1、第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì) 第1課時原子結(jié)構(gòu)與元素周期表,學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1.進(jìn)一步認(rèn)識周期表中原子結(jié)構(gòu)和位置、價態(tài)、元素數(shù)目等之間的關(guān)系。 2.知道外圍電子排布和價電子層的含義。 3.認(rèn)識周期表中各區(qū)、周期、族元素的原子核外電子排布的規(guī)律,4.知道周期表中各區(qū)、周期、族元素的原子結(jié)構(gòu)和位置間的關(guān)系,自主學(xué)習(xí)】 一、元素周期系 1.堿金屬元素基態(tài)原子的核外電子排布,1s22s22p63s1,Ne3s1,1s22s22p63s23p64s1,Ar4s1,1s22s22p63s23p63d104s24p65s1,Kr5s1,1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1,

2、Xe6s1,2.稀有氣體元素基態(tài)原子的核外電子排布,1s22s22p6,1s22s22p63s23p6,1s22s22p63s23p63d104s24p6,1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6,1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s2,5p65d106s26p6,3.周期系的形成: (1)形成,堿金屬,稀有氣體,2)原因。 元素周期系的形成是由于元素的原子核外電子的排布 發(fā)生_的重復(fù)。 (3)元素周期表的周期不是單調(diào)的,每一周期里元素的 數(shù)目并不一樣多,而是隨周期序數(shù)的遞增逐漸_;同 時,金屬元素的數(shù)目也逐漸_,周期性,增多,增

3、多,二、元素周期表 1.周期和族: (1)周期,電子層,2,8,18,32,32,A 族,0,ns1,ns2np6,長,2)族。 周期表中,有_個縱列,除_三個縱列叫第族, 其余15個縱列每一個縱列標(biāo)作一個族,18,8、9、10,2.分區(qū): (1)根據(jù)核外電子排布,可把周期表里的元素劃分成5個 區(qū):s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)、f區(qū)。除ds區(qū)外,區(qū)的名稱 來自按構(gòu)造原理_的能級的符號,最后填入電子,2)根據(jù)元素的金屬性和非金屬性,自我小測】 1.從原子結(jié)構(gòu)看,元素周期表中同一橫行的短周期元素,具有相同的() A.核電荷數(shù)B.能層數(shù) C.最外層電子數(shù)D.能級數(shù),解析】選B。元素周期表中同一橫行的短周

4、期元素,其能層數(shù)即電子層數(shù)相同,核電荷數(shù)、最外層電子數(shù)自左向右依次遞增,A、C錯誤,B正確;能級數(shù)不一定相同,如Na有1s、2s、2p、3s能級,而Cl則有1s、2s、2p、3s、3p能級,D錯,2.某元素原子簡化電子排布式為Xe4f46s2,該元素應(yīng)在元素周期表的() A.s區(qū)B.p區(qū)C.d區(qū)D.f區(qū),解析】選D。元素周期表的5個分區(qū),除ds區(qū)外,區(qū)的名稱取決于元素原子的最后一個電子所填入的能級的符號,因最后一個電子填入f能級,所以該元素為f區(qū)元素,3.長式周期表共有18個縱列,從左到右排為118列,即堿金屬為第1列,稀有氣體元素為第18列。按這種規(guī)定,下列說法正確的是() A.第14列元素

5、中未成對電子數(shù)是同周期元素中最多的 B.只有第2列的元素原子最外層電子排布為ns2 C.第4周期第8列元素是鐵元素 D.第15列元素原子的價電子排布為ns2np5,解析】選C。A中,第14列是碳族元素,價電子排布為ns2np2,未成對電子數(shù)為2,不如第15列(氮族元素)未成對電子數(shù)多;B中,周期表中第12列(即第B族)最外層電子排布也為ns2;D中,第15列元素原子價電子排布為ns2np3,4.某化學(xué)學(xué)習(xí)小組在學(xué)習(xí)元素周期系和周期的劃分時 提出了以下觀點:周期系的形成是由原子的結(jié)構(gòu)決 定的;元素周期系中A族元素統(tǒng)稱為堿金屬元素; 每一周期的元素原子外圍電子排布均是從ns1開始 至ns2np6結(jié)

6、束;元素周期系的每一周期元素的種類 均相等;基態(tài)原子核外電子排布為1s22s22p3和 1s22s22p63s23p3的兩元素的原子位于同一周期;周期,序號越大,該周期所含金屬元素一般越多。你認(rèn)為正確的是() A.B. C.D,解析】選A。元素周期系的形成原因是核外電子 排布呈周期性變化,而核外電子排布是由原子的結(jié)構(gòu) 決定的,正確;A族元素除氫元素之外稱為堿金屬 元素,錯誤;第1周期的元素原子價電子排布從1s1開 始到1s2結(jié)束,錯誤;隨著周期數(shù)的增多,元素種類 有增多的趨勢,錯誤;1s22s22p3位于第2周期,而1s22s22p63s23p3位于第3周期,錯誤;從元素周期表,上不難看出,隨

7、著周期序號的遞增,該周期所含金屬 元素的種數(shù)一般越多,正確,一、原子結(jié)構(gòu)與元素位置的關(guān)系 1.核外電子排布與周期的劃分: (1)每一周期元素原子的外圍電子排布和元素種數(shù),2)核外電子排布與周期劃分的關(guān)系。 根據(jù)構(gòu)造原理,將能量相近的能級分為一組,按能量由低到高可分為七個能級組,同一能級組內(nèi),各能級能量相差較小,各能級組之間能量相差較大。 每一能級組對應(yīng)一個周期,且該能級組中最大的能層序數(shù)等于元素的周期序數(shù),2.核外電子排布與族的劃分:族的劃分依據(jù)是原子的價層電子排布。 (1)同主族元素原子的價層電子排布完全相同,價電子全部排布在ns或nsnp軌道上,價電子數(shù)與族序數(shù)相同。 (2)稀有氣體的價電

8、子排布為1s2或ns2np6,3)過渡元素(副族和第族)同一縱列原子的價層電子排布基本相同(鑭系、錒系元素除外)。價電子排布為(n-1)d110ns12,BB族元素的價電子數(shù)與族序數(shù)相同,易錯提醒】對價層電子的錯誤認(rèn)識 (1)價層電子不一定是最外層電子,只有主族元素的價電子才是最外層電子。對于過渡元素還包括部分內(nèi)層電子。 (2)元素的價電子數(shù)不一定等于其所在族的族序數(shù),這只對主族元素成立,部分過渡元素是不成立的,3)同一族元素的價層電子排布不一定相同,如過渡元素中的鑭系元素和錒系元素就不相同,在第族中部分元素的價電子排布也不相同,拓展深化】原子核外電子排布與元素在周期表中位置的關(guān)系 (1)由原

9、子核外電子排布確定元素原子所在的位置。 最大能層序數(shù)為周期序數(shù); 外圍電子數(shù)目決定族序數(shù)。 (2)元素所在位置確定元素原子核外電子排布。 元素所在的位置(周期、族),確定原子序數(shù)(即核外電子數(shù)目),根據(jù)構(gòu)造原理確定核外電子排布,3)在相互推導(dǎo)中特別注意特殊性的應(yīng)用。 核外電子排布是半滿、全滿和全空時能量最低。 特別注意B族和B族以及第族元素外圍電子數(shù)不等于族序數(shù),而等于縱列數(shù),題組過關(guān)】 1.(2016深圳高二檢測)已知M2+的3d軌道中有6個電子。試推斷: (1)M原子的電子排布式為_。 (2)M原子的最外層電子數(shù)為_。 (3)M元素在周期表中的位置為_,解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下3點:

10、 (1)明確核外電子排布的三個原則; (2)明確如何通過元素的價電子排布式推知元素在周期表中的位置; (3)電子層數(shù)=周期數(shù);(主族元素)價電子數(shù)=族序數(shù),解析】因3d軌道未滿,4d軌道肯定無電子,故M應(yīng)在過渡元素區(qū),M一定為第4周期元素。該元素失電子時應(yīng)先失去4s電子再失3d電子,故4s軌道應(yīng)有2個電子。綜上可推知M的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,應(yīng)在第4周期第族,最外層有2個電子,答案:(1)1s22s22p63s23p63d64s2(2)2 (3)第4周期第族,延伸探究】 (1)寫出M原子的價電子排布圖和M3+的電子排布式。 提示:M原子的價電子排布圖為 ,M3

11、+的電子 排布式為1s22s22p63s23p63d5,2)M元素在元素周期表中位于什么區(qū)? 提示:d區(qū)。由于M原子的最后一個電子填充在d能級上,因此位于元素周期表中的d區(qū),2.(2016南陽高二檢測)某元素基態(tài)原子的最外層電子排布式為ns2,該元素() A.一定是第A族元素 B.一定是金屬元素 C.不是第A族元素就是副族元素 D.可能是金屬元素也可能是非金屬元素,解題指南】解答本題時要注意以下兩點: (1)核外電子排布的特點。 (2)族的劃分與外圍電子的關(guān)系,解析】選D。由于最外層電子排布式為ns2,則該元素可能是氦元素、第A族元素或過渡金屬元素,所以綜合起來講,可能是金屬元素也可能是非金屬

12、元素,補償訓(xùn)練】 1.以下是一些元素原子的外圍電子排布,其中屬于主族元素的是() A.4f126s2B.3d64s2C.4s24p6D.5s2,解析】選D。主族元素的外圍電子排布為nsy(y為12)或ns2npx(x為15)。外圍電子排布為4f126s2,為鑭系元素,屬于副族元素,故A不符合;外圍電子排布為3d64s2,為族元素,屬于過渡元素,故B不符合;外圍電子排布為4s24p6,為0族元素,故C不符合; 外圍電子排布為5s2,處于A族,屬于主族元素,故D符合,2.(2016濟(jì)南高二檢測)價電子排布為5s25p1的元素,在周期表中的位置是() A.第4周期,第A族B.第5周期,第A族 C.第

13、5周期,第A族 D.第4周期,第A族,解析】選B。電子層數(shù)=周期數(shù),價電子數(shù)=主族元素的族序數(shù),所以該元素位于第5周期,第A族,二、元素周期表的分區(qū),1.各區(qū)元素化學(xué)性質(zhì)及原子價電子排布特點,2.元素周期表中族和分區(qū)的關(guān)系: (1)主族:s區(qū)和p區(qū)。(ns+np)的電子數(shù)=族序數(shù)。 (2)0族:p區(qū)。(ns+np)的電子數(shù)=8(或2)。 (3)副族:d區(qū)+ds區(qū)+f區(qū)。 d區(qū)中(n-1)d+ns的電子數(shù)=族序數(shù)(第族部分元素除外)。 當(dāng)8(n-1)d+ns的電子數(shù)10時,則為第族元素。 ds區(qū)中(n-1)d全充滿,ns的電子數(shù)=族序數(shù),易錯提醒】價電子數(shù)外圍電子數(shù) (1)主族元素:族序數(shù)=原子

14、的最外層電子數(shù)=價電子數(shù)。 (2)副族元素:大多數(shù)族序數(shù)=(n-1)d+ns的電子數(shù)=價電子數(shù)。 而在d區(qū)的第族和ds區(qū)中,外圍電子數(shù)目等于縱列數(shù),不等于價電子數(shù)。 (3)0族元素,外圍電子排布:He為1s2,其他稀有氣體為ns2np6,價電子數(shù)為0,題組過關(guān)】 1.(2016深圳高二檢測)在研究原子核外電子排布與 元素周期表的關(guān)系時,人們發(fā)現(xiàn)價電子排布相似的元素 集中在一起。據(jù)此,人們將元素周期表分為五個區(qū),并 以最后填入電子的能級符號作為該區(qū)的符號,如圖所示,1)在s區(qū)中,族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素,原子 的價電子的電子云形狀為_。 (2)在d區(qū)中,族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素,常見

15、 離子的電子排布式為_,其中 較穩(wěn)定的是_ _,3)在ds區(qū)中,族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素,原子 的價電子排布式為_。 (4)在p區(qū)中,第2周期第A族元素原子的價電子排布圖 為_ _。 (5)當(dāng)今常用于核能開發(fā)的元素是鈾和钚,它們在 _區(qū)中,解題指南】解答本題要注意以下兩點: (1)元素分區(qū)與核外電子排布的關(guān)系。 (2)元素周期表中各區(qū)元素的特點及與族的關(guān)系,解析】(1)s區(qū)為A族、A族,符合條件的元素為Be,其電子排布式為1s22s2,價電子的電子云形狀為球形。 (2)d區(qū)為B族B族、族,族序數(shù)最大且原子序數(shù)最小的為Fe,常見離子為Fe2+、Fe3+,電子排布式為1s22s22p63s2

16、3p63d6、1s22s22p63s23p63d5,由離子的電子排布式可知Fe3+的3d軌道“半滿”,其穩(wěn)定性大于Fe2,3)ds區(qū)符合條件的為Zn,其電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2,價電子排布式為3d104s2。 (4)該題中符合題意的為N,價電子排布圖為 。 (5)鈾和钚均為錒系元素,位于f區(qū),答案:(1)球形(2)Fe2+:1s22s22p63s23p63d6, Fe3+:1s22s22p63s23p63d5Fe3+(3)3d104s2 (4) (5)f,2.下列說法中正確的是() A.s區(qū)都是金屬元素 B.s區(qū)都是非金屬元素 C.0族在p區(qū) D.所有非金屬元素

17、都在p區(qū),解析】選C。s區(qū)中氫是非金屬元素,其他都是金屬元素,A、B、D三項均錯誤,補償訓(xùn)練】 1.某元素的最外層電子數(shù)為2,價電子數(shù)為5,并且是同 族中原子序數(shù)最小的元素,關(guān)于該元素的判斷錯誤的 是() A.電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2 B.該元素為V C.該元素為A族元素 D.該元素位于d區(qū),解析】選C。該元素為同族元素中原子序數(shù)最小的,所以該元素為第2周期或第4周期元素。又因其價電子數(shù)最外層電子數(shù),可推出該元素并不是第2周期元素,應(yīng)為第4周期元素。價電子排布式為3d34s2,故為23號元素V,屬于d區(qū)元素,2.下列各組元素都屬于p區(qū)的是() A.原子序數(shù)為1、2、7的元素 B.O、S、P C.Fe、Ar、Cl D.Na、Li、Mg,解析】選B。A中的1號元素是氫元素,位于s區(qū)。C中的Fe位于d區(qū),D中的所有元素都位于s區(qū),3.金、銀、銅、鐵、鋁和鈦均是人類大量生產(chǎn)和使用的金屬。試回答與上述金屬原子結(jié)構(gòu)有關(guān)的問題: (1)上述金屬中屬于主族元素的是_。