高中化学第一章原子结构与性质第2节原子结构与元素的性质第2课时元素周期律课时作业新人教版选修3
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促敦市安顿阳光实验学校核外电子排布与元素周期表(建议用时:40分钟)[合格过关练]1.核外电子排布为[Ar]3d104s2的元素是( )A.稀有气体B.过渡元素C.主族元素D.ⅡA族元素B [该元素的价电子排布式出现d轨道,且符合过渡元素价电子排布(n-1)d1~10n s1~2,为过渡元素。
]2.镭的价电子排布式是7s2。
下面关于镭的性质的描述中不正确的是( ) A.在化合物中呈+2价B.单质与水反放出氢气C.氢氧化物呈D.碳酸盐难溶于水C [由镭的价电子排布式可知镭处于第7周期ⅡA族,与Mg、Ca、Ba同主族,按同主族元素性质规律,可知其氢氧化物呈强碱性,不可能呈。
] 3.已知某元素+2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6,则该元素在周期表中属于( )A.ⅤB族B.ⅡB族C.Ⅷ族D.ⅡA族D [根据核外电子排布规律,可知该元素的原子最外层只有2个电子,而且该排布在第四电子层上,该元素在周期表中的位置该是第4周期ⅡA族。
] 4.已知下列元素原子的最外层电子排布式,其中不一能表示该元素为主族元素的是( )A.3s23p3B.4s24p1C.4s2D.3s23p5C [由元素原子的最外层电子排布式可知,3s23p3、4s24p1、3s23p5表示的元素分别属于第ⅤA、ⅢA、ⅦA族元素,都属于主族元素;最外层电子排布式为4s2的元素可能是主族元素Ca,也可能是第4周期除Cr、Cu以外的过渡元素。
] 5.下列说法中错误的是( )A.所有的非金属元素都分布在p区B.硒元素位于第4周期中从ⅥA族C.除氦以外的稀有气体原子的最外层电子数都是8D.同一元素的各种同位素物理性质不同,化学性质相同A [非金属元素中氢在s区;同一元素的各种同位素的化学性质相同,但物理性质不同。
]6.某元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d74s2,它在元素周期表中的位置是( )A.第3周期第ⅡB族B.第4周期第ⅡB族C.第4周期第ⅦB族D.第4周期第Ⅷ族D [由[Ar]3d74s2可知该元素位于第4周期,又由价电子数为9知其位于第4周期第9纵列,为第Ⅷ族元素。
第二节原子结构与元素的性质第1课时〖复习〗必修中什么是元素周期律?元素的性质包括哪些方面?元素性质周期性变化的根本原因是什么?〖课前练习〗写出锂、钠、钾、铷、銫基态原子的简化电子排布式和氦、氖、氩、氪、氙的简化电子排布式。
一、原子结构与周期表1、周期系:随着元素原子的核电—荷数递增,每到出现碱金属,就开始建立一个新的电子层,随后最外层上的电子逐渐增多,最后达到8个电子,出现稀有气体。
然后又开始由碱金属到稀有气体,如此循环往复——这就是元素周期系中的一个个周期。
例如,第11号元素钠到第18号元素氩的最外层电子排布重复了第3号元素锂到第10号元素氖的最外层电子排布——从1个电子到8个电子;再往后,尽管情形变得复杂一些,但每个周期的第1个元素的原子最外电子层总是1个电子,最后一个元素的原子最外电子层总是8个电子。
可见,元素周期系的形成是由于元素的原子核外屯子的排布发生周期性的重复。
2、周期表我们今天就继续来讨论一下原子结构与元素性质是什么关系?所有元素都被编排在元素周期表里,那么元素原子的核外电子排布与元素周期表的关系又是怎样呢?说到元素周期表,同学们应该还是比较熟悉的。
第一张元素周期表是由门捷列夫制作的,至今元素周期表的种类是多种多样的:电子层状、金字塔式、建筑群式、螺旋型(教材p15页)到现在的长式元素周期表,还待进一步的完善。
首先我们就一起来回忆一下长式元素周期表的结构是怎样的?在周期表中,把能层数相同的元素,按原子序数递增的顺序从左到右排成横行,称之为周期,有7个;在把不同横行中最外层电子数相同的元素,按能层数递增的顺序由上而下排成纵行,称之为族,共有18个纵行,16个族。
16个族又可分为主族、副族、0族。
〖思考〗元素在周期表中排布在哪个横行,由什么决定?什么叫外围电子排布?什么叫价电子层?什么叫价电子?要求学生记住这些术语。
元素在周期表中排在哪个列由什么决定?阅读分析周期表着重看元素原子的外围电子排布及价电子总数与族序数的联系。
第2课时元素周期律课后训练巩固提升一、基础巩固1.具有下列核外电子排布式的原子,其半径最大的是( )。
A.1s22s22p3B.1s22s22p1C.1s22s22p63s23p1D.1s22s22p63s23p4,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,r(B)>r(N)、r(Al)>r(S)、r(Al)>r(B),故Al原子半径最大。
2.下列各组原子中,第一电离能前者大于后者的是( )。
A.S和PB.Mg和AlC.Na和MgD.Ne和He和P的价层电子排布分别为3s23p4和3s23p3,由于P原子中p轨道处于半充满状态,较稳定,第一电离能较高,所以I1(S)<I1(P);Na、Mg和Al的价层电子排布分别为3s1、3s2、3s23p1,镁原子s轨道处于全充满状态,Al 的第一电离能失去的电子是3p能级的,该能级的能量比左边的3s能级的能量高,故Mg的第一电离能最大;D项中He与Ne同族,I1(He)>I1(Ne)。
3.下列关于电负性的叙述中不正确的是( )。
A.电负性越大的主族元素,其第一电离能越大B.电负性是以氟为4.0和锂为1.0作为标准的相对值C.元素的电负性越大,元素的非金属性越强D.一般来说,同一周期主族元素从左到右,电负性逐渐变大,其第一电离能不一定越大,如电负性O>N,但第一电离能N>O,A项错误。
4.下列离子半径的大小顺序正确的是( )。
①Na+②X2-:1s22s22p63s23p6③Y2-:1s22s22p6④Z-:1s22s22p63s23p6A.③>④>②>①B.④>③>②>①C.④>③>①>②D.②>④>③>①,②、③、④三种离子分别是S 2-、O 2-、Cl -,电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小,则有②>④,③>①;能层数越大,半径越大,则大小顺序为②>④>③>①。
第一章第二节第2课时元素周期律基础巩固一、选择题1.下列说法中正确的是( C )A.元素周期律的本质是随着核电荷数的递增元素化合价呈周期性的变化B.核外电子排布的周期性变化是元素性质周期性变化的结果C.依据元素周期表可划分为s区、p区、d区、ds区、f区D.最外层电子数≤2的元素一定是金属元素解析:元素周期律的本质是随着元素原子序数的递增,元素性质呈周期性的变化,A错误;元素原子核外电子排布的周期性变化导致元素性质的周期性变化,B错误;根据元素原子的外围电子排布的特征,可将元素周期表分成五个区域:s区、p区、d区、ds区和f区,C正确;最外层电子数≤2的元素不一定都为金属元素,氢原子最外层电子数为1,氦原子最外层电子数为2,它们都是非金属元素,D错误。
2.同周期有下列电子排布式的原子中,第一电离能最小的是( B )A.n s2n p3B.n s2n p4C.n s2n p5D.n s2n p6解析:具有B选项中电子构型的基态原子失去一个电子后,达到半充满状态,故其第一电离能最小。
3.下列关系中正确的是( A )A.电负性O>S>As,原子半径r(O)<r(S)<r(As)B.电负性O<S<As,原子半径r(O)<r(S)<r(As)C.电负性O<S<As,原子半径r(O)>r(S)>r(As)D.电负性O>S>As,原子半径r(O)>r(S)>r(As)解析:O、S、As非金属性逐渐减弱,故电负性O>S>As;由于其所在周期不同,故原子半径r(O)<r(S)<r(As)。
4.下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势,正确的是( A )解析:同主族元素从上到下电负性依次减小,A正确;卤族元素中氟无正价,B错;HF 分子间存在氢键,所以HF沸点最高,C错;卤族元素从上到下单质分子间范德华力依次增大,熔点依次升高,D错。
5.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p63s23p2; ②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p3; ④1s22s22p4。
则下列有关比较中正确的是( A )A.电负性:④>③>②>①B.原子半径:④>③>②>①C.第一电离能:④>③>②>①D.最高正化合价:④>③>②>①解析:由四种元素基态原子电子排布式可知,①1s22s22p63s23p2为Si元素;②1s22s22p63s23p3为P元素;③1s22s22p3为N元素;④1s22s22p4为O元素。
A.同周期自左而右电负性增大,所以电负性Si<P<S,N<O,同主族从上到下电负性减弱,所以电负性N>P,O>S,故电负性Si<P<N<O,即④>③>②>①,故A正确;B.同周期自左而右原子半径减小,所以原子半径Si>P,N>O,故B错误;C.同周期自左而右第一电离能呈增大趋势,但N、P元素原子np能级容纳3个电子,为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,所以第一电离能Si<P,N >O,故C错误;D.最高正化合价等于最外层电子数,但O元素没有最高正化合价,所以最高正化合价③=②>①,故D错误。
6.(2018·高考训练)下列说法中正确的是( A )A.第3周期所含元素中钠的第一电离能最小B.铝的第一电离能比镁的第一电离能大C.在所有的元素中,F的第一电离能最大D.钾的第一电离能比镁的第一电离能大解析:金属性越强,第一电离能越小,同周期自左向右,金属性逐渐降低,所以选项A 正确。
由于镁元素的3s轨道电子是全充满状态,稳定性强,所以铝的第一电离能比镁的第一电离能小,B不正确。
C不正确,应该是稀有气体的。
同样根据元素周期律可知钾的第一电离能比镁的第一电离能小,答案选A。
7.元素X的各级电离能数据如下:A.+1 B.+2C.+3 D.+6解析:对比表中电离能数据可知,I1、I2、I3电离能数值相对较小,至I4数值突然增大,说明元素X的原子中,有3个电子容易失去,因此,该元素的常见化合价为+3。
8.下列四种粒子中,半径按由大到小的排列顺序是( A )①基态X 的原子结构示意图:②基态Y 的价电子排布式:3s 23p 5③基态Z 2-的电子排布图:④W 基态原子有2个能层,电子式:·W ······A .③>①>②>④B .③>②>①>④C .①>③>④>②D .①>④>③>② 解析:由题意可知:X 、Y 、Z 2-、W 分别为S 、Cl 、S 2-、F 。
S 、Cl 、S 2-、F 粒子半径大小排列顺序为r (S 2-)>r (S)>r (Cl)>r (F)。
9.锂和镁在元素周期表中有特殊“对角线”关系,它们的性质相似。
下列有关锂及其化合物叙述正确的是( B )A .Li 2SO 4难溶于水B .Li 与N 2反应产物是Li 3NC .LiOH 易溶于水D .LiOH 与Li 2CO 3受热都很难分解解析:元素周期表中,处于对角线位置的元素具有相似的性质,则根据MgSO 4、Mg 、Mg(OH)2、MgCO 3的性质可推断Li 2SO 4、Li 、LiOH 、Li 2CO 3的性质。
二、非选择题10.X 、Y 是同周期的两种非金属元素,不能说明X 元素的非金属性比Y 元素强的事实是__C 、E 、F____。
A .将X 的单质通入H n Y 溶液中产生浑浊B .加热至300 ℃,H n Y 发生分解而H m X 不分解C .第一电离能:X>YD .电负性:X>YE .单质的熔点:X<YF .气态氢化物的水溶液的酸性:H m X>H n YG .X 与Y 形成的化合物Y m X n 中X 元素显负价解析:单质间的置换反应(A 项)、气态氢化物的稳定性(B 项)、元素的电负性(D 项)、非金属互化物中元素的化合价(G 项)以及单质与H 2化合的难易、最高价氧化物对应水化物的酸性等都能用来说明和比较元素非金属性的强弱。
但单质的可燃性、熔点、元素的第一电离能以及气态氢化物水溶液的酸性等不能说明和比较元素的非金属性强弱。
比如,I 1(Cl)>I 1(P)>I 1(S),非金属性:Cl>S>P ;水溶液酸性:HCl>HF 、HCl>H 2S ;非金属性:Cl<F 、Cl>S 。
11.在下列空格中,填上适当的元素符号:(1)在第三周期中,第一电离能最小的元素是__Na____,第一电离能最大的元素是__Ar____。
(2)在元素周期表中,原子半径最小的元素是__H____,电负性最大的元素是__F____。
(3)最活泼的气态非金属原子是__F____。
(4)第二、三周期原子中p轨道半充满的元素是:__N、P____。
(5)第二周期中,其最高价氧化物对应水化物是强酸的元素是__N____,在第三周期中,其最高价氧化物对应水化物是强碱的元素是__Na____。
解析:同周期中从左到右,元素的第一电离能(除ⅢA族、ⅥA族反常外)逐渐增大,同周期中金属元素第一电离能最小,稀有气体元素第一电离能最大,故第三周期中第一电离能最小的为Na,最大的为Ar。
电负性的递变规律:同周期从左到右逐渐增大,同主族从上到下逐渐减小,故周期表中,电负性最大的元素是氟,第二周期中,元素最高价氧化物对应水化物是强酸的只有HNO3,在第三周期中,元素最高价氧化物对应水化物是强碱的只有NaOH。
能力提升一、选择题1.根据对角线规则,下列物质的性质具有相似性的是( A )A.硼和硅B.铝和铁C.碳和铝D.铜和金解析:A.硼和硅位于对角线位置,性质相似,故A正确;B.铝为主族元素,铁为过渡金属,不位于对角线位置,故B错误;C.碳和铝不是对角线位置,物质的性质不相似,故C错误;D.铜和金都为ⅠB族元素,不处于对角线,故D错误。
故选A。
2.X和Y是原子序数大于4的短周期元素,X m+和Y n-两种离子的核外电子排布相同,下列说法中正确的是( D )A.X的原子半径比Y的小B.X和Y的核电荷数之差为m-nC.电负性X>YD.第一电离能X<Y解析:X m+与Y n-的核外电子排布相同,核电荷数之差为m+n,则质子数X>Y,X位于Y 的下一周期,故原子半径X>Y。
X比Y更易失电子,第一电离能X<Y,电负性X<Y。
3.下列各组元素性质的递变情况错误的是( D )A.Li、Be、B原子的最外层电子数依次增多B.P、S、Cl元素的最高化合价依次升高C.N、O、F电负性依次增大D.Na、K、Pb第一电离能逐渐增大解析:同周期元素的电负性从左至右逐渐增大,故C项正确;同主族元素的第一电离能从上至下逐渐减小,故D项错误。
4.如图为元素周期表前四周期的一部分,下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中,正确的是( D )A.W元素的第一电离能小于Y元素的第一电离能B.Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同C.p能级未成对电子最多的是Z元素D.X元素是电负性最大的元素解析:图为元素周期表前四周期的一部分,由位置可知,X为F,W为P,Y为S,Z为Br,R为Ar,A.W的3p电子半满为稳定结构,则W元素的第一电离能大于Y元素的第一电离能,故A错误;B.Y的阴离子有3个电子层,而Z的阴离子有4个电子层,则Y的阴离子电子层结构与R原子的相同,故B错误;C.p能级未成对电子最多为3个,只有W符合,故C错误;D.上述元素中F的非金属性最强,则X元素是电负性最大,故D正确;故选D。
5.(2018·江西玉山测试)现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:① 1s22s22p63s23p4; ②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p3; ④1s22s22p5。
则下列有关比较中正确的是( A )A.第一电离能:④>③>②>①B.原子半径:④>③>②>①C.电负性:④>③>②>①D.最高正化合价:④>③=②>①解析:由四种元素基态原子电子排布式可知①1s22s22p63s23p4是S元素,②1s22s22p63s23p3是P元素,③1s22s22p3是N元素,④1s22s22p5是F元素,A.同周期自左而右第一电离能呈增大趋势,但N原子2p、P元素原子3p能级均容纳3个电子,为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,所以第一电离能S<P,同主族自上而下第一电离能降低,所以第一电离能N>P,因此第一电离能S<P<N<F,即④>③>②>①,A正确;B.同周期自左而右原子半径减小,所以原子半径P>S,N>F,电子层越多原子半径越大,故原子半径P>S>N>F,即②>①>③>④,B错误;C.同周期自左右电负性增大,电负性P<S,N<F,N元素非金属性比S元素强,所以电负性S<N,故电负性P<S<N<F,即④>③>①>②,C错误;D.最高正化合价等于最外层电子数,但F元素没有正化合价,所以最高正化合价:①>②=③>④,D错误;答案选A。