第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一課時原子結(jié)構(gòu)與元素周期表學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過對元素周期表發(fā)展史的了解,認(rèn)識科學(xué)家對元素周期表經(jīng)歷的探索過程,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任的核心素養(yǎng)。2.認(rèn)識元素周期表的基本結(jié)構(gòu)，了解元素周期律、元素周期系與元素周期表之間的關(guān)系。3.能從原子價電子數(shù)目和價電子排布的角度解釋元素周期表的分區(qū)、周期和族的劃分，促進對“位置”與“結(jié)構(gòu)”關(guān)系的理解。1869年，門捷列夫發(fā)現(xiàn)，按相對原子質(zhì)量從小到大的順序?qū)⒃嘏帕衅饋恚玫揭粋€元素序列，并從最輕的元素氫開始進行編號，稱為原子序數(shù)。這個序列中的元素性質(zhì)隨著原子序數(shù)遞增發(fā)生周期性的重復(fù)，這一規(guī)律被門捷列夫稱作元素周期律。1913年，英國物理學(xué)家莫塞萊證明原子序數(shù)即原子核電荷數(shù)。隨后元素周期律表述為元素的性質(zhì)隨元素原子的核電荷數(shù)遞增發(fā)生周期性遞變。元素的這一按其原子核電荷數(shù)遞增排列的序列稱為元素周期系。原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)一、原子結(jié)構(gòu)與元素周期表門捷列夫莫塞萊1.元素周期律：元素的性質(zhì)隨原子的核電荷數(shù)遞增發(fā)生周期性遞變，這一規(guī)律叫做元素周期律。2.元素周期系：元素按其原子核電荷數(shù)遞增排列的序列稱元素周期系。（一）元素周期律、元素周期系和元素周期表呈現(xiàn)元素周期系的表格3.元素周期表三張有重要歷史意義的周期表元素周期系只有一個，元素周期表多種多樣。特征：從第四周期開始每個周期截成兩段，第1-7族分主副族，第八族稱為過渡元素。（1）門捷列夫周期表：短式周期表4.三張有重要歷史意義的周期表特征：確定了前五周期的元素種類Be、Mg的位置與現(xiàn)今周期表不同（2）維爾納的特長式周期表：（3）玻爾元素周期表：特征：①用方框框起21-28、39-46等元素，原因是玻爾已經(jīng)用原子結(jié)構(gòu)來解釋周期系了，這些原子新增加的電子是填入內(nèi)層軌道的。②玻爾周期表中用直線連接前后周期相關(guān)元素(同族元素)，原因是它們的價電子數(shù)相等。1．元素周期表共有幾個周期、幾個主族、幾個副族？2．Ⅷ族在元素周期表中占幾列？回憶思考7個周期7個主族7個副族Ⅷ族占三列元素位置原子結(jié)構(gòu)或原子序數(shù)周期：7個短周期：3個（第1、2、3周期）長周期：4個（第4、5、6、7周期）族：16個主族：7個副族：7個VIII：1個（3列）零族：1個周期表

周期序數(shù)＝電子層數(shù)主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)（7個橫行）（18個縱行）元素非金屬性逐漸增強元素金屬性逐漸增強元素非金屬性逐漸增強元素金屬性逐漸增強非金屬的老大(F)金屬的老大(Cs)1s12s13s14s11s22s23s24s22s22p63s23p64s24p62s22p12s22p22s22p32s22p42s22p53s23p13s23p23s23p33s23p43s23p54s24p14s24p24s24p34s24p44s24p53d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s23d104s13d104s2第一周期：從

開始，以

結(jié)束1s11s2其余各周期：從

能級開始，以

能級結(jié)束nsnp（n=周期序數(shù)=電子層數(shù)）（二）構(gòu)造原理與元素周期表1～36號元素的基態(tài)原子的價層電子排布式1.規(guī)律周期價電子排布各周期的能級對應(yīng)能級組最多容納電子數(shù)元素種類第ⅠA族0族一1s11s21s22二2s12s22p62s、2p88三3s13s23p63s、3p88四4s14s24p64s、3d、4p1818五5s15s25p65s、4d、5p1818六6s16s26p66s、4f、5d、6p3232七7s17s27p67s、5f、6d、7p32322.原子核外電子排布與周期的關(guān)系1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7ppdsspsdpsdpdsppssff若將p段與p段對齊，d段與d段對齊、f段單獨列出，將1s2與p段末端對齊，則得到書末的元素周期表【思考與討論】如何將下圖變成書末的元素周期表？再探元素周期表1、元素周期表共有幾個周期？每個周期有多少種元素？【探究】P21為什么第一周期結(jié)尾元素的電子排布跟同族的其他周期元素的不同？2、元素周期表共有多少列？各列的價層電子數(shù)各為多少？同列元素價層電子數(shù)是否相等?元素周期表可分為哪些族？族序有什么規(guī)律？7個2，8，8，18，18，32，32只有一個電子層，能級只有1s能級18列Ⅰ~ⅦA族、Ⅰ~ⅦB和Ⅷ、0族3.主族元素和副族元素的價層電子排布：列數(shù)121314151617族序數(shù)ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA價層電子排布式_____________________________________價層電子數(shù)____________________________結(jié)論：同主族元素原子的價層電子排布完全相同，價層電子全部排布在ns或ns、np軌道上。價層電子數(shù)與族序數(shù)相同。ns1ns2ns2np1

ns2np2

ns2np3

ns2np4

ns2np5

2456731主族元素的價層電子排布式、價層電子數(shù)副族元素的價層電子排布式、價層電子數(shù)(以第四周期為例)：列數(shù)345671112副族元素21Sc22Ti23V24Cr25Mn29Cu30Zn族序數(shù)____________________________價層電子排布式_____________________________________價層電子數(shù)____________________________結(jié)論：副族元素同一縱列原子的價層電子排布基本相同，價層電子排布為(n－1)d1～10ns1～2。第ⅢB～ⅦB族的價層電子數(shù)與族序數(shù)相同，第ⅠB族、ⅡB族價層電子數(shù)與族序數(shù)不同。ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅠBⅡB3d104s13d34s23d54s13d54s23d24s23d14s23d104s2347561112稀有氣體元素零族：價層電子：(n-1)d6~8ns2價層電子：ns2或ns2np6第Ⅷ族：三個縱行(8、9、10），位于ⅦB與ⅠB中間【補充】對價電子的認(rèn)識：(1)主族元素：主族序數(shù)=價電子數(shù)=最外層電子數(shù)=最高正價（O、F除外）。(2)副族元素：ⅢB-ⅦB：族序數(shù)=價層電子數(shù)=最高正價ⅠB-ⅡB：族序數(shù)=最外層電子數(shù)(3)第Ⅷ族中元素的價電子排布不相同。(1)除短周期外,其他周期均有18種元素(

)(2)每一周期都是堿金屬元素開始，稀有氣體元素結(jié)束。()(3)元素周期表有7個橫行，即7個周期;有18個縱列，即18個族。(

)(4)價電子數(shù)與最高化合價相等的元素一定是主族元素(

)(5)次外層全充滿而最外層有不成對電子的元素一定是主族元素 (

)(6)主族元素的原子價電子層排布都含s，但都不含d(

)

√

課堂練習(xí)1：判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)×

×

×

×

×

課堂練習(xí)2：下列關(guān)于原子核外電子排布與元素在周期表中位置關(guān)系的敘述中,正確的是(

)A.原子價電子排布為ns2np1~6的元素一定是主族元素B.基態(tài)原子最外電子層的p能級上有5個電子的元素一定是第ⅦA族元素C.原子的價電子排布為(n-1)d6~8ns2的元素一定位于第ⅢB~ⅦB族D.基態(tài)原子N能層上只有1個電子的元素一定是主族元素BⅠA0ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡBs區(qū)p區(qū)d區(qū)ds區(qū)f區(qū)電子填充的最后一個能級是s能級電子填充的最后一個能級是p能級電子填充的最后一個能級是d能級按電子排布，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)造原理最后填入電子的能級符號4.元素周期表中的分區(qū)dsp

dsf除H外，其余為活潑金屬除H外，所有非金屬元素都在p區(qū)均為金屬元素，性質(zhì)相似均為金屬元素均為金屬元素，結(jié)構(gòu)相似【討論】(2)

為什么s區(qū)(H除外)、d區(qū)、ds區(qū)的元素都是金屬元素？最外層電子數(shù)為1～2個(始終不超過2)，即為ns1-2（Pd例外），容易失去電子（H除外）(3)處于非金屬與金屬分界線上的元素常被稱為半金屬或類金屬，為什么？處于非金屬與金屬分界線上的元素：既能表現(xiàn)出一定的非金屬性，又能表現(xiàn)出一定的金屬性【討論】(4)

Cr和Cu的價層電子排布符合構(gòu)造原理么？還有哪些不符合？Nb、Mo、Ru、Pd、Ag、Pt、Au等不符合；(5)預(yù)言119號元素基態(tài)原子最外層電子排布，并預(yù)測第八周期有多少種元素。8s1價層電子填入的能級順序：8s→5g→6f→7d→8p元素個數(shù)為：2+18+14+10+6=50種5.對角線規(guī)則【思考與討論】

某些主族元素與其右下方的主族元素(如圖)的有些性質(zhì)是相似的。鋰和鎂：在過量的氧氣中燃燒均生成正常氧化物，而不是過氧化物處于“對角線”位置的元素，它們的性質(zhì)具有相似性。b.在過量的氧氣中燃燒均生成正常氧化物，而不是過氧化物，并且Li2O和MgO與水反應(yīng)都十分緩慢。元素LiNaBeMg沸點/℃1341881.424671100（1）鋰和鎂的相似性a.鋰與鎂的沸點較為接近：b.氧化物和氫氧化物都具有兩性：既能溶于強酸又能溶于強堿溶液Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O，Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2OBe(OH)2＋2HCl=BeCl2＋2H2O，Be(OH)2＋2NaOH=Na2BeO2＋2H2O（2）鈹和鋁的相似性c.BeCl2和AlCl3都是共價化合物，易升華。a.二者的氧化物Al2O3和BeO的熔點和硬度都很高（3）硼和硅的相似性a.自然界中B與Si均以化合物的形式存在。b.B與Si的單質(zhì)都易與強堿反應(yīng)，且不與稀酸反應(yīng)：2B＋2KOH＋2H2O=2KBO2＋3H2↑，Si＋2KOH＋H2O=K2SiO3＋2H2↑c.B和Si的含氧酸都是弱酸【小結(jié)】原子結(jié)構(gòu)與元素周期表元素周期表、元素周期系、元素周期律構(gòu)造原理與元素周期表對角線規(guī)則原子序數(shù)元素性質(zhì)隨著__________遞增發(fā)生周期性的重復(fù)元素按原子__________遞增排列的序列核電荷數(shù)呈現(xiàn)元素周期系的表格元素周期系只有一個，元素周期表多種多樣。周期序數(shù)=基態(tài)原子的能層數(shù)某些主族元素與其右下方的主族元素有些性質(zhì)是相似的。ⅢB-ⅦB：族序數(shù)=價層電子數(shù)ⅠB-ⅡB：族序數(shù)=最外層電子數(shù)ⅠA-ⅦA：族序數(shù)=價層電子數(shù)族序數(shù)

課堂練習(xí)3：若某原子的價層電子排布式為4d15s2，則下列說法正確的是（

）A.該元素位于周期表中第五周期第ⅢB族B.該元素原子價層電子數(shù)為2C.該元素為非金屬元素D.