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第2节 原子结构与元素周期表
第三课时 核外电子排布与原子半径
高考资源网【学习目标】21世纪教育网
1. 了解原子半径的周期性变化，
2. 能用原子结构的知识解释主族元素原子半径周期性变化的原因；
【学习过程】21世纪教育网
二、核外电子排布与原子半径
1.定义： 。包括共价半径，金属半径，范氏（范德华）半径。
共价半径： 叫该原子的共价半径。
金属半径： 叫做原子的金属半径。
范氏（范德华）半径： 。（稀有气体的原子半径）21世纪教育网
在一般的资料里，金属元素有金属半径和共价半径的数据，非金属元素则有共价半径和范氏半径的数据，稀有气体只有范氏半径的数据。
2. 原子半径递变规律
(1)同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐 。其主要原因是由于核电荷数的增加使原子核对电子的引力增加而带来原子半径 的趋势 于增加电子后电子间斥力增大带来原子半径 的趋势。
(2)同主族元素从上到下，原子半径逐渐 。其主要原因是由于电子层数 ，电子间的斥力使原子半径 。
(3)同一周期的过渡元素，自左到右原子半径的减小幅度越来越小，因为增加的电子都分布在内层d轨道上，它对 与 大致相当，使 的变化幅度不大。
(4)由于元素的金属性和非金属性之间并没有严格的界线，处于非金属三角区边缘的元素既能表现出一定的非金属性，又能表现出一定的金属性，因此，这些元素常被称为 。
【典例分析】
例1.某元素原子共有3个价电子，其中一个价电子的四个量子数为n＝3， l＝2， m＝2， ms＝+1/2。试回答：
（1）写出该元素原子核外电子排布式。
（2）指出该元素的原子序数，在周期表中所处的分区、周期数和族序数，是金属还是非金属以及最高正化合价。
解析：本题关键是根据量子数推出价电子排布，由此即可写出核外电子排布式及回答问题。由一个价电子的量子数可知，该电子为3d电子，则其它两个电子必为4s电子（因为E3d＜E4s＝, 所以价电子排布为3d14s2，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2。从而知原子序数为21 ，处于周期表中的d区第4周期 ⅢB族，是金属元素，最高正价为＋3。
例2．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）如下图所示。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。21世纪教育网


（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.试预测下列关系中正确的是_____________(填写编号,多选倒扣)
①E(砷)>E(硒)
②E(砷)③E(溴)>E(硒) 21世纪教育网
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 (4)10号元素E值较大的原因 。
解析：⑴横坐标表示原子序数，纵坐标表示气态原子失去一个最外层电子所需要的能量。⑵同一周期，从3～10号和从11～18号，随着原子序数的递增E值增大，到稀有气体达本周期的最大值。但同一周期中5号和8号、13号和16号两处出现了反常，是第ⅢA族的E值小于同周期第ⅡA族的；第ⅥA族的E值小于同周期第ⅤA族的。 ⑶同主族的E值的特点，分析3、11和19号元素（或其他主族），得出E值是降低的。
答案：⑴随着原子序数的增大，E值变小。周期性。
⑵①③
⑶419，738。
⑷10号元素是氖，其最外层电子的排布已达8电子稳定结构。
【当堂检测】21世纪教育网
1. 具有相同电子层结构的三种微粒An+、Bn-、C,下列分析正确的是（ ）
A、原子序数的关系是C＞B＞A
B、微粒半径的关系是Bn-＞An+
C、C一定是稀有气体元素的一种原子
D、原子半径的关系是A＜C＜ B
2. 下列各组指定的元素，不能形成AB2型化合物的是( )
A.[He]2s22p2和[He]2s22p4 B.[Ne]3s23p4和[He]2s22p4
C. [Ne]3s2和[He]2s22p5 D. [Ne]3s1和[Ne]3s23p4
3. 主族元素A和B可形成组成为AB2的离子化合物，则A、B两原子的最外层电子排布分别为（ ）21世纪教育网
A.ns2np2和ns2np4 B.ns1和ns2np4 C.ns2和ns2np5 D.ns1和ns2
4. 今有A、B、C、D四种短周期元素，它们的核电荷数依次增大，A与C，B与D分别是同族元素，B、D两元素的质子数之和是A、C质子数之和的两倍，这四种元素中有一种元素的单质溶于CS2溶剂
（1）确定四种元素分别是A ，B ，C ，D 并分别写出电子排布式。
（2）写出两种均含四种元素的化合物相互反应放出气体的化学方程式。
5. 写出原子序数分别为33.52.74三种元素原子的电子排布,并判断它们在周期表中的位置(区.周期.族)及元素名称.
6.现有A、B、C、D四种元素，A是第5周期ⅠA族元素，B是第3周期元素。B、C、D的价电子分别为2、2和7个。四种元素原子序数从小到大的顺序是B、C、D、A。已知C和D的次外层电子均为18个。
（1）判断A、B、C、D是什么元素？
（2）写出B、C的核外电子排布及A、D的价电子排布。
（3）写出碱性最强的最高价氧化物的水化物的化学式。
（4）写出酸性最强的最高价氧化物的水化物的化学式。
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参考答案
1. BC 2. D 3 D
4.（1）A：H B：O C：Na D：S
H：1s1 O：1s22s22p4 Na：1s22s22p63s1 S：1s22s22p63s23p4
（2）NaHSO4 + NaHSO3 ===== Na2SO4 + H2O + SO2↑
5.
33号 [Ar]3d104s24p3 p区,第四周期, ⅤA族,砷(As)
52号 [Kr]4d105s25p4 p区,第五周期,ⅥA族,碲(Te)
74号 [Xe]4f145d46s2 d区,第六周期,ⅥB族,钨(W)
6.【解答】本题是一道“位—构—性”的综合题，根据A在周期表的位置可知为Rb,价电子排布为5s1；由B是第3周期元素，价电子为2个，所以是Mg，核外电子排布为1s22s22p63s2；C、D的价电子分别为2和7个，且知C和D的次外层电子均为18个，所以C为30号Zn，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s2，D为35号Br，价电子排布为4s24p5。碱性最强的最高价氧化物的水化物的化学式为RbOH，酸性最强的最高价氧化物的水化物的化学式为HBrO4。21世纪教育网
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