分层作业6 原子核外电子排布的周期性
A级 必备知识基础练
1.[2023河北邢台第二中学期末]元素周期表中Fe元素的数据见图,下列说法中正确的是( )
A.Fe元素的相对原子质量为55.58
B.Fe为ds区的元素,其在元素周期表中的位置为第4周期Ⅷ族
C.Fe原子中有26种空间运动状态不同的电子
D.基态Fe3+的外围电子轨道表示式为,其违背了泡利不相容原理
2.具有下列核外电子排布式的原子,其半径最大的是( )
A.1s22s22p3
B.1s22s22p1
C.1s22s22p63s23p1
D.1s22s22p63s23p4
3.[2023湖南师大附中期末]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
4.最活泼的金属单质、最活泼的非金属单质、常温下呈液态的金属单质,其组成元素分别位于下列元素周期表中的( )
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
5.[2023河北沧州期末]下列有关原子核外电子排布的说法,正确的是( )
A.基态铬原子的电子排布式为[Ar]3d44s2
B.原子结构示意图为的原子,核外有2个未成对电子
C.在元素周期表中,非金属元素都在p区
D.同一原子中,2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
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.原子的价电子排布式为(n-1)d6~8ns2的元素一定是副族元素
C.基态原子的p能级半充满的元素一定位于p区
D.基态原子的价电子排布式为(n-1)dxnsy的元素的族序数一定为x+y
7.在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时,人们发现外围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五个区,并以最后填入电子的能级符号作为该区的符号,如图所示。
(1)在s区中,族序数最大、原子序数最小的元素,原子的外围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,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,原子的外围电子排布式为 。
(4)在p区中,第2周期ⅤA族元素原子的外围电子轨道表示式为 。
(5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚,它们在 区中。
B级 关键能力提升练
8.[2023河北高二2月联考]“神舟十五号”飞船所使用的砷化镓太阳能电池是我国自主研发的产品,拥有全部知识产权。砷(As)和镓(Ga)分别位于元素周期表中的第4周期ⅤA族和ⅢA族。下列说法错误的是( )
A.Ga和As都位于元素周期表的p区
B.基态Ga原子的电子排布式为[Ar]4s24p3
C.最简单氢化物的稳定性:NH3>PH3>AsH3
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:H2SO4>H3PO4>H3AsO4
9.元素周期表共有18个纵列,从左到右排列为1~18列,即碱金属是第1列,稀有气体是第18列。按这种规定,下列说法正确的是( )
A.第9列元素中不完全是金属元素
B.第15列元素的原子最外层电子的排布式为ns2np3
C.最外层电子数为ns2的元素都在第2列
D.第10、11列为ds区的元素,形成化合物种类最多的元素在第14列
10.下列各项叙述正确的是( )
A.电子排布式为[Ar]3d104s2和[Ar]4s2的原子对应的元素同族
B.钠原子核外电子排布由1s22s22p63s1→1s22s22p63d1,释放能量
C.某元素基态原子的价电子排布式为4d15s2,它是第5周期ⅢB族元素,属于d区元素
D.原子的价电子排布式为ns2np1~6的元素一定是主族元素
11.具有下列电子层结构的粒子,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.最外层电子排布式为2s22p6的原子和最外层电子排布式为2s22p6的离子
D.原子核外的M层上的s、p轨道上都填满了电子而d轨道未排电子的两种原子
12.下表为部分短周期元素的原子结构。
元素编号 原子结构
T L层比K层多5个电子
X L层p电子数比s电子数多2
Y M层p电子数为s电子数的一半
Z L层有3个未成对电子
(1)元素X的简单离子结构示意图为 ,元素Z的气态氢化物的电子式为 。
(2)写出Y元素最高价氧化物对应的水化物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式: 。
(3)元素T与氯元素相比,非金属性较强的是 (用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是 (填字母)。
A.常温下氯气的颜色比T单质的颜色深
B.T的简单氢化物比氯的简单氢化物稳定
C.Cl与T形成的化合物中氯元素呈正价态
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:T>氯
(4)T、X、Y、Z四种元素的单质中有一种单质的化学性质明显不同于其他三种单质,该单质是 ,理由: 。
C级 学科素养拔高练
13.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,该元素是墨西哥矿物学家节烈里瓦于1801年在含有该元素的铅试样中首先发现的。由于这种新元素的盐溶液在加热时呈现鲜艳的红色,所以被取名为“爱丽特罗尼”,即“红色”的意思。
(1)该元素名称是 ,原子序数为 ,外围电子排布式为 。
(2)该元素在 区中,位于周期表中位置为 。
(3)已知铅位于元素周期表第6周期ⅣA族,则其简化的电子排布式为 ,在 区中。
答案：
1.A 解析 根据元素周期表中提供的元素信息可知,Fe元素的相对原子质量为55.58,A正确;Fe的外围电子排布式为3d64s2,为d区的元素,其在元素周期表中的位置为第4周期Ⅷ族,B错误;Fe原子中有26种运动状态不同的电子,而不是空间运动状态,C错误;基态Fe3+的外围电子轨道表示式为,D错误。
2.C 解析 根据原子的核外电子排布式可知,A项中原子为氮(N),B项中原子为硼(B),C项中原子为铝(Al),D项中原子为硫(S)。根据原子半径变化规律可知,Al原子半径最大。
3.C 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,外围电子排布式为3d84s2,为d区元素,位于第4周期Ⅷ族,故选C。
4.A 解析 理论上最活泼的金属单质是Fr,但由于其具有放射性,故一般认为自然界中最活泼的金属单质是Cs,而Cs和Fr都属于ⅠA族元素,位于s区;最活泼的非金属单质是F2,F位于p区;常温下呈液态的金属单质为Hg,Hg属于过渡元素,位于ds区。
5.B 解析 基态铬原子的电子排布式为[Ar]3d54s1,A项错误;原子结构示意图为的原子为O,其电子排布式为1s22s22p4,核外有2个未成对电子,B项正确;氢元素位于s区,C项错误;同一原子中,2p、3p、4p能级都含有3个伸展方向不同的轨道,D项错误。
6.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ⅠA族元素,Cr、Cu分别为ⅥB、ⅠB族元素,故A项错误;原子的价电子排布式为(n-1)d6~8ns2的元素为Ⅷ族元素,故B项错误;基态原子的p能级半充满的元素,最外层电子排布一定是ns2np3,属于p区,故C项正确;基态原子的价电子排布式为(n-1)dxnsy的元素,若是ⅢB~ⅦB族及Ⅷ族第1列元素,其族序数为价电子排布式中d、s能级所含电子数目之和,族序数一定为x+y,若是ⅠB、ⅡB族元素,其族序数等于价电子排布式中s能级所含电子数y,故D项错误。
7.答案 (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,外围电子的电子云形状为球形。
(2)d区为ⅢB~ⅦB族、Ⅷ族,族序数最大且原子序数最小的为Fe,常见离子为Fe2+、Fe3+,电子排布式为1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5,由离子的电子排布式可知Fe3+的3d轨道“半充满”,其稳定性大于Fe2+。
(3)ds区符合条件的为Zn,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2,外围电子排布式为3d104s2。
(4)该题中符合题意的为N,外围电子轨道表示式为。
(5)铀和钚均为锕系元素,位于f区。
8.B 解析 基态Ga原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1,B错误。
9.B 解析 第9列元素为部分Ⅷ族元素,全部属于金属元素,A项错误;第15列为ⅤA族元素,其最外层电子的排布式为ns2np3,B项正确;最外层电子数为ns2的元素除ⅡA族(第2列)外,还有He以及部分过渡金属元素,C项错误;ds区元素是第11、12列元素,D项错误。
10.C 解析 电子排布式为[Ar]3d104s2和[Ar]4s2的原子对应的元素分别为Zn、Ca,二者不是同族元素,故A错误;基态Na的电子排布式为1s22s22p63s1,由基态转化成激发态1s22s22p63d1时,需要吸收能量,故B错误;某元素基态原子的价电子排布式为4d15s2,最外层为第五层,价电子数为3,是第5周期ⅢB族元素,属于d区元素,故C正确;当原子的价电子排布式为ns2np6时,该元素是0族元素,故D错误。
11.B 解析 两种元素原子的电子层上全部都是s电子,即1s1、1s2、1s22s1或1s22s2,对应的分别是H、He、Li、Be,可能属于第1周期或第2周期,不一定同周期,A错误;3p能级上只有1个空轨道的原子是硅元素原子,3p能级上只有1个未成对电子的原子是铝元素或氯元素原子,都属于第3周期,B正确;最外层电子排布式为2s22p6的原子是氖元素原子,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、镁等,不一定属于同一周期,C错误;原子核外M层上的s、p轨道上都填满了电子,而d轨道未排电子的原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p6、1s22s22p63s23p64s1或1s22s22p63s23p64s2,可能为Ar、K、Ca,不一定属于同一周期,D错误。
12.答案 (1)
(2)Al(OH)3+OH-══Al+2H2O
(3)F BC
(4)Al Al具有金属性
解析 T的L层比K层多5个电子,可知T是F元素;X的L层p电子数比s电子数多2,可知其L层有6个电子,是O元素;Y的M层p电子数为s电子数的一半,则Y是Al元素,其最高价氧化物对应的水化物是Al(OH)3;Z的L层有3个未成对电子,可知其L层有5个电子,是N元素。
13.答案 (1)钒 23 3d34s2
(2)d 第4周期ⅤB族
(3)[Xe]5d106s26p2 p
解析 (1)(2)该元素的最外层电子数为2,并且为同族元素中原子序数最小的,又因其价电子数不等于最外层电子数,可推出该元素应为第4周期元素,价电子排布式为3d34s2,故为23号元素钒,位于第4周期ⅤB族,为d区元素。
(3)铅位于元素周期表第6周期ⅣA族,则外围电子排布式为6s26p2,其简化的电子排布式为[Xe]5d106s26p2,铅为p区元素。
6
