2022年高中化学必修2暑期练习：1.2.1 原子核外电子的排布元素周期律 Word版含解析

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目标导航] 1.了解原子的核外电子能量高低与分层排布的关系。2.了解核外电子分层排布的规律。3.了解元素的原子结构和元素性质的周期性变化。4.理解元素周期律的内容和实质。
一、原子核外电子的排布
1．核外电子的分层排布
在多电子的原子里，电子的能量并不相同。能量低的，通常在离核近的区域运动；能量高的，通常在离核远的区域运动。核外电子的分层运动，又叫核外电子的分层排布。其关系如下：
2.原子核外电子的排布规律
3．(1)原子(离子)结构的表示方法，如下所示：
(2)原子结构示意图中，核内质子数等于核外电子数，而离子结构示意图中，二者则不相等。如：
Na＋；Cl－。
阳离子：核外电子数小于核电荷数。
阴离子：核外电子数大于核电荷数。
点拨 (1)电子层实质上是一个“区域”，或者说是一个“空间范围”，它与宏观上层的含义完全不同。
(2)核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制。其原子结构示意图为而不应该是。
议一议
判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)锂的原子结构示意图是( )
(2)某原子M层电子数为L层电子数的4倍( )
(3)某离子M层和L层电子数均为K层的4倍( )
(4)离子的核电荷数一定等于其核外电子数( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)×
二、元素周期律
1．原子结构的周期性变化
(1)元素原子核外电子排布的周期性变化
规律：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现由1到8的周期性变化(第一周期除外)。
(2)元素原子半径的周期性变化
规律：随着原子序数的递增，元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化。
2．元素性质的周期性变化
(1)元素主要化合价的周期性变化
规律：随着原子序数的递增，元素的最高正化合价呈现＋1→＋7，最低负化合价呈现－4→－1的周期性变化。
点拨 元素化合价的“三个二”
(1)二“特殊”
F无正价，O无最高正价。
(2)二“只有”
金属只有正价，只有非金属才有负价。
(3)二“等式”(主族元素)
最高正价＝最外层电子数，
|最低负价数值|＋|最高正价数值|＝8。
(2)元素金属性、非金属性的周期性变化
①Na、Mg、Al与水(或酸)反应的比较
②Si、P、S、Cl四种元素性质的比较
结论：随着原子序数的递增，元素的金属性、非金属性呈现周期性的变化。
eq \(――→,\s\up7(Na Mg Al Si P S Cl),\s\d5( 金属性减弱， 非金属性增强))
3．元素周期律
内容：元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性变化的规律。
实质：元素周期律是核外电子排布发生周期性变化的必然结果。
点拨 (1)元素的性质包括：原子半径、元素的主要化合价、金属性、非金属性等。
(2)物质的性质：
物理性质：颜色、状态、气味、挥发性、溶解性、密度、硬度、熔沸点、导电性、延展性等。
化学性质：氧化性、还原性、稳定性、酸性、碱性等。
议一议
在第三周期元素中，除稀有气体元素外：
(1)原子半径最小的元素是________(填元素符号)。
(2)金属性最强的元素是________(填元素符号)。
(3)最高价氧化物对应水化物酸性最强的是________(用化学式回答，下同)。
(4)最不稳定的气态氢化物是________。
(5)最高价氧化物对应水化物碱性最强的是________。
(6)氧化物中具有两性的是________。
答案 (1)Cl (2)Na (3)HClO4 (4)SiH4
(5)NaOH (6)Al2O3
解析 (1)第三周期元素从左到右原子半径逐渐减小，原子半径最小的是Cl。
(2)金属性最强的元素在最左边，应为Na。
(3)非金属性最强的元素，其最高价氧化物对应水化物的酸性最强，氯的非金属性最强，其对应的酸是HClO4。
(4)非金属性最弱的元素Si的气态氢化物最不稳定。
(5)金属性最强的Na对应的NaOH的碱性最强。
(6)铝的氧化物Al2O3具有两性。
一、原子核外电子排布规律的应用
例1 已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为AKOH
C．结合H＋的能力：COeq \\al(2－,3)Na，则碱性：KOH>NaOH，B错误；酸性越强，对应酸的酸根离子结合氢离子的能力越弱，酸性：H2CO3Cl－，C错误；元素的非金属性越强，对应的阴离子的还原性越弱，非金属性：Br>I，则还原性：I－>Br－，D错误。
3．下列有关原子结构、元素性质的说法正确的是( )
A．Si、P、S、Cl元素的单质与氢气化合越来越容易
B．元素原子最外层电子数越多，元素金属性越强
C．元素周期表共有18列，第3列是第ⅠB族，第17列是第ⅦA族
D．F－、O2－、Mg2＋、Na＋离子半径逐渐减小
答案 A
解析 Si、P、S、Cl为同周期元素非金属性依次增强，单质与氢气化合越来越容易，A正确；元素原子最外层电子数越多，失去电子能力越弱，金属性越弱，B错误；元素周期表共有18列，第3列是第ⅢB族，第17列是第ⅦA族，C错误；F－、O2－、Mg2＋、Na＋离子具有相同的电子数，离子半径O2－、F－、Na＋、Mg2＋逐渐减小，D错误。
4．已知33As、35Br位于同一周期。下列关系正确的是( )
A．原子半径：As＞Cl＞P
B．热稳定性：HCl＞AsH3＞HBr
C．还原性：As3－＞S2－＞Cl－
D．酸性：H3AsO4＞H2SO4＞H3PO4
答案 C
解析 同一周期原子半径从左到右依次减小，A选项中P的原子半径大于Cl，A错；非金属性越强，其气态氢化物越稳定，其最高价氧化物对应的水化物酸性越强，故B选项中热稳定性：HCl>HBr>AsH3，D选项中酸性：H2SO4>H3PO4>H3AsO4，B、D均错；S和Cl处于同一周期，故还原性：S2－>Cl－，而As和Se处于同一周期，还原性：As3－>Se2－，而S和Se又处于同一主族，还原性：Se2－>S2－，故C正确。
5．原子序数为11～17号的元素，随核电荷数的递增，以下各项内容的变化是填“增大(强)”、“减小(弱)”或“相同(不变)”]
(1)各元素的原子半径依次________，其原因是_________________________________
________________________________________________________________________。
(2)各元素原子的电子层数________，最外层电子数依次________。
(3)元素的金属性逐渐________，而非金属性逐渐________，元素失电子能力逐渐________，得电子能力逐渐________。
答案 (1)减小 电子层数相同时，随核电荷数增大，原子核对最外层电子的引力增大，因此原子半径减小
(2)相同 增大 (3)减弱 增强 减弱 增强
解析 原子序数为11～17号的元素，在元素周期表中位于第三周期，根据同周期元素的原子结构和性质的变化，可解答本题。
基础过关]
题组1 原子核外电子的排布
1．下列有关主族元素的说法中肯定错误的是( )
A．某原子K层上只有一个电子
B．某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍
C．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍
D．某离子的核电荷数与最外层电子数相等
答案 B
解析 K、L、M电子层上最多容纳的电子数分别为2、8、18；K层上可排1个电子，也可排2个电子，A有可能；当M层上排有电子时，L层上一定排满8个电子，而M层上最多只能排18个电子，又18B B．电子总数A－>B2＋
C．离子半径A－>B2＋ D．原子半径A>B
答案 C
4．下图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图。则下列说法正确的是( )
A．Z、N两种元素的离子半径相比，前者较大
B．X、N两种元素的气态氢化物的沸点相比，前者较低
C．由X与M两种元素组成的化合物不能与任何酸反应，但能与强碱反应
D．Z的氧化物能分别溶解于Y的氢氧化物和N的氢化物的水溶液
答案 D
解析 根据原子半径的递变规律，X为O，Y为Na，Z为Al，M为Si，N为Cl。离子半径：Cl－>Al3＋，A错误；沸点：H2O>HCl，B错误；SiO2既能与HF反应，也能与NaOH溶液反应，C错误；Al2O3是两性氧化物，既可以和NaOH溶液反应，又能与盐酸反应，D正确。
5．运用元素周期律分析下面的推断，其中推断错误的是( )
A．氢氧化铍Be(OH)2]的碱性比氢氧化镁弱
B．砹(At)为有色固体，HAt不稳定
C．硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体
D．硒化氢(H2Se)是无色、有毒，比H2S稳定的气体
答案 D
解析 Be和Mg同主族，金属性不如镁的强，故Be(OH)2的碱性比Mg(OH)2弱，A正确；卤族元素的单质从上到下，颜色加深，氢化物越来越不稳定，B正确；Sr和Ba同主族，化学性质相似，故SrSO4也难溶于水，C正确；Se的非金属性不如S强，故H2Se不如H2S稳定，D错误。
6．R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的同一短周期元素，下列说法一定正确的是(m、n均为正整数)( )
A．若R(OH)n为强碱，则W(OH)n＋1也为强碱
B．若HnXOm为强酸，则Y是活泼非金属元素
C．若Y的最低化合价为－2，则Z的最高正化合价为＋6价
D．若X的最高正化合价为＋5价，则五种元素都是非金属元素
答案 B
解析 同一短周期元素，随着原子序数的递增，元素的金属性依次减弱，形成的最高价氧化物对应的水化物的碱性依次减弱，A错；X元素的氧化物对应的水化物HnXOm是强酸，说明X是活泼性非金属，而Y和X在同一周期且位于X的右边，Y的非金属性比X的非金属性更强，B正确；当Y为氧时，Z为氟，氟没有正价，当Y为硫时，Z为氯，氯的最高正价为＋7价，C错；当Y为第三周期时，X为磷，R为铝，铝是金属元素，D错。
题组3 “位、构、性”关系考查
7．A、B两种原子，A的M电子层比B的M电子层少3个电子，B的L电子层电子数恰为A的L电子层电子数的2倍。A和B分别是( )
A．硅原子和钠原子 B．硼原子和氦原子
C．氯原子和碳原子 D．碳原子和铝原子
答案 D
解析 设x、y分别为A的L层和M层的电子数。依题意有
由于B的M层上有电子，故其L层肯定充满电子，2x＝8，x＝4。由于A的L层未充满电子，故其M层无电子，y＝0。所以A、B的核外电子数分别为6、13，是碳原子和铝原子。
8．根据下表信息，判断以下叙述正确的是( )
部分短周期元素的原子半径及主要化合价
A.氢化物的沸点为H2T