必修2 第一单元 电子排布和元素周期表.docx

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必修2第一单元电子排布和元素周期表

1.电子层及其能量高低

电子层（n）

1

2

3

4

5

6

7

符号

K

L

M

N

O

P

Q

离核远近

由近到远

能量高低

由低到高

2.核外电子排布规律

（1）电子在核外排布时，总是尽量先排在能量最低的电子层里，即先排满K层再排L层等。

（2）每层最多容纳的电子数为2n2（n代表电子层数）。

（3）最外层电子数则不超过8（第一层为最外层时，电子数不超过2个）。

次外层最多不超过18个。

3．原子核外电子排布的表示——结构示意图

1．同一元素的原子和离子的原子构成有什么差异？

【提示】　核电荷数或质子数相同，核外电子数不相同。

1.原子序数与原子结构的关系

（1）原子序数：

按核电荷数由小到大的顺序给元素编号，这种编号就叫做原子序数。

（2）原子序数与元素原子结构之间的关系：

原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。

2．元素周期律

（1）原子最外层电子呈周期性变化：

随着元素核电荷数的递增，元素原子最外层电子的排布呈现周期性的变化，除H、He外，最外电子层上的电子数重复出现从1递增到8的变化。

（2）元素原子半径呈现周期性变化

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。

（3）元素化合价呈现周期性变化

随着原子序数的递增，元素的最高化合价重复出现从＋1到＋7（F无正价，O无＋6价），最低化合价从－4到－1的周期性变化（稀有气体元素除外）。

（4）①Na、Mg、Al的金属性逐渐减弱，即随着原子序数的递增，金属性呈现由强到弱的周期性变化。

②Si、P、S、Cl的气态氢化物的稳定性逐渐增强，最高价氧化物的水化物的酸性逐渐增强，非金属性逐渐增强，即随着原子序数的递增，非金属性呈现由弱到强的周期性变化。

（5）元素周期律的内容和实质

①内容：

元素的性质随着元素核电荷数的递增而呈周期性变化的规律。

②实质：

元素周期律是元素原子核外电子排布随着元素核电荷数的递增发生周期性变化的必然结果。

2．通过哪些实验可说明Na、Mg、Al的金属性强弱？

【提示】　①与H2O或酸反应的难易或剧烈程度。

②最高价氧化物的水化物碱性强弱。

1．1～18号元素原子核外电子排布的特点

（1）最外层电子数为1的原子有H、Li、Na。

（2）最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg。

（3）最外层电子数跟次外层电子数相等的原子有Be、Ar。

（4）最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C。

（5）最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O。

（6）最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne。

（7）次外层电子数是最外层电子数2倍的原子是Li、Si。

（8）内层电子数是最外层电子数2倍的原子是Li、P。

（9）电子层数跟最外层电子数相等的原子有H、Be、Al。

（10）电子层数是最外层电子数2倍的原子是Li。

（11）最外层电子数是电子层数2倍的原子是He、C、S。

（12）最外层电子数是电子层数3倍的原子是O。

2．核外电子分层排布的表示方法及注意事项

（1）原子结构示意图是原子的原子核和电子层结构的表示形式，因此，根据原子结构示意图可以判断相应的元素。

但是，由于原子结构示意图未表明原子核内的中子数（或未表明原子的质量数），所以不能根据原子结构示意图确定元素的同位素。

（2）原子通过得到一定数目的电子形成阴离子，通过失去一定数目的电子形成阳离子，原子核不变。

因此，原子结构示意图可以迁移应用于表示简单离子的结构。

如Cl－和Na＋的结构示意图：

　Cl－○＋17

　　Na＋○＋11

例一　A、B、C、D四种元素，它们原子的核电荷数均小于18，且依次递增，A原子核内仅有一个质子；B原子的电子总数与D原子的最外层电子数相等。

A原子与B原子的最外层电子数之和与C原子的最外层电子数相等，D原子有两个电子层，最外层电子数是次外层电子数的3倍。

（1）试推断它们各是什么元素，写出它们的元素符号：

A________，B________，C________，D________。

（2）画出C原子的原子结构示意图________，D离子的离子结构示意图________。

（3）写出由这四种元素组成一种化合物的化学式____。

【解析】　A原子核内仅有一个质子，则A为氢元素；D原子有两个电子层，最外层电子数是次外层电子数的3倍，D为氧元素；B原子的电子总数与D原子的最外层电子数相等，则B的核电荷数为6，B为碳元素；B原子的最外层电子数为4，它与H的最外层电子数之和与C的最外层电子数相等，则C原子的最外层电子数为5，C为氮元素。

【答案】　

（1）H　C　N　O

（2）

（3）NH4HCO3或（NH4）2CO3

1．下列说法中肯定错误的是（　　）

A．某原子K层只有一个电子

B．某原子M层电子数为L层电子数的4倍

C．某离子M层和L层电子数均为K层电子数的4倍

D．某离子的核电荷数与最外层电子数相等

【解析】　K层、L层、M层最多能容纳的电子数分别为2、8、18。

K层可排1个电子，也可排2个电子，A选项有可能；当M层排有电子时，L层已经排满电子，即L层上排了8个电子，而M层最多可以排18个电子，B选项一定错误；符合C选项的离子可以是K＋、Ca2＋，也可以是S2－、Cl－；最外层电子数可为2或8，符合的为O2－，D选项有可能。

【答案】　B

【问题导思】　

①H2S和HCl的稳定性哪种物质强？

【提示】　HCl

②H2SO4和HClO4的酸性哪种物质强？

【提示】　HClO4

1．金属性和非金属性的强弱判断

（1）金属性指元素原子失电子的能力，非金属性指元素原子得电子的能力。

（2）规律：

电子层数相同的元素，随着原子序数的递增，金属性减弱，非金属性增强。

（3）判断方法

①金属性强弱的判断方法

a．单质跟水或非氧化性酸置换出氢的难易程度（或反应的剧烈程度）。

反应越容易，说明其金属性就越强。

b．最高价氧化物的水化物的碱性强弱。

碱性越强，说明其金属性也就越强，反之则越弱。

c．单质与盐溶液的置换反应。

依据氧化还原反应的规律，金属甲能从金属乙的盐溶液里置换出乙，说明甲的金属性比乙的强。

②非金属性强弱的判断方法

a．单质跟氢气化合的难易程度、条件及生成氢化物的稳定性。

越容易跟H2化合，生成的氢化物也就越稳定，氢化物的还原性也就越弱，说明其非金属性也就越强。

b．最高价氧化物的水化物的酸性强弱。

酸性越强，说明其非金属性越强。

c．单质与盐溶液的置换反应。

如：

Cl2＋2KI===2KCl＋I2，说明氯的非金属性比碘的强。

2．元素的化合价的判断

①最外层电子数＝最高正化合价（O、F除外）

②最外层电子数－8＝最低负化合价

　下列比较金属性相对强弱的方法或依据正确的是（　　）

A．根据金属失电子的多少来确定，失电子较多的金属性较强

B．用钠来置换MgCl2溶液中的Mg，可验证钠的金属性强于Mg的

C．根据Mg和Al与水反应的剧烈程度来比较它们的金属性强弱

D．根据碱性：

NaOH>Mg（OH）2>Al（OH）3，可说明钠、镁、铝的金属性依次减弱

【解析】　A项应该根据金属失电子的难易来判断，易失电子的金属性较强，A不正确；B项中钠首先要跟MgCl2溶液中的水反应，无法置换出Mg，B不正确；Mg和Al与水反应都要加热，且现象都不明显，C不正确；D正确。

【答案】　D

2．（2013·宁波高一检测）

（1）用“>”或“<”回答下列问题：

①酸性：

H2CO3____H2SiO3，H2SiO3____H3PO4

②碱性：

Ca（OH）2____Mg（OH）2，Mg（OH）2___Al（OH）3

③气态氢化物稳定性：

H2O______H2S，H2S______HCl

（2）从

（1）题的答案中可以归纳出：

①元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越________；

②元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性越________；

③元素的________性越强，其对应气态氢化物的稳定性越________。

【答案】　

（1）①>　<　②>　>　③>　<

（2）①强　②强　③非金属　强

对元素化合价的理解

1．原子的最外层电子数一般等于元素的最高化合价，氧、氟除外。

2．一般情况下，元素的最高化合价存在于最高价氧化物中，最低化合价存在于气态氢化物中。

金属无负价。

3．氟元素只有－1价与0价，没有正化合价，氧除了能与氟形成正化合价外，没有其他形式的正化合价。

4．非金属元素都有负化合价，其最高化合价和最低化合价的关系：

|最低化合价|＋最高化合价＝8（氢、氧、氟除外），最高化合价一般等于其原子的最外层电子数（氧、氟除外）。

5．若元素原子的最外层电子数为偶数，则该元素的化合价一般为一系列偶数；若元素原子的最外层电子数为奇数，则该元素的化合价一般为一系列奇数。

1．核外电子排布的4个规律

①能量最低原理；②每层电子数不超过2n2；③最外层电子数不超过8；④次外层电子数不超过18。

2．2种结构示意图

①原子结构示意图；②离子结构示意图。

3．元素性质的3个方面

①原子半径；②元素化合价；③金属性和非金属性。

1．下列说法不正确的是（　　）

A．原子核外每层最多容纳的电子数为2n2（n为电子层数）

B．同一原子核外的M层上的电子数一定比L层上的电子数多

C．如果原子只有一个电子层，该原子的核电荷数不超过2

D．1～18号元素，每层电子数都满足2n2个电子的元素只有2种

【解析】　根据核外电子排布规律可知，A正确；当M层为最外层时可能的电子数为1～8，而此时的L层电子数为8个，B不正确；只有一个电子层，即为K层，最多只能容纳2个电子，C正确；1～18号元素只有He、Ne两种元素原子核外电子排布满足此要求，D正确。

【答案】　B

2．下列各原子结构示意图中所表示的核外电子排布正确的是（　　）

A．○＋9

　　　　　　　B．○＋7

C．○＋14

D．○＋19

【解析】　A项，不符合能量最低原理，应先排满K层再排L层；B项，不符合每个电子层最多能容纳2n2个电子的原则，K层最多排2个电子；D项，不符合最外层最多只能容纳8个电子的原则。

【答案】　C

3．下列说法不正确的是（　　）

A．SiH4能自燃，H2S在300℃分解，说明硫的非金属性比硅的强

B．Cl2＋H2S===S↓＋2HCl，说明氯的非金属性比硫的强

C．H3PO4为三元酸，H2SO4为二元酸，可推知磷的非金属性比硫的强

D．HCl比HBr稳定，可推知非金属性氯大于溴

【解析】　气态氢化物越稳定，对应元素的非金属性越强，A、D正确；氯能置换出硫，可说明氯的非金属性比硫的强，B正确；酸的元数多少不能说明非金属性相对强弱，应由最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来说明，C不正确。

D正确。

【答案】　C

4．有几种元素的微粒的电子层结构如图所示：

其中：

（1）某电中性微粒X一般不与其他元素的原子反应，X的化学符号是________。

（2）某微粒Y的盐溶液，加入AgNO3溶液时会出现白色沉淀，则这种微粒的化学符号是________。

（3）某微粒Z氧化性很弱，但得到电子后成为一种还原性强的中性原子，且这种原子有一个单电子，这种微粒的化学符号是________。

（4）某微粒M具有还原性，且这种微粒失去2个电子即变为原子，这种微粒的化学符号是________。

【解析】　

（1）电中性微粒中质子数和核外电子数相同，所以x＝2＋8＋8＝18，为氩原子；

（2）Cl－能够和Ag＋反应生成白色沉淀；（3）由题意知，Z得到1个电子后成为一种还原性强的原子，所以Z的原子序数为19，该微粒为K＋；（4）M失去2个电子即变为原子，则其原子序数为18－2＝16，该微粒为S2－。

【答案】　

（1）Ar　

（2）Cl－　（3）K＋　（4）S2－

5．A、B、C、D4种元素的核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。

A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，D原子的K、L层电子数之和等于其电子总数的一半。

请回答下列问题：

（1）4种元素的符号依次是A________、B________、

C________、D________。

它们的原子半径由大到小的顺序是__________________。

（2）试写出4种元素的简单离子的结构示意图：

A_______、B_______、C_______、D______。

它们离子的半径由大到小的顺序是____________。

（3）它们的最高价氧化物的水化物的化学式分别是

_____，

比较它们酸性和碱性的强弱______________。

（4）写出能够生成的气态氢化物的化学式_________，

其稳定性顺序是_____，理由是______。

【解析】　A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，所以A原子的核电荷数为2×8＝16，A为S。

D原子的K、L层电子数之和等于其电子总数的一半，所以D原子的核电荷数是（2＋8）×2＝20，D为Ca。

根据4种元素的核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8，可以判断出B为Cl，C为K。

S、Cl分别位于第3周期ⅥA族、ⅦA族，K、Ca分别位于第4周期ⅠA族、ⅡA族，故原子半径：

r（K）>r（Ca）>r（S）>r（Cl）。

其简单离子的核外电子排布相同，根据“序大径小”的原则可知，离子半径：

r（S2－）>r（Cl－）>r（K＋）>r（Ca2＋）。

根据元素周期律可比较其最高价氧化物的水化物的酸性和碱性的强弱及气态氢化物的稳定性。

【答案】　

（1）S　Cl　K　Ca　r（K）>r（Ca）>r（S）>r（Cl）

（3）H2SO4、HClO4、KOH、Ca（OH）2　酸性：

HClO4>H2SO4，碱性：

KOH>Ca（OH）2

（4）HCl、H2S　HCl>H2S　非金属性：

S

1．下列粒子的结构示意图不正确的是（　　）

A．H＋：

○＋1　　　　　　　　B．H－：

○＋1

C．16O：

○＋16

D．14C：

○＋6

【解析】　C项16O的核电荷数为8，其结构示意图为○＋8

。

【答案】　C

2．根据下列微粒结构示意图的共同特征，可把○＋11

、○＋19

、○＋20

三种微粒归为一类，下面的微粒可以归为此类的是（　　）

A．○＋10

B．○＋16

C．○＋12

D．○＋9

【解析】　所给三种微粒分别是Na＋、K＋和Ca2＋，三者为金属阳离子。

A、B、C、D分别是Ne、S2－、Mg2＋和F－，故C项正确。

【答案】　C

3．按C、N、O、F的顺序，元素的性质表现为递增的是（　　）

A．原子半径B．非金属性

C．化合价D．单质还原性

【解析】　C、N、O、F随着核电荷数的增大，原子半径逐渐减小，单质还原性逐渐减弱，非金属性逐渐增强；O无最高正价、F无正价。

【答案】　B

4．在第n电子层中，当它作为原子的最外层时，其最多容纳的电子数与第（n－1）层相同；当它作为原子的次外层时，其最多容纳的电子数比（n－1）层多10个，则对此电子层的判断正确的是（　　）

A．必为K层B．必为L层

C．必为M层D．可为任意层

【解析】　根据核外电子排布规律，最外层不超过8个电子，而K层最多可容纳2个电子，L层最多可容纳8个电子，M层最多可容纳18个电子。

当n层为最外层时，最多可容纳8个电子，而第（n－1）层最多可容纳8个电子应为L层；当n为次外层时，其最多容纳的电子数比（n－1）层多10个，则证明（n－1）层不是K层，而是L层，则n层为M层。

【答案】　C

5．甲、乙两元素原子的L层电子数都是其他层电子总数的2倍。

下列推断正确的是（　　）

A．甲与乙核外电子层数相同

B．甲与乙最外层电子数相同

C．甲与乙的原子序数之和是偶数

D．甲与乙都是金属单质

【解析】　由题意可知甲、乙可能为○＋6

、○＋12

。

【答案】　C

6．某化合物XY2中的Y－的离子结构示意图可能是（　　）

A．○＋8

B．○＋12

C．○＋17

D．○＋17

【解析】　Y－中的核外电子数比核电荷数多1。

【答案】　D

7．（2013·广州高一检测）下列变化的比较，不正确的是（　　）

A．酸性强弱：

HClO4>H2SO4>H3PO4>H4SiO4

B．原子半径大小：

Na>S>O

C．碱性强弱：

KOH>NaOH>LiOH

D．还原性强弱：

F－>Cl－>I－

【解析】　据元素周期律可知非金属性：

F>Cl>I，则还原性：

I－>Cl－>F－。

【答案】　D

8．原子电子层数相同的三种非金属元素A、B、C，已知最高价氧化物对应的水化物的酸性HAO4>H2BO4>H3CO4，则下列判断错误的是（　　）

A．非金属性：

A>B>C

B．单质B能置换A－、C3－生成A、C单质

C．原子半径：

A

D．单质与氢气化合的难易：

A>B>C

【解析】　由题意知，非金属性A>B>C，原子序数A>B>C，故A、C、D正确。

B不能把A－置换出来，B不正确。

【答案】　B

9．已知：

①硫酸比次氯酸稳定　②高氯酸是比硫酸酸性更强的酸　③S2－比Cl－易被氧化　④HCl比H2S稳定

⑤铜与盐酸不反应，与浓硫酸能反应。

可说明氯比硫非金属性强的是（　　）

A．①②③④⑤B．②③④

C．①②④D．②③④⑤

【解析】　能说明非金属性Cl、S强弱的依据有：

①HClO4酸性比H2SO4强，②HCl比H2S稳定；③离子的还原性S2－>Cl－。

【答案】　B

10．某元素X最高价含氧酸的相对分子质量为98，且X的氢化物的化学式不是H2X，则下列说法正确的是（　　）

A．X的最高价含氧酸的化学式可表示为H3XO4

B．X的最高价含氧酸的化学式可表示为H2XO4

C．X的最高化合价为＋6价

D．X的最低化合价为－1价

【解析】　由最高价含氧酸相对分子质量为98知X为S或P，又因为氢化物化学式不是H2X，故X为P，则B、C、D错误。

【答案】　A

11．X元素的原子核外有2个电子层，其中L层有5个电子，该元素的简单气态氢化物的化学式为________，最高价氧化物的化学式为________，该元素最高价氧化物的水化物的化学式为________。

R元素为1～18号元素中的一种非金属元素，若其最高价氧化物的水化物的化学式为HnROm，则此时R元素的化合价为________，R原子的最外层电子数为__________，其气态氢化物的化学式为____________。

【解析】　对于1～18号元素，元素最高化合价的数值等于元素原子最外层电子数，最低价和最高价的绝对值的代数和为8。

X为氮元素，其气态氢化物的化学式为NH3，其最高价氧化物的化学式为N2O5，该元素最高价氧化物的水化物的化学式为HNO3。

R元素的化合价为＋（2m－n），R原子的最外层电子数为2m－n，其气态氢化物的化学式为H8－2m＋nR。

【答案】　NH3　N2O5　HNO3　＋（2m－n）　2m－n

H8－2m＋nR

12．A元素原子M电子层上有7个电子，B元素与A元素具有相同的电子层数，B元素的原子最外电子层只有1个电子。

（1）画出B元素的原子结构示意图____________。

（2）A的最高价氧化物的水化物的化学式为______________。

（3）实验室制取A的单质时，可以用B的最高价氧化物的水化物吸收尾气，该反应的化学方程式是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

（4）B与水反应的离子方程式是________________________________________________________________________。

【解析】　A元素原子各个电子层上的电子数依次为2、8、7，为氯元素，其最高价氧化物对应的水化物是高氯酸。

B元素原子各个电子层上的电子数依次为2、8、1，为钠元素，其最高价氧化物对应的水化物是NaOH。

【答案】　

（1）○＋11

（2）HClO4

（3）Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O

（4）2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑

13．（2013·广东珠海高一检测）写出1～18号元素中符合下列条件的原子（离子）的结构示意图。

（1）核电荷数为13的原子：

________。

（2）某元素原子的最外层电子数等于次外层电子数：

________。

（3）L层电子数是M层电子数2倍的元素：

________。

（4）某元素原子的最外层电子数等于次外层电子数的2倍：

________。

（5）某元素原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍：

________。

（6）某元素原子的K层和M层电子数之和与L层的电子数相同：

________。

（7）得到2个电子后，电子总数与Ar的电子总数相同的离子：

________。

【答案】　

（1）○＋13

（2）○＋4

、○＋18

（3）○＋14

　（4）○＋6

　（5）○＋8

（6）○＋16

　（7）○＋16

14．现有1～18号元素的性质或原子结构如下表：

元素编号

元素性质或原子结构

T

M层上的电子数是原子核外电子层数的2倍

X

最外层电子数是次外层电子数的2倍

Y

常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性

Z

元素最高正价是＋7价

（1）T、X、Y、Z的元素符号分别为________、________、________、________。

（2）X、Y的氢化物的分子式分别为________、________。

（3）T、Z的最高价氧化物的水化物的酸性________强。

（填化学式）。

（4）T、X的最高正化合价分别为________、________。

【解析】　由题意知T、X、Y、Z分别为S、C、N、Cl。

【答案】　

（1）S　C　N　Cl　

（2）CH4　NH3

（3）HClO4　（4）＋6　＋4

1.编排原则

（1）横行：

电子层数相同，每一个横行称为一个周期。

（2）纵行：

最外层电子数相同，每个纵行称为一个族（第8、9、10纵行除外）。

2．结构

1．硫元素在周期表中的位置是哪周期哪族？

【提示】　第三周期，ⅥA族。

1.同周期元素的递变规律

同一周期元素（稀有气体元素除外）的原子，从左到右，原子半径逐渐减小，元素原子得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，因此非金属性增强，金属性减弱。

2．同一主族元素的递变规律

（1）ⅦA族（卤素）单质与氢气的反应

（2）同主族元素的递变性

同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，得电子能力减弱，失电子能力增强，非金属性减弱，金属性增强。

3．元素周期表的应用

（1）位、构、性之间的关系

①元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置。

②元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构