1、第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì),課前預(yù)習學案,目標定位 1了解元素周期表與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。 2掌握同周期主族元素從左到右，最高化合價和最低化合價、金屬性和非金屬性、原子半徑的變化規(guī)律。 3掌握同主族元素從上到下，金屬性和非金屬性、原子半徑的變化規(guī)律。 4能說出元素電離能、電負性的含義，能應(yīng)用元素的電離能說明元素的某些性質(zhì)。,基礎(chǔ)梳理 一、元素周期系 1堿金屬元素基態(tài)原子的電子排布,2.元素周期系的形成 (1)周期系的形成 隨著元素原子的核電荷數(shù)的遞增，每到出現(xiàn)_，就開始建立一個新的電子層，隨后最外層上的電子逐漸增多，最后達到8個電子，出現(xiàn)_；這樣形成一個_，循環(huán)往復(fù)形成周期系。 (2)原因： _的

2、周期性重復(fù)。,堿金屬,稀有氣體,周期,原子核外電子排布,二、元素周期表 1元素周期表的結(jié)構(gòu),2周期 (1)定義：_的元素按照原子序數(shù)遞增的順序排列成的一個橫行。 (2)同周期元素外圍電子排布規(guī)律 每周期元素總是從_開始，到_結(jié)束，即最外層電子總是從_到_(第一周期從1s1到1s2)。 3族 (1)周期表中，有18個縱列，除810三個縱列叫第族外，其余15個縱列每一個縱列標作一族。,相同電子層數(shù),堿金屬,稀有氣體,ns1,ns2np6,(2)縱列與族關(guān)系,思考感悟 1.最外層電子排布為ns1或ns2的元素是否定為金屬元素？ 提示：不一定。H的最外層電子排布為1s1，He的最外層電子排布為1s2，

3、但二者都是非金屬元素。 三、元素周期律和原子半徑 1元素周期律 元素的性質(zhì)隨_的遞增發(fā)生_遞變的規(guī)律。,核電荷數(shù),周期性,2原子半徑 (1)決定原子半徑大小的因素 電子的能層數(shù) 電子的能層越多，電子之間的負電排斥使原子半徑_。 核電荷數(shù) 核電荷數(shù)越大，核對電子的引力也就_，使原子半徑_ ，電子的能層數(shù)和核電荷數(shù)的綜合結(jié)果使各種原子的半徑發(fā)生_遞變。,增大,越強,減小,周期性,(2)原子半徑的變化規(guī)律 同周期主族元素，從左到右，電子能層數(shù)_，但隨核電荷數(shù)的逐漸增大核對電子的引力_，從而使原子半徑_ 。 同主族中從上到下， _逐漸增多，雖然核電荷數(shù)增大，但電子能層數(shù)的影響成為主要因素，所以從上到下

4、原子半徑_。,相同,增強,減小,電子能層數(shù),增大,思考感悟 2.是否電子的能層數(shù)多的元素的原子半徑一定大于電子的能層數(shù)小的元素的原子半徑？ 提示：不一定，原子半徑的大小由核電荷數(shù)與電子的能層數(shù)兩個因素綜合決定，如堿金屬元素的原子半徑比它下一周期鹵素原子的半徑大。,四、電離能 1概念 _原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的_叫做第一電離能。 2元素第一電離能的意義 衡量元素的原子失去一個電子的難易程度。第一電離能數(shù)值_ ，原子越容易失去一個電子。 3元素第一電離能的變化規(guī)律 (1)同周期元素隨著原子序數(shù)的遞增，元素的第一電離能呈現(xiàn)_的趨勢。 (2)同族元素從上到下第一電離能逐漸_。,氣態(tài)

5、電中性基態(tài),最低能量,越小,增大,減小,提示：應(yīng)遠大于其第一電離能的2倍。因為首先失去的電子是能量最高的電子，故第一電離能最小，再失去的電子是能級較低的電子，且失去電子后離子所帶正電荷對電子吸引力更強，從而使電離能越來越大。,五、電負性 1鍵合電子和電負性的含義 (1)鍵合電子 元素相互化合時，原子中用于形成_的電子。 (2)電負性 用來描述不同元素的原子對_吸引力的大小。電負性越大的原子，對_的吸引力_。 2標準 以氟的電負性為_作為相對標準，得出各元素的_ _。,化學鍵,鍵合電子,鍵合電子,越大,4.0,3變化規(guī)律 (1)同周期，從左到右，元素原子的電負性逐漸_。 (2)同主族，從上到下，

6、元素原子的電負性逐漸_。 4應(yīng)用 判斷金屬性和非金屬性的強弱。金屬的電負性一般小于_，電負性越小，金屬性_；非金屬的電負性一般大于_，電負性越大，非金屬性_；位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金素”的電負性則在_左右,它們既有_ ，又有_。,變大,變小,1.8,越強,1.8,越強,1.8,金屬性,非金屬性,六、對角線規(guī)則 在元素周期表中，某些主族元素與_的主族元素的電負性接近，性質(zhì)相似，被稱為“對角線規(guī)則”。 如：,右下方,課堂互動探究,1核外電子排布與周期的劃分 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。 (1

7、)每一能級組對應(yīng)一個周期。 (2)周期、能級組、元素數(shù)目的對應(yīng)關(guān)系,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)稀有氣體的價電子排布為1s2或ns2np6。 (3)過渡元素(副族和族)同一縱行原子的價層電子排布基本相同。價電子排布為(n1)d110ns12，BB族的價電子數(shù)與族序數(shù)相同。,【特別提醒】 1每種元素的能層序數(shù)(即電子層數(shù))，就是該元素所處的周期序數(shù)。 2每周期起始元素和結(jié)束元素的價電子排布為ns1和ns2np6(第一周期為1s2)。 3主族元素的最外

8、層電子數(shù)即為其族序數(shù)。,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。 (2)M原子的最外層電子數(shù)為多少？ (3)M元素在周期表中的位置。 【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一定為第四周期元素。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)在第四周期、第族，最外層有2個電子。 【答案】(1)1s22s22p63s23p63d64s2(2)2 (3)第四周期、第族,1下列各組原子中，彼此化學性質(zhì)一定相似的是() A原子核外電子排布式為1s2的X原子與原

9、子核外電子排布式為1s22s2的Y原子 B原子核外M層上僅有兩個電子的X原子與原子核外N層上僅有兩個電子的Y原子 C2p軌道上只有一對成對電子的X原子與3p軌道上只有一對成對電子的Y原子 D最外層都只有一個電子的X、Y原子,解析：選C。本題考查的是核外電子排布的知識。A項中1s2結(jié)構(gòu)的原子為He,1s22s2結(jié)構(gòu)的原子為Be，兩者性質(zhì)不相似。B項X原子為Mg，Y原子N層上有2個電子的有多種元素，如第四周期中Ca、Fe等都符合，化學性質(zhì)不一定相同。C項p軌道有一對成對電子，應(yīng)是np4，為同主族的元素，化學性質(zhì)一定相似。D項最外層只有1個電子的第A族元素可以，過渡元素中也有很多最外層只有1個電子的

10、，故性質(zhì)不一定相似。,2(2011年南通高二質(zhì)檢)前四周期元素中，基態(tài)原子中未成對電子與其所在周期數(shù)相同的元素有幾種() A3種B4種 C5種 D6種 解析：選C。由構(gòu)造原理及核外電子排布規(guī)律可知，符合題意的元素有第一周期H(1s1)、第二周期C(1s22s22p2)和 O(1s22s22p4)、第三周期P(1s22s22p63s23p3)、第四周期 Fe(1s22s22p63s23p63d64s2)共5種元素。,1根據(jù)核外電子排布 (1)分區(qū),(2)各區(qū)元素化學性質(zhì)及原子最外層電子排布特點,特別提醒 若已知元素的外圍電子排布，可直接判斷該元素在周期表中的位置。如：某元素的外圍電子排布為4s2

11、4p4,由此可知，該元素位于p區(qū)，為A族，第四周期元素。即最大能層為其周期數(shù)，最外層電子數(shù)為其族序數(shù)，但應(yīng)注意過渡元素(副族與第族)的最大能層為其周期數(shù)，外圍電子數(shù)應(yīng)為其縱列數(shù)而不是其族序數(shù)(鑭系、錒系除外)。,2根據(jù)元素金屬性與非金屬性,特別提醒 處于金屬與非金屬交界線(又稱梯形線)附近的非金屬元素具有一定的金屬性，又稱為半金屬或準金屬，但不能叫兩性非金屬。,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軌道能級符號作為該區(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，其原子的價電

12、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，它常見離子的電子排布式為_。 (3)在ds區(qū)中，族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素，其原子的最外層電子排布式為_。 (4)在p區(qū)中，第二周期A族元素原子的價電子的電子排布圖為_。 (5)當今常用于核能開發(fā)的元素是鈾和钚，它們處在元素周期表的_區(qū)中。,(2)d區(qū)包括BB族和族，其中族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素應(yīng)該是第四周期族的Fe。Fe原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2。Fe的常見離子為Fe2和Fe3。 (3)ds區(qū)包括B族和B族，族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素是Zn，B族價電子的電子排布結(jié)構(gòu)特征是(n

13、1)d10ns2，故Zn的價電子排布式為3d104s2。,3外圍電子構(gòu)型為4f75d16s2的元素在周期表中的位置是() A第四周期B族 B第五周期B族 C第六周期B族 D第六周期B族 解析：選D。因6s上有兩個電子，所以該元素在第六周期，5d和6s上電子之和為3，在第 B族。,4已知元素周期表中共有18縱行，如圖實線表示元素周期表的邊界。按電子排布，可把周期表里的元素劃分為下列幾個區(qū)：s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)等。除ds區(qū)外，其他區(qū)的名稱來自按構(gòu)造原理最后填入的電子的能級符號。,(4)請利用電子排布的相關(guān)知識解釋Fe3比Fe2穩(wěn)定的原因：_ _。 (5)隨著科學技術(shù)的發(fā)展，不斷有新的元素被發(fā)現(xiàn)

14、。若把第七周期排滿，則元素周期表共可以排布_種元素。 解析：解答本題應(yīng)注意以下兩點： (1)元素周期表的分區(qū)及其外圍電子排布特點。 (2)原子軌道在全空、半充滿和全充滿時能量最低，最穩(wěn)定。,本題從深層次上考查了元素周期表的結(jié)構(gòu)。依據(jù)構(gòu)造原理最后填入的電子的能級符號，將元素周期表劃分為幾個區(qū)，對于24號元素，其核外價電子排布似乎應(yīng)該是3d44s2，而實際上是3d54s1，原因是能量相同的軌道處于全空、全充滿和半充滿時能量最低，而29號元素也正是因為這一點而排成3d104s1，而不是3d94s2，故29號、30號元素所在縱行歸為ds區(qū)，所以該同學認為d區(qū)內(nèi)6、7縱行的部分元素可以排在ds區(qū)是有道理

15、的。對于Fe3比Fe2穩(wěn)定的原因也可從鐵的核外電子排布特點來解釋。,答案：(1)如下圖： (2)ds(3)見上表 (4)Fe價電子的排布式為3d64s2，F(xiàn)e2為3d6，F(xiàn)e3為3d5，依據(jù)“能量相同的軌道處于全空、全充滿和半充滿時能量最低”的原則，3d5處于半充滿狀態(tài)，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，故Fe3比Fe2穩(wěn)定(5)118,特別提醒 可用“三看”法快速判斷簡單微粒半徑大?。?“一看”電子層數(shù)：最外層電子數(shù)相同時，電子層數(shù)越多，半徑越大。 “二看”核電荷數(shù)：當電子層結(jié)構(gòu)相同時，核電荷數(shù)越大， 半徑越小。 “三看”核外電子數(shù)：當電子層數(shù)和核電荷數(shù)均相同時，核外電子數(shù)越多，半徑越大。,a元素的陰離子、b元素

16、的陰離子和c元素的陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。已知a的原子序數(shù)大于b的原子序數(shù)，則a、b、c三種元素的離子半徑大小順序是() AabcBbac Ccab Dcba,【解析】本題考查了離子半徑大小的比較。,【答案】B,解析：選C。從Li到Cs，最外層電子均達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，電子層數(shù)依次增多，半徑依次增大，正確；從F到I，最外層電子排布相同，電子層數(shù)依次增多，半徑依次增大，正確；Na、Mg2、Al3、F、O2的核外電子排布相同，核電荷數(shù)越大，對核外電子的引力越強，離子半徑越小，錯，正確排序是r(Al3)r(Mg2)r(Na)r(F)r(O2)；Fe3、Fe2、Fe的核電荷數(shù)相同，失電子越多，其半徑越小

17、,錯，正確排序是r(Fe3)r(Fe2)r(Fe)。,6已知短周期元素的離子aA2、bB、cC3、dD都具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則下列敘述正確的是() A原子半徑ABDC B原子序數(shù)dcba C離子半徑C3DBA2 D單質(zhì)的還原性ABDC,解析：選C。aA2、bB電子層結(jié)構(gòu)相同，則A、B是同一周期元素且A在B的后面。根據(jù)同一周期元素原子半徑的大小規(guī)律可知B的原子半徑A的原子半徑；同理可以推出C、D在A、B的上一周期，且C在D的前面,由此可得出A、B、C、D的原子半徑大小為BACD，故A選項錯；由A、B、C、D的相對位置，不難判斷出它們的原子序數(shù)的關(guān)系為abdc，故B選項錯；依據(jù)“電子層結(jié)構(gòu)相同的

18、離子，原子序數(shù)越大，半徑越小”的規(guī)律來判斷，C選項正確；同樣由A、B在同一周期，隨著原子序數(shù)增大(B到A)，金屬性逐漸減弱(BA)來判斷，D選項錯。,1第一電離能 (1)每個周期的第一個元素(氫和堿金屬)第一電離能最小，稀有氣體元素原子的第一電離能最大，同周期中從左到右元素的第一電離能呈增大的趨勢。 (2)同主族元素原子的第一電離能從上到下逐漸減小。 2逐級電離能 (1)同一原子的逐級電離能越來越大。首先失去的電子是能量最高的電子，故第一電離能較小，以后再失去電子都是能級較低的電子，所需要的能量較多。,(2)當電離能突然變大時說明電子的能層發(fā)生了變化，即同一能層中電離能相近，不同能層中電離能有

19、很大的差距。如表： 鈉、鎂、鋁的電離能(kJmol1),(3)金屬活動性順序與相應(yīng)的電離能的大小順序不一致。 金屬活動性順序表示自左向右，在水溶液中金屬原子失去電子越來越困難。電離能是指金屬原子在氣態(tài)時失去電子成為氣態(tài)陽離子的能力，它是金屬原子在氣態(tài)時活潑性的量度。由于金屬活動順序與電離能所對應(yīng)的條件不同，所以二者不完全一致。,3第一電離能與原子核外電子排布 (1)通常情況下，當原子核外電子排布在能量相等的軌道上形成全空(p0、d0、f0)、半充滿(p3、d5、f7)和全充滿(p6、d10、f14)的結(jié)構(gòu)時，原子的能量較低，該元素具有較大的第一電離能。 (2)在同周期元素中稀有氣體的第一電離能

20、最大。金屬越活潑，金屬元素的第一電離能越小，非金屬越活潑,非金屬元素的第一電離能越大。,4電離能的應(yīng)用 (1)確定元素核外電子的排布。如Li：I1I2I3，表明Li原子核外的三個電子排布在兩個能層上(K、L能層),而且最外層上只有一個電子。 (2)確定元素在化合物中的化合價。如K：I1I2I3，表明鉀原子容易失去一個電子形成1價陽離子。 (3)判斷元素的金屬性、非金屬性強弱： I1越大，元素的非金屬性越強； I1越小，元素的金屬性越強。,特別提醒 通常情況下，第一電離能大的主族元素電負性大，但A族、A族元素原子的價電子排布分別為ns2、ns2np3，為全滿和半滿結(jié)構(gòu)，這兩族元素原子第一電離能反

21、常。,第一電離能I1是指氣態(tài)原子X(g)處于基態(tài)時，失去一個電子成為氣態(tài)陽離子X(g)所需的能量。下圖是部分元素原子的第一電離能I1隨原子序數(shù)變化的曲線圖。請回答以下問題：,(1)認真分析圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律，將NaAr 8種元素用短線連接起來，構(gòu)成完整的圖像。 (2)從圖分析可知，同一主族元素原子的第一電離能I1的變化規(guī)律是_ _。 (3)圖中5號元素在周期表中的位置是_。 (4)氣態(tài)鋰原子失去核外不同電子所需的能量分別為：失去第一個電子為519 kJ/mol，失去第二個電子為7296 kJ/mol，失去第三個電子為11799 kJ/mol，據(jù)此數(shù)據(jù)分析為何鋰原子失去核外第二個

22、電子時所需的能量要遠遠大于失去第一個電子所需的能量_。,【解析】(1)由題中圖示可知，同周期元素第A族元素的第一電離能高于第A族元素的第一電離能，第A族元素的第一電離能高于第A族元素的第一電離能，其原因是，當原子核外電子排布的能量相等的軌道上形成全空(p0、d0、f0)、半滿(p3、d5、f7)和全滿(p6、d10、f14)結(jié)構(gòu)時，原子的能量最低，該元素具有較高的第一電離能，故2號元素為Mg,1號元素為Al, 5號元素為P,4號元素為S，據(jù)此連接可得完整圖像。,(2)比較圖中同主族元素第一電離能大小可知，同主族元素原子的第一電離能從上到下隨電子層數(shù)的增加而依次減小。 (4)從題中氣態(tài)鋰原子失去

23、核外不同電子所需的能量數(shù)據(jù)不難看出，失去第一個電子所需的能量遠小于失去第二、三個電子所需的能量，說明鋰原子核外電子共有兩層，第一個電子處于L層(電子離核相對較遠)，第二、三個電子處于K層(電子離核相對較近)。當鋰原子失去第一個電子變成Li后，只剩下K層的兩個電子(屬于穩(wěn)定結(jié)構(gòu))，此時要想再失去電子已變得很困難。,【答案】(1)如圖所示 (2)從上到下依次減小 (3)第三周期，第A族 (4)鋰原子失去一個電子后，Li已形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，此時再失去一個電子很困難,7有A、B、C、D、E五種短周期元素，它們的核外四個電子的電離能數(shù)據(jù)如下：,由表中數(shù)據(jù)可知，元素符號依次為A_，B_，C_，D_，E_。,解

24、析：首先可以確定E為Li，因為其核外只有3個電子;由電離能的數(shù)據(jù)出現(xiàn)的突躍情況可以判斷A、E元素最外層只有1個電子，B元素最外層有3個電子，C、D元素最外層各有2個電子；由于是短周期元素，根據(jù)第一電離能的數(shù)據(jù)結(jié)合周期表中同一周期、同一主族的遞變趨勢可以確定A是Na，B是Al，C是Be，D是Mg。 答案：NaAlBeMgLi,8如圖所示是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表某一化學元素。,(1)下列_(填寫編號)組成元素的單質(zhì)可能都是電的良導(dǎo)體。 a、c、hb、g、kc、h、ld、e、f (2)如果給核外電子足夠的能量，這些電子便會擺脫原子核的束縛而離去。核外電子離開該原子所需要的能量主要

25、受兩大因素的影響：A.原子核對核外電子的吸引力；B.形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的傾向。 下表是一些氣態(tài)原子失去核外不同電子所需的能量(kJ/mol)。,表中X可能為以上13種元素中的_(填寫字母)，它與j元素形成的化合物化學式為_。 Y是周期表中的_族的元素。 以上13種元素中，_(填寫字母)元素原子失去核外第一個電子需要的能量最多。,解析：(1)在所列元素中，金屬元素和碳元素所組成的單質(zhì)石墨能夠?qū)щ?，故選。 (2)從表中數(shù)據(jù)可以看出：X元素失去第二個電子比失去第一個電子所需的能量大得多，則第一個電子跟第二個電子不在同一電子層，從所列元素中可找到是Na。 從表中數(shù)據(jù)可看出：Y元素失去第一個至第三個電子所需能量相近，但失去第四個電子所需能量明顯增大，因此Y元素原子最外層有3個電子，應(yīng)為第A族元素。,稀有氣體元素的原子最外層電子已達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，失去1個電子所需能量最多。 答案：(1) (2)aNa2O或Na2O2Am,1判斷元素的金屬性和非金屬性及其強弱 (1)金屬的電負性一般小于1.8，非金屬的電負性一般大于1.8，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負性則在1.8左右，它們既有金屬性，又有非金屬性。 (2)金屬元素的電負性越小，金屬元素越活潑；非金屬元素的電