02t第二节 原子结构与性质Word文档下载推荐.docx
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2s、2p
3s、3p
4s、3、4p
5s、4d、5p
6s、4f、5d、6p
7s、5f、6d
……
容纳的最多电子数
2
8
18
32
未满
元素数目
金属元素数目
3
14
15
30
？
2．原子结构与族的关系
（1）对主族元素：
主族元素的族序数＝原子的最外层电子数
（2）对副族元素：
次外层电子数多于8个而少于18个的一些元素，它们除了能失去最外层的电子外，还能失去次外层上的一部分电子。
例如元素钪[Ar]3d14s2，可以失去三个电子，钪为ⅢB族。
所以，失去的（或参加反应的）电子总数，就等于该元素所在的族数。
除第Ⅷ族元素外，其大多族序数等于（n－1）d＋ns的电子数。
3．元素周期表的分区
（1）根据核外电子排布分区
分区
元素分布
外围电子排布
元素性质特点
s区
ⅠA、ⅡA族
ns1～2
除氢外都是活泼金属元素
p区
ⅢA族～ⅦA族、0族
ns2np1～6
最外层电子参与反应
d区
ⅢB族～ⅦB族、第Ⅷ族
（n－1）d1～9ns1～2
d轨道也不同程度
地参与化学键的形成
ds区
ⅠB族、ⅡB族
（n－1）d10ns1～2
金属元素
f区
镧系、锕系
（n－2）f0～14
（n－1）d0～2ns2
镧系元素化学性质相近，
锕系元素化学性质相近
元素在元素周期表中定位：
（1）根据原子序数以0族为基准定位。
稀有气体元素HeNeArKrXeRn
周期数一二三四五六七
原子序数21018365486118
1 原子序数—上一周期稀有气体原子序数（相近且小）=元素所在的纵行数
周期数=稀有气体元素的周期数+1
如，判断原子序数为41的元素在周期表中的位置。
纵行数=41-36=5
周期数=4+1=5
所以是第五周期第ⅤB族。
注意：
此法不适用于短周期元素，为第六、七周期
B（含镧系、錒系）后的元素需要建14再定位。
2 同周期稀有气体元素的原子序数—原子序数=18-该元素所在纵行数
如，推断新发现的114号元素在元素周期表中的位置。
118—114=4
18-4=14=该元素所在纵行数
为正数第14纵行或倒数第5纵桁元素。
故位于第七周期ⅣA族
（2）若已知元素的外围电子排布，可直接判断该元素在元素周期表中的位置。
主族元素
外围电子的能层数=元素周期序数
外围电子数=元素族序数
过渡元素
（副族元素与第Ⅷ族元素）
外围电子数=元素纵列数，镧系、锕系除外
0族
如，某元素的外围电子排布式为4s24p4，该元素位于p区，为第四周期第ⅣA族元素。
（2）根据元素金属性与非金属性分区
处于金属与非金属交界线（又称梯形线）附近的非金属元素具有一定的金属性，又称为半金属或准金属，但不能叫两性非金属。
【例1】四种短周期元素的性质或结构信息如下表。
请根据信息回答下列问题。
元素
性质或结构信息
A
室温下单质呈粉末状固体，加热易熔化；
单质在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰
B
单质常温、常压下是气体，能溶于水；
原子的M层有1个未成对的p电子
C
单质质软、银白色固体、导电性强；
单质在空气中燃烧发出黄色的火焰
D
原子最外层电子层上s电子数等于p电子数；
单质为空间网状晶体，具有很高的熔、沸点
（1）B元素在周期表中的位置为________，写出A原子的电子排布式________。
（2）写出C单质与水反应的化学方程式________________________。
A与C形成的化合物溶于水后，溶液的pH________7（填“大于”、“等于”或“小于”）。
（3）D元素最高价氧化物晶体的硬度________（填“大”、“小”），其理由是
________________________________________________________________________。
（4）A、B两元素非金属性较强的是________（写元素符号）。
写出证明这一结论的一个实验事实
[解析] 由单质燃烧呈淡蓝色火焰和室温下是固体粉末可知A是硫元素；
M层有一个未成对的p电子，可能是铝或氯，其单质在常温下是气体，则B为氯元素；
单质是银白色固体且燃烧时呈黄色火焰，说明C是钠；
D的最外层电子排布是ns2np2，故可能是碳或硅，因此对（3）中答案应分别讨论。
[答案]
（1）第三周期ⅦA族1s22s22p63s23p4
（2）2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑大于
（3）大SiO2是原子晶体（或小CO2是分子晶体）
（4）Cl高氯酸的酸性大于硫酸的酸性（或氯化氢稳定性比硫化氢强）
【练习】
1.某化学学习小组在学习元素周期表和周期的划分时提出了以下观点：
①周期表的形成是由原子的结构决定的；
②元素周期表中IA族元素统称为碱金属元素；
③每一周期的元素原子外围电子排布均是从ns1开始至ns2np6结束；
④元素周期表的每一周期元素的种类均相等；
⑤基态原子电子排布为ls22s22p3和ls22s22p63s23p3的两元素原子位于同一周期；
⑥周期序号越大，该周期所含金属元素一般越多．
你认为正确的是（ ）
A．①②③⑤⑥B．①⑥C．①④⑥D．②③⑤
答案及解析：
1.B
【考点】原子核外电子排布；
元素周期表的结构及其应用．
【分析】①周期表中电子层数等于周期数，最外层的电子数等于族充数；
②元素周期系中IA族元素除氢外称为碱金属元素；
③除第一周期以外；
④元素周期表从第一周期到第七周期元素种类为2、8、8、18、18、32、26；
⑤基态原子电子排布为ls22s22p3是第二周期，ls22s22p63s23p3处第三周期；
⑥由元素周期表可知周期序号越大，该周期所含金属元素一般越多．
【解答】解：
①周期表中电子层数等于周期数，最外层的电子数等于族充数，所以周期表的形成是由原子的结构决定的，故正确；
②元素周期表中IA族元素除氢外称为碱金属元素，故错误；
③除第一周期以外的每一周期的元素原子外围电子排布均是从ns1开始至ns2np6结束，故错误；
④元素周期表从第一周期到第七周期元素种类为2、8、8、18、18、32、26，所以各周期元素种类各不相等，故错误；
⑤基态原子电子排布为ls22s22p3是第二周期，ls22s22p63s23p3处第三周期，所以不在同一周期，故错误；
⑥由元素周期表可知周期序号越大，该周期所含金属元素一般越多，故正确；
故选B．
2.长式周期表共有18个纵行，从左到右排为1﹣18列，即碱金属为第一列，稀有气体元素为第18列．按这种规定，下列说法正确的是（ ）
A．第16列中元素中没有非金属元素
B．只有第二列的元素原子最外层电子排布为ns2
C．第四周期第8列元素是铁元素
D．第15列元素原子的最外层电子排布为ns2np5
2.C
解：
A、第16列为第ⅣA族，氧族元素中O、S等是非金属元素，故A错误；
B、第2列是第ⅡA族，最外层电子排布为ns2，He处于零族，He原子的核外电子排布为1s2，故B错误；
C、第四周期第8列元素是第Ⅷ族的第一种元素，原子序数为26，是铁元素，故C正确；
D、第15列为第ⅤA族，属于p区，最外层电子数为5，最外层电子排布为ns2np3，故D错误；
故选C．
3.有A、B、C、D、E5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20．其中C、E是金属元素；
A和E属同一族，它们原子的最外层电子排布为ns1．B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，C原子最外层上电子数等于D原子最外层上电子数的一半．请回答下列问题．
（1）A是H，B是，C是，E是．
（2）B在周期表中位于区．
（3）写出C元素基态原子的电子排布式．
（4）用轨道表示式表示D元素原子的价电子构型．．
3.
（1）Na;
Al;
K
（2）p（3）1s22s22p63s23p1（4）
考点：
位置结构性质的相互关系应用．
分析：
A、B、C、D、E五种短周期元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20，B和D同族，且原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，外围电子排布为ns2np4，则B为O元素、D为S元素；
C元素原子的最外层电子数是D元素原子最外层电子数的一半，则C原子最外层电子数为6×
=3，则C为Al元素元素；
A和E最外层电子排布为ns1，二者处于ⅠA族，E原子序数大于铝元素，E为K元素，只有C、E为金属元素，故A为H元素，据此解答．
解答：
A和E最外层电子排布为ns1，二者处于ⅠA族，E原子序数大于铝元素，E为K元素，只有C、E为金属元素，故A为H元素．
（1）由上述分析可知，A是H，B是O，C是Al，E是K，故答案为：
H；
O；
Al；
K；
（2）B为O元素，外围电子排布为2s22p4，在周期表中位于p区，故答案为：
p；
（3）C为Al元素，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1，故答案为：
1s22s22p63s23p1；
（4）D为S元素，外围电子排布为3s23p4，用轨道表示式表示价电子构型为：
，故答案为：
．
点评：
本题考查结构与位置关系，元素的推断是解答的关键，注意对核外电子排布的理解掌握，旨在考查学生对基础知识的掌握．
二、元素周期律
（1）①随着原子序数的递增，主族元素原子半径的大小呈现周期性变化：
同周期中（除稀有气体），随着原子序数的增大，元素的原子半径________。
②原子半径的大小取决于两个相反的因素：
一是原子的________，另一个是________。
（2）电离能及其变化规律
①气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。
②由电离能的定义推知，电离能越小，表示在气态时该原子________，反之电离能越大，表明气态时该原子________，因此运用电离能的数值可以判断________。
③由电离能大小可以看出，对同一周期元素而言，________的第一电离能最小，________的第一电离能最大；
从左到右呈现________的变化趋势。
同主族元素从上到下的第一电离能逐渐________。
2.
（1）①减小②核电荷数核外电子数
（2）②失电子越容易失电子越难原子失去电子的难易程度
③碱金属元素稀有气体从小到大减小
1.原子半径
（1）原子半径周期性变化
元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小（稀有气体元素除外），同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。
（2）微粒半径比较
在中学要求的范围内可按“三看”规律来比较微粒半径的大小。
“一看”电子层数：
当电子层数不同时，电子层数越多，半径越大。
“二看”核电荷数：
当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。
“三看”核外电子数：
当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。
判断微粒半径大小的规律：
①同周期从左到右，原子半径依次减小（稀有气体元素除外）。
②同主族从上到下，原子或同价态离子半径均增大。
③阳离子半径小于对应的原子半径，阴离子半径大于对应的原子半径，如r（Na＋）<
r（Na），
r（S）<
r（S2－）。
④电子层结构相同的离子，随核电荷数增大，离子半径减小，如r（S2－）>
r（Cl－）>
r（K＋）>
r（Ca2＋）。
⑤不同价态的同种元素的离子，核外电子数多的半径大，如r（Fe2＋）>
r（Fe3＋），r（Cu＋）>
r（Cu2＋）。
2.电离能、电负性
（1）第一电离能：
气态电中性基态原子失去1个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。
①电离能是衡量气态原子失去电子难易程度的物理量，元素的电离能越小，表示气态时越容易失电子，还原性越强。
②镁和铝相比，镁第一电离能大，磷与硫相比，磷第一电离能大。
（2）电负性：
用来描述不同元素的原子吸引电子的能力强弱。
①电负性越大，非金属性越强，反之越弱。
②电负性的变化规律是：
同周期从左到右，元素的电负性逐渐变大，同主族从上到下，元素的电负性逐渐变小。
因此电负性大的元素集中在元素周期表的右上角，电负性小的元素位于元素周期表的左下角。
③在元素周期表中，电负性最大的元素是氟，电负性最小的元素是铯。
短周期元素中电负性最小的是钠。
④金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于1.8。
而位于非金属三角区边界的“类金属”的电负性则在1.8左右，它们既有金属性，又有非金属性。
⑤在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，被称为“对角线规则”。
⑥用电负性判断化学键的类型
一般认为：
如果两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成离子键；
如果两个成键元素原子间的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键。
①电负性以氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准。
电负性没有单位。
②电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。
【例1】已知X、Y元素同周期，且非金属性X＞Y，下列说法错误的是（）
A．X与Y形成化合物时，X显负价，Y显正价
B．第一电离能Y一定小于X
C．最高价含氧酸的酸性：
X对应的酸性强于Y对应的酸性
D．气态氢化物的稳定性：
HmY小于HmX
1.B考点：
同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系．
A．形成化合物时，非金属性强显负价；
B．非金属性强的第一电离能可能小；
C．非金属性越强，对应最高价含氧酸的酸性越强；
D．非金属性越强，对应氢化物的稳定性越强．
A．形成化合物时，非金属性强显负价，则X与Y形成化合物时，X显负价，Y显正价，故A正确；
B．非金属性强的第一电离能可能小，如非金属性：
N＜O，第一电离能：
N＞O，故B错误；
C．非金属性越强，对应最高价含氧酸的酸性越强，则最高价含氧酸的酸性：
X对应的酸性强于Y对应的酸性，故C正确；
D．非金属性越强，对应氢化物的稳定性越强，则气态氢化物的稳定性：
HmY小于HmX，故D正确．
本题考查了位置结构性质的相互关系及应用，明确元素非金属性与氢化物的稳定性、最高价氧化物的水化物酸性之间的关系是解本题关键，灵活运用元素周期律分析解答，题目难度不大
【例2】A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，有关两元素的下列叙述：
①原子半径A＜B；
②离子半径A＞B；
③原子序数A＞B；
④原子最外层电子数A＜B；
⑤A的正价与B的负价绝对值一定相等；
⑥A的电负性小于B的电负性；
⑦A的第一电离能大于B的第一电离能．其中正确的组合是（）
A．③④⑥B．①②⑦C．③⑤D．③④⑤⑥⑦
2.A考点：
原子结构与元素的性质．
专题：
原子组成与结构专题．
A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，则A在B的下一周期，且A为金属元素，在反应中易失去电子，具有较强的金属性，B为非金属元素，在反应中易得到电子，在反应中易得到电子．
A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，则A在B的下一周期，则
①A在B的下一周期，原子半径A＞B，故①错误；
②A在B的下一周期，原子序数A＞B，A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，则离子半径A＜B，故②错误；
③A在B的下一周期，原子序数A＞B，故③正确；
④当原子最外层电子数＜4时易失去最外层电子形成阳离子，当原子最外层电子＞4时，易得到电子形成阴离子，则原子最外层电子数A＜B，故④正确；
⑤A、B原子最外层电子数不能确定，则元素的化合价关系不能确定，故⑤错误；
⑥A能形成阳离子，说明A易失去电子，具有较强的金属性，的电负性较弱，B能形成阴离子，说明在反应时易得到电子，具有较强的电负性，则A的电负性小于B的电负性，故⑥正确；
⑦A易失去电子，第一电离能较小，B易得电子，说明难以失去电子，电离能较大，故A的第一电离能小于B的第一电离能，故⑦错误．
故选A．
本题考查原子的结构与元素的性质，题目难度不大，注意把握原子的结构特点和元素性质之间的关系，注意元素电负性、第一电离能的递变规律
【例3】 不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量（设其为E）如图所示。
试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列问题。
（1）同主族内不同元素的E值变化的特点是________。
各主族中E值的这种变化特点体现了元素性质的________变化规律。
（2）同周期内，随原子序数增大，E值增大。
但个别元素的E值出现反常现象。
试预测，下列关系式中正确的是________。
①E（砷）>
E（硒） ②E（砷）<
E（硒）
③E（溴）>
E（硒）④E（溴）<
（3）估计1mol气态Ca原子失去最外层一个电子所需能量E值的范围：
________<
E<
________。
（4）10号元素E值较大的原因是__________________________________________。
[解析]
（1）从H、Li、Na、K等可以看出同主族元素随元素原子序数的增大，E值变小；
H到He、Li到Ne、Na到Ar呈现明显的周期性。
（2）从第二、三周期可以看出，第ⅢA族和第ⅥA族元素比同周期相邻两种元素E值都低．由此可以推测E（砷）>
E（硒）、E（溴）>
E（硒）。
（3）根据同主族、同周期元素性质变化规律可以推出：
E（K）<
E（Ca）<
E（Mg）。
（4）10号元素是稀有气体元素氖，该元素原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构。
[答案]
（1）随着原子序数的增大，E值变小 周期性
（2）①③（3）485 738 （4）10号元素为氖，该元素原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构
1.已知1～18号元素的离子aW3+、bX+、cY2﹣、dZ﹣都具有相同的电子层结构，下列关系正确的是（ ）
A．质子数c＞d，离子的还原性Y2﹣＞Z﹣
B．氢化物的稳定性H2Y＞HZ
C．原子半径X＜W，第一电离能X＜W
D．电负性Z＞Y＞W＞X
1.D【考点】原子结构与元素周期律的关系；
【分析】元素周期表前三周期元素的离子aW3+、bX+、cY2﹣、dZ﹣具有相同电子层结构，核外电子数相等，所以a﹣3=b﹣1=c+2=d+1，Y、Z为非金属，应处于第二周期，故Y为O元素，Z为F元素，W、X为金属应处于第三周期，W为Al元素，X为Na元素，结合元素周期律解答．
元素周期表前三周期元素的离子aW3+、bX+、cY2﹣、dZ﹣具有相同电子层结构，核外电子数相等，所以a﹣3=b﹣1=c+2=d+1，Y、Z为非金属，应处于第二周期，故Y为O元素，Z为F元素，W、X为金属应处于第三周期，W为Al元素，X为Na元素，
A．由以上分析可知c=8，b=11，则质子数c＜b，非金属性F＞O，非金属性越强，对应的单质的氧化性越强，则阴离子的还原性越弱，则离子还原性O2﹣＞F﹣，故A错误；
B．非金属性F＞O，非金属性越强氢化物越稳定性，氢化物稳定性为HF＞H2O，故B错误；
C．W为Al元素，X为Na元素，同周期随原子序数增大原子半径减小、第一电离能呈增大趋势，故原子半径Na＞Al，第一电离能Al＜Na，故C错误；
D．同周期自左而右电负性增大，同主族自上而下电负性减小，故电负性：
Z（F）＞Y（O）＞W（Al）＞X（Na），故D正确．
故选D．
2.某元素原子价电子构型3d104s2，其应在（ ）
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
2.B【考点】原子核外电子排布．
【分析】元素的能层数等于其周期数，从第ⅢB族到第ⅥB族，其价层电子数等于其族序数，第ⅠB族、第ⅡB族，其最外层电子数等于其族序数，据此分析解答．
该元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，根据电子排布式知，该原子含有4个能层，所以位于第四周期，其价电子排布式为3d104s2，属于第ⅡB族元素，所以该元素位于第四周期第ⅡB族，
故选：
B．
3.下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据（用I1、I2…表示，单位为kJ•mol﹣1）．下列关于元素R的判断中一定正确的是（ ）
I1
I2
I3
I4
I5
…
R
740
1500
7700
10500
13600
①R的最高正价为+3价
②R元素位于元素周期表中第ⅡA族
③R元素第一电离能大于同周期相邻元素
④R元素的原子最外层共有4个电子
⑤R元素基态原子的电子排布式为1s22s2．
A．①③B．②③C．②③④D．②③⑤
3.B【考点】原子核外电子排布．
【分析】某短周期元
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