第1节 第1课时 原子结构

第四章物质结构元素周期律

第一节原子结构与元素周期表

第1课时原子结构

课后.训练提升

合格考过关检验

1.下列说法正确的是（）o

A.所有原子都是由质子、中子和核外电子构成的

B.只要知道粒子的质子数,就一定能确定它是什么元素

C.质量数=质子数+中子数，所以电子是没有质量的

D.分子的质子数等于该分子中各原子的质子数之和

答案:D

解析:一般说来，原子是由质子、中子和核外电子构成的、但是质量数为1的氢原

子CH）的中子数为0,A项错误。粒子包括原子、分子（单原子分子或多原子分

子）、离子等,B项错误。在计算质量数时，由于电子的质量比质子、中子的质量

小得多而被忽略,不是电子没有质量,C项错误。

2.某元素的离子A"核内有〃个中子,核外有x个电子。该原子的质量数是

（）。

C.m+n-xD.x-n+fn

答案:A

解析:某元素的离子A加核内有〃个中子,核外有x个电子，则该元素原子的核内质

子数为X-/〃，因此该原子的质量数=质子数+中子数=x-m+no

3.某元素的原子核外有三个电子层,M层的电子数是L层电子数的则该元素的

符号是（）。

A.LiB.Mg

C.A1D.Si

答案:B

解析:根据原子核外电子的排布规律可知,K层排满2个电子后再排L层,L层需

排满8个电子后再排M层,M层的电子数是L层电子数的工，即M层电子数为2,

4

则该元素原子的核外电子数是2+8+2=12,即原子序数为12,该元素是Mg。

4.下列粒子中洛电子层电子数都达到2自〃为电子层序数）的是（）0

A.Ne、ArB.A13\S2'

CF、Na+D.Nc、C「

答案:c

解析:A项,Ar不符合条件，故错误。B项,S2■不符合条件，故错误。C项,F、Na*核

外各电子层电子数都能达到2层,故正确。D项,CT不符合条件，故错误。

5.核电荷数小于或等于18的元素中，原子的最外层电子数是其余电子总数一半的

元素种类有()。

A.1种B.2种

C.3种D.4种

答案:B

解析:在核电荷数为1-18的元素中，符合题述要求的元素原子的电子排布分另］为

2、1和2、8、5o

6.已知下列原子或离子的结构示意图，回答下列问题。

0))

A

JJ)

CD

(1)电子层排布相同的是(填字母，下同)；

(2)属于同一种元素的是;

(3)属于金属元素的是;

(4)属于稀有气体元素的是o

答案：(1)BC(2)AB(3)D(4)C

解析:(1)由结构示意图可知,B和C的电子层排布相同。

(2)核内质子数相等的A和B属于同一种元素。

(3)金属元素原子的最外层电子数一般少于4,D为Na,属于金属元素。

(4)稀有气体元素原子的最外层电子数一般为8(Hc为2)0

7.已知A、B、C、D四种元素的核电荷数依次增大,A原子最外层电子数是次外

层电子数的2倍;B元素在地壳中含量最多;C原子最外层电子数与B原子最外层

电子数相等，且C原子比B原子多一个电子层;D原子与C原子具有相同的电子

层数，且D原子内层电子总数比最外层电子数多3。试回答下列问题：

⑴写出四种元素的名称:A;B;C;Do

(2)B原子的结构示意图为.

(3)C的阴高•子的结构示意图为o

答案：(1)碳氧硫氯

⑵1(3)

解析：(1)B元素在地壳中含量最多，则B为氧元素;C原子最外层电子数与B原子

最外层电子数相等，且C原子比B原子多一个电子层，则C为硫元素;A原子最外

层电子数是次外层电子数的2倍，其原子序数小于氧，则A有2个电子层,最外层

有4个电子,A为碳元素;D原子与C原子具有相同的电子层数，且D原子内层电

子总数比最外层电子数多3,则D原子最外层含有的电子数为10-3=7,则D为氯

元素。(2)B为氧元素,其原子结构示意图为>o(3)C为硫元素S-的

^16)^2~8~8

核电荷数为16,核外电子总数为18,其结构示意图为'J10

等级考素养提升

1.1-18号元素中,A元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍;B元素原子最

外层电子数是其内层电子总数的3倍;C元素原子M层电子数等于其L层电子

数的一半;D元素原子最外层有1个电子,D的阳离子与B的阴离子电子层结构

相同，则4种元素核电荷数关系中正确的是()c

A.C>D>B>AB.D>B>A>C

C.A>D>C>BD.B>A>C>D

答案:A

解析:A元素原子的次外层电子数只能是2,最外层电子数是4,A的核电荷数为

6;B元素的内层电子总数只能是2,最外层电子数为6,B的核电荷数为8;C元素原

子有3个电子层,L层必有8个电子,M层有4个电子,C的核电荷数为14;D的阳

离子与B的阴离子(即0,电子层结构相同,D为Na,核电荷数为11;故核电荷

数:OD>B>A。

2.根据下列叙述，画出对应粒子的结构示意图。

(i)A元素原子的最外层电子数为电子层数的3倍:o

⑵与Ar原子电子层结构相同的-1价阴离子:o

(3)质量数为23、中子数为12的原子:o

(4)某元素原子的核电荷数是电子层数的5倍,其质子数是最外层电子数的3倍，

该元素的原子结构示意图是o

答案:⑴诉1

解析:(1)根据核外电子排布规律可知，原子的最外层电子数不超过8,A元素原子

的最外层电子数为电子层数的3倍，则A只能是0元素,其原子结构示意图为

©1

(2)与Ar原子的电子层结构相同的-1价阴离子为Cr,C「的结构示意图为

©))1

⑶质量数为23、中子数为12的原子，质子数为23/2=11,即为Na原子，其原子结

构示意图为

(4)设核电荷数二质子数二名元素原子的电子层数为X,最外层电子数为)，，依题

意：a=5x,a=3y,则5厂3)了二孩。因原子的最外层电子数不超过8,即y为1〜8的正

整数,故仅当)=5,x=3合理,该元素的核电荷数为15。

3.如图为锄元素在元素周期表中的信息和锄原子的结构示意图(如图l)o回答下

列问题：

(1)下列说法错误的是(填字母)。

A./n=37,n=18

B.锄是金属元素

C.枷的相对原子质量是85.47

D.锄原子有5个电子层，最外层有1个电子

（2）Rb原子第一电子层上电子的能量比最外层上电子的能量（填

“低”或"高

（3）如图2中A~D所示粒子共表示种元素，枷元素原子的化学性质与图中

（填字母）的化学性质相似。

AB

图2

答案：（1）A⑵低（3）三D

解析:（1）由铀元素在元素周期表中的信息可知,其原子序数为37,则〃『37,在原子

中,质子数二核外电子数，所以/2=37-2-8-18-1=8,A错误;枷元素属于金属元素,B正

确;钿的相对原子质量是85.47,C正确;由图示可知钿原子有5个电子层，最外层有

1个电子,D正确。（2）离核越近的电子能量越低，故Rb原子第一电子层上电子的

能量比最外层上电子的能量低。（3）A〜D中,B和C两种粒子的质子数相同，所以

属于同种元素的粒子,A~D中共表示三种元素;由图示可知,A~D粒子中D粒子的

最外层有1个电子，与枷元素原子的最外层电子数相同，故二者的化学性质相以。

过关检测卷

一、选择题（本题共13小题,每小题4分，共52分。在每小题给出的四个选项中，

只有一项符合题目要求）

1.239pu是“于敏型”氢弹的重要原料。下列说法正确的是（）。

A.239PU原子的原子核中含有239个质子

B.239PU衰变成235U属于化学变化

C.238pu、239pu和241pu属于不同的核素

D.238pu与238U在元素周期表中的位置相同

答案:C

解析：239表示质量数,不是质子数,A项错误。239pu衰变成2351原子核发生了变

化，不是化学变化,B项错误。238pu、239Pli和241pu的质子数相同、中子数不同，属

于不同的核素,C项正确。238Pu与238U的质子数不同，不是同种元素，在元素周期

表中的位置不同,D项错误。

2.光气的化学式是COCb,分子中的所有原子均满足8电子稳定结构。下列有关

C0C12的说法正确的是()。

A.属于离子化合物

B.电子式为COC1O：

C.分子中存在极性键和非极性键

D.分子中碳元素为+4价

答案:D

解析:C0C12中不含离子键，只有共价键，为共价化合物,A错误;COCb的中心原子

XXPXX

为碳原子，其电子式为ICGC底,B错误;分子中存在碳氧键、碳氯键，均为极

XXXX

性键,C错误;碳元素为+4价,D正确。

3.卜列说法正确的是()o

A.Li是最活泼的金属元素,F是最活泼的非金属元素

B.Mg(OH)2的碱性比Ca(OH)2的强

C.元素周期表有7个横行,16个纵列

D.X2+的核外电子数为18,则X在第四周期第IIA族

答案:D

解析:最活泼的金属元素是Cs(放射性元素除外)，最活泼的非金属元素是F,A项错

误。同主族从上到下元素的最高价一氟化物对应水化物的碱性逐渐增强，所以

Mg(OH)2的碱性比Ca(OH)2弱,B项错误。元素周期表共有18个纵列,C项错

误。X2+的核外电子数习为18,则X的质子数为20,是钙元素,在第四周期第HA

族,D项正确。

4.下列叙述正确的有()o

①氢氟酸能腐蚀玻璃，是酸性最强的无氧酸②卤素原子的最外层均有7个电子,

次外层均有8个电子③锂和钠在氧气中完全燃烧，所得固体产物中阳离子与阴

离子的个数比相同④Li、Na、K和F2、。2、Bg单质的熔点都是逐渐升高

⑤碱金属元素和卤素在自然界中都只以化合态形式存在⑥液漠易挥发，在存放

液溪的试剂瓶中应加水液封⑦如图，若a、b、c中分别盛放浓盐酸、KMnO4晶

体、碘化钾淀粉溶液,则通过实验可证明氧化性:KMnOACL>h

A.6句B.5句

C.4句D.3句

答案:C

解析:氢氟酸是弱酸，①错误;F原子的次外层只有2个电子,Br原子和I原子的次

外层有18个电子，②错误;锂和钠在02中燃烧分别生成口2。和NazCh,它们的阳

离子与阴离子的个数比都是2：1,③正确；Li、Na、K单质的熔点逐渐降低，④错

误;碱金属元素和卤素在自然界中均不存在游离态，⑤正确;在液澳中加水可以有

效地减少澳的挥发，⑥正确;将浓盐酸滴入盛有KMnCh晶体的试管b中,b中会产

生黄绿色气体，而c中溶液变蓝，由2KMnO4+16HQ(浓)一

2KCl+2MnCh+5C12T+8H2。和Ch+2KI-2KC1+L两个反应可知氧化

性:KMnO>Cb>l2,⑦正确。即③©⑥⑦这4句叙述正确,答案为Co

5.中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了锢(49ln)等9种元素相对原子质量的

新值，被采用为国际新标准。钢与锄(37Rb)同周期，与A1同主族。下列说法不正确

的是()o

A.In是第五周期第IHA族元素

B.丛51n的中子数与电子数的差值为17

C.原子半径:In>Al

D.碱性:In(OH)3>RbOH

答案:D

115

解析In与A1同主族，是笫五周期笫HIA族元素,A项正确。,In的中子数是66,

电子数是49,差值为17,B项正确。根据元素周期律，同主族从上到下，元素原子半

径依次增大，故原子半径:In>Al,C项正确。根据元素周期律，同周期从左到右，主族

元素原子半径依次减小，金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减

弱，故碱性:RbOH>In(OH)3,D项错误。

6元素的原子结构决定其性质和在元素周期表中的位置。下列说法中正确的是

()。

A.元素原子的最外层电子数等于该元素的最高化今价

B.P、S、C1最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强

C.在多电子原子中，离核较近的区域内运动的电子能量较高

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

答案:B

解析:F原子核外最外层电子数为7,但是F无正价;P、S、C1的非金属性依次增

强，最高价氧化物对应水化物(H3PohH2SO4、HCIO4)的酸性依次增强;在多电子

原子中，能量低的电子在离核较近的区域内运动;过渡元素是第3纵列到第12纵

列的元素,并不在金属和非金属分界线附近。

7.下列叙述正确的是（）o

①用电子式表示MgCk的形成过程为->［：C1：I-Mg2+［：C1：］-

②两个不同种非金属元素的原子间形成的化学键是极性键

③离子化合物在熔融状态时能够导电

④含有非极性键的化合物一定是共价化合物

⑤次氯酸的电子式:HC1：O：

⑥离子化合物中一定含有离子键

A.①④⑤⑥B.①②③

C.②③⑥D.①@©⑤

答案:C

解析:①用电子式表示MgCh的形成过程中，电子转移的箭头应从Mg指向Q,①

错误;②极性键是由两个不同种非金属元素的原子间形成的化学键，②正确;③在

熔融状态时，离子化合物中的阴、阳离子能发生自由移动，能够导电，③正确;④离

子化合物NazCh中含有0—0非极性键，④错误;⑤次氯酸的电子式为HOCL,⑤错

误;⑥离子化合物中一定含有窗子键，含离子键的化合物一定是离子化合物，⑥正

确。

8.X、Y、Z是三种短周期元素，其中X、Y位于同一主族,Y、Z处于同一周期。

X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍。Z原子的核外电子数比Y原子少

1。下列说法正确的是（）0

A.元素非金属性由弱到强的顺序为Z<Y<X

B.Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H3YO4

C.三种元素的简单氢化物中,Z的简单氢化物最稳定

D.原子半径由大到小的顺序为X>Y>Z

答案:A

解析:X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，说明X是氧元素，则Y必然为

硫元素,Z原子的核外电子数比Y原子少1,Z为磷。它们在周期表中的位置如图:

0

下忖。元素非金属性由弱到强的顺序为P<S<O,A正确;S元素最高价氧化物对

应水化物的化学式可表示为H2so4,B错误;非金属性越强，其简单氢化物的稳定

性越强，因此,X的简单氢化物最稳定,C错误;根据元素周期律，原子半径由大到小

的顺序为P>S>O,D错误。

9.a、b、c、d为短周期元素,a的原子中只有I个电子,b2-和c+的电子层结构相

同,d与b同族。下列叙述错误的是（）。

A.a与其他三种元素形成的二元化合物中a均为+1价

B.b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物

C.c的原子半径是这些元素中最大的

D.d与a形成的化合物的水溶液呈弱酸性

答案:A

解析:根据a的原子中只有1个电子，可知a为氢元素;依据b?-和c+的电子层结构

相同，且元素都为短周期元素，可知b为氧元素,c为钠元素;最后根据d与b同族

且为短周期元素可知d为硫元素。NaH中H为-1价,A错误;由H2O、H2O2、

Na2O>Na2O2>SCh、SO3等物质可知B正确;原子半径由大到小的顺序为

Na>S>O>H,C正确;H2s的水溶液呈弱酸性,D正确。

10.下列各选项对应关系不正确的是（）o

nY\Y\.Y

A.图①可以表示F、Na\Mg2+、A产四种离子半径的大小关系

B.图②可以表示第IIA族元素原子的最外层电子数

C.图③可以表示第三启期各主族元素的最高正化合价

D.图④可以表示第三周期中各主族元素的最高正化合价与最低化合价之和

答案:D

解析F、Na\Mg2\AF+核外电子排布相同,核电荷数越大，离子半径越小,A正

确;第IIA族元素原子最外层电子数都为2,B正确;第三周期从左到右，各主族元

素原子最外层电子数依次增多,最高正化合价依次升高,C正确;第三周期中各主

族元素的最高正化合价与最低化合价之和分别为1、2、3、0、2、4、6,与图像

不符,D错误。

1L下图是元素周期表的一部分，下列说法中正确的是（）0

A.元素①位于第二周期第IVA族

B.简单氢化物的稳定性:④〉②

C.最高价氧化物对应水化物的酸性:⑤〉④

D.元素的最高正化合价:③二⑤

答案:C

解析:根据元素周期表的结构知①0③分别为第二周期的N、0、F,④⑤为第三

周期的S、Clo元素①位于第二周期第VA族,A错误;简单氢化物的稳定性

H2O>H2S,B错误;F无正价,D错误。

12.科学家合成出了一种新化合物（如图所示），其中W、X、Y、Z为同一短周期

元素,Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列叙述正确的是（）o

A.W和Z能以共价键结合形成化合物

B元素非金属性强弱的顺序为X>Y>Z

C.Y的最高正化合价为+5

D.该新化合物中Y不满足8电子稳定结构

答案:C

解析:W、X、Y、Z为同一短周期元素,Z核外最外层电子数是X核外电子数的

一半，则X的核外电子数为偶数，且Z的最外层电子数为7,所以X为Si,Z为

C1,W为Na;在化合物中,Y除形成两对共用电子后,还获得Na失去的I个电子，所

以Y应为P。从而得出W、X、Y、Z分别为Na、Si、P、CLW和Z分别为

Na和Cl,二者之间只能形成离子键,A错误;X、Y、Z分别为Si、P、Cl,三者之于

同一周期,则元素非金属性由弱到强的顺序为Si<P<Cl,B错误;Y为P元素，最高

正化合价为+5价,C正确;Y为P元素,该新化合物中P最外层电子数为8,满足8

电子稳定结构,D错误。

13.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子核外最外层电子

数是其电子层数的2倍,X、Y的核电荷数之比为3：4。W-的最外层为8电子结

构。金属单质Z在空气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反应。下列说

法正确的是（）o

A.X与Y能形成多种化合物，一般条件下都能与Z的最高价氧化物对应的水化物

发生反应

B.原子半径大小:X<Y,Z>W

C.化合物Z2Y和ZWY3都只存在离子键

D.Y、W的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可作水的消毒剂

答案:D

解析:根据“X原子核外最外层电子数是其电子层数的2倍''，且X的原子序数在

四种短周期主族元素中最小，可推知X为C元素;"X、Y的核电荷数之比为3:

4”,则Y为O元素;“W-的最外层为8电子结构”,W为F或C1元素;“金属单质Z

在空气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反应''，则Z为Na元素,W只能

为C1元素。X与Y形成的化合物有CO、CO2等,Z的最高价氧化物对应的《化

物为NaOH,CO和NaOH不反应,A错误;一般来说,电子层数越多，原子半径越大，

电子层数相同，质子数越多，半径越小，则原子半径大小X>Y,Z>W,B错误;化合物

Z2Y和ZWY3分别为Na2。、NaClO3,NaQO3中存在离子键和共价键,C错

误;03、。2、C102可作为水的消毒剂,D正确。

二、非选择题(本题包括3小题，共48分)

14.(16分)根据提供的条件推断元素，并按要求回答下列问题。

(1)原子核外有3个电子层，其最外层电子数为7,最高价氧化物的化学式

为，最高价氧化物对应水化物的化学式为，其最高价氧

化物对应水化物与NaOH反应的化学方程式

为O

(2)某第三周期元素,其最外层电子数与电子层数相同。该元素最高价氧化物的化

学式为，最高价氧化物对应的水化物与氢氧化钠溶液反应的化学方程

式为0

(3)原子序数依次递增的同周期四种元素,它们氢化物的质子数与电子数都与Ar

相同,这些氢化物的化学式分别为、、、。

(4)某元素的最高正价与最低负价的代数和为4,且最高价氧化物中含氧元素质量

分数为60%o则该元素最高价氧化物的化学式为，该氧化物属于

(填“离子”或“共价”)化合物。

答案:(l)CbO7HC104HCIO4+NaOH—NaCIO4+H2O

(2)A12O3Al(OH)3+NaOH-Na[Al(OH)4]

(3)SiH4PH3H2sHCI

(4)SO3共价

解析:根据题意可推测各小问中的元素。(1)对应元素是氯;(2)对应元素是铝;(3)对

应元素是Si、P、S、Q;(4)对应元素是硫。

15.(16分)根据部分短周期元素的信息回答问题。

元素元素信息

A位于第三周期第VRA族

B族序数是周期序数的3倍

C原子序数是11

DD3+与Ne的电子数相同

(1)A、B的元素符号分别为、,C、D的元素名称分别

为、oB、D两元素在元素周期表中所在的位置分别

是、。

⑵写出B、C元素的单质在加热时反应的化学方程式:o

(3)从原子结构的角度分析,C元素原子与D元素原子的相同。写出

A元素的单质与水反应的离子方程式:，写出D元

素的单质与C元素的最高价氧化物对应的水化物溶液反应的化学方程

式：。

答案：(1)QO钠铝第二周期第VIA族第三周期第HIA族

(2)2Na+O2-Na2O2

(3)电子层数

Ch+HzO-H++Cl+HClO

2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2T

解析:A是第三周期第WIA族元素，则其为氯;B的族序数是周期序数的3倍，则其

为氧;C的原子序数是11,则其为钠;D3人与Ne的电子数相同，则其为铝。

(1)通过以上分析，可确定A、B分别为氯和氧，元素符号分别为Cl、O,C、D的元

素名称分别为钠、铝。B元素的原子结构示意图为，,D元素的原子结

构示意图为D/J5，两元素在元素周期表中所在的位置分别是第二周期

第VIA族、第三周期第IHA族。

(2)B、C元素的单质在加热时的化学方程式为2Na+O2ANa2O2。

(3)Na的原子结构示意图为®的原子结构示意图为283

9

从原子结构的角度分析,Na原子与A1原子的电子层数相同。C12与水反应的离

子方程式为CI2+H2O-H++Cl+HClOoAl与Na的最高价氧化物对应的水化物

溶液反应的化学方程式为2Al+2