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第一章 原子结构与性质
第二节 原子结构与元素的性质
第1课时 原子结构与元素周期表
培优第一阶——基础过关练
1．（2022·福建·泉州师范学院附属鹏峰中学高二期中）由中国近代化学启蒙者徐寿确认译名的下列元素中，
属于d区元素的是
A．Ca B．Co C．Zn D．Ga
【答案】B
【详解】A．Ca是20号元素，其基态原子价层电子排布为4s2，位于周期表s区，A不合题意；
B．Co是27号元素，其基态原子价层电子排布为3d74s2，位于周期表d区，B符合题意；
C．Zn是30号元素，其基态原子价层电子排布为3d104s2，位于周期表ds区，C不合题意；
D．Ga是31号元素，其基态原子价层电子排布为4s24p1，位于周期表p区，D不合题意；
故答案为：B。
2．（2022·陕西·宝鸡市金台区教育体育局教研室高二期中）下列叙述不正确的是
A．元素周期表是呈现元素周期律的表格
B．元素周期表有七个周期，十八个族，可分为四个分区
C．元素周期律是元素性质随着核电荷数递增发生周期性重复的规律
D．门捷列夫元素周期表是按相对原子质量从小到大的顺序将元素排列起来
【答案】B
【详解】A．元素周期表是按照按核电荷数(原子序数)从小到大的顺序将元素排列起来，体现元素性质随着
原子序数的递增呈现周期性变化的规律，元素周期表是呈现元素周期律的表格，A正确；
B．按照周期表中原子核外电子排布规律，周期表分为七个周期，十六个族，可分为s、d、ds、p和f五个
区，B错误；
C．随着原子序数(或核电荷数)的递增，原子核外电子排布呈现周期性变化，导致元素的性质呈周期性变化，
C正确；
D．门捷列夫将元素按相对原子质量从小到大排列，并将化学性质相似的元素放在一个纵列，制出了第一
张元素周期表，D正确；
答案选B。
3．（2022·北京丰台·高二期中）元素周期表中铋元素的数据如图，下列说法中正确的是
83 Bi铋
6s26p3
209.0
A．铋元素的质量数是83
B．铋原子的价层电子排布为C．铋原子6p能级有1个未成对电子
D．铋原子最外层有5个能量相同的电子
【答案】B
【分析】由图可知，Bi元素名称为铋，属于金属元素，其质子数为83，元素的相对原子质量为209.0，原
子的价电子排布式为 。
【详解】A．元素是一类原子的总称，不谈质量数，故A错误；
B．由图可知，铋原子的价层电子排布为 ，故B正确；
C．铋原子的价层电子排布为 ，6p能级3个电子均不成对，故C错误；
D．根据 可知，铋原子最外层有5个能量不相同的电子，故D错误；
答案选B。
4．（2022·黑龙江·汤原县高级中学高二期末）已知某微粒的核外电子排布式是1s22s22p63s23p4，下列判断
错误的是
A．该元素在周期表的位置是第三周期IVA族
B．该元素最高价是+6，最低价是-2
C．该微粒原子核外有16种运动状态不同的电子
D．该微粒原子核外有5种能量不同的电子
【答案】A
【分析】该元素为硫元素。
【详解】A．硫元素在第三周期ⅥA族，A错误；
B．硫最高价为+6价，最低价-2价，B正确；
C．硫元素有16个电子，有16种运动状态不同的电子，C正确；
D．该原子的电子占据5个不同电子能级，有5种能量不同的电子，D正确；
故选A。
5．（2022·广东广州·高二期末）已知某些元素在周期表中的位置如图所示，下列说法错误的是
A．元素②和⑤位于同一区
B．元素③的基态原子中，未成对电子数为5
C．与元素④具有相同最外层电子数的元素只可能处于ds区
D．s区(除元素①外)、d区和ds区的元素都是金属元素
【答案】C
【分析】根据元素在周期表的位置，5种元素分别为H、O、Mn、Zn、Ge；据此分析；
【详解】A．O的价电子排布式为2s22p4，Ge的价电子排布式为4s24p2，最后一个电子均填充到p能级，两种元素均位于p区，故A说法正确；
B．Mn元素价电子排布式为3d54s2，d能级有5个原子轨道，根据洪特规则，d能级上的5个电子，分别填
充到5个原子轨道，因此Mn元素基态原子，未成对电子数为5，故B说法正确；
C．元素④的价电子排布式为3d104s2，最外层有2个电子，最外层有2个电子：第ⅡA族元素、He，还有
部分ds区的元素，第ⅡA族元素位于s区，He位于p区，故C说法错误；
D．d区和ds区均为金属元素，故D说法正确；
答案为C。
6．（2022·浙江省浦江中学高二阶段练习）下列各项叙述中，正确的是
A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态
B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第IA族，是s区元素
C．在同一电子层上运动的电子，其自旋方向可以相同
D．基态原子核外电子排布时，总是先排入ns能级再排入(n-1)d能级
【答案】C
【详解】A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，为基态向激发态转化，需要吸收能量，故A错误；
B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅢA族，是p区元素，故B错误；
C．在同一电子层上运动的电子，当在同一个轨道中时，其自旋方向不同，在不同的轨道中，其自旋方向
可以相同，故C正确；
D．基态原子核外电子排布时，由于ns能级能量低于(n-1)d能级，所以先排入ns能级再排(n-1)d能级，但
Cu和Cr原子排布分别处于全充满和半充满状态，整个原子能量更低，并不是先排入ns能级再排(n-1)d能
级，故D错误；
故答案选C。
7．（2022·河南·周口市文昌中学高二阶段练习）下列说法中正确的是
A．s区均为金属元素
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．所有金属元素都分布在d区和ds区
【答案】C
【详解】A．氢元素在s区，属于非金属元素，A错误；
B．第IIB族最外层电子数为2，在ds区，不在s区，B错误；
C．元素周期表中IIIB族到第IIB族10个纵行的元素，称为过渡元素，全部为金属元素，C正确；
D．大部分金属元素都分布在d区和ds区，少数金属分布在s区和p区，D错误；
故选C。
8．（2022·河北·石家庄市第九中学高三开学考试）X的一种核素俘获一个α粒子后放出一个中子：
。下列说法错误的是
A． 和 含有相同数目的中子 B． 与放射性核素 互为同位素
C．X的原子半径大于Y D．X和Y均位于元素周期表中的p区【答案】A
【分析】根据反应式可得：a+2=15，27+4=b+1，则a=13，b=30。X、Y分别为Al、P元素，据此解答。
【详解】A. 27Al的中子数为27-13=14，30P的中子数为30-15=15，因此二者中子数不相同，故A项错误；
B.30P和32P质子数相同，中子数不同，互为同位素，故B项正确；
C.根据元素周期律，同周期元素，随着原子序数增大，原子半径逐渐减小，因此Al原子半径大于P，故C
项正确；
D.Al、P元素均位于元素周期表中的p区，故D项正确；
故答案为：A。
9．（2021·吉林·通化县综合高级中学高二期中）某元素简化电子排布式为[Xe]4f86s2，其应在
A．s区 B．p区 C．d区 D．f区
【答案】D
【详解】由简化电子排布式为[Xe]4f86s2可知，该元素为Nd元素，位于元素周期表第六周期ⅢB族的镧系，
处于f区，故选D。
10．（2022·吉林油田第十一中学高二期末）某元素正二价离子的最外层电子排布为3d9，则该元素的原子
序数为
A．29 B．30 C．31 D．32
【答案】A
【详解】某元素正二价离子的最外层电子排布为3d9，则该元素的原子核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s1，原子序数为29，
答案选A。
11．（2022·陕西·宝鸡市金台区教育体育局教研室高二期中）某元素的原子最外层电子排布式是 ，
该元素或其单质不可能具有的性质是
A．该元素位于第五周期IIIA族
B．该元素的金属性比铝元素的强
C．该元素的最高化合价为+5
D．该元素的单质在一定条件下能与盐酸反应
【答案】C
【详解】A．该元素原子核外最外层电子排布式是 ，则此元素位于第五周期第IIIA族，为In(铟)元素，
A正确；
B．同一主族元素从上向下金属性逐渐增强，In(铟)元素的金属性比铝元素的强，B正确；
C．该元素最外层有3个电子，最高正价为+3价，C错误；
D．铝能和盐酸反应，In(铟)元素的金属性比铝元素的强，铟在一定条件下能与盐酸反应，D正确；
答案选C。
培优第二阶——拓展培优练
12．（2022·河北唐山·高二期中）下列各组中的X和Y两种元素，在周期表中一定位于同一族的是A．X原子的核外电子排布式为1s1，Y原子的外围电子排布式为
B．X原子的核外电子排布式为 ，Y原子的核外电子排布式为
C．X原子2p能级上有三个电子，Y原子的3p能级上有三个电子
D．X原子核外M层上仅有两个电子，Y原子核外N层上也仅有两个电子
【答案】C
【详解】A．X原子的核外电子排布式为1s1，则X为H，为IA族元素，Y原子的外围电子排布式为
，则Y为Cu，为IB族元素，故A错误；
B．X为He，Y为Be，分别为0族、IIA族元素，故B错误；
C．2p轨道上只有三个电子的X为N，3p轨道上只有三个电子的Y为P，二者位于周期表同一主族，故C
正确；
D．原子核外M层上仅有两个电子的X为Mg元素，原子核外N层上仅有两个电子的Y可能为Ca、Sc、
Ti、V、Fe、Co、Ni、Zn等元素，不一定同族，故D错误；
故选C。
13．（2022·浙江·高二阶段练习）下列说法不正确的是
A．基态原子核外N电子层上有三个电子的元素一定是ⅢA族元素
B．基态原子核外价层电子排布式为(n-1)d6～8ns2的元素一定是VIII族元素
C．基态原子的p能级上半充满的元素一定位于第ⅤA族
D．基态原子核外价层电子排布式为nsxnpy的元素的族序数一定为x＋y
【答案】D
【详解】A．基态原子核外N电子层上有三个电子的元素，价电子排布式是4s24p1，其最外层有3个电子，
则一定是ⅢA族元素，A正确；
B．基态原子核外价层电子排布式为(n-1)d6～8ns2的元素一定是VIII族元素，B正确；
C．基态原子的p能级上半充满的元素最外层电子数是5个，因此族序数是Ⅴ，该元素一定位于第ⅤA族，
C正确；
D．当x=2，y=6时，该元素是0族元素，族序数不是x＋y=8，D错误；
故合理选项是D。
14．（2022·黑龙江·双鸭山一中高二阶段练习）下列说法不正确的是
A．某价层电子排布为3d24s2的基态原子，该元素位于周期表中第四周期第IVB族
B．在元素周期表中，s区、d区和ds区的元素都是金属元素
C．当碳原子的核外电子排布由 转变为 时，释放能量，
由激发态转化成基态
D．非金属元素形成的共价化合物中，原子的最外层电子数不一定是2或8
【答案】B
【详解】A．某元素基态原子价层电子排布为3d24s2，最外层为第4层，价电子数为4，所以该元素位于元素周期表中第四周期ⅣB族，A正确；
B．H元素为s区元素，H为非金属元素，B错误；
C．碳原子基态的核外电子排布为1s22s22p2，当核外电子排布为1s22s12p3时，该原子处于激发态，所以其核
外电子排布由 转变为 时，释放能量，由激发态转化
为基态，C正确；
D．非金属元素形成的共价化合物中，原子的最外层不一定都满足稳定结构，如PCl ，P原子最外层为10
5
个电子，D正确；
故答案选B。
15．（2022·山西·柳林县鑫飞中学高二期中）某原子的轨道表示式如下 ，从
中得到的信息错误的是
A．位于元素周期表的p区
B．其电离能大于同一周期的相邻元素
C．电子的空间运动状态有7种
D．有3种能量不同的电子
【答案】C
【详解】从该原子的轨道式上，可以知道该原子核外电子数为7，该原子为氮原子。
A．N元素位于元素周期表的p区，选项A正确；
B．同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素的
第一电离能大于相邻元素，故其电离能大于同一周期的相邻元素，选项B正确；
C．该原子核外有7个电子，根据轨道表示式可知电子的空间运动状态只有5种，选项C错误；
D．核外电子的能级为1s、2s、2p能级，同一能级上的电子能量相同，电子在各能级的能量关
系:1s<2s<<2p，故有3种能量不同的电子，选项D正确；
答案选C。
16．（2022·山西运城·高二期中）某元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d74s2，则下列说法正确的是
A．该元素为Ni元素 B．该元素属于ds区元素
C．该元素原子最外层共有9个电子 D．该元素位于第四周期第Ⅷ族
【答案】D
【详解】A．某元素的基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2，则该元素为27号Co元素，A错误；
B．某元素的基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2，该元素为27号Co元素，属于元素周期表d区元素，B
错误；
C．某元素的基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2，该元素原子最外层为N层，该元素原子最外层共有2
个电子，C错误；
D．某元素的基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2，该元素为27号Co元素，属于第四周期第Ⅷ族元素，
D正确；故合理选项是D。
17．（2022·陕西省宝鸡市长岭中学高二期中）已知某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，该
元素在周期表中的位置正确的是
A．第三周期第IIIB族，d区 B．第三周期第IVB族，d区
C．第四周期第VB族，d区 D．第四周期第VIB族，d区
【答案】D
【详解】某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，则该元素原子的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d54s1，该元素的最高能层为第四能层，所以是第四周期元素，价电子排布为3d54s1，所以是
VIB族元素，位于d区，选D。
18．（2022·广东茂名·高二期末）关于价电子排布式为 的元素的说法不正确的是
A．原子序数为25 B．价电子数为7
C．位于第四周期ⅦB族 D．位于第四周期VB族
【答案】D
【详解】该元素的最大电子层数为4，应位于元素周期表第四周期， 和 能级电子数之和为7，应在第
7列，位于ⅦB族，价电子数为7，原子序数为25，故D错误。
故选D。
19．（2022·重庆第二十三中学校高二阶段练习）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，
(2)该元素处于元素周期表的第_______族，
(3)试推测该元素处于元素周期表的_______区，
【答案】 四 IIIA p
【详解】(1)根据该元素原子有4个电子层，则该元素处于元素周期表的第四周期；
(2)由外围电子排布式为4s24p1，可知该元素最外层有3个电子，为主族元素，该元素处于元素周期表的第
IIIA族；
(3)该元素处于第四周期第IIIA族，则该元素处于元素周期表的p区。
20．（2022·安徽滁州·高二阶段练习）铁、铝和铜是人类使用最广泛的金属。回答下列问题：
(1)根据电子排布的特点，Al位于元素周期表的__(填标号，下同)，Fe位于元素周期表的__。
a.s区 b.p区 c.d区 d.ds区
(2)63Cu和65Cu互称为__，在元素周期表中位于第__周期，基态Cu+的电子排布式为__。
(3)经研究发现目前铁的最高价为+6价，其+6价化合物NaFeO 在硫酸存在的条件下，可将Mn2+氧化为
2 4
MnO ，而自身被还原为Fe3+，该反应的离子方程式为__。
【答案】(1) b c
(2) 同位素 四 1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)
(3)5FeO +3Mn2++16H+=5Fe3++3MnO +8H O
2
【解析】（1）Al的核外价电子排布式为3s23p1，所以位于元素周期表中的p区；Fe的核外价电子排布式为3d64s2，位于元素周期表的d区，故答案为：b；c；
（2）63Cu和65Cu为质子数相同，中子数不同的核素，所以两者互称为同位素；Cu为29号元素，在元素周
期表中位于第四周期，其价电子排布式为3d104s1,所以基态Cu+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10(或
[Ar]3d10)；
（3）其+6价化合物NaFeO 在硫酸存在的条件下，可将Mn2+氧化为MnO ，而自身被还原为Fe3+，根据
2 4
电子转移数守恒可知，参加反应的FeO 与Mn2+的物质的量之比为5:3，再电荷守恒及原子守恒配平该氧
化还原方程式为：5FeO +3Mn2++16H+=5Fe3++3MnO +8H O。
2
21．（2021·黑龙江实验中学高二阶段练习）金、银、铜、铁、铝和钛均是人类大量生产和使用的金属。回
答与上述金属原子结构有关的问题：
(1)上述金属中属于主族元素的有____(填写元素符号)。
(2)基态Fe所有电子占有____种不同的空间运动状态。Fe成为阳离子时首先失去____轨道电子，Fe3+的基态
的核外电子排布式为____。
(3)钛被称为继铁、铝之后的第三金属。基态钛原子外围电子排布图为____。
(4)基态金原子的外围电子排布式为 ，试判断金在元素周期表中位于第___周期第____族。
(5)已知 与 位于同一族，则 在元素周期表中位于____区(填“s”“p”“d”“f”或“ds”)。
(6)将乙炔通入 溶液生成 红棕色沉淀。 基态核外电子简化排布式为_。
【答案】 Al 15 4s 六 IB
ds
【详解】(1)金、银、铜、铁、铝和钛中只有铝属于主族元素。
(2)铁为26号元素，基态Fe的电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，所有电子占有15种不同的空间运动状态。
Fe成为阳离子时首先失去4s轨道电子，Fe3+的基态的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。
(3)钛是22号元素，基态钛原子外围电子排布图为 。
(4)基态金原子的外围电子排布式为 ，则金在元素周期表中位于第六周期第IB族。
(5)已知 与 位于同一族，铜在ds区，所以 在元素周期表中位于ds区。
(6)铜为29号元素，所以 基态核外电子简化排布式为 。
22．（2022·黑龙江·密山市第四中学高二期末）请根据构造原理，按要求写出下列电子排布式或原子结构
示意图：
(1) S的电子排布式___________。
16
(2) Fe的简化电子排布式___________。
26
(3)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。
②该元素处于元素周期表的第___________族。
③试推测该元素处于元素周期表的___________区。
【答案】(1)1s22s22p63s23p4
(2)［Ar］3d64s2
(3) 4 ⅢA p
【解析】（1） S核外有16个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p4。
16
（2） Fe核外有26个电子，简化电子排布式［Ar］3d64s2。
26
（3）①根据电子排布式 [Ar]3d104s24p1，可知该原子核外有4个电子层，该元素处于元素周期表的第4周
期。
②根据电子排布式 [Ar]3d104s24p1，可知该原子最外层有3个电子，该元素处于元素周期表的第ⅢA族。
③该原子价电子排布式为4s24p1，该元素处于元素周期表的p区。
23．（2022·黑龙江·齐齐哈尔市第八中学校高二开学考试）根据题给信息回答问题
(1)某元素原子的价电子构型为4s24p1，它属于第___________周期第___________族，属于___________区元
素。
(2)在1～18号元素中，除稀有气体元素外，原子半径最大的元素是___________(用元素符号表示，下同)，
第三周期原子半径最小的主族元素的价电子排布式为___________。
(3)写出Cu＋的核外电子排布式：___________。按电子排布，可将周期表中的元素划分成五个区域，第四
周期元素中属于s区的元素有___________种，
(4)某元素原子的3p轨道有1个未成对电子，该元素为___________(用元素符号表示)。
【答案】 四 ⅢA p Na 3s23p5 [Ar]3d10 2 Al或Cl
【分析】根据核外电子排布确定原子结构的特点，确定元素在周期表中的位置；Cu的原子序数为29，核
外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，Cu原子失去4s能级电子形成Cu+；结合元素周期表的分区方法分析
解答；原子基态时3p轨道有1个未成对，电子排布式为3p1或3p5，据此分析解答。
【详解】(1)某元素的原子的价电子构型为4s24p1，它在周期表中位于第4周期ⅢA族，属于p区元素，故
答案为：四；ⅢA；p；
(2)在1～18号元素中，除稀有气体元素外，原子半径最大的元素是Na，所以第三周期原子半径最小的元
素为Cl，其价电子排布式为3s23p5，故答案为：Na；3s23p5；
(3)Cu的原子序数为29，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，Cu+失去最外层电子，即失去了4s轨道
的电子，Cu＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10；s区包括第ⅠA、ⅡA族，第四周期只有K、Ca两
种元素，故答案为：1s22s22p63s23p63d10；2；
(4)原子基态时3p轨道有1个未成对电子的元素的电子排布式为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5，为Al或
Cl元素的原子，故答案为：Al或Cl。
