期可排元素种类如下：周期一二三四五六七元素种类28818183232人们预测元素周期表第八周期将来也会排满，那么该周期排满后的元素种数是_c_。a18b32c50d无法判断(2)根据每个周期最后一种金属元素出现的族序数，预测周期表中原子序数最大的金属元素将在第_八_周期第_a_族(注：把0族看做a族，下同)。周期表中元素在填满第_八_周期后将结束。(3)根据周期表中每个周期非金属元素的种数(把稀有气体元素看做非金属元素)，预测周期表中应该有_23_种非金属元素，还有_1_种未发现。未发现的非金属元素处于第_七_周期第_a_族。解析：(1)方法1：观察不难发现，从2到7周期，相邻的两周期种数相同，且不同的两个数之差依次为6,10,14，是等差数列，即第8周期元素种数为321850；方法2：用公式：如周期序数为奇数，容纳的元素种数为(n1)2/2，如周期序数为偶数，容纳的元素种数为(n2)2/2。(2)观察周期表可知：第六周期倒数第三种元素为金属元素，第七周期倒数第二种元素为金属元素，第八周期倒数第一种元素即为原子序数最大的金属元素，该元素处于a族。(3)据周期表可知非金属元素的种数：第一、二、三、四、五、六周期非金属元素种数分别为：2、6、5、4、3、2种，则可类推第七、八周期非金属元素种数分别为：1种、0种。共计23种，第七周期未填满，有一种非金属元素未发现，将处在a族。能 力 提 升一、选择题1某化学学习小组在学习元素周期表和周期的划分时提出了以下观点：周期表的形成是由原子的结构决定的；元素周期表中ia族元素统称为碱金属元素；每一周期的元素原子外围电子排布均是从ns1开始至ns2np6结束；元素周期表的每一周期元素的种类均相等；基态原子电子排布为ls22s22p3和ls22s22p63s23p3的两元素原子位于同一周期；周期序号越大，该周期所含金属元素一般越多。你认为正确的是(b)abcd解析：周期表中电子层数等于周期数，最外层的电子数等于族序数，所以周期表的形成是由原子的结构决定的，故正确；元素周期表中ia族元素除氢外称为碱金属元素，故错误；除第一周期以外的每一周期的元素原子外围电子排布均是从ns1开始至ns2np6结束，故错误；元素周期表从第一周期到第七周期元素种类为2、8、8、18、18、32、26，所以各周期元素种类不相等，故错误；基态原子电子排布为ls22s22p3是第二周期，ls22s22p63s23p3是第三周期，所以不在同一周期，故错误；由元素周期表可知周期序号越大，该周期所含金属元素一般越多，故正确；故选b。2下列说法中正确的是(d)a价电子数与最高化合价相等的元素一定是主族元素b次外层全充满而最外层有不成对电子的元素一定是主族元素c所有非金属元素都在p区d元素周期表的5个区中都有金属元素解析：在第4周期bb的sc、ti、v、cr、mn等过渡元素，其价电子数为3、4、5、6、7，最高正化合价为3、4、5、6、7价，cu原子的外围电子排布式为3d104s1，所以a、b两项不正确；氢元素在s区，c项错；s、p、d、ds、f区均包含金属元素，d项正确。3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为nsn1npn1，则下列说法不正确的是(a)xyzay元素原子的外围电子排布为4s24p4by元素在周期表的第三周期第a族cx元素所在周期中所含非金属元素最多dz元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3解析：因为y元素原子的外围电子排布中出现了np能级，故其ns能级已经排满且只能为2个电子，则n12，n3，即y元素原子的外围电子排布为3s23p4，故a项错误，b项正确；y为s，x为f，第二周期所含非金属元素最多，故c项正确；z为as，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，d项正确。4下列四种元素中，其单质氧化性最强的是(d)a原子含有未成对电子最多的第二周期元素b位于元素周期表中第三周期第a族的元素c原子最外层电子排布式为2s22p6的元素d原子最外层电子排布式为2s22p5的元素解析：a项，含未成对电子最多的第二周期元素为n，b项为al，c项为ne，d项为f，故f2的氧化性最强。5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(b)ax的氢化物溶于水显酸性by原子的电子排布式为1s22s22p63s2cz元素在周期表中的位置为第三周期第族dx和z的最高价氧化物对应水化物都是弱酸解析：z原子最外层电子数是x原子内层电子数的3倍，则x原子内层应为2个电子，z原子最外层电子数为6，根据题意，z应在第三周期，所以z为s。z原子最外层电子数为y原子最外层电子数的3倍，且y、z同周期，y为mg。根据题意，x为n。二、非选择题6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_铝_。(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_六_周期第_b_族。(4)已知ag与cu位于同一族，则ag在元素周期表中位于_ds_区(填“s”、“p”、“d”、“f”或“ds”)。解析：(1)铝属于主族元素，其余属于过渡元素。(2)钛位于第四周期第b族，价电子排布为3d24s2。(3)金元素的外围电子排布为5d106s1，应位于第六周期第b族。(4)ag位于第五周期第b族，价电子排布为4d105s1，属于ds区。7a、b、c三种短周期元素，它们的原子序数依次增大。a元素原子的核外p电子数比s电子数少1；b元素原子核外有4种能级，且全部充满电子；c元素的主族序数与周期数的差为4。(1)a的基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有_3_个方向，原子轨道呈_哑铃_形。(2)某同学推断b基态原子的核外电子排布为该同学所画的电子排布图违背了_泡利原理_。(3)c位于_a_族_p_区，价电子排布式为_3s23p5_。解析：根据题意可知a为n，b为mg，c为cl。8已知元素周期表中共有18纵行，下图中实线表示元素周期表的边界。按电子排布，可把周期表里的元素划分为下列几个区：s区、p区、d区、ds区等。除ds区外，其他区的名称来自构造原理最后填入的电子的能级符号。(1)请在图中用实线画出s区、p区、d区、ds区的边界线，并分别用阴影和表示d区和ds区。如下图(2)有的同学受这种划分的启发，认为d区内6、7纵行的部分元素可以排在另一区，你认为应排在_ds_区。(3)在元素周期表中4s轨道半充满的元素为_k、cr、cu_(填元素符号)(4)请利用电子排布的相关知识解释fe3比fe2稳定的原因_fe的价电子排布式为3d64s2，fe2和fe3的价电子排布式分别为3d6、3d5，依据“能量相同的轨道处于全空、全充满和半充满时能量最低”的原则，3d5处于半充满状态，结构更稳定，故fe3比fe2稳定_。解析：解答本题应注意以下两点：元素周期表的分区及其外围电子排布特点。原子轨道在全空、半充满和全充满时能量最低，最稳定。依据构造原理最后填入的电子的能级符号，将元素周期表划分为几个区，对于24号元素，其核外价电子排布似乎应该是3d44s2，而实际上是3d54s1，原因是能量相同的轨道处于全空、全充满和半充满时能量最低，而29号元素也正是因为这一点排成3d104s1，而不是3d94s2，故29号、30号元素所在纵行归为ds区，所以该同学认为d区内6、7纵行的部分元素可以排在ds区是有道理的。对于fe3比fe2稳定的原因也可从铁的核外电子排布特点来解释(fe3的价电子排布式为3d5，为半充满状态，比fe2的价电子排布式3d6稳定)。第2课时元素周期律自从认识到元素周期表对化学、生产、生活的巨大指导作用之后，人们依据自己的认识设计出若干种元素周期表。这一切的努力和成果，无非是为了更直观体现元素周期律。元素周期律变化与海螺及浩瀚宇宙何其相似，你见过下面这些新型的元素周期表吗？一、原子半径1影响因素：2递变规律：二、电离能1第一电离能的概念：_气态电中性_基态原子失去_一个_电子转化为气态基态正离子所需要的_最低能量_叫做第一电离能。2第一电离能的变化规律：(1)同一周期，从左到右，元素的第一电离能呈_逐渐增大_的趋势。(2)同一主族，从上到下，元素的第一电离能_逐渐减小_。三、电负性和“对角线规则”1电负性：(1)定义：用来描述不同元素的原子对_键合电子_吸引力的大小。电负性越大的原子，对_键合电子_的吸引力_越大_。(2)衡量标准：以氟的电负性为4.0作为相对标准。(3)递变规律。同周期，自左向右，元素的电负性逐渐_变大_。同主族，自上而下，元素的电负性逐渐_变小_。(4)应用：判断金属性和非金属性的强弱。金属的电负性一般小于1.8。非金属的电负性一般大于1.8。电负性在1.8左右的，既表现_金属性_，又表现_非金属性_。2对角线规则：在元素周期表中，某些主族元素与其_右下方_的主族元素的有些性质是相似的，被称为“对角线规则”。例如：x和y就是对角线关系。1思考辨析：(1)电子的能层数多的元素的原子半径一定比电子的能层数少的元素的原子半径大。 ()(2)原子失去2个电子所需要的能量是其第一电离能的2倍。()(3)一般认为元素的电负性小于1.8的为金属元素，大于1.8的为非金属元素。()(4)同周期元素从左到右第一电离能有增大的趋势故第一电离能cnr(cl)，故a项错误；对于核外电子层结构相同的单核离子和原子，半径是不同的，故b项错误；质子数相同的不同单核粒子，阴离子半径原子半径阳离子半径，故c项正确；原子序数增大，原子半径不是一直增大，而是呈周期性变化的，故d项错误。3具有下列电子排布的基态原子中，第二电离能最大的是(c)a1s22s22p5b1s22s22p63s23p1c1s22s22p63s1d1s22s22p63s2解析：失去一个电子后c项的电子排布变为1s22s22p6，属于稀有气体的稳定结构，故其第二电离能最大。4下列各组元素，按原子半径依次减小，元素第一电离能逐渐升高的顺序排列的是(a)ak、na、libal、mg、naco、n、cdcl、s、p解析：b项第一电离能：mgalna，c项第一电离能：noc，d项第一电离能：pcls。5(2018高考训练)如图是第三周期1117号元素某些性质变化趋势的柱形图，下列有关说法中正确的是(b)ay轴表示的可能是第一电离能by轴表示的可能是电负性cy轴表示的可能是原子半径dy轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数6下列是几种原子的基态电子排布式，电负性最大的原子是(a)a1s22s22p4b1s22s22p63s23p3c1s22s22p63s23p2d1s22s22p63s23p64s2解析：根据题意可知：a项为o，b项为p，c项为si，d项为ca。同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，同主族元素从上到下，电负性逐渐减小，a项电负性最大。知识点一微粒半径大小的比较规律1原子半径的大小比较(1)同电子层：一般来说，当电子层相同时，随着核电荷数的增加，其原子半径逐渐减小(除稀有气体外)，有“序小径大”的规律。如r(11na)r(12mg)。(2)同主族：一般来说，当最外层电子数相同时，电子层数越多，原子半径越大。如：r(na)r(k)、r(f)ab，如：r(k)r(na)r(mg)。2离子半径的大小比较(1)对同一种元素来说，原子半径阳离子的半径，如r(na)r(na)；原子半径阴离子的半径，如r(cl)r(fe2)r(fe3)，r(h)r(h)r(h)。(3)对于电子层结构相同的离子，核电荷数多的半径小，核电荷数少的半径大。如r(s2)r(cl)r(k)r(ca2)、r(o2)r(f)r(na)r(mg2)r(al3)。但须注意，稀有气体元素的原子半径的测量标准和其他原子半径的测量标准不同，不能比较。提示：可用“三看”法快速判断简单微粒半径大小：“一看”电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。“二看”核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。“三看”核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。典例1已知短周期元素的离子aa2、bb、cc3、dd都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是(c)a原子半径abdcb原子序数dcbac离子半径c3dba2d单质的还原性abdc解析：四种元素在元素周期表中的相对位置为：即某周期活泼非金属与下一周期活泼的金属形成的简单阴、阳离子具有相同的电子层排布，由此可知，原子半径bacd，原子序数abdc，离子半径c3dba2。单质还原性ba(金属)，非金属还原性一般较弱(f2无还原性)，且只能dc。变式训练1判断下列微粒半径大小。(1)mg_ba(2)ca_f(4)s2_s(5)na_al3(7)fe2_fe3解析：判断微粒半径的大小，要结合原子的电子层数、核电荷数和核外电子数进行综合分析，结合判断微粒半径大小的方法进行分析。知识点二电离能及其应用1电离能的有关规律(1)第一电离能每个周期的第一种元素(氢和碱金属)第一电离能最小，稀有气体元素原子的第一电离能最大，同周期中从左到右元素的第一电离能呈增大的趋势，表示元素原子越来越难失去电子。同主族元素原子的第一电离能从上到下逐渐减小。表示元素