第五章 原子结构 元素周期律
第 1 节 原子结构 核外电子排布
5%# 4.基态原子的核外电子排布
电子填入能级的顺序
1.原子的构成及各微粒之间的数量关系 (１) :１s→２s→２p→３s→
{质子 ３p→４s→３d→４p→５s→
原子核 排布原则
{
中子 (２)
原子 A
(Z X) *6F+DEU&
核外电子 6F
E6FP+DEU
)
原子序数 核电荷数 质子数 核外电子数 +6F '
(１) ＝ ＝ ＝
DE 63
质量数 A 质子数 Z 中子数 N
(２) ( )＝ ( )＋ ( ) ") *U5+7'
2.元素、核素、同位素的概念及相互关系
,
, *8+ 1
* 63+ D
+/U .2
EU +*
29 "'>
. + 2
(DEU57
,
,+B
2 2O
,++. 基态原子核外电子排布的表示方法 以硫原
(３) (
2 B,
子为例
+ 2+ )
注意 同位素的化学性质几乎完全相同,物理性质略
原子结构示意图
有差异.
3.电子云与原子轨道
电子排布式
２ ２ ６ ２ ４
电子云 处于一定空间运动状态的电子在 １s２s２p３s３p
(１) : 简化电子排布式
２ ４
原子核外空间的概率密度分布的形象化
[Ne]３s３p
电子排布图
描述 １s ２s ２p ３s ３p
(轨道表示式)
.
原子轨道 量子力学把电子在原子核外的一
价层电子排布式
(２) :
３s
２
３p
４
个空间运动状态称为一个原子轨道 常用
. 注意 答题时需注意区分价层电子排布式与电子
①
电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨 排布式. 当能量相同的原子轨道在全充满( 、 、
６ １０
② p d
道的形状和取向 １４ )、半充满( ３ 、 ５ 、 ７ )或全空( ０ 、 ０ 、 ０ )时体系的能量较
. f p d f p d f
低,如 的电子排布式为[ ] , 的电子排布
ì ï轨道{ 轨道呈球形 ２４Cr Ar３d ５ ４s １ ２９Cu
ï形状 s
轨道呈哑铃形
式为[
Ar
]
３d
１０
４s
１ .
ï
p
原 子 ï ï ì ï s 能级 １ 个 (４) 基态 、 激发态及光谱分类
轨 í ï 各能级上的 ï ï 能级 个
道 ï原子轨道数目 í
ï
p
能级
３
个
6FF6F
ï ïd ５ A A
ï ï
ï î 能级 个 $
î f ７
注意 电子的运动状态和电子的空间运动状态不同, 注意 对于同一种原子来说,能量:基态原子 激发
＜
如 原子核外电子有 种运动状态,即电子总数,有 态原子,稳定性:基态原子 激发态原子.同一微粒失去
Na １１ ６ ＞
种空间运动状态,即占有的原子轨道总数. 一个电子所需能量:激发态 基态.
＜
第五章 原子结构 元素周期律 ４９
排布
即练即清
学生用书 P46
１据科学家推测 月球的土壤吸附着数百万吨 １s ２s ２p
． , 表示处于激发态 原子
的 在地球上氦元素主要以 的形式存 D． B
３ ４
２He, ２He 的电子排布
在 下列有关 和 的说法正确的是
３ ４
, ２He ２He ( ) 答案 A
属于同一种核素
A． ３下列化学用语表示正确的是
质量数相同 ． ( )
B． 基 态 镓 原 子 的 价 层 电 子 排 布 式 为
和 互为同素异形体 A．
３ ４
C．２He ２He
１０ ２ １
和 互为同位素 ３d４s４p
３ ４
D．２He ２He 基 态 氮 原 子 的 轨 道 表 示 式 为
答案 D B．
２下列有关表述正确的是 １s ２s ２p
． ( )
１s ２s ２p 基态铬原子的价层电子排布式为
４ ２
可表示单核 电子粒 C． ３d４s
A． １０ 的 价 层 电 子 轨 道 表 示 式 为
２＋
子基态时的电子排布 D．Fe
３d
１s ２s ２p
错误 违背了泡利不相
B． , 答案 D
容原理
２p
表示基态 原子的价层电子
C． N
５０ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
第 2 节 元素周期表与元素周期律
5%# 3.电负性的应用
F2+*B7
1.元素周期表的分区 2
U*BBUFB
F
按元素种类分区
(１) LF LF2+*B7
+
U*BBULFB
*
2
B
*B+2 (B
'
+ +
*B+2 (
B
*
*B 7 +
2K+JE
.J
J1
*B, 7
按价层电子排布分区
(２) +2K+
JEJ
分区 元素分布 价层电子排布
注意 中 与 的电负性差值大于 ,但其形
HF F H １．７
s 区 ⅠA 族 、 n s １~２ 成的化学键是共价键; NaH 中 H 与 Na 的电负性差值小
ⅡA
于 ,但其形成的化学键是离子键.
１．７
区 族 族 n２n１~６ 除外 4.对角线规则
p ⅢA~ⅦA 、０ s p (He )
在元素周期表中 某些主族元素与右下方的主
族 除镧 ,
区 Ⅲ 系 B~ 锕 Ⅶ 系 B 外 ( 第 ( n －１)d １~９n s １~２ 族元素 锂与镁 铍与铝 硼与硅 的一些性质
d 、 )、 除外 ( 、 、 )
族 (Pd ) 具有相似性
Ⅷ .
区 族 n １０n１~２ -J #F #
ds ⅠB、ⅡB (－１)d s
区 镧系 锕系 n ０~１４n ０~２n２ .H "M 4J
f 、 (－２)f (－１)d s
5.微粒半径大小的比较方法
说明 区元素和 区元素包括所有主族及 族元
s p ０
素,共同的特点是原子的价层电子为最外层电子.这两 , *, U*B
* BS S S S S
区的元素以最外层电子参与反应. -J /B , 3C $T
2.主族元素性质的递变规律
, *, U *8B
*8 BS S S
项目 同周期(左 右) 同主族(上 下) /B .H "M
→ →
原子半径 逐渐减小 逐渐增大
, * *8 , U*
元素金属性 金属性逐渐减弱 金属性逐渐增强 * BBS S S
、 , , 'F 'F 'F
非金属性 非金属性逐渐增强 非金属性逐渐减弱
6.元素金属性、非金属性强弱判断
第一电离能 呈增大趋势 逐渐减小
电负性 逐渐增大 逐渐减小
注意 同种元素的电离能:I I I 第
① １＜ ２＜ ３ ②
、 族元素的第一电离能大于同周期相邻元素的
ⅡA ⅤA
第一电离能,如I ( ) I ( ) I ( )、I ( )
１ Mg ＞ １ Al ＞ １ Na １ N ＞
I( )I().
１ O ＞ １ C
第五章 原子结构 元素周期律 ５１
原子半径
元素原子越易失电子 元素的金属性
本质 , B． :③＞②＞①
越强 电负性
C． :③＞②＞①
单质与水或酸反应置换出 第一电离能
D． :③＞②＞①
越容易 反应越剧烈
H２ ( ) 答案 D
金属性 最高价氧化物的水化物 即
( ２下列说法不正确的是
比较 判断 氢氧化物 的碱性越强 元素的金 ． ( )
)
因为非金属性 故酸性
依据 单质的还原性越强 或对应 属性越强 A． :Cl＞C＞Si, :HCl＞
(
阳离子的氧化性越弱
) H２CO３＞H２SiO３
一般来说在金属活动性顺 碱性
B． :LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH
序中位置越靠前
一般情况下 可用非金属单质与 反应的
C． , H２
元素原子越易得电子 元素的非金属性 难易程度来判断其元素非金属性的强弱
本质 ,
越强
区中的某些元素构成的单质可用作半导
D．p
单质与 化合越容易 生成 体材料
H２ ,
的简单气态氢化物越稳定
非金属 答案 A
性比较 元素的
判断 最高价氧化物的水化物 即
( 非金属
３下列有关说法正确的是
依据 最高价含氧酸 的酸性越强 ． ( )
) 性越强 简单离子的还原性
３－ ２－ －
A． :P ＞O ＞F
单质的氧化性越强 或对应
( 在元素周期表第二周期中元素原子的第一
阴离子的还原性越弱 B．
) 电离能介于硼和氮之间的元素有两种
即练即清 硫的电负性比磷大 故硫元素的第一电离
学生用书 P47 C． ,
能比磷元素的第一电离能大
１现有三种元素的基态原子的电子排布式如下
． :
基态铜原子的最外层只有一个电子 位于
①１s ２ ２s ２ ２p ６ ３s ２ ３p ４ ;②１s ２ ２s ２ ２p ６ ３s ２ ３p ３ ;③１s ２ ２s ２ ２p ５ . D． ,
元素周期表中的 区
则下列有关比较中正确的是
( ) s
最高正化合价 答案 A
A． :③＞②＞①
５２ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
考法突破 7 元素推断解题策略
一、文字叙述型元素推断 续表
1.元素的“位—构—性”关系 元素特征 元素
*8 最外层电子数为
１ K、Cr、Cu
3 第
* 有 个未成对电子
* 四 １ K、Sc、Cu、Ga、Br
* 周
期 有 ４ 个未成对电子 Fe
有 个未成对电子
６ Cr
2+B
B+B 电子数相等的微粒的确定方法
4B (２)
'+B 电子微粒 以 为核心 推断同周期的非
.+B ①１０ : Ne ,
金属元素形成的微粒和下一周期的金属元素
点拨 掌握五个关系式: 原子的核外电子层数 周
① ＝ 形成的微粒
期数; 质子数 原子序数 核电荷数 原子的核外电 .
② ＝ ＝ ＝
子数; 主族元素原子最外层电子数 主族序数; 主族
③ ＝ ④
元素的最高正价 族序数( 、 例外); 非金属主族元
＝ OF ⑤
素的最低负价 最外层电子数 ( 、 例外).
＝ －８H B
2.元素“位—构—性”关系的应用
电子微粒 以 为核心 推断同周期的非
②１８ : Ar ,
依据元素在周期表中的特殊位置或性质推
(１) 金属元素形成的微粒和下一周期的主族金属
断元素 前 号非稀有气体元素
( ３６ ) 元素形成的微粒等
.
元素特征 元素
主族序数等于周期数
H、Be、Al
主族序数等于周期数的 倍
２ C、S
主族序数等于周期数的 倍
３ O
周期数是主族序数的 倍
２ Li
周期数是主族序数的 倍
注意 中 显正价, 显负价,为 电子分子.
３ Na
SiH４ Si H １８
最高正价与最低负价代数和为
阴上 阳下 规律
０ H、C、Si
(３)“ 、 ”
最高正价是最低负价绝对值的 电子层结构相同的离子 若电性相同 则位
, ,
倍 S
３ 于同周期 若电性不同 则阳离子位于阴离
短 ; ,
周 原子半径最小的元素
期 H 子的下一周期 如 ２－ － ＋ ２＋
. O 、F 、Na 、Mg 、
最外层电子数是次外层的 倍
２ C ３＋ 电子层结构相同 位于
Al ,Na、Mg、Al O、F
最外层电子数是次外层的一半
Li、Si 的下一周期
.
简单氢化物能和最高价氧化物
即练即清
的水化物反应形成盐 N 学生用书 P48
典例 1 ( 长郡中学第二次月考,)
第一电离能大于同周期相邻 ２０２３ ７ W、X、Y、
元素 Be、N、Mg、P 五种短周期元素 原子序数依次增大
Z、M , .W
元素的原子最外层电子数是次外层的 倍
能级上的电子总数与 能级
s p ３ ;X
上的电子总数相等 O、Mg 元素的原子核外 能级上的电子总数与 能级
s p
上的电子总数相等 且第一电离能高于同周期
,
第五章 原子结构 元素周期律 ５３
相邻元素 元素是地壳中含量最多的金属元 ,E.2+
;Y =
0 D+2 +
2
素 元素的单质可作半导体材料 基态原子
;Z ;M "" 2.1/B ,+
0/B +2.1
核外有 种不同空间运动状态的电子 且只有
９ ,
一个不成对电子 下列说法正确的是
,E.2+
. ( )
=
0 D+2 +
的键角比 的键角大
－ － 2
A．MW２ MW４ 2.1$M #S+
"_"
第一电离能 0#S +2.1
B． :W＞Z＞M＞X＞Y
原子半径 例如
C． :W＞X＞Y＞Z＞M (２) :
的熔点比 的熔点高
D．ZW２ ZM４
答案 D X Y
变式 1 同考法，变情境：涉及化学式、基态原子 Z
已知 为短周期元素 若它们的核外
价层电子排布式 ( 岳阳市一模,)化合物 X、Y、Z ,
２０２４ ６
电子数之和为 那么它们为哪些元素 假
可作肥料 其中 为原 ２９, ?
MYX４NZ４ , X、Y、Z、M、N 设 的核外电子数为x 则 与 的核外电
子序数依次增大的短周期元素 且在每个短周 X , Y Z
,
子数分别为x 和x 由x x
期均有分布 仅有 和 同族 的基态原子 ＋２ ＋９, ＋( ＋２)＋
, Y N .Y x 得出x 即 为 为
价层 轨道半充满 的基态原子价层电子排 ( ＋９)＝２９ ＝６, X C,Y O,
p ,M 为
布式为nn －１ 在地壳中含量最多 下列说法 Z P.
s ,Z .
即练即清
不正确的是 学生用书 P49
( )
元素电负性 典例 2 ( 雅礼中学第二次月考, )甲 戊均
A． :Z＞Y＞X ２０２３ １３ ~
最简单氢化物沸点 为短周期元素 在元素周期表中的相对位置如
B． :Z＞Y＞N ,
第一电离能 图所示 戊的最高价氧化物对应的水化物为强
C． :Y＞Z＞M .
和 － 的空间结构均为三角锥形 酸 下列说法一定正确的是
D．YX３ YZ３ . ( )
答案 D
二、信息综合型元素推断
1.局部元素周期表型元素推断
原子半径 乙 戊 丁
常考类型
(１) A． : ＞ ＞
第一电离能 戊 丁
4- .2 =
B． : ＞
+4U& %U
1 甲的氢化物遇湿润的红色石蕊试纸变蓝
2A2+42U- C．
-+2 丙的最高价氧化物对应的水化物能与强碱反应
D．
2+42U4 M 答案 D
1 *
2.结构式型元素推断
0 -2.1
一般情况下 在分子的结构式中 短周期主族
相邻周期同主族元素的原子序数之间的 , ,
(２)
元素原子与其形成共价键数目的关系如下
关系 :
共价键数目
１ ２ ３ ４ ５ ６ ７
元素
H、F、Cl O、S B、Al、N、PC、SiP S Cl
在离子化合物中 简单阳离子所带的正电荷
,
数一般等于元素的族序数
.
５４ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
注意 多核阴离子或多核阳离子中,得失电子的原子
所形成共价键的数目会发生相应变化,确定元素的族序
Z Y Z
数时应考虑此变化因素.例如[ ] 中
－
X X Y
Z Z Z Z
原子得到 个电子,形成 个共价键,则 原子的最外层
１ ２ Y
电子数为 , 应位于第 族,而不是
８－２－１＝５ Y ⅤA
第 族.
ⅥA
即练即清
学生用书 P50
典例 3 ( 广东, , 分)一种麻醉剂的分子
２０２１ １３４
结构式如图所示 其中 的原子核只有 个
. ,X １
质子 元素 原子序数依次增大 且均位
; Y、Z、W ,
于 的下一周期 元素 的原子比 原子多
X ; E W ８
个电子 下列说法不正确的是
. ( )
是一种强酸
A．XEZ４
原子半径
B． :Y＞W＞E
非金属性
C． :W＞Z＞Y
中 的化合价为
D．ZW２ ,Z ＋２
答案 B
变式 2 同考法，变情境：涉及多核阴离子结构
式 ( 福建,, 分)某含锰着色剂的化学式
２０２３ ４４
为 为原子序数依次增
XY４MnZ２Q７,Y、X、Q、Z
大的短周期元素 其中 具有正四面体空间
＋
, XY４
结构 结构如图所示 下列说法正确
４－
,Z２Q７ .
的是 ( )
Q
Z Q
第五章 原子结构 元素周期律 ５５
Q
Q Z
Q
首先观察坐标轴的信息 如原子序数 族序数
( 、 、
原子半径 化合价 第一电离能 等 理解
、 、 、pH ),
横 纵坐标之间的关系 再根据图中数据结合题
、 ,
目信息推断元素种类
.
即练即清
学生用书 P50
典例 4 ( 天津, , 分)元素
２０２１ １２３ X、Y、Z、Q、R
的原子序数依次增大且小于 其原子半径和
２０,
最外层电子数之间的关系如图所示 下列判断
.
正确的是
( )
的电负性比 的大
A．X Q
的简单离子半径比 的大
B．Q R
的简单气态氢化物的热稳定性比 的强
C．Z Q
的最高价氧化物对应的水化物的碱性比
D．Y R
的强
答案 B
4.核反应型元素推断
若无特别说明 一般遵循质子数守恒和质量数
,
守恒 据此计算出题目中的未知量
, .
即练即清
学生用书 P50
典例 5 ( 山东,, 分) 的半衰期很 ２０２２ ３２ １３ ８O、 １５ ８O
é ù 短 自然界中不能稳定存在 人工合成反应
ê ú４－ , .
ê ú
如下
ê ú
:
ê Q ú
ë êê û úú １６ ８O ＋ ３ ２He → １３ ８O ＋ b a X; １６ ８O ＋ ３ ２He →
Q
m 下列说法正确的是
A． 键角 :XY３＞XY４ ＋ １５ ８O＋ n Y. ( )
的中子数为
简单氢化物沸点
B． :X＞Q＞Z A．X ２
互为同位素
第一电离能
C． :X＞Q＞Mn
B．X、Y
最高价氧化物对应的水化物酸性 １３ １５ 可用作示踪原子研究化学反应历程
D． :Z＞X C．８O、８O
答案 C 自然界不存在 １３ １５ 分子是因其化学键
D． ８O２、８O２
3.坐标图像型元素推断 不稳定
答案 B
５６ 5年高考 3年模拟 A版 高考化学
