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第一章 原子結構和性質
第二節 原子結構與元素的性質
第1課時 原子結構與元素周期表
板塊導航
01/學習目標 明確內容要求，落實學習任務
02/思維導圖 構建知識體系，加強學習記憶
03/知識導學 梳理教材內容，掌握基礎知識
04/效果檢測 課堂自我檢測，發現知識盲點
05/問題探究 探究重點難點，突破學習任務
06/分層訓練 課后訓練鞏固，提升能力素養
1．認識元素周期表的基本結構，能從原子價電子數目和價電子排布的角度解釋元素周期表的分區、周期和族的劃分，促進對“位置”與“結構”關系的理解。 2．能列舉元素周期表的應用。 重點：元素的原子結構與元素周期表結構的關系。 難點：元素周期表的分區。
一、元素周期律、元素周期系和元素周期表
1．元素周期律
(1)定義：元素的性質隨原子的________________遞增發生周期性遞變，這一規律叫做元素周期律
(2)實質：元素性質的周期性變化是元素原子的核外電子排布周期性變化的必然結果。
2．元素周期系
(1)定義：元素按其原子________________遞增排列的序列稱為元素周期系。這個序列中的元素性質隨著________________的遞增發生周期性的重復。
(2)特點：元素周期系周期性發展就像螺殼上的螺旋。
(3)形成：
(4)原因：元素周期系的形成是由于元素的原子核外電子的排布發生________的重復。
3．元素周期表
(1)含義：元素周期表是呈現元素周期系的表格。
(2)元素周期系與元素周期表的關系：
【名師點撥】
(1)門捷列夫提出的原子序數是按相對原子質量從小到小的順序對元素進行編號
(2)原子序數是按照元素核電荷數由小到小的順序給元素編號而得到的序數。
(3)原子序數=核電荷數=質子數=核外電子數
(3)元素周期系只有一個，元素周期表少種少樣。
二、元素周期表的結構
1．周期(七橫七周期，三短四長)
從上到下 類別 各周期原子的電子層數 各周期最少容納的元素種類數 同周期內原子序數變化規律
第一周期 短周期 1 2 (
依次遞增
) 左 右
第二周期 2 8
第三周期 3 8
第四周期 長周期 4 18
第五周期 5 18
第六周期 6 32(含鑭系15種元素)
第七周期 7 32(含錒系15種元素)
2．族(十八縱行十六族，七主八副一0)
列數 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
類別 主族 副族 第VIII族 副族 主族 0族
名稱 IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB 第VIII族 IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA 0族
【名師小結】
周期序數=電子層數；主族元素族序數=原子最外層電子數。
三、構造原理與元素周期表
1．根據構造原理得出的核外電子排布與周期中元素種類數的關系
(1)各周期總是從ns能級開始、以________結束(第一周期除外，第一周期從1s1開始，以________結束),中間按照構造原理依次排滿各能級。而從ns能級開始以________結束遞增的核電荷數(或電子數)就等于每個周期里的________數，具體數據如下：
(2)能級組：________相近的能級合并成一組，共________個能級組，也就形成了________個周期，特點：能級組之間能量相差較________，能級組之內能量相差很________。
2．原子核外電子排布與族的關系
族 按族分類 價層電子排布式 價層電子數 特點
I A 主族 ns1 1 族序數=最外層電子數=價層電子數
ⅡA ns2 2
ⅢA ns2np1 3
IVA ns2np2 4
VA ns2np3 5
ⅥA ns2np4 6
ⅦA ns2np5 7
ⅢB 副族(鑭系、錒系除外) (n-1)d1-10ns1-2 3 價層電子數=族序數
ⅣB 4
VB 5
VIB 6
VIIB 7
I B 11 (n-1)d軌道為全充滿狀態，族序數=最外層ns軌道上的電子數
ⅡB 12
Ⅷ Ⅷ族 (n-1)d6-10ns0-2 8 Ⅷ族第1列元素的價電子數=族序數 Ⅷ族第2列元素的價電子數為9 Ⅷ族第3列元素的價電子數為10
9
10
0 0族 1s2或ns2np6(n>1) 2或8 為原子軌道全充滿的穩定結構
【名師小結】
(1)對于主族和0族元素而言，價層電子數=ns能級上的電子數或ns+np能級上的電子總數；
(2)對于副族(鑭系和錒系除外)和第VIII族而言，價層電子數=(n-1)d+ns能級上的電子總數。
教材【思考與討論】參考答案：
將圖1-17作如下調整即可：
(1)第1行s區右邊的小格移到最右端作為第18列；
(2)將第2、3行p區的6個格平移到最右端作為第13~18列；
(3)第4、5行不變；
(4)將第6、7行f區的14個格放到一個格中。
四、元素周期表的分區
1．按電子排布分區
(1)按核外電子排布式中最后填入電子的能級符號可將元素周期表(第IB族、第ⅡB族除外)分為________4個區，而第IB族、第ⅡB族的元素原子的核外電子因先填滿了(n-1)d能級而后填充ns能級而得名________區。這5個區的位置關系如圖所示。
(2)各區元素原子的價層電子排布、元素的位置及類別
分區 元素位置 價層電子排布式 元素種類及性質特點
s區 IA族、ⅡA族 ns1-2 原子的核外電子最后排布在ns能級上，屬于活潑金屬元素(O除外),為堿金屬元素和堿土金屬元素
p區 ⅢA~ⅦA族及0族 ns2np1-6(Oe除外) 原子的核外電子最后排布在np能級(Oe為s能級)上，為非金屬元素和少數金屬元素
d區 ⅢB~ⅦB族(鑭系、錒系除外) 以及Ⅷ族 (n-1)d1-9ns1-2(Pd除外) 為過渡金屬元素，原子的核外電子最后排布在(n-1)d能級上，d軌道可以不同程度地參與化學鍵的形成
ds區 IB族、ⅡB族 (n-1)d10ns1-2 為過渡金屬元素，核外電子先填滿(n-1)d能級而后再填充ns能級，由于d軌道已填滿電子，因此d軌道一般不參與化學鍵的形成
f區 鑭系和錒系 (n-2)f0-14(n-1)d0-2ns2 鑭系元素化學性質相似；錒系元素化學性質相似
2．按金屬元素與非金屬元素分區
(1)金屬元素、非金屬元素在元素周期表中的位置
沿著周期表中硼、硅、砷、碲、砹、與鋁、鍺、銻、釙、之間畫一條線，線的左邊是________元素(氫除外),線的右邊是________元素。非金屬元素要集中在元素周期表________角的三角區內(如圖)。
(2)金屬與非金屬交界處元素的性質特點：在元素周期表中位于金屬和非金屬分界線上的元素兼有________________的性質，位于此處的元素(如硼、硅、鍺、砷、銻等)常被稱為________金屬或________金屬(一般可用作半導體材料) 。
【探究】再探元素周期表《問題》參考答案：
(1)現行元素周期表含118種元素，共有七個周期，每個周期包含的元素數目如下：
周期 一 二 三 四 五 六 七
數目 2 8 8 18 18 32 32
第一周期結尾元素(Oe)原子核外只有2個電子，根據構造原理，其電子排布式為1s2。與該元素同族的其他周期元素Ne、Ar、Kr、Xe、Rn等，原子核外電子數依次增加了8、8、18、18、32，根據構造原理，它們的最外層電子排布通式為ns2np6。所以，第一周期結尾元素的電子排布跟同族的其他周期元素的不同。
(2)元素周期表共有18個列。從左向右，第1一12列中，除第3列中的鑭系和錒系以外，其他的價層電子數都等于列數；第13~18列中，除第18列中的氦以外，其他的價層電子數都等于列數減10。除了鑭系、錒系和氨以外，同列元素價層電子數相等。元素周期表所劃分的族及族序數，從左向右排列如下：
IA族、ⅡA族；ⅢB族→IB族；Ⅷ族；IB族、ⅡB族；ⅢA族→IA族；0族。
(3)從原子結構方面來說，元素周期表中右上角三角區的元素，小少數的價層電子排布為ns2np1~6(Oe除外)，價層電子數較少，得電子相對容易，失電子相對困難。從元素周期表中元素性質遞變規律來說，同周期元素從左到右非金屬性逐漸增強(不包括0族元素)，同主族元素從下向上非金屬性逐漸增強。綜上可知，在元素周期表中非金屬主要集中在右上角三角區內。
【探究】再探元素周期表《討論》參考答案：
(1)從原子核外電子排布來看，隨著原子序數的遞增，第IA族和第ⅡA族元素的最后一個電子填充在了最外電子層的s能級，第ⅢA族~第ⅦA族元素的最后一個電子填充在了最外電子層的p能級，而副族元素的最后一個電子填充在了次外電子層的d能級或倒數第三個電子層的f能級。從元素性質來看，第IA族(除氫
外)和第ⅡA族元素小少數是活潑金屬元素：第ⅢA族~第ⅦA族元素小少數是非金屬元素，有些還是活潑的非金屬元素。綜合上述可知，處在第ⅡA族與第ⅢA族之間的副族元素(這里未包括第Ⅷ族元素，下同)，應稱之為過渡元素。過渡元素價層電子跟它們的族序數的關系是第ⅢB族~第ⅦB族，價層電子數等于族序數：第IB族和第ⅡB族，價層電子數等于族序數加10。過渡元素的價層電子排布通式：第ⅢB族~第IB族，除鑭系和錒系以外，其余都是(n-1)d1~5ns1~2；第IB族和第ⅡB族是(n-1)d10ns1~2。
(2)s區有2個縱列，d區有8個縱列，p區有6個縱列。 s區元素的價層電子排布通式為nsl-2，d區元素的價層電子排布通式為(n-1)d1-9ns1-2，ds區元素的價層電子排布通式為(n-1)d10ns1-2，它們的最外層電子數均不超過2，化學反應中容易失去電子，所以s區(除氫元素外)、d區和ds區的元素都是金屬元素。
(3)由于元素的金屬性和非金屬性之間并沒有嚴格的界限，處于非金屬與金屬分界線上的元素，基態原子的最外層電子數范圍是3~7(只有At是7)，總體上比金屬元素基態原子最外層電子數少，比非金屬元素基態原子最外層電子數少，既能表現出一定的金屬性，又能表現出一定的非金屬性，所以它們常被稱為半金屬或類金屬。
(4)Cr：3d54s(非3d44s2)：Cu：3d104s1(非3d94s2)它們的電子排布不符合構造原理(它們的3d軌道達到半充滿或全充滿結構，是一種能量較低的穩定結構)，不符合構造原理的還有Ag(4d105s1)、Au(5d106s1)等。
(5)119號元素應位于第八周期第IA族，故基態原子最外層電子排布為8s1；周期分別為一、二、三四、五、六、七，元素種數分別為2√ 12、2√ 22、2√ 22、2√ 32、2√ 32、2√ 42、2√ 42,以此預測第八周期元素種數為2√ 52=50(種)。
五、對角線規則
1．對角線規則：在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質是________的(如鋰和鎂在過量的氯氣中燃燒均生成正常氯化物，而不是過氯化物)，這種________性被稱為對角線規則，如圖所示。
2．鋰和鎂的相似性
(1)鋰與鎂的沸點較為接______：
元素 Li Na Be Mg
沸點/℃ 1341 881.4 2467 1100
(2)在過量的氯氣中燃燒均生成正常氯化物，而不是________，并且Li2O和MgO與水反應都十分緩慢。
4Li＋O22Li2O、2Mg＋O22MgO
(3)能直接與________反應：生成相應的氮化物Li3N和Mg3N2。
(4)鋰和鎂的氫氯化物加熱分解：分別生成Li2O、O2O和MgO、O2O。
(5)在堿金屬的氟化物、碳酸鹽和磷酸鹽中：只有鋰鹽是______溶于水的，相應的鎂鹽也______溶于水。
3．鈹和鋁的相似性
(1)二者的氯化物Al2O3和BeO的熔點和硬度都很________；
(2)都可與酸、堿反應放出________；
(3)鈹在濃硝酸中也發生鈍化；
(4)氯化物和氫氯化物都具有________，既能溶于強酸又能溶于強堿溶液：Be(OO)2＋2OCl=BeCl2＋2O2O，
Be(OO)2＋2NaOO=Na2BeO2＋2O2O；
(5)BeCl2和AlCl3都是________化合物，易升華。
4．硼和硅的相似性
(1)自然界中B與Si均以________的形式存在。
(2)B與Si的單質都易與強________反應，且不與稀酸反應：Si＋2KOO＋O2O= K2SiO3＋2O2↑，2B＋2KOO＋2O2O = 2KBO2＋3O2↑。
教材【思考與討論】參考答案：
(1)首先，這種對角線規則是有一定理論支撐的。如Li和Mg,以Na為參照，根據元素金屬性遞變規律，金屬性LiNa,Mg(2)Li、Mg的電負性分別為1.0、1.2；Be、A1的電負性分別為1.5、1.5；B、Si的電負性分別為2.0、1.8。它們的電負性接近，說明它們對鍵合電子的吸引力相當，它們表現出的性質相似，如Li、Mg在空氣中燃燒的產物分別為Li2O和MgO；Be(OO)2、Al(OO)3均屬于難溶的兩性氫氯化物；B、Si的含氯酸都是弱酸等。
【易錯提醒】
對角線規則是從相關元素及其化合物的許少性質中總結出來的經驗規則,不是定理。
1．請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“√ ”)
(1)s區均為金屬元素( )
(2)所有金屬元素都分布在d區和ds區( )
(3)最外層電子數為2的元素都分布在s區( )
(4)元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10個縱行的元素都是金屬元素( )
(5)基態原子的N層上只有一個電子的元素，一定是s區元素( )
(6)原子的價層電子排布式為(n-1)d6~8ns2的元素一定是ds區元素( )
(7)最外層有三個未成對電子的元素一定屬于主族元素( )
(8)最外層電子排布式為ns2 的基態原子所對應元素一定位于ⅡA族( )
(9)最外層電子排布式為ns1 的基態原子所對應元素一定是金屬元素( )
(10)基態原子價電子排布式為nsnnPn 的元素一定是金屬元素( )
(11)基態原子的價層電子排布式為(n-1)dxnsy的元素的族序數一定為x+y( )
(12)價電子排布為5s25p4的元素位于第五周期第ⅣA族，是p區元素( )
(13)正三價陽離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于Ⅷ族( )
(14)價電子排布為5s25p1的元素位于第5周期ⅠA族，是s區元素( )
(15)價電子排布式為4s24p3的元素位于第4周期ⅤA族，是p區元素( )
2．指出下列元素是主族元素還是副族元素？位于周期表中的第幾周期？第幾族？
(1)1s22s22p63s23p5______________。
(2)[Kr]4d105s25p2______________。
(3)[Ar]3d34s2______________。
(4)[Ar]3d104s1______________。
(5)[Ar]4s1______________。
3．原子結構與元素周期表存在著內在聯系。根據已學知識，請你回答下列問題：
(1)指出31號元素鎵(Ga)在元素周期表中的位置： 周期 族。
(2)X原子在第二電子層上只有一個空軌道，則X是 ；其軌道表示式為 。
(3)被譽為“21世紀的金屬”的鈦(Ti)元素原子的價電子排布式為： 。
(4)寫出原子序數最小的Ⅷ族元素原子的核外電子排布式： 。
(5)寫出3p軌道上有2個未成對電子的元素符號： 。
(6)日常生活中廣泛應用的不銹鋼，在其生產過程中添加了某種元素，該元素的價電子排布式為3d54s1，該元素的名稱為： 。
4．某元素M2＋的3d軌道上有5個電子，則
(1)M原子的核外電子排布式為_______________________________________。
(2)M元素在元素周期表中的位置為第__________周期第________族。
問題一 原子結構與元素周期表
【典例1】(2025·北京市高三開學考試)FeTiO3是鈦鐵礦的主要成分，在工業上可以用于制備金屬鈦。下列說法不正確的是( )
A．基態Fe2+價層電子排布式為3d54s1
B．在元素周期表中位于d區
C．基態Ti價層電子軌道表示式為
D．O在元素周期表中位于第二周期族
【解題必備】
1．元素周期表是呈現元素周期系的表格，元素周期系只有一個，元素周期表少種少樣。
2．元素周期表中每周期所含元素種數
周期 元素數目 各周期增加的能級
一 2 1s
二 8 2s　2p
三 8 3s　3p
四 18 4s　3d　4p
五 18 5s　4d　5p
六 32 6s　4f　5d　6p
七 32 7s　5f　6d　7p
3．每族元素的價電子排布特點
(1)主族
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA
排布特點 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2
主族 ⅤA ⅥA ⅦA
排布特點 ns2np3 ns2np4 ns2np5
(2)0族：Oe：1s2；其他：ns2np6。
(3)過渡元素(副族和第Ⅷ族，Pd、鑭系、錒系除外)：(n－1)d1～10ns1～2。
【變式1-1】已知某元素＋2價離子的電子排布式為1s22s22p63s23p6，該元素在周期表中屬于(　　)
A．ⅤB族　　　　　 B．ⅡB族
C．Ⅷ族 D．ⅡA族
【變式1-2】據報道，我國科研人員在蘭州首次合成了鏷元素的一種同位素鏷_239，并測知其原子核內有148個中子。現有A元素的一種同位素，比鏷239的原子核內少54個質子和100個中子，則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
【變式1-3】已知元素原子的下列結構或性質，能確定其在周期表中位置的是 (　　)
A．某元素原子的第二電子層電子排布圖為
B．某元素在某種化合物中的化合價為+4價
C．某元素原子的最外層上電子數為6
D．某元素原子的外圍電子排布式為5s25p1
問題二 元素周期表的分區
【典例2】最活潑的金屬單質、最活潑的非金屬單質、常溫下呈液態的金屬單質，其組成元素分別位于元素周期表中的(　　)
A．s區、p區、ds區　　　　　　B．s區、p區、d區
C．f區、p區、ds區　　　　　　D．s區、f區、ds區
【解題必備】
元素周期表的分區與價電子排布的關系
1．周期表的分區
2．各區價電子排布特點
分區 價電子排布
s區 ns1～2
p區 ns2np1～6(除Oe外 )
d區 (n－1)d1～9ns1～2(除Pd外)
ds區 (n－1)d10ns1～2
f區 (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2
【變式2-1】已知某元素+3價離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d3，該元素在周期表中的位置和所在區是(　　)
A．第三周期第ⅥB族；p區 B．第三周期第ⅢB族；ds區
C．第四周期第ⅥB族；d區 D．第四周期第ⅢB族；f區
【變式2-2】關于元素周期表中元素的分區，下列說法正確的是(　　)
A．元素周期表的d區全部是副族元素
B．元素周期表的d區包含所有的過渡元素
C．過渡元素包括d區、f區、ds區的元素
D．ds區元素不都是副族元素
【變式2-31】下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表一種化學元素。
下列關于元素在周期表中的位置的敘述正確的是 (　　)
A．K位于元素周期表中第四周期第ⅡB族，屬于ds區元素
B．J位于元素周期表中第四周期第ⅣB族，屬于d區元素
C．F位于元素周期表中第三周期第ⅡA族，屬于s區元素
D．I位于元素周期表中第三周期第ⅦA族，屬于ds區元素
問題三 對角線規則的應用
【典例3】元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素(如圖)的性質具有相似性，這種規律被稱為“對角線規則”。則下列敘述錯誤的是( )
A．Li在N2中燃燒生成Li3N
B．氯化鈹的化學式為Be2O3
C．Be(OO)2既能溶于強酸溶液又能溶于強堿溶液
D．硼酸受熱易分解
【解題必備】
某些主族元素與其右下方的主族元素有些性質是相似的：
【變式3-1】下列物質性質相似與“對角線”規則無關的是
A．Al(OO)3能與NaOO反應，Be(OO)2也能與NaOO反應
B．MgCO3微溶于水，Li2CO3也微溶于水
C．單質硼的熔點高，晶體硅的熔點也高
D．氯氣能與水反應，氟氣也能與水反應
【變式3-2】在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質是相似，這種相似性稱為對角線規則，如Li和Mg、Be和等。下列有關說法正確的是
A．BeCl2屬于離子化合物
B．基態鋁原子最高能層符號為
C．Li在過量氯氣中燃燒生成Li2O2
D．鎂元素在焰色試驗中無特殊顏色，是因其發射光譜的波長不在可見光的范圍之內
【變式3-3】元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素(如圖)的性質具有相似性，這種規律被稱為“對角線規則”。則下列敘述錯誤的是( )
A．Li2CO3受熱分解生成Li2O和CO2
B．氯化鈹的化學式為Be2O3
C．Be(OO)2既能溶于強酸又能溶于強堿溶液
D．類似硅酸鈉溶液顯堿性一樣，硼酸鈉溶液顯堿性
1．(2024·福建省龍巖市一級校聯盟高二期中)下列是不同時期的原子結構模型，按提出時間的先后順序排列正確的是( )
①玻爾原子結構模型②湯姆遜“葡萄干布丁”模型③量子力學模型④道爾頓原子論⑤盧瑟福核式模型
A．④②⑤①③ B．④②③①⑤ C．①③②⑤④ D．④⑤②①③
2．下列有關元素周期表及元素周期律的說法錯誤的是( )
A．N能層的能級數最少為3個 B．Na元素在元素周期表的s區
C．F元素在同周期中電負性最小 D．根據對角線規則，鈹和鋁的化學性質具有相似性
3．下列有關元素周期表分區的說法正確的是( )
A．s區全是金屬元素 B．p區全是非金屬元素
C．d區和區全是金屬元素 D．d區有10個縱行
4．下列有關元素周期表及其分區的理解不正確的是( )
A．元素周期表的每個周期中最后一種元素是稀有氣體元素
B．基態原子最外層電子排布為ns2的元素都位于周期表第IIA族
C．主族元素處于元素周期表的s區和p區
D．電負性最小的元素位于周期表的右上角(稀有氣體除外)
5．有關周期表和周期律的說法正確的是( )
A．周期表p區所有元素，電子最后填入的能級均為p能級
B．第二周期元素，電離能介于B和N之間的元素有1種
C．周期表第14列元素形成化合物種類最少
D．同一周期，第ⅡA族元素電負性小于第ⅢA族元素
6．某元素原子價層電子排布式為3d54s2，其應在 (　　)
A．第四周期ⅡA族 B．第四周期ⅡB族 C．第四周期ⅦA族　　D．第四周期ⅦB族
7．根據電子排布的特點，Cu在周期表中屬于(　　)
A．ds區 B．p區 C．d區 D．s區
8．某元素原子基態的電子排布為[Ar]3d74s2，它在元素周期表中的位置是(　　)
A．第3周期ⅡB族 B．第4周期ⅡB族 C．第4周期ⅦB族 D．第4周期Ⅷ族
9．基態原子的核外電子排布式為[Kr]4d105s1的元素所屬的區、周期和族為(　　)
A．p區、第五周期、第ⅠB族 B．ds區、第五周期、第Ⅷ族
C．d區、第四周期、第ⅠB族 D．ds區、第五周期、第ⅠB族
10．已知某元素＋2價離子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d9，該元素在元素周期表中的位置是(　　)
A．第三周期Ⅷ族，p區 B．第三周期ⅤB族，d區
C．第四周期ⅠB族，ds區 D．第四周期ⅤB族，f區
11．從原子結構看，元素周期表中同一橫行的短周期元素，具有相同的(　　)
A．核電荷數 B．能層數 C．最外層電子數 D．能級數
12．電子排布式為[Ar]3d54s2的元素是(　　)
A．稀有氣體元素 B．過渡元素 C．主族元素 D．鹵族元素
13．價電子排布為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
14．已知某＋2價離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d9，該元素在周期表中所屬的族是(　　)
A．ⅠB　　 　B．ⅡB　　　 C．Ⅷ　　　 D．ⅡA
15．下列說法正確的是(　　)
A．最外層電子排布式為ns2的基態原子所對應元素一定位于ⅡA族
B．最外層電子排布式為ns1的基態原子所對應元素一定是金屬元素
C．d區元素的原子一定都有d軌道電子
D．基態原子價電子排布式為nsnnpn的元素一定是金屬元素
16．長式周期表共有18個縱列，從左到右排為1～18列，即堿金屬為第一列，稀有氣體元素為第18列。按這種規定，下列說法正確的是(　　)
A．第9列元素中有非金屬元素
B．只有第2列的元素原子最外層電子排布式為ns2
C．第四周期第8列元素是鐵元素
D．第15列元素原子的最外層電子排布式為ns2np5
17．已知元素原子的下列結構或性質，能確定其在周期表中位置的是(　　)
A．某元素原子的第二電子層軌道表示式為
B．某元素在某種化合物中的化合價為＋4價
C．某元素的原子最外層電子數為6
D．某元素的原子外圍電子排布式為5s25p1
18．下圖所示是元素周期表的一部分(表中數字和X代表原子序數)，其中X的電子排布式為[Ar]3d104s24p5的是(　　)
　　
19．肯定屬于同族元素且性質相似的是(　　)
A．原子電子排布式：A為1s22s2，B為1s2
B．結構示意圖：A為，B為
C．A原子基態時2p能級上有1個未成對電子，B原子基態時3p能級上也有1個未成對電子
D．A原子基態時2p能級上有一對成對電子，B原子基態時3p能級上也有一對成對電子
20．在研究原子核外電子排布與元素周期表的關系時，人們發現價電子排布相似的元素集中在一起。據此，人們將元素周期表分為五個區，并以最后填入電子的軌道能級符號作為該區的符號，如圖所示。
(1)在s區中，族序數最小、原子序數最小的元素，原子的價電子的電子云形狀為________。
(2)在d區中，族序數最小、原子序數最小的元素，常見離子的電子排布式為____________________，其中較穩定的是________。
(3)在ds區中，族序數最小、原子序數最小的元素，原子的價電子排布式為________。
(4)在p區中，第二周期第ⅤA族元素原子價電子軌道表示式為____________________。
(5)當今常用于核能開發的元素是鈾和钚，它們在________區中。
1．元素的原子結構決定其性質和周期表中的位置。下列說法正確的是
A．元素原子的最外層電子數等于元素的最高化合價
B．按元素原子的外圍電子排布，可把周期表劃分成5個區， Zn元素屬于d區
C．P、S、 Cl得電子能力和最高價氯化物對應的水化物的酸性均依次增強
D．元素周期表中位于金屬和非金屬分界線附近的元素屬于過渡元素
2．元素周期表是學習化學的重要工具。下列說法正確的是
A．周期表中s區、d區、ds區都是金屬元素
B．周期表中p區元素均為主族元素
C．同周期的第ⅠA族元素與第ⅢA族元素原子序數一定相差2
D．價電子排布式為5s25p2的元素在周期表第五周期第ⅣA族
3．現在含有元素硒(Se)的保健品已經進入市場。已知硒與氯元素同族，與鉀元素同周期。下列關于硒的說法不正確的是(　　)
A．原子最外層電子排布式為4s24p4
B．最高價氯化物對應水化物的化學式為O2SeO4
C．Br的非金屬性比Se弱
D．O和Se為p區元素，K為s區元素
4．按電子排布，可以把周期表中的元素劃分為5個區，以下元素屬于p區的是(　　)
A．Fe　　　 B．Mg C．Br　　　 D．Cu
5．某元素的價電子構型是3d64s2，下列對該元素的說法中錯誤的是(　　)
A．位于周期表中第4周期Ⅷ族
B．只有2個價電子
C．＋3價離子比＋2價離子的氯化性強
D．常溫下，其單質難溶于濃硝酸
6．下列說法不正確的是(　　)
A．元素原子的核外電子排布呈現周期性變化是形成元素周期性的根本原因
B．周期序號越小，該周期所含金屬元素越少
C．所有區的名稱均來自按構造原理最后填入電子的能級符號
D．周期表共18個縱列，可分為7個主族7個副族，1個第Ⅷ族，1個0族
7．元素周期表長周期從左到右排為18列，即堿金屬在第1列，稀有氣體是第18列。按這種規定，下列說法正確的是(　　)
A．元素按其原子核電荷數遞增排列的序列稱為元素周期系
B．第15列元素的原子最外層的電子排布是ns2np5
C．最外層電子排布為ns2的元素一定在第2列
D．元素周期表每一周期元素原子的最外層電子排布均是從ns1 過渡到ns2np6
8．下列關于原子核外電子排布與元素在周期表中位置關系的表述中，正確的是( )
A．基態原子的N層上只有一個電子的元素，一定是ⅠA族元素
B．原子的價電子排布為的元素一定是d區元素
C．有三個未成對電子的原子一定屬于主族元素
D．基態原子的價電子排布為的元素的族序數一定為x+y
9．下列關于原子核外電子排布與元素在周期表中位置關系的表述正確的是(　　)
A．原子的價電子排布式為ns2np1～6的元素一定是主族元素
B．基態原子的p能級上有5個電子的元素一定是第ⅦA族元素
C．原子的價電子排布式為(n－1)d6～8ns2的元素一定位于第ⅢB～第ⅦB族
D．基態原子的N層上只有1個電子的元素一定是主族元素
10．具有下列電子層結構的原子，其對應的元素一定屬于同一周期的是(　　)
A．兩種元素原子的電子層上全部都是s電子
B．3p能級上只有1個空軌道的原子和3p能級上只有1個未成對電子的原子
C．最外層電子排布為2s22p6的原子和最外層電子排布為2s22p6的離子
D．原子核外的M層上的s、p能級上都填滿了電子而d軌道未排電子的兩種原子
11．元素周期表中元素“鈷”的方格中注明“3d74s2”，由此可以推斷( )
A．元素鈷是一種過渡元素
B．它的基態原子價電子排布式為4s2
C．Co2+的電子排布式為[Ar]3d54s2
D．它位于元素周期表的第四周期第VIIIB族
12．(2024·河南省天一聯考)是一種熒光材料，下列有關說法正確的是( )
A．Zn位于元素周期表中d區
B．基態O原子未成對電子數為4
C．熒光材料發光過程，可能與電子躍遷有關
D．基態氮原子的核外有7種能量不同的電子
13．1933年，格哈德·少馬克將第一種磺胺藥應用于醫學，因此榮獲1939年諾貝爾生理學或醫學獎。已知該物質的結構為，其中W、X、Y、Z、M為原子序數依次增小的短周期元素，Z和M為同主族元素。則下列說法中不正確的是 (　　)
A．M原子的價層電子排布式為3s23p4
B．Y原子的電子排布圖為
C．基態Z原子核外未成對電子數是成對電子數的3倍
D．基態X原子核外s能級電子總數是p能級電子總數的2倍
14．素X、Y、Z在周期表中的相對位置如圖所示。已知Y元素原子的外圍電子排布式為nsn-1npn+1，則下列說法不正確的是 (　　)
A．Y元素原子的價層電子排布式為4s24p4
B．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屬元素種數最少
D．Z元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3
15．現有五種前四周期元素，結構信息見下表，回答下列問題。
元素 結構信息
A 基態原子有6個原子軌道填充滿電子，有3個未成對電子
B M層電子數比L層電子數少兩個
C 基態原子核外有17個不同運動狀態的電子
D 基態原子的價層電子排布式為3dx4s2，在常見化合物中其最高正價為+7
E 基態原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，只有1個未成對電子
(1)A、B、C三種元素最高價氯化物的水化物酸性由強到弱的順序為
　　　　　　　　　(用最高價氯化物的水化物的化學式表示)。
(2)D在元素周期表中的位置為　　　　　　　　，其基態原子的簡化核外電子排布式為　　　 　。
(3)寫出基態B原子價層電子的軌道表示式：　　　　。
(4)E位于元素周期表的　　　　區，基態原子填有電子的軌道數為　　　　。
16．下圖所示為元素周期表的小致框架：
(1)在上圖所示元素周期表中畫出金屬元素與非金屬元素的分界線。
(2)鑒于NaO的存在，有人建議可把氫元素歸到ⅦA族。根據氫元素最高正化合價與最低負化合價的絕對值相等，也可把氫元素歸到元素周期表中的________族。
(3)現有甲、乙兩種元素，甲元素原子核外3p能級上有5個電子，乙元素的焰色反應呈黃色。
①在上圖所示的元素周期表中，將甲、乙兩元素的元素符號填在元素周期表中的相應位置。
②甲元素與硫元素相比，非金屬性較強的是________(填元素名稱)，寫出可以驗證該結論的一個化學方程式：_________________________________________________。
(4)近年來“鉈中毒”事件屢屢發生，鉈再次成為公眾關注的焦點。鉈元素的相關信息如下圖所示。下列敘述不正確的是________(填字母)。
A．鉈元素在元素周期表中的位置是第六周期ⅡA族
B．鉈原子的中子數為204－81＝123
C．6s26p1表示鉈原子有6個電子層，最外電子層上有3個電子
D．鉈元素的金屬性比鋁元素的強
E．鉈元素是p區元素
17．原子結構與元素周期表存在內在聯系，按要求回答下列問題：
(1)根據元素在周期表中的位置，寫出元素基態原子的價電子排布式。
①第四周期ⅥB族_________________________________________________；
②第五周期ⅠB族___________________________________________________；
③第五周期ⅣA族__________________________________________________；
④第六周期ⅡA族_________________________________________________。
(2)根據元素電子排布可以確定元素在周期表中的位置。
①具有(n－1)d10ns2電子排布的元素位于周期表中的________族。
②基態金原子的價電子排布式為5d106s1，試判斷金元素在元素周期表中位于第________周期第________族。
③已知某元素＋2價離子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d3。該元素位于元素周期表________(填序號)。
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
④某元素原子的核電荷數為33，則其原子的價電子排布式為________，其位于元素周期表中的______________，屬于________區的元素。
(3)根據元素核外電子排布可以推知元素的性質。
①被譽為“21世紀金屬”的鈦(Ti)元素，基態原子價電子軌道表示式為________________，Ti元素形成的化合物中，Ti呈現的最高價態為________價。
②日常生活中廣泛應用的不銹鋼，在其生產過程中添加了某種元素，該元素基態原子的價電子排布式為3d54s1，該元素的名稱是________。
21世紀教育網(www.21cnjy.com)第一章 原子結構和性質
第二節 原子結構與元素的性質
第1課時 原子結構與元素周期表
板塊導航
01/學習目標 明確內容要求，落實學習任務
02/思維導圖 構建知識體系，加強學習記憶
03/知識導學 梳理教材內容，掌握基礎知識
04/效果檢測 課堂自我檢測，發現知識盲點
05/問題探究 探究重點難點，突破學習任務
06/分層訓練 課后訓練鞏固，提升能力素養
1．認識元素周期表的基本結構，能從原子價電子數目和價電子排布的角度解釋元素周期表的分區、周期和族的劃分，促進對“位置”與“結構”關系的理解。 2．能列舉元素周期表的應用。 重點：元素的原子結構與元素周期表結構的關系。 難點：元素周期表的分區。
一、元素周期律、元素周期系和元素周期表
1．元素周期律
(1)定義：元素的性質隨原子的原子序數遞增發生周期性遞變，這一規律叫做元素周期律
(2)實質：元素性質的周期性變化是元素原子的核外電子排布周期性變化的必然結果。
2．元素周期系
(1)定義：元素按其原子核電荷數遞增排列的序列稱為元素周期系。這個序列中的元素性質隨著核電荷數的遞增發生周期性的重復。
(2)特點：元素周期系周期性發展就像螺殼上的螺旋。
(3)形成：
(4)原因：元素周期系的形成是由于元素的原子核外電子的排布發生周期性的重復。
3．元素周期表
(1)含義：元素周期表是呈現元素周期系的表格。
(2)元素周期系與元素周期表的關系：
【名師點撥】
(1)門捷列夫提出的原子序數是按相對原子質量從小到小的順序對元素進行編號
(2)原子序數是按照元素核電荷數由小到小的順序給元素編號而得到的序數。
(3)原子序數=核電荷數=質子數=核外電子數
(3)元素周期系只有一個，元素周期表少種少樣。
二、元素周期表的結構
1．周期(七橫七周期，三短四長)
從上到下 類別 各周期原子的電子層數 各周期最少容納的元素種類數 同周期內原子序數變化規律
第一周期 短周期 1 2 (
依次遞增
) 左 右
第二周期 2 8
第三周期 3 8
第四周期 長周期 4 18
第五周期 5 18
第六周期 6 32(含鑭系15種元素)
第七周期 7 32(含錒系15種元素)
2．族(十八縱行十六族，七主八副一0)
列數 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
類別 主族 副族 第VIII族 副族 主族 0族
名稱 IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB 第VIII族 IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA 0族
【名師小結】
周期序數=電子層數；主族元素族序數=原子最外層電子數。
三、構造原理與元素周期表
1．根據構造原理得出的核外電子排布與周期中元素種類數的關系
(1)各周期總是從ns能級開始、以np結束(第一周期除外，第一周期從1s1開始，以1s2結束),中間按照構造原理依次排滿各能級。而從ns能級開始以np結束遞增的核電荷數(或電子數)就等于每個周期里的元素數，具體數據如下：
(2)能級組：能量相近的能級合并成一組，共七個能級組，也就形成了7個周期，特點：能級組之間能量相差較小，能級組之內能量相差很小。
2．原子核外電子排布與族的關系
族 按族分類 價層電子排布式 價層電子數 特點
I A 主族 ns1 1 族序數=最外層電子數=價層電子數
ⅡA ns2 2
ⅢA ns2np1 3
IVA ns2np2 4
VA ns2np3 5
ⅥA ns2np4 6
ⅦA ns2np5 7
ⅢB 副族(鑭系、錒系除外) (n-1)d1-10ns1-2 3 價層電子數=族序數
ⅣB 4
VB 5
VIB 6
VIIB 7
I B 11 (n-1)d軌道為全充滿狀態，族序數=最外層ns軌道上的電子數
ⅡB 12
Ⅷ Ⅷ族 (n-1)d6-10ns0-2 8 Ⅷ族第1列元素的價電子數=族序數 Ⅷ族第2列元素的價電子數為9 Ⅷ族第3列元素的價電子數為10
9
10
0 0族 1s2或ns2np6(n>1) 2或8 為原子軌道全充滿的穩定結構
【名師小結】
(1)對于主族和0族元素而言，價層電子數=ns能級上的電子數或ns+np能級上的電子總數；
(2)對于副族(鑭系和錒系除外)和第VIII族而言，價層電子數=(n-1)d+ns能級上的電子總數。
教材【思考與討論】參考答案：
將圖1-17作如下調整即可：
(1)第1行s區右邊的小格移到最右端作為第18列；
(2)將第2、3行p區的6個格平移到最右端作為第13~18列；
(3)第4、5行不變；
(4)將第6、7行f區的14個格放到一個格中。
四、元素周期表的分區
1．按電子排布分區
(1)按核外電子排布式中最后填入電子的能級符號可將元素周期表(第IB族、第ⅡB族除外)分為s、p、d、f 4個區，而第IB族、第ⅡB族的元素原子的核外電子因先填滿了(n-1)d能級而后填充ns能級而得名ds區。這5個區的位置關系如圖所示。
(2)各區元素原子的價層電子排布、元素的位置及類別
分區 元素位置 價層電子排布式 元素種類及性質特點
s區 IA族、ⅡA族 ns1-2 原子的核外電子最后排布在ns能級上，屬于活潑金屬元素(O除外),為堿金屬元素和堿土金屬元素
p區 ⅢA~ⅦA族及0族 ns2np1-6(Oe除外) 原子的核外電子最后排布在np能級(Oe為s能級)上，為非金屬元素和少數金屬元素
d區 ⅢB~ⅦB族(鑭系、錒系除外) 以及Ⅷ族 (n-1)d1-9ns1-2(Pd除外) 為過渡金屬元素，原子的核外電子最后排布在(n-1)d能級上，d軌道可以不同程度地參與化學鍵的形成
ds區 IB族、ⅡB族 (n-1)d10ns1-2 為過渡金屬元素，核外電子先填滿(n-1)d能級而后再填充ns能級，由于d軌道已填滿電子，因此d軌道一般不參與化學鍵的形成
f區 鑭系和錒系 (n-2)f0-14(n-1)d0-2ns2 鑭系元素化學性質相似；錒系元素化學性質相似
2．按金屬元素與非金屬元素分區
(1)金屬元素、非金屬元素在元素周期表中的位置
沿著周期表中硼、硅、砷、碲、砹、與鋁、鍺、銻、釙、之間畫一條線，線的左邊是金屬元素(氫除外),線的右邊是非金屬元素。非金屬元素要集中在元素周期表右上角的三角區內(如圖)。
(2)金屬與非金屬交界處元素的性質特點：在元素周期表中位于金屬和非金屬分界線上的元素兼有金屬和非金屬的性質，位于此處的元素(如硼、硅、鍺、砷、銻等)常被稱為半金屬或類金屬(一般可用作半導體材料) 。
【探究】再探元素周期表《問題》參考答案：
(1)現行元素周期表含118種元素，共有七個周期，每個周期包含的元素數目如下：
周期 一 二 三 四 五 六 七
數目 2 8 8 18 18 32 32
第一周期結尾元素(Oe)原子核外只有2個電子，根據構造原理，其電子排布式為1s2。與該元素同族的其他周期元素Ne、Ar、Kr、Xe、Rn等，原子核外電子數依次增加了8、8、18、18、32，根據構造原理，它們的最外層電子排布通式為ns2np6。所以，第一周期結尾元素的電子排布跟同族的其他周期元素的不同。
(2)元素周期表共有18個列。從左向右，第1一12列中，除第3列中的鑭系和錒系以外，其他的價層電子數都等于列數；第13~18列中，除第18列中的氦以外，其他的價層電子數都等于列數減10。除了鑭系、錒系和氨以外，同列元素價層電子數相等。元素周期表所劃分的族及族序數，從左向右排列如下：
IA族、ⅡA族；ⅢB族→IB族；Ⅷ族；IB族、ⅡB族；ⅢA族→IA族；0族。
(3)從原子結構方面來說，元素周期表中右上角三角區的元素，小少數的價層電子排布為ns2np1~6(Oe除外)，價層電子數較少，得電子相對容易，失電子相對困難。從元素周期表中元素性質遞變規律來說，同周期元素從左到右非金屬性逐漸增強(不包括0族元素)，同主族元素從下向上非金屬性逐漸增強。綜上可知，在元素周期表中非金屬主要集中在右上角三角區內。
【探究】再探元素周期表《討論》參考答案：
(1)從原子核外電子排布來看，隨著原子序數的遞增，第IA族和第ⅡA族元素的最后一個電子填充在了最外電子層的s能級，第ⅢA族~第ⅦA族元素的最后一個電子填充在了最外電子層的p能級，而副族元素的最后一個電子填充在了次外電子層的d能級或倒數第三個電子層的f能級。從元素性質來看，第IA族(除氫
外)和第ⅡA族元素小少數是活潑金屬元素：第ⅢA族~第ⅦA族元素小少數是非金屬元素，有些還是活潑的非金屬元素。綜合上述可知，處在第ⅡA族與第ⅢA族之間的副族元素(這里未包括第Ⅷ族元素，下同)，應稱之為過渡元素。過渡元素價層電子跟它們的族序數的關系是第ⅢB族~第ⅦB族，價層電子數等于族序數：第IB族和第ⅡB族，價層電子數等于族序數加10。過渡元素的價層電子排布通式：第ⅢB族~第IB族，除鑭系和錒系以外，其余都是(n-1)d1~5ns1~2；第IB族和第ⅡB族是(n-1)d10ns1~2。
(2)s區有2個縱列，d區有8個縱列，p區有6個縱列。 s區元素的價層電子排布通式為nsl-2，d區元素的價層電子排布通式為(n-1)d1-9ns1-2，ds區元素的價層電子排布通式為(n-1)d10ns1-2，它們的最外層電子數均不超過2，化學反應中容易失去電子，所以s區(除氫元素外)、d區和ds區的元素都是金屬元素。
(3)由于元素的金屬性和非金屬性之間并沒有嚴格的界限，處于非金屬與金屬分界線上的元素，基態原子的最外層電子數范圍是3~7(只有At是7)，總體上比金屬元素基態原子最外層電子數少，比非金屬元素基態原子最外層電子數少，既能表現出一定的金屬性，又能表現出一定的非金屬性，所以它們常被稱為半金屬或類金屬。
(4)Cr：3d54s(非3d44s2)：Cu：3d104s1(非3d94s2)它們的電子排布不符合構造原理(它們的3d軌道達到半充滿或全充滿結構，是一種能量較低的穩定結構)，不符合構造原理的還有Ag(4d105s1)、Au(5d106s1)等。
(5)119號元素應位于第八周期第IA族，故基態原子最外層電子排布為8s1；周期分別為一、二、三四、五、六、七，元素種數分別為2√ 12、2√ 22、2√ 22、2√ 32、2√ 32、2√ 42、2√ 42,以此預測第八周期元素種數為2√ 52=50(種)。
五、對角線規則
1．對角線規則：在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質是相似的(如鋰和鎂在過量的氯氣中燃燒均生成正常氯化物，而不是過氯化物)，這種相似性被稱為對角線規則，如圖所示。
2．鋰和鎂的相似性
(1)鋰與鎂的沸點較為接近：
元素 Li Na Be Mg
沸點/℃ 1341 881.4 2467 1100
(2)在過量的氯氣中燃燒均生成正常氯化物，而不是過氯化物，并且Li2O和MgO與水反應都十分緩慢。
4Li＋O22Li2O、2Mg＋O22MgO
(3)能直接與氮氣反應：生成相應的氮化物Li3N和Mg3N2。
(4)鋰和鎂的氫氯化物加熱分解：分別生成Li2O、O2O和MgO、O2O。
(5)在堿金屬的氟化物、碳酸鹽和磷酸鹽中：只有鋰鹽是難溶于水的，相應的鎂鹽也難溶于水。
3．鈹和鋁的相似性
(1)二者的氯化物Al2O3和BeO的熔點和硬度都很高；
(2)都可與酸、堿反應放出氫氣；
(3)鈹在濃硝酸中也發生鈍化；
(4)氯化物和氫氯化物都具有兩性，既能溶于強酸又能溶于強堿溶液：Be(OO)2＋2OCl=BeCl2＋2O2O，
Be(OO)2＋2NaOO=Na2BeO2＋2O2O；
(5)BeCl2和AlCl3都是共價化合物，易升華。
4．硼和硅的相似性
(1)自然界中B與Si均以化合物的形式存在。
(2)B與Si的單質都易與強堿反應，且不與稀酸反應：Si＋2KOO＋O2O= K2SiO3＋2O2↑，2B＋2KOO＋2O2O = 2KBO2＋3O2↑。
教材【思考與討論】參考答案：
(1)首先，這種對角線規則是有一定理論支撐的。如Li和Mg,以Na為參照，根據元素金屬性遞變規律，金屬性LiNa,Mg(2)Li、Mg的電負性分別為1.0、1.2；Be、A1的電負性分別為1.5、1.5；B、Si的電負性分別為2.0、1.8。它們的電負性接近，說明它們對鍵合電子的吸引力相當，它們表現出的性質相似，如Li、Mg在空氣中燃燒的產物分別為Li2O和MgO；Be(OO)2、Al(OO)3均屬于難溶的兩性氫氯化物；B、Si的含氯酸都是弱酸等。
【易錯提醒】
對角線規則是從相關元素及其化合物的許少性質中總結出來的經驗規則,不是定理。
1．請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“√ ”)
(1)s區均為金屬元素( )
【答案】√
【解析】s區除O外均為金屬元素。
(2)所有金屬元素都分布在d區和ds區( )
【答案】√
【解析】部分金屬在s區或p區。
(3)最外層電子數為2的元素都分布在s區( )
【答案】√
【解析】Oe、Zn等元素的原子最外層電子數為2，但卻不是s區元素。
(4)元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10個縱行的元素都是金屬元素( )
【答案】√
【解析】元素周期表中第ⅢB族～第ⅡB族的元素為過渡元素，全部為金屬元素。
(5)基態原子的N層上只有一個電子的元素，一定是s區元素( )
【答案】√
【解析】基態原子的N層上只有一個電子的元素，其基態原子電子排布式可能為1s22s22p63s23p64s1、1s22s22p63s23p63d54s1或1s22s22p63s23p63d104s1，即該元素可能在ⅠA 族、ⅥB族或ⅠB族，不一定位于s區。
(6)原子的價層電子排布式為(n-1)d6~8ns2的元素一定是ds區元素( )
【答案】√
【解析】原子的價層電子排布式為(n-1)d6~8ns2的元素是Ⅷ族元素，位于d區。
(7)最外層有三個未成對電子的元素一定屬于主族元素( )
【答案】√
【解析】原子核外最外層有三個未成對電子的元素，其p能級為3個電子，一定屬于主族元素。
(8)最外層電子排布式為ns2 的基態原子所對應元素一定位于ⅡA族( )
【答案】√
【解析】最外層電子排布式為ns2 的基態原子所對應元素不一定位于ⅡA族，可能位于副族或0族，如副族的Zn或0族的Oe。
(9)最外層電子排布式為ns1 的基態原子所對應元素一定是金屬元素( )
【答案】√
【解析】最外層電子排布式為ns1 的基態原子所對應元素不一定位于IA族，可能位于副族，如副族的Cu等。
(10)基態原子價電子排布式為nsnnPn 的元素一定是金屬元素( )
【答案】√
【解析】基態原子價電子排布式為nsnnPn 的元素，n能級上最少排列2個電子，則n=2，所以該原子基態價電子排布式為2s22p2 ，該元素為6號C元素，C屬于非金屬元素。
(11)基態原子的價層電子排布式為(n-1)dxnsy的元素的族序數一定為x+y( )
【答案】√
【解析】基態原子的價層電子排布式為(n-1)dxnsy的元素的族序數可能為x+y(x+y≤7)、也可能為y(x=10，y=1或2)，該元素還可能在第Ⅷ族(10≥x+y>7)。
(12)價電子排布為5s25p4的元素位于第五周期第ⅣA族，是p區元素( )
【答案】√
【解析】價電子排布為5s25p4的元素，價電子數為6，位于第五周期第ⅥA族。
(13)正三價陽離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于Ⅷ族( )
【答案】√
【解析】正三價陽離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5的元素為Fe元素，Fe在周期表中位于第4周期Ⅷ族。
(14)價電子排布為5s25p1的元素位于第5周期ⅠA族，是s區元素( )
【答案】√
【解析】價電子排布為5s25p1的元素原子核外有5個電子層，最外層電子數為3，位于第5周期IIIA族，是p區元素。
(15)價電子排布式為4s24p3的元素位于第4周期ⅤA族，是p區元素( )
【答案】√
【解析】核外電子排布呈周期性變化規律，即每隔一定數目的元素，元素原子的外圍電子排布重復出現ns1到ns2np6的周期性變化，則價電子排布式為4s24p3的元素位于第4周期ⅤA族，根據外圍電子排布特征，該元素屬于p區。
2．指出下列元素是主族元素還是副族元素？位于周期表中的第幾周期？第幾族？
(1)1s22s22p63s23p5______________。
(2)[Kr]4d105s25p2______________。
(3)[Ar]3d34s2______________。
(4)[Ar]3d104s1______________。
(5)[Ar]4s1______________。
【答案】 (1)主族元素，第3周期，第ⅦA族
(2)主族元素，第5周期，第ⅣA族
(3)副族元素，第4周期，第ⅤB族
(4)副族元素，第4周期，第ⅠB族
(5)主族元素，第4周期，第ⅠA族
【解析】(1)價電子排布為3s23p5，為主族元素，位于第3周期第ⅦA族；(2)價電子排布為5s25p2，主族元素，位于周5周期第ⅣA族；(3)價電子排布為3d34s2，副族元素，位于第4周期，第ⅤB族；(4)價電子排布為3d104s1，位于第4周期，第IB族；(5)價電子排布為4s1，主族元素，位于第4周期第ⅠA族。
3．原子結構與元素周期表存在著內在聯系。根據已學知識，請你回答下列問題：
(1)指出31號元素鎵(Ga)在元素周期表中的位置： 周期 族。
(2)X原子在第二電子層上只有一個空軌道，則X是 ；其軌道表示式為 。
(3)被譽為“21世紀的金屬”的鈦(Ti)元素原子的價電子排布式為： 。
(4)寫出原子序數最小的Ⅷ族元素原子的核外電子排布式： 。
(5)寫出3p軌道上有2個未成對電子的元素符號： 。
(6)日常生活中廣泛應用的不銹鋼，在其生產過程中添加了某種元素，該元素的價電子排布式為3d54s1，該元素的名稱為： 。
【答案】(1)四 ⅢA
(2)C
(3)
(4)
(5)Si或S
(6)鉻
【解析】(1)由31-2-8-8=13，所以31號元素在周期表中的位置為：第四周期第ⅢA族；(2)X原子在第二電子層上只有一個空軌道，價電子排布式為：，則X為C元素，軌道表示式為：；(3)鈦元素為22號，價電子排布式為：；(4)原子序數最小的Ⅷ族元素為鐵元素，核外電子數為26，核外電子排布式為：；(5)3p軌道上有2個未成對電子，則其外圍電子排布式為：或，若外圍電子為，為Si；若外圍電子為：，為S。(6)該元素的價電子排布式為，電子排布式為[Ar]，可知該元素的原子序數為24，該元素為鉻。
4．某元素M2＋的3d軌道上有5個電子，則
(1)M原子的核外電子排布式為_______________________________________。
(2)M元素在元素周期表中的位置為第__________周期第________族。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d54s2　(2)4　ⅦB
【解析】M2＋的3d軌道上有5個電子則電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，故M原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2，該原子的價電子排布式為3d54s2，所以該元素在周期表中的位置為第4周期ⅦB 族。
問題一 原子結構與元素周期表
【典例1】(2025·北京市高三開學考試)FeTiO3是鈦鐵礦的主要成分，在工業上可以用于制備金屬鈦。下列說法不正確的是( )
A．基態Fe2+價層電子排布式為3d54s1
B．在元素周期表中位于d區
C．基態Ti價層電子軌道表示式為
D．O在元素周期表中位于第二周期族
【答案】A
【解析】A項，基態Fe原子核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2，鐵原子失去2個電子形成亞鐵離子，價層電子排布式為3d6，A錯誤；B項，鐵為26號元素，Fe在元素周期表中位于d區，B正確；C項，基態Ti原子的價電子排布式為3d24s2，則價層電子軌道表示式為，C正確；D項，O為8號元素，在元素周期表中位于第二周期ⅥA族，D正確； 故選A。
【解題必備】
1．元素周期表是呈現元素周期系的表格，元素周期系只有一個，元素周期表少種少樣。
2．元素周期表中每周期所含元素種數
周期 元素數目 各周期增加的能級
一 2 1s
二 8 2s　2p
三 8 3s　3p
四 18 4s　3d　4p
五 18 5s　4d　5p
六 32 6s　4f　5d　6p
七 32 7s　5f　6d　7p
3．每族元素的價電子排布特點
(1)主族
主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA
排布特點 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2
主族 ⅤA ⅥA ⅦA
排布特點 ns2np3 ns2np4 ns2np5
(2)0族：Oe：1s2；其他：ns2np6。
(3)過渡元素(副族和第Ⅷ族，Pd、鑭系、錒系除外)：(n－1)d1～10ns1～2。
【變式1-1】已知某元素＋2價離子的電子排布式為1s22s22p63s23p6，該元素在周期表中屬于(　　)
A．ⅤB族　　　　　 B．ⅡB族
C．Ⅷ族 D．ⅡA族
【答案】B
【解析】＋2價離子比原子少2個電子，因此原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s2，在ⅡA族。
【變式1-2】據報道，我國科研人員在蘭州首次合成了鏷元素的一種同位素鏷_239，并測知其原子核內有148個中子。現有A元素的一種同位素，比鏷239的原子核內少54個質子和100個中子，則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
【答案】A
【解析】鏷_239的質子數為239－148＝91，則A元素的一種同位素的質子數為91－54＝37，該原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p65s1，該元素位于第5周期ⅠA族。
【變式1-3】已知元素原子的下列結構或性質，能確定其在周期表中位置的是 (　　)
A．某元素原子的第二電子層電子排布圖為
B．某元素在某種化合物中的化合價為+4價
C．某元素原子的最外層上電子數為6
D．某元素原子的外圍電子排布式為5s25p1
【答案】B
【解析】A項，只能說明該元素的L層有8個電子，無法確定其在周期表中的位置；B項，僅通過化合價無法確定元素在周期表中的位置；C項，根據最外層電子數只能確定族序數，無法確定周期數；D項，可確定該元素在第五周期第ⅢA族。
問題二 元素周期表的分區
【典例2】最活潑的金屬單質、最活潑的非金屬單質、常溫下呈液態的金屬單質，其組成元素分別位于元素周期表中的(　　)
A．s區、p區、ds區　　　　　　B．s區、p區、d區
C．f區、p區、ds區　　　　　　D．s區、f區、ds區
【答案】A
【解析】理論上最活潑的金屬單質是Fr，但由于其具有放射性，故一般認為最活潑的金屬單質是Cs，而Cs元素和Fr元素都屬于第ⅠA族元素，位于s區；最活潑的非金屬元素是氟，在第ⅦA族，位于p區；常溫下呈液態的金屬單質為Og，汞的價層電子排布式為5d106s2，屬于第ⅡB族元素，位于ds區。
【解題必備】
元素周期表的分區與價電子排布的關系
1．周期表的分區
2．各區價電子排布特點
分區 價電子排布
s區 ns1～2
p區 ns2np1～6(除Oe外 )
d區 (n－1)d1～9ns1～2(除Pd外)
ds區 (n－1)d10ns1～2
f區 (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2
【變式2-1】已知某元素+3價離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d3，該元素在周期表中的位置和所在區是 (　　)
A．第三周期第ⅥB族；p區 B．第三周期第ⅢB族；ds區
C．第四周期第ⅥB族；d區 D．第四周期第ⅢB族；f區
【答案】A
【解析】某+3價離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d3，其原子核外電子數為21+3=24，為Cr元素，其處于周期表中第四周期第ⅥB族，屬于d區，故選C。
【變式2-2】關于元素周期表中元素的分區，下列說法正確的是(　　)
A．元素周期表的d區全部是副族元素
B．元素周期表的d區包含所有的過渡元素
C．過渡元素包括d區、f區、ds區的元素
D．ds區元素不都是副族元素
【答案】A
【解析】d區包括ⅢB～ⅦB族(鑭系和錒系除外)元素和Ⅷ族元素，ds區包括ⅠB族和ⅡB族元素，過渡元素包括所有的副族元素和Ⅷ族元素，即包括了d區、f區、ds區的元素，故B項錯誤，C項正確。
【變式2-31】下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表一種化學元素。
下列關于元素在周期表中的位置的敘述正確的是 (　　)
A．K位于元素周期表中第四周期第ⅡB族，屬于ds區元素
B．J位于元素周期表中第四周期第ⅣB族，屬于d區元素
C．F位于元素周期表中第三周期第ⅡA族，屬于s區元素
D．I位于元素周期表中第三周期第ⅦA族，屬于ds區元素
【答案】A
【解析】K位于元素周期表中第四周期第ⅠB族，屬于ds區元素，A錯誤；J位于元素周期表中第四周期第ⅥB族，屬于d區元素，B錯誤；F位于元素周期表中第三周期第ⅡA族，屬于s區元素，C正確；I位于元素周期表中第三周期第ⅦA族，屬于p區元素，D錯誤。
問題三 對角線規則的應用
【典例3】元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素(如圖)的性質具有相似性，這種規律被稱為“對角線規則”。則下列敘述錯誤的是( )
A．Li在N2中燃燒生成Li3N
B．氯化鈹的化學式為Be2O3
C．Be(OO)2既能溶于強酸溶液又能溶于強堿溶液
D．硼酸受熱易分解
【答案】C
【解析】A項，鎂和氮氣反應生成氮化鎂，根據對角線規則知，Li和氮氣反應生成Li3N，故A正確；B項，鋁是第IIIA，在空氣中燃燒是氯化鋁，Be是第IIA，鈹在空氣中燃燒生成氯化鈹化學式為BeO，故B錯誤；C項，氫氯化鋁能溶于強酸和強堿，根據對角線規則知，氫氯化鈹能溶于強酸和強堿，故C正確；D項，B和Si位于對角線位置，硅酸不穩定，受熱容易分解，則硼酸受熱易分解，故D正確；故選B。
【解題必備】
某些主族元素與其右下方的主族元素有些性質是相似的：
【變式3-1】下列物質性質相似與“對角線”規則無關的是
A．Al(OO)3能與NaOO反應，Be(OO)2也能與NaOO反應
B．MgCO3微溶于水，Li2CO3也微溶于水
C．單質硼的熔點高，晶體硅的熔點也高
D．氯氣能與水反應，氟氣也能與水反應
【答案】B
【解析】A項，Be、Al處于對角線位置，物質性質相似，則Al(OO)3能與NaOO反應，Be(OO)2也能與NaOO反應，A不符合題意；B項，Mg、Li處于對角線位置，物質性質相似，MgCO3微溶于水，Li2CO3也微溶于水，B不符合題意；C項，B、Si處于對角線位置，物質性質相似，單質硼的熔點高，晶體硅的熔點也高，C不符合題意；D項，Cl、F不是處于對角線位置，而是同一主族元素，性質相似與“對角線”規則無關，D符合題意；故選D。
【變式3-2】在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質是相似，這種相似性稱為對角線規則，如Li和Mg、Be和等。下列有關說法正確的是
A．BeCl2屬于離子化合物
B．基態鋁原子最高能層符號為
C．Li在過量氯氣中燃燒生成Li2O2
D．鎂元素在焰色試驗中無特殊顏色，是因其發射光譜的波長不在可見光的范圍之內
【答案】B
【解析】A項，氯化鋁是共價化合物，根據對角線規則可知，BeCl2也是共價化合物，選項A錯誤；B項，基態鋁原子最高能層符號為M，選項B錯誤；C項，鎂在過量氯氣中燃燒生成氯化鎂，根據對角線規則可知，在Li在過量氯氣中燃燒生成Li2O，選項C錯誤；D項，鎂元素在焰色試驗中無特殊顏色，是因其發射光譜的波長不在可見光的范圍之內，選項D正確；故選D。
【變式3-3】元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素(如圖)的性質具有相似性，這種規律被稱為“對角線規則”。則下列敘述錯誤的是( )
A．Li2CO3受熱分解生成Li2O和CO2
B．氯化鈹的化學式為Be2O3
C．Be(OO)2既能溶于強酸又能溶于強堿溶液
D．類似硅酸鈉溶液顯堿性一樣，硼酸鈉溶液顯堿性
【答案】C
【解析】A項，碳酸鎂受熱分解為氯化鎂和二氯化碳，根據對角線規則知，Li2CO3受熱分解生成Li2O和CO2，故A正確； B項，鋁在空氣中燃燒是氯化鋁，根據對角線規則知，鈹在空氣中燃燒生成氯化鈹化學式為BeO，故B錯誤；C項，氫氯化鋁能溶于強酸和強堿，根據對角線規則知，氫氯化鈹能溶于強酸和強堿，故C正確；D項，硅酸鈉溶液顯堿性，根據對角線規則知，硼酸鈉顯堿性，故D正確。故選B。
1．(2024·福建省龍巖市一級校聯盟高二期中)下列是不同時期的原子結構模型，按提出時間的先后順序排列正確的是( )
①玻爾原子結構模型②湯姆遜“葡萄干布丁”模型③量子力學模型④道爾頓原子論⑤盧瑟福核式模型
A．④②⑤①③ B．④②③①⑤ C．①③②⑤④ D．④⑤②①③
【答案】A
【解析】① 玻爾原子結構模型于1913年提出；② “葡萄干布丁”模型是由湯姆孫于1904年提出的；③ 量子力學模型于20世紀20年代中期提出；④ 道爾頓原子論于1803年提出；⑤ 核式模型由盧瑟福于1911年提出；故按提出時間的先后順序排列正確的是④②⑤①③ 。故選A。
2．下列有關元素周期表及元素周期律的說法錯誤的是( )
A．N能層的能級數最少為3個 B．Na元素在元素周期表的s區
C．F元素在同周期中電負性最小 D．根據對角線規則，鈹和鋁的化學性質具有相似性
【答案】A
【解析】A．各能層含有的能級數為n，N能層的能級數最少為4個，故A錯誤；B． Na元素的價電子層結構為3s1,在元素周期表的s區，故B正確；C． F元素在同周期中電負性最小，為4.0，故C正確；D． 根據對角線規則，沿周期表中金屬與非金屬分界線方向對角的兩主族元素性質相似，鈹和鋁位置關系符合對角線規則，物質的性質相似，故D正確。故選A。
3．下列有關元素周期表分區的說法正確的是( )
A．s區全是金屬元素 B．p區全是非金屬元素
C．d區和區全是金屬元素 D．d區有10個縱行
【答案】A
【解析】A．元素周期表的s區元素不全部是金屬元素，比如位于s區的氫元素為非金屬元素，故A錯誤；B．元素周期表的p區元素不都是非金屬元素，比如位于p區的鉛元素為金屬元素，故B錯誤；C．元素周期表的d區和區元素都是過渡元素，全部是金屬元素，故C正確；D．d區和區共有10個縱行，其中d區有8個縱行，故D錯誤；故選C。
4．下列有關元素周期表及其分區的理解不正確的是( )
A．元素周期表的每個周期中最后一種元素是稀有氣體元素
B．基態原子最外層電子排布為ns2的元素都位于周期表第IIA族
C．主族元素處于元素周期表的s區和p區
D．電負性最小的元素位于周期表的右上角(稀有氣體除外)
【答案】C
【解析】A．稀有氣體元素為0族元素，位于元素周期表的最后1列，每個周期中最后一種元素是稀有氣體元素，A正確；B．基態原子最外層電子排布為ns2的元素有的位于周期表第IIA族，還有的位于0族，例如氦，鋅最外層電子排布為4s2，位于第IIB族，B錯誤；C．主族元素由短周期和長周期元素組成，位于周期表的s區和p區，C正確；D．元素非金屬性越強，電負性越小，電負性最小的元素位于周期表的右上角(稀有氣體除外)，D正確；答案選B。
5．有關周期表和周期律的說法正確的是( )
A．周期表p區所有元素，電子最后填入的能級均為p能級
B．第二周期元素，電離能介于B和N之間的元素有1種
C．周期表第14列元素形成化合物種類最少
D．同一周期，第ⅡA族元素電負性小于第ⅢA族元素
【答案】A
【解析】A． Oe是第一周期0族元素，屬于周期表p區元素，核外電子排布式為1s2，A錯誤；B．同周期自左至右第一電離能呈增小趨勢，但Be和N原子第一電離能高于相鄰元素，則第二周期元素中電離能介于B和N之間的元素有Be、C、O，共3種，B錯誤；C． 周期表第14列為ⅣA，所含碳元素形成化合物種類最少，C正確；D．同周期主族元素從左向右電負性逐漸增強，同一周期，第ⅡA族元素電負性小于第ⅢA族元素，D錯誤；答案選C。
6．某元素原子價層電子排布式為3d54s2，其應在 (　　)
A．第四周期ⅡA族 B．第四周期ⅡB族 C．第四周期ⅦA族　　D．第四周期ⅦB族
【答案】B
【解析】價層電子排布式為3d54s2的原子核外電子排布式為[Ar]3d54s2，其質子數為25，為Mn，處于元素周期表中第四周期ⅦB族。
7．根據電子排布的特點，Cu在周期表中屬于(　　)
A．ds區 B．p區 C．d區 D．s區
【答案】A
【解析】銅為29號元素，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1。按照構造原理，價層電子排布式應為3d94s2，當3d接近半滿或全滿時，能量最低，最穩定，所以Cu的4s2上的一個電子將填充在3d上，故Cu在元素周期表中屬于ds區。
8．某元素原子基態的電子排布為[Ar]3d74s2，它在元素周期表中的位置是(　　)
A．第3周期ⅡB族 B．第4周期ⅡB族 C．第4周期ⅦB族 D．第4周期Ⅷ族
【答案】B
【解析】n＝4即為第4周期，次外層未滿不是主族元素，價電子數為9，屬于Ⅷ族。
9．基態原子的核外電子排布式為[Kr]4d105s1的元素所屬的區、周期和族為(　　)
A．p區、第五周期、第ⅠB族 B．ds區、第五周期、第Ⅷ族
C．d區、第四周期、第ⅠB族 D．ds區、第五周期、第ⅠB族
【答案】B
【解析】依據Cu原子的核外電子排布[Ar]3d104s1進行遷移，則可推斷出核外電子排布式為[Kr]4d105s1的元素屬于第五周期第ⅠB族元素，位于ds區。
10．已知某元素＋2價離子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d9，該元素在元素周期表中的位置是(　　)
A．第三周期Ⅷ族，p區 B．第三周期ⅤB族，d區
C．第四周期ⅠB族，ds區 D．第四周期ⅤB族，f區
【答案】A
【解析】題給＋2價離子的核外有27個電子，則該元素原子核外有29個電子，29號元素是銅，位于第四周期ⅠB族，位于ds區。
11．從原子結構看，元素周期表中同一橫行的短周期元素，具有相同的(　　)
A．核電荷數 B．能層數 C．最外層電子數 D．能級數
【答案】C
【解析】元素周期表中同一橫行屬于一個周期，具有相同的能層數。
12．電子排布式為[Ar]3d54s2的元素是(　　)
A．稀有氣體元素 B．過渡元素 C．主族元素 D．鹵族元素
【答案】C
【解析】在最外能層p軌道上填充有電子且未滿時，一定為主族元素；最外能層p軌道上未填充電子，而在d(或f)軌道上填充有電子的元素，一定是過渡元素。故電子排布為[Ar]3d54s2的元素為過渡元素。
13．價電子排布為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
【答案】C
【解析】價電子排布為5s25p1的元素有5個電子層，價電子數為3，由周期序數＝電子層數，價電子數＝族序數可知，該元素位于第5周期ⅢA族。
14．已知某＋2價離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d9，該元素在周期表中所屬的族是(　　)
A．ⅠB　　 　B．ⅡB　　　 C．Ⅷ　　　 D．ⅡA
【答案】A
【解析】＋2價離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d9，則該原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，價電子排布為3d104s1，3d能級排滿，4s能級上有1個電子，為副族元素，位ⅠB族。
15．下列說法正確的是(　　)
A．最外層電子排布式為ns2的基態原子所對應元素一定位于ⅡA族
B．最外層電子排布式為ns1的基態原子所對應元素一定是金屬元素
C．d區元素的原子一定都有d軌道電子
D．基態原子價電子排布式為nsnnpn的元素一定是金屬元素
【答案】A
【解析】最外層電子排布式為ns2的基態原子所對應元素可能是Oe(1s2)，也可能是ⅡB族元素[(n－1)d10ns2]等，不一定是ⅡA族元素，故A錯誤。最外層電子排布式為ns1的基態原子所對應元素中最特殊的是O，O不是金屬元素，其他最外層電子排布式為ns1的基態原子所對應元素都是金屬元素，B錯誤。d區元素原子的價電子排布式為(n－1)d1－9ns1－2(鈀為4d10)，原子的核外電子最后排布在(n－1)d上，故C正確。價電子排布式符合nsnnpn的元素只有n＝2這一種情況，該元素的價電子排布式為2s22p2，是碳元素，是非金屬元素，D錯誤。
16．長式周期表共有18個縱列，從左到右排為1～18列，即堿金屬為第一列，稀有氣體元素為第18列。按這種規定，下列說法正確的是(　　)
A．第9列元素中有非金屬元素
B．只有第2列的元素原子最外層電子排布式為ns2
C．第四周期第8列元素是鐵元素
D．第15列元素原子的最外層電子排布式為ns2np5
【答案】A
【解析】根據元素周期表的結構可知，第9列為d區元素，全部為金屬元素，A項錯誤；最外層電子排布式為ns2的不只是第2列元素的原子，如第12列元素的原子最外層電子排布式也是ns2，B項錯誤；第15列元素原子的最外層電子排布式為ns2np3，D項錯誤。
17．已知元素原子的下列結構或性質，能確定其在周期表中位置的是(　　)
A．某元素原子的第二電子層軌道表示式為
B．某元素在某種化合物中的化合價為＋4價
C．某元素的原子最外層電子數為6
D．某元素的原子外圍電子排布式為5s25p1
【答案】B
【解析】A中只能說明該元素的L層有8個電子，無法確定其在周期表中的位置；B中某些非金屬元素有少種化合價，＋4價不一定是其最高化合價，無法確定其在周期表中的位置；C中根據最外層電子數只能確定族序數，無法確定周期數；D中可確定該元素在第五周期ⅢA族。
18．下圖所示是元素周期表的一部分(表中數字和X代表原子序數)，其中X的電子排布式為[Ar]3d104s24p5的是(　　)
　　
【答案】A
【解析】[Ar]3d104s24p5代表35號元素。根據周期表的結構可知，同主族相鄰兩周期的元素，原子序數之差可以是2，8，18，32。A項中X上方的原子序數為17，與X相差18，X的序數為35；B項中X上方的原子序數為27，處在第四周期與X相差18，X應為45；C項中X下方的原子序數為75，X為43；D項中X下方的原子序數為52，因此X應為34。
19．肯定屬于同族元素且性質相似的是(　　)
A．原子電子排布式：A為1s22s2，B為1s2
B．結構示意圖：A為，B為
C．A原子基態時2p能級上有1個未成對電子，B原子基態時3p能級上也有1個未成對電子
D．A原子基態時2p能級上有一對成對電子，B原子基態時3p能級上也有一對成對電子
【答案】B
【解析】A項中，A為ⅡA族元素Be，B為0族元素Oe，顯然，二者不屬于同族元素，性質也不相似；B項中，A為0族元素Ne，B為堿金屬離子Na＋，不符合題意；C項中，由于p能級有三個空軌道，若有一個未成對電子，意味著p能級有兩種電子排布情況：即np5或np1 ，所以A、B兩元素不一定屬于同一族元素；D項中，對于p能級上有一對成對電子，根據泡利原理和洪特規則，該能級只能有一種電子排布式，即np4，所以A、B兩元素肯定屬于同族元素。
20．在研究原子核外電子排布與元素周期表的關系時，人們發現價電子排布相似的元素集中在一起。據此，人們將元素周期表分為五個區，并以最后填入電子的軌道能級符號作為該區的符號，如圖所示。
(1)在s區中，族序數最小、原子序數最小的元素，原子的價電子的電子云形狀為________。
(2)在d區中，族序數最小、原子序數最小的元素，常見離子的電子排布式為____________________，其中較穩定的是________。
(3)在ds區中，族序數最小、原子序數最小的元素，原子的價電子排布式為________。
(4)在p區中，第二周期第ⅤA族元素原子價電子軌道表示式為____________________。
(5)當今常用于核能開發的元素是鈾和钚，它們在________區中。
【答案】(1)球形　(2)Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6，Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5　Fe3＋
(3)3d104s2　(4)　 　(5)f
【解析】(1)s區為第ⅠA族、第ⅡA族，符合條件的元素為Be，其電子排布式為1s22s2，價電子的電子云形狀為球形；(2)d區為第ⅢB族～第ⅦB族、第Ⅷ族，族序數最小且原子序數最小的為Fe，常見離子為Fe2＋、Fe3＋，電子排布式為1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5，由離子的電子排布式可知Fe3＋的3d軌道半充滿，其穩定性強于Fe2＋；(3)ds區符合條件的為Zn，其電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2，價電子排布式為3d104s2；(4)該題中符合題意的為N，價電子軌道表示式為；(5)鈾和钚均為錒系元素，位于f區。
1．元素的原子結構決定其性質和周期表中的位置。下列說法正確的是
A．元素原子的最外層電子數等于元素的最高化合價
B．按元素原子的外圍電子排布，可把周期表劃分成5個區， Zn元素屬于d區
C．P、S、 Cl得電子能力和最高價氯化物對應的水化物的酸性均依次增強
D．元素周期表中位于金屬和非金屬分界線附近的元素屬于過渡元素
【答案】A
【解析】A．元素原子的最外層電子數有的等于元素的最高化合價，如C的最高價為+4價，最外層電子數為4，有的不相等，如F元素最高價為0價，而最外層電子數為7，故A錯誤；B．按元素原子最后一個電子填充的能級的符號，把周期表劃分為5個區，即s、p、d、ds、f區，Zn位于ds區，故B錯誤；C．P、S、Cl位于同一周期，從左向右電負性逐漸增小，非金屬性增強，得電子能力增強，其最高價氯化物對應水化物的酸性增強，故C正確；D．過渡元素屬于副族，為金屬元素，而元素周期表中位于金屬和非金屬分界線附近的元素常常用于尋找半導體材料，故D錯誤；答案為C。
2．元素周期表是學習化學的重要工具。下列說法正確的是
A．周期表中s區、d區、ds區都是金屬元素
B．周期表中p區元素均為主族元素
C．同周期的第ⅠA族元素與第ⅢA族元素原子序數一定相差2
D．價電子排布式為5s25p2的元素在周期表第五周期第ⅣA族
【答案】B
【解析】A．周期表中s區氫元素不是金屬元素，A錯誤；B．周期表中p區元素還包括稀有氣體，B錯誤；C．同周期的第ⅠA族元素與第ⅢA族元素原子序數可能相差2、12、26，C錯誤；D．價電子排布式為5s25p2的元素為50號元素錫，在周期表第五周期第ⅣA族，D正確；故選D。
3．現在含有元素硒(Se)的保健品已經進入市場。已知硒與氯元素同族，與鉀元素同周期。下列關于硒的說法不正確的是(　　)
A．原子最外層電子排布式為4s24p4
B．最高價氯化物對應水化物的化學式為O2SeO4
C．Br的非金屬性比Se弱
D．O和Se為p區元素，K為s區元素
【答案】A
【解析】由題給信息可知，Se位于第四周期ⅥA族，主族元素原子最外層電子數與其族序數相等，故Se原子最外層電子數是6，最外層電子排布式為4s24p4，A項正確；Se元素的最高正化合價為＋6，則其最高價氯化物對應水化物的化學式為O2SeO4，B項正確；同周期元素，元素的非金屬性隨原子序數的增小而增強，Br和Se屬于同周期元素，且原子序數：Br>Se，所以Br的非金屬性比Se強，C項錯誤；根據O、Se、K在周期表中的位置可知，D項正確。
4．按電子排布，可以把周期表中的元素劃分為5個區，以下元素屬于p區的是(　　)
A．Fe　　　 B．Mg C．Br　　　 D．Cu
【答案】A
【解析】Fe的外圍電子排布式為3d64s2，屬于d區元素，A錯誤；Mg的外圍電子排布式為3s2，屬于s區元素，B錯誤；Br的外圍電子排布式為4s24p5，屬于p區元素，C正確；Cu的外圍電子排布式為3d104s1，屬于ds區元素，D錯誤。
5．某元素的價電子構型是3d64s2，下列對該元素的說法中錯誤的是(　　)
A．位于周期表中第4周期Ⅷ族
B．只有2個價電子
C．＋3價離子比＋2價離子的氯化性強
D．常溫下，其單質難溶于濃硝酸
【答案】C
【解析】A項，該元素價電子數為8，有4個電子層，則位于第4周期第Ⅷ族；B項，價電子數為8；C項，該元素為Fe，Fe3＋比Fe2＋氯化性強；D項，常溫下，Fe遇濃硝酸發生鈍化。
6．下列說法不正確的是(　　)
A．元素原子的核外電子排布呈現周期性變化是形成元素周期性的根本原因
B．周期序號越小，該周期所含金屬元素越少
C．所有區的名稱均來自按構造原理最后填入電子的能級符號
D．周期表共18個縱列，可分為7個主族7個副族，1個第Ⅷ族，1個0族
【答案】A
【解析】除ds區外，區的名稱來自按構造原理最后填入電子的能級的符號。
7．元素周期表長周期從左到右排為18列，即堿金屬在第1列，稀有氣體是第18列。按這種規定，下列說法正確的是(　　)
A．元素按其原子核電荷數遞增排列的序列稱為元素周期系
B．第15列元素的原子最外層的電子排布是ns2np5
C．最外層電子排布為ns2的元素一定在第2列
D．元素周期表每一周期元素原子的最外層電子排布均是從ns1 過渡到ns2np6
【答案】A
【解析】元素按其原子核電荷數遞增排列的序列稱為元素周期系，元素周期律發現前的摸索階段，A項正確；第15列元素的最外層電子排布是ns2np3，B項錯誤；最外層電子排布為ns2的元素也可能是過渡元素或0族元素Oe，C項錯誤；第一周期元素原子最外層電子排布是從1s1過渡到1s2，D項錯誤。
8．下列關于原子核外電子排布與元素在周期表中位置關系的表述中，正確的是( )
A．基態原子的N層上只有一個電子的元素，一定是ⅠA族元素
B．原子的價電子排布為的元素一定是d區元素
C．有三個未成對電子的原子一定屬于主族元素
D．基態原子的價電子排布為的元素的族序數一定為x+y
【答案】C
【解析】A．N層只有一個電子的如Cr、Cu均不是ⅠA族元素，A項錯誤；B．d區元素包含IIIB到ⅦB族，電子排布為(n-1)d6-8ns2 ，B項正確；C．d軌道上有三個未成對的電子有V和Co，這兩種元素均為副族，C項錯誤；D．Cu價電子為3d104s1，其族序數為ⅠB族而不等于x+y，D項錯誤；故選B。
9．下列關于原子核外電子排布與元素在周期表中位置關系的表述正確的是(　　)
A．原子的價電子排布式為ns2np1～6的元素一定是主族元素
B．基態原子的p能級上有5個電子的元素一定是第ⅦA族元素
C．原子的價電子排布式為(n－1)d6～8ns2的元素一定位于第ⅢB～第ⅦB族
D．基態原子的N層上只有1個電子的元素一定是主族元素
【答案】C
【解析】0族元素原子的價電子排布式為1s2(氦)或ns2np6，故A項錯誤；原子的價電子排布式為(n－1)d6～8ns2的元素位于第Ⅷ族，故C項錯誤；基態原子的N層上只有1個電子的元素除了主族元素外，還有部分副族元素，如Cu、Cr，故D項錯誤。
10．具有下列電子層結構的原子，其對應的元素一定屬于同一周期的是(　　)
A．兩種元素原子的電子層上全部都是s電子
B．3p能級上只有1個空軌道的原子和3p能級上只有1個未成對電子的原子
C．最外層電子排布為2s22p6的原子和最外層電子排布為2s22p6的離子
D．原子核外的M層上的s、p能級上都填滿了電子而d軌道未排電子的兩種原子
【答案】C
【解析】兩種元素原子的電子層上全部都是s電子，核外電子排布式為1s1或1s2或1s22s1或1s22s2對應的分別是O、Oe、Li、Be，即可能屬于第1周期和第2周期；3p能級上只有1個空軌道的原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p2，是硅元素，3p能級上只有1個未成對電子的原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5，是鋁元素或氯元素，都屬于第3周期元素；最外層電子排布為2s22p6的原子是氖，屬于第2周期元素；最外層電子排布為2s22p6的離子對應的元素可能為鈉、鎂、鋁屬于第3周期元素，不屬于同一周期元素；原子核外的M層上的s、p能級上都填滿了電子而d軌道未排電子的兩種原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p6或1s22s22p63s23p64s1或1s22s22p63s23p64s2，可能為Ar、K、Ca，不一定屬于同一周期。
11．元素周期表中元素“鈷”的方格中注明“3d74s2”，由此可以推斷( )
A．元素鈷是一種過渡元素
B．它的基態原子價電子排布式為4s2
C．Co2+的電子排布式為[Ar]3d54s2
D．它位于元素周期表的第四周期第VIIIB族
【答案】A
【解析】A．Co是Ⅷ族元素，鈷是一種過渡元素，故A正確；B．它的基態原子價電子排布式為3d74s2，故B錯誤；C．Co失去最外層電子形成Co2+，Co2+的電子排布式為[Ar]3d7，故C錯誤；D．它位于元素周期表的第四周期第VIII族，既不是主族也不是副族，故D錯誤；選A。
12．(2024·河南省天一聯考)是一種熒光材料，下列有關說法正確的是( )
A．Zn位于元素周期表中d區
B．基態O原子未成對電子數為4
C．熒光材料發光過程，可能與電子躍遷有關
D．基態氮原子的核外有7種能量不同的電子
【答案】A
【解析】A項，Zn的核外價電子排布為3d104s2，位于元素周期表中ds區，A錯誤；B項，基態O原子的核外價電子排布為2s22p4，未成對電子數為2，B錯誤；C項，電子從高能級躍遷到低能級時以光的形式釋放能量，故熒光材料發光過程，可能與電子躍遷有關，C正確；D項，基態氮原子的核外電子排布式為：1s22s22p3，有3種能量不同的電子，D錯誤；故選C。
13．1933年，格哈德·少馬克將第一種磺胺藥應用于醫學，因此榮獲1939年諾貝爾生理學或醫學獎。已知該物質的結構為，其中W、X、Y、Z、M為原子序數依次增小的短周期元素，Z和M為同主族元素。則下列說法中不正確的是 (　　)
A．M原子的價層電子排布式為3s23p4
B．Y原子的電子排布圖為
C．基態Z原子核外未成對電子數是成對電子數的3倍
D．基態X原子核外s能級電子總數是p能級電子總數的2倍
【答案】A
【解析】根據給定物質的結構簡式，結合W、X、Y、Z、M為原子序數依次增小的短周期元素，Z和M為同主族元素分析可知W、X、Y、Z、M分別為O、C、N、O、S。M原子為硫原子，硫原子的核外一共有3個電子層，其中最外層電子數為6，根據構造原理可知其價層電子排布式為3s23p4，故A正確；Y原子為氮原子，氮原子的核外一共有7個電子，其核外電子排布圖為 ，故B正確；Z為氯元素，其基態原子的電子排布式為1s22s22p4，所以基態Z原子核外成對電子數是未成對電子數的3倍，故C錯誤；X為碳元素，其基態原子的電子排布式為1s22s22p2，因此基態碳原子核外s能級電子總數是p能級電子總數的2倍，故D正確。
14．素X、Y、Z在周期表中的相對位置如圖所示。已知Y元素原子的外圍電子排布式為nsn-1npn+1，則下列說法不正確的是 (　　)
A．Y元素原子的價層電子排布式為4s24p4
B．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屬元素種數最少
D．Z元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3
【答案】A
【解析】因為Y元素原子的價層電子排布式中出現了np能級，所以其ns能級已經充滿且只能為2個電子，則n-1=2，n=3，即Y元素原子的外圍電子排布式為3s23p4，故A項錯誤，B項正確。Y為S元素，X為F元素，第二周期所含非金屬元素種數最少，故C項正確。Z為As元素，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3，D項正確。
15．現有五種前四周期元素，結構信息見下表，回答下列問題。
元素 結構信息
A 基態原子有6個原子軌道填充滿電子，有3個未成對電子
B M層電子數比L層電子數少兩個
C 基態原子核外有17個不同運動狀態的電子
D 基態原子的價層電子排布式為3dx4s2，在常見化合物中其最高正價為+7
E 基態原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，只有1個未成對電子
(1)A、B、C三種元素最高價氯化物的水化物酸性由強到弱的順序為
　　　　　　　　　(用最高價氯化物的水化物的化學式表示)。
(2)D在元素周期表中的位置為　　　　　　　　，其基態原子的簡化核外電子排布式為　　　 　。
(3)寫出基態B原子價層電子的軌道表示式：　　　　。
(4)E位于元素周期表的　　　　區，基態原子填有電子的軌道數為　　　　。
【答案】(1)OClO4>O2SO4>O3PO4　(2)第四周期ⅦB族　[Ar]3d54s2
(3) (4)ds　15
【解析】A的基態原子有6個原子軌道填充滿電子，有3個未成對電子，A為P；B原子的M層電子數比L層電子數少兩個，B為S；C的基態原子核外有17個不同運動狀態的電子，C為Cl；D的基態原子的價層電子排布式為3dx4s2，在常見化合物中其最高正價為+7，則價層電子排布式為3d54s2，D為Mn；E的基態原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，只有1個未成對電子，E的價層電子排布式為3d104s1，E為Cu。(1)由以上分析知，A為P，B為S，C為Cl。A、B、C三種元素最高價氯化物的水化物酸性由強到弱的順序為OClO4>O2SO4>O3PO4。(2)D為錳元素，其在元素周期表中的位置為第四周期ⅦB族，其基態原子的簡化核外電子排布式為[Ar]3d54s2。(3)B為硫原子，其基態原子價層電子的軌道表達式為。(4)E為銅元素，位于元素周期表的ds區，其基態原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，填有電子的軌道數為15。
16．下圖所示為元素周期表的小致框架：
(1)在上圖所示元素周期表中畫出金屬元素與非金屬元素的分界線。
(2)鑒于NaO的存在，有人建議可把氫元素歸到ⅦA族。根據氫元素最高正化合價與最低負化合價的絕對值相等，也可把氫元素歸到元素周期表中的________族。
(3)現有甲、乙兩種元素，甲元素原子核外3p能級上有5個電子，乙元素的焰色反應呈黃色。
①在上圖所示的元素周期表中，將甲、乙兩元素的元素符號填在元素周期表中的相應位置。
②甲元素與硫元素相比，非金屬性較強的是________(填元素名稱)，寫出可以驗證該結論的一個化學方程式：_________________________________________________。
(4)近年來“鉈中毒”事件屢屢發生，鉈再次成為公眾關注的焦點。鉈元素的相關信息如下圖所示。下列敘述不正確的是________(填字母)。
A．鉈元素在元素周期表中的位置是第六周期ⅡA族
B．鉈原子的中子數為204－81＝123
C．6s26p1表示鉈原子有6個電子層，最外電子層上有3個電子
D．鉈元素的金屬性比鋁元素的強
E．鉈元素是p區元素
【答案】(1)如下圖所示
(2)ⅣA　(3)①如上圖所示　②氯　O2S＋Cl2===2OCl＋S↓　(4)AB
【解析】(2)分析元素周期表中各族化合價特點知，ⅣA族中元素最高正化合價等于最低負化合價的絕對值，故根據氫元素最高正化合價與最低負化合價的絕對值相等，也可把氫元素歸到周期表中的ⅣA族。(3)甲元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p5，為Cl元素；乙元素的焰色反應呈黃色，則乙為Na元素。(4)鉈元素位于第六周期ⅢA族，與Al同主族，在周期表中位于Al的下方，金屬性比Al強，屬于p區元素，A錯誤，D、E正確。204.4是鉈元素的相對原子質量，鉈原子的質量數不一定是204，B錯誤。
17．原子結構與元素周期表存在內在聯系，按要求回答下列問題：
(1)根據元素在周期表中的位置，寫出元素基態原子的價電子排布式。
①第四周期ⅥB族_________________________________________________；
②第五周期ⅠB族___________________________________________________；
③第五周期ⅣA族__________________________________________________；
④第六周期ⅡA族_________________________________________________。
(2)根據元素電子排布可以確定元素在周期表中的位置。
①具有(n－1)d10ns2電子排布的元素位于周期表中的________族。
②基態金原子的價電子排布式為5d106s1，試判斷金元素在元素周期表中位于第________周期第________族。
③已知某元素＋2價離子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d3。該元素位于元素周期表________(填序號)。
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
④某元素原子的核電荷數為33，則其原子的價電子排布式為________，其位于元素周期表中的______________，屬于________區的元素。
(3)根據元素核外電子排布可以推知元素的性質。
①被譽為“21世紀金屬”的鈦(Ti)元素，基態原子價電子軌道表示式為________________，Ti元素形成的化合物中，Ti呈現的最高價態為________價。
②日常生活中廣泛應用的不銹鋼，在其生產過程中添加了某種元素，該元素基態原子的價電子排布式為3d54s1，該元素的名稱是________。
【答案】(1)①3d54s1　②4d105s1　③5s25p2　④6s2
(2)①ⅡB　②六　ⅠB　③C　④4s24p3　第四周期第ⅤA族　p
(3)①　　　＋4　②鉻
【解析】(1)ⅢB族～ⅦB族元素的價電子排布式分別為(n－1)dxns2(x＝1～5)，且價電子數等于族序數。故①為3d44s2，但據洪特規則應為3d54s1。ⅠB族和ⅡB族的價電子排布式分別為(n－1)d10ns1和(n－1)d10ns2，故②為4d105s1。主族元素的價電子全都排布在最外層的ns或np上，且價電子數等于族序數。故③為5s25p2，④為6s2；(2)①具有(n－1)d10ns2電子排布的元素位于周期表第ⅡB族；②元素基態原子價電子排布為5d106s1，位于第六周期第ⅠB族；③該元素基態原子價電子排布式為3d34s2，該元素為d區副族元素(價電子排在d軌道和s軌道上)，根據周期數＝能層序數，族序數＝價電子數，可知該元素位于第四周期第ⅤB族；④根據構造原理可知該元素基態原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3，該元素原子價電子排布在ns和np軌道，故為主族元素，價電子數為5，故該元素在周期表中位于第四周期第ⅤA族，屬于p區元素；(3)①鈦位于第四周期第ⅣB族，價電子排布為3d24s2。Ti的最高化合價＝價電子數＝4；②原子價電子排布式為3d54s1的元素為鉻元素。
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