第一章原子结构与性质 1s22s22p3s23p3d5Fe3+(3)3d04s 由基态离子的电子排布式可知Fe3+的3d轨道“半充满”， 2s 2p 其稳定性强于Fe+。 4m力 (5)1 (3)ds区符合条件的为Zn,其基态原子的电子排布式 解析(1)s区为第IA族、第ⅡA族，符合条件的元素为 为1s22s22p3s23p3d4s2,价层电子排布式为3d4s2。 Be,其基态原子的电子排布式为1s22s2,价层电子的电子 (4)该题中符合题意的元素为N,其基态原子的价层 云形状为球形。 2s 2p (2)d区为第ⅢB族~第ⅢIB族、第Ⅷ族，族序数最大 电子的轨道表示式为团工 且原子序数最小的为Fe,常见基态离子为Fe2+、Fe+,电 (5)铀和钚均为钢系元素，位于f区。 子排布式分别为1s22s22p3s23p3d、1s22s22p3s23p3d, 果后 ·训练提升 基础·巩固 七周期元素种类有32种，C项错误。0元素一殷不表现 正价、F元素无正价，两者的最高化合价在数值上不等于 1.长式周期表共有18个纵列，从左到右排为1~18列，即碱 该元素所属的族序数，D项错误。 金属元素为第1列，稀有气体元素为第18列。按这种规 4.下列说法中错误的是()。 定，下列说法正确的是()。 A.所有的非金属元素都分布在p区 A.第14列元素基态原子中未成对电子数是同周期元素 B.3p能级上只有一个空轨道的原子和4p能级上只有一 中最多的 个空轨道的原子一定属于同一族 B.只有第2列的元素基态原子最外层电子排布为ns C除氦以外的稀有气体元素原子的最外层电子数都是8 C.第四周期第8列元素是铁元素 D.同一元素的各种同位素的化学性质几乎相同 D.第15列元素基态原子的价层电子排布为ns2p 答案A 答案C 解析氢元素位于s区，A项错误。 解析A项中，第14列（第NA族）元素基态原子的价层 5.下列说法正确的是()。 电子排布为ns2np2,未成对电子数为2，不如第15列（第 A.最外层电子排布式为ns2的基态原子对应元素一定位 VA族)元素基态原子的未成对电子数多。B项中，周期 于第ⅡA族 表中第12列（即第ⅡB族）元素原子最外层电子排布也为 B.最外层电子排布式为ns'的基态原子对应元素一定是 ns2。D项中，第15列元素基态原子的价层电子排布为 金属元素 ns2np3。 C,最外层电子排布式为ns2的原子和最外层电子排布式 2.下列说法中正确的是()。 为(n十1)s2的原子不一定属于同一族 A.所有金属元素都分布在d区和ds区 D.最外层电子排布式为ns"np”的元素一定是金属元素 B.最外层电子数为2的元素都分布在s区 答案C C.元素周期表中第ⅢB族~第ⅡB族10个纵列的元素都 解析最外层电子排布式为ns2的基态原子对应元素可 是金属元素 能是He(1s2),也可能是副族元素，不一定是第ⅡA族元 D.s区均为金属元素 素，A项错误。最外层电子排布式为ns'的基态原子所对 答案C 应元素中，H不是金属元素，其他最外层电子排布式为 解析s区除H外均为金属元素，故A、D两项错误。 ns的基态原子所对应元素都是金属元素，B项错误。最 He、Zn等最外层电子数为2，但不是s区元素，B项错误。 外层电子排布式符合ns"np"的元素只有n=2这一种情 周期表中第ⅢB族~第ⅡB族为过渡元素，全部为金属元 况，该元素的价层电子排布式为2s22印2，该元素是碳元素， 素，C项正确。 是非金属元素，D项错误。 3.下列叙述中正确的是()。 6.按电子排布，可以把周期表中的元素划分为5个区，以下 A.副族元素中没有非金属元素 元素属于p区的是( )。 B.碱金属元素是指第IA族的所有元素 A.Fe B.Mg C.Br D.Cu C.除短周期外，其他周期均有18种元素 答案C D.除0族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都 解析Fe的价层电子排布式为3d4s2,属于d区元素，A 等于该元素所属的族序数 项不符合题意。Mg的价层电子排布式为3s2,属于s区元 答案A 素，B项不符合题意。Br的价层电子排布式为4s24p5,属 解析副族元素中没有非金属元素，A项正确。碱金属元 于p区元素，C项符合题意。Cu的价层电子排布式为 素是指第IA族除H外的所有元素，B项错误。第六、第 3d4s,属于ds区元素，D项不符合题意。 21
第一章 原子结构与性质 1s22s22p 63s23p 63d5 Fe3+ (3)3d104s2 (4) (5)f 解析 (1)s区为第ⅠA族、第ⅡA 族,符合条件的元素为 Be,其基态原子的电子排布式为1s22s2,价层电子的电子 云形状为球形。 (2)d区为第ⅢB族~第ⅦB族、第Ⅷ族,族序数最大 且原子序数最小的为Fe,常见基态离子为Fe2+ 、Fe3+ ,电 子排布式分别为1s22s22p 63s23p 63d6、1s22s22p 63s23p 63d5, 由基态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区符合条件的为Zn,其基态原子的电子排布式 为1s22s22p 63s23p 63d104s2,价层电子排布式为3d104s2。 (4)该题中符合题意的元素为 N,其基态原子的价层 电子的轨道表示式为 。 (5)铀和钚均为锕系元素,位于f区。 课后·训练提升 基础 巩固 1.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列元素基态原子中未成对电子数是同周期元素 中最多的 B.只有第2列的元素基态原子最外层电子排布为ns2 C.第四周期第8列元素是铁元素 D.第15列元素基态原子的价层电子排布为ns2np 5 答案 C 解析 A项中,第14列(第ⅣA 族)元素基态原子的价层 电子排布为ns2np 2,未成对电子数为2,不如第15列(第 ⅤA族)元素基态原子的未成对电子数多。B项中,周期 表中第12列(即第ⅡB族)元素原子最外层电子排布也为 ns2。D项中,第15列元素基态原子的价层电子排布为 ns2np 3。 2.下列说法中正确的是( )。 A.所有金属元素都分布在d区和ds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ⅢB族~第ⅡB族10个纵列的元素都 是金属元素 D.s区均为金属元素 答案 C 解析 s区除 H 外均为金属元素,故 A、D 两项错误。 He、Zn等最外层电子数为2,但不是s区元素,B项错误。 周期表中第ⅢB族~第ⅡB族为过渡元素,全部为金属元 素,C项正确。 3.下列叙述中正确的是( )。 A.副族元素中没有非金属元素 B.碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素 C.除短周期外,其他周期均有18种元素 D.除0族元素外,短周期元素的最高化合价在数值上都 等于该元素所属的族序数 答案 A 解析 副族元素中没有非金属元素,A项正确。碱金属元 素是指第ⅠA族除 H 外的所有元素,B项错误。第六、第 七周期元素种类有32种,C项错误。O 元素一般不表现 正价、F元素无正价,两者的最高化合价在数值上不等于 该元素所属的族序数,D项错误。 4.下列说法中错误的是( )。 A.所有的非金属元素都分布在p区 B.3p能级上只有一个空轨道的原子和4p能级上只有一 个空轨道的原子一定属于同一族 C.除氦以外的稀有气体元素原子的最外层电子数都是8 D.同一元素的各种同位素的化学性质几乎相同 答案 A 解析 氢元素位于s区,A项错误。 5.下列说法正确的是( )。 A.最外层电子排布式为ns2 的基态原子对应元素一定位 于第ⅡA族 B.最外层电子排布式为ns1 的基态原子对应元素一定是 金属元素 C.最外层电子排布式为ns2 的原子和最外层电子排布式 为(n+1)s2 的原子不一定属于同一族 D.最外层电子排布式为nsnnp n 的元素一定是金属元素 答案 C 解析 最外层电子排布式为ns2 的基态原子对应元素可 能是 He(1s2),也可能是副族元素,不一定是第ⅡA 族元 素,A项错误。最外层电子排布式为ns1 的基态原子所对 应元素中,H 不是金属元素,其他最外层电子排布式为 ns1 的基态原子所对应元素都是金属元素,B项错误。最 外层电子排布式符合nsnnp n 的元素只有n=2这一种情 况,该元素的价层电子排布式为2s22p 2,该元素是碳元素, 是非金属元素,D项错误。 6.按电子排布,可以把周期表中的元素划分为5个区,以下 元素属于p区的是( )。 A.Fe B.Mg C.Br D.Cu 答案 C 解析 Fe的价层电子排布式为3d64s2,属于d区元素,A 项不符合题意。Mg的价层电子排布式为3s2,属于s区元 素,B项不符合题意。Br的价层电子排布式为4s24p 5,属 于p区元素,C 项符合题意。Cu的价层电子排布式为 3d104s1,属于ds区元素,D项不符合题意。 21
化学 选择性必修2 物质结构与性质 配人教版 7.已知某元素原子的价层电子排布式为(n一1)d“ns,则下 答案(1)s区，金属元素 列说法正确的是()。 (2)p区，非金属元素 A.该元素是金属元素 (3)d区，金属元素 B.该元素位于周期表中d区 (4)d区，金属元素 C.该元素的族序数为a十b 解析根据元素基态原子的核外电子排布与元素分区的 D.该元素位于周期表中第四周期 关系确定：基态原子价层电子排布为ns2(n≠1)的元素 答案A 为第ⅡA族元素，位于s区，为金属元素；基态原子价层 解析由题意可知，该元素应为过渡元素，可能位于周期 电子排布为ns2np(n<6)的元素为第ⅥA族元素，位于 表的d区或ds区，其族序数不一定是a十b(如Cu),可能 P区，为非金属元素；基态原子价层电子排布为 位于周期表中的第四、第五、第六或第七周期。 (n一l)dns2的元素为第MB族元素，位于d区，为金属 8.已知元素原子的下列结构或性质，能确定其在周期表中位 元素：基态原子价层电子排布为(n一1)dns2的元素为 置的是()。 第Ⅷ族元素，位于d区，为金属元素。 A.某元素原子的第二能层电子的轨道表示式为 11.基态X原子在第二能层上只有一个空轨道，则X是 ▣0 (填元素符号)，基态X原子核外电子的 B.某元素在某种化合物中的化合价为十4价 轨道表示式为 :基态R原子的3p C.某元素的原子最外层电子数为6 轨道上只有一个未成对电子，则R可能是 D.某元素原子的价层电子排布式为5s25p (填元素符号)：Y原子的核电荷数为33，其基态 答案D 原子的价层电子排布式是 ,其在元素周期表 中的位置是 ,属于 区的元素。 解析A项中只能说明该元素的L层有8个电子，无法确 Is 2s .2p 定其在周期表中的位置；B项中某些非金属元素有多种化 答案C而四t□ A1或C14s24p3第四 合价，十4价不一定是其最高化合价，无法确定其在周期 周期第VA族p 表中的位置：C项中根据最外层电子数只能确定族序数， 解析基态X原子在第二能层上只有一个空轨道，则其 无法确定周期序数：D项中可确定该元素在第五周期第 电子排布式为1s22s22p2,则X是C,基态X原子核外电 ⅢA族。 1s 2s 2p 9.下列肯定属于同族元素且性质相似的是()。 子的轨道表示式为回回□中口基态R原子的3即 A.原子的电子排布式：M为1s22s2,N为1s2 轨道上只有一个未成对电子，则其基态原子的核外电子 B结构示意图：M为@》N为① 排布式为1s22s22p3s23p或1s22s22p3s23p5,则R可能 为Al或CL。Y原子的核电荷数为33，根据构造原理和 C.M原子基态时2p能级上有1个未成对电子，N原子基 核外电子排布规则可知，基态Y原子的核外电子排布式 态时3p能级上也有1个未成对电子 为1s22s22p3s23p3d4s24p3,能层数为4，且最外层有5 D.M原子基态时2p能级上有一对成对电子，N原子基态 个电子，在元素周期表中位于第四周期第VA族，最后 时3印能级上也有一对成对电子 个电子填充在4p轨道上，故属于p区元素。 答案D 解析A项中，M为第ⅡA族元素Be,N为0族元素He, 拓展·提高 显然，两者不属于同族元素，性质也不相似：B项中，M为 1.下列各组中的X和Y两种基态原子的化学性质一定相似 0族元素Ne,N为碱金属元素离子Na,不符合题意；C 的是( ）。 项中，由于P能级有三个轨道，若有一个未成对电子，意味 A.X原子和Y原子最外层都只有1个电子 着p能级有两种电子排布情况：即np川1或 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 np1☐☐，所以M、N两元素不一定属于同一族元 C.X原子的2p能级上有3个电子，Y原子的3p能级上有 素：D项中，若p能级上有一对成对电子，根据泡利原理和 3个电子 洪特规则，该能级只能有一种电子排布式，即p D.X原子核外M层上仅有2个电子，Y原子核外N层上 扣1」，所以M,N两元素肯定属于同族元素且性质 仅有2个电子 相似。 答案C 10.基态原子具有下列价层电子排布的元素位于周期表中哪 解析如H和Na性质不同，A项错误。X为He,Y为 个区，是金属元素还是非金属元素？ Be,两者性质不同，B项错误。X为N,Y为P,同主族元 (1)ns2(n≠1) 素性质相似，C项正确。X为Mg,Y的M层电子数不确 (2)ns2np'(n<6) 定，满足要求的元素种类很多，D项错误。 (3)(n-1)dns2 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 (4)(n-1)dns3 的表述中，不正确的是()。 22
化 学 选择性必修2 物质结构与性质 配人教版 7.已知某元素原子的价层电子排布式为(n-1)dansb,则下 列说法正确的是( )。 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a+b D.该元素位于周期表中第四周期 答案 A 解析 由题意可知,该元素应为过渡元素,可能位于周期 表的d区或ds区,其族序数不一定是a+b(如Cu),可能 位于周期表中的第四、第五、第六或第七周期。 8.已知元素原子的下列结构或性质,能确定其在周期表中位 置的是( )。 A.某 元 素 原 子 的 第 二 能 层 电 子 的 轨 道 表 示 式 为 B.某元素在某种化合物中的化合价为+4价 C.某元素的原子最外层电子数为6 D.某元素原子的价层电子排布式为5s25p 1 答案 D 解析 A项中只能说明该元素的L层有8个电子,无法确 定其在周期表中的位置;B项中某些非金属元素有多种化 合价,+4价不一定是其最高化合价,无法确定其在周期 表中的位置;C项中根据最外层电子数只能确定族序数, 无法确定周期序数;D 项中可确定该元素在第五周期第 ⅢA族。 9.下列肯定属于同族元素且性质相似的是( )。 A.原子的电子排布式:M 为1s22s2,N为1s2 B.结构示意图:M 为 ○+10 ◝ 2 ◞ ◝ 8 ◞ ,N为 ○+11 ◝ 2 ◞ ◝ 8 ◞ C.M 原子基态时2p能级上有1个未成对电子,N原子基 态时3p能级上也有1个未成对电子 D.M 原子基态时2p能级上有一对成对电子,N原子基态 时3p能级上也有一对成对电子 答案 D 解析 A项中,M 为第ⅡA族元素Be,N为0族元素 He, 显然,两者不属于同族元素,性质也不相似;B项中,M 为 0族元素 Ne,N 为碱金属元素离子 Na+ ,不符合题意;C 项中,由于p能级有三个轨道,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np 5 或 np 1 ,所以 M、N 两元素不一定属于同一族元 素;D项中,若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 np 4 ,所以 M、N 两元素肯定属于同族元素且性质 相似。 10.基态原子具有下列价层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(n≠1) ; (2)ns2np 4(n<6) ; (3)(n-1)d5ns2 ; (4)(n-1)d8ns2 。 答案 (1)s区,金属元素 (2)p区,非金属元素 (3)d区,金属元素 (4)d区,金属元素 解析 根据元素基态原子的核外电子排布与元素分区的 关系确定;基态原子价层电子排布为ns2(n≠1)的元素 为第ⅡA族元素,位于s区,为金属元素;基态原子价层 电子排布为ns2np 4(n<6)的元素为第ⅥA族元素,位于 p 区,为 非 金 属 元 素;基 态 原 子 价 层 电 子 排 布 为 (n-1)d5ns2 的元素为第ⅦB族元素,位于d区,为金属 元素;基态原子价层电子排布为(n-1)d8ns2 的元素为 第Ⅷ族元素,位于d区,为金属元素。 11.基态X原子在第二能层上只有一个空轨道,则 X是 (填元素符号),基态 X原子核外电子的 轨道表示式为 ;基态R原子的3p 轨道上只有一个未成对电子,则 R可能是 (填元素符号);Y 原子的核电荷数为33,其基态 原子的价层电子排布式是 ,其在元素周期表 中的位置是 ,属于 区的元素。 答案 C Al或 Cl 4s24p 3 第四 周期第ⅤA族 p 解析 基态X原子在第二能层上只有一个空轨道,则其 电子排布式为1s22s22p 2,则 X是 C,基态 X原子核外电 子的轨道表示式为 。基态R原子的3p 轨道上只有一个未成对电子,则其基态原子的核外电子 排布式为1s22s22p 63s23p 1 或1s22s22p 63s23p 5,则 R可能 为 Al或Cl。Y原子的核电荷数为33,根据构造原理和 核外电子排布规则可知,基态 Y原子的核外电子排布式 为1s22s22p 63s23p 63d104s24p 3,能层数为4,且最外层有5 个电子,在元素周期表中位于第四周期第ⅤA族,最后一 个电子填充在4p轨道上,故属于p区元素。 拓展 提高 1.下列各组中的X和 Y两种基态原子的化学性质一定相似 的是( )。 A.X原子和 Y原子最外层都只有1个电子 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原子的2p能级上有3个电子,Y原子的3p能级上有 3个电子 D.X原子核外 M 层上仅有2个电子,Y原子核外 N层上 仅有2个电子 答案 C 解析 如 H 和 Na性质不同,A 项错误。X 为 He,Y 为 Be,两者性质不同,B项错误。X为 N,Y 为 P,同主族元 素性质相似,C项正确。X为 Mg,Y的 M 层电子数不确 定,满足要求的元素种类很多,D项错误。 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,不正确的是( )。 22
第一章原子结构与性质 A.基态原子的N层上只有一个电子的元素，不一定是第 解析在元素周期表中，非金属元素位于元素周期表中右 IA族元素 上角三角区，三种元素均为非金属元素，必位于第VA、 B.基态原子的价层电子排布为(n一1)d~8ns2的元素 MA、IA三个主族，则可确定X为氟元素，Y为硫元素，Z 定是副族元素 为砷元素。 C.基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区 D.基态原子的价层电子排布为(n一1)n的元素的族 挑战·创新 序数一定为x十y 已知元素周期表中共有18纵列，如图实线表示元素周期 答案D 表的边界。按核外电子排布，可把周期表里的元素划分为 解析基态原子的N层上只有一个电子的元素，可能是 几个区：s区、p区、d区、ds区等。除ds区外，其他区的名 第IA族元素，也可能为铬元素或者铜元素，A项正确。 称来自按构造原理最后填入的电子的能级符号。 基态原子的价层电子排布为(n一1)d-8ns2的元素是第川 18 族元素，属于副族元素，B项正确。P能级上半充满的元 1314151617 素的基态原子的价层电子排布式为ns2np3,则一定属于p 区元素，C项正确。基态原子的价层电子排布为 3456789101112 (n一1)Ψns的元素的族序数可能为x十y(x十y≤7)，可 能为第Ⅷ族(10≥x十y>7),还可能为y(x=10),D项 错误。 3.下列四种元素中，其单质氧化性最强的是()。 A,原子含有未成对电子最多的第二周期元素 (1)请在图中用实线画出s区、p区、d区、ds区的边界线， B.位于周期表第三周期第ⅢA族的元素 并分别用阴影☐和☐表示d区和ds区。 C.原子最外层电子排布式为2s22p的元素 (2)有的同学受这种划分的启发，认为d区内第6、7纵列 D.原子最外层电子排布式为3s23p的元素 的部分元素可以排在另一区，你认为应排在区。 答案D (3)请在元素周期表中用元素符号标出4s轨道半充满的 解析A项，第二周期含未成对电子数最多的是N:B项 元素。 为Al;C项为稀有气体元素Ne;D项为Cl,N2、Al、Ne、Cl2 (4)随着科学技术的发展，不断有新的元素被发现。第七 中，CL2的氧化性最强。 周期已经排满，元素周期表目前排布了 种 4.X、Y、Z是第IA~IA族的三种非金属元素，它们在元素 元素。 周期表中的位置如下图所示，试回答下列问题。 答案(1)如图： 1314151617 3456789101112 (2)ds(3)见上图(4)118 (1)X元素单质的化学式是 (2)Y元素的原子结构示意图是 Y与Na 解析(1)正确理解题意，明确按构造原理分区的含义，注 所形成化合物的电子式为 意把握关键信息“…最后填入的电子的能级符号”。 (2)ds区价层电子排布为(n一1)dns和 (3)Z元素的名称是 ,从元素原子得失电子的 (n一1)dns2,而d区内第6纵列部分元素的价层电子排 角度看，Z元素具有 性：若从Z元素在元素周 布为(n一1)dns',第7纵列部分元素的价层电子排布为 期表中所处位置看，它具有这种性质的原因是 (n一1)d卢ns2,因此类比可以放在ds区。 ,其价层电 (3)4s轨道半充满，即为4s,根据构造原理和能量最 子排布式为 低原理、洪特规则，满足题目要求的元素原子的电子排布 答案(1)F2 式可能为1s22s22p3s23p4s(K)或 1s22s22p3s23p3d4s(Cr)1s22s22p3s23p3d4s(Cu) (2)Na'[:S:]Na" (4)根据0族元素的原子序数知，第七周期排满，其0 族元素的原子序数应为2十8十8+18+18十32十32= (3)砷两砷位于元素周期表中金属元素与非金属 118。 元素的交界线附近4s24p 23
第一章 原子结构与性质 A.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 B.基态原子的价层电子排布为(n-1)d6~8ns2 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.基态原子的价层电子排布为(n-1)dxnsy 的元素的族 序数一定为x+y 答案 D 解析 基态原子的 N 层上只有一个电子的元素,可能是 第ⅠA族元素,也可能为铬元素或者铜元素,A 项正确。 基态原子的价层电子排布为(n-1)d6~8ns2 的元素是第Ⅷ 族元素,属于副族元素,B项正确。p能级上半充满的元 素的基态原子的价层电子排布式为ns2np 3,则一定属于p 区元 素,C 项 正 确。 基 态 原 子 的 价 层 电 子 排 布 为 (n-1)dxnsy 的元素的族序数可能为x+y(x+y≤7),可 能为第Ⅷ族(10≥x+y>7),还可能为y(x=10),D 项 错误。 3.下列四种元素中,其单质氧化性最强的是( )。 A.原子含有未成对电子最多的第二周期元素 B.位于周期表第三周期第ⅢA族的元素 C.原子最外层电子排布式为2s22p 6 的元素 D.原子最外层电子排布式为3s23p 5 的元素 答案 D 解析 A项,第二周期含未成对电子数最多的是 N;B项 为 Al;C项为稀有气体元素 Ne;D项为Cl,N2、Al、Ne、Cl2 中,Cl2 的氧化性最强。 4.X、Y、Z是第ⅠA~ⅦA族的三种非金属元素,它们在元素 周期表中的位置如下图所示,试回答下列问题。 (1)X元素单质的化学式是 。 (2)Y元素的原子结构示意图是 ,Y 与 Na 所形成化合物的电子式为 。 (3)Z元素的名称是 ,从元素原子得失电子的 角度看,Z元素具有 性;若从Z元素在元素周 期表中所处位置看,它具有这种性质的原因是 ,其价层电 子排布式为 。 答案 (1)F2 (2)○+16 ◝ 2 ◞ ◝ 8 ◞ ◝ 6 ◞ Na+ [· · S ·· ·· · · ]2-Na+ (3)砷 两 砷位于元素周期表中金属元素与非金属 元素的交界线附近 4s24p 3 解析 在元素周期表中,非金属元素位于元素周期表中右 上角三角区,三种元素均为非金属元素,必位于第ⅤA、 ⅥA、ⅦA三个主族,则可确定X为氟元素,Y为硫元素,Z 为砷元素。 挑战 创新 已知元素周期表中共有18纵列,如图实线表示元素周期 表的边界。按核外电子排布,可把周期表里的元素划分为 几个区:s区、p区、d区、ds区等。除ds区外,其他区的名 称来自按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。 (2)有的同学受这种划分的启发,认为d区内第6、7纵列 的部分元素可以排在另一区,你认为应排在 区。 (3)请在元素周期表中用元素符号标出4s轨道半充满的 元素。 (4)随着科学技术的发展,不断有新的元素被发现。第七 周期已经排满,元素周期表目前排布了 种 元素。 答案 (1)如图: (2)ds (3)见上图 (4)118 解析 (1)正确理解题意,明确按构造原理分区的含义,注 意把握关键信息“……最后填入的电子的能级符号”。 (2)ds 区 价 层 电 子 排 布 为 (n -1)d10ns1 和 (n-1)d10ns2,而d区内第6纵列部分元素的价层电子排 布为(n-1)d5ns1,第7纵列部分元素的价层电子排布为 (n-1)d5ns2,因此类比可以放在ds区。 (3)4s轨道半充满,即为4s1,根据构造原理和能量最 低原理、洪特规则,满足题目要求的元素原子的电子排布 式可能为1s22s22p 63s23p 64s1(K)或 1s22s22p 63s23p 63d54s1(Cr)或1s22s22p 63s23p 63d104s1(Cu)。 (4)根据0族元素的原子序数知,第七周期排满,其0 族元素的原子序数应为2+8+8+18+18+32+32= 118。 23
化学 选择性必修2 物质结构与性质 配人教版 第2课时 元素周期律 课前·基础认知 自主预习 (1)键合电子：元素相互化合时，原子中用于形成化学 键的电子。 一、原子半径 (2)电负性：用来描述不同元素的原子对键合电子吸引 电子 力的大小。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力 的 越电子之间的排斥导半径 周 越大。 原影响 多 作用越大 致 增大两者综 2.衡量标准：以氟的电负性为4.0和锂的电负性为 因素 层数 合作用性 1.0作为相对标准，得出了各元素的电负性（稀有气体 径 核电越核对电子的吸引 导半径 递 未计)。 荷数天 作用越大 致减小 变 3.递变规律（一般情况）。 (1)同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐变大。 微思考1 元素周期表中同周期主族元素从左到 (2)同族元素从上到下，元素的电负性逐渐变小。 右，原子半径的变化趋势如何？如何解释这种趋势？元素周 4应用：判断金属性、非金属性强弱的依据。 期表中同主族元素从上到下，原子半径的变化趋势如何？如 何解释这种趋势？ 大于1.8 般为非金属元素，且电负性越大， 提示同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小， 非金属性越强 其主要原因是同周期主族元素的能层数相同，核电荷数越 依 小于1.8 般为金属元素，且电负性越小，金 大，原子核对核外电子的吸引作用也就越大，使原子半径逐 据 属性越强 渐减小。同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，其原因 是电子能层数增加，电子间的排斥作用使原子半径增大的趋 1.8左右 一般位于非金属三角区边界处， 它们 势大于核电荷数增加使原子半径减小的趋势。 既有金属性，又有非金属性 二、电离能 ·微思考3根据电负性的变化规律，分析预测元素 1.电离能的概念。 周期表中电负性最大的元素是哪种元素？电负性最小的元 气态基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子 素是哪种元素（放射性元素除外）？ 所需要的最低能量叫做第一电离能。 提示电负性最大的元素为F,电负性最小的元素 2.元素第一电离能的变化规律。 为Cs。 (1)每个周期的第一种元素（氢和碱金属）的第一电离 能最小，最后一种元素（稀有气体）的第一电离能最大：从 预习检测 左到右，元素的第一电离能在总体上呈现从小到大的变 1.比较下列各组粒子半径的大小，并说明原因。 化趋势，表示元素原子越来越难失去电子。 (1)Ba Sr. (2)同族元素从上到下第一电离能变小，表明从上到 (2)K Ca, 下元素原子越来越易失去电子。 (3)S2- 3.电离能的应用。 (4)Na+ AI3+, 可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。一般 (5)P%2+ Sn2+ 来说，第一电离能数值越小，原子越容易失去一个电子，元 (6)Fe2+ Fet 素的金属性越强。 答案(1)>同族元素，电子的能层越多，半径越大 ·微思考2●根据教材中图1-22可知，第ⅡA族和 (2)>同周期元素，核电荷数越大，半径越小 第VA族元素的第一电离能比同周期的相邻元素的第一电 (3)>同一元素，核外电子数越多，半径越大 离能都高，请解释原因。 (4)>具有相同的电子层结构的离子，核电荷数越 提示同周期中，第ⅢA族元素的第一电离能失去的电 大，半径越小 子是np能级的，该能级的能量比左边第ⅡA族元素的位于 (5)> 同族元素的离子，所带电荷相同，能层越多， ns能级的能量高。第VA族元素的价层电子排布为 半径越大 ns2np3,np轨道是半充满状态，比较稳定，所以失去一个电 (6)>同一元素的离子，核外电子数越少，所带正电 子霄要的能量大，所以第一电离能比同周期相邻元素的 荷数越多半径越小 要高。 2.下列有关电离能的说法中正确的是()。 三、电负性 A.第一电离能越大的原子失电子的能力越强 1.键合电子和电负性的含义。 B.第一电离能是元素的原子失去核外第一个电子需要的 24
化 学 选择性必修2 物质结构与性质 配人教版 第2课时 元素周期律 课前·基础认知 自主预习 一、原子半径 微思考 1 元素周期表中同周期主族元素从左到 右,原子半径的变化趋势如何? 如何解释这种趋势? 元素周 期表中同主族元素从上到下,原子半径的变化趋势如何? 如 何解释这种趋势? 提示 同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小, 其主要原因是同周期主族元素的能层数相同,核电荷数越 大,原子核对核外电子的吸引作用也就越大,使原子半径逐 渐减小。同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,其原因 是电子能层数增加,电子间的排斥作用使原子半径增大的趋 势大于核电荷数增加使原子半径减小的趋势。 二、电离能 1.电离能的概念。 气态基态原子 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.元素第一电离能的变化规律。 (1)每个周期的 第一 种元素(氢和碱金属)的第一电离 能最小,最后 一种元素(稀有气体)的第一电离能最大;从 左到右,元素的第一电离能在总体上呈现从 小 到 大 的变 化趋势,表示元素原子越来越 难 失去电子。 (2)同族元素从上到下第一电离能 变小 ,表明从上到 下元素原子越来越 易 失去电子。 3.电离能的应用。 可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。一般 来说,第一电离能数值越 小 ,原子越容易失去一个电子,元 素的金属性越 强 。 微思考 2 根据教材中图1 22可知,第ⅡA 族和 第ⅤA族元素的第一电离能比同周期的相邻元素的第一电 离能都高,请解释原因。 提示 同周期中,第ⅢA族元素的第一电离能失去的电 子是np能级的,该能级的能量比左边第ⅡA 族元素的位于 ns能 级 的 能 量 高。第 ⅤA 族 元 素 的 价 层 电 子 排 布 为 ns2np 3,np轨道是半充满状态,比较稳定,所以失去一个电 子需要的能量大,所以第一电离能比同周期相邻元素的 要高。 三、电负性 1.键合电子和电负性的含义。 (1)键合电子:元素相互化合时,原子中用于形成 化学 键 的电子。 (2)电负性: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 和锂的电负性为 1.0 作为相对标准,得出了各元素的电负性(稀有气体 未计)。 3.递变规律(一般情况)。 (1)同周期元素从左到右,元素的电负性逐渐 变大 。 (2)同族元素从上到下,元素的电负性逐渐 变小 。 4.应用:判断金属性、非金属性强弱的依据。 微思考 3 根据电负性的变化规律,分析预测元素 周期表中电负性最大的元素是哪种元素? 电负性最小的元 素是哪种元素(放射性元素除外)? 提示 电负性最大的元素为 F,电负性最小的元素 为Cs。 预习检测 1.比较下列各组粒子半径的大小,并说明原因。 (1)Ba Sr, 。 (2)K Ca, 。 (3)S2- S, 。 (4)Na+ Al3+ , 。 (5)Pb2+ Sn2+ , 。 (6)Fe2+ Fe3+ , 。 答案 (1)> 同族元素,电子的能层越多,半径越大 (2)> 同周期元素,核电荷数越大,半径越小 (3)> 同一元素,核外电子数越多,半径越大 (4)> 具有相同的电子层结构的离子,核电荷数越 大,半径越小 (5)> 同族元素的离子,所带电荷相同,能层越多, 半径越大 (6)> 同一元素的离子,核外电子数越少,所带正电 荷数越多,半径越小 2.下列有关电离能的说法中正确的是( )。 A.第一电离能越大的原子失电子的能力越强 B.第一电离能是元素的原子失去核外第一个电子需要的 24
第一章原子结构与性质 能量 负性与原子结构有关。 C,同一周期中，主族元素原子第一电离能从左到右越来 4.潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金作载热介质，下 越大 列关于Al、Na的分析中正确的是()。 D.可通过一种元素各级电离能的数值，判断元素可能的 A.原子半径：A>Na 化合价 B.第一电离能：A>Na 答案D C.电负性：Na>AI 解析第一电离能是气态基态原子失去一个电子转化为 D.基态原子未成对电子数：Na>AI 气态基态正离子所需要的最低能量，B项错误。元素原子 答案B 的第一电离能越大，表示该元素的原子越难失去电子，A 解析同周期自左向右，主族元素的原子半径逐渐减小。 项错误。从总的变化趋势上看，同一周期中主族元素的第 故原子半径：A<N,A项错误。同周期自左向右，主族 一电离能从左到右呈增大趋势，但有反常，如I1(B)> 元素的第一电离能总体上呈增大趋势，故第一电离能： I1(B),I1(N)>I1(O)等，C项错误。 A>N,B项正确。一般来说，同周期自左向右，元素的 3.下列对电负性的理解中不正确的是( 电负性逐渐增大，故电负性：Na<Al,C项错误。Na和Al A.电负性是人为规定的一个相对数值，不是绝对标准 的基态原子的简化电子排布式分别为[Ne]3s'、 B.元素电负性的大小反映了元素原子对键合电子吸引力 [Ne]3s23p,未成对电子数都为1，D项错误。 的大小 5.下列关系中正确的是()。 C.一般来说，元素的电负性越大，则元素的非金属性越强 A.电负性O>S>As,原子半径r(O)<r(S)<r(As) D.元素的电负性是元素固有的性质，与原子结构无关 B.电负性OS<As,原子半径r(O)<r(S)<r(As) 答案D C,电负性OS<As,原子半径r(O)>r(S)>r(As) 解析一般来说，同周期从左到右，元素的电负性逐渐变 D.电负性O>S>As,原子半径r(O)>r(S)>r(As) 大；同族元素从上到下，元素的电负性逐渐变小，因此，电 答案A 课堂·重难突破 电离能及其应用 生突变 重难归纳 确定元素的化合价：如果艺 ,即电离能在1。 与I+1之间发生突变，则元素的原子易形成十价离子。某 1.认识电离能。 元素的逐级电离能，若12>11，则该元素在化合物中通常显 (1)电离能数值的大小主要取决于原子的核电荷数、原 十1价：若13>I2,则该元素在化合物中通常显十2价：若 子半径及原子的电子构型。 I,>I3,则该元素在化合物中通常显十3价。 (2)第一电离能的变化规律。 ”思考发现 第一 一般 同周期：随核电荷数的递增而增大 下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电 电离 规律 离能。 能的 同主族：随核电荷数的递增而减小 元素 Na Mg Al 变化 规律 特例同一周期， ⅡA>ⅢA,VA>TA 496 738 578 4562 1451 1817 (3)金属活动性顺序与相应的电离能的大小顺序并不完 6912 全一致。 7733 2745 电离能 金属活动性顺序表示自左向右，在水溶液中金属原子失 9543 10540 11575 (kJ·mol-1) 去电子越来越困难。金属元素的电离能是指气态基态金属 13353 13630 14830 原子失去一个电子成为气态基态正离子所需要的最低能量， 16610 17995 18376 它是金属基态原子在气态时活泼性的量度。由于金属活动 性顺序与电离能所对应的条件不同，所以两者不完全一致。 20114 21703 23293 2.电离能的应用。 (1)为什么同一元素的电离能逐级增大？ (1)比较元素金属性的强弱：一般情况下，元素的第一电 提示同一元素的逐级电离能是逐渐增大的，即I:< 离能越小，元素的金属性越强。 I2<1。<…这是由于原子失去一个电子变成十1价阳离 (2)确定元素原子的核外电子排布：由于电子是分层排 子后，半径变小，核电荷数未变而电子数目变少，核对电子的 布的，内层电子比外层电子难失去，因此元素的电离能会发： 吸引作用增强，因而第二个电子比第一个电子难失去，失去 25
第一章 原子结构与性质 能量 C.同一周期中,主族元素原子第一电离能从左到右越来 越大 D.可通过一种元素各级电离能的数值,判断元素可能的 化合价 答案 D 解析 第一电离能是气态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,B项错误。元素原子 的第一电离能越大,表示该元素的原子越难失去电子,A 项错误。从总的变化趋势上看,同一周期中主族元素的第 一电离能从左到右呈增大趋势,但有反常,如I1(Be)> I1(B),I1(N)>I1(O)等,C项错误。 3.下列对电负性的理解中不正确的是( )。 A.电负性是人为规定的一个相对数值,不是绝对标准 B.元素电负性的大小反映了元素原子对键合电子吸引力 的大小 C.一般来说,元素的电负性越大,则元素的非金属性越强 D.元素的电负性是元素固有的性质,与原子结构无关 答案 D 解析 一般来说,同周期从左到右,元素的电负性逐渐变 大;同族元素从上到下,元素的电负性逐渐变小,因此,电 负性与原子结构有关。 4.潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金作载热介质,下 列关于 Al、Na的分析中正确的是( )。 A.原子半径:Al>Na B.第一电离能:Al>Na C.电负性:Na>Al D.基态原子未成对电子数:Na>Al 答案 B 解析 同周期自左向右,主族元素的原子半径逐渐减小, 故原子半径:Al<Na,A 项错误。同周期自左向右,主族 元素的第一电离能总体上呈增大趋势,故第一电离能: Al>Na,B项正确。一般来说,同周期自左向右,元素的 电负性逐渐增大,故电负性:Na<Al,C项错误。Na和 Al 的基 态 原 子 的 简 化 电 子 排 布 式 分 别 为 [Ne]3s1、 [Ne]3s23p 1,未成对电子数都为1,D项错误。 5.下列关系中正确的是( )。 A.电负性 O>S>As,原子半径r(O)<r(S)<r(As) B.电负性 O<S<As,原子半径r(O)<r(S)<r(As) C.电负性 O<S<As,原子半径r(O)>r(S)>r(As) D.电负性 O>S>As,原子半径r(O)>r(S)>r(As) 答案 A 课堂·重难突破 一 电离能及其应用 重难归纳 1.认识电离能。 (1)电离能数值的大小主要取决于原子的核电荷数、原 子半径及原子的电子构型。 (2)第一电离能的变化规律。 (3)金属活动性顺序与相应的电离能的大小顺序并不完 全一致。 金属活动性顺序表示自左向右,在水溶液中金属原子失 去电子越来越困难。金属元素的电离能是指气态基态金属 原子失去一个电子成为气态基态正离子所需要的最低能量, 它是金属基态原子在气态时活泼性的量度。由于金属活动 性顺序与电离能所对应的条件不同,所以两者不完全一致。 2.电离能的应用。 (1)比较元素金属性的强弱:一般情况下,元素的第一电 离能越小,元素的金属性越强。 (2)确定元素原子的核外电子排布:由于电子是分层排 布的,内层电子比外层电子难失去,因此元素的电离能会发 生突变。 (3)确定元素的化合价:如果 In+1 In ≫ In In-1 ,即电离能在In 与In+1 之间发生突变,则元素的原子易形成+n价离子。某 元素的逐级电离能,若I2≫I1,则该元素在化合物中通常显 +1价;若I3≫I2,则该元素在化合物中通常显+2价;若 I4≫I3,则该元素在化合物中通常显+3价。 下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电 离能。 元素 Na Mg Al 电离能 (kJ·mol -1) 496 738 578 4562 1451 1817 6912 7733 2745 9543 10540 11575 13353 13630 14830 16610 17995 18376 20114 21703 23293 (1)为什么同一元素的电离能逐级增大? 提示 同一元素的逐级电离能是逐渐增大的,即I1< I2<I3<……这是由于原子失去一个电子变成+1价阳离 子后,半径变小,核电荷数未变而电子数目变少,核对电子的 吸引作用增强,因而第二个电子比第一个电子难失去,失去 25