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新高考化学一轮复习讲义课件第5章 第13讲 原子结构 元素周期表
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这是一份新高考化学一轮复习讲义课件第5章 第13讲 原子结构 元素周期表，共60页。PPT课件主要包含了考点一，考点二，考点三，原子的构成，必备知识·梳理夯实，考点一原子构成，A－Z，质子数核电荷数，最外层电子数，质子数和中子数等内容，欢迎下载使用。
第13讲 原子结构 元素周期表
(1)决定元素种类的是____________________(2)决定元素化学性质的是________________(3)决定原子种类的是__________________(4)决定原子相对质量的是__________________
4．元素、核素、同位素、同素异形体(1)同素异形体同种元素组成的不同________，比如白磷与红磷，石墨、金刚石与C60，O2与O3等。(2)元素、核素、同位素①关系图示：
④几种常见的重要核素及其应用。
区分时抓住概念的关键点——研究对象：同位素——原子，同素异形体——单质，同分异构体——化合物。(9)只有核素才有质量数，质量数不适用于元素。质量数可以视为核素的近似相对原子质量。
(4)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。( )[提示] 一种元素可以存在质子数相同、中子数不同、质量数不同的同位素，是不同的核素，所以一种元素可以有多种核素，有几种核素就有几种原子。
[提示] 化学变化指的是有新物质生成，但原子种类不变；从微观上讲，既有化学键的断裂，也有化学键的生成，所以核聚变不是化学变化。
(10)2H＋核外电子数为2。( )(11)元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数。( )[提示] 原子最外层电子数决定元素的化学性质。(12)一种核素只有一种质量数。( )[提示] 核素是指具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子，因此一种核素只有一种质量数。
(7)质子数相同的微粒一定属于同一种元素吗？[提示] 不一定。质子数相同的粒子不一定属于同种元素，如Ne和H2O。
相同的质子数和不同的中子数
[解析] 该核反应中，Y原子的质量数为7，且Y在化合物中呈＋1价，可推出Y为Li元素，故P＝3，Z＋0＝P＋2，则Z＝5，故X为B元素。A项，H3BO3为弱酸，一定浓度的H3BO3溶液可用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液，正确；B项，Li单质在空气中燃烧的产物是Li2O，不正确；C项，硼元素和氢元素形成的硼烷是共价化合物，不正确；D项，6Li和7Li互为同位素，不正确；故选A。[微点拨] 碱金属在氧气中燃烧的产物递变性：锂在氧气中燃烧生成的是氧化锂(Li2O)，钠在氧气中燃烧生成的是过氧化钠(Na2O2)，钾、铷、铯在氧气中燃烧生成的是更复杂的氧化物。
[解析] A正确；同位素是同种元素不同种原子间的互称，B正确；同素异形体是同一元素的不同单质，C错误；D正确，相对分子质量都是20。
[解析] 依据题给的反应过程，可确定W＝27。根据X、Y的最外层电子数之和为8，Y原子的质子数比X原子的质子数多2，可以得出X原子最外层电子数为3，Y原子最外层电子数为5，结合Y的质量数为30可以判定X为铝元素，Y为磷元素。由上述分析可知A项错误；Al、P两元素均可形成三氯化物AlCl3和PCl3，B项正确；Al、P两元素位于同一周期且原子序数P大于Al，故原子半径Al大于P，C项错误；磷元素的含氧酸有H3PO4、H3PO3、H3PO2等，D项错误。
元素、核素、同位素及同素异形体的比较
求一定质量的某物质中粒子数的答题模板。
①任何微粒中，质量数＝质子数＋中子数，但质子数与电子数不一定相等，如阴离子、阳离子中质子数与电子数不相等。
1．能层与能级(1)能层(n)：在多电子原子中，核外电子的________是不同的，按照电子的________差异将其分成不同能层。通常用______________……表示，能量依次________。
考点二 原子核外电子排布原理
(2)能级：同一能层里电子的________也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用______________等表示。同一能层里，各能级的能量按____________的顺序依次升高，即：____________________________。[微点拨] 第一能层(K)只有s能级；第二能层(L)有s、p两种能级，p能级上有三个原子轨道px、py、pz，它们具有相同的能量；第三能层(M)有s、p、d三种能级，d能级包含了能量相等的五个原子轨道。
E(ns)
(3)基态、激发态及光谱的关系示意图。
3．构造原理与电子排布式
(1)构造原理：以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入________的顺序称为构造原理。右图为构造原理示意图。
①构造原理中的电子排布顺序，实质是各能级的能量高低顺序。②在多电子原子中会发生能级交错现象。从第三层开始，各能级不完全遵循能层顺序，产生了能级交错排列，如E3d>E4s、E4d>E5s、E5d> E6s、E6d>E7s、E4f>E5p、E4f>E6s等。
(2)基态原子核外电子排布表示方法
1s22s22p63s23p4
(3)核外电子排布与元素性质的关系。①金属元素原子的最外层电子数一般小于_____，较易________电子形成阳离子，表现出________性，在化合物中显正化合价。②非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于_____，较易________电子，活泼非金属原子易形成__________。在化合物中主要显负化合价。③稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。
4．等电子微粒(1)常见10电子微粒。10电子微粒间的转化。
(2)常见18电子微粒。(3)质子数和核外电子数分别相等的两种微粒关系①可以是两种原子，如同位素原子。②可以是两种分子，如CH4、NH3等。
(2)原子轨道：量子力学把电子在原子核外的一个________________称为原子轨道。
(3)轨道能量①同能层的不同能级能量s
(1)要注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、原子外围电子排布式的区别与联系。如Cu的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1；简化电子排布式：[Ar]3d104s1；外围价层电子排布式：3d104s1。
(2)在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：
7．基态原子电子排布式的书写方法(1)知道原子序数书写核外电子排布式的方法。①常规方法：常根据构造原理(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)，各能级最多容纳的电子数及能量最低原理，依次由低能级向高能级排列，如31号元素镓，首先排满1s2，依次2s2、2p6、3s2、3p6、4s2、3d10最后4p1。②原子序数大于18的方法：如31号元素，我们也可以用31－18＝13，然后在[Ar]的基础上再填充13个电子，如[Ar]3d104s24p1。
(2)知道元素名称书写核外电子排布式的方法。①前三周期主族元素可以根据最外层电子数书写，如S的最外层电子数为6，其排布式为[Ne]3s23p4。②第四周期的元素，要熟记元素名称，然后从K开始数，数到几，就可以写成“[Ar]＋几个电子”。如Fe，从钾开始数到铁为8，其排布式为[Ar]3d64s2；Se，从钾开始数到Se为16，其排布式为[Ar]3d104s24p4。
(3)注意事项。基态原子失电子生成金属阳离子时，应先失去最外层上的电子，如Fe原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2，失电子变为Fe2＋，失去的不是能量高的3d轨道上的电子，而是能量低的4s轨道上的电子。所以Fe2＋的基态核外电子排布式正确的为[Ar]3d6，其他[Ar]3d44s2、[Ar]3d54s1均错误。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称为电子云。( )(2)p能级能量一定比s能级的能量高。( )[提示] 因为没有指明能层，如2p的能量比3s的要低。只有同能层时，np的能量大于ns。
[提示] 6C原子2p能级有3个能量相同的原子轨道，最后2个电子应该以自旋状态相同的方式分布在两个不同的2p轨道上，违反了洪特规则。(4)基态磷原子的电子排布图为( )
(5)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多。( )(6)Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2。( )(7)2p和3p轨道形状均为哑铃状，能量也相等。( )(8)2s能级和2p能级所具有的原子轨道数目之比为1∶3。( )(9)能量关系：1s<2s<3p<3d<4s。( )(10)基态氮原子最外层有2个未成对电子。( )
(11)1～36号元素中，基态原子未成对电子数最多的是Cr元素。( )(12)基态Zn原子的电子排布式为[Ar]4s23d10。( )(13)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理。( )[提示] 22Ti的3p能级共有3个轨道，最多可以排6个电子，如果排10个电子，则违反了泡利原理。
(14)基态砷原子的核外电子排布式为[Ar]4s24p3。( )[提示] 基态砷原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3。用简化的电子排布式书写过渡元素右侧的主族时一定要注意3d上的电子不能丢。[提示] 因为2p轨道中的电子排布不遵循洪特规则，故不符合能量最低原理。
Al(OH)3＋3H＋══Al3＋＋3H2O
(2)如图是s能级和p能级的原子轨道图，试回答下列问题：①s电子的原子轨道呈______形，每个s能级有_____个原子轨道；p电子的原子轨道呈________形，每个p能级有_____个原子轨道。
②元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，原子中能量最高的是______电子，其电子云在空间有______________________方向；元素X的名称是______，它的氢化物的电子式是__________。若元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，那么X的元素符号为_____，原子的电子排布图为______________________________________。
[提示] ①s电子的原子轨道都是球形的，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道都是哑铃形的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以px、py、pz表示。②因为元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，np轨道已排上电子，说明ns轨道已排满电子，即n＝2，则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，是氮元素，原子中能量最高的是2p电子，其电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向；
(3)某元素的基态原子价电子排布式为3d104s1，该元素符号是______，原子中所有电子占有______个轨道，核外共有______个不同运动状态的电子。[提示] 某元素的基态原子价电子排布式为3d104s1，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，原子核外电子数为29，是29号Cu元素；原子中所有电子占有15个轨道，核外共有29个不同运动状态的电子。
微考点1 核外电子排布规律的理解与应用(2022·山东青岛二中模拟)核电荷数小于18的某元素X，其原子核外电子层数为a，最外层电子数为(2a＋1)。下列有关元素X的说法不正确的是( )A．元素X的原子核内质子数为(2a2－1)B．元素X的原子半径一定小于钠的原子半径C．由元素X形成的某些化合物，可能具有杀菌消毒的作用D．元素X形成的简单离子，各电子层的电子数均达到2n2个(n表示电子层序数)
[解析] 若a＝2，则X为氮元素，氮原子核内质子数为7；若a＝3，则X为氯元素，氯原子核内质子数为17，A正确。元素N和Cl的原子半径均小于钠的原子半径，B正确。元素Cl形成的次氯酸具有杀菌消毒的作用，C正确；氯离子最外层电子数未达到2n2个，D错误。
〔对点集训1〕 (2022·河南信阳调研)现有部分元素的原子结构特点如表：
简单离子的结构特点——“阴上阳下稀居中”
微考点2 等电子粒子的判断与应用(1)(2022·天津十二重点中学高三联考)短周期主族元素R、X、Y、Z的原子序数依次增大，由这些元素组成的物质之间的转化关系如图所示，其中c、d为单质，a、b、g为二元化合物。b是10电子分子，g是18电子分子。下列说法正确的是( )A．同温同浓度的e和f溶液，后者pH较大B．含X、R、Z三种元素的化合物只有一种C．0.1 ml的d与足量的e溶液反应转移电子数约为1.204×1023D．e和f所含化学键类型相同
[解析] 由题中转化关系和条件可知，a应为氯化钠，b是10电子分子，则b为H2O；题中通电过程实际是电解饱和氯化钠溶液生成H2、Cl2和NaOH，c、d为单质，且两者能反应生成18电子的物质g，g应为HCl；d还可以与e反应，由此推出d应是Cl2，c是H2；Cl2可与NaOH反应生成NaCl、NaClO和H2O，所以f为NaClO；则短周期主族元素R、X、Y、Z分别是H、O、Na、Cl。
e为NaOH，其水溶液呈强碱性，而f为NaClO，水解使溶液显碱性，则同温同浓度的两种溶液中，前者pH大，A项错误；含O、H、Cl三种元素的化合物有很多，如HClO、HClO3、HClO4等，B项错误；Cl2与NaOH反应生成NaCl、NaClO和H2O，则0.1 ml的Cl2参加反应时，转移电子数为0.1NA，即6.02×1022个电子，C项错误；e为NaOH，f为NaClO，两者所含化学键均为离子键与极性共价键，D项正确。
(2)(2022·河北衡水高三检测)用A＋、B－、C2－、D、E分别表示含有18个电子的五种微粒(离子或分子)，请回答下列问题：①A元素是_____、B元素是______、C元素是_____。(用元素符号表示)②D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是_______，含有的化学键是______________。③E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是______，其与水反应的化学方程式为__________________________。
2F2＋2H2O══4HF＋O2
[解析] 18电子微粒来源大体分为三个部分：一是第三周期的气态氢化物及失去H＋对应的离子；二是第四周期的金属阳离子；三是由第二周期气态氢化物去掉一个氢原子后，两两结合得到的分子。阴离子有P3－、S2－、HS－、Cl－等；阳离子有K＋、Ca2＋；分子有HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4等，结合题目所给条件，可确定所需答案。
(2)(2022·福建漳州高三起点检测)如图所示，a、b、c均为非金属单质，d、e均为含有10个电子的共价化合物，且分子中所含原子个数：d>e，f为离子化合物。则下列说法错误的是( )A．常温下，单质a呈气态B．单质c具有强氧化性C．稳定性：d>eD．f受热易分解为d和e
[解析] 非金属单质形成的含有10个电子的共价化合物有CH4、NH3、H2O、HF。由于f为离子化合物且分子中所含原子个数d>e，则d是NH3，e是HF，f是NH4F。因此a、b、c分别是N2、H2、F2。根据非金属性F>N可知，HF的稳定性强于NH3，故C错误。
(3)A＋、B＋、C－、D、E五种粒子(分子或离子)中，每个粒子均有10个电子，已知：a．A＋＋C－══D＋E↑；b．B＋＋C－══2D。请回答：①C－的电子式是____________。②A＋中的键角为_____________。③分别写出A＋和D反应、B＋和E反应的离子方程式：_____________________________、____________________________。
④除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子的分子式：_____________________。⑤除A＋、B＋外，请再写出两种含10个电子的阳离子：_______________________。
CH4、Ne(合理即可)
Na＋、Mg2＋(合理即可)
(4)已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同粒子，它们之间存在如图所示的转化关系(反应条件已略去)：①如果A、B、C、D均是10电子的粒子，且C的水溶液
呈碱性，请写出A、D的电子式：_____________、___________。
②如果A和C是18电子的粒子，B和D是10电子的粒子。a．A与B在溶液中反应的离子方程式为_________________________ ___________________________。b．根据上述离子方程式，可以判断C与B结合质子的能力大小是________________________(用化学式或离子符号表示)。
HS－＋OH－══S2－＋H2O
(或H2S＋OH－══HS－＋H2O)
OH－>HS－(或OH－>S2－)
微考点3 电子排布式、电子排布图的书写按要求填空：(1)(2020·江苏化学，21节选)基态铁原子的核外电子排布式为_________________________________。(2)(2020·全国2，35节选)基态钛原子的核外电子排布式为________________________________。(3)(2019·全国2，35节选)Fe成为阳离子时首先失去______轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3＋的价层电子排布式为_______。
[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2
1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2
(4)(2019·江苏化学，21节选)Cu2＋基态核外电子排布式为____________________________。(5)(2018·全国1，35节选)Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题：①下列锂原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_____、_____(填标号)。
[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9
②Li＋与H－具有相同的电子构型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是___________________。(6)(2018·全国2，35节选)基态铁原子价层电子的电子排布图(轨道表示式)为________________________，基态硫原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。[解析] (1)Fe为26号元素，价电子数为26－18＝8，在4s轨道上填充2个电子，在3d轨道上填充6个电子，则基态铁原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2。
(2)钛元素是22号元素，故其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2。(3)Fe为26号元素，铁原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，铁原子失去1个电子使4s轨道为半充满状态，能量较低，故首先失去4s轨道电子；Sm的价电子排布式为4f66s2，失去3个电子变成Sm3＋成为稳定状态，要失去最外层6s上的2个电子和4f上的1个电子，所以Sm3＋的价电子排布式为4f5。(4)Cu位于第四周期第ⅠB族，其价电子排布式为3d104s1，因此Cu2＋基态核外电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9。
(2)(2022·山东潍坊模拟)下列有关电子排布图的表述正确的是( )
微考点4 根据基态原子核外电子排布推断元素(2022·云南玉溪模拟)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式为nsn－1npn＋1，则下列说法不正确的是( )
A．Y元素原子的价电子排布式为4s24p4B．Y元素在元素周期表的第三周期第ⅥA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
[解析] Y元素原子的外围电子排布式为nsn－1npn＋1，s能级最多容纳2个电子，故n－1＝2，解得n＝3，故Y元素原子的外围电子排布式为3s23p4，Y为S元素，由X、Y、Z在周期表中的位置可知，X为F元素，Z为As元素。Y元素原子的外围电子排布式为3s23p4，故A错误；Y为S元素，处于第三周期第ⅥA族，故B正确；X为F元素，处于第二周期，只有2种金属元素，含有6种非金属元素，含非金属元素最多，故C正确；Z为As元素，是33号元素，其元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，故D正确。
〔对点集训4〕 (1)(2022·内蒙古赤峰模拟)A、B属于短周期不同主族的元素，A、B原子的最外层电子中，成对电子和未成对电子占据的轨道数相等，若A元素的原子序数为a，则B元素的原子序数不可能为( )A．a＋3B．a－5C．a＋8D．a＋11
[解析] A、B属于短周期不同主族的元素，A、B原子的最外层电子中，成对电子和未成对电子占据的轨道数相等，A、B的价电子排布式为ns2np1、ns2np4，可能元素为B、O、Al、S；若A元素的原子序数为a，B与A属于不同主族，则B的原子序数可能为a＋3、a＋11、a－3、a＋5、a－5、a－11，不可能为a＋8，答案选C。
(2)(2022·广东北江中学模拟)①A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为_____；其价层电子的电子排布图为________________。②B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为______，C离子的结构示意图为__________。
③D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为_____，其基态原子的电子排布式为________________________________，其原子的结构示意图为____________。④E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子且只有一个未成对电子，E的元素符号为______，其基态原子的电子排布式为__________________________________。
1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
⑤F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2，则n＝_______；原子中能量最高的是________电子，其基态原子核外电子的电子排布图为_____________________。(3)①M基态原子L层中p轨道电子数是s电子的2倍，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。则M基态原子的电子排布式是__________，Z为_____ (填元素符号)，Z的基态原子的价电子排布图为____________________。
②X是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。元素X为______(填元素符号)，Y基态原子的核外电子排布式为___________________。③某质量数为32，核内有16个中子的原子，其电子排布式是___________________，该原子中有_____个未成对电子，这些未成对电子具有________(填“相同”或“相反”)的自旋状态。
1s22s22p63s23p5
[归纳总结] 1．核外(价)电子排布的表示方法
2．“两原理，一规则”的正确理解(1)原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规则和泡利原理，若违背其一，则原子能量不处于最低状态。(2)半充满、全充满状态的原子结构稳定，即ns2、np3、np6、nd5、nd10等处于相对稳定结构状态。如Cr：[Ar]3d54s1、Mn：[Ar]3d54s2、Cu：[Ar]3d104s1、Zn：[Ar]3d104s2。
(3)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写时，仍把(n－1)d放在ns前。(4)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，而失电子时，却先失4s轨道上的电子，如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。
3．熟记3种最外层电子的排布特征(1)最外层有3个未成对电子的为ns2np3。1～36号元素中分别为N、P、As。(2)最外层有2个未成对电子的可能是ns2np2、ns2np4。短周期元素中分别为C、Si和O、S。(3)最外层有一个未成对电子的可能是ns1、ns2np1、(n－1)d5ns1、(n－1)d10ns1、ns2np5。第四周期中的对应元素有K、Ga、Cr、Cu、Br。
考点三 元素周期表的结构与应用
2．原子序数(1)概念：按照元素在__________中的顺序由小到大给元素编号。(2)原子序数与原子结构的关系：原子序数＝____________＝质子数＝______________＝质量数－中子数。3．元素周期表的结构(1)周期①含义：把______________相同的元素，按____________递增的顺序从左到右排列的一横行，叫做一个周期。
②数目：元素周期表有_____个横行，有_____个周期。③分类：
(2)族①含义：把不同横行中______________相同的元素，按__________递增的顺序由上而下排成纵行。②数目：元素周期表有______个纵行，有______个族。③分类：
(3)元素周期表的结构
(4)元素周期表中的特殊位置①过渡元素：元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族(7个副族和第Ⅷ族)10列共60多种元素，这些元素都是金属元素，最外层电子数不超过2个(1－2个)。②镧系：元素周期表第六周期中，57号元素镧到71号元素镥共15种元素。③锕系：元素周期表第七周期中，89号元素锕到103号元素铹共15种元素。
④超铀元素：在锕系元素中92号元素铀(U)以后的各种元素。⑤碱金属元素[ⅠA(氢除外)]，卤族元素(ⅦA)，氧族元素(ⅥA)，氮族元素(ⅤA)，碳族元素(ⅣA)。[微点拨] ①ⅠA族元素不等同于碱金属元素，氢元素不属于碱金属元素。②元素周期表中第18列是0族，不是ⅧA族，第8、9、10三列是Ⅷ族，不是ⅧB族。
③可根据元素周期表的构成特点，分析每个族的元素种类，含元素种类最多的族是ⅢB族，共有32种元素。④最外层电子数为3～7个的原子一定属于主族元素，且最外层电子数即为主族的族序数。⑤同一周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数可能相差1(2、3周期)或11(4、5周期)或25(6、7周期)。由于镧系和锕系的原因，第6、7周期的ⅡA族和ⅢA族元素原子序数差为25。
⑥元素周期表结构巧记口诀横行叫周期，现有一至七，四长三个短，第七已排满。纵列称为族，共有十六族，一八依次现，一零再一遍。一纵一个族，Ⅷ族搞特殊，三纵算一族，占去8、9、10。镧系与锕系，蜗居不如意，十五挤着住，都属ⅢB族。
4．元素周期表结构中常见的规律(1)对角线相似规律：周期表中位于对角线位置的元素性质相似，如Li和Mg、__________。(2)奇偶规律：在同一主族内，族序数、原子序数，若有一个是偶数(或奇数)，另一个必为________(或奇数)。(3)相同电子层结构的规律：稀有气体元素的原子与同周期非金属元素的阴离子以及下一周期金属元素(主族)的阳离子具有相同的电子层结构。
5．元素周期表的分区(1)按元素种类分。
①分界线左面为____________区，分界线右面为______________区。金属性最强的元素(不考虑放射元素)位于周期表的左下角，是_____元素。非金属性最强的元素位于元素周期表的右上角，是_____元素。②分界线附近的元素的性质，既能表现________________，又能表现一定的__________性。③由卤族元素的性质递变规律，可推知元素砹(At)应为______色固体，与氢气______化合，HAt______稳定，AgAt______溶于水等。
(2)按电子排布分。按电子排布，可把周期表里的元素划分成5个区。除ds区外，区的名称来自按构造原理________________的能级符号。
各个区的元素价电子排布特点如下：
ns2np1～6(He为1s2)
(n－1)d0～2ns2
6．原子结构与周期表的关系
1s22s22p63s23p6
1s22s22p63s23p63d104s24p6
7．每族元素的价电子排布特点(1)主族：
(2)0族：He为1s2，其他为ns2np6。(3)过渡元素(镧系、锕系及Pd除外)：(n－1)d1～10ns1～2。
7．元素周期表的三大应用(1)科学预测：为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。(2)在一定区域内寻找新材料：
(3)预测元素的性质(由递变规律推测)①比较不同周期、不同主族元素的性质如：金属性：Mg>Al、Ca>Mg，则碱性：Mg(OH)2______Al(OH)3、Ca(OH)2______Mg(OH)2。②预测未知元素的某些性质a．已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2______溶；b．已知卤族元素的性质递变规律，可推知元素砹(At)应为黑色固体，与氢______化合，HAt______稳定，水溶液呈______性，AgAt ______溶于水等。
[微点拨] ①碱金属元素位于第ⅠA族，氢元素不属于碱金属元素。②元素周期表中第18列是0族，不是第ⅧA族，第8、9、10三列是第Ⅷ族。③根据元素周期表的构成特点，可分析每个族的元素种类，含元素种类最多的族是第ⅢB族，共有32种元素。④过渡元素全部是金属元素，原子最外层电子数不超过2个。
⑤由于镧系和锕系的原因，第六、七周期的第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差为25。⑥能层数＝电子层数＝周期序数，主族序数＝价电子数。⑦对于主族元素，价电子就是最外层电子，而对于过渡元素原子(Pd除外)就不仅仅是最外层电子，如Fe的价电子排布式为3d64s2。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)金属元素和非金属元素分界线右侧都是非金属，左侧的都是金属元素。( )(2)铁位于元素周期表的第四周期第ⅧB族。( )(3)从元素周期表的分区中可以看出，非金属性最强的是F，金属性最强的是Cs(放射性元素除外)。( )
(4)过渡元素都是金属元素，金属元素只有正价，没有负价。( )(5)每个周期的价电子排布都是从ns1开始，到ns2np6结束。( )[提示] 除第一周期外均为如此排布。(6)元素所在的主族序数与最外层电子数相等的元素都是金属元素。( )[提示] 氢元素的主族序数与最外层电子数相等，属于非金属元素。
(7)外围电子排布为5s25p1的元素，在周期表中的位置是第五周期第ⅢA族，是p区元素。( )[提示] 由外围电子排布知，该元素是主族元素。因为最高能层的序数＝周期数，外围电子数＝主族序数，所以该元素位于第五周期第ⅢA族，是p区元素。(8)第四周期元素中，Mn原子价层电子未成对电子最多。( )[提示] 第四周期元素Cr价层电子3d54s1中未成对电子最多。(9)元素周期表中镧系元素和锕系元素都占据同一格，它们是同位素。( )[提示] 镧系元素和锕系元素都占据同一格，但是由于核内质子数不相等，所以不是同位素。
(10)s区元素都是金属元素。( )(11)＋3价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于第Ⅷ族。( )(12)正三价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于Ⅷ族。( )(13)最外层有2个未成对电子的可能是ns2np2或ns2np4，短周期元素中分别为C、Si和O、S。( )
2．深度思考：(1)甲、乙是元素周期表中同一主族相邻周期的两种元素(其中甲在上一周期)，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数可能是____________________________。(2)若甲、乙分别是同一周期的第ⅡA族和第ⅦA族元素，原子序数分别为m和n，则m和n的关系为_______________________________。(3)若A、B是相邻周期同主族元素(A在B的上一周期)，A、B所在周期分别为m种和n种元素，A的原子序数为x，B的原子序数为y，则x、y的关系式为____________________。
x＋2、x＋8、x＋18、x＋32
n＝m＋5，n＝m＋15，n＝m＋29
y＝x＋m或y＝x＋n
(4)如图为元素周期表中五种元素的相对位置，若B的原子序数为a，则这五种元素的核电荷数之和可能为______________________。
5a、5a＋10、5a＋14
②C的离子的核外电子排布式为_____________；D原子的核外电子排布式为___________________。③B位于________周期_________族，它的最高价氧化物的化学式是________，其最高价氧化物的水化物是一种______酸。[提示] 根据题意分析可知，A为Ne，B为Si，C为Mg，D为Cl。
(6)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(铋之后)的元素，都是放射性元素，而原子序数在92之后(超铀元素)的元素，全部是用人工方法合成的元素(Np、Pu在自然界中也有，但含量极微)。人工合成的元素，将会完成第七周期(零族元素的原子序数应为118)，并进入第八周期，甚至第九周期。在未来的第八、九周期模拟中，原子中的电子依次填充新的能级5g能级和6g能级。
①由此可以预见，第八、九周期各将有多少种元素？②在这两个周期里，“超锕系”和“新超锕系”各有多少种元素？[提示] ①第八、九周期都将有50种元素，是超长周期。②第八、九周期各有50种元素，减去各自的主族元素、副族元素、Ⅷ族元素、0族元素，各剩余33种元素，故“超锕系”和“新超锕系”各为33种元素。
微考点1 元素周期表的结构和应用(1)(2021·全国乙，11)我国嫦娥五号探测器带回1.731 kg的月球土壤，经分析发现其构成与地球土壤类似。土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族。下列结论正确的是( )A．原子半径大小顺序为W>X>Y>ZB．化合物XW中的化学键为离子键C．Y单质的导电性能弱于Z单质的D．Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
[解析] 由于月球土壤成分和地球土壤类似，所以月球土壤中应含有硅元素和氧元素，结合原子序数依次增大，以及X、Y、Z同周期相邻，且均不与W同主族，四种元素原子的最外层电子数之和为15，可推知W、X、Y、Z分别为氧、镁、铝和硅。A项，根据元素性质的递变规律可知原子半径：X>Y>Z>W，错误；B项，X和W分别为镁元素和氧元素，二者形成的化合物为氧化镁，氧化镁为离子化合物，则镁离子和氧离子之间存在离子键，正确；C项，金属铝为导体，而硅单质为半导体，错误；D项，根据同主族元素性质的递变规律可知硅酸的酸性弱于碳酸，错误。
(2)(2021·全国甲，11)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是( )A．原子半径：Z>Y>X>WB．W与X只能形成一种化合物C．Y的氧化物为碱性氧化物，不与强碱反应D．W、X和Z可形成既含有离子键又含有共价键的化合物
[解析] 常温下，短周期主族元素构成的气体单质有H2、N2、O2、F2、Cl2，Z的最外层电子数是Y的最外层电子数的2倍，说明Z的最外层电子数是偶数，由Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，且最外层电子数<8，可知W、X分别为H、N，则Z、Y的最外层电子数分别为6、3，结合W、X、Y、Z的原子序数依次增大，可知Z、Y分别为S、Al。A项，原子半径大小为Al>S>N>H，即Y>Z>X>W，错误；B项，N和H可组成NH3、N2H4等多种化合物，错误；C项，Al的氧化物为Al2O3，属于两性氧化物，可与强碱反应，错误；D项，N、H、S可形成铵盐如NH4HS或(NH4)2S，均含有离子键和共价键，正确。
[解题关键] 解本题的关键是通过常温下短周期主族元素W和X构成的单质为气体，再对组成该单质的元素原子的最外层电子数进行假设、验证，从而推断出元素种类。
〔对点集训1〕 (1)(2022·河北衡水月考)如图所示各为元素周期表的一部分，表中数字是原子序数，其中X为35的是( )
[解析] X的原子序数为35，为Br元素，位于周期表中第四周期第ⅦA族。14号、50号元素分别为Si、Sn，处于第ⅣA族，则X的原子序数不可能为35，A不符合；74号、76号元素分别为W、Os，处于第六周期，则X为第五周期的Tc元素，B不符合；18号、54号元素分别为Ar、Xe，则X位于周期表中第四周期第ⅦA族，C符合；26号、28号元素分别为Fe、Ni，处于第四周期，则X在第五周期，D不符合。
(2)(2022·试题调研)若甲、乙分别是同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素，原子序数分别为m和n，则下列关于m和n的关系不正确的是( )A．n＝m＋1B．n＝m＋18C．n＝m＋25D．n＝m＋11[解析] 对于第二、三周期，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数只相差1，而对于第四、五周期来说，由于存在过渡元素，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数则相差11；而对于第六、七周期来说，由于存在镧系和锕系元素，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数则相差25。
(3)(双选)长式周期表共有18个纵列，从左到右排为1～18列，即碱金属所在纵列为第1列，稀有气体元素所在纵列为第18列。按这种规定，下列说法正确的是( )A．第9列元素中没有非金属元素B．只有第2列的元素原子最外层电子排布式为ns2C．第四周期第9列元素是铁元素D．第11、12列为ds区
[解析] 第9列元素是第Ⅷ族元素，都是金属元素，没有非金属元素，A项正确；第2列元素原子的最外层电子排布式为ns2，此外He的核外电子排布式是1s2，B项错误；第四周期第9列元素是C，C项错误；第11、12列元素为ds区，D项正确。
微考点2 元素周期表片段应用(1)(2022·山东济南模拟)(双选)如图为元素周期表的一部分，下列说法不正确的是( )A．原子半径X>YB．X、M的简单离子的电子层结构相同C．M最高价氧化物的水化物酸性比N的强D．Z的简单氢化物比W的简单氢化物稳定
[解析] 如图为元素周期表的一部分，X位于第三周期ⅠA族，为Na元素；M位于第二周期ⅦA族，为F元素；结合各元素的相对位置可知，Y为Mg，Z为S，N为Cl，W为O元素。同一周期的元素，从左向右原子半径逐渐减小，则原子半径X>Y，A正确；Na＋和F－核外电子排布为2、8，故两种离子的电子层结构相同，B正确；F没有最高价含氧酸，C错误；元素的非金属性：O>S，则简单氢化物的稳定性：W>Z，D错误。
(2)如表是元素周期表的一部分。X、Y、Z、W均为短周期元素，Z元素原子最外层电子数与电子总数之比为3∶8。下列说法错误的是( )A．气态氢化物的稳定性：ZW>X>YC．X元素只能形成一种单质D．Y元素可形成多种氧化物
[解析] 根据Z元素原子最外层电子数与电子总数之比为3∶8，则Z的最外层电子数是6，总电子数是16，是硫元素，即X、Y、Z、W分别是C、N、S、Cl，C可以构成石墨、金刚石等多种单质，C错误。[方法技巧] 由原子序数确定元素位置——周期尾序推算法(或0族定位法)首先要熟记各周期0族元素的原子序数，然后和已知元素原子序数去比较。
(1)若元素bB与aA的原子序数之差b－a＝1～2，则B元素处于A元素的下一周期，族序数为(b－a)，即B位于第ⅠA族或第ⅡA族，如38号元素比第四周期氪的原子序数(36)大2，故38号元素位于第五周期第ⅡA族。(2)若元素aA与cC的原子序数之差a－c＝1～5，则C元素位于A元素所在周期，族序数为[8－(a－c)]，即C位于第ⅢA～第ⅦA族，如49号元素比第五周期的氙(54号)原子序数小5，因此该元素处在第五周期第ⅢA族。
〔对点集训2〕 (1)(2022·四川眉山中学二诊)右表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素。Z的最高价氧化物对应的水化物为M，室温下，0.01 ml·L－1M溶液pH<2。下列说法中错误的是( )A．原子半径大小：X
[解析] 根据题意可知，X位于第二周期，Y、Z位于第三周期；X的最高正价和最低负价之和为0，则X位于ⅣA族，X为碳元素，结合各元素在周期表中的相对位置可知，Y为硫元素，Z为氯元素，Q为硒元素。同一周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小，同一主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径r(Y)>r(Z)>r(X)，故A正确；亚硫酸与次氯酸反应生成HCl和硫酸，HCl和硫酸都是强酸，故B正确；Q位于第ⅥA族，最外层含有6个电子，根据O、S的性质可推测Q(Se)的单质可以和氢气、氧气、活泼金属等反应，故C正确；非金属性越强，对应离子的失电子能力越弱，非金属性Cl>S，则简单离子失电子能力Z(Cl)< Y(S)，故D错误。
[微点拨] 1．电子排布规律(1)最外层电子数为3～7的原子一定属于主族元素，且最外层电子数即为主族的族序数。(2)最外层为1个或2个电子，则可能是第ⅠA、第ⅡA族元素，也可能是副族、第Ⅷ族或0族元素氦。(3)原子最外层比次外层电子多的元素一定位于第二周期。(4)某元素阴离子最外层电子数与次外层相同，该元素位于第三周期。(5)电子层结构相同的离子，若电性相同，则位于同周期，若电性不同，则阳离子位于阴离子的下一周期。
2．化合价规律(1)主族元素的最高正化合价＝它所在的族序数＝最外层电子数(即价电子数)，但要注意F无正价，O一般不显正价。(2)只有非金属元素才有负价，非金属元素(H除外)的最高正价与它的负化合价的绝对值之和等于8。3．元素周期表中元素的原子序数的差值关系(1)同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数之差有三种情况：第二、三周期(短周期)相差1，第四、五周期相差11，第六、七周期相差25。
(2)相邻周期，同一主族元素的原子序数可能相差2、8、18、32。若A、B是同主族相邻周期元素，A、B所在周期分别有m和n种元素。如图：当A、B在第ⅠA或第ⅡA族时，y＝x＋m。当A、B在ⅢA～0族时，y＝x＋n。
微考点3 元素周期表的分区(双选)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的元素不一定分布在s区C．元素周期表中ⅢB族和ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素D．s区均为金属元素[解析] s区除H外均为金属元素，故A、D项错误；He、Zn等元素虽然最外层电子数为2，但却不是s区元素，故B项正确；周期表中ⅢB族～ⅡB族为过渡元素，全部为金属元素，C项正确。
〔对点集训3〕 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，一定是第ⅠA族元素B．原子的价电子排布为(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．基态原子含有未成对电子最多的元素位于ⅤA族
[解析] 基态原子的N层上只有一个电子的元素，可能为K、Cr、Cu，所以可能位于第ⅠA族、第ⅥB、第ⅠB族，故A错误；原子的价电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素，可以为第Ⅷ族元素，如Fe、C、Ni，故B错误；基态原子的p能级上半充满的元素为第ⅤA族元素，所以一定位于p区，故C正确；基态原子含有未成对电子最多的元素不位于ⅤA族，第ⅤA族元素未成对电子数是3，如果d能级半满有5个电子，f能级半满时有7个电子，故D错误。
3．书写基态原子核外电子排布式的三条原理(1)能量最低原理(2)泡利原理(3)洪特规则4．掌握原子中的两种关系(1)质子数＝核电荷数＝核外电子数＝原子序数(2)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)5．牢记七个周期的元素种类数：2、8、8、18、18、32、32
6．掌握主族元素及其原子的五个关系式(1)质子数＝原子序数。(2)电子层数＝周期序数。(3)最外层电子数＝主族序数。(4)最高正价数＝主族序数(O、F除外)。(5)最低负价＝主族序数－8。7．基态原子核外电子排布的顺序1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p
8．元素在周期表中的五个分区s区：ns1～2p区：ns2np1～6d区：(n－1)d1～9ds区：(n－1)d10ns1～2f区：(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2
第13讲 原子结构 元素周期表
(1)决定元素种类的是____________________(2)决定元素化学性质的是________________(3)决定原子种类的是__________________(4)决定原子相对质量的是__________________
4．元素、核素、同位素、同素异形体(1)同素异形体同种元素组成的不同________，比如白磷与红磷，石墨、金刚石与C60，O2与O3等。(2)元素、核素、同位素①关系图示：
④几种常见的重要核素及其应用。
区分时抓住概念的关键点——研究对象：同位素——原子，同素异形体——单质，同分异构体——化合物。(9)只有核素才有质量数，质量数不适用于元素。质量数可以视为核素的近似相对原子质量。
(4)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。( )[提示] 一种元素可以存在质子数相同、中子数不同、质量数不同的同位素，是不同的核素，所以一种元素可以有多种核素，有几种核素就有几种原子。
[提示] 化学变化指的是有新物质生成，但原子种类不变；从微观上讲，既有化学键的断裂，也有化学键的生成，所以核聚变不是化学变化。
(10)2H＋核外电子数为2。( )(11)元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数。( )[提示] 原子最外层电子数决定元素的化学性质。(12)一种核素只有一种质量数。( )[提示] 核素是指具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子，因此一种核素只有一种质量数。
(7)质子数相同的微粒一定属于同一种元素吗？[提示] 不一定。质子数相同的粒子不一定属于同种元素，如Ne和H2O。
相同的质子数和不同的中子数
[解析] 该核反应中，Y原子的质量数为7，且Y在化合物中呈＋1价，可推出Y为Li元素，故P＝3，Z＋0＝P＋2，则Z＝5，故X为B元素。A项，H3BO3为弱酸，一定浓度的H3BO3溶液可用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液，正确；B项，Li单质在空气中燃烧的产物是Li2O，不正确；C项，硼元素和氢元素形成的硼烷是共价化合物，不正确；D项，6Li和7Li互为同位素，不正确；故选A。[微点拨] 碱金属在氧气中燃烧的产物递变性：锂在氧气中燃烧生成的是氧化锂(Li2O)，钠在氧气中燃烧生成的是过氧化钠(Na2O2)，钾、铷、铯在氧气中燃烧生成的是更复杂的氧化物。
[解析] A正确；同位素是同种元素不同种原子间的互称，B正确；同素异形体是同一元素的不同单质，C错误；D正确，相对分子质量都是20。
[解析] 依据题给的反应过程，可确定W＝27。根据X、Y的最外层电子数之和为8，Y原子的质子数比X原子的质子数多2，可以得出X原子最外层电子数为3，Y原子最外层电子数为5，结合Y的质量数为30可以判定X为铝元素，Y为磷元素。由上述分析可知A项错误；Al、P两元素均可形成三氯化物AlCl3和PCl3，B项正确；Al、P两元素位于同一周期且原子序数P大于Al，故原子半径Al大于P，C项错误；磷元素的含氧酸有H3PO4、H3PO3、H3PO2等，D项错误。
元素、核素、同位素及同素异形体的比较
求一定质量的某物质中粒子数的答题模板。
①任何微粒中，质量数＝质子数＋中子数，但质子数与电子数不一定相等，如阴离子、阳离子中质子数与电子数不相等。
1．能层与能级(1)能层(n)：在多电子原子中，核外电子的________是不同的，按照电子的________差异将其分成不同能层。通常用______________……表示，能量依次________。
考点二 原子核外电子排布原理
(2)能级：同一能层里电子的________也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用______________等表示。同一能层里，各能级的能量按____________的顺序依次升高，即：____________________________。[微点拨] 第一能层(K)只有s能级；第二能层(L)有s、p两种能级，p能级上有三个原子轨道px、py、pz，它们具有相同的能量；第三能层(M)有s、p、d三种能级，d能级包含了能量相等的五个原子轨道。
E(ns)
(3)基态、激发态及光谱的关系示意图。
3．构造原理与电子排布式
(1)构造原理：以光谱学事实为基础，从氢开始，随核电荷数递增，新增电子填入________的顺序称为构造原理。右图为构造原理示意图。
①构造原理中的电子排布顺序，实质是各能级的能量高低顺序。②在多电子原子中会发生能级交错现象。从第三层开始，各能级不完全遵循能层顺序，产生了能级交错排列，如E3d>E4s、E4d>E5s、E5d> E6s、E6d>E7s、E4f>E5p、E4f>E6s等。
(2)基态原子核外电子排布表示方法
1s22s22p63s23p4
(3)核外电子排布与元素性质的关系。①金属元素原子的最外层电子数一般小于_____，较易________电子形成阳离子，表现出________性，在化合物中显正化合价。②非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于_____，较易________电子，活泼非金属原子易形成__________。在化合物中主要显负化合价。③稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。
4．等电子微粒(1)常见10电子微粒。10电子微粒间的转化。
(2)常见18电子微粒。(3)质子数和核外电子数分别相等的两种微粒关系①可以是两种原子，如同位素原子。②可以是两种分子，如CH4、NH3等。
(2)原子轨道：量子力学把电子在原子核外的一个________________称为原子轨道。
(3)轨道能量①同能层的不同能级能量s
(1)要注意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、原子外围电子排布式的区别与联系。如Cu的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1；简化电子排布式：[Ar]3d104s1；外围价层电子排布式：3d104s1。
(2)在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：
7．基态原子电子排布式的书写方法(1)知道原子序数书写核外电子排布式的方法。①常规方法：常根据构造原理(1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p)，各能级最多容纳的电子数及能量最低原理，依次由低能级向高能级排列，如31号元素镓，首先排满1s2，依次2s2、2p6、3s2、3p6、4s2、3d10最后4p1。②原子序数大于18的方法：如31号元素，我们也可以用31－18＝13，然后在[Ar]的基础上再填充13个电子，如[Ar]3d104s24p1。
(2)知道元素名称书写核外电子排布式的方法。①前三周期主族元素可以根据最外层电子数书写，如S的最外层电子数为6，其排布式为[Ne]3s23p4。②第四周期的元素，要熟记元素名称，然后从K开始数，数到几，就可以写成“[Ar]＋几个电子”。如Fe，从钾开始数到铁为8，其排布式为[Ar]3d64s2；Se，从钾开始数到Se为16，其排布式为[Ar]3d104s24p4。
(3)注意事项。基态原子失电子生成金属阳离子时，应先失去最外层上的电子，如Fe原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2，失电子变为Fe2＋，失去的不是能量高的3d轨道上的电子，而是能量低的4s轨道上的电子。所以Fe2＋的基态核外电子排布式正确的为[Ar]3d6，其他[Ar]3d44s2、[Ar]3d54s1均错误。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称为电子云。( )(2)p能级能量一定比s能级的能量高。( )[提示] 因为没有指明能层，如2p的能量比3s的要低。只有同能层时，np的能量大于ns。
[提示] 6C原子2p能级有3个能量相同的原子轨道，最后2个电子应该以自旋状态相同的方式分布在两个不同的2p轨道上，违反了洪特规则。(4)基态磷原子的电子排布图为( )
(5)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多。( )(6)Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2。( )(7)2p和3p轨道形状均为哑铃状，能量也相等。( )(8)2s能级和2p能级所具有的原子轨道数目之比为1∶3。( )(9)能量关系：1s<2s<3p<3d<4s。( )(10)基态氮原子最外层有2个未成对电子。( )
(11)1～36号元素中，基态原子未成对电子数最多的是Cr元素。( )(12)基态Zn原子的电子排布式为[Ar]4s23d10。( )(13)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原理。( )[提示] 22Ti的3p能级共有3个轨道，最多可以排6个电子，如果排10个电子，则违反了泡利原理。
(14)基态砷原子的核外电子排布式为[Ar]4s24p3。( )[提示] 基态砷原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3。用简化的电子排布式书写过渡元素右侧的主族时一定要注意3d上的电子不能丢。[提示] 因为2p轨道中的电子排布不遵循洪特规则，故不符合能量最低原理。
Al(OH)3＋3H＋══Al3＋＋3H2O
(2)如图是s能级和p能级的原子轨道图，试回答下列问题：①s电子的原子轨道呈______形，每个s能级有_____个原子轨道；p电子的原子轨道呈________形，每个p能级有_____个原子轨道。
②元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，原子中能量最高的是______电子，其电子云在空间有______________________方向；元素X的名称是______，它的氢化物的电子式是__________。若元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，那么X的元素符号为_____，原子的电子排布图为______________________________________。
[提示] ①s电子的原子轨道都是球形的，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道都是哑铃形的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以px、py、pz表示。②因为元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，np轨道已排上电子，说明ns轨道已排满电子，即n＝2，则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，是氮元素，原子中能量最高的是2p电子，其电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向；
(3)某元素的基态原子价电子排布式为3d104s1，该元素符号是______，原子中所有电子占有______个轨道，核外共有______个不同运动状态的电子。[提示] 某元素的基态原子价电子排布式为3d104s1，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，原子核外电子数为29，是29号Cu元素；原子中所有电子占有15个轨道，核外共有29个不同运动状态的电子。
微考点1 核外电子排布规律的理解与应用(2022·山东青岛二中模拟)核电荷数小于18的某元素X，其原子核外电子层数为a，最外层电子数为(2a＋1)。下列有关元素X的说法不正确的是( )A．元素X的原子核内质子数为(2a2－1)B．元素X的原子半径一定小于钠的原子半径C．由元素X形成的某些化合物，可能具有杀菌消毒的作用D．元素X形成的简单离子，各电子层的电子数均达到2n2个(n表示电子层序数)
[解析] 若a＝2，则X为氮元素，氮原子核内质子数为7；若a＝3，则X为氯元素，氯原子核内质子数为17，A正确。元素N和Cl的原子半径均小于钠的原子半径，B正确。元素Cl形成的次氯酸具有杀菌消毒的作用，C正确；氯离子最外层电子数未达到2n2个，D错误。
〔对点集训1〕 (2022·河南信阳调研)现有部分元素的原子结构特点如表：
简单离子的结构特点——“阴上阳下稀居中”
微考点2 等电子粒子的判断与应用(1)(2022·天津十二重点中学高三联考)短周期主族元素R、X、Y、Z的原子序数依次增大，由这些元素组成的物质之间的转化关系如图所示，其中c、d为单质，a、b、g为二元化合物。b是10电子分子，g是18电子分子。下列说法正确的是( )A．同温同浓度的e和f溶液，后者pH较大B．含X、R、Z三种元素的化合物只有一种C．0.1 ml的d与足量的e溶液反应转移电子数约为1.204×1023D．e和f所含化学键类型相同
[解析] 由题中转化关系和条件可知，a应为氯化钠，b是10电子分子，则b为H2O；题中通电过程实际是电解饱和氯化钠溶液生成H2、Cl2和NaOH，c、d为单质，且两者能反应生成18电子的物质g，g应为HCl；d还可以与e反应，由此推出d应是Cl2，c是H2；Cl2可与NaOH反应生成NaCl、NaClO和H2O，所以f为NaClO；则短周期主族元素R、X、Y、Z分别是H、O、Na、Cl。
e为NaOH，其水溶液呈强碱性，而f为NaClO，水解使溶液显碱性，则同温同浓度的两种溶液中，前者pH大，A项错误；含O、H、Cl三种元素的化合物有很多，如HClO、HClO3、HClO4等，B项错误；Cl2与NaOH反应生成NaCl、NaClO和H2O，则0.1 ml的Cl2参加反应时，转移电子数为0.1NA，即6.02×1022个电子，C项错误；e为NaOH，f为NaClO，两者所含化学键均为离子键与极性共价键，D项正确。
(2)(2022·河北衡水高三检测)用A＋、B－、C2－、D、E分别表示含有18个电子的五种微粒(离子或分子)，请回答下列问题：①A元素是_____、B元素是______、C元素是_____。(用元素符号表示)②D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是_______，含有的化学键是______________。③E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是______，其与水反应的化学方程式为__________________________。
2F2＋2H2O══4HF＋O2
[解析] 18电子微粒来源大体分为三个部分：一是第三周期的气态氢化物及失去H＋对应的离子；二是第四周期的金属阳离子；三是由第二周期气态氢化物去掉一个氢原子后，两两结合得到的分子。阴离子有P3－、S2－、HS－、Cl－等；阳离子有K＋、Ca2＋；分子有HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4等，结合题目所给条件，可确定所需答案。
(2)(2022·福建漳州高三起点检测)如图所示，a、b、c均为非金属单质，d、e均为含有10个电子的共价化合物，且分子中所含原子个数：d>e，f为离子化合物。则下列说法错误的是( )A．常温下，单质a呈气态B．单质c具有强氧化性C．稳定性：d>eD．f受热易分解为d和e
[解析] 非金属单质形成的含有10个电子的共价化合物有CH4、NH3、H2O、HF。由于f为离子化合物且分子中所含原子个数d>e，则d是NH3，e是HF，f是NH4F。因此a、b、c分别是N2、H2、F2。根据非金属性F>N可知，HF的稳定性强于NH3，故C错误。
(3)A＋、B＋、C－、D、E五种粒子(分子或离子)中，每个粒子均有10个电子，已知：a．A＋＋C－══D＋E↑；b．B＋＋C－══2D。请回答：①C－的电子式是____________。②A＋中的键角为_____________。③分别写出A＋和D反应、B＋和E反应的离子方程式：_____________________________、____________________________。
④除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子的分子式：_____________________。⑤除A＋、B＋外，请再写出两种含10个电子的阳离子：_______________________。
CH4、Ne(合理即可)
Na＋、Mg2＋(合理即可)
(4)已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同粒子，它们之间存在如图所示的转化关系(反应条件已略去)：①如果A、B、C、D均是10电子的粒子，且C的水溶液
呈碱性，请写出A、D的电子式：_____________、___________。
②如果A和C是18电子的粒子，B和D是10电子的粒子。a．A与B在溶液中反应的离子方程式为_________________________ ___________________________。b．根据上述离子方程式，可以判断C与B结合质子的能力大小是________________________(用化学式或离子符号表示)。
HS－＋OH－══S2－＋H2O
(或H2S＋OH－══HS－＋H2O)
OH－>HS－(或OH－>S2－)
微考点3 电子排布式、电子排布图的书写按要求填空：(1)(2020·江苏化学，21节选)基态铁原子的核外电子排布式为_________________________________。(2)(2020·全国2，35节选)基态钛原子的核外电子排布式为________________________________。(3)(2019·全国2，35节选)Fe成为阳离子时首先失去______轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3＋的价层电子排布式为_______。
[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2
1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2
(4)(2019·江苏化学，21节选)Cu2＋基态核外电子排布式为____________________________。(5)(2018·全国1，35节选)Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题：①下列锂原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_____、_____(填标号)。
[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9
②Li＋与H－具有相同的电子构型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是___________________。(6)(2018·全国2，35节选)基态铁原子价层电子的电子排布图(轨道表示式)为________________________，基态硫原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。[解析] (1)Fe为26号元素，价电子数为26－18＝8，在4s轨道上填充2个电子，在3d轨道上填充6个电子，则基态铁原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2。
(2)钛元素是22号元素，故其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2。(3)Fe为26号元素，铁原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，铁原子失去1个电子使4s轨道为半充满状态，能量较低，故首先失去4s轨道电子；Sm的价电子排布式为4f66s2，失去3个电子变成Sm3＋成为稳定状态，要失去最外层6s上的2个电子和4f上的1个电子，所以Sm3＋的价电子排布式为4f5。(4)Cu位于第四周期第ⅠB族，其价电子排布式为3d104s1，因此Cu2＋基态核外电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9。
(2)(2022·山东潍坊模拟)下列有关电子排布图的表述正确的是( )
微考点4 根据基态原子核外电子排布推断元素(2022·云南玉溪模拟)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式为nsn－1npn＋1，则下列说法不正确的是( )
A．Y元素原子的价电子排布式为4s24p4B．Y元素在元素周期表的第三周期第ⅥA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
[解析] Y元素原子的外围电子排布式为nsn－1npn＋1，s能级最多容纳2个电子，故n－1＝2，解得n＝3，故Y元素原子的外围电子排布式为3s23p4，Y为S元素，由X、Y、Z在周期表中的位置可知，X为F元素，Z为As元素。Y元素原子的外围电子排布式为3s23p4，故A错误；Y为S元素，处于第三周期第ⅥA族，故B正确；X为F元素，处于第二周期，只有2种金属元素，含有6种非金属元素，含非金属元素最多，故C正确；Z为As元素，是33号元素，其元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，故D正确。
〔对点集训4〕 (1)(2022·内蒙古赤峰模拟)A、B属于短周期不同主族的元素，A、B原子的最外层电子中，成对电子和未成对电子占据的轨道数相等，若A元素的原子序数为a，则B元素的原子序数不可能为( )A．a＋3B．a－5C．a＋8D．a＋11
[解析] A、B属于短周期不同主族的元素，A、B原子的最外层电子中，成对电子和未成对电子占据的轨道数相等，A、B的价电子排布式为ns2np1、ns2np4，可能元素为B、O、Al、S；若A元素的原子序数为a，B与A属于不同主族，则B的原子序数可能为a＋3、a＋11、a－3、a＋5、a－5、a－11，不可能为a＋8，答案选C。
(2)(2022·广东北江中学模拟)①A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为_____；其价层电子的电子排布图为________________。②B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为______，C离子的结构示意图为__________。
③D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为_____，其基态原子的电子排布式为________________________________，其原子的结构示意图为____________。④E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子且只有一个未成对电子，E的元素符号为______，其基态原子的电子排布式为__________________________________。
1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
⑤F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2，则n＝_______；原子中能量最高的是________电子，其基态原子核外电子的电子排布图为_____________________。(3)①M基态原子L层中p轨道电子数是s电子的2倍，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。则M基态原子的电子排布式是__________，Z为_____ (填元素符号)，Z的基态原子的价电子排布图为____________________。
②X是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。元素X为______(填元素符号)，Y基态原子的核外电子排布式为___________________。③某质量数为32，核内有16个中子的原子，其电子排布式是___________________，该原子中有_____个未成对电子，这些未成对电子具有________(填“相同”或“相反”)的自旋状态。
1s22s22p63s23p5
[归纳总结] 1．核外(价)电子排布的表示方法
2．“两原理，一规则”的正确理解(1)原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规则和泡利原理，若违背其一，则原子能量不处于最低状态。(2)半充满、全充满状态的原子结构稳定，即ns2、np3、np6、nd5、nd10等处于相对稳定结构状态。如Cr：[Ar]3d54s1、Mn：[Ar]3d54s2、Cu：[Ar]3d104s1、Zn：[Ar]3d104s2。
(3)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写时，仍把(n－1)d放在ns前。(4)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的顺序填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2，而失电子时，却先失4s轨道上的电子，如Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5。
3．熟记3种最外层电子的排布特征(1)最外层有3个未成对电子的为ns2np3。1～36号元素中分别为N、P、As。(2)最外层有2个未成对电子的可能是ns2np2、ns2np4。短周期元素中分别为C、Si和O、S。(3)最外层有一个未成对电子的可能是ns1、ns2np1、(n－1)d5ns1、(n－1)d10ns1、ns2np5。第四周期中的对应元素有K、Ga、Cr、Cu、Br。
考点三 元素周期表的结构与应用
2．原子序数(1)概念：按照元素在__________中的顺序由小到大给元素编号。(2)原子序数与原子结构的关系：原子序数＝____________＝质子数＝______________＝质量数－中子数。3．元素周期表的结构(1)周期①含义：把______________相同的元素，按____________递增的顺序从左到右排列的一横行，叫做一个周期。
②数目：元素周期表有_____个横行，有_____个周期。③分类：
(2)族①含义：把不同横行中______________相同的元素，按__________递增的顺序由上而下排成纵行。②数目：元素周期表有______个纵行，有______个族。③分类：
(3)元素周期表的结构
(4)元素周期表中的特殊位置①过渡元素：元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族(7个副族和第Ⅷ族)10列共60多种元素，这些元素都是金属元素，最外层电子数不超过2个(1－2个)。②镧系：元素周期表第六周期中，57号元素镧到71号元素镥共15种元素。③锕系：元素周期表第七周期中，89号元素锕到103号元素铹共15种元素。
④超铀元素：在锕系元素中92号元素铀(U)以后的各种元素。⑤碱金属元素[ⅠA(氢除外)]，卤族元素(ⅦA)，氧族元素(ⅥA)，氮族元素(ⅤA)，碳族元素(ⅣA)。[微点拨] ①ⅠA族元素不等同于碱金属元素，氢元素不属于碱金属元素。②元素周期表中第18列是0族，不是ⅧA族，第8、9、10三列是Ⅷ族，不是ⅧB族。
③可根据元素周期表的构成特点，分析每个族的元素种类，含元素种类最多的族是ⅢB族，共有32种元素。④最外层电子数为3～7个的原子一定属于主族元素，且最外层电子数即为主族的族序数。⑤同一周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数可能相差1(2、3周期)或11(4、5周期)或25(6、7周期)。由于镧系和锕系的原因，第6、7周期的ⅡA族和ⅢA族元素原子序数差为25。
⑥元素周期表结构巧记口诀横行叫周期，现有一至七，四长三个短，第七已排满。纵列称为族，共有十六族，一八依次现，一零再一遍。一纵一个族，Ⅷ族搞特殊，三纵算一族，占去8、9、10。镧系与锕系，蜗居不如意，十五挤着住，都属ⅢB族。
4．元素周期表结构中常见的规律(1)对角线相似规律：周期表中位于对角线位置的元素性质相似，如Li和Mg、__________。(2)奇偶规律：在同一主族内，族序数、原子序数，若有一个是偶数(或奇数)，另一个必为________(或奇数)。(3)相同电子层结构的规律：稀有气体元素的原子与同周期非金属元素的阴离子以及下一周期金属元素(主族)的阳离子具有相同的电子层结构。
5．元素周期表的分区(1)按元素种类分。
①分界线左面为____________区，分界线右面为______________区。金属性最强的元素(不考虑放射元素)位于周期表的左下角，是_____元素。非金属性最强的元素位于元素周期表的右上角，是_____元素。②分界线附近的元素的性质，既能表现________________，又能表现一定的__________性。③由卤族元素的性质递变规律，可推知元素砹(At)应为______色固体，与氢气______化合，HAt______稳定，AgAt______溶于水等。
(2)按电子排布分。按电子排布，可把周期表里的元素划分成5个区。除ds区外，区的名称来自按构造原理________________的能级符号。
各个区的元素价电子排布特点如下：
ns2np1～6(He为1s2)
(n－1)d0～2ns2
6．原子结构与周期表的关系
1s22s22p63s23p6
1s22s22p63s23p63d104s24p6
7．每族元素的价电子排布特点(1)主族：
(2)0族：He为1s2，其他为ns2np6。(3)过渡元素(镧系、锕系及Pd除外)：(n－1)d1～10ns1～2。
7．元素周期表的三大应用(1)科学预测：为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供了线索。(2)在一定区域内寻找新材料：
(3)预测元素的性质(由递变规律推测)①比较不同周期、不同主族元素的性质如：金属性：Mg>Al、Ca>Mg，则碱性：Mg(OH)2______Al(OH)3、Ca(OH)2______Mg(OH)2。②预测未知元素的某些性质a．已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2______溶；b．已知卤族元素的性质递变规律，可推知元素砹(At)应为黑色固体，与氢______化合，HAt______稳定，水溶液呈______性，AgAt ______溶于水等。
[微点拨] ①碱金属元素位于第ⅠA族，氢元素不属于碱金属元素。②元素周期表中第18列是0族，不是第ⅧA族，第8、9、10三列是第Ⅷ族。③根据元素周期表的构成特点，可分析每个族的元素种类，含元素种类最多的族是第ⅢB族，共有32种元素。④过渡元素全部是金属元素，原子最外层电子数不超过2个。
⑤由于镧系和锕系的原因，第六、七周期的第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数差为25。⑥能层数＝电子层数＝周期序数，主族序数＝价电子数。⑦对于主族元素，价电子就是最外层电子，而对于过渡元素原子(Pd除外)就不仅仅是最外层电子，如Fe的价电子排布式为3d64s2。
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)金属元素和非金属元素分界线右侧都是非金属，左侧的都是金属元素。( )(2)铁位于元素周期表的第四周期第ⅧB族。( )(3)从元素周期表的分区中可以看出，非金属性最强的是F，金属性最强的是Cs(放射性元素除外)。( )
(4)过渡元素都是金属元素，金属元素只有正价，没有负价。( )(5)每个周期的价电子排布都是从ns1开始，到ns2np6结束。( )[提示] 除第一周期外均为如此排布。(6)元素所在的主族序数与最外层电子数相等的元素都是金属元素。( )[提示] 氢元素的主族序数与最外层电子数相等，属于非金属元素。
(7)外围电子排布为5s25p1的元素，在周期表中的位置是第五周期第ⅢA族，是p区元素。( )[提示] 由外围电子排布知，该元素是主族元素。因为最高能层的序数＝周期数，外围电子数＝主族序数，所以该元素位于第五周期第ⅢA族，是p区元素。(8)第四周期元素中，Mn原子价层电子未成对电子最多。( )[提示] 第四周期元素Cr价层电子3d54s1中未成对电子最多。(9)元素周期表中镧系元素和锕系元素都占据同一格，它们是同位素。( )[提示] 镧系元素和锕系元素都占据同一格，但是由于核内质子数不相等，所以不是同位素。
(10)s区元素都是金属元素。( )(11)＋3价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于第Ⅷ族。( )(12)正三价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于Ⅷ族。( )(13)最外层有2个未成对电子的可能是ns2np2或ns2np4，短周期元素中分别为C、Si和O、S。( )
2．深度思考：(1)甲、乙是元素周期表中同一主族相邻周期的两种元素(其中甲在上一周期)，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数可能是____________________________。(2)若甲、乙分别是同一周期的第ⅡA族和第ⅦA族元素，原子序数分别为m和n，则m和n的关系为_______________________________。(3)若A、B是相邻周期同主族元素(A在B的上一周期)，A、B所在周期分别为m种和n种元素，A的原子序数为x，B的原子序数为y，则x、y的关系式为____________________。
x＋2、x＋8、x＋18、x＋32
n＝m＋5，n＝m＋15，n＝m＋29
y＝x＋m或y＝x＋n
(4)如图为元素周期表中五种元素的相对位置，若B的原子序数为a，则这五种元素的核电荷数之和可能为______________________。
5a、5a＋10、5a＋14
②C的离子的核外电子排布式为_____________；D原子的核外电子排布式为___________________。③B位于________周期_________族，它的最高价氧化物的化学式是________，其最高价氧化物的水化物是一种______酸。[提示] 根据题意分析可知，A为Ne，B为Si，C为Mg，D为Cl。
(6)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(铋之后)的元素，都是放射性元素，而原子序数在92之后(超铀元素)的元素，全部是用人工方法合成的元素(Np、Pu在自然界中也有，但含量极微)。人工合成的元素，将会完成第七周期(零族元素的原子序数应为118)，并进入第八周期，甚至第九周期。在未来的第八、九周期模拟中，原子中的电子依次填充新的能级5g能级和6g能级。
①由此可以预见，第八、九周期各将有多少种元素？②在这两个周期里，“超锕系”和“新超锕系”各有多少种元素？[提示] ①第八、九周期都将有50种元素，是超长周期。②第八、九周期各有50种元素，减去各自的主族元素、副族元素、Ⅷ族元素、0族元素，各剩余33种元素，故“超锕系”和“新超锕系”各为33种元素。
微考点1 元素周期表的结构和应用(1)(2021·全国乙，11)我国嫦娥五号探测器带回1.731 kg的月球土壤，经分析发现其构成与地球土壤类似。土壤中含有的短周期元素W、X、Y、Z，原子序数依次增大，最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与W同族。下列结论正确的是( )A．原子半径大小顺序为W>X>Y>ZB．化合物XW中的化学键为离子键C．Y单质的导电性能弱于Z单质的D．Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
[解析] 由于月球土壤成分和地球土壤类似，所以月球土壤中应含有硅元素和氧元素，结合原子序数依次增大，以及X、Y、Z同周期相邻，且均不与W同主族，四种元素原子的最外层电子数之和为15，可推知W、X、Y、Z分别为氧、镁、铝和硅。A项，根据元素性质的递变规律可知原子半径：X>Y>Z>W，错误；B项，X和W分别为镁元素和氧元素，二者形成的化合物为氧化镁，氧化镁为离子化合物，则镁离子和氧离子之间存在离子键，正确；C项，金属铝为导体，而硅单质为半导体，错误；D项，根据同主族元素性质的递变规律可知硅酸的酸性弱于碳酸，错误。
(2)(2021·全国甲，11)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是( )A．原子半径：Z>Y>X>WB．W与X只能形成一种化合物C．Y的氧化物为碱性氧化物，不与强碱反应D．W、X和Z可形成既含有离子键又含有共价键的化合物
[解析] 常温下，短周期主族元素构成的气体单质有H2、N2、O2、F2、Cl2，Z的最外层电子数是Y的最外层电子数的2倍，说明Z的最外层电子数是偶数，由Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和，且最外层电子数<8，可知W、X分别为H、N，则Z、Y的最外层电子数分别为6、3，结合W、X、Y、Z的原子序数依次增大，可知Z、Y分别为S、Al。A项，原子半径大小为Al>S>N>H，即Y>Z>X>W，错误；B项，N和H可组成NH3、N2H4等多种化合物，错误；C项，Al的氧化物为Al2O3，属于两性氧化物，可与强碱反应，错误；D项，N、H、S可形成铵盐如NH4HS或(NH4)2S，均含有离子键和共价键，正确。
[解题关键] 解本题的关键是通过常温下短周期主族元素W和X构成的单质为气体，再对组成该单质的元素原子的最外层电子数进行假设、验证，从而推断出元素种类。
〔对点集训1〕 (1)(2022·河北衡水月考)如图所示各为元素周期表的一部分，表中数字是原子序数，其中X为35的是( )
[解析] X的原子序数为35，为Br元素，位于周期表中第四周期第ⅦA族。14号、50号元素分别为Si、Sn，处于第ⅣA族，则X的原子序数不可能为35，A不符合；74号、76号元素分别为W、Os，处于第六周期，则X为第五周期的Tc元素，B不符合；18号、54号元素分别为Ar、Xe，则X位于周期表中第四周期第ⅦA族，C符合；26号、28号元素分别为Fe、Ni，处于第四周期，则X在第五周期，D不符合。
(2)(2022·试题调研)若甲、乙分别是同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素，原子序数分别为m和n，则下列关于m和n的关系不正确的是( )A．n＝m＋1B．n＝m＋18C．n＝m＋25D．n＝m＋11[解析] 对于第二、三周期，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数只相差1，而对于第四、五周期来说，由于存在过渡元素，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数则相差11；而对于第六、七周期来说，由于存在镧系和锕系元素，同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序数则相差25。
(3)(双选)长式周期表共有18个纵列，从左到右排为1～18列，即碱金属所在纵列为第1列，稀有气体元素所在纵列为第18列。按这种规定，下列说法正确的是( )A．第9列元素中没有非金属元素B．只有第2列的元素原子最外层电子排布式为ns2C．第四周期第9列元素是铁元素D．第11、12列为ds区
[解析] 第9列元素是第Ⅷ族元素，都是金属元素，没有非金属元素，A项正确；第2列元素原子的最外层电子排布式为ns2，此外He的核外电子排布式是1s2，B项错误；第四周期第9列元素是C，C项错误；第11、12列元素为ds区，D项正确。
微考点2 元素周期表片段应用(1)(2022·山东济南模拟)(双选)如图为元素周期表的一部分，下列说法不正确的是( )A．原子半径X>YB．X、M的简单离子的电子层结构相同C．M最高价氧化物的水化物酸性比N的强D．Z的简单氢化物比W的简单氢化物稳定
[解析] 如图为元素周期表的一部分，X位于第三周期ⅠA族，为Na元素；M位于第二周期ⅦA族，为F元素；结合各元素的相对位置可知，Y为Mg，Z为S，N为Cl，W为O元素。同一周期的元素，从左向右原子半径逐渐减小，则原子半径X>Y，A正确；Na＋和F－核外电子排布为2、8，故两种离子的电子层结构相同，B正确；F没有最高价含氧酸，C错误；元素的非金属性：O>S，则简单氢化物的稳定性：W>Z，D错误。
(2)如表是元素周期表的一部分。X、Y、Z、W均为短周期元素，Z元素原子最外层电子数与电子总数之比为3∶8。下列说法错误的是( )A．气态氢化物的稳定性：Z
[解析] 根据Z元素原子最外层电子数与电子总数之比为3∶8，则Z的最外层电子数是6，总电子数是16，是硫元素，即X、Y、Z、W分别是C、N、S、Cl，C可以构成石墨、金刚石等多种单质，C错误。[方法技巧] 由原子序数确定元素位置——周期尾序推算法(或0族定位法)首先要熟记各周期0族元素的原子序数，然后和已知元素原子序数去比较。
(1)若元素bB与aA的原子序数之差b－a＝1～2，则B元素处于A元素的下一周期，族序数为(b－a)，即B位于第ⅠA族或第ⅡA族，如38号元素比第四周期氪的原子序数(36)大2，故38号元素位于第五周期第ⅡA族。(2)若元素aA与cC的原子序数之差a－c＝1～5，则C元素位于A元素所在周期，族序数为[8－(a－c)]，即C位于第ⅢA～第ⅦA族，如49号元素比第五周期的氙(54号)原子序数小5，因此该元素处在第五周期第ⅢA族。
〔对点集训2〕 (1)(2022·四川眉山中学二诊)右表是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素。Z的最高价氧化物对应的水化物为M，室温下，0.01 ml·L－1M溶液pH<2。下列说法中错误的是( )A．原子半径大小：X
[解析] 根据题意可知，X位于第二周期，Y、Z位于第三周期；X的最高正价和最低负价之和为0，则X位于ⅣA族，X为碳元素，结合各元素在周期表中的相对位置可知，Y为硫元素，Z为氯元素，Q为硒元素。同一周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小，同一主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径r(Y)>r(Z)>r(X)，故A正确；亚硫酸与次氯酸反应生成HCl和硫酸，HCl和硫酸都是强酸，故B正确；Q位于第ⅥA族，最外层含有6个电子，根据O、S的性质可推测Q(Se)的单质可以和氢气、氧气、活泼金属等反应，故C正确；非金属性越强，对应离子的失电子能力越弱，非金属性Cl>S，则简单离子失电子能力Z(Cl)< Y(S)，故D错误。
[微点拨] 1．电子排布规律(1)最外层电子数为3～7的原子一定属于主族元素，且最外层电子数即为主族的族序数。(2)最外层为1个或2个电子，则可能是第ⅠA、第ⅡA族元素，也可能是副族、第Ⅷ族或0族元素氦。(3)原子最外层比次外层电子多的元素一定位于第二周期。(4)某元素阴离子最外层电子数与次外层相同，该元素位于第三周期。(5)电子层结构相同的离子，若电性相同，则位于同周期，若电性不同，则阳离子位于阴离子的下一周期。
2．化合价规律(1)主族元素的最高正化合价＝它所在的族序数＝最外层电子数(即价电子数)，但要注意F无正价，O一般不显正价。(2)只有非金属元素才有负价，非金属元素(H除外)的最高正价与它的负化合价的绝对值之和等于8。3．元素周期表中元素的原子序数的差值关系(1)同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数之差有三种情况：第二、三周期(短周期)相差1，第四、五周期相差11，第六、七周期相差25。
(2)相邻周期，同一主族元素的原子序数可能相差2、8、18、32。若A、B是同主族相邻周期元素，A、B所在周期分别有m和n种元素。如图：当A、B在第ⅠA或第ⅡA族时，y＝x＋m。当A、B在ⅢA～0族时，y＝x＋n。
微考点3 元素周期表的分区(双选)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的元素不一定分布在s区C．元素周期表中ⅢB族和ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素D．s区均为金属元素[解析] s区除H外均为金属元素，故A、D项错误；He、Zn等元素虽然最外层电子数为2，但却不是s区元素，故B项正确；周期表中ⅢB族～ⅡB族为过渡元素，全部为金属元素，C项正确。
〔对点集训3〕 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，一定是第ⅠA族元素B．原子的价电子排布为(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．基态原子含有未成对电子最多的元素位于ⅤA族
[解析] 基态原子的N层上只有一个电子的元素，可能为K、Cr、Cu，所以可能位于第ⅠA族、第ⅥB、第ⅠB族，故A错误；原子的价电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素，可以为第Ⅷ族元素，如Fe、C、Ni，故B错误；基态原子的p能级上半充满的元素为第ⅤA族元素，所以一定位于p区，故C正确；基态原子含有未成对电子最多的元素不位于ⅤA族，第ⅤA族元素未成对电子数是3，如果d能级半满有5个电子，f能级半满时有7个电子，故D错误。
3．书写基态原子核外电子排布式的三条原理(1)能量最低原理(2)泡利原理(3)洪特规则4．掌握原子中的两种关系(1)质子数＝核电荷数＝核外电子数＝原子序数(2)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)5．牢记七个周期的元素种类数：2、8、8、18、18、32、32
6．掌握主族元素及其原子的五个关系式(1)质子数＝原子序数。(2)电子层数＝周期序数。(3)最外层电子数＝主族序数。(4)最高正价数＝主族序数(O、F除外)。(5)最低负价＝主族序数－8。7．基态原子核外电子排布的顺序1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p
8．元素在周期表中的五个分区s区：ns1～2p区：ns2np1～6d区：(n－1)d1～9ds区：(n－1)d10ns1～2f区：(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2
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