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2021届高三化学二轮复习——原子核外电子排布与元素周期律学案及训练
核心知识梳理
1．原子核外电子排布规律
(1)能量规律
核外电子总是先排布在能量最低的电子层里，然后再按照由里向外的顺序依次排布在能量逐渐升高的电子层里。
(2)排布规律
特别提醒　核外电子的排布规律是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求，如M层不是最外层时，最多能容纳18个电子，当M层为最外层时，最多容纳8个电子。
2．强化记忆元素周期表
3．识记理解元素周期律
项目
同周期(左→右)
同主族(上→下)
原子
结构
核电荷数
逐渐增大
逐渐增大
电子层数
相同
逐渐增多
原子半径
逐渐减小
逐渐增大
离子半径
阳离子逐渐减小阴离子逐渐减小r(阴离子)＞r(阳离子)
逐渐增大
元素
性质
　化合价
最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外)最低负化合价＝－(8－主族序数)
相同
最高正化合价＝主族序数(O、F除外)
元素的金属性和非金属性
金属性逐渐减弱
非金属性逐渐增强
金属性逐渐增强
非金属性逐渐减弱
离子的氧化性、还原性
阳离子氧化性逐渐增强
阴离子还原性逐渐减弱
阳离子氧化性逐渐减弱
阴离子还原性逐渐增强
气态氢化物稳定性
逐渐增强
逐渐减弱
最高价氧化物对应的水化物的酸碱性
碱性逐渐减弱
酸性逐渐增强
碱性逐渐增强
酸性逐渐减弱
归纳总结
金属性和非金属性强弱的判断
(1)三表
①元素周期表：金属性“右弱左强，上弱下强，右上弱左下强”；非金属性“左弱右强，下弱上强，左下弱右上强”。
②金属活动性顺序表：按K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb(H)
Cu
Hg
Ag
Pt
Au的顺序，金属性逐渐减弱。
③非金属活动性顺序表：按F、O、Cl、Br、I、S的顺序，非金属性逐渐减弱。
(2)三反应
①置换反应：强的置换弱的，适合金属也适合非金属。
②与水或酸反应越剧烈，或最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则金属性越强。
③与氢气反应越容易，生成的气态氢化物的稳定性越强，或最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，则非金属性越强。
能力训练
1.．(2020·石家庄期末)下列有关性质的比较中正确的是(　　)
A．碱性：NaOHB．稳定性：HF>HCl>PH3
C．原子半径：S>O>F
D．酸性：HClO>HNO3>H2CO3
2.下列叙述中金属M的活泼性肯定比金属N的活泼性强的是(　　)
A．M原子的最外层电子数比N原子的最外层电子数少
B．常温时，M能从水中置换出氢，而N不能
C．1
mol
M从酸中置换H＋生成的H2比1
mol
N从酸中置换H＋生成的H2多
D．M的氧化物对应水化物的碱性比N的氧化物对应水化物的碱性强
3.下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是(　　)
选项
事实
结论
A
与冷水反应，Na比Mg强烈
金属性：Na＞Mg
B
Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2
金属性：Ca＞Mg
C
SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2
非金属性：S＞C
D
t
℃时，Br2＋H22HBr　K＝5.6×107
I2＋H22HI　K＝43
非金属性：Br＞I
4.．(2019·浙江4月选考，14)
2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。根据元素周期律和元素周期表，下列推断不合理的是(　　)
A．第35号元素的单质在常温常压下是液体
B．位于第四周期第ⅤA族的元素为非金属元素
C．第84号元素的最高化合价是＋7
D．第七周期0族元素的原子序数为118
5.(2019·海南模考)X、Y是同周期的两种主族元素，他们的逐级电离能(I)数据如下表所示：
电离能/kJ·mol－1
I1
I2
I3
I4
I5
……
X
496
4
562
6
912
9
543
13
353
……
Y
738
1
451
7
733
10
540
13
630
……
下列有关说法正确的是(　　)
A．电负性：XB．与水反应剧烈程度：XC．X的最外层电子数为1
D．Y的最高化合价为＋3
6．按要求回答问题：
(1)1～18号元素原子结构的特殊性。
①原子核中无中子的原子________。
②最外层电子数是次外层电子数2倍的元素________；是次外层电子数3倍的元素________。
③电子层数和最外层电子数相等的元素____________________________________。
④电子总数为最外层电子数2倍的元素________。
⑤次外层电子数是最外层电子数2倍的元素________。
⑥内层电子总数是最外层电子数2倍的元素________。
7．元素周期表与元素周期律的应用
主族
周期　　
ⅠA
neng'li
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
H
2
①
②
③
④
3
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
?
?
(1)这些元素中，________(填元素符号，下同)是最活泼的金属元素；________是最活泼的非金属元素；________是最不活泼的元素。
(2)?是________(填元素名称)，该元素在元素周期表中位置是____________。
(3)这些元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是________；碱性最强的是________；呈两性的是________。
(4)⑤⑥⑦三种元素的金属性由强到弱顺序是________，其最高价氧化物对应的水化物碱性强弱顺序是________________________。
(5)第3周期的主族元素中，原子半径最大的是__________，原子半径最小的是________，离子半径最小的是________。
(6)⑧⑨⑩?四种元素的非金属性由强到弱的顺序为____________，其最高价氧化物对应的水化物酸性强弱顺序是_____________________________________________________________，
氢化物的稳定性强弱顺序是________________。
(7)下列能说明氯元素比硫元素非金属性强的是________(填字母)。
①HCl比H2S稳定；②HClO4酸性比H2SO4强；③Cl2能与H2S反应生成S；④Cl原子最外层有7个电子，S原子最外层有6个电子；⑤Cl2比S更易与H2化合生成相应气态氢化物；⑥盐酸是强酸，而氢硫酸是弱酸
A．①②③④⑤⑥
B．①②③④⑥
C．①②③⑤
D．②④⑥
8．已知An＋、Bn－、C(n＋1)＋、D(n＋1)－具有相同的电子层结构，则：
(1)A、B、C、D的原子序数从大到小的顺序为__________(用A、B、C、D或其离子符号回答，下同)。
(2)其原子半径从大到小的顺序为____________。
(3)其离子半径从大到小的顺序为__________。
答案　(1)C>A>B>D　(2)A>C>D>B
(3)D(n＋1)－>Bn－>An＋>C(n＋1)＋
解析　A、B、C、D四种元素在元素周期表中的大体位置为，根据递变规律回答问题。
9(2019·青岛模拟)表1是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题：
表1
(1)元素p为26号元素，请写出其基态原子电子排布式：______________________。
(2)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构的知识解释发光的原因：
________________________________________________________________________。
(3)o、p两元素的部分电离能数据如表2：
元素
电离能/kJ·mol－1
o
p
I1
717
759
I2
1
509
1
561
I3
3
248
2
957
表2
比较两元素的I2、I3可知，气态o2＋再失去一个电子比气态p2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是___________________________________________________。
(4)第三周期8种元素单质熔点高低的顺序如图1所示，其中电负性最大的是________(填图1中的序号)。
(5)表1中所列的某主族元素的电离能情况如图2所示，则该元素是__________(填元素符号)。
2021届高三化学二轮复习——原子核外电子排布与元素周期律学案及训练
核心知识梳理
1．原子核外电子排布规律
(1)能量规律
核外电子总是先排布在能量最低的电子层里，然后再按照由里向外的顺序依次排布在能量逐渐升高的电子层里。
(2)排布规律
特别提醒　核外电子的排布规律是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求，如M层不是最外层时，最多能容纳18个电子，当M层为最外层时，最多容纳8个电子。
2．强化记忆元素周期表
3．识记理解元素周期律
项目
同周期(左→右)
同主族(上→下)
原子
结构
核电荷数
逐渐增大
逐渐增大
电子层数
相同
逐渐增多
原子半径
逐渐减小
逐渐增大
离子半径
阳离子逐渐减小阴离子逐渐减小r(阴离子)＞r(阳离子)
逐渐增大
元素
性质
　化合价
最高正化合价由＋1→＋7(O、F除外)最低负化合价＝－(8－主族序数)
相同
最高正化合价＝主族序数(O、F除外)
元素的金属性和非金属性
金属性逐渐减弱
非金属性逐渐增强
金属性逐渐增强
非金属性逐渐减弱
离子的氧化性、还原性
阳离子氧化性逐渐增强
阴离子还原性逐渐减弱
阳离子氧化性逐渐减弱
阴离子还原性逐渐增强
气态氢化物稳定性
逐渐增强
逐渐减弱
最高价氧化物对应的水化物的酸碱性
碱性逐渐减弱
酸性逐渐增强
碱性逐渐增强
酸性逐渐减弱
归纳总结
金属性和非金属性强弱的判断
(1)三表
①元素周期表：金属性“右弱左强，上弱下强，右上弱左下强”；非金属性“左弱右强，下弱上强，左下弱右上强”。
②金属活动性顺序表：按K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Fe
Sn
Pb(H)
Cu
Hg
Ag
Pt
Au的顺序，金属性逐渐减弱。
③非金属活动性顺序表：按F、O、Cl、Br、I、S的顺序，非金属性逐渐减弱。
(2)三反应
①置换反应：强的置换弱的，适合金属也适合非金属。
②与水或酸反应越剧烈，或最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则金属性越强。
③与氢气反应越容易，生成的气态氢化物的稳定性越强，或最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，则非金属性越强。
能力训练
1.．(2020·石家庄期末)下列有关性质的比较中正确的是(　　)
A．碱性：NaOHB．稳定性：HF>HCl>PH3
C．原子半径：S>O>F
D．酸性：HClO>HNO3>H2CO3
答案　BC
解析　金属性：Na>Mg>Al，故碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3，A项错误；非金属性：F>Cl>P，稳定性：HF>HCl>PH3，B项正确；同周期主族元素随原子序数增大，原子半径逐渐减小，因此原子半径：O>F，C项正确；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物酸性越强，酸性应为HClO4>HNO3，而HClO是弱酸，D项错误。
2.下列叙述中金属M的活泼性肯定比金属N的活泼性强的是(　　)
A．M原子的最外层电子数比N原子的最外层电子数少
B．常温时，M能从水中置换出氢，而N不能
C．1
mol
M从酸中置换H＋生成的H2比1
mol
N从酸中置换H＋生成的H2多
D．M的氧化物对应水化物的碱性比N的氧化物对应水化物的碱性强
答案　B
解析　最外层电子数的多少以及从酸中置换出H2的多少与金属元素的金属性强弱无关，A、C两项错误；金属的活泼性越强，越易与水反应，常温时，M能从水中置换出氢，而N不能，说明金属的活泼性M比N强，B项正确；由元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱来判断金属性的强弱，D项错误。
3.下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是(　　)
选项
事实
结论
A
与冷水反应，Na比Mg强烈
金属性：Na＞Mg
B
Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2
金属性：Ca＞Mg
C
SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2
非金属性：S＞C
D
t
℃时，Br2＋H22HBr　K＝5.6×107
I2＋H22HI　K＝43
非金属性：Br＞I
答案　C
解析　C项，根据事实可知，H2SO3比H2CO3酸性强，但H2SO3不是最高价含氧酸，故不能说明非金属性：S＞C。
4.．(2019·浙江4月选考，14)
2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。根据元素周期律和元素周期表，下列推断不合理的是(　　)
A．第35号元素的单质在常温常压下是液体
B．位于第四周期第ⅤA族的元素为非金属元素
C．第84号元素的最高化合价是＋7
D．第七周期0族元素的原子序数为118
答案　C
解析　35号元素是溴元素，单质Br2在常温常压下是红棕色的液体，A项合理；位于第四周期第ⅤA族的元素是砷元素(As)，为非金属元素，B项合理；第84号元素位于第六周期ⅥA族，为钋元素(Po)，由于最高正价等于主族序数，所以该元素最高化合价是＋6，C项不合理；第七周期0族元素是第七周期最后一个元素，原子序数为118，D项合理。
5.(2019·海南模考)X、Y是同周期的两种主族元素，他们的逐级电离能(I)数据如下表所示：
电离能/kJ·mol－1
I1
I2
I3
I4
I5
……
X
496
4
562
6
912
9
543
13
353
……
Y
738
1
451
7
733
10
540
13
630
……
下列有关说法正确的是(　　)
A．电负性：XB．与水反应剧烈程度：XC．X的最外层电子数为1
D．Y的最高化合价为＋3
答案　AC
解析　由X的I2突然增大，说明X的最外层有1个电子，Y的I3突然增大，说明Y的最外层有2个电子；因X、Y同周期，可推断Y在X的右侧。
6．按要求回答问题：
(1)1～18号元素原子结构的特殊性。
①原子核中无中子的原子________。
②最外层电子数是次外层电子数2倍的元素________；是次外层电子数3倍的元素________。
③电子层数和最外层电子数相等的元素____________________________________。
④电子总数为最外层电子数2倍的元素________。
⑤次外层电子数是最外层电子数2倍的元素________。
⑥内层电子总数是最外层电子数2倍的元素________。
答案　①H　②C　O　③H、Be、Al　④Be　⑤Li、Si　⑥Li、P
(2)①常见的10e－微粒有Ne、___________________________________________________
___________________________________________________________________________。
②常见的18e－微粒有Ar、_________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　①Na＋、Mg2＋、Al3＋、OH－、O2－、F－、NH、H3O＋、CH4、NH3、H2O、HF
②K＋、Ca2＋、HS－、Cl－、S2－、O、SiH4、PH3、H2S、HCl、C2H6、CH3OH、H2O2、N2H4、F2
7．元素周期表与元素周期律的应用
主族
周期　　
ⅠA
neng'li
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
H
2
①
②
③
④
3
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
?
?
(1)这些元素中，________(填元素符号，下同)是最活泼的金属元素；________是最活泼的非金属元素；________是最不活泼的元素。
(2)?是________(填元素名称)，该元素在元素周期表中位置是____________。
(3)这些元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是________；碱性最强的是________；呈两性的是________。
(4)⑤⑥⑦三种元素的金属性由强到弱顺序是________，其最高价氧化物对应的水化物碱性强弱顺序是________________________。
(5)第3周期的主族元素中，原子半径最大的是__________，原子半径最小的是________，离子半径最小的是________。
(6)⑧⑨⑩?四种元素的非金属性由强到弱的顺序为____________，其最高价氧化物对应的水化物酸性强弱顺序是_____________________________________________________________，
氢化物的稳定性强弱顺序是________________。
(7)下列能说明氯元素比硫元素非金属性强的是________(填字母)。
①HCl比H2S稳定；②HClO4酸性比H2SO4强；③Cl2能与H2S反应生成S；④Cl原子最外层有7个电子，S原子最外层有6个电子；⑤Cl2比S更易与H2化合生成相应气态氢化物；⑥盐酸是强酸，而氢硫酸是弱酸
A．①②③④⑤⑥
B．①②③④⑥
C．①②③⑤
D．②④⑥
答案　(1)Na　F　Ar
(2)氯　第3周期ⅦA族
(3)HClO4　NaOH　Al(OH)3
(4)Na>Mg>Al　NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
(5)Na　Cl　Al3＋
(6)Cl>S>P>Si　HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3　HCl>H2S>PH3>SiH4
(7)C
解析　(7)元素的非金属性越强，对应的气态氢化物越稳定，HCl比H2S稳定，可说明非金属性：Cl＞S，故①正确；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，HClO4酸性比H2SO4强，可说明非金属性：Cl＞S，故②正确；Cl2能与H2S反应生成S，可说明氯气的氧化性比硫强，单质的氧化性越强，对应的元素的非金属性越强，故③正确；元素的非金属性强弱与核外最外层电子的多少无关，故④错误；非金属性越强越易形成氢化物，Cl2比S更易与H2化合生成相应的气态氢化物，所以非金属性：Cl＞S，故⑤正确；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，应比较最高价含氧酸或气态氢化物的稳定性，而不是氢化物的酸性，故⑥错误。
8．已知An＋、Bn－、C(n＋1)＋、D(n＋1)－具有相同的电子层结构，则：
(1)A、B、C、D的原子序数从大到小的顺序为__________(用A、B、C、D或其离子符号回答，下同)。
(2)其原子半径从大到小的顺序为____________。
(3)其离子半径从大到小的顺序为__________。
答案　(1)C>A>B>D　(2)A>C>D>B
(3)D(n＋1)－>Bn－>An＋>C(n＋1)＋
解析　A、B、C、D四种元素在元素周期表中的大体位置为，根据递变规律回答问题。
9(2019·青岛模拟)表1是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题：
表1
(1)元素p为26号元素，请写出其基态原子电子排布式：______________________。
(2)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构的知识解释发光的原因：
________________________________________________________________________。
(3)o、p两元素的部分电离能数据如表2：
元素
电离能/kJ·mol－1
o
p
I1
717
759
I2
1
509
1
561
I3
3
248
2
957
表2
比较两元素的I2、I3可知，气态o2＋再失去一个电子比气态p2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是___________________________________________________。
(4)第三周期8种元素单质熔点高低的顺序如图1所示，其中电负性最大的是________(填图1中的序号)。
(5)表1中所列的某主族元素的电离能情况如图2所示，则该元素是__________(填元素符号)。
答案　(1)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
(2)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量　(3)Mn2＋的3d轨道电子排布为半充满状态，比较稳定　(4)2　(5)Al
解析　(2)h为Mg元素，Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时以光(子)的形式释放能量。(3)o元素为Mn，其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，Mn2＋的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，其3d能级为半充满状态，相对比较稳定，当其失去第3个电子时比较困难，而Fe2＋的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，其3d能级再失去一个电子即为半充满状态，故其失去第3个电子比较容易。(4)第三周期8种元素分别为钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩，其单质中钠、镁、铝形成金属晶体，熔点依次升高；硅形成原子晶体；磷、硫、氯、氩形成分子晶体，且常温下磷、硫为固体，氯气、氩为气体，8种元素熔点最低的为氩，其次为氯，其中电负性最大的为氯。(5)由图可知，该元素的电离能I4
远大于I3，故为第ⅢA族元素，应为Al。

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