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鲁科版 (2019)选择性必修2第2节 原子结构与元素周期表第2课时导学案
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这是一份鲁科版 (2019)选择性必修2第2节 原子结构与元素周期表第2课时导学案
基础课时3 核外电子排布与元素周期表一、核外电子排布与周期的划分1．近似能级图与周期2．原子核外电子排布与元素周期表中周期划分的本质联系eq \x(七个能级组)eq \o(\s\up10(分别对应),———→)eq \x(7个周期)eq \x(能级组最多容纳电子数)eq \o(\s\up10(等于),—→)eq \x(本周期所包含的元素种数)3．周期数与电子层数的关系周期数＝最外层电子所在轨道所处的电子层数。 (1)周期序数＝电子层数＝对应能级组数。 ( )(2)同一能级组内能级之间的能量差较小，而相邻能级组之间的能量差较大。 ( )[答案] (1)√ (2)√ 二、核外电子排布与族的划分1．划分依据族的划分与原子的价电子数目和价电子排布密切相关。2．特点一般来说，同族元素原子的价电子数目相同。3．规律(3)稀有气体→最外层电子排布：ns2np6(He除外)。 独居石的英文名称Monazite来自希腊文monazem，意为无伴独居之意，寓意矿物产出稀少。为浅黄色至浅红褐色，强玻璃光泽或松脂光泽至蜡状光泽，微透明至透明。世界上出产宝石级独居石的国家有美国、玻利维亚等。透明宝石个体不大，已知最大者约5克拉。不透明的大晶体用于琢磨弧面型宝石。据国外有关资料报道，在“独居石”中，查明有116号元素。若116号元素的价电子排布式为7s27p4，试判断该元素应位于周期表中的哪个位置？提示：根据周期数等于电子层数，主族序数等于价电子数，可判断116号元素应位于第7周期ⅥA族。4．核外电子排布与元素周期表的分区按核外电子排布式中最后填入电子的能级符号可将元素周期表(ⅠB族、ⅡB族除外)分为s、p、d、f 4个区，而ⅠB族、ⅡB族这2个纵列的元素原子的核外电子因先填充满(n－1)d能级而后再填充ns能级而得名ds区。5个区的位置关系如图所示。 最活泼的金属元素、最活泼的非金属元素、常温下呈液态的金属(价电子排布为5d106s2)元素分别位于元素周期表中的哪个分区？提示：最活泼的金属元素在ⅠA族，s区；最活泼的非金属元素(是氟)在ⅦA族，p区；汞的价电子排布为5d106s2，在ⅡB族，ds区。5．元素化合价与价电子排布的关系(1)除Ⅷ族、ⅠB族的某些元素和0族元素外，元素的最高化合价等于它所在族的序数。(2)非金属元素的最高正化合价和它的最低负化合价的绝对值之和等于8(H、O、F除外)。(3)稀有气体元素原子的电子层结构是稳定结构，因此稀有气体元素的化合价在通常情况下为0。 (1)主族序数＝该元素原子价电子数。 ( )(2)同一副族不同元素原子价电子排布完全相同。 ( )[答案] (1)√ (2)×1．从核外电子排布角度分析，为什么同属长周期的4、5、6、7周期所包含的元素种类数为18、18、32、32。提示：第4、5周期元素包含的能级为ns、np、(n－1)d，共有9个原子轨道，最多容纳18个电子，对应两周期中各有18种元素；而第6、7周期所含的能级除ns、np、(n－1)d外，还有(n－2)f，故多出7个原子轨道，14个电子，对应多出的14种元素，共32种元素 。2．试分析21号元素Sc所在的周期。提示：21号元素Sc的价电子排布式为3d14s2，虽然电子先排在4s轨道，后排在3d轨道，但Sc元素原子的最外层电子排布在4s轨道上，4s电子的量子数(电子层数)是4，故Sc元素位于第4周期。1．核外电子排布与周期的划分(1)每一周期元素原子的价电子排布和元素种数的关系(2)核外电子排布与周期划分的关系①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，各能级之间能量相差较小，不同能级组之间能量相差较大。②每一个能级组对应一个周期，且该能级组中最大的电子层数等于元素的周期序数。2．核外电子排布与族的划分(1)价电子排布与族序数之间的关系价电子排布与族序数之间的关系可以按照下列方法进行判断：按电子填充顺序，由最后一个电子所进入轨道的情况确定，一般来说具体情况如下：①进入ns(ns1～2，1s除外)为ⅠA族、ⅡA族。②进入npeq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a.np1～5为ⅢA族～ⅦA族,b.np6为0族元素))③进入(n－1)deq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a.n－1d1～5为ⅢB族～ⅦB族⇒族数＝[n－1d＋ns]电子数,b.n－1d6～8Pd、Pt除外为Ⅷ族,c.n－1d10为ⅠB族、ⅡB族⇒族数＝ns的电子数))④进入(n－2)feq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(a.4f——镧系元素,b.5f——锕系元素))ⅢB族(2)有关规律由上可知：①主族元素的最外层电子数，即价电子数，为其族序数；②副族元素中ⅢB～ⅦB族元素价电子数为其族序数；③稀有气体单独列为0族。1．(2021·四川成都高二月考)下列是某些元素基态原子的电子排布式，其中表示第3周期元素原子的是( )A．1s22s1 B．1s22s22p5C．1s22s22p63s2 D．1s22s22p63s23p64s1C [A项表示第2周期元素原子；B项表示第2周期元素原子；C项表示第3周期元素原子；D项表示第4周期元素原子。]2．某元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d74s2，它在元素周期表中的位置是 ( )A．第4周期ⅠB族 B．第4周期ⅡB族C．第4周期ⅦB族 D．第4周期Ⅷ族D [由[Ar]3d74s2可知该元素位于第4周期，又由价电子数为9知其位于第4周期第9纵列，为Ⅷ族元素。]3．(1)砷原子的最外层电子排布式是4s24p3，在元素周期表中，砷元素位于第________周期________族；最高价氧化物的化学式为__________，砷酸钠的化学式是________。(2)已知下列元素在周期表中的位置，写出它们价电子排布式和元素符号：①第4周期ⅣB族________________、___________________；②第5周期ⅦA族________________、___________________。[解析] (1)砷原子的最外层电子排布式是4s24p3，可知砷原子有4个电子层，价电子数为5，由电子层数＝周期序数可知，砷元素在第4周期，由主族序数＝价电子数＝最高正价可知，砷元素位于ⅤA族，最高价氧化物为As2O5，砷酸钠的化学式为Na3AsO4。(2)根据元素在周期表中的位置与核外电子排布的关系分析。[答案] (1)4 ⅤA As2O5 Na3AsO4(2)①3d24s2 Ti ②5s25p5 I按矿泉水特征组分达到国家标准的主要类型分为九大类：①偏硅酸矿泉水；②锶矿泉水；③锌矿泉水；④锂矿泉水；⑤硒矿泉水；⑥溴矿泉水；⑦碘矿泉水；⑧碳酸矿泉水；⑨盐类矿泉水。国家标准中规定的九项界限指标包括锂、锶、锌、硒、溴化物、碘化物、偏硅酸、游离二氧化碳和溶解性总固体，矿泉水中必须有一项或一项以上达到界限指标的要求，其要求含量分别为(单位：mg·L－1)锂、锌、碘化物均≥0.2，硒≥0.01，溴化物≥1.0，偏硅酸≥25，游离二氧化碳≥250和溶解性总固体≥1 000。1．填写下表中元素的价电子排布式及分区。提示：2．从上表中可看出，元素周期表分区的依据是什么？提示：最后填入电子的轨道能级符号作为该区的符号。各区元素化学性质及原子价电子排布特点元素周期表中族和分区的关系(1)主族：s区和p区。(ns＋np)的电子数＝族序数。(2)0族：p区。(ns＋np)的电子数＝8(或2)。(3)副族：d区＋ds区＋f区。d区中[(n－1)d＋ns]的电子数＝族序数(第Ⅷ族部分元素除外)。1．(双选)关于元素在周期表中的分区，下列说法中正确的是( )A．在周期表中，最外层电子数为2的元素一定是ⅡA族元素B．过渡元素包含d区，ds区及f区元素C．原子的最外层电子数为8的都是稀有气体元素的原子D．所有非金属元素都分布在p区BC [最外层电子数为2的元素也可能是He或副族元素，故A错误；最外层电子数为8的原子，一定是稀有气体元素的原子，故C正确；非金属元素氢在s区，故D错误。]2．已知某元素＋3价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，则该元素在元素周期表中的位置是( )A．第3周期Ⅷ族，p区 B．第3周期ⅤB族，ds区C．第4周期Ⅷ族，d区 D．第4周期ⅤB族，f区C [该＋3价离子的核外有23个电子，则基态原子核外有26个电子，26号元素是铁，其位于第4周期Ⅷ族，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，位于d区。]3．(2021·济南高二检测)在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，人们发现价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，并以最后填入电子的能级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，原子的价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，常见离子的电子排布式为________________，其中较稳定的是________。(3)在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价电子排布式为________。(4)在p区中，第2周期ⅤA族元素原子的价电子轨道表示式为________。(5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在____________区中。[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，价电子的电子云形状为球形。(2)d区为ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族，族序数最大且原子序数最小的为Fe，常见离子为Fe2＋、Fe3＋，电子排布式为1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5，由离子的电子排布式可知Fe3＋的3d轨道“半满”，其稳定性大于Fe2＋。(3)ds区符合条件的为Zn，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2，价电子排布式为3d104s2。(4)该题中符合题意的为N，价电子轨道表示式为。(5)铀和钚均为锕系元素，位于f区。[答案] (1)球形 (2)Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6，Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5 Fe3＋ (3)3d104s2 (4) (5)f1．已知某基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，该元素在周期表中的位置和区分别是( )A．第4周期ⅡB族；s区 B．第4周期ⅧB族；d区C．第4周期Ⅷ族；d区 D．第4周期Ⅷ族；ds区C [由原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2可知共有4个电子层，为第4周期元素，价电子排布式为3d84s2，为d区元素，位于第4周期Ⅷ族，故选C。]2．具有以下结构的原子，一定属于主族元素的是( )A．最外层有2个电子的原子B．最外层电子排布为ns2的原子C．最外层有3个未成对电子的原子D．次外层无未成对电子的原子C [在元素周期表中，凡s区、d区、ds区的元素，它们的最外层电子数均不超过2个，只有p区的最外层电子数可为3～8个，则最外层有2个电子的原子不一定是主族元素，故A项错误；最外层电子排布为ns2的原子除ⅡA族外，还有稀有气体元素氦和许多过渡元素，故B项错误；最外层有3个未成对电子的原子，其最外层有5个电子(ns2np3)，一定是主族元素，故C项正确；次外层无未成对电子的原子包括全部主族元素、0族元素及ⅠB、ⅡB族元素，故D项错误。]3．最活泼的金属单质、最活泼的非金属单质、常温下呈液态的金属单质，其组成元素分别位于下列元素周期表中的( )A．s区、p区、ds区 B．s区、p区、d区C．f区、p区、ds区 D．s区、f区、ds区A [理论上最活泼的金属单质是Fr，但由于其具有放射性，故一般认为最活泼的金属单质是Cs，而Cs和Fr都属于ⅠA族元素，位于s区；最活泼的非金属单质是F2，F位于p区；常温下呈液态的金属单质为Hg，Hg属于过渡元素，位于ds区。]4．(双选)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ⅠA族元素B．基态原子的价电子排布式为(n－1)d10ns2的元素一定是副族元素C．基态原子的p能级半充满的元素一定位于p区D．基态原子的价电子排布式为(n－1)dxnsy的元素的族序数一定为x＋yBC [基态原子的N层上只有一个电子的元素，可能为K、Cr或Cu，K为ⅠA族元素，Cr、Cu分别为ⅥB、ⅠB族元素，故A项错误；基态原子的价电子排布式为(n－1)d10ns2的元素是ⅡB族元素，故B项正确；基态原子的p能级半充满的元素，电子最后填充p能级，属于p区，故C项正确；基态原子的价电子排布式为(n－1)dxnsy的元素，若是ⅢB～ⅦB族及Ⅷ族第1列元素，其族序数为价电子排布式中d、s能级所含电子数目之和，族序数一定为x＋y，若是ⅠB、ⅡB族元素，其族序数等于价电子排布式中s能级所含电子数y，故D项错误。]5．(2021·湖北黄冈浠水实验高中高二月考)请完成下列各题的填空：(1)氢化钠(NaH)电子式为________，氢负离子的结构示意图为________。(2)元素X的最外层电子数是次外层电子数的2倍，该元素名称是________，该元素核外电子排布式为________，该元素的价电子轨道表示式为________。(3)前四周期元素中，未成对电子数为5的元素符号是________，该元素在周期表中的位置为第________周期________族，属于________区。(4)C、N、O三种元素的原子核外未成对电子数依次为________。 [解析] (1)NaH是离子化合物，阴离子是H－，NaH的电子式为，氢负离子的结构示意图为。(2)由题意可知X是碳元素，核外电子排布式为1s22s22p2。(3)前四周期元素中，未成对电子数为5，即价电子排布式为3d54s2，原子序数为25，即为Mn，该元素在周期表中的位置为第4周期ⅦB族，位于d区。(4)C、N、O三种元素的原子核外未成对电子数依次为2、3、2。[答案] (1) (2)碳 1s22s22p2 (3)Mn 4 ⅦB d (4)2、3、2 学 习 任 务1．通过了解同周期、同族的元素原子核外电子排布特征，认识元素周期表中分区、周期和族的划分依据。培养宏观辨识与微观探析的核心素养。 2．了解元素周期表的应用价值。能根据元素周期表与核外电子排布变化规律的认知模型，解释化学现象，揭示现象的本质和规律。培养科学探究与创新意识的核心素养。探究核外电子排布与周期、族的关系周期价电子排布对应能级组元素种数ⅠA族0族最外层最多容纳电子数11s11s221s222s12s22p682s、2p833s13s23p683s、3p844s14s24p684s、3d、4p1855s15s25p685s、4d、5p1866s16s26p686s、4f、5d、6p3277s1－87s、5f、6d、7p32探究元素周期表的分区与价电子排布的关系元素名称价电子排布式分区硅锶锂硒溴碘碳元素名称价电子排布式分区硅3s23p2p锶5s2s锂2s1s硒4s24p4p溴4s24p5p碘5s25p5p碳2s22p2p包括的元素价电子排布化学性质s区ⅠA、ⅡA族ns1～2(最后的电子填在ns上)除氢外，都是活泼金属元素(碱金属和碱土金属)p区ⅢA～ⅦA、0族ns2np1～6(除氦外，最后的电子填在np上)最外层电子参与反应，随着最外层电子数目的增加，非金属性增强，金属性减弱(0族除外)d区ⅢB～ⅦB(镧系、锕系除外)、Ⅷ族(n－1)d1～9ns1～2[最后的电子填在(n－1)d上]均为过渡金属，由于d轨道都未充满电子，因此d轨道上的电子可以不同程度参与化学键的形成ds区ⅠB、ⅡB族(n－1)d10ns1～2[(n－1)d全充满]均为过渡金属，d轨道已充满电子，因此d轨道上的电子一般不再参与化学键的形成f区镧系、锕系(n－2)f0～14(n－1)d0～2 ns2镧系元素的化学性质非常相近；锕系元素的化学性质也非常相近
基础课时3 核外电子排布与元素周期表一、核外电子排布与周期的划分1．近似能级图与周期2．原子核外电子排布与元素周期表中周期划分的本质联系eq \x(七个能级组)eq \o(\s\up10(分别对应),———→)eq \x(7个周期)eq \x(能级组最多容纳电子数)eq \o(\s\up10(等于),—→)eq \x(本周期所包含的元素种数)3．周期数与电子层数的关系周期数＝最外层电子所在轨道所处的电子层数。 (1)周期序数＝电子层数＝对应能级组数。 ( )(2)同一能级组内能级之间的能量差较小，而相邻能级组之间的能量差较大。 ( )[答案] (1)√ (2)√ 二、核外电子排布与族的划分1．划分依据族的划分与原子的价电子数目和价电子排布密切相关。2．特点一般来说，同族元素原子的价电子数目相同。3．规律(3)稀有气体→最外层电子排布：ns2np6(He除外)。 独居石的英文名称Monazite来自希腊文monazem，意为无伴独居之意，寓意矿物产出稀少。为浅黄色至浅红褐色，强玻璃光泽或松脂光泽至蜡状光泽，微透明至透明。世界上出产宝石级独居石的国家有美国、玻利维亚等。透明宝石个体不大，已知最大者约5克拉。不透明的大晶体用于琢磨弧面型宝石。据国外有关资料报道，在“独居石”中，查明有116号元素。若116号元素的价电子排布式为7s27p4，试判断该元素应位于周期表中的哪个位置？提示：根据周期数等于电子层数，主族序数等于价电子数，可判断116号元素应位于第7周期ⅥA族。4．核外电子排布与元素周期表的分区按核外电子排布式中最后填入电子的能级符号可将元素周期表(ⅠB族、ⅡB族除外)分为s、p、d、f 4个区，而ⅠB族、ⅡB族这2个纵列的元素原子的核外电子因先填充满(n－1)d能级而后再填充ns能级而得名ds区。5个区的位置关系如图所示。 最活泼的金属元素、最活泼的非金属元素、常温下呈液态的金属(价电子排布为5d106s2)元素分别位于元素周期表中的哪个分区？提示：最活泼的金属元素在ⅠA族，s区；最活泼的非金属元素(是氟)在ⅦA族，p区；汞的价电子排布为5d106s2，在ⅡB族，ds区。5．元素化合价与价电子排布的关系(1)除Ⅷ族、ⅠB族的某些元素和0族元素外，元素的最高化合价等于它所在族的序数。(2)非金属元素的最高正化合价和它的最低负化合价的绝对值之和等于8(H、O、F除外)。(3)稀有气体元素原子的电子层结构是稳定结构，因此稀有气体元素的化合价在通常情况下为0。 (1)主族序数＝该元素原子价电子数。 ( )(2)同一副族不同元素原子价电子排布完全相同。 ( )[答案] (1)√ (2)×1．从核外电子排布角度分析，为什么同属长周期的4、5、6、7周期所包含的元素种类数为18、18、32、32。提示：第4、5周期元素包含的能级为ns、np、(n－1)d，共有9个原子轨道，最多容纳18个电子，对应两周期中各有18种元素；而第6、7周期所含的能级除ns、np、(n－1)d外，还有(n－2)f，故多出7个原子轨道，14个电子，对应多出的14种元素，共32种元素 。2．试分析21号元素Sc所在的周期。提示：21号元素Sc的价电子排布式为3d14s2，虽然电子先排在4s轨道，后排在3d轨道，但Sc元素原子的最外层电子排布在4s轨道上，4s电子的量子数(电子层数)是4，故Sc元素位于第4周期。1．核外电子排布与周期的划分(1)每一周期元素原子的价电子排布和元素种数的关系(2)核外电子排布与周期划分的关系①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，各能级之间能量相差较小，不同能级组之间能量相差较大。②每一个能级组对应一个周期，且该能级组中最大的电子层数等于元素的周期序数。2．核外电子排布与族的划分(1)价电子排布与族序数之间的关系价电子排布与族序数之间的关系可以按照下列方法进行判断：按电子填充顺序，由最后一个电子所进入轨道的情况确定，一般来说具体情况如下：①进入ns(ns1～2，1s除外)为ⅠA族、ⅡA族。②进入npeq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a.np1～5为ⅢA族～ⅦA族,b.np6为0族元素))③进入(n－1)deq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a.n－1d1～5为ⅢB族～ⅦB族⇒族数＝[n－1d＋ns]电子数,b.n－1d6～8Pd、Pt除外为Ⅷ族,c.n－1d10为ⅠB族、ⅡB族⇒族数＝ns的电子数))④进入(n－2)feq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(a.4f——镧系元素,b.5f——锕系元素))ⅢB族(2)有关规律由上可知：①主族元素的最外层电子数，即价电子数，为其族序数；②副族元素中ⅢB～ⅦB族元素价电子数为其族序数；③稀有气体单独列为0族。1．(2021·四川成都高二月考)下列是某些元素基态原子的电子排布式，其中表示第3周期元素原子的是( )A．1s22s1 B．1s22s22p5C．1s22s22p63s2 D．1s22s22p63s23p64s1C [A项表示第2周期元素原子；B项表示第2周期元素原子；C项表示第3周期元素原子；D项表示第4周期元素原子。]2．某元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d74s2，它在元素周期表中的位置是 ( )A．第4周期ⅠB族 B．第4周期ⅡB族C．第4周期ⅦB族 D．第4周期Ⅷ族D [由[Ar]3d74s2可知该元素位于第4周期，又由价电子数为9知其位于第4周期第9纵列，为Ⅷ族元素。]3．(1)砷原子的最外层电子排布式是4s24p3，在元素周期表中，砷元素位于第________周期________族；最高价氧化物的化学式为__________，砷酸钠的化学式是________。(2)已知下列元素在周期表中的位置，写出它们价电子排布式和元素符号：①第4周期ⅣB族________________、___________________；②第5周期ⅦA族________________、___________________。[解析] (1)砷原子的最外层电子排布式是4s24p3，可知砷原子有4个电子层，价电子数为5，由电子层数＝周期序数可知，砷元素在第4周期，由主族序数＝价电子数＝最高正价可知，砷元素位于ⅤA族，最高价氧化物为As2O5，砷酸钠的化学式为Na3AsO4。(2)根据元素在周期表中的位置与核外电子排布的关系分析。[答案] (1)4 ⅤA As2O5 Na3AsO4(2)①3d24s2 Ti ②5s25p5 I按矿泉水特征组分达到国家标准的主要类型分为九大类：①偏硅酸矿泉水；②锶矿泉水；③锌矿泉水；④锂矿泉水；⑤硒矿泉水；⑥溴矿泉水；⑦碘矿泉水；⑧碳酸矿泉水；⑨盐类矿泉水。国家标准中规定的九项界限指标包括锂、锶、锌、硒、溴化物、碘化物、偏硅酸、游离二氧化碳和溶解性总固体，矿泉水中必须有一项或一项以上达到界限指标的要求，其要求含量分别为(单位：mg·L－1)锂、锌、碘化物均≥0.2，硒≥0.01，溴化物≥1.0，偏硅酸≥25，游离二氧化碳≥250和溶解性总固体≥1 000。1．填写下表中元素的价电子排布式及分区。提示：2．从上表中可看出，元素周期表分区的依据是什么？提示：最后填入电子的轨道能级符号作为该区的符号。各区元素化学性质及原子价电子排布特点元素周期表中族和分区的关系(1)主族：s区和p区。(ns＋np)的电子数＝族序数。(2)0族：p区。(ns＋np)的电子数＝8(或2)。(3)副族：d区＋ds区＋f区。d区中[(n－1)d＋ns]的电子数＝族序数(第Ⅷ族部分元素除外)。1．(双选)关于元素在周期表中的分区，下列说法中正确的是( )A．在周期表中，最外层电子数为2的元素一定是ⅡA族元素B．过渡元素包含d区，ds区及f区元素C．原子的最外层电子数为8的都是稀有气体元素的原子D．所有非金属元素都分布在p区BC [最外层电子数为2的元素也可能是He或副族元素，故A错误；最外层电子数为8的原子，一定是稀有气体元素的原子，故C正确；非金属元素氢在s区，故D错误。]2．已知某元素＋3价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，则该元素在元素周期表中的位置是( )A．第3周期Ⅷ族，p区 B．第3周期ⅤB族，ds区C．第4周期Ⅷ族，d区 D．第4周期ⅤB族，f区C [该＋3价离子的核外有23个电子，则基态原子核外有26个电子，26号元素是铁，其位于第4周期Ⅷ族，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，位于d区。]3．(2021·济南高二检测)在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，人们发现价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，并以最后填入电子的能级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，原子的价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，常见离子的电子排布式为________________，其中较稳定的是________。(3)在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价电子排布式为________。(4)在p区中，第2周期ⅤA族元素原子的价电子轨道表示式为________。(5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在____________区中。[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，价电子的电子云形状为球形。(2)d区为ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族，族序数最大且原子序数最小的为Fe，常见离子为Fe2＋、Fe3＋，电子排布式为1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5，由离子的电子排布式可知Fe3＋的3d轨道“半满”，其稳定性大于Fe2＋。(3)ds区符合条件的为Zn，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2，价电子排布式为3d104s2。(4)该题中符合题意的为N，价电子轨道表示式为。(5)铀和钚均为锕系元素，位于f区。[答案] (1)球形 (2)Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6，Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5 Fe3＋ (3)3d104s2 (4) (5)f1．已知某基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，该元素在周期表中的位置和区分别是( )A．第4周期ⅡB族；s区 B．第4周期ⅧB族；d区C．第4周期Ⅷ族；d区 D．第4周期Ⅷ族；ds区C [由原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2可知共有4个电子层，为第4周期元素，价电子排布式为3d84s2，为d区元素，位于第4周期Ⅷ族，故选C。]2．具有以下结构的原子，一定属于主族元素的是( )A．最外层有2个电子的原子B．最外层电子排布为ns2的原子C．最外层有3个未成对电子的原子D．次外层无未成对电子的原子C [在元素周期表中，凡s区、d区、ds区的元素，它们的最外层电子数均不超过2个，只有p区的最外层电子数可为3～8个，则最外层有2个电子的原子不一定是主族元素，故A项错误；最外层电子排布为ns2的原子除ⅡA族外，还有稀有气体元素氦和许多过渡元素，故B项错误；最外层有3个未成对电子的原子，其最外层有5个电子(ns2np3)，一定是主族元素，故C项正确；次外层无未成对电子的原子包括全部主族元素、0族元素及ⅠB、ⅡB族元素，故D项错误。]3．最活泼的金属单质、最活泼的非金属单质、常温下呈液态的金属单质，其组成元素分别位于下列元素周期表中的( )A．s区、p区、ds区 B．s区、p区、d区C．f区、p区、ds区 D．s区、f区、ds区A [理论上最活泼的金属单质是Fr，但由于其具有放射性，故一般认为最活泼的金属单质是Cs，而Cs和Fr都属于ⅠA族元素，位于s区；最活泼的非金属单质是F2，F位于p区；常温下呈液态的金属单质为Hg，Hg属于过渡元素，位于ds区。]4．(双选)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ⅠA族元素B．基态原子的价电子排布式为(n－1)d10ns2的元素一定是副族元素C．基态原子的p能级半充满的元素一定位于p区D．基态原子的价电子排布式为(n－1)dxnsy的元素的族序数一定为x＋yBC [基态原子的N层上只有一个电子的元素，可能为K、Cr或Cu，K为ⅠA族元素，Cr、Cu分别为ⅥB、ⅠB族元素，故A项错误；基态原子的价电子排布式为(n－1)d10ns2的元素是ⅡB族元素，故B项正确；基态原子的p能级半充满的元素，电子最后填充p能级，属于p区，故C项正确；基态原子的价电子排布式为(n－1)dxnsy的元素，若是ⅢB～ⅦB族及Ⅷ族第1列元素，其族序数为价电子排布式中d、s能级所含电子数目之和，族序数一定为x＋y，若是ⅠB、ⅡB族元素，其族序数等于价电子排布式中s能级所含电子数y，故D项错误。]5．(2021·湖北黄冈浠水实验高中高二月考)请完成下列各题的填空：(1)氢化钠(NaH)电子式为________，氢负离子的结构示意图为________。(2)元素X的最外层电子数是次外层电子数的2倍，该元素名称是________，该元素核外电子排布式为________，该元素的价电子轨道表示式为________。(3)前四周期元素中，未成对电子数为5的元素符号是________，该元素在周期表中的位置为第________周期________族，属于________区。(4)C、N、O三种元素的原子核外未成对电子数依次为________。 [解析] (1)NaH是离子化合物，阴离子是H－，NaH的电子式为，氢负离子的结构示意图为。(2)由题意可知X是碳元素，核外电子排布式为1s22s22p2。(3)前四周期元素中，未成对电子数为5，即价电子排布式为3d54s2，原子序数为25，即为Mn，该元素在周期表中的位置为第4周期ⅦB族，位于d区。(4)C、N、O三种元素的原子核外未成对电子数依次为2、3、2。[答案] (1) (2)碳 1s22s22p2 (3)Mn 4 ⅦB d (4)2、3、2 学 习 任 务1．通过了解同周期、同族的元素原子核外电子排布特征，认识元素周期表中分区、周期和族的划分依据。培养宏观辨识与微观探析的核心素养。 2．了解元素周期表的应用价值。能根据元素周期表与核外电子排布变化规律的认知模型，解释化学现象，揭示现象的本质和规律。培养科学探究与创新意识的核心素养。探究核外电子排布与周期、族的关系周期价电子排布对应能级组元素种数ⅠA族0族最外层最多容纳电子数11s11s221s222s12s22p682s、2p833s13s23p683s、3p844s14s24p684s、3d、4p1855s15s25p685s、4d、5p1866s16s26p686s、4f、5d、6p3277s1－87s、5f、6d、7p32探究元素周期表的分区与价电子排布的关系元素名称价电子排布式分区硅锶锂硒溴碘碳元素名称价电子排布式分区硅3s23p2p锶5s2s锂2s1s硒4s24p4p溴4s24p5p碘5s25p5p碳2s22p2p包括的元素价电子排布化学性质s区ⅠA、ⅡA族ns1～2(最后的电子填在ns上)除氢外，都是活泼金属元素(碱金属和碱土金属)p区ⅢA～ⅦA、0族ns2np1～6(除氦外，最后的电子填在np上)最外层电子参与反应，随着最外层电子数目的增加，非金属性增强，金属性减弱(0族除外)d区ⅢB～ⅦB(镧系、锕系除外)、Ⅷ族(n－1)d1～9ns1～2[最后的电子填在(n－1)d上]均为过渡金属，由于d轨道都未充满电子，因此d轨道上的电子可以不同程度参与化学键的形成ds区ⅠB、ⅡB族(n－1)d10ns1～2[(n－1)d全充满]均为过渡金属，d轨道已充满电子，因此d轨道上的电子一般不再参与化学键的形成f区镧系、锕系(n－2)f0～14(n－1)d0～2 ns2镧系元素的化学性质非常相近；锕系元素的化学性质也非常相近
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