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第1课时 原子结构与元素周期表
(建议用时：35分钟)
知识点
基础训练
能力提升
1.核外电子排布与元素周期表
1,2,6,8,9,10
13,14,15，16,17,18
2.元素周期表分区
3,4,5,7,11,12
[基础训练]
1．下列是某些元素基态原子的电子排布式，其中表示第三周期元素的是( )
A．1s22s1 B．1s22s22p5
C．1s22s22p63s2 D．1s22s22p63s23p64s1
C 解析 元素所在的周期数与最高能层序数n有关，第三周期元素的最高能层序数为3，故选C项。
2．电子排布式为[Ar]3d54s2的元素是( )
A．稀有气体元素 B．过渡元素
C．主族元素 D．卤族元素
B 解析 电子排布式为[Ar]3d54s2的元素，其质子数为25，为Mn元素，处于周期表中第四周期第ⅦB族，属于过渡元素，B项正确。
3．下列说法正确的是( )
A．s区都是金属元素
B．所有非金属元素都在p区
C．稀有气体在ds区
D．s区都是主族元素
D 解析 s区包括第ⅠA族和第ⅡA族元素，其中H属于非金属元素，A项错误，D项正确；非金属元素H位于s区，B项错误；稀有气体位于p区，C项错误。
4．下列有关元素周期表及元素分区和性质的说法错误的是( )
A．N能层的能级数最多为3个
B．Cu元素在元素周期表的ds区
C．117号元素可能是金属元素
D．原子核外电子层数等于周期数
A 解析 N能层的能级数最多为4个，A项错误；Cu元素的价电子排布为3d104s1，在元素周期表的ds区，B项正确；117号元素位于第7周期第ⅦA族，可能是金属元素，C项正确；原子核外电子层数等于周期数，D项正确。
5．某元素的最外层电子数为2，价电子数为5，并且是同族中原子序数最小的元素，关于该元素的判断错误的是( )
A．电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2
B．该元素为V
C．该元素为ⅡA族元素
D．该元素位于d区
C 解析 因其价电子数≠最外层电子数，可推出该元素并不是第二周期元素，应为第四周期元素，价电子排布式为3d34s2，故为23号元素V，位于d区。
6．下列说法正确的是( )
A．最外层电子排布式为ns2的基态原子所对应元素一定位于第ⅡA族
B．最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素一定是金属元素
C．d区元素的原子一定都有d轨道电子
D．基态原子价电子排布式为nsnnpn的元素一定是金属元素
C 解析 最外层电子排布式为ns2的基态原子所对应元素可能是He(1s2)，也可能是第ⅡB族元素[(n－1)d10ns2]等，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，B项错误；d区元素原子的价电子排布式为(n－1)d1－9ns1－2(钯为4d10)，原子的核外电子最后排布在(n－1)d上，C项正确；价电子排布式符合nsnnpn的元素只有n＝2这一种情况，该元素的价电子排布式为2s22p2，是碳元素，属于非金属元素，D项错误。
7．下列各组元素属于p区的是( )
A．原子序数为1、2、7的元素 B．O、S、P
C．Fe、Ar、Cl D．Na、Li、Mg
B 解析 p区元素的价电子排布为ns2np1～6(包括ⅢA～ⅦA族和零族)，A项，1号为氢元素，属于s区；C项，Fe为d区；D项均为s区；只有B项符合。
8．某元素位于周期表中第四周期第ⅤA族，则该元素的名称和该元素原子价电子排布式均正确的是( )
A．砷，4s24p3 B．溴，4s24p5
C．磷，4s24p3 D．锑，5s25p3
A 解析 由于该元素为主族元素，则价电子数＝主族序数，周期数＝电子层数。由元素在周期表中的位置可知：元素原子的价电子排布式为4s24p3，对应33号元素砷，A项正确。
9．下列各项叙述中，正确的是( )
A．N、P、As位于同一周期
B．价电子排布式为5s25p4的元素位于第五周期第ⅥA族，是p区元素
C．2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等
D．氮原子的最外层电子排布图：
B 解析 N、P、As位于同一主族，A项错误；价电子排布式为5s25p4的元素有5个电子层，最外层电子数为6，位于第五周期第ⅥA族，属于p区元素，B项正确；离原子核越近，能量越低，故2p轨道能量低于3p，C项错误；根据“洪特规则”可知氮原子的最外层电子排布图应为，D项错误。
10．元素周期表中从左到右排为18列，第1列为碱金属元素(氢元素除外)，第18列为稀有气体元素，则下列说法正确的是( )
A．第9列元素中没有非金属元素
B．第15列元素原子的最外层电子排布式是ns2np5
C．最外层电子排布式为ns2的元素一定在第2列
D．第11、12列为d区元素
A 解析 A项，第9列为第Ⅷ族，全部为金属元素；B项，第15列为ⅤA族，其元素原子的最外层电子排布式为ns2np3；C项，He的最外层电子排布式为1s2，却在第18列；D项，第11、12列元素原子的价电原子排布式为(n－1)d10ns1～2，所以为ds区元素。A项正确。
11．X原子在第二能层上只有一个空轨道，则X是________________________，其核外电子排布图为___________________；Y原子的核电荷数为33，其外围电子排布式为________，其在元素周期表中的位置是____________，属于________区的元素。
解析 X原子在第二能层上只有一个空轨道，则其电子排布式为1s22s22p2，其电子排布图为。根据构造原理和核外电子排布规则可知，Y原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p3，在元素周期表中位于第四周期第ⅤA族，属于p区元素。
答案 C(或碳) 4s24p3 第四周期第ⅤA族 p
12．完成下列小题。
(1)填表：
原子电子排布式
族
周期
区
①1s22s22p63s2
②[Kr]4d105s25p2
③[Ar]3d14s2
④[Ar]3d104s1
(2)某元素原子共有3个价电子，其中一个价电子位于第三能层d轨道，试回答：
①该元素核外电子排布式为______________，价电子排布图为___________________。
②该元素的原子序数为________，元素符号为_________，在周期表中的位置为____________________，该元素是________(填“金属”或“非金属”)元素，最高正化合价为________价。
解析 (1)①最后一个电子填充在s轨道，属于s区元素，为主族元素。族序数＝ns电子数，在第三周期第ⅡA族。②最后一个电子填充在p轨道，属于p区元素，为主族元素。族序数＝ns＋np电子数，在第五周期第ⅣA族。③最后一个电子填充在d轨道，且小于10，属于d区元素，为副族元素。族序数＝(n－1)d＋ns电子数，在第四周期第ⅢB族。④最后一个电子填充在d轨道，且等于10，属于ds区元素，为副族元素。族序数＝ns电子数，在第四周期第ⅠB族。(2)由构造原理知E(4s)＜E(3d)，故3d上有一个电子时，4s上有2个电子，故其为21号金属元素Sc。
答案 (1)①ⅡA 三 s ②ⅣA 五 p ③ⅢB 四 d
④ⅠB 四 ds (2)①1s22s22p63s23p63d14s2
②21 Sc 第四周期第ⅢB族 金属 ＋3
[能力提升]
13．下列各组表述中，两个粒子一定不属于同种元素的原子的是( )
A．3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p2的原子
B．M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2的原子
C．最外层电子数是核外电子总数的1/5的原子和价电子排布为4s24p5的原子
D．2p能级有一个未成对电子的基态原子和价电子排布为2s22p5的原子
B 解析 3p能级有一个空轨道的元素是14号元素，其基态原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p2，因此属于同种元素原子，A项错误；M层全充满而N层为4s2的原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s2，B项正确；最外层电子数是核外电子总数的1/5的原子和价电子排布为 4s24p5的原子属于同一元素的原子，C项错误；2p能级有一个未成对电子的基态原子核外电子排布可以是2s22p5，D项错误。
14．下列说法正确的是( )
A．非金属元素呈现的最高价不超过该元素原子的最外层电子数
B．非金属元素呈现的最低化合价，其绝对值等于该元素原子的最外层电子数
C．最外层电子数为2的原子都是金属原子
D．最外层有5个电子的原子都是非金属原子
A 解析 非金属元素的最高正价(除O、F外)等于它的最外层电子数，A项正确；非金属元素的最低负价的绝对值等于8减去最外层电子数，B项错误；He的最外层有2个电子，但它是非金属，C项错误；在第ⅤA族元素中的Sb、Bi都是金属，D项错误。
15．最活泼的金属，最活泼的非金属，常温下呈液态的金属(价电子排布为5d106s2)分别位于如图所示的元素周期表中的( )
A．s区、p区、ds区 C．f区、p区、d区
B．f区、p区、ds区 D．s区、f区和ds区
A 解析 如果考虑放射性元素，最活泼的金属是Fr，如果不考虑放射性元素，最活泼的金属是Cs，而Cs和Fr都属于第ⅠA族元素，位于s区；最活泼的非金属是F，位于p区；常温下呈液态的金属为Hg，属于过渡元素，其价电子排布为5d106s2，位于ds区。
16．X、Y、Z、W、R是五种短周期元素，其原子序数依次增大。X是周期表中原子半径最小的元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z、W、R处于同一周期，R与Y处于同一族，Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的是( )
A．元素X分别与Y、Z、R可以形成多种二元共价化合物
B．元素Y、Z、R形成的化合物的水溶液可能呈酸性、碱性或者中性
C．Y原子2p能级上有四个电子
D．五种元素的单质在常温下有两种是气态、两种是固态、一种是液态
C 解析 由题意可得，X为H元素；Y原子有2个能层，最外层电子数为6，为O元素；则R为S元素；Z、W原子的核外电子数之和为8＋16＝24，且Z、W应位于第三周期，原子序数W大于Z，故Z为Na，W为Al元素。H元素与O能形成H2O和H2O2两种二元共价化合物；与Na只能形成离子化合物NaH；与S只能形成一种二元共价化合物H2S，A项错误；元素O、Na、S可以形成Na2SO4、Na2SO3等，水溶液可能呈碱性或者中性，B项错误；氧原子电子排布式1s22s22p4，C项正确；五种元素的单质分别为H2、O2、O3、Na、Al、S，在常温下没有液态的，D项错误。
17．有A、B、C、D、E五种元素。其中A为第四周期主族元素，与D可形成原子个数比1∶1和2∶1的化合物；B为第四周期过渡元素，最高化合价为＋7；C和B是同周期的元素，具有相同的最高化合价；D的价电子排布式为nsnnpn＋2，E元素的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子。
(1)写出下面三种元素的元素符号：A____________、B____________、C____________。
(2)写出D2－的电子排布式：______________________________________________。
基态E原子的电子排布式：____________________________________________。
(3)B位于________族，C位于________族。
解析 由题意可推出B是锰元素位于第ⅦB族；C是溴元素位于第ⅦA族；D的价电子排布式为nsnnpn＋2，n只能为2，D是氧元素；A是钾元素。E元素的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，应为Al。
答案 (1)K Mn Br (2)1s22s22p6 1s22s22p63s23p1 (3)ⅦB ⅦA
18．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轨道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________________________________________________________________________。
(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，第二周期第ⅤA族元素原子价电子的轨道表示式为________________________________________________________________________。
(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区包括ⅠA族和ⅡA族，族序数最大、原子序数最小的元素是Be，价电子排布式为2s2，其电子云的形状为球形。(2)d区包括ⅢB～ⅦB族和Ⅷ族，族序数最大、原子序数最小的元素是Fe，其电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，常见的离子是Fe2＋和Fe3＋。(3) ds区包括ⅠB族和ⅡB族，族序数最大、原子序数最小的元素是Zn，该区元素原子价电子层结构的特征是(n－1)d10ns2。(4)第二周期第ⅤA族元素是N，其价电子排布式为2s22p3。
答案 (1)球形
(2)Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6，Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5
(3)3d104s2 (5)f
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