1.認(rèn)識(shí)元素的原子半徑、第一電離能、電負(fù)性等元素性質(zhì)的周期性變化,知道原子核外電子排布呈現(xiàn)周期性變化是導(dǎo)致元素性質(zhì)周期性變化的原因。2.知道元素周期表中分區(qū)、周期和族的元素原子核外電子排布特征,了解元素周期律(表)的應(yīng)用價(jià)值。
考點(diǎn)一　元素周期表的結(jié)構(gòu)與核外電子排布
答題模板1 電離能的比較及原因分析
考點(diǎn)一元素周期表的結(jié)構(gòu)與核外電子排布
1.元素周期表的編排原則
2.元素周期表的結(jié)構(gòu)
短周期元素和長周期元素
3.原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系(1)原子結(jié)構(gòu)與周期的關(guān)系
最高能級(jí)所在能層序數(shù)=周期序數(shù)
(2)原子結(jié)構(gòu)與族的關(guān)系
價(jià)層電子總數(shù)=主族序數(shù)
4.元素周期表的分區(qū)(1)按元素的種類分區(qū)
(2)按價(jià)層電子排布分區(qū)
微點(diǎn)歸納元素周期表中各分區(qū)原子的價(jià)層電子排布特點(diǎn)
【應(yīng)用示例】元素在周期表中的位置與其基態(tài)原子核外電子排布有關(guān),元素X的+3價(jià)基態(tài)離子的電子排布式為[Ar]3d5,回答問題:(1)元素X是________,其基態(tài)原子核外簡化電子排布式為_____________。(2)元素X在周期表中的位置是__________________,處于周期表的________區(qū)。?
[Ar]3d64s2
5.元素周期表和元素周期律的應(yīng)用(1)科學(xué)預(yù)測:為新元素的發(fā)現(xiàn)及預(yù)測其原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供了線索。(2)尋找新物質(zhì)
(3)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn):對(duì)探礦有指導(dǎo)意義的是地球化學(xué)元素的分布與它們?cè)谠刂芷诒碇械奈恢藐P(guān)系,研制農(nóng)藥材料等。
考向1 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系例1具有以下結(jié)構(gòu)的基態(tài)原子的元素,一定屬于主族元素的是(　　)A.最外層有1個(gè)電子的原子B.最外層電子排布式為ns2的原子C.最外層有3個(gè)未成對(duì)電子的原子D.次外層無未成對(duì)電子的原子
解析 最外層有1個(gè)電子的原子,可能屬于主族元素(第ⅠA族),也可能屬于副族元素,如Cr(3d54s1)、Cu(3d104s1)等,A錯(cuò)誤;最外層電子排布式為ns2的原子可能是主族元素(第ⅡA族),也可能是0族(如He)或副族元素,如Mn(3d54s2)、Zn(3d104s2)等,B錯(cuò)誤;最外層有3個(gè)未成對(duì)電子的原子,其電子排布式為ns2np3,屬于第ⅤA族元素,C正確;次外層無未成對(duì)電子的原子,說明次外層全充滿,可能屬于主族元素(如O、N等),也可能屬于0族(如Ne等)或副族(如Cu、Zn等),D錯(cuò)誤。
[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1] 具有下列特征的原子對(duì)應(yīng)的元素,一定屬于同一周期的是(　　)A.最外電子層上全部都是s軌道電子B.3p能級(jí)上電子數(shù)為奇數(shù)C.4s能級(jí)上有2個(gè)電子D.次外層電子數(shù)均為8
解析 原子最外電子層上全部都是s軌道電子,對(duì)應(yīng)元素可能是第ⅠA、ⅡA族,也可能是過渡元素,如Cu(3d104s1)等,不一定處于同周期,A錯(cuò)誤;3p能級(jí)上電子數(shù)為奇數(shù)的原子可能是Al(3s23p1)、P(3s23p3)、Cl(3s23p5),對(duì)應(yīng)元素均處于第三周期,B正確;4s能級(jí)上有2個(gè)電子,若4s能級(jí)是最高能級(jí),可能是第四周期的元素,如Ca(4s2)、Zn(3d104s2)等,若4s能級(jí)不是最高能級(jí),可能是第五、六、七周期的元素,C錯(cuò)誤;原子的次外層電子數(shù)為8的元素可能是第三周期元素,如Na、Mg等,也可能是第四周期元素,如K、Ca等,不一定處于同周期,D錯(cuò)誤。
考向2 元素周期表的結(jié)構(gòu)及應(yīng)用例2(2024·湖南長郡中學(xué)月考)元素X、Y、Z在元素周期表中的相對(duì)位置如圖所示。已知Y元素原子的價(jià)層電子排布式為nsn-1npn+1,下列說法不正確的是(　　)
A.Y元素原子的價(jià)層電子排布式為3s23p4B.Y元素在元素周期表的第四周期第ⅥA族C.X元素所在周期中所含非金屬元素最多D.Z元素在元素周期表中處于p區(qū)
解析 Y元素原子的價(jià)層電子排布式中出現(xiàn)了np能級(jí),故其ns能級(jí)已經(jīng)充滿且只能為2個(gè)電子,則n-1=2,n=3,即Y元素原子的價(jià)層電子排布式為3s23p4,A正確,B錯(cuò)誤;Y為S元素,X為F元素,第二周期所含非金屬元素最多,C正確;Z為As元素,核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3,最后1個(gè)電子填充在4p軌道,故屬于p區(qū)元素,D正確。
歸納總結(jié)1.相鄰周期同主族元素的原子序數(shù)之間的關(guān)系
[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2] X、Y、Z、W均為短周期元素,它們?cè)谠刂芷诒碇械奈恢萌鐖D所示,已知W原子的最外層電子比內(nèi)層電子少3個(gè),下列說法正確的是(　　)A.氧化物對(duì)應(yīng)水化物酸性W比Z強(qiáng)B.Y單質(zhì)與Z的氫化物水溶液反應(yīng),有沉淀生成C.基態(tài)原子核外的未成對(duì)電子數(shù):XY>MC.M、X、Y、Z的離子半徑:MH,A、B均正確;離子的電子層數(shù)越多,離子半徑越大,電子層結(jié)構(gòu)相同時(shí),核電荷數(shù)越小,離子半徑越大,故離子半徑: H+HNO3
[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2] (2023·廣東廣州天河區(qū)二模)X、Y、Z、N是原子序數(shù)依次增大的4種短周期元素,其元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)如下表。下列說法正確的是(　　)
進(jìn)階1 練易錯(cuò)·避陷阱1.以下有關(guān)元素性質(zhì)的說法錯(cuò)誤的是(　　)A.元素電負(fù)性:NaSiC.最高化合價(jià):Mn>Cr>VD.離子半徑:Cl->K+>Na+
解析 根據(jù)電負(fù)性變化規(guī)律,電負(fù)性:NaSi,B錯(cuò)誤;Mn、Cr、V元素的最高化合價(jià)分別為+7價(jià)、+6價(jià)、+5價(jià),C正確;一般電子層數(shù)越多,離子半徑越大,電子層結(jié)構(gòu)相同時(shí),核電荷數(shù)越小,離子半徑越大,則離子半徑:Cl->K+>Na+,D正確。
2.若某原子處于能量最低狀態(tài)時(shí),其價(jià)層電子排布式為3d24s2。下列說法正確的是(　　)A.該元素處于周期表中的ds區(qū)B.該元素處于周期表中的第四周期第ⅡB族C.該元素原子的M能層共有10個(gè)電子D.該元素是金屬元素,與Zn處于同族
解析 該元素基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為3d24s2,則其電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2,應(yīng)為Ti元素,處于元素周期表中的第四周期第ⅣB族,屬于d區(qū)元素,與Zn不是同族元素。由原子的電子排布式可知,M能層的電子總數(shù)為2+6+2=10。
進(jìn)階2 練熱點(diǎn)·提素能3.(2023·廣東江門一模)部分短周期元素的原子半徑及主要化合價(jià)如表所示。
下列有關(guān)說法正確的是(　　)A.第一電離能:X比Y小B.簡單離子半徑:T>X>YC.W的氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)比T氣態(tài)氫化物沸點(diǎn)低D.T的氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性一定比Z的氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)
解析 T和W均有-1價(jià)化合價(jià),且兩者的半徑依次減小,那么兩者分別為Cl、F。由Z的化合價(jià)推知Z為S。X、Y的半徑大于Z且其化合價(jià)為+2價(jià)、+3價(jià),那么它們分別為Mg、Al。X為3s2全充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),難失電子,所以其第一電離能X>Y,A項(xiàng)錯(cuò)誤;離子半徑:電子層多半徑大;同電子層,核電荷數(shù)多半徑小。半徑T>X>Y,B項(xiàng)正確;HF中有分子間氫鍵,沸點(diǎn)更高,即W的氣態(tài)氫化物的沸點(diǎn)高于T,C項(xiàng)錯(cuò)誤;T的氧化物的水化物有HClO、HClO4等,而Z的有H2SO4和H2SO3,沒有明確物質(zhì)無法比較,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
4.(2024·黑龍江大慶第一次質(zhì)檢)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,基態(tài)X原子的電子總數(shù)是其最高能級(jí)電子數(shù)的2倍,Z可與X形成淡黃色化合物Z2X2,Y、W最外層電子數(shù)相同。下列說法正確的是(　　)A.第一電離能:W>X>Y>ZB.電負(fù)性:Y>Z>WC.簡單離子的半徑:W>X>Y>ZD.氫化物水溶液的酸性:Y>W
解析 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,Z與X能形成淡黃色化合物Z2X2,該淡黃色化合物應(yīng)為Na2O2,則X為O元素,Z為Na元素,基態(tài)O原子的電子總數(shù)是其最高能級(jí)電子數(shù)的2倍;Y與W的最外層電子數(shù)相同,結(jié)合Y的原子序數(shù)在O與Na之間,則Y為F元素,W為Cl元素。同一周期從左向右元素第一電離能總趨勢為逐漸增大,同一主族從上到下第一電離能逐漸減小,故四種元素中第一電離能從大到小的順序?yàn)閅>X>W>Z,A錯(cuò)誤;非金屬性越強(qiáng),元素的電負(fù)性越大,則電負(fù)性為Y>W>Z,B錯(cuò)誤;四種元素的離子半徑從大到小的順序?yàn)镃l->O2->F->Na+,即W>X>Y>Z,C正確;F元素的非金屬性強(qiáng)于Cl元素,則形成氫化物后,F原子吸引H原子的能力強(qiáng)于Cl原子,在水溶液中HF不容易發(fā)生電離,則HCl的酸性強(qiáng)于HF,D錯(cuò)誤。
6.(2021·廣東卷)一種麻醉劑的分子結(jié)構(gòu)式如圖所示。其中,X的原子核只有1個(gè)質(zhì)子;元素Y、Z、W原子序數(shù)依次增大,且均位于X的下一周期;元素E的原子比W原子多8個(gè)電子。下列說法不正確的是(　　)
A.XEZ4是一種強(qiáng)酸B.非金屬性:W>Z>YC.原子半徑:Y>W>ED.ZW2中,Z的化合價(jià)為+2價(jià)
解析 本題考查元素推斷與元素周期律。X的原子核只有1個(gè)質(zhì)子,則X是氫元素;Y、Z、W為第二周期元素,可分別形成4、2、1條共價(jià)鍵,則Y、Z、W分別是C元素、O元素、F元素;元素E的原子比F原子多8個(gè)電子,則E為Cl元素。HClO4是強(qiáng)酸,A項(xiàng)正確;非金屬性:F>O>C(W>Z>Y),B項(xiàng)正確;原子半徑:Cl>F(E>W),C項(xiàng)錯(cuò)誤;氟元素的非金屬性比氧元素強(qiáng),OF2中F為-1價(jià),O為+2價(jià),D項(xiàng)正確。
答題模板1電離能的比較及原因分析
1.(2023·北京卷,15節(jié)選)比較S原子和O原子的第一電離能大小,從原子結(jié)構(gòu)的角度說明理由:___________________________________________。?2.(2022·河北卷,17節(jié)選)Cu與Zn相比,第二電離能與第一電離能差值更大的是________,原因是___________________________________________。?
答案 I1(O)>I1(S);氧原子半徑小,原子核對(duì)最外層電子的吸引力大,不易失去一個(gè)電子
答案 Cu　Cu的第二電離能失去3d10電子,第一電離能失去4s1電子,3d10電子處于全充滿狀態(tài),較難失去電子,則Cu的第二電離能較大,與第一電離能的差值大

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