高中化学人教版必修2（练习）1.2.1 原子核外电子的排布元素周期律 Word版含解析

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1、第1课时原子核外电子的排布元素周期律目标导航1.了解原子的核外电子能量高低与分层排布的关系。2.了解核外电子分层排布的规律。3.了解元素的原子结构和元素性质的周期性变化。4.理解元素周期律的内容和实质。一、原子核外电子的排布1核外电子的分层排布在多电子的原子里，电子的能量并不相同。能量低的，通常在离核近的区域运动；能量高的，通常在离核远的区域运动。核外电子的分层运动，又叫核外电子的分层排布。其关系如下：电子层(n)符号离核远近能量高低2.原子核外电子的排布规律3(1)原子(离子)结构的表示方法，如下所示：(2)原子结构示意图中，核内质子数等于核外电子数，而离子结构示意图中，二者则不相等。如：N

2、a；Cl。阳离子：核外电子数小于核电荷数。阴离子：核外电子数大于核电荷数。点拨(1)电子层实质上是一个“区域”，或者说是一个“空间范围”，它与宏观上层的含义完全不同。(2)核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制。其原子结构示意图为而不应该是。议一议判断正误，正确的打“”，错误的打“”(1)锂的原子结构示意图是()(2)某原子M层电子数为L层电子数的4倍()(3)某离子M层和L层电子数均为K层的4倍()(4)离子的核电荷数一定等于其核外电子数()答案(1)(2)(3)(4)二、元素周期律1原子结构的周期性变化(1)元素原子核外电子排布的周期性变

3、化规律：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现由1到8的周期性变化(第一周期除外)。(2)元素原子半径的周期性变化规律：随着原子序数的递增，元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化。2元素性质的周期性变化(1)元素主要化合价的周期性变化规律：随着原子序数的递增，元素的最高正化合价呈现17，最低负化合价呈现41的周期性变化。点拨元素化合价的“三个二”(1)二“特殊”F无正价，O无最高正价。(2)二“只有”金属只有正价，只有非金属才有负价。(3)二“等式”(主族元素)最高正价最外层电子数，|最低负价数值|最高正价数值|8。(2)元素金属性、非金属性的周期性变化Na、Mg、Al与水(或酸)反

4、应的比较NaMgAl规律(同周期从左到右)单质与水(或酸)反应与冷水剧烈反应，产生氢气与冷水几乎不反应，与沸水反应缓慢，放出氢气；与酸反应剧烈，放出氢气与酸反应较快，放出氢气从水或酸中置换H2能力逐渐减弱最高价氧化物对应的水化物碱性强弱NaOH强碱Mg(OH)2中强碱Al(OH)3两性氢氧化物最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐减弱Si、P、S、Cl四种元素性质的比较SiPSCl规律(同周期从左到右)单质与氢气反应的条件高温磷蒸气与氢气能反应加热光照或点燃时发生爆炸而化合与H2化合能力逐渐增强形成的气态氢化物的热稳定性SiH4很不稳定PH3不稳定H2S受热分解HCl稳定氢化物稳定性逐渐增强最高价氧

5、化物对应的水化物(含氧酸)酸性强弱H2SiO3弱酸H3PO4中强酸H2SO4强酸HClO4强酸(比H2SO4酸性强)最高价氧化物对应的水化物酸性逐渐增强结论：随着原子序数的递增，元素的金属性、非金属性呈现周期性的变化。3元素周期律内容：元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性变化的规律。实质：元素周期律是核外电子排布发生周期性变化的必然结果。点拨(1)元素的性质包括：原子半径、元素的主要化合价、金属性、非金属性等。(2)物质的性质：物理性质：颜色、状态、气味、挥发性、溶解性、密度、硬度、熔沸点、导电性、延展性等。化学性质：氧化性、还原性、稳定性、酸性、碱性等。议一议在第三周期元素中，除稀有气体

6、元素外：(1)原子半径最小的元素是_(填元素符号)。(2)金属性最强的元素是_(填元素符号)。(3)最高价氧化物对应水化物酸性最强的是_(用化学式回答，下同)。(4)最不稳定的气态氢化物是_。(5)最高价氧化物对应水化物碱性最强的是_。(6)氧化物中具有两性的是_。答案(1)Cl(2)Na(3)HClO4(4)SiH4(5)NaOH(6)Al2O3解析(1)第三周期元素从左到右原子半径逐渐减小，原子半径最小的是Cl。(2)金属性最强的元素在最左边，应为Na。(3)非金属性最强的元素，其最高价氧化物对应水化物的酸性最强，氯的非金属性最强，其对应的酸是HClO4。(4)非金属性最弱的元素Si的气态

7、氢化物最不稳定。(5)金属性最强的Na对应的NaOH的碱性最强。(6)铝的氧化物Al2O3具有两性。一、原子核外电子排布规律的应用例1已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为ABC，且都小于18，A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个。试推断：(1)三种元素的名称和符号：A_，B_，C_。(2)画出三种元素的原子结构示意图：A_，B_，C_。解析由A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，可知A是碳元素；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半，可知B为硅元素；C元素的原子次外层电子数比最

8、外层电子数多1个，可知C应为氯元素。答案(1)碳C硅Si氯Cl(2)归纳总结1确定元素的种类根据原子核外电子排布的某些特点可以确定元素的种类，注意120号元素原子结构的特殊关系。特殊关系元素最外层电子数等于次外层电子数的一半Li、Si最外层电子数等于次外层电子数Be、Ar最外层电子数等于次外层电子数的2倍C最外层电子数等于次外层电子数的3倍O最外层电子数等于次外层电子数的4倍Ne最外层电子数等于电子层数H、Be、Al最外层有1个电子H、Li、Na、K最外层有2个电子He、Be、Mg、Ca内层电子数之和是最外层电子数2倍的元素Li、P电子总数为最外层电子数2倍的元素Be2.推断元素的性质元素最外

9、层电子数得失电子能力化学性质主要化合价稀有气体元素8(He为2)一般不易得失电子较稳定，一般不参与化学反应金属元素4易失电子金属性只有正价，一般是13非金属元素4易得电子非金属性既有正价又有负价特别提醒(1)通常把最外层有8个电子(K层为最外层时电子数是2个)的结构，称为相对稳定结构。稀有气体的原子就是上述结构，一般不与其他物质发生化学反应。当元素的原子最外层电子数小于8(K层小于2)时是不稳定结构。在化学反应中，不稳定结构总是通过各种方式(如得失电子、共用电子等)趋向达到相对稳定结构。(2)过渡元素原子最外层电子数不超过2个，若原子最外层有n个电子：n1，位于第A族或过渡元素区。n2，位于第

10、A族、0族或过渡元素区。n3时，则一定位于第n主族(n8时，位于0族)。变式训练1短周期元素中，A元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍；C元素原子M层电子数等于其L层电子数的一半；D元素原子最外层有1个电子，D的阳离子与B的阴离子电子层结构相同，则4种元素原子序数关系中正确的是()ACDBA BDBACCADCB DBACD答案A解析A元素原子的次外层电子数只能是2，最外层电子数是4，A的原子序数为6；B元素的内层电子总数只能是2，最外层电子数为6，B的原子序数为8；C元素原子有3个电子层，L层必有8个电子，M层有4个电子，C的原子序数为14；

11、D的阳离子与B的阴离子(即O2)电子层结构相同，D为Na，原子序数为11；故原子序数：CDBA。二、元素周期律例2已知X、Y、Z是三种原子序数相连的元素，最高价氧化物对应水化物酸性相对强弱的顺序是HXO4H2YO4H3ZO4，则下列判断正确的是()A气态氢化物的稳定性：HXH2YZH3B非金属活泼性：YXZC原子半径：XYZD原子最外层电子数：XYYZ，气态氢化物的稳定性顺序为HXH2YZH3。答案A归纳总结1元素周期表中元素(主族元素)及其单质和化合物性质的变化规律项目同周期(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增多最外层电子数增多相同原子半径逐渐减小逐渐增大元素

12、的化合价最高正价：17负价数族序数8最高正价(O、F除外)、负价数相同，最高正价族序数金属性减弱增强非金属性增强减弱2.元素的金属性、非金属性强弱判断规律(1)金属性强弱的判断依据元素的单质与水或酸置换出氢气的反应越容易进行，则其金属性越强。元素的最高价氧化物的水化物的碱性越强，则其金属性越强。金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应，若A能置换出B，则A的金属性强于B。在金属活动性顺序表中，前面的金属性强于后面的金属性。金属阳离子的氧化性越强，则其单质的还原性越弱，元素的金属性越弱(注：Fe的阳离子仅指Fe2)。(2)非金属性强弱的判断依据非金属元素的单质与氢气化合生成气态氢化物的反应越容易

13、进行，则其非金属性越强。非金属元素气态氢化物的稳定性越强，则元素的非金属性越强。元素的最高价氧化物的水化物的酸性越强，则其非金属性越强。非金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应，若A能置换出B，并且A体现出氧化性，则A的非金属性强于B。非金属阴离子的还原性越强，则其单质的氧化性越弱，元素的非金属性越弱。变式训练2X、Y两元素是同周期的非金属主族元素，如果X原子半径比Y的大，下面说法正确的是()A最高价氧化物对应水化物的酸性，X的比Y的强BX的非金属性比Y的强CX的阴离子比Y的阴离子还原性强DX的气态氢化物比Y的稳定答案C解析X原子半径比Y的大，说明X在Y的左边，原子序数X比Y小，X的非金属性

14、比Y的弱，因此最高价氧化物对应水化物的酸性X比Y的弱，X的阴离子比Y的阴离子还原性强，X的气态氢化物不如Y的稳定。三、微粒半径大小的比较“四同”规律例3下列微粒半径大小的比较中，正确的是()ANaMg2Al3O2BS2ClNaAl3CNaMgAlSDCsRbKNa解析四种离子核外电子数相同，随着核电荷数的增多，离子半径依次减小，即微粒半径：Al3Mg2NaO2，A项错；因S2、Cl比Na、Al3多一个电子层，则S2、Cl半径比Na、Al3大，再根据“序小径大”的规则，则微粒半径：S2ClNaAl3，B项正确；Na、Mg、Al、S的原子半径依次减小，C项错；Na、K、Rb、Cs最外层电子数相同，

15、电子层数依次增多，半径依次增大，D项错。答案B规律总结粒子半径大小的比较“四同”规律(1)同周期“序大径小”规律：同周期，从左往右，原子半径逐渐减小。举例：第三周期中：r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)。(2)同主族“序大径大”规律：同主族，从上到下，原子(或离子)半径逐渐增大。举例：碱金属：r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)，r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)。(3)同元素同种元素的原子和离子半径比较“阴大阳小”。某原子与其离子半径比较，其阴离子半径大于该原子半径，阳离子半径小于该原子半径。如：r(Na)r(Na)；r(Cl)r(C

16、l)。同种元素不同价态的阳离子半径比较规律“数大径小”。带电荷数越多，粒子半径越小。如：r(Fe3)r(Fe2)r(Fe)。(4)同结构“序大径小”规律：电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小。举例：r(O2)r(F)r(Na)r(Mg2)r(Al3)。特别提醒所带电荷、电子层均不同的离子可选一种离子参照比较。例：比较r(Mg2)与r(K)可选r(Na)为参照，可知r(K)r(Na)r(Mg2)。变式训练3已知下列原子的半径：原子NSOSi半径r/1010 m0.751.020.741.17根据以上数据，P原子的半径可能是()A1.101010 m B0.801010 mC1.201

17、010 m D0.701010 m答案A解析根据元素周期律可知，磷原子的半径应在Si和S原子之间，故答案为选项A。1下图微粒的结构示意图，正确的是()答案A解析B中微粒结构示意图是Cl而不是Cl，C中Ar的原子结构示意图应为，D中K的原子结构示意图应为。2下列比较中正确的是()A原子半径：NaMgB碱性：NaOHKOHC结合H的能力：COClD还原性：IMg，A正确；金属元素的金属性越强，对应最高价氧化物水化物的碱性越强，金属性：KNa，则碱性：KOHNaOH，B错误；酸性越强，对应酸的酸根离子结合氢离子的能力越弱，酸性：H2CO3Cl，C错误；元素的非金属性越强，对应的阴离子的还原性越弱，非

18、金属性：BrI，则还原性：IBr，D错误。3下列有关原子结构、元素性质的说法正确的是()ASi、P、S、Cl元素的单质与氢气化合越来越容易B元素原子最外层电子数越多，元素金属性越强C元素周期表共有18列，第3列是第B族，第17列是第A族DF、O2、Mg2、Na离子半径逐渐减小答案A解析Si、P、S、Cl为同周期元素非金属性依次增强，单质与氢气化合越来越容易，A正确；元素原子最外层电子数越多，失去电子能力越弱，金属性越弱，B错误；元素周期表共有18列，第3列是第B族，第17列是第A族，C错误；F、O2、Mg2、Na离子具有相同的电子数，离子半径O2、F、Na、Mg2逐渐减小，D错误。4已知33A

19、s、35Br位于同一周期。下列关系正确的是()A原子半径：AsClPB热稳定性：HClAsH3HBrC还原性：As3S2ClD酸性：H3AsO4H2SO4H3PO4答案C解析同一周期原子半径从左到右依次减小，A选项中P的原子半径大于Cl，A错；非金属性越强，其气态氢化物越稳定，其最高价氧化物对应的水化物酸性越强，故B选项中热稳定性：HClHBrAsH3，D选项中酸性：H2SO4H3PO4H3AsO4，B、D均错；S和Cl处于同一周期，故还原性：S2Cl，而As和Se处于同一周期，还原性：As3Se2，而S和Se又处于同一主族，还原性：Se2S2，故C正确。5原子序数为1117号的元素，随核电荷

20、数的递增，以下各项内容的变化是填“增大(强)”、“减小(弱)”或“相同(不变)”(1)各元素的原子半径依次_，其原因是_。(2)各元素原子的电子层数_，最外层电子数依次_。(3)元素的金属性逐渐_，而非金属性逐渐_，元素失电子能力逐渐_，得电子能力逐渐_。答案(1)减小电子层数相同时，随核电荷数增大，原子核对最外层电子的引力增大，因此原子半径减小(2)相同增大(3)减弱增强减弱增强解析原子序数为1117号的元素，在元素周期表中位于第三周期，根据同周期元素的原子结构和性质的变化，可解答本题。基础过关题组1原子核外电子的排布1下列有关主族元素的说法中肯定错误的是()A某原子K层上只有一个电子B某原

21、子M层上电子数为L层上电子数的4倍C某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍D某离子的核电荷数与最外层电子数相等答案B解析K、L、M电子层上最多容纳的电子数分别为2、8、18；K层上可排1个电子，也可排2个电子，A有可能；当M层上排有电子时，L层上一定排满8个电子，而M层上最多只能排18个电子，又18B B电子总数AB2C离子半径AB2 D原子半径AB答案C4下图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图。则下列说法正确的是()AZ、N两种元素的离子半径相比，前者较大BX、N两种元素的气态氢化物的沸点相比，前者较低C由X与M两种元素组成的化合物不能与任何酸反应，但能与强碱反应DZ的氧化物能分

22、别溶解于Y的氢氧化物和N的氢化物的水溶液答案D解析根据原子半径的递变规律，X为O，Y为Na，Z为Al，M为Si，N为Cl。离子半径：ClAl3，A错误；沸点：H2OHCl，B错误；SiO2既能与HF反应，也能与NaOH溶液反应，C错误；Al2O3是两性氧化物，既可以和NaOH溶液反应，又能与盐酸反应，D正确。5运用元素周期律分析下面的推断，其中推断错误的是()A氢氧化铍Be(OH)2的碱性比氢氧化镁弱B砹(At)为有色固体，HAt不稳定C硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体D硒化氢(H2Se)是无色、有毒，比H2S稳定的气体答案D解析Be和Mg同主族，金属性不如镁的强，故Be(OH)2的碱

23、性比Mg(OH)2弱，A正确；卤族元素的单质从上到下，颜色加深，氢化物越来越不稳定，B正确；Sr和Ba同主族，化学性质相似，故SrSO4也难溶于水，C正确；Se的非金属性不如S强，故H2Se不如H2S稳定，D错误。6R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的同一短周期元素，下列说法一定正确的是(m、n均为正整数)()A若R(OH)n为强碱，则W(OH)n1也为强碱B若HnXOm为强酸，则Y是活泼非金属元素C若Y的最低化合价为2，则Z的最高正化合价为6价D若X的最高正化合价为5价，则五种元素都是非金属元素答案B解析同一短周期元素，随着原子序数的递增，元素的金属性依次减弱，形成的最高价氧化物对应的水化

24、物的碱性依次减弱，A错；X元素的氧化物对应的水化物HnXOm是强酸，说明X是活泼性非金属，而Y和X在同一周期且位于X的右边，Y的非金属性比X的非金属性更强，B正确；当Y为氧时，Z为氟，氟没有正价，当Y为硫时，Z为氯，氯的最高正价为7价，C错；当Y为第三周期时，X为磷，R为铝，铝是金属元素，D错。题组3“位、构、性”关系考查7A、B两种原子，A的M电子层比B的M电子层少3个电子，B的L电子层电子数恰为A的L电子层电子数的2倍。A和B分别是()A硅原子和钠原子 B硼原子和氦原子C氯原子和碳原子 D碳原子和铝原子答案D解析设x、y分别为A的L层和M层的电子数。依题意有KLMA2xyB22xy3由于B

25、的M层上有电子，故其L层肯定充满电子，2x8，x4。由于A的L层未充满电子，故其M层无电子，y0。所以A、B的核外电子数分别为6、13，是碳原子和铝原子。8根据下表信息，判断以下叙述正确的是()部分短周期元素的原子半径及主要化合价元素代号LMQRT原子半径/nm0.1600.1430.0890.1020.074主要化合价2326、22A.氢化物的沸点为H2TH2RB单质与稀盐酸反应的速率为L”或“”)C，写出A的气态氢化物与A的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式：_。答案(1)氮硫氟(2)第二周期A族(3)HFH2S(4)NH3HNO3=NH4NO3解析据A、B、C在周期表中的位置可知，A

26、、C处于第二周期，B处于第三周期，设B的原子序数为x，则A为x9，C为x7，据题意有x9x7x，则x16，又由于B原子核内质子数和中子数相等，则B的中子数为16，即为S，那么A为N，C为F。能力提升10(1)某元素原子的核电荷数是电子层数的5倍，其质子数是最外层电子数的3倍，该元素的原子结构示意图是_。(2)已知某粒子的结构示意图为。试回答：当xy10时，该粒子为_(填“原子”、“阳离子”或“阴离子”)。当y8时，粒子可能为(填名称)_、_、_、_、_。写出y3与y7的元素最高价氧化物对应水化物发生反应的离子方程式_。答案(1)(2)原子氩原子氯离子硫离子钾离子钙离子Al(OH)33H=Al3

27、3H2O解析(1)设：核电荷数质子数a，元素原子的电子层数为x，最外层电子数为y，依题意：a5x，a3y，则5x3y，x3y/5。因原子的最外层电子数不超过8，即y为18的正整数，故仅当y5，x3合理，该元素的核电荷数为15。(2)当xy10时，x10y，说明核电荷数等于核外电子数，所以该粒子应为原子。当y8时，应为有18个电子的粒子，所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子。y3时为铝原子、y7时为氯原子，其最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化铝和高氯酸，反应的离子方程式为Al(OH)33H=Al33H2O。11下表为元素周期表的一部分，请回答有关问题：族周期AAAAAAA0234(

28、1)和的元素符号分别是_和_。(2)表中最活泼的金属是_，非金属性最强的元素是_。(填写元素符号)(3)表中能形成两性氢氧化物的元素是_，分别写出该元素的氢氧化物与和最高价氧化物的水化物反应的化学方程式：_，_。(4)请设计一个实验，比较单质氧化性的强弱：_。答案(1)SiAr(2)KF(3)Al2Al(OH)33H2SO4=Al2(SO4)36H2OAl(OH)3KOH=KAlO22H2O(4)取无色溴化钠的水溶液少许，加入新制氯水，溶液变橙红色解析根据周期表中元素的位置可以确定各种元素，如下表所示：族周期AAAAAAA02NF3MgAlSiSClAr4KBr拓展探究12某同学在研究元素性质

29、递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象(见下表，表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。实验步骤实验现象将镁条用砂纸打磨后，放入试管中，加入少量水后，加热至水沸腾；再向溶液中滴加酚酞溶液A.浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出“嘶嘶”声，随之消失，溶液变成红色向新制的Na2S溶液中滴加新制的氯水B.有气体产生，溶液变成浅红色将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中C.剧烈反应，迅速产生大量无色气体将镁条投入稀盐酸中D.反应不十分剧烈，产生无色气体将铝条投入稀盐酸中E.生成白色胶状沉淀，继而沉淀消失向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量F.生成淡黄色沉淀请你

30、帮助该同学整理并完成实验报告。(1)实验目的：研究_元素性质递变规律。(2)实验用品：试剂：金属钠、镁条、铝条、稀盐酸、新制氯水、新制Na2S溶液、AlCl3溶液、NaOH溶液、酚酞溶液等。仪器：_、_、_、试管夹、胶头滴管、镊子、小刀、玻璃片、砂纸、火柴等。(3)实验内容：(填写与实验步骤对应的实验现象的编号和的化学方程式及此实验的结论)实验内容实验现象(填AF)_；_；此实验的结论：_。(4)请用原子结构的知识简单解释上述实验结论：_。答案(1)同周期(2)试管酒精灯滤纸(3)BFACDEMg2H2OMg(OH)2H2Cl2Na2S=S2NaCl随着原子序数的递增，同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强(4)同周期元素从左到右，随着核电荷数的逐渐增加，原子半径逐渐减小，原子核对外层电子束缚能力增强，原子得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱