第1课时 原子结构与元素周期表

第1章第2节第1课时(本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1．下列有关元素周期表的叙述正确的是()A．元素周期表是由苏联化学家门捷列夫初绘B．门捷列夫是在梦中想到的周期表C．最初的元素周期表是按原子内质子数由少到多排的D．初排元素周期表时共有元素92种解析：A是错误的，元素周期表由门捷列夫排列，他是俄国人；C是错误的，初排元素周期表是按相对原子质量由小到多排列的；D是错误的，初排元素周期表时共有元素63种；B正确，多日研究导致了梦中的图象。

答案： B2．核磁共振(NMR)技术已广泛应用于复杂分子结构和医学诊断等高科技领域。

已知只有质子数或中子数为奇数的原子核有NMR现象，试判断下列原子均可产生NMR现象的一组是()A．18O、31P、119SnB．27Al、19F、12CC．元素周期表中ⅤA族所有元素的原子D．元素周期表中第1周期所有元素的原子解析：A项中18O的质子数和中子数均为偶数；B项中12C的质子数和中子数均为偶数；C项中元素周期表中ⅤA族所有元素的原子的质子数均为奇数；D项中的4He质子数和中子数均为偶数。

故只有C项符合题意。

答案： C3．下列元素中，基态原子的最外层电子排布式不正确的是()A．As4s24p3B．Cr3d44s2C．Ar3s23p6D．Ni3d84s2解析：能量相同的原子轨道在全充满(p6和d10)、半充满(p3和d5)和全空(p0和d0)状态时，体系能量较低，原子较稳定。

故B项中Cr原子的最外层电子排布式应为3d54s1。

答案： B4．国际无机化学命名委员会在1989年做出决定：把长式周期表原先的主、副族及族序号取消，从左到右改为第1～18列，碱金属为第1列，稀有气体为第18列，按这个规定，下列说法不正确的是()A．第15列元素的最高价氧化物为R2O5 B．第2列元素中肯定没有非金属元素C．第17列元素的第一种元素无含氧酸D．第16、17列元素都是非金属元素解析：第15列为ⅤA族，最高价为＋5，A项正确；第2列包括Be、Mg、Ca、Sr、Ba，全为金属，B项正确；第17列为ⅦA族第一种元素是F，无含氧酸，C项正确。

答案： D5．下列说法中正确的是()A．所有非金属元素都分布在p区B．最外层电子数为2的元素都分布在s区C．元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素D．同一主族元素从上到下，金属性呈周期性变化解析：非金属元素中氢在s区，其余非金属元素均分布在p区，A项错误；最外层电子数为2的元素可能在s区(如Mg)、p区(如He)或d区(如Ti、Fe)等，B项错误；同主族元素从上到下，金属性增强，非金属性减弱，属递变性质而不是周期性变化，D项错误。

答案： C6．短周期元素X、Y、Z的原子序数依次递增，其原子的最外层电子数之和为13。

X 与Y、Z位于相邻周期，Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍或者是Y原子最外层电子数的3倍。

下列说法正确的是()A．X的氢化物溶于水显酸性B．Y原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2C．Z元素在周期表中的位置为第三周期第Ⅵ族D．X和Z的最高价氧化物对应的水化物都是弱酸解析：Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍，则X原子内层应为2个电子，Z原子最外层电子数为6个，根据题意，Z应在第三周期，所以Z为S。

Z原子最外层电子数为Y原子最外层电子数的3倍，且Y、Z同周期，Y为Mg。

根据题意X为N。

答案： B7．闪烁着银白色光泽的金属钛(22Ti)因具有密度小、强度大、无磁性等优良的机械性能，被广泛的应用于军事、医学等领域，号称“崛起的第三金属”。

已知钛有48Ti、49Ti、50Ti 等同位素，下列关于金属钛的叙述中不正确的是()A．上述钛原子中，中子数不可能为22B．钛元素在周期表中处于第四周期C．钛的不同同位素在周期表中处于不同的位置D．钛元素是d区的过渡元素解析：题给三种同位素原子中，中子数最小为26，故A选项正确；Ti位于第四周期ⅣB族，属于d区元素，故B、D选项正确；同种元素的不同同位素在周期表中的位置相同，C选项错误。

答案： C8．我国的纳米基础研究能力已跻身于世界的前列，例如曾作为我国两年前十大科技成果之一的就是合成一种一维纳米的材料，化学式为RN。

已知该化合物里与氮微粒结合的R n ＋核外有28个电子，则R位于元素周期表的()A．第三周期ⅤA族B．第四周期ⅢA族C．第五周期ⅢA族D．第四周期ⅤA族解析：由化学式RN知R为＋3价，故R原子核外有31个电子，核电荷数为31，价电子构型为4s24p1，为镓元素，位于第四周期第ⅢA族。

答案： B9．下列各组指定的元素，不能形成AB2型化合物的是()A．[He]2s22p2和[He]2s22p4 B．[Ne]3s23p4和[He]2s22p4C．[Ne]3s2和[He]2s22p5 D．[Ne]3s1和[Ne]3s23p4解析：A项为C和O能形成CO2，B项为S和O能形成SO2，C项为Mg和F能形成MgF2，D项为Na和S能形成Na2S，属A2B型，故D不能。

答案： D10．元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。

已知Y元素原子的外围电子排布为n s(n－1)n p(n＋1)，则下列说法不正确的是()A．Y元素原子的外围电子排布为4s24p4B．Y元素在周期表的第三周期ⅥA族C．X元素所在周期中所含非金属元素最多D．Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3解析：因为Y元素原子的外围电子排布中出现了n p能级，故其n s能级已经排满且只能为2个电子，则n－1＝2，n＝3，即Y元素原子的外围电子排布为3s23p4，故A项错误，B项正确。

Y为S元素，X为F元素，第二周期所含非金属元素最多，故C项正确。

Z为As元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，D项正确。

答案： A二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11．(12分)设X、Y、Z代表三种元素。

已知：①X＋和Y－两种离子具有相同的电子层结构；②Z元素原子核内质子数比Y元素原子核内质子数少9个；③Y和Z两种元素可以形成4核42个电子的负一价阴离子。

据此，请填空：(1)Y元素是________，其原子的电子排布式为___________，Z元素是________，其原子的电子排布式为________。

(2)由X、Y、Z三种元素所形成的含68个电子的盐类化合物的化学式是________。

解析：X＋和Y－电子层结构相同可推测为Na＋、F－或K＋、Cl－，然后根据Y和Z可以形成4核42个电子的负一价阴离子，推测该阴离子为ClO3－。

X＋与Y－具有相同的电子层结构说明X位于Y的下一周期，由于Y形成Y－，又Z比Y 的质子数少9个，故Y的原子序数最少为17，假设Y为Cl，则由③可推知Z为O，由①可推知X为K，满足题意。

答案：(1)Cl1s22s22p63s23p5O1s22s22p4(2)KClO412．(12分)(2011·高考安徽理综)(节选)W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如下图所示。

已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的电负性在同周期主族元素中最大。

(1)X位于元素周期表中第________周期第________族；W的基态原子核外有________个未成对电子。

(2)X的单质和Y的单质相比，熔点较高的是________(写化学式)；Z的气态氢化物和溴化氢相比，较稳定的是________(写化学式)。

(3)Y与Z形成的化合物和足量水反应，生成一种弱酸和一种强酸，该反应的化学方程式是________________________________________________________________________。

解析：W的质子数Z＝A－N＝18－10＝8，则W为氧；X和Ne的核外电子数相差1，且图中X的原子半径大于W，则X为钠；Y的单质是一种常见的半导体材料，则Y为硅；Z的原子序数大于Y，且在同周期主族元素中电负性最大，则Z为氯。

(1)Na在元素周期表中位于第三周期第ⅠA族。

O的基态原子的轨道表示式为，故有2个未成对电子。

(2)Na的单质和Si的单质相比较，晶体Si为原子晶体，故熔沸点高。

氯的非金属性强于溴，故HCl的稳定性更强。

(3)SiCl4与H2O反应的化学方程式为SiCl4＋3H2O===H2SiO3＋4HCl。

答案：(1)三ⅠA2(2)Si HCl(3)SiCl4＋3H2O===H2SiO3＋4HCl(其他合理答案均可)13．(12分)某元素原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1，根据原子核外电子排布与元素在元素周期表中的位置关系，完成下列各题：(1)该元素处于元素周期表的第________周期，该周期中元素种数是________；(2)该元素处于元素周期表的第________族，该族的非金属元素种数是________；(3)试推测该元素处于周期表的________区，该区包括元素族的种类是________。

解析：根据元素原子有4个电子层容纳了电子，该元素处于第四周期，该周期元素原子的电子排布式为[Ar]4s1～23d1～104p1～6，故共有18种元素；根据轨道能量顺序和族的相对顺序可以确定该元素位于第ⅢA族，本族元素只有一种非金属元素——硼，根据价层电子的电子排布式4s24p1可以确定该元素为p区，由该区元素的价层电子的电子排布式为n s2n p1～6，可以确定所包括元素族的种类是ⅢA～ⅦA族、0族。

答案：(1)418(2)ⅢA1(3)pⅢA～ⅦA族、0族14．(14分)(知能提升)(2011·黄冈中学质检)已知元素周期表中共有18纵行，如下图实线表示元素周期表的边界。

按电子排布，可把周期表元素划分为几个区：s区、p区、d区、ds区等。

除ds区外，其他区的名称来自按构造原理最后填入的电子的能级符号。

(1)请在图中用实线画出s区、p区、d区、ds区的边界线，并分别用阴影和表示d区和ds区。

(2)有的同学受这种划分的启发，认为d区内6、7纵行的部分元素可以排在另一区，你认为应排在________区。

(3)请在元素周期表中用元素符号标出4s轨道半充满的元素。

(4)请利用电子排布的相关知识解释Fe3＋比Fe2＋稳定的原因：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。