考点3-原子结构与元素周期表(原卷版)

考点3原子结构与元素周期表【核心考点梳理】一、元素周期律、元素周期系和元素周期表1．元素周期律：元素的性质随元素原子的核电荷数递增发生周期性递变。2．元素周期系：元素按其原子核电荷数递增排列的序列。3．元素周期表：呈现周期系的表格，元素周期系只有一个，元素周期表多种多样。4．三张有重要历史意义的周期表(1)门捷列夫周期表门捷列夫周期表又称短式周期表，重要特征是从第四周期开始每个周期截成两截，第1～7族分主副族，第八族称为过渡元素。(2)维尔纳周期表维尔纳周期表是特长式周期表，每个周期一行，各族元素、过渡金属、稀有气体、镧系和锕系，各有各的位置，同族元素上下对齐，它确定了前五个周期的元素种类。(3)玻尔元素周期表玻尔元素周期表特别重要之处是把21～28、39～46等元素用方框框起，这说明他已经认识到，这些框内元素的原子新增加的电子是填入内层轨道的，他已经用原子结构解释元素周期系了，玻尔元素周期表确定了第六周期为32种元素。二、构造原理与元素周期表1．元素周期表的基本结构(1)周期元素种数的确定第一周期从1s1开始，以1s2结束，只有两种元素。其余各周期总是从ns能级开始，以np结束，从ns能级开始以np结束递增的核电荷数(或电子数)就等于每个周期里的元素数目。周期ns～np电子数元素数目一1s1～222二2s1～22p1～688三3s1～23p1～688四4s1～23d1～104p1～61818五5s1～24d1～105p1～61818六6s1～24f1～145d1～106p1～63232七7s1～25f1～146d1～107p1～63232(2)元素周期表的形成若以一个方格代表一种元素，每个周期排一个横排，并按s、p、d、f分段，左侧对齐，可得到如下元素周期表：若将p段与p段对齐，d段与d段对齐、f段单独列出，将2s2与p段末端对齐，则得到书末的元素周期表2．元素周期表探究(1)元素周期表的结构(2)元素周期表的分区①根据核外电子的排布分区按电子排布式中最后填入电子的能级符号可将元素周期表分为s、p、d、f4个区，而ⅠB、ⅡB族这2个纵行的元素的核外电子因先填满了(n－1)d能级而后再填充ns能级而得名ds区。5个区的位置关系如下图所示。②根据元素的金属性和非金属性分区3．元素的对角线规则(1)在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素(如图)的有些性质是相似的(如锂和镁在过量的氧气中燃烧均生成正常氧化物，而不是过氧化物)，这种相似性被称为“对角线规则”。(2)处于“对角线”位置的元素，它们的性质具有相似性。实例分析：①锂和镁的相似性a．锂与镁的沸点较为接近：元素LiNaBeMg沸点/℃1341881.424671100b.锂和镁在氧气中燃烧时只生成对应的氧化物，并且Li2O和MgO与水反应都十分缓慢。4Li＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2Li2O、2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2MgO。c．锂和镁与水的反应都十分缓慢，并且生成的氢氧化物难溶于水，附着于金属表面阻碍反应的进行。d．锂和镁都能直接与氮气反应生成相应的氮化物Li3N和Mg3N2。e．锂和镁的氢氧化物在加热时，可分解为Li2O、H2O和MgO、H2O。f．在碱金属的氟化物、碳酸盐和磷酸盐中，只有锂盐是难溶于水的，相应的镁盐也难溶于水。②铍和铝的相似性a．铍与铝都可与酸、碱反应放出氢气，并且铍在浓硝酸中也发生钝化。b．二者的氧化物和氢氧化物都既能溶于强酸又能溶于强碱溶液：Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O，Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O；Be(OH)2＋2HCl=BeCl2＋2H2O，Be(OH)2＋2NaOH=Na2BeO2＋2H2O。c．二者的氧化物Al2O3和BeO的熔点和硬度都很高。d．BeCl2和AlCl3都是共价化合物，易升华。③硼和硅的相似性a．自然界中B与Si均以化合物的形式存在。b．B与Si的单质都易与强碱反应，且不与稀酸反应：2B＋2KOH＋2H2O=2KBO2＋3H2↑，Si＋2KOH＋H2O=K2SiO3＋2H2↑。c．硼烷和硅烷的稳定性都比较差，且都易水解。d．硼和硅的卤化物的熔、沸点比较低，易挥发，易水解。【核心归纳】根据原子结构特征判断元素在元素周期表中的位置电子排布式eq\o(→,\s\up7(确定))价电子排布式eq\o(→,\s\up7(确定))【必备知识基础练】1．（2021·全国·高二课时练习）下列说法错误的是A．元素周期律揭示元素性质随核电荷数递增而呈现周期性变化的规律B．元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系C．元素周期表是元素周期律的具体表现形式D．元素周期表和元素周期系均有多种形式2．（2021·江苏盐城·高二学业考试）硼和氮都属于元素周期表第2周期元素，它们原子结构中相同的是A．电子层数 B．质子数 C．最外层电子数 D．核外电子数3．（2021·山西大同·高三阶段练习）钼元素为人体及动植物必须的微量元素，也在钢铁工业中有着重要的作用，钼作为钢的合金化元素，可以提高钢的强度，特别是高温强度和韧性。我国钼元素的储量丰富，在世界上占第二位。如图所示是元素周期表中钼元素的相关信息，下列说法错误的是A．(钼酸根离子)中共有76个电子B．钼元素的相对原子量为95.96C．92Mo、95Mo、98Mo互为同位素，化学性质几乎相同D．钼元素是第五周期的主族元素4．（2021·上海市徐汇中学高二期中）砷(As)为第四周期、第VA族元素，根据它在元素周期表中的位置推测，下列说法错误的是A．砷原子核外有4个电子层 B．砷的最高价含氧酸应该是强酸C．最高正价+5，最低负价-3 D．砷原子得电子能力比磷原子弱5．（2021·辽宁·沈阳二中高三阶段练习）下列有关描述及化学用语的表示方法错误的是A．元素117Ts(钿)最高正化合价为+7B．NaClO的电子式为：C．铁属于d区元素，溴属于p区元素D．在元素周期表中，从IIIB到IIB的元素都是金属6．（2021·全国·高二课时练习）下列四种元素中，其单质氧化性最强的是A．原子中2p能级比2s能级多一个电子的第二周期元素B．位于元素周期表中第三周期ⅢA族的元素C．原子最外层电子排布为2s22p6的元素D．原子最外层电子排布为2s22p5的元素【必备知识基础练】1.原子序数小于36的某基态原子最外层电子排布式为ns1，则该原子在元素周期表中不可能位于()A．第ⅠA族 B．第ⅥB族C．第Ⅷ族 D．第ⅠB族2.按电子排布，可把元素周期表中的元素划分成5个区，以下元素属于p区的是()A．FeB．MgC．BrD．Cu3.闪烁着银白色光泽的金属钛(22Ti)因具有密度小、强度大、无磁性等优良的机械性能，被广泛地应用于军事、医学等领域，号称“崛起的第三金属”。已知钛有48Ti、49Ti、50Ti等核素，下列关于金属钛的叙述中不正确的是()A．上述钛原子中，中子数不可能为22B．钛元素在元素周期表中处于第四周期C．钛的不同核素在元素周期表中处于不同的位置D．钛元素是d区的过渡元素4.下列说法正确的是()A.最外层电子排布为ns2的基态原子对应的元素一定位于第ⅡA族B.最外层电子排布为ns1的基态原子对应的元素一定属于金属元素C.p区元素的原子p能级中一定都有电子D.基态原子价层电子排布为nsnnpn的元素一定是非金属元素5.如图所示是元素周期表的一部分(表中数字和X代表原子序数)，其中X的电子排布式为[Ar]3d104s24p5的是()ABCD6.具有如下电子层结构的原子,其相应元素一定属于同一主族的是()A.3p能级上有2个未成对电子的原子和4p能级上有2个未成对电子的原子B.3p能级上只有1个空轨道的原子和4p能级上只有1个空轨道的原子C.最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s22p6的原子D.最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s2的原子7.已知下列元素基态原子的核外电子排布,分别判断其元素符号、原子序数并指出其在周期表中的位置。元素元素符号原子序数区周期族A:1s22s22p63s1B:C:3d104s1D:[Ne]3s23p4E:【关键能力提升练】8.某元素原子的最外层电子数为2,价层电子数为5,并且是同族中原子序数最小的元素,关于该元素的叙述不正确的是()A.该元素为过渡元素B.该元素处于元素周期表中第四周期第ⅡA族C.该元素位于元素周期表的d区D.该元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d34s29.某化学学习小组在学习元素周期系和周期的划分时提出了以下观点：①元素周期系的形成是由原子的结构决定的；②元素周期系中第ⅠA族元素统称为碱金属元素；③每一周期的元素原子价层电子排布式均是从ns1开始至ns2np6结束；④元素周期系的每一周期元素的种类均相等；⑤基态原子核外电子排布式为1s22s22p3和1s22s22p63s23p3的两元素的原子位于同一周期；⑥周期序数越大，该周期所含金属元素一般越多。你认为正确的是()A．①⑥ B．①②③⑤⑥C．①④⑥ D．②③⑤10.下列有关推断中,不符合实际的是()①第n周期中有2n2种元素②第n周期第nA族元素不一定是金属元素③第n周期有(8-n)种非金属元素(含稀有气体)④最高价是+7价的元素一定是非金属元素A.①③④ B.①②④C.②③④ D.①②③11.(双选)元素周期表共有18个纵列,从左到右排为1~18列,即碱金属是第一列,稀有气体是第18列。下列说法正确的是()A.第9列元素中完全是金属元素B.第15列元素的原子最外层电子排布为ns2np3C.最外层电子排布为ns2的元素都在第2列D.第10、11列为ds区的元素,形成化合物种类最多的元素在第14列12.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,如图所示:(1)在s区中,族序数最大、原子序数最小的元素,基态原子的轨道表示式为。

(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,基态原子的价层电子排布式为。

(4)在p区中,第二周期第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。

13.原子结构与元素周期表存在内在联系，按要求回答下列问题：(1)根据元素在元素周期表中的位置，写出元素基态原子的价层电子排布式。①第四周期第ⅥB族__________________________________；②第五周期第ⅠB族__________________________________；③第五周期第ⅣA族__________________________________；④第六周期第ⅡA族__________________________________。(2)根据元素电子排布可以确定元素在周期表中的位置。①具有(n－1)d10ns2电子排布的元素位于周期表中的第________族。②已知某元素＋2价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3。该元素位于元素周期表________(填序号)。A．第二周期第ⅡB族B．第四周期第ⅡA族C．第四周期第ⅤB族D．第五周期第ⅡB族③某元素原子的核电荷数为33，则其原子的价层电子排布式为________，其位于元素周期表中的__________________，属于________区的元素。(3)根据元素核外电子排布可以推知元素的性质。①被誉为“21世纪金属”的钛(Ti)元素，基态原子价层电子轨道表示式为________________________，Ti元素形成的化合物中，Ti呈现的最高价态为________价。②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，该元素基态原子的价层电子排布式为3d54s1，该元素的名称是________。【学科素养拔高练】14.已知元素周期表共有18个纵列,如下图所示,实线表示元素周期表的边界。按价层电子排布,可将元素周期表中的元素划分为s区、p