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第1章　原子结构与元素性质
第2节　原子结构与元素周期表
第2课时　核外电子排布与元素周期表
1.了解核外电子的排布规律、价电子排布与元素周期表中周期、族划分的关系。
2.了解核外电子排布与原子半径的关系,能用原子结构解释核外电子排布的规律。
学习目标
一、核外电子排布与周期的划分
知能通关
1.能级组
(1)含义
将能量相近的原子轨道归为一组,所得到的能级组按照能量从____到____的顺序与元素周期表中的______相对应。
(2)能级组与能量
不同能级组之间的能量差较大,同一能级组内能级之间的能量差较小。
低
高
周期
(3)鲍林近似能级图与周期的关系
32
32
18
18
8
8
2
每个周期能容纳的元素种类数与该周期的原子轨道数目有什么关系
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
小题对点过
每个周期的元素种类数等于每个周期的原子轨道数目的2倍。如第5周期的轨道数目是1个5s轨道、3个5p轨道、5个4d轨道,共9个原子轨道,第5周期容纳的元素种类数为2×9=18
(4)几个定量关系
①每个能级组对应的周期中,能级组最大的电子层(n)数等于该周期的周期序数。
②能级组容纳的最多电子数等于对应周期所包含元素的种数。
③除第1周期外,每周期元素原子的电子排布,先从ns1开始,再排能级组中其他能级,该周期结尾元素为ns2np6。
2.价电子
(1)含义
最外能级组中那些有可能参与__________的电子。
(2)规律
元素原子的价电子不一定是最外层的电子。一般情况下,主族元素原子的价电子只包括最外层电子,过渡元素原子的价电子除最外层电子外,还包括次外层的部分电子,甚至倒数第三层的电子。
(3)排布式
为便于研究元素性质与核外电子间的关系,人们常常只表示出原子的价电子排布,如基态铁原子的价电子排布式为______________。
化学反应
3d64s2
具有下列电子层结构的原子,其对应的元素不一定属于同一周期的是　　　　。
①两种元素原子的电子层上全部都是s电子
②3p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
③最外层电子排布式为2s22p6的原子和最外层电子排布式为2s22p6的离子
④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
①③④
小题对点过
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,对应的元素分别是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1周期或第2周期,①符合题意。3p能级上只有1个空轨道的原子为1s22s23p63s23p2(硅元素);3p能级上只有1个未成对电子的原子为1s22s22p63s23p1(铝元素)或1s22s22p63s23p5(氯元素),都属于第3周期,②不符合题意。最外层电子排布式为2s22p6的原子是氖原子,属于第2周期元素;最外层电子排布式为2s22p6的离子对应的元素可能为氮、氧、氟、钠、镁、铝等,不一定属于同一周期,③符合题意。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,不一定属于同一周期,④符合题意。
1.价电子排布式为5s25p3的元素是(　　)
A.第5周期ⅢA族 B.51号元素
C.非金属元素 D.Te
解析　5s25p3,5指的是电子层数,即属于第5周期,价电子指的是最外层电子数,为主族元素,主族元素所在族序数等于最外层电子数,即属于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,按照核外电子排布的规律,推出此元素是51号元素锑(Sb),B正确。
B
2.(双选)具有下列特征的原子对应的元素,一定处于同一周期的是(　　)
A.两原子N层上都有1个s电子,一个原子有d电子,另一个原子无d电子
B.两原子2p能级上电子数均为奇数
C.两原子4s能级上有2个电子
D.两原子次外层电子数均为8
AB
解析　N层上有1个s电子,无d电子的是K原子(4s1);N层上有1个s电子,有d电子的可能是Cr(3d54s1)或Cu(3d104s1),都处于第4周期,A符合题意。2p能级上电子数为奇数的原子可能是B(2s22p1)、N(2s22p3)、F(2s22p5),均处于第2周期,B符合题意。4s能级上有2个电子,若4s能级是最高能级,可能是第4周期的元素,如Ca(4s2)、Zn(3d104s2)等;若4s能级不是最高能级,可能是第5、6、7周期的元素,不一定处于同一周期,C不符合题意。原子次外层电子数为8的元素可能是第3周期的元素,如Na、Mg等,也可能是第4周期的元素,如K、Ca等,不一定处于同一周期,D不符合题意。
3.同属长周期的4、5、6周期所包含的元素种数分别为　 、　 　、　　　,
并解释其原因_______________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
18
18
32
据鲍林近似能级图,第4、5周期元素包含的能级为ns、np、 (n-1)d, 共有9个原子轨道,最多容纳18个电子,对应两周期中各18种元素;而第6周期元素能级除ns、np和(n-1)d,还有(n-2)f,故多出7个原子轨道即14个电子,对应多出14种元素
二、核外电子排布与族的划分
知能通关
1.核外电子排布与族的划分
(1)族的划分与原子的________数目和____________密切相关。一般来说,同族元素原子的价电子数目______。
(2)对于主族元素
①主族元素的价电子排布
族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
价电子
排布式
价电子数
价电子
价电子排布
相同
ns1
ns2
ns2np1
ns2np2
ns2np3
ns2np4
ns2np5
1
2
3
4
5
6
7
②价电子排布与族序数
a.主族元素原子的价电子全部排布在最外层______或____________轨道上。
b.主族元素所在族的序数=该元素原子的__________=原子的______________。
(3)对于稀有气体元素
①除氦元素最外层电子排布为________,稀有气体元素原子的最外层电子排布均为______________。
②稀有气体元素所处的族为0族。
ns
ns、np
价电子数
最外层电子数
1s2
ns2np6
(4)对于过渡元素
①第4周期ⅢB~ⅦB元素的价电子排布
族序数 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB
价电子排布 3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2
②价电子排布与族序数
a.过渡元素的原子(除钯外),价电子排布为__________________。
b.ⅠB和ⅡB族:根据ns轨道上有1个还是2个电子来划分。
族序数=原子最外层电子数。
c.ⅢB~ⅦB族元素原子的价电子数目与________相同。
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(镧系、锕系除外)。
d.Ⅷ族:原子最外层ns电子数与次外层(n-1)d电子数之和,分别为8、9、10。
(n-1)d1~10ns1~2
族序数
具有如下电子层结构的原子,其相应元素不一定属于同一族的是　　　　。
①2p能级上有2个未成对电子的原子和3p能级上有2个未成对电子的原子
②3p能级上只有2个空轨道的原子和4p能级上只有2个空轨道的原子
③最外层电子排布式为ns2的原子和最外层电子排布式为(n+1)s2的原子
④最外层电子排布式为ns2的原子和最外层电子排布式为(n+1)s2(n+1)p6的原子
①③④
小题对点过
解析　
价电子排布式 元素 结论
① 2s22p2或2s22p4 C或O 不一定属于同一族
3s23p2或3s23p4 Si或S
② 3s23p1 Al 属于同一族
4s24p1 Ga
③ n=3时 3s2 Mg 不一定属于同一族
4s2 Ca、Zn、Ti
④ 只有n=1时,两种原子分别为He和Ne,二者都属于0族 不一定属于同一族
2.核外电子排布与元素周期表区的划分
(1)含义
将元素周期表分为5个区,并以最后填入电子的轨道______符号作为该区的符号。
(2)图示
能级
下列说法错误的是　　　　。
①所有金属元素都分布在d区和ds区
②最外层电子数为2的元素都分布在s区
③元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
④s区均为金属元素
①②④
小题对点过
解析　s区除H外均为金属元素,①④错误。Zn等元素的原子最外层电子数为2,但却不是s区元素,②错误。元素周期表中ⅢB族到ⅡB族的元素为过渡元素,全部为金属元素,③正确。
3.核外电子排布与元素的化合价
(1)元素的化合价与价电子排布有着密切关系。除Ⅷ族、ⅠB族的某些元素和0族元素外,元素的______化合价等于它所在族的______。
(2)一般来说,非金属元素的最高正化合价和它的最低负化合价的绝对值之和等于____。
(3)过渡元素的价电子较多且所在轨道的能量相差不大,因此过渡元素具有多种价态。
最高
序数
8
下列关于元素化合价的叙述错误的是　　　　。
①化合价是元素性质的一种重要体现
②元素的化合价与价电子的排布无关
③元素的最高化合价等于它所在族的族序数
④非金属元素的最高化合价与最低化合价的代数和等于8(H除外)
②③④
小题对点过
解析　化合价是元素性质的体现,与原子的核外电子排布尤其是价电子排布密切相关,①正确,②错误。元素的最高化合价等于族序数,对主族元素(O、F除外)成立,对副族元素不一定成立,③错误。非金属元素的最高化合价与最低化合价的绝对值之和等于8(H、O、F等除外),④错误。
1.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
解析　 由题意知,该元素的价电子排布为4s2,故该元素位于第4周期ⅡA族。
D
2.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
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填入的能级,因最后一个电子填入f能级,所以该元素为f区元素。
D
3.价电子排布为4d55s1的元素在周期表中的位置是(　　)
A.第4周期ⅠB族 B.第5周期ⅠB族
C.第4周期ⅥB族 D.第5周期ⅥB族
解析　由于该元素的能级最高为5s,所以处于第5周期,价电子排布为4d55s1,所以位于第ⅥB族,因此该元素在周期表中的位置是第5周期ⅥB族。
D
4.若某基态原子的价电子排布为4d15s2,则下列说法正确的是(　　)
A.该元素位于周期表第5周期第ⅠB族 B.该元素原子核外有5个电子层
C.该元素原子最外层共有3个电子 D.该元素原子位于s区
解析　能级前面数值表示电子层数,能级右上角数值表示电子数,推出该元素最大电子层是5,根据构造原理,该元素的价电子数为3,说明该元素位于第5周期ⅢB族,故A错误;能级前面数值表示电子层数,该元素最大电子层是5,说明核外有5个电子层,故B正确;根据价电子排布式,5s为最外层,即最外层有2个电子,故C错误;根据构造原理,最后一个电子填充到d能级上,该元素位于d区,故D错误。
B
课堂 达标训练
1.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列元素基态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14列元素中未成对电子数是同周期元素中最多的
A
解析　A项,第9列属于Ⅷ族,全部为金属元素,正确。B项,第15列为ⅤA族,其元素基态原子的最外层电子排布式为ns2np3,错误。C项,He的最外层电子排布式为1s2,却在第18列,错误。D项,第14列(碳族)元素基态原子的价电子排布式为ns2np2,未成对电子数为2,第15列(氮族)元素基态原子的价电子排布式为ns2np3,未成对电子数为3,错误。
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、f区、ds区的元素
D.ds区元素不都是副族元素
解析　元素周期表的s区不全部是金属元素,如氢元素为非金属元素,故A错误;过渡元素处于元素周期表的d区、ds区和f区,则元素周期表的d区仅包含部分过渡元素,故B错误,C正确;ⅠB族和ⅡB族元素处于元素周期表的ds区,则ds区元素都是副族元素,故D错误。
C
3.最活泼的金属元素、最活泼的非金属元素、常温下单质呈液态的金属元素(价电子排布式为5d106s2)分别位于下面元素周期表中的(　　)
A.s区、p区、ds区 B.s区、p区、d区
C.f区、p区、ds区 D.s区、f区、ds区
A
解析　最活泼的金属元素,在ⅠA族,位于s区;最活泼的非金属元素是氟,在ⅦA族,位于p区;常温下单质呈液态的金属是汞,汞的价电子排布式为5d106s2,在ⅡB族,位于ds区。
4.元素的分区及在元素周期表中的位置与元素原子的结构密不可分,下列说法中正确的是(　　)
A.所有非金属元素都分布在p区
B.s区元素的最后一个电子进入p轨道或者s轨道
C.元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
D.所有金属元素都是过渡元素
解析　H元素在s区,H为非金属元素,A错误;s区元素的最后一个电子进入s轨道,B错误;元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素,都是过渡元素,C正确;金属元素不一定都是过渡元素,例如Na等,D错误。
C
5.X、Y、Z三种元素,其中X是形成化合物种类最多的元素,Y原子基态时4p原子轨道上有3个未成对的电子,Z基态原子核外有7个能级且有6个单电子,根据以上信息完成下列表格:
C
元素符号 价电子排布式 元素的位置 最高正价
周期 族 区
X
Y
Z
2s22p2
2
ⅣA
p
+4
As
4s24p3
4
ⅤA
p
+5
Cr
3d54s1
4
ⅥB
d
+6
解析　根据信息可得X为碳元素、Y为As元素、Z为Cr元素,元素的化合价与价电子排布有着密切关系。
课时精练4
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
1.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ⅤA族 B.第5周期ⅢA族
C.第5周期ⅠA族 D.第4周期ⅢA族
解析　由价电子排布知,该元素是主族元素。因为最高电子层的序数=周期数,价电子数=主族序数,所以该元素位于第5周期ⅢA族。
B
2.元素周期表中铋元素的数据如图,下列说法中正确的是(　　)
A.Bi原子最外层有5个能量相同的电子
B.基态Bi原子的价电子排布式为6p3
C.Bi元素位于第6周期第Ⅴ族
D.Bi元素的相对原子质量是209.0
D
83Bi
铋
6s26p3
209.0
解析　6p能级的能量高于6s能级能量,二者不是能量相同的轨道,Bi原子最外层5个电子的能量不完全相同,6p能级的3个电子能量相同,6s能级的2个电子能量相同,Bi原子最外层有5个能量不相同的电子,故A错误;基态Bi原子的价电子排布式为6s26p3,故B错误;第6周期0族元素原子序数为2+8+8+18+18+32=86,比83大3,可知Bi处于第6周期ⅤA族,故C错误;元素周期表中价电子排布下方的数值为元素的相对原子质量,Bi元素的相对原子质量是209.0,故D正确。
3.下列关于元素周期表的说法中,正确的是(　　)
A.按照核外电子排布,元素周期表可划分为s、p、d、f四个区
B.元素周期表中ⅠB族位于元素周期表的第三列
C.价电子数与最高正价相等的元素一定是主族元素
D.元素周期表中第4、5两个周期均含18种元素
D
解析　按照核外电子排布,元素周期表可划分为s、p、d、ds、f五个区,A错误;元素周期表中ⅠB族位于元素周期表的第十一列,B错误;锰元素的价电子排布为3d54s2,价电子数为7,最高正价为+7价,锰元素在周期表中的位置为第4周期ⅦB族,故价电子数与最高正价相等的元素不一定是主族元素,C错误;元素周期表中第4、5两个周期均含18种元素,D正确。
4.下列说法中,正确的是(　　)
A.s区元素全部是金属元素 B.p能级电子能量一定高于s能级电子能量
C.ns2np4属于p区主族元素 D.ⅦA族元素从上到下,非金属性依次增强
解析　s区元素不一定是金属元素,还有非金属元素氢,故A错误;p能级电子能量不一定高于s能级电子能量,如2p能级电子的能量小于3s能级的能量,故B错误;ns2np4是ⅥA族元素,属于p区主族元素,故C正确;同主族元素从上到下,原子半径递增,原子核对最外层电子吸引能力逐渐减弱,则金属性逐渐增强、非金属性逐渐减弱,故D错误。
C
5.由下列微粒(原子或离子)的价电子排布,能确定形成该微粒的元素在周期表中的位置的是(　　)
A.1s2 B.3s23p4 C.2s22p6 D.ns2np3
解析　价电子排布为1s2的微粒,可能为He、H-、Li+等,不能确定形成该微粒的元素在周期表中的位置,故A错误;价电子排布为3s23p4的微粒为S原子,属于第3周期ⅥA族,故B正确;价电子排布为2s22p6的微粒,可能为Ne、Na+、F-等,不能确定形成该微粒的元素在周期表中的位置,故C错误;价电子排布为ns2np3的微粒,可能为N、P、As等,不能确定形成该微粒的元素所在周期,故D错误。
B
6.在第4周期元素中,4s轨道半充满的元素有(　　)
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
解析　在第4周期元素中,4s轨道半充满的元素有钾([Ar]4s1)、铬([Ar]3d54s1)、铜([Ar]3d104s1)三种元素,故选B。
B
7.某元素位于周期表中第4周期ⅤA 族,则该元素的名称和价电子排布式均正确的是(　　)
A.砷　4s24p3 B.溴　4s24p5
C.磷　4s24p3 D.锑　5s25p3
解析　由于该元素为主族元素,价电子数=主族序数,故价电子数为5,排除B项。又因周期数=电子层数,排除D项。由元素在周期表中的位置可知,元素的价电子排布式为4s24p3,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,为33号元素砷,故A项正确。
A
8.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4周期ⅡB族;s区 B.第4周期ⅧB族;d区
C.第4周期Ⅷ族;d区 D.第4周期Ⅷ族;ds区
解析　由原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2可知共有4个电子层,为第4周期元素,价电子排布式为3d84s2,为d区元素,位于第4周期Ⅷ族,故选C。
C
9.如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的电子排布式为[Ar]3d104s24p5的是(　　)
解析　[Ar]3d104s24p5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4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。
A
10.若某元素原子处于能量最低状态时,原子的最外层电子数为2,价电子数为5,下列关于该元素的叙述正确的是(　　)
A.该元素原子的M层有11个电子
B.该元素处于元素周期表中ⅤA族
C.该元素位于元素周期表的d区或p区
D.该元素基态原子的价电子排布式为(n-1)d3ns2
D
解析　某元素原子处于能量最低状态时,原子的最外层电子数为2,说明该元素的最外层电子排布式为ns2,价电子数为5,则说明该元素基态原子的价电子排布式为(n-1)d3ns2,D正确;该元素基态原子的价电子排布式为(n-1)d3ns2,故当n=3时,则该元素原子的M层电子排布为3s23p63d3,共有11个电子,当n=4时则M层上排满18个电子,A错误;该元素处于元素周期表中ⅤB族,B错误;该元素位于元素周期表的d区,C错误。
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
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族第一列元素,其族序数为价电子中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,族序数等于价电子排布中s能级中的电子数,族序数为y,故D错误。
12.(2024·黑龙江大庆实验中学期末)下列关于原子结构及元素周期表说法错误的是(　　)
A.ⅡA族元素基态原子最外层电子排布式均为ns2
B.第3、4周期同主族元素的原子序数均相差8
C.第4周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数相差11
D.除第1周期外,其余各周期的原子的价电子排布总是从ns开始,以np结束
B
解析　ⅡA族元素基态原子最外层电子排布式均为ns2,A项正确;第3、4周期同主族元素的原子序数:ⅠA族、ⅡA族均相差8,ⅢA族~ⅦA族均相差18,B项错误;第4周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数相差11,C项正确;第1周期只有两种元素,以1s1开始,1s2结束,其余各周期的原子的价电子排布总是从ns开始,以np结束,D项正确。
13.完成下列小题。
(1)填表:
ⅡA
基态原子电子排布式 族 周期 区
①1s22s22p63s2
②[Kr]4d105s25p2
③[Ar]3d14s2
3
s
ⅣA
5
p
ⅢB
4
d
(2)某元素原子共有3个价电子,其中1个价电子位于第3电子层d轨道,试回答:
①该元素基态原子核外电子排布式为　 　　　,价电子的轨道表示式为　 　　　。
②该元素的元素符号为　　　　,在周期表中的位置为　　　　 　　,该元素最高正化合价为　　　　价。
(3)某元素M2+的3d轨道上有5个电子,试推出:
①M基态原子的核外电子排布式为　　　　　　 　　　　　　。
②M基态原子的最外层和最高能级组中电子数分别为　　　　、　　　　。
③M元素在元素周期表中的位置为第　　　　周期　　　　族。
1s22s22p63s23p63d14s2(或[Ar]3d14s2)
Sc
第4周期ⅢB族
+3
1s22s22p63s23p63d54s2
2
7
4
ⅦB
14.原子结构与元素周期表存在着内在联系,按要求回答下列问题:
(1)由下列元素在元素周期表中的位置,写出元素原子的价电子排布式。
①第4周期ⅥB族:　　　　　　;
②第5周期ⅠB族:　　　　　　;
③第5周期ⅣA族:　　　　　　;
④第6周期ⅡA族:　　　　　　。
3d54s1
4d105s1
5s25p2
6s2
(2)根据元素的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　　　　族。
②基态金原子的价电子排布式为5d106s1,试判断金元素在元素周期表中位于第_________周期　　　　族。
③已知某元素+2价基态离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3。该元素位于元素周期表第　　　　周期　　　　族。
④某元素原子的核电荷数为33,则其基态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。
ⅡB
6
ⅠB
4
ⅤB
4s24p3
第4周期ⅤA族
p
(3)根据元素的核外电子排布可以推知元素的性质。
①被誉为“21世纪的金属”的钛(Ti)元素基态原子价电子的轨道表示式为
　　　　　　　　　　　 　　　。
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,该元素的名称为　　　　。
(4)某元素基态原子简化电子排布式为[Xe]4f46s2,其应在　　　　区。
+4
铬
f
B级　素养培优练
选择题有1个或2个选项符合题意
15.周期表中27号元素钴的方格中注明3d74s2,由此可以推断(　　)
A.它位于周期表的第4周期ⅡA族
B.它的基态原子核外电子排布式可简写为[Ar]4s2
C.基态Co2+的核外价电子排布式为3d54s2
D.Co位于周期表中d区
D
解析　27号元素钴Co为过渡元素,位于第4周期Ⅷ族,A错误;3d74s2表示基态Co原子的价电子排布式,所以Co的基态原子核外电子排布式可简写为[Ar]3d74s2,不可省去3d7,B错误;失电子时,应先失去最外层的电子,即先失去4s能级上的电子,基态Co2+的价电子排布式为3d7,C错误;根据价电子排布3d74s2可知Co元素最后填入电子的能级为3d,即Co元素位于周期表中d区,D正确。
16.元素X、Y、Z在周期表中的位置如图所示。已知Y元素基态原子的最外层电子排布式为nsn-1npn+1,则下列说法不正确的是(　　)
A.Y元素基态原子的最外层电子排布式为4s24p4
B.Y元素在周期表的第3周期ⅥA族
C.X元素所在周期中所含非金属元素种类最多
D.Z元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5
AD
X
Y
Z
解析　Y元素基态原子的最外层电子排布式为nsn-1npn+1,s轨道最多容纳2个电子,故n-1=2,解得n=3,则Y元素基态原子的最外层电子排布式为3s23p4,Y为S元素,由X、Y、Z在周期表中的位置关系可知,X为F元素,Z为As元素。由上述分析知,A项错误;S元素位于第3周期ⅥA族,B项正确;F元素位于第2周期,其中含有6种非金属元素、2种金属元素,含非金属元素种类最多,C项正确;As元素是33号元素,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,D项错误。
17.已知A、B、C、D、E、F、G都是元素周期表中短周期主族元素,它们的原子序数依次增大。A是元素周期表中原子半径最小的元素,D3B中阴、阳离子具有相同的电子层结构,B、C均可与A形成10电子分子,B、C属于同一周期,两者可以形成许多种共价化合物,C、F属于同一主族,B原子最外电子层的p能级上的电子处于半充满状态,C的最外层电子数是内层电子数的3倍,E的最外层电子数比最内层电子数多1。请回答下列问题:
(1)E元素基态原子核外电子排布式为　　　　　　　　　　　　。
(2)F元素基态原子的价电子轨道表示式为　　　　　　　。
(3)F、G元素对应的最高价含氧酸中酸性较强的分子式为　　　　　　。
1s22s22p63s23p1
HClO4
解析　A、B、C、D、E、F、G都是元素周期表中短周期主族元素,它们的原子序数依次增大,A是元素周期表中原子半径最小的元素,则A是H;D3B中阴、阳离子具有相同的电子层结构,B原子最外电子层的p能级上的电子处于半充满状态,为ⅤA族元素,B为-3价、D为+1价且D是金属元素,D的原子序数大于B、C,则D为Na、B为N;B、C均可分别与A形成10电子分子,B、C属于同一周期,两者可以形成许多种共价化合物,C的最外层电子数是内层电子数的3倍,则C是O;C、F属于同一主族,则F是S;E的最外层电子数比最内层电子数多1,则E的最外层电子数为3,E是Al;G的原子序数大于F(S),且为短周期主族元素,则G是Cl。
(4)A、C形成的两种常见分子中,其中一种为绿色氧化剂,电子式为　　 　　　　。
(5)基态G原子中,电子占据的最高电子层符号是　　　　　　,该电子层有______个能级,电子数是　　　　　　。该原子有　　　　种运动状态不同的电子,最高能级符号是　　　, 未成对电子数为　　　　　　。
(6)与E同族且有4个电子层的元素的符号为　　　　　　　,它的基态原子简化电子排布式为　　　 　　　,与该元素同周期且核电荷数比该元素小7的元素在元素周期表中的位置是　　　　　　　　　　　　, 该元素基态原子的价电子排布式为　　　　　　　, 　　　　　　(填“满足”或“不满足”)构造原理。
M
3
7
17
3p
1
Ga
[Ar]3d104s24p1
第4周期ⅥB族
3d54s1
不满足
(6)Al位于ⅢA族,第4周期ⅢA族元素为Ga,其基态原子简化电子排布式为[Ar]3d104s24p1; ⅢA族位于元素周期表中第13列,因此同周期且核电荷数比Ga小7的元素在元素周期表中的位置为第4周期第6列,即第4周期ⅥB族,该元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,价电子排布式为3d54s1,满足洪特规则的特例,不满足构造原理。

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