2019-2020学年高中化学 第一章 原子结构 第2节 第2课时 核外电子排布与元素周期表、原子半

核外电子排布与元素周期表、原子半径一、选择题1．价电子排布为5s25p1的元素，在周期表中的位置是()A．第4周期ⅤA族B．第5周期ⅢA族C．第5周期ⅠA族D．第4周期ⅢA族解析：价电子排布为5s25p1的元素有5个电子层，价电子数为3，由周期序数＝电子层数，价电子数＝族序数可知，该元素位于第5周期ⅢA族。答案：B2．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叙述正确的是()A．基态原子核外N电子层上只有一个电子的元素一定是第ⅠA族元素B．原子核外价电子排布式为(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．基态原子核外价电子排布式为(n－1)dxnsy的元素的族序数一定为x＋y解析：基态原子核外N电子层上只有一个电子的元素，可能是钾元素，也可能是铬元素或铜元素，A项错误；原子核外价电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素是第Ⅷ族元素，不是副族元素，B项错误；基态原子的p能级上半充满的元素，其基态原子核外价电子排布式为ns2np3，则该元素一定属于p区元素，C项正确；基态原子核外价电子排布式为(n－1)dxnsy的元素的族序数可能为x＋y(x＋y≤7)，也可能为8(8≤x＋y≤10)，还可能为y(x＝10)，D项错误。答案：C3．据报道，1995年我国科研人员在兰州首次合成了镤元素的一种同位素镤－239，并测知其原子核内有148个中子。现有A元素的一种同位素，比镤－239的原子核内少54个质子和100个中子，则A元素在周期表中的位置是()A．第3周期ⅠA族B．第4周期ⅠA族C．第5周期ⅠA族D．第3周期ⅡA族解析：镤­239的质子数为239－148＝91，则A元素的一种同位素的质子数为91－54＝37，该原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p65s1，该元素位于第5周期ⅠA族。答案：C4．下列关于微粒半径的说法正确的是()A．电子层数少的元素的原子半径一定小于电子层数多的元素的原子半径B．核外电子层结构相同的单核粒子，半径相同C．质子数相同的不同单核粒子，电子数越多半径越大D．原子序数越大，原子半径越大解析：由于同周期主族元素原子半径逐渐减小，故ⅦA族的原子半径不一定比上一周期ⅠA族元素原子半径大，如r(Li)r(S)r(Cl)。对于核外电子层结构相同的单核离子和原子，半径是不同的。质子数相同的不同单核粒子，阴离子半径原子半径阳离子半径。原子序数增大，原子半径并不是一直增大，而是呈周期性变化。答案：C5．具有以下结构的原子，一定属于主族元素的是()A．最外层有8个电子的原子B．最外层电子排布为ns2的原子C．次外层无未成对电子的原子D．最外层有3个未成对电子的原子解析：A项属0族，B项属于主族或过渡元素，C项，Cu、Zn次外层均无未成对电子，D项属ⅤA族。答案：D6．具有相同电子层结构的三种微粒An＋、Bn－和C，下列分析正确的是()A．原子序数关系：CBAB．微粒半径关系：r(Bn－)r(An＋)C．微粒C是稀有气体元素的原子D．原子半径关系是：r(A)r(B)r(C)解析：设C的原子序数为Z，则A的原子序数为(Z＋n)，B的原子序数则为(Z－n)，则原子序数大小顺序为ACB，A项错误；因An＋和Bn－具有相同的电子层结构，阴离子半径大于阳离子半径，即r(Bn－)r(An＋)，B项错误；An＋、Bn－都应具有稀有气体原子的电子层结构，C的电子层结构与An＋、Bn－相同，所以C必为稀有气体元素的原子；B、C为同一周期的元素，其原子半径：r(C)r(B)，而A应处于B、C的下一周期，故原子半径：r(A)r(B)。答案：C7．已知An＋、B(n＋1)＋、Cn－、D(n＋1)－都有相同的电子层结构，则原子半径由大到小的顺序是()A．CDBAB．ABCDC．DCABD．ABDC解析：A、B、C、D四种元素在元素周期表中的相对位置如下表：……DCAB根据原子半径大小变化规律可知原子半径：ABDC。答案：D8．下列各组微粒，半径大小比较中错误的是()A．KNaLiB．Na＋Mg2＋Al3＋C．Mg2＋Na＋F－D．Cl－F－F解析：Li、Na、K为同主族元素，随核电荷数增大，原子半径依次增大，A项正确；Na＋、Mg2＋、Al3＋电子层结构相同，核电荷数越小，半径越大，B项正确；Mg2＋、Na＋、F－的电子层结构也相同，故半径大小顺序为F－Na＋Mg2＋，C项不正确；Cl－、F－是同主族的阴离子，原子序数越大，半径越大，F－、F为同一元素的不同价态的微粒，价态越低，半径越大，故D项正确。答案：C9．具有下列电子层结构的原子，其对应的元素一定属于同一周期的是()A．两种元素原子的电子层上全部都是s电子B．3p能级上只有1个空轨道的原子和3p能级上只有1个未成对电子的原子C．最外层电子排布为2s22p6的原子和最外层电子排布为2s22p6的离子D．原子核外的M层上的s、p能级上都填满了电子而d轨道未排电子的两种原子解析：两种元素原子的电子层上全部都是s电子，即为：1s1或1s2或1s22s1或1s22s2对应的分别是H、He、Li、Be即：两种元素原子的电子层上全部都是s电子，可能属于第1周期和第2周期。3p能级上只有1个空轨道的原子即：1s22s22p63s23p2是硅元素；3p能级上只有1个未成对电子的原子即：1s22s22p63s23p1是铝元素或1s22s22p63s23p5是氯元素，都属于第3周期元素。最外层电子排布为2s22p6的原子是氖，属于第2周期元素。最外层电子排布为2s22p6的离子对应的元素可能为钠、镁、铝属于第3周期元素，很显然不属于同一周期元素。原子核外的M层上的s、p能级上都填满了电子而d轨道未排电子的两种原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6或1s22s22p63s23p64s1或1s22s22p63s23p64s2，可能为Ar、K、Ca很显然不一定属于同一周期(K、Ca属于同一周期；Ar、K或Ar、Ca不属于同一周期)。答案：B二、非选择题10．写出下列原子或离子的核外电子排布式，并判断各对应元素在元素周期表中的位置：(1)17Cl：________，第________周期________族；(2)25Mn：________，第________周期________族；(3)26Fe3＋：________，第________周期________族。解析：根据核外电子在原子轨道上的排布可写出各原子的核外电子排布式，排布式最大的主量子数即为该元素所在的周期序数；族的判断要依据价电子排布，Cl为3s23p5、ⅦA族，Mn为3d54s2、ⅦB族，Fe为3d64s2、Ⅷ族。答案：(1)1s22s22p63s23p53ⅦA(2)1s22s22p63s23p63d54s24ⅦB(3)1s22s22p63s23p63d54Ⅷ11．原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据已学知识，请你回答下列问题：(1)已知用s，p，d，f等符号表示的下列元素原子的电子排布，判断它们所在的周期和族。①1s22s22p63s23p1________；②1s22s22p63s23p63d54s1________；③1s22s22p63s23p63d64s2________；④1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p2________。(2)已知下列元素在周期表中的位置，写出它们的元素符号和价电子构型。①第4周期ⅣB族________，________；②笫5周期ⅦA族________，________。解析：(1)在核外电子排布式中，能级序数最大的数为该元素所在的周期序数。①④的最外层的p轨道上都填充有电子，故①在ⅢA族、④在ⅣA族；②③元素的d轨道上都填充有电子但未满，故②在ⅥB族而③在第Ⅷ族。(2)①为Ti元素，价电子排布式为3d24s2；②为Ⅰ元素，价电子排布式为5s25p5。答案：(1)①第3周期ⅢA族②第4周期ⅥB族③第4周期Ⅷ族④第6周期ⅣA族(2)①Ti3d24s2②Ⅰ5s25p512．原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据已学知识，请你回答下列问题：(1)指出31号元素镓(Ga)在元素周期表中的位置：________周期________族。(2)被誉为“21世纪的金属”的钛(Ti)元素原子的价电子排布式为____________。(3)写出原子序数最小的Ⅷ族元素原子的核外电子排布式：____________。(4)写出3p轨道上有2个未成对电子的元素符号：________。(5)日常生活中广泛应用的不锈钢，在其生产过程中添加了某种元素，该元素的价电子排布式为3d54s1，该元素的名称为____________。答案：(1)4ⅢA(2)3d24s2(3)1s22s22p63s23p63d64s2(4)Si或S(5)铬13．(1)X原子在第二电子层上只有一个空轨道，则X是________；其轨道表示式为____________。(2)R原子的3p轨道上只有一个未成对电子，则R原子可能是________、________。(3)Y原子的核电荷数为33，其价电子排布是______________________，其在元素周期表中的位置是______________________。解析：由核外电子排布推断元素，一般是先推出元素原子的价电子排布，再由其与周期表的关系确定其在周期表中的位置。(1)X的电子排布为1s22s22p2，即6号元素C。(2)R的电子排布为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5，即13号元素Al或17号元素Cl。(3)33号元素的价电子排布为4s24p3，位于第4周期ⅤA族。答案：(1)C(或碳)(2)AlCl(3)4s24p3第4周期ⅤA族14．周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：(1)d元素在周期表中所处的位置是________。(2)a、b、c、d的原子半径由大到小的顺序是__________________________________(填元素符号)。(3)e元素原子的价层电子轨道表示式为________。(4)b、c元素基态原子的电子排布式分别为______、________。解析：由题给信息可知，a、b、c、d、e元素分别为H、N、O、S、Cu。(1)d(S)元素基态原子的核外电子排布式为[Ne]3s23p4，则d(S)元素处于周期表第3周期ⅥA族。(2)a(H)处于第1周期，b(N)、c(O)处于第2周期，d(S)处于第3周期，则原子半径由大到小的顺序为SNOH。(3)e(Cu)元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1，故其价层电子轨道表示式为(4)b(N)元素基态原子核外有7个电子，分别排布在1s、2s、2p能级的轨道上，其核外电子排布式为1s22s22p3。c(O)元素基态原子核外有8个电子，其电子排布式为1s22s22p4。答案：(1)第3周期ⅥA族(2)SNOH(3)(4)1s22s22p31s22s22p415．X、Y、Z、Q、E五种元素中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，E在元素周期表的各元素中原子得电子能力最强。请回答下列问题：(1)X的元素符号为________，Y的原子结构示意图是____________。(2)写出Y和Z形成化合物的电子式__________，该化合物属于________(填“离子”或“共价”)化合物。(3)Q的元素名称是________，它在周期表中的位置________，它的