1、第2课时核外电子排布与元素周期表、原子半径1.认识核外电子排布与元素周期表的关系，了解元素周期表中各区、周期、族的划分依据。2.了解原子结构与原子半径周期性变化的联系。核外电子排布与元素周期表1.核外电子排布与周期划分的本质联系(1)周期与能级组、原子轨道的对应关系周期序数对应能级组原子轨道数最多容纳电子数价电子排布式元素种数A族0族11s121s11s2222s2p482s12s22p6833s3p483s13s23p6844s3d4p9184s14s24p61855s4d5p9185s15s25p61866s4f5d6p16326s16s26p63277s5f6d7p16327s1不完全(
2、2)规律7个能级组对应7个周期。周期序数_。本周期所包含元素种数对应能级组所含原子轨道数的2倍对应能级组最多容纳的电子数。2.核外电子排布与族的划分(1)划分依据：取决于原子的_和价电子排布。(2)规律主族元素过渡元素稀有气体价电子排布：_(_除外)3元素周期表的分区(1)根据核外电子排布根据核外电子排布，可把周期表里的元素划分成5个区：s区、p区、d区、ds区和f区。除ds区外，区的名称来自最后填入电子的能级的符号。(2)根据元素金属性与非金属性4金属元素与非金属元素在元素周期表中的位置(1)金属元素和非金属元素的分界线为沿B、Si、As、Te、At与Al、Ge、Sb、Po之间所画的一条连线
3、，非金属性较强的元素处于元素周期表的右上角位置，金属性较强的元素处于元素周期表的左下角位置。(2)处于d区、ds区和f区的元素全部是金属元素。s区的元素除氢、氦外，也全部是金属元素。自我校对：最外层电子所在轨道的主量子数价电子数目ns12ns2np16价电子数(n1)d110ns02价电子数ns电子数ns2np6He1判断正误(1)元素周期表中每一周期主族元素最外层电子都是由1个逐渐增加到8个。()(2)所有的主族元素的最高正化合价都等于其最外层上的电子数。()(3)所有元素的价电子都是其最外电子层上的电子。()(4)最外层电子排布式为ns2的元素一定是A族元素。()答案：(1)(2)(3)(
4、4)2下列具有特殊性能的材料中，由主族元素和副族元素组成的化合物是()A半导体材料砷化镓B储氢材料镧镍合金C光学材料硒化锌 D超导材料K3C60解析：选C。A、D项中组成化合物的元素均为主族元素，B项中组成化合物的镧为副族元素，镍为第族元素。3价电子排布式为5s25p1的元素，在周期表中的位置是()A第4周期第A族 B第5周期第A族C第5周期第A族 D第4周期第A族解析：选B。因价电子分布在ns、np轨道上，所以为主族元素，主量子数n为周期数，价电子数等于族序数。1核外电子排布与周期的划分2核外电子排布与族的划分族的划分依据是原子的价电子数目和价电子排布。(1)同主族元素原子的价电子排布完全相
5、同，价电子全部排布在ns或nsnp轨道上，价电子数与族序数相同。(2)稀有气体的价电子排布为1s2或ns2np6。(3)过渡元素(副族和族)同一纵行原子的价层电子排布基本相同。价电子排布为(n1)d110ns02(镧系和锕系除外)，BB族元素的价电子数与族序数相同。按要求填写下表：电子排布式周期数族序数(1)1s22s22p63s2(2)Kr4d105s25p2(3)Ar3d14s2(4)Ar3d104s1解析(1)最后一个电子填充在s轨道，属于主族元素。族序数等于最外层电子数，即为2，是第3周期A 族，即镁元素。(2)最后一个电子填充在p轨道，属于主族元素。族序数等于最外层电子数，即224，
6、是第5周期A族，即锡元素。(3)最后一个电子填充在d轨道，且小于10，属于副族元素。族序数等于价电子数，即123，是第4周期B族，即钪元素。(4)最后一个电子填充在d轨道，且等于10，属于副族元素。族序数等于最外层电子数，即为1，是第4周期B族，即铜元素。答案(1)3A(2)5A(3)4B(4)4B(1)第6周期A族元素的原子序数是多少？(2)第5周期 B族元素原子的核外电子排布式如何书写？答案：(1)该元素的核外电子排布式为Xe4f145d106s26p3，故原子序数为83。(2)Kr4d25s2。元素周期表的分区1下面的元素周期表中全都是金属元素的区域为()A只有s区 B只有d区Cs区、d
7、区和ds区 Dd区和ds区解析：选D。s区中的H、He不是金属元素，过渡元素(f区、d区和ds区)全部是金属元素。根据核外电子排布判断元素在周期表中的位置2已知某元素3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，则该元素在元素周期表中属于()A第B族 B第B族C第族 D第A族解析：选C。题中相应原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，从而再根据族的划分方法，可知其价电子排布为(n1)d6ns2，所以该元素应属于第族。3某元素原子的电子排布式为Ar3d104s24p1，根据原子核外电子排布与元素在元素周期表中的位置关系，完成下列各题：(1)该元素处于元素周期表
8、的第_周期，该周期的元素种数是_；(2)该元素处于元素周期表的第_族，该族的非金属元素种数是_；(3)试推测该元素处于元素周期表的_区，该区包含族的种类是_。解析：(1)根据该元素原子核外有4个电子层容纳了电子，可知该元素处于第4周期，该周期元素原子的核外电子排布式为Ar3d0104s124p06，故共有18种元素；(2)该元素位于第A族，该族只有一种非金属元素硼；(3)根据价电子排布式4s24p1可以确定该元素位于p区，由该区元素的价电子排布式为ns2np06，可以确定所包括族的种类是AA族、0族。答案：(1)418(2)A1(3)pAA族、0族根据元素在周期表中的位置判断电子排布情况4写出
9、下列元素基态原子的电子排布式。(1)第2周期第A族元素：_；(2)第3周期第A族元素：_；(3)第5周期第B族元素：_；(4)第5周期第B族元素：_。答案：(1)1s22s22p4(2)1s22s22p63s23p2(3)Kr4d105s1(4)Kr4d15s25原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据已学知识，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式，判断它们所在的周期和族。1s22s22p63s23p1_；1s22s22p63s23p63d54s1_；1s22s22p63s23p63d64s2_；1s22s22p63s23p63d104s24p64d10
10、4f145s25p65d106s26p2_。(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排布式。第4周期B族_；第5周期A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。的最外层的p轨道上都填充有电子，故在A族、在A族；元素的d轨道上都填充有电子但未满，故在B族而在第族。(2)为Ti元素，价电子排布式为3d24s2；为I元素，价电子排布式为5s25p5。答案：(1)第3周期A族第4周期B族第4周期族第6周期A族(2)Ti，3d24s2I，5s25p5核外电子排布与原子半径1原子半径(1)定义：依据量子力学理论，人们假定原子是一个_，并用统计的方法
11、来测定它的半径。(2)影响因素2原子半径的周期性变化(1)同周期(稀有气体元素除外)规律：自左至右逐渐_。原因：增加的电子所产生的电子间的_小于核电荷数增加导致的核对外层电子的_。(2)同主族规律：自上而下逐渐_。原因：电子层数依次增加，电子间_的影响大于核对外层电子的_的影响。(3)过渡元素规律：同一周期自左至右逐渐_，但变化幅度_。原因：增加的电子都分布在_轨道上，电子间的_与核对电子的_大致相当。自我校对：球体增大越小减小排斥作用吸引作用增大排斥作用吸引作用减小不大(n1)d排斥作用吸引作用1判断正误(1)元素周期律的形成是由于原子半径呈现周期性的重复。()(2)核电荷数越大，原子半径越
12、大。()(3)短周期主族元素，Na的原子半径最大。()(4)同一主族从上到下，原子半径依次增大。()答案：(1)(2)(3)(4)2关于同一种元素的原子或离子，下列叙述正确的是()A原子半径比阴离子半径小B原子半径比阴离子半径大C原子半径比阳离子半径小D带正电荷多的阳离子半径比带正电荷少的阳离子半径大解析：选A。原子得电子变成了阴离子，其半径增大；原子失电子变成阳离子，其半径减小，所以A项正确，B、C项不正确。比较Fe3和Fe2可知半径关系为r(Fe2)r(Fe3)，所以D项不正确。3下列微粒半径大小比较正确的是()ANaMg2Al3O2BS2ClNaAl3CNaMgAlSi DCsRbKNa
13、解析：选B。A中四种离子核外电子排布相同，核电荷数越大，则半径越小；B中S2和Cl，Na和Al3的核外电子排布分别相同，电子层数相同，微粒半径大小决定于核电荷数，S2和Cl比Na和Al3多一个电子层，微粒半径显然是前者大；C中同一周期从左至右原子半径逐渐减小，应为NaMgAlSi；D中同一主族，电子层数增多，原子半径增大，应为CsRbKNa。1原子半径的大小比较(1)同电子层：一般来说，当电子层相同时，随着核电荷数的增加，其原子半径(或离子半径)逐渐减小(除稀有气体外)，有“序小径大”的规律。如r(11Na)r(12Mg)、r(Na)r(Mg2)。(2)同主族：一般来说，当最外层电子数相同时，
14、电子层数越多，原子(或离子)半径越大。如r(Na)r(K)、r(F)r(Cl)、r(Na)r(K)、r(F)r(Cl)。(3)当电子层和最外层电子数均不同时，运用三角规律(A、B、C的相对位置如图所示)：原子半径：CAB，如r(K)r(Na)r(Mg)。2离子半径的大小比较(1)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)。(2)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)。(3)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)。“三看”
15、法快速判断简单微粒半径大小“一看”电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。“二看”核电荷数：当电子层结构相同时，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。已知短周期元素的离子aA2、bB、cC3、dD都具有相同的电子层结构，则下列叙述中正确的是()A原子半径：ABDCB原子序数：dcbaC离子半径：C3DBA2D单质的还原性：ABDC解析aA2、bB电子层结构相同，则A、B是同一周期元素且A在B的后面。根据同一周期元素原子半径的大小规律可知，B的原子半径A的原子半径，同理可以推出C、D在A、B的上一周期，且C在D的前面，由
16、此得出A、B、C、D的原子半径大小为BACD，A选项错；由A、B、C、D的相对位置，不难判断出它们的原子序数的关系为abdc，B选项错；依据“电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小”的规律来判断，C选项正确；同样由A、B在同一周期，随着原子序数增大(B到A)，金属性逐渐减弱(BA)来判断，D选项错。答案C(1)试比较上述例题中A(OH)2和BOH碱性的相对强弱。(2)试比较上述例题中C3、D的还原性相对强弱和CH3、HD的稳定性相对强弱？答案：(1)碱性：BOHA(OH)2。(2)还原性：C3D，稳定性：CH3HD。微粒半径大小的比较1具有下列电子排布式的原子中，半径最大的是()A1s2
17、2s22p63s23p1B1s22s22p5C1s22s22p63s23p4 D1s22s22p1解析：选A。A为Al，B为F，C为S，D为B，根据原子半径的递变规律：同一周期从左到右原子半径逐渐减小，同一主族从上到下原子半径逐渐增大，可知半径最大的是Al。2下列化合物中阳离子半径和阴离子半径之比最大的是()ALiI BNaBrCKCl DCsF解析：选D。若阳离子半径最大，阴离子半径最小，则化合物中阳离子半径和阴离子半径之比最大。四种化合物中，阴离子中F半径最小，阳离子中Cs半径最大，所以，四种化合物中阳离子半径和阴离子半径之比最大的是CsF。3具有相同电子层结构的三种微粒An、Bn和C，下
18、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：r(A)r(B)CB，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都应具有稀有气体元素原子的电子层结构，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，C项正确；B、C为同一周期的元素，而A应处于B、C的下一周期，故A的原子半径应大于B，且稀有气体的原子半径一般不与其他元素比较，D项错误。微粒半径大小的应用4已知主族元素A和B的原子序数分别为a和b，且原子半径为BA，则下列说法中正确的是()A
19、a一定大于bB若A和B不在同一周期，则a一定大于bCa一定小于bD若A和B在同一周期，a一定大于b解析：选D。若元素A、B同周期，在同一周期，随着原子序数递增，主族元素原子半径逐渐减小，而原子半径BA，所以原子序数ab，D正确；若元素A、B同主族，在同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，而原子序数也增大，即当原子半径BA时，原子序数ba。由于两种情况A、B都有可能，故A、B、C错误。5已知X、Y、Z、W四种主族元素，X的阳离子与Y的阴离子具有相同的电子层结构；W的阳离子的氧化性强于等电荷数的X的阳离子的氧化性；Z的阴离子半径大于等电荷数的Y的阴离子半径，则四种元素的原子序数由大到小的顺序是()
20、AZXYW BWXYZCXYZW DZYXW解析：选A。X的阳离子与Y的阴离子具有相同的电子层结构，则X位于Y的下一周期。W的阳离子与X的阳离子电荷数相等，则W、X位于同一主族，W的阳离子的氧化性比X的阳离子强，说明W在X前面的周期。同理分析Z、Y位于同一主族，Z在Y后面的周期。故四种元素原子序数的大小关系应为ZXYW，A项正确。重难易错提炼1.元素周期表结构：七横十八纵。七横：七个周期(三短三长一不全)；十八纵：7主、7副，0族、族各1。2.三个关系周期序数电子层数；主族序数价电子数元素最高正价(O、F除外)；BB族序数价电子数。3.16周期所含元素种数：2、8、8、18、18、32，第7周
21、期为不完全周期。4.族的相对位置：AABBBBAA0族。5.“三看”比较粒子半径大小：“一看”电子层数；“二看”核电荷数；“三看”核外电子数。课后达标检测基础巩固1某元素基态原子的电子排布式为Ar3d74s2，它在元素周期表中的位置是()A第3周期第B族B第4周期第B族C第4周期第B族 D第4周期第族解析：选D。由Ar3d74s2可知该元素位于第4周期，又由价电子数为9知其位于第4周期第9纵列，为第族元素。272号元素所在周期和族是()A第6周期B族 B第6周期B族C第6周期0族 D第6周期A族解析：选A。72号元素核外电子排布式为Xe4f145d26s2，价电子排布式为5d26s2，则主量子
22、数为6，价电子数为4，故在第6周期 B族。3已知下列元素原子的最外层电子排布式，其中不一定能表示该元素为主族元素的是()A3s23p3B4s24p1C4s2D3s23p5解析：选C。由元素原子的最外层电子排布式可知，3s23p3、4s24p1、3s23p5表示的元素分别属于第A、A、A族元素，都属于主族元素；最外层电子排布式为4s2的元素可能是主族元素Ca，也可能是第4周期除Cr、Cu以外的过渡元素。4下列各组粒子半径大小的比较中，错误的是()AKNaLi BNaMg2Al3CMg2NaF DClFF解析：选C。A项，同一主族从上到下原子半径逐渐增大；B项，核外电子排布相同的离子，核电荷数越大
23、，离子半径越小；C项，半径大小顺序应为Mg2NaF；D项，Cl比F多一个电子层，半径：ClF，F比F多一个电子，半径：FF。5下列粒子半径之比大于1的是()A. BC. D解析：选A。核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小，A对。同周期从左到右原子半径依次减小，B错。同种元素的阴离子半径大于原子半径大于阳离子半径，C、D错。6X和Y属短周期元素，X原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，Y位于X的前一周期，且最外层只有1个电子，则X和Y形成的化合物的化学式可表示为()AXY BXY2CXY3 DX2Y3解析：选A。由题意可知，由于元素X原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，则符合此条件的短
24、周期元素只有锂和硅。根据“Y位于X的前一周期且最外层只有一个电子”的题设，可判断若X是锂，则Y为氢；若X是硅，则Y为锂。这样，所形成的化合物可能是Li4Si或LiH。前一化合物没有符合其化学式的选项，可确定只有后一化合物符合题意。7肯定属于同族元素且性质相似的是()AA、B原子基态时核外电子排布式分别为1s22s2、1s2BA、B的结构示意图分别为CA原子基态时2p轨道上有1个未成对电子，B原子基态时3p轨道上也有1个未成对电子DA原子基态时2p轨道上有一对成对电子，B原子基态时3p轨道上也有一对成对电子答案：D8.下列四种元素中，其单质氧化性最强的是()A基态原子含有未成对电子最多的第2周期
25、元素B位于元素周期表中第3周期A族的元素C基态原子最外层电子排布式为2s22p6的元素D基态原子最外层电子排布式为3s23p5的元素解析：选D。单质氧化性最强的元素应为非金属性最强的元素。A项，原子的价电子排布式为2s22p3，为N；B项为Al，其金属性较强，非金属性很弱；C项为0族元素，性质不活泼；D项为Cl，在四个选项中非金属性最强，所以选D。9.金、银、铜、铁、铝和钛均是人类生产和生活中大量使用的金属。试回答与上述金属原子结构有关的问题：(1)上述金属元素中属于主族元素的有_。(2)钛被称为继铁、铝之后的“第三金属”。基态钛原子价电子的轨道表示式为_。(3)基态金原子的价电子排布式为5d
26、106s1试判断金在元素周期表中位于第_周期第_族。解析：(1)铝属于主族元素，其余均属于过渡元素。(2)钛位于第4周期第B族，价电子排布式为3d24s2。(3)金原子的价电子排布式为5d106s1，应位于第6周期第B族。答案：(1)铝(2)(3)6B10已知A、B、C分别代表元素周期表中前四周期的3种元素，请回答下列问题：(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其基态原子的电子排布式为_。(2)B元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有1个未成对电子，则基态B2的电子排布式为_。(3)C元素基态原子的最外层电子排布式为nsnnpn2，则n等于_，其轨道表示式为
27、_。解析：(1)A元素基态原子的次外层有2个电子，则次外层为K层，又知最外层有3个未成对电子，据此推知其最外层电子的轨道表示式为，故基态原子的电子排布式为1s22s22p3。(2)B元素基态原子的M层全充满(即3s23p63d10)，N层没有成对电子，只有1个未成对电子，则N层电子排布为4s1，则B元素基态原子的电子排布式为Ar3d104s1，从而推知B2的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或Ar3d9。(3)ns能级只有1个原子轨道，最多容纳2个电子，由C元素基态原子的最外层电子排布式可知，n2，则C的电子排布式为1s22s22p4，其轨道表示式为。答案：(1)1s22s22p
28、3(2)1s22s22p63s23p63d9(或Ar3d9)(3)2能力提升11.元素X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图。已知Y元素原子的价电子排布式为ns(n1)np(n1)，则下列说法不正确的是()AY元素原子的价电子排布式为4s24p4BY元素位于元素周期表的第3周期A族CX元素所在周期中所含非金属元素种类最多DZ元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3解析：选A。先确定Y元素原子的价电子层结构，再依据元素周期表中的相对位置确定X、Z元素的种类。因为Y元素原子的价电子排布式中出现了np能级，故其ns能级已经排满且只能为2个电子，则n12，n3，即Y
29、元素原子的价电子排布式为3s23p4，A错误，B正确。Y为S，X为F，第2周期所含非金属种类最多，C正确。Z为As，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，D正确。12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：元素周期表的形成是由原子的结构决定的；元素周期表中第A族元素统称为碱金属元素；每一周期的元素原子价电子排布式均是从ns1开始至ns2np6结束；元素周期表的每一周期元素的种类均相等；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；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()
30、A BC D解析：选A。 元素周期表的形成原因是核外电子排布呈周期性变化，而核外电子排布是由原子的结构决定的，正确；第 A族元素除氢元素之外称为碱金属元素，错误；第一周期的元素原子价电子排布从1s1开始到1s2结束，错误；随着周期序数的增大，元素种类有增多的趋势，错误；核外电子排布式为1s22s22p3的元素位于第2周期，而核外电子排布式为1s22s22p63s23p3的元素位于第3周期，错误；从元素周期表中不难看出，随着周期序数的增大，该周期所含的金属元素一般越多，正确。13周期表共有18个纵列，从左到右排为118列，即碱金属为第1列，稀有气体元素为第18列。按这种规定，下列说法正确的是()
31、A第9列元素中有非金属元素B只有第2列的元素原子最外层电子排布式为ns2C第4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式为ns2np5解析：选C。根据元素周期表的结构可知，第9列为d区元素，全部为金属元素，A项错误；最外层电子排布式为ns2的不只是第2列元素的原子，如第12列元素的原子最外层电子排布式也是ns2，B项错误；第15列元素原子的最外层电子排布式为ns2np3，D项错误。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
32、，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1s22s22p63s23p4或Ne3s23p4，则d(S)元素处于第3周期A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)元素基态原子价层的电子排布式为3d1
33、04s1，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A族(2)SNOH(3) (4)1s22s22p31s22s22p415已知A、B、C、D四种元素的相对原子质量分别为27、39、64、80，它们的原子核内中子数分别为14、20、35、45。(1)A元素原子的核外电子排布式为_，元素符号为_；B元素原子的核外电子排布式为_，元素符号为_；C元素原子的核外电子排布式为_，元素符号为_；D元素原子的核外电子排布式为_，元素符号为_。(2)A元素在元素周期表中的位置为_，B元素在元素周期表中的位置为_，C元素在元素周期表中位置为_，D元素在元素周期表中的位置为_。解析：质子数中子数相对原子质量，据此确定质子数，再根据质子数核外电子数，则可以求出电子数并写出核外电子排布式。答案：(1)1s22s22p63s23p1Al1s22s22p63s23p64s1K1s22s22p63s23p63d104s1Cu1s22s22p63s23p63d104s24p5Br(2)第3周期A族第4周期A族第4周期B族第4周期A族
