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1.2.1原子结构与元素周期表
【核心素养发展目标】
1．掌握元素周期律、元素周期系和元素周期表的关系，能从核外电子排布角度，解释元素周期系的基本结构
2．知道元素周期表中分区、周期和族的元素原子核外电子排布特征，能从原子价层电子数目和价层电子排布的角度解释元素周期表的分区、周期和族的划分
【主干知识梳理】
一、元素周期律、元素周期系和元素周期表
1．元素周期律、元素周期系和元素周期表的关系
(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
2．构造原理与元素周期表
(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 一 二 三 四 五 六 七
元素数 2 8 8 18 18 32 32
(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
INCLUDEPICTURE "F:\\（新教材）人教版 选择性必修2\\2-33.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\米昕\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 选择性必修2\\2-33.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\米昕\\e\\米昕\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 选择性必修2\\word\\2-33.TIF" \* MERGEFORMATINET
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
INCLUDEPICTURE "F:\\（新教材）人教版 选择性必修2\\2-34.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\米昕\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 选择性必修2\\2-34.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\米昕\\e\\米昕\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 选择性必修2\\word\\2-34.TIF" \* MERGEFORMATINET
3．核外电子排布与周期的划分
(1)每一周期元素原子的价层电子排布与元素种类
周期 价层电子排布 各周期增加的能级 元素种数
ⅠA族 0族 最外层最多容纳电子数
一 1s1 1s2 2 1s 2
二 2s1 2s22p6 8 2s、2p 8
三 3s1 3s23p6 8 3s、3p 8
四 4s1 4s24p6 8 4s、3d、4p 18
五 5s1 5s25p6 8 5s、4d、5p 18
六 6s1 6s26p6 8 6s、4f、5d、6p 32
七 7s1 7s27p6 8 7s、5f、6d、7p 32
(2)规律
①核外电子排布与周期划分的本质联系：一个能级组最多能容纳的电子数等于对应的周期包含的元素种数
②周期序数＝能级组中最大能层序数
③本周期包含的元素种数＝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
4．原子核外电子排布与族的划分
(1)划分依据：取决于原子的价电子数目和价层电子排布
(2)特点
①同族元素的价层电子数目和价层电子排布相同。这是同族元素性质相似的基础
②从第四周期开始的长周期，比短周期多出的元素全部是金属元素，这是因为它们的最外层电子数始终不超过2，即为ns1～2(Pd例外)
(3)规律
①主族元素：同主族元素原子的价层电子排布完全相同，价电子全部排布在ns或ns、np轨道上，价电子数与族序数相同，如下表
族数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
价层电子排布 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5
列数 1 2 13 14 15 16 17
价层电子总数 1 2 3 4 5 6 7
规律 主族元素的族序数＝该主族元素原子的最外层电子数＝价层电子总数
②过渡元素(副族和Ⅷ族)：同一纵行原子的价层电子排布基本相同，价电子总数等于所在的列序数。价电子排布为(n－1)d1～10ns1～2，ⅢB～ⅦB族的价电子数与族序数相同，第ⅠB、ⅡB族和第Ⅷ族的价电子数与族序数不相同，如下表
副族元素 21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 26Fe 27Co 28Ni 29Cu 30Zn
族数 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
价层电子排布 3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 3d104s2
价层电子总数 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
列数 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
规律 价电子总数＝列序数
③稀有气体元素：价电子排布为ns2np6(He除外)
【微点拨】
①价层电子不一定是最外层电子，只有主族元素的价层电子才是最外层电子。对于过渡元素还包括部分内层电子
②元素的价层电子数不一定等于其所在族的族序数，这只对主族元素成立，对部分过渡元素是不成立的
③同一族元素的价层电子排布不一定相同，如过渡元素中的镧系元素和锕系元素就不相同，在第Ⅷ族中部分元素的价层电子排布也不相同
【对点训练1】
1．为纪念门捷列夫发表第一张元素周期表(部分如下)150周年，联合国宣布2019年为“国际化学元素周期表年”。关于下表的说法正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE "F:\\（新教材）人教版 选择性必修2\\2-31.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\米昕\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 选择性必修2\\2-31.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\米昕\\e\\米昕\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 选择性必修2\\word\\2-31.TIF" \* MERGEFORMATINET
A．表中数字代表元素的原子序数
B．表中元素的排列依据是元素的原子结构
C．推测表中“？＝70”指代的元素的最高化合价为＋4
D．每一纵列都对应现在常用的元素周期表中的一族
2．下列对元素周期表的认识正确的是(　　)
A．有9行7个周期 B．有16列16个族
C．有三个短周期四个长周期 D．非金属元素存在于主族与副族中
3．下列叙述中正确的是(　　)
A．除0族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数
B．除短周期外，其他周期均有18种元素
C．副族元素中没有非金属元素
D．碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素
4．外围电子排布为4d55s1的元素在周期表中的位置是(　　)
A．第四周期ⅠB族 B．第五周期ⅠB族
C．第四周期ⅥB族 D．第五周期ⅥB族
5．下列说法中正确的是(　　)
A．主族元素的价电子全排布在最外层的ns或np轨道上
B．过渡元素的原子，价电子排布全部为(n－1)d1～10ns2
C．d轨道不可以参与化学键的形成
D．所有元素的共同特点是原子的价电子都排布在最外电子层上
6．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正确的是(　　)
A．原子的价电子排布式为ns2np1～6的元素一定是主族元素
B．基态原子的p能级上有5个电子的元素一定是第ⅦA族元素
C．原子的价电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素一定位于第ⅢB～第ⅧB族
D．基态原子的N层上只有1个电子的元素一定是主族元素
7．具有下列电子层结构的原子，其对应的元素一定属于同一周期的是(　　)
A．两种元素原子的电子层上全部都是s电子
B．3p能级上只有1个空轨道的原子和3p能级上只有1个未成对电子的原子
C．最外层电子排布为2s22p6的原子和最外层电子排布为2s22p6的离子
D．原子核外的M层上的s、p能级上都填满了电子而d轨道未排电子的两种原子
二、再探元素周期表
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
①区的名称：除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号
②ds区的名称：ds区只有两列，第11列铜、银、金和第12列锌、镉、汞，由于该区开始的第11列铜、银、金按构造原理进行电子排布时，电子排布式中最后两个能级的电子排布应为(n－1)d9ns2，而事实上却为
(n－1)d10ns1，可理解为先填满了(n－1)d能级而后再填充ns能级，因而得名ds区
③区的种类：s区、p区、d区、ds区和f区，5个区的位置关系如下图所示
④各区元素的价电子排布特点
分区 元素位置 价层电子排布 元素性质特点
s区 ⅠA族、ⅡA族 ns1～2 除氢外都是活泼金属元素
p区 ⅢA族～ⅦA族及0族 ns2np1～6 (He除外) 最外层电子参与反应
d区 ⅢB族～ⅦB族及Ⅷ族 (n－1)d1～9ns1～2 (除钯外) d轨道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 镧系及锕系元素 (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2 金属元素
处于d区、ds区和f区的元素全部是金属元素。s区的元素除氢外，也全部是金属元素
(2)根据元素的金属性和非金属性分区
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，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
【对点训练2】
1．已知某基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，该元素在周期表中的位置和区分别是(　　)
A．第四周期ⅡB族；s区 B．第四周期ⅧB族；d区
C．第四周期Ⅷ族；d区 D．第四周期Ⅷ族；ds区
2．关于元素周期表中元素的分区，下列说法正确的是(　　)
A．元素周期表的s区全部是金属元素 B．元素周期表的d区包含所有的过渡元素
C．过渡元素包括d区和ds区的元素 D．p区元素都是非金属元素
3．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．元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
C．ns电子的能量不一定高于(n－1)p 电子的能量
D．电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了洪特规则
4．下面元素周期表中全部是金属元素的区域为(　　)
INCLUDEPICTURE "F:\\（新教材）人教版 选择性必修2\\2-42.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\米昕\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 选择性必修2\\2-42.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\米昕\\e\\米昕\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 选择性必修2\\word\\2-42.TIF" \* MERGEFORMATINET
A．只有s区 B．只有d区 C．s区、d区和ds区 D．d区和ds区
5．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等同位素，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22 B．钛元素在周期表中处于第四周期
C．钛的不同同位素在周期表中处于不同的位置 D．钛元素是d区的过渡元素
【课时跟踪检测】
1．下列有关元素周期系的叙述正确的是(　　)
A．元素周期系中第ⅠA族元素又称为碱金属元素
B．元素周期系中每一周期元素的种类均相等
C．元素周期系的形成原因是核外电子排布的周期性变化
D．每一周期的元素最外层电子数均是1→8，周而复始
2．原子的价电子排布式为3d104s1的元素在周期表中位于(　　)
A．第五周期ⅠB族 B．第五周期ⅡB族
C．第四周期ⅧB族 D．第四周期ⅠB族
3．价电子排布式为5s25p3的元素是(　　)
A．第五周期第ⅢA族 B．51号元素 C．非金属元素 D．Te
4．某元素的最外层电子数为2，价电子数为5，并且是同族中原子序数最小的元素，关于该元素的判断错误的是(　　)
A．电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2 B．该元素为V
C．该元素为ⅡA族元素 D．该元素位于d区
5．已知某元素＋2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，该元素在周期表中属于(　　)
A．ⅤB族 B．ⅡB族 C．Ⅷ族 D．ⅡA族
6．某元素简化电子排布式为[Xe]4f46s2，其应在(　　)
A．s区 B．p区 C．d区 D．f区
7．外围电子排布为3d104s2的元素在周期表中的位置是(　　)
A．第三周期ⅦB族 B．第三周期ⅡB族 C．第四周期ⅦB族 D．第四周期ⅡB族
8．关于元素周期表的下列说法中正确的是(　　)
A．目前发现的所有元素占据了周期表里全部位置，不可能再有新的元素被发现
B．根据原子的电子排布，可将周期表分为s、d、ds、p、f五个分区
C．俄国化学家道尔顿为元素周期表的建立作出了巨大贡献
D．周期表中，元素所在的族序数等于原子的最外层电子数
9．已知某元素原子的价电子排布式为(n－1)dansb，则下列说法正确的是(　　)
A．该元素是金属元素 B．该元素位于周期表中d区
C．该元素的族序数为a＋b D．该元素位于周期表中第四周期
10．下列说法不正确的是(　　)
A．元素原子的核外电子排布呈现周期性变化是形成元素周期系的根本原因
B．周期序数越大，该周期所含金属元素越多
C．所有区的名称均来自按构造原理最后填入电子的能级符号
D．周期表共18个纵列，可分为7个主族、7个副族、1个Ⅷ族、1个0族
11．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，一定是第ⅠA族元素
B．基态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
12．元素周期表完美地将元素的结构、位置与性质结合在一起，根据元素的原子序数就能推断出该元素在周期表中的位置，进而推断出该元素原子的结构和性质。下列关于33号元素的说法正确的是(　　)
A．该元素位于d区
B．该元素为金属元素
C．该元素位于第四周期第ⅢA族
D．该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
13．元素周期表中共有18纵列，从左到右排为18列，第1列为碱金属元素(氢元素除外)，第18列为稀有气体元素，则下列说法正确的是(　　)
A．第9列元素中没有非金属元素 B．第15列元素原子的最外层电子排布式是ns2np5
C．最外层电子排布式为ns2的元素一定在第2列 D．第11、12列为d区元素
14．下列说法正确的是(　　)
A．最外层电子排布式为ns2的基态原子所对应元素一定位于第ⅡA族
B．d区元素的原子一定都有d轨道电子
C．最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素一定是金属元素
D．基态原子价层电子排布式为nsnnpn的元素一定是金属元素
15．周期表中有如图所示的元素，下列叙述正确的是(　　)
INCLUDEPICTURE "F:\\（新教材）人教版 选择性必修2\\2-419.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\米昕\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 选择性必修2\\2-419.TIF" \* MERGEFORMATINET
A．钛元素原子的M层上共有10个电子 B．钛元素是ds区的过渡元素
C．钛元素原子最外层上有4个电子 D．47.87是钛原子的近似相对原子质量
16．下列元素一定是主族元素的是(　　)
A．原子核外N电子层上只有一个电子的元素 B．原子核外M层电子数为偶数的元素
C．原子核外M层电子数为小于或等于7的奇数的元素 D．原子核外N层电子数为2的元素
17．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ns(n－1)np(n＋1)，则下列说法不正确的是(　　)
X
Y
Z
A．Y元素原子的价电子排布式为4s24p4
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1s22s22p63s23p63d104s24p3
18．已知元素原子的下列结构或性质，能确定其在周期表中位置的是(　　)
A．某元素原子的第二电子层电子的轨道表示式为
B．某元素在某种化合物中的化合价为＋4价
C．某元素的原子最外层电子数为6
D．某元素的原子外围电子排布式为5s25p1
19．对应下列叙述的微粒M和N，肯定属于同主族元素且化学性质相似的是(　　)
A．原子核外电子排布式：M为1s22s2，N为1s2
B．结构示意图：M为，N为
C．M原子基态2p轨道上有一对成对电子，N原子基态3p轨道上有一对成对电子
D．M原子基态2p轨道上有1个未成对电子，N原子基态3p轨道上有1个未成对电子
20．具有以下结构的原子一定属于p区元素的是(　　)
①最外层有3个电子的原子　 ②最外层电子排布式为ns2的原子　
③最外层有3个未成对电子的原子　 ④最外层电子形成全满结构的原子
A．②③ B．①③ C．②④ D．①④
21．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5个区，如图所示。请回答下列问题：
INCLUDEPICTURE "F:\\（新教材）人教版 选择性必修2\\2-41.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\米昕\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 选择性必修2\\2-41.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\米昕\\e\\米昕\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 选择性必修2\\word\\2-41.TIF" \* MERGEFORMATINET
(1)在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素，其原子的价电子的电子云形状为________
(2)在d区中，族序数最大、原子序数最小的元素，其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，其原子的价电子排布式为________
(4)在p区中，第二周期ⅤA族元素原子的价电子的轨道表示式为________
(5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在______区中
22．有A、B、C、D、E、F、G七种元素，除E为第四周期元素外其余均为短周期元素。A、E、G位于元素周期表的s区，其余元素位于p区，A、E的原子外围电子层排布相同，A的原子中没有成对电子；B元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；C元素原子的外围电子层排布式为nsnnpn＋1；D元素单质的氧化性在同周期主族元素的单质中排第二位；F的基态原子核外成对电子数是单电子数的3倍；G的基态原子占据两种形状的原子轨道，且两种形状轨道中的电子总数均相同。回答下列问题：
(1)写出下列元素的符号：D________，G________
(2)E元素位于周期表________区，________族
(3)写出C的电子排布式：________
(4)B的原子结构示意图为________
(5)基态A原子中含有的未成对电子数为________
23．有A、B、C、D、E 5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中只有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能级电子数是最外层的s能级电子数的两倍；C原子最外层电子数等于D原子最外层电子数的一半。
请回答下列问题：
(1)A是________(填元素名称，下同)，位于第________周期第________族；D是________，位于第________周期第________族；E是________，位于第________周期第________族
(2)写出C元素基态原子的电子排布式：________，由此可见，该元素为________区元素。
(3)写出D元素原子的价电子轨道表示式：__________，由此可见，该元素为________区元素。
24．A元素的原子中只有一个能层且只含1个电子；B元素的原子3p轨道上得到1个电子后不能再容纳外来电子；C元素的原子2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反；D元素的原子第三能层上有8个电子，第四能层上只有1个电子；E元素的原子最外层电子排布式为3s23p6；F为金属元素且原子核外p电子数和s电子数相等
请回答下列问题：
(1)B元素在元素周期表中的位置：________
(2)上述元素中位于s区的有________(填元素符号)
(3)写出C元素基态原子价电子排布图：________________________________________
(4)检验某溶液中是否含有D＋，可通过____________反应来实现；检验某溶液中是否含有B－，通常所用的试剂是________和________
(5)写出E的元素符号：______________，要证明太阳上是否含有E元素，可采用的方法是______________
25．有四种短周期元素，它们的结构或性质等信息如表所述。请根据表中信息填写：
元素 结构或性质
A A是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素，该元素的某种合金是快中子反应堆的导热剂
B B与A同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性
C 元素的气态氢化物极易溶于水，其单质可用作制冷剂
D D是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂
(1)A原子的核外电子排布式：_____________________________________
(2)B元素在周期表中的位置：__________________________；离子半径：B________(填“大于”或“小于”)A
(3)C原子的核外电子轨道表示式是________，其原子核外有________个未成对电子，能量最高的电子为________轨道上的电子，其电子云形状呈________形
(4)D原子的核外电子排布式为____________________________________，D－的结构示意图是________
26．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________
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电子排布式为3d54s1，该元素的名称是________
【原子结构与元素周期表】答案
【对点训练1】
1．C。解析：表中数字代表元素的相对原子质量，故A错误；表中元素的排列依据是相对原子质量的大小，故B错误；推测表中“？＝70”和C、Si在同一横排，属于同主族，所以元素的最高化合价为＋4，故C正确；每一横行都对应现在常用的元素周期表中的同一族，故D错误。
2．C。解析：元素周期表有7个横行，分为7个周期，故A错误；元素周期表有18列16个族，其中7个主族、7个副族、1个第Ⅷ族和1个0族，故B错误；元素周期表有7个周期，其中一、二、三为短周期，四、五、六、七为长周期，故C正确；副族中没有非金属元素，非金属元素全部是主族或0族元素，故D错误。
3．C。解析：A项中F的最高化合价为0价，O的最高化合价不是＋6，与族序数不等；B项中六、七周期所含元素数均不是18种；D项中H不属于碱金属。
4．D。解析：由于该元素的能级最高为5s，所以处于第五周期，外围电子排布为4d55s1。所以位于第ⅥB族。因此该元素在周期表中的位置是第五周期ⅥB族。
5．A。解析：主族元素的价电子全排布在ns或np轨道上，过渡元素Cr的价电子排布为3d54s1，B错；Fe的价电子为3d64s2，形成Fe3＋化合物时d轨道参与形成化学键，C错；过渡元素原子的价电子并不都排布在最外层ns上，有的排在(n－1)d上，D错。
6．B。解析：0族元素原子的价电子排布式为1s2(氦)或ns2np6，故A项错误；原子的价电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素位于第Ⅷ族，故C项错误；基态原子的N层上只有1个电子的元素除了主族元素外，还有部分副族元素，如Cu、Cr，故D项错误。
7．B。解析：两种元素原子的电子层上全部都是s电子，即为1s1或1s2或1s22s1或1s22s2，对应的分别是H、He、Li、Be，即两种元素原子的电子层上全部都是s电子，可能属于第一周期或第二周期。3p能级上只有1个空轨道的原子：1s22s22p63s23p2，是硅元素；3p能级上只有1个未成对电子的原子：1s22s22p63s23p1，是铝元素或1s22s22p63s23p5，是氯元素，都属于第三周期。最外层电子排布为2s22p6的原子是氖元素，属于第二周期元素；最外层电子排布为2s22p6的离子对应的元素可能为氮、氧、氟、钠、镁、铝等，很显然不一定属于同一周期。原子核外的M层上的s、p能级上都填满了电子而d轨道未排电子的两种原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6或1s22s22p63s23p64s1或1s22s22p63s23p64s2，可能为Ar、K、Ca，很显然不一定属于同一周期。
【对点训练2】
1．C。解析：某原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d84s2，可知共4个电子层，为第四周期元素，价电子排布为3d84s2，为Ni，最后填充d电子，为d区元素，位于第四周期Ⅷ族。
2．C。解析：s区中的H是一个特例，它属于非金属元素，故A错误；d区包括ⅢB～ⅦB族(镧系和锕系除外)元素和Ⅷ族元素，ds区包括ⅠB族和ⅡB族元素，过渡元素包括所有的副族元素和Ⅷ族元素，即包括了d区和ds区的元素，故B错误、C正确；p区包括ⅢA～ⅦA族元素和0族元素，其中的铝、铅等都是金属元素，故D错误。
3．B。解析：在周期表中金属元素分布在s区、d区、ds区、f区和p区，故A错误；元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素，称为过渡元素，全部为金属，故B正确；电子能量与能层和能级都有关，ns电子的能量一定高于(n－1)p电子的能量，故C错误；根据能量最低原理知，电子先排能量低的轨道后排能量高的轨道，则21Sc的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，故D错误。
4．D。解析：s区的氢为非金属，d区和ds区全部为金属，p区包含大多数非金属元素。
5．C。解析：题给三种同位素原子中，中子数最小为26，故A项正确；Ti位于第四周期ⅣB族，属于d区元素，故B、D项正确；同种元素的不同同位素在周期表中的位置相同，故C项错误。
【课时跟踪检测】
1．C。解析：第ⅠA族元素中氢元素不属于碱金属元素，A错误；周期表中每一周期元素数目不尽相同，第一至七周期元素数目分别是2、8、8、18、18、32、32，B错误；第一周期元素最外层电子数由1→2，D错误。
2．D。解析：该元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，即该原子含有4个能层，位于第四周期，其价电子排布式为3d104s1，属于第ⅠB族元素，所以该元素位于第四周期ⅠB族，故选D。
3．B。解析：5s25p3,5指的是电子层数，即属于第五周期，价电子指的是最外层电子数，主族元素所在族序数等于最外层电子数，即属于第ⅤA族元素，属于主族元素，又因为最后一个电子填充在p能级上，属于p区，按照核外电子排布的规律，推出此元素是锑(Sb)，B正确。
4．C。解析：某元素的最外层电子数为2，价电子数为5，说明最外层电子数和价电子数不相等，则价电子应存在d能级电子，并且是同族中原子序数最小的元素，则可知应为第四周期元素，电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，为第四周期ⅤB族元素，为V元素，位于d区。
5．D。解析：由题意推知，该元素的外围电子排布为4s2，故该元素位于第四周期ⅡA族。
6．D。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f能级，所以该元素为f区元素。
7．D。解析：该元素的最大能层为4，应位于第四周期，3d和4s电子数之和为12，应在第12列，是ⅡB族。
8．B。解析：元素周期表在不断完善与发展，A错误；俄国化学家门捷列夫制作了第一张元素周期表，C错误；周期表中副族的族序数不一定等于原子的最外层电子数。
9．A。解析：由原子的价电子排布式为(n－1)dansb可知该元素应为过渡元素，是金属元素，A正确；该元素可能位于周期表的d区或ds区，B错误；其族序数不一定是a＋b(如铜)，C错误；该元素可能位于周期表中的第四、第五或第六周期，D错误。
10．C。解析：除ds区外，区的名称均来自按构造原理最后填入电子的能级符号。
11．C。解析：基态原子的N层上只有一个电子的元素，可能为K、Cr或Cu，K为主族元素，Cr、Cu为副族元素，故A错误；副族元素的d能级电子数为10或1～5，原子的价电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素为Ⅷ族元素，故B错误；基态原子的p能级上半充满的元素，电子最后填充p能级，属于p区，故C正确；ⅢB～ⅦB及Ⅷ族元素，其族序数为外围电子中d、s能级含有的电子数目之和，族序数一定为x＋y，ⅠB族、ⅡB族元素，族序数等于外围电子排布中s能级中的电子数，族序数为y，故D错误。
12．D。解析：33号元素，根据原子序数＝质子数＝原子核外电子数，则该元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，能层数等于电子层数，价层电子排布式为4s24p3，最外层5个电子，则该元素位于第四周期第ⅤA族，为非金属元素，故D正确。
13．A。解析：A项，第9列为Ⅷ族，全部为金属元素；B项，第15列为ⅤA族，其元素原子的最外层电子排布式为ns2np3；C项，He的最外层电子排布式为1s2，却在第18列；D项，第11、12列元素原子的价电子排布式为(n－1)d10ns1～2，所以为ds区元素。
14．B。解析：最外层电子排布式为ns2的基态原子所对应元素不一定位于第ⅡA族，可能位于副族或0族，如副族的Zn或0族的He，故A错误；d区元素的基态原子都含有d轨道电子，故B正确；最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素不一定是金属元素，如H，故C错误；基态原子价层电子排布式为nsnnpn的元素，s能级上最多排列2个电子，则n＝2，所以该原子价层电子排布式为2s22p2，为C元素，是非金属元素，故D错误。
15．A。解析：钛元素原子的M层为第三层，电子排布为3s23p63d2，共有10个电子，A正确；钛元素是d区的过渡元素，B错误；钛元素原子最外层为4s2，有2个电子，C错误；47.87是钛原子的平均相对原子质量，D错误。
16．C。解析：A项和D项描述的都是第四周期元素，其中过渡元素最外层既有1个电子的，也有2个电子的，过渡元素是副族元素，错误；B项，M层电子数为偶数的元素中有过渡元素、主族元素和0族元素，错误。
17．A。解析：Y元素原子的价电子排布式为ns(n－1)np(n＋1)，由n－1＝2可得n＝3，Y元素原子的价电子排布式为3s23p4，则Y元素位于第三周期第ⅥA族，Z位于第四周期第ⅤA族，价电子排布式为4s24p3，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。X、Y、Z最外层电子填充在p轨道上，故X、Y、Z均位于p区。
18．D。解析：A中只能说明该元素的L层有8个电子，无法确定其在周期表中的位置；B中某些非金属元素有多种化合价，＋4价不一定是其最高化合价，无法确定其在周期表中的位置；C中根据最外层电子数只能确定族序数，无法确定周期数；D中可确定该元素在第五周期第ⅢA族。
19．C。解析：A项，M为Be，N为He，二者不属于同主族元素，错误；B项，前者属于原子，后者属于离子，性质不相似，错误；C项，M为O，N为S，二者属于同主族元素，化学性质相似，正确；D项，M可能为B或F，N可能为Al或Cl，二者不一定属于同主族元素，错误。
20．B。解析：最外层有3个电子的原子，其最外层电子排布式为ns2np1，只能是第ⅢA族元素的原子，①正确；最外层电子排布式为ns2的原子，既可能是第ⅡA族元素的原子，也可能是过渡元素的原子，还可能是He原子，②错误；最外层有3个未成对电子的原子，其最外层电子排布式一定为ns2np3，位于第ⅤA族，③正确；最外层电子形成全满结构的原子，包括ns2、ns2np6等结构的原子及钯原子，可能位于多个区，④错误。
21．(1)球形　
(2)Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6，Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5　Fe3＋　
(3)3d104s2
(4) 　
(5)f
解析：(1)s区为ⅠA族、ⅡA族，符合条件的元素为Be，其电子排布式为1s22s2，价电子的电子云形状为球形。
(2)d区为ⅢB～ⅦB族(不包括镧系、锕系)、Ⅷ族，族序数最大且原子序数最小的元素为Fe，其常见离子为
Fe2＋、Fe3＋，电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5，由离子的电子排布式可知Fe3＋的3d能级为半充满状态，其稳定性大于Fe2＋。
(3)符合条件的元素为Zn，其电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s2，价电子排布式为3d104s2。
(4)符合题意的元素为N，其价电子的轨道表示式为。
(5)铀和钚均为锕系元素，位于f区。
22．(1)S　Mg　
(2)s　ⅠA　
(3)1s22s22p3
(4) INCLUDEPICTURE "F:\\（新教材）人教版 选择性必修2\\2-47.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\米昕\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 选择性必修2\\2-47.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\米昕\\e\\米昕\\2020\\同步\\化学\\化学 人教版 选择性必修2\\word\\2-47.TIF" \* MERGEFORMATINET 　
(5)1
解析：A、B、C、D、E、F、G七种元素，除E为第四周期元素外其余均为短周期元素，A、E、G位于元素周期表的s区，A、E的原子外围电子层排布相同，A的原子中没有成对电子，则A为H，E为第四周期ⅠA族元素，即E为K；B、C、D、F元素位于p区，C元素原子的外围电子层排布式为nsnnpn＋1，n＝2时符合，则C为N元素；B元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子总数相同，电子排布式为1s22s22p2，则B为C元素；D元素单质的氧化性在同周期主族元素的单质中排第二，D排在N元素之后则D为S；F的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍，F的原子序数比C元素的大，其电子排布为1s22s22p4，即F为O元素，G的基态原子占据两种形状的原子轨道，且两种形状轨道中的电子总数相同，G位于元素周期表的s区，则G电子排布式为1s22s22p63s2，则G为Mg元素
23．(1)氢　一　ⅠA　硫　三　ⅥA　钾　四　ⅠA　
(2)1s22s22p63s23p1　p　
(3)
解析：由“A和E属同一族，它们原子的最外层电子排布为ns1”“C、E是金属元素”可知A为氢元素，E为钠或钾元素；B和D元素原子的最外层的s能级电子数为2，所以它们的最外层的p能级电子数是4，是ⅥA族元素，所以B是氧元素，D是硫元素，则E为钾元素；由“C原子最外层电子数等于D原子最外层电子数的一半”可知C是铝元素。
24．(1)第三周期ⅦA族　
(2)H、Mg、K
(3)
(4)焰色　AgNO3溶液　稀硝酸
(5)Ar　对太阳光进行光谱分析
解析：A元素的原子只有一个电子层且只含1个电子，故A为H；B元素的原子3p轨道上得到1个电子后不能再容纳外来电子，所以B为Cl；C元素的原子2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反，所以C为O；D元素的原子第三能层上有8个电子，第四能层上只有1个电子，所以D为K；E元素的原子价电子排布式为3s23p6，所以E为Ar；F为金属元素且原子核外p电子数和s电子数相等，则F为Mg。(4)检验某溶液中是否含有K＋，可以通过焰色反应来实现，检验某溶液是否含有氯离子，通常使用的试剂是AgNO3溶液和稀硝酸。
25．(1)1s22s22p63s1(或[Ne]3s1)　
(2)第三周期第ⅢA族　小于
解析：根据题中信息可推出：A为Na，B为Al，C为N，D为Cl。
(1)Na的核外电子排布式为1s22s22p63s1或[Ne]3s1。
(2)B为Al，其在元素周期表中的位置为第三周期第ⅢA族，Na＋与Al3＋核外电子排布相同，核电荷数后者大于前者，故r(Al3＋)＜r(Na＋)。
(3)C为N，其核外电子轨道表示式为，其中有3个未成对电子，能量最高的为p轨道上的电子，其轨道呈哑铃形。
(4)D为Cl，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5，Cl－的结构示意图为 。
26．(1)①3d54s1　②4d105s1　③5s25p2 ④6s2　
(2)①ⅡB　②C　③4s24p3　第四周期第ⅤA族　p
(3)
解析：(1)第ⅢB族～ⅦB族元素的价电子排布式分别为(n－1)dxns2(x＝1～5)，且价电子数等于族序数。故①为3d44s2，但据洪特规则应为3d54s1。ⅠB族和ⅡB族的价电子排布式分别为(n－1)d10ns1和(n－1)d10ns2，故②为4d105s1。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。
(2)①具有(n－1)d10ns2电子排布的元素位于周期表第ⅡB族。
②该元素基态原子价电子排布式为3d34s2，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。
③根据构造原理可知该元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，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。
(3)①钛位于第四周期第ⅣB族，价层电子排布为3d24s2。Ti的最高化合价＝价电子数＝4。②原子价层电子排布式为3d54s1的元素为铬元素。
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