归纳与整理教案3

课 题

教学目标

重

难

点

原子结构与元素的性质

1．掌握原子结构与元素周期表的关系，进一步熟悉元素周期表的结构。

2．能够从原子结构的角度认识元素周期表中区的划分。

3．能够对元素周期表和原子结构的关系进行分析和推断。

导 案

教学流程

一、基础知识网络总结与巩固

元

素

周

期

表

[基础·初探] 1．碱金属元素基态原子的核外电子排布

碱金属

原子序数

周期

基态原子的电子排布式

211锂

3 二

1s2s或[He]2s

22611钠

11 三

1s2s2p3s或[Ne]3s

2262611钾

19 四

1s2s2p3s3p4s或[Ar]4s

22626102611铷

37 五

1s2s2p3s3p3d4s4p5s或[Kr]5s

226261026102611铯

55 六

1s2s2p3s3p3d4s4p4d5s5p6s或[Xe]6s

2.周期系的形成

(1)随着元素原子核电荷数的递增，每到出现碱金属，就开始建立一个新的电子层，随后最外层上的电子逐渐增多，最后达到8个电子，出现稀有气体；然后又开始由碱金属到稀有气体，循环往复形成了周期系。

(2)元素形成周期系的根本原因是元素的原子核外电子的排布发生周期性的重复。

知识点一

学 案

[探究·升华] [思考探究] 21(1)外围电子排布为5s5p的元素，在元素周期表中处于什么位置？据此分析元素的外围电子排布与周期表位置有何关系？

【提示】

该元素位于第五周期第ⅢA族。元素能级中最高能层序数＝周期序数，主族元素原子的外围电子数＝该元素在周期表中的主族序数。

(2)某元素位于周期表中第四周期ⅤA族，你能否据此书写出该元素的价电子排布式、电子排布式？

23226261023【提示】

元素的价电子排布式为4s4p，电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s4p。

2(3)原子序数1～36的某元素基态原子的最外层电子排布式为ns，该元素可能属于哪一族？

【提示】

0族(He)、ⅡA族、ⅡB族、ⅢB族、ⅣB族、ⅤB族、ⅦB族、Ⅷ族。

[认知升华] 1．核外电子排布与族的关系

(1)主族元素的价电子排布

主族序数

ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 1221222324价电子排布

ns

ns

nsnp

nsnp

nsnp

nsnp

ns2np5

①主族元素的族序数＝价电子总数＝最高正价(O、F除外)。

②同主族元素原子的价电子排布相同，价电子全部排布在ns或nsnp轨道上。

226(2)稀有气体的价电子排布为1s或nsnp。

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(3)过渡元素(副族和Ⅷ族)(第四周期为例)的价电子排布。

族序数

价电子排布

12ⅢB (n－1)dns

22ⅣB (n－1)dns

32ⅤB (n－1)dns

51ⅥB (n－1)dns

52ⅦB (n－1)dns

6～82Ⅷ

(n－1)dns

101ⅠB (n－1)dns

102ⅡB (n－1)dns

①ⅢB→ⅦB族：族序数＝价电子数＝原子最外层ns电子数＋次外层(n－1)d电子数＝最高正价。

②Ⅷ族：原子最外层ns电子数＋次外层(n－1)d电子数之和分别为8、9、10。

③ⅠB和ⅡB的族序数＝原子最外层电子数。

226(4)0族最外层电子排布为1s或nsnp。

2．周期序数与原子核外电子排布的关系

周期序数＝原子电子层数＝原子最外层能层序数。

[题组·冲关] 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(

) 21225A．1s2s

B．1s2s2p

2262226261C．1s2s2p3s D．1s2s2p3s3p4s

【解析】

元素所在的周期数与最高能层序数n有关，原子的核外电子的最高能层序数为n时，该元素属于第n周期。故第三周期元素的最高能层序数为3，故选C。

【答案】

C 522．电子排布式为[Ar]3d4s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

【解析】

在最外能层p轨道上填充有电子且未满时，一定为主族元素；最外能层p轨道上未填充电子，而在d(或f)轨道上填充有电子的元素，一定是过渡元素。故电子排布为52[Ar]3d4s的元素为过渡元素。

【答案】

B 3．如下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1025式为[Ar]3d4s4p的是(

)

【解析】

[Ar]3d4s4p代表35号元素。根据周期表的结构可知，同主族相邻两周期的元素，原子序数之差可以是2,8,18,32。A项中X上方的原子序数为17，与X相差18，X的序数为35；B项中X上方的原子序数为27，处在第四周期与X相差18，X应为45；C项中X下方的原子序数为75，X为43；D项中X下方的原子序数为52，因此X应为34。

【答案】

A 4．写出具有下列电子排布的微粒的核电荷数、元素符号，以及在周期表中的位置。

225(1)A原子：1s2s2p______________、____________；第________族、第________周期。

－22626(2)B：1s2s2p3s3p____________、____________；第________族、第________周期。

23(3)C原子：[He]2s2p____________、____________；第________族、第________周期。

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(4)外围电子排布为3d4s的原子：______、________；第________族、第________周期。

【解析】

(1)对于原子，核电荷数＝核外电子数，确定A元素为F，位于周期表中第二周期ⅦA族。

－－(2)对于阴离子，核电荷数＝核外电子数－所带电荷数＝18－1＝17，故B为Cl；位于周期表中第三周期ⅦA族。

223(3)将简化电子排布式还原为电子排布式，即1s2s2p，判断C原子为N；位于周期表中第二周期ⅤA族。

2262652(4)由构造原理知该元素原子电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s，确定为Mn元素，位于第四周期ⅦB族。

【答案】

(1)9 F ⅦA 二

(2)17 Cl ⅦA 三

(3)7 N ⅤA 二

(4)25 Mn ⅦB 四

知识点二

元

素

周

期

表

的

分

区

[基础·初探] 1．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、f四个区，而ⅠB、ⅡB族的元素的核外电子因先填满(n－1)d能级而后再填充ns能级而得名ds区。

2．元素周期表中，非金属元素处于元素周期表的右上角位置，金属性强的元素处于元素周期表的左下方位置。

[探究·升华] [思考探究] (1)在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素是什么元素？该元素原子的价电子的电子云什么形状？

22【提示】

s区为第ⅠA族、第ⅡA族，符合条件的元素为Be，其电子排布式为1s2s，价电子的电子云形状为球形。

2＋3＋(2)Fe元素处于周期表中的哪个区？Fe、Fe的电子排布式怎样书写？两种离子更稳定的是谁？为什么？

2＋3＋226266【提示】

Fe位于d区，常见离子为Fe、Fe，电子排布式分别为1s2s2p3s3p3d、2262653＋2＋1s2s2p3s3p3d，由离子的电子排布式可知Fe的3d轨道“半充满”，其稳定性强于Fe。

22626102(3)某元素的电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s，据此判断该元素位于周期表中的哪一区？是何种元素？

【提示】

该元素为Zn，位于ds区。

[认知升华] 各区元素的特点

包括的元素

价电子排布

化学性质

第ⅠA、

ns1～2(最后的电子填在ns除氢外，都是活泼金属元素(碱金s区

ⅡA族 上) 属和碱土金属元素) 21～6第ⅢA～

nsnp(最后的电子填在随着最外层电子数目的增加，非金p区

ⅦA族、0族

np上) 属性增强，金属性减弱

d区

第ⅢB～

ⅦB、Ⅷ族

第ⅠB、

ⅡB族

镧系、锕系

(n－1)dns[最后的电子填在(n－1)d上] (n－1)dns[(n－

1)d全充满] (n－2)f

0～22(n－1)dns

0～14101～21～91～252均为过渡金属，由于d轨道都未充满电子，因此d轨道可以不同程度地参与化学键的形成

均为过渡金属，d轨道已充满电子，因此d轨道一般不再参与化学键的形成

镧系元素的化学性质非常相近，锕系元素的化学性质也非常相近

ds区

f区

[题组·冲关] 题组1 元素周期表的结构与区的划分

1．下列说法中正确的是 (

) A．所有金属元素都分布在d区和ds区

B．最外层电子数为2的元素都分布在s区

C．元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素

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D．s区均为金属元素

【解析】

s区除H外均为金属元素，A、D错；He、Zn等虽最外层电子数为2却不是s区元素，B错；周期表中ⅢB族～ⅡB族为过渡元素，全部为金属元素，C正确。

【答案】

C 2．按电子排布，可把周期表里的元素划分成5个区，以下元素属于s区的是(

) A．Fe

B．Mg C．As D．Cu 1～2【解析】

最外层只有1～2个s电子，次外层无d电子，价电子排布为ns(包括ⅠA、ⅡA族)的元素属于s区元素，只有Mg符合。

【答案】

B 3．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 21～6【解析】

p区元素的价电子排布为nsnp(包括ⅢA～ⅦA族和0族)，A项中1号为氢元素，属于s区；C项中，Fe为d区；D项均为s区。只有B符合。

【答案】

B 题组2 根据原子结构特征判断元素在周期表中的位置

424．某元素简化电子排布式为[Xe]4f6s，其应在(

) A．s区

B．p区

C．d区

D．f区

【解析】

元素在周期表中的分区，取决于元素原子的最后一个电子所进入的能级，因最后一个电子进入4f能级，所以该元素为f区元素。

【答案】

D 5．元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的价电子排布式为(n－1)nsnp(n＋1)，则下列说法不正确的是 (

)

Z 24

Y

X

A.Y元素原子的价电子排布式为4s4p

B．Y元素在周期表的第三周期第ⅥA族

C．X元素位于元素周期表的p区

D．Z元素原子的核外电子排布式为

2262610231s2s2p3s3p3d4s4p

(n－1)【解析】

Y元素原子的价电子排布式为nsnp(n＋1)，由n－1＝2可得n＝3，Y元素原24子的价电子排布式为3s3p，则Y元素位于第三周期第ⅥA族，Z位于第四周期第ⅤA族，价23226261023电子排布式为4s4p，电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s4p。X、Y、Z最外层电子填充在p轨道上，故X、Y、Z均位于p区。

【答案】

A 6．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)根据元素在周期表中的位置，写出元素基态原子的价电子排布式。

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)根据元素电子排布可以确定元素在周期表中的位置。

102①具有(n－1)dns电子排布的元素位于周期表中的________族。

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②基态金原子的价电子排布式为5d6s，试判断金元素在元素周期表中位于第____________________________________________周期第________族。

226263③已知某元素＋2价离子的核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d。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

④某元素原子的核电荷数为33，则其原子的价电子排布式为________，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，基态原子价电子排布图为________________，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51价电子排布式为3d4s，该元素的名称是________。

x2【解析】

(1)ⅢB族～ⅦB族元素的价电子排布式分别为(n－1)dns(x＝1～5)，且价电4251子数等于族序数。故①为3d4s，但据洪特规则应为3d4s。ⅠB族和ⅡB族的价电子排布式101102101分别为(n－1)dns和(n－1)dns，故②为4d5s。主族元素的价电子全都排布在最外层的ns或np上，且价电子数等于族序数。故③为5s25p2，④为6s2。

102(2)①具有(n－1)dns电子排布的元素位于周期表第ⅡB族。

101②元素基态原子价电子排布为5d6s，位于第六周期第ⅠB族。

32③该元素基态原子价电子排布式为3d4s，该元素为d区副族元素(价电子排在d轨道和s轨道上)，根据周期数＝能层序数，族序数＝价电子数，可知该元素位于第四周期第ⅤB族。

226261023④根据构造原理可知该元素基态原子核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s4p，该元素原子价电子排布在ns和np轨道，故为主族元素，价电子数为5，故该元素在周期表中位于第四周期第ⅤA族，属于p区元素。

22(3)①钛位于第四周期第ⅣB族，价电子排布为3d4s。Ti的最高化合价＝价电子数＝4。

51②原子价电子排布式为3d4s的元素为铬元素。

5110122【答案】

(1)①3d4s

②4d5s

③5s5p

223④6s

(2)①ⅡB ②六

ⅠB ③C ④4s4p

第四周期第ⅤA族

p 101②铬

【规律总结】

根据原子结构特征判断元素在元素周期表中的位置

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三、重难点关联练习巩固与方法总结

1.元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构的元素的性质，下列说法正确的是(

) A．

同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性

B．

第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数

C．

同一主族的元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同

D．

元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素

1.【答案】B 【解析】处于元素周期表金属与非金属分界线附近的元素，既表现金属性，又表现非金属性，A错误；主族元素的最高正化合价等于它所处的主族序数，也等于其最外层电子数(O、F除外)，B正确；同一主族元素的原子最外层电子数虽相同，但是核电荷数、原子半径不同，化学性质不完全相同，C错误；周期表中第三纵行到第十纵行的元素(包括7个副族和1个ⅤⅢ族)称为过渡元素，D错误。

2.A元素的阴离子、B元素的阴离子和C元素的阳离子具有相同的电子层结构。已知A的原子序数大于B的原子序数。则根据元素周期律可知：A、B、C三种原子半径大小的顺序是(

) A． A ＞ B ＞ C B． B ＞ A ＞ C C． C ＞ A ＞ B D． C ＞ B ＞ A 2.【答案】D 【解析】根据题意可知，A、B是非金属，位于同一周期，C是金属，位于A、B的下一周期。同主族自上而下原子半径逐渐增大，同周期自左向右原子半径逐渐减小，所以答案选D。

3.下列表示式错误的是(

) A． Na＋的轨道表示式：B． Na＋的结构示意图：

C． Na的电子排布式：1s22s22p63s1

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D． Na的简化电子排布式：[Ne]3s1

3.【答案】A 【解析】A项，轨道表示式用一个方框表示能级中的轨道，用箭头“↑”或“↓”来区别自旋方向不同的电子，每个轨道最多容纳2个电子，2个电子处于同一轨道内，且自旋方向相反，所以Na的轨道表示式为核外有10个电子，结构示意图为＋，错误；B项，Na的原子核内有11个质子，，正确；C项，钠原子的电子排布式为1s22s22p63s1，＋或写为[Ne]3s1，正确；D项，钠原子的简化电子排布式为[Ne]3s1，正确。

4.下列各能层中不包含p能级的是(

) A． N B． M C． L D． K 4.【答案】D 【解析】K、L、M、N能层分别含有的能级为s、(s、p)、(s、p、d)、(s、p、d、f)，D项正确。

5.下列元素中，基态原子的最外层电子排布式不正确的是(

) A． As 4s24p3

B． Cr 3d44s2

C． Ga 4s24p1

D． Ni 3d84s2

5.【答案】B 6103500【解析】能量相同的原子轨道在全充满(p和d)、半充满(p和d)和全空(p和d)状态时，体系能量较低，原子较稳定。B项，Cr原子的最外层电子排布式应为3d54s1，错误。

6.不能作为判断元素的非金属性强弱依据的是(

) A．

元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱

B．

元素的单质跟氢气反应生成气态氢化物的难易程度

C．

非金属元素对应的气态氢化物的稳定性

D．

非金属元素单质的熔点和沸点的高低

6.【答案】D 【解析】比较元素的非金属性强弱，可根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，A项不符合题意；元素的单质跟氢气反应生成气态氢化物越容易，则元素的非金属性越强，B项不符合题意；元素的非金属性越强，对应的气态氢化物的稳定性越强，C项不符合题意；元素的非金属性强弱与单质的熔沸点无关，所以不能根据单质的熔沸点来判断非金属性强弱，D项符合题意。

7.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表述中，正确的是(

) A．

基态原子的N层上只有一个电子的元素，一定是ⅠA族元素

B．

原子的价电子排布为(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．

基态原子的价电子排布为(n－1)dxnsy的元素的族序数一定为x＋y

7.【答案】C 第

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【解析】基态原子的N层上只有一个电子的元素，是ⅠA族元素，也可能为铬元素或者铜元6～82素，A错误；原子的价电子排布为(n－1)dns的元素是第Ⅷ族元素，不是副族元素，B错误；23基态原子的p能级上半充满的元素的基态原子价电子排布式为nsnp，则一定属于p区元素，C正确；基态原子的价电子排布为(n－1)dxnsy的元素的族序数可能为x＋y(x＋y≤7)、可能为第Ⅷ族(7＜x＋y≤10)、还可能为y(x＝10)，D错误。

8.A、B属于短周期中不同主族的元素，A、B原子的最外层电子中，成对电子和未成对电子占据的轨道数相等，若A元素的原子序数为a，则B元素的原子序数可能为(

) ①a－4 ②a－5 ③a＋3 ④a＋4 A．

①④

B．

②③

C．

①③

D．

②④

8.【答案】B 【解析】

从中看出B、Al、O和S符合，其成对电子占据的轨道数和未成对电子占据的轨道数相等。结合A、B属于不同主族可得②、③符合，B项正确。

9.气态中性原子失去一个电子转化为气态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能(I1)，气态正离子继续失去电子所需要的最低能量依次称为第二电离能(I2)、第三电离能(I3)……下表是第三周期部分元素的电离能[单位：eV(电子伏特)]数据。

下列说法正确的是(

) A．

甲的金属性比乙强

B．

乙的化合价为＋1 C．

丙一定为金属元素

D．

丁一定为金属元素

9.【答案】A 【解析】由题意可知甲易失去1个电子，而乙易失去2个电子，故甲为Na元素，乙为Mg元素，丙与丁的各级电离能都较高，故丙、丁不易失电子，应为非金属元素。

10.右表为元素周期表前四周期的一部分，下列是有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述，其中正确的是(

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A． W元素的第一电离能小于Y元素的第一电离能

B． Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同

C． p能级未成对电子最多的是Z元素

D． X元素是电负性最大的元素

10.【答案】D 【解析】根据五种元素所处位置，X、W、Y、R、Z五种元素分别为F、P、S、Ar、Br。P元素的第一电离能比S元素的要大，A项错误；Z的阴离子比R原子多一个电子层，B项错误；W元素的p能级上有3个未成对的电子，Z元素的p能级上有1个未成对电子，C项错误；X是所有元素中非金属性最强的元素，D项正确。

11.下列能级表示正确(实际存在的)且最多容纳的电子数按照从少到多的顺序排列的是(

) A． 1s、2p、3d B． 1s、2s、3s C． 2s、2p、2d D． 3p、3d、3f 11.【答案】A 【解析】不同能层的相同类型的能级，最多容纳的电子数相同，B项错；从M层开始有d能级，不存在2d，C项错；同理从N层开始有f能级，即4f，D项错。

12.下列说法正确的是(

) A．

氢原子光谱是所有元素的光谱中最简单的光谱之一

B．

“量子化”就是不连续的意思，微观粒子运动均有此特点

C．

玻尔理论不但成功解释了氢原子光谱，而且还推广到其他原子光谱

D．

原子中电子在具有确定半径的圆周轨道上像火车一样高速运转着

12.【答案】B 【解析】A项，氢原子光谱是所有元素的光谱中最简单的光谱；C项，玻尔理论成功解释了氢原子光谱，但解释多电子原子的光谱时却遇到了困难；D项，原子中电子运动轨迹没有确定的半径。

13.已知下列电子排布图所表示的是元素的原子，其中能量处于最低状态的是(

) A．B．C．D．

13.【答案】A 【解析】A项，能级能量由低到高的顺序为1s、2s、2p；每个轨道最多只能容纳两个电子，且自旋状态相反，简并轨道(能级相同的轨道)中电子优先单独占据1个轨道，且自旋方向相第

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同，能量最低，正确； B项，2s能级的能量比2p能量低，电子尽可能占据能量最低的轨道，不符合能量最低原理，即应先填满2s再填2p，错误； C项，2p能级的3个简并轨道(能级相同的轨道)只有被电子逐一自旋平行地占据后，才能容纳第二个电子，不符合洪特规则，错误；D项，2s能级的能量比2p能量低，电子尽可能占据能量最低的轨道，即应先填满2s再填2p，不符合能量最低原理，原子处于能量较高的激发态，错误。

五、本次课程重点核心笔记与分析、方法总结

学生本次课评价

○很大帮助

○有帮助

○有一点帮助

○没有帮助

学生签名：__________

本节课教学计划完成情况：照常完成□ 提前完成□ 延后完成或未完成□

课堂

反馈

及总

结与

反思

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学生的接受程度：完全接受□ 部分接受□ 不能接受□

学生的课堂表现：很积极□ 比较积极□ 一般□ 不积极□

备 注

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