1.2.1 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表2022-2023學(xué)年高二化學(xué)課件（人教版2019選擇性必修2）

第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)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)與元素周期表選修二核心素養(yǎng)了解元素周期律、元素周期系和元素周期表的關(guān)系。能從核外電子排布角度，解釋元素周期系的基本結(jié)構(gòu)。通過原子結(jié)構(gòu)和元素在周期表中的位置分析推理其他元素的位置及性質(zhì)，

培養(yǎng)學(xué)生的模型認知能力。#0070C0#00B0F0科學(xué)史話1869年，門捷列夫制作了歷史上第一張周期表，門捷列夫周期表最重要的特征是從第四周期開始每個周期截成兩截，第1~7族分主副族，第八族稱為過渡元素（第八族是鐵、鈷、鎳等“三素組”）。主副族和第八族的概念使用至今，但過渡元素的概念不同了。每個周期一行，各族元素、過渡金屬、稀有氣體、鑭系和錒系，各有各的位置，同族元素上下對齊，盡管當時鑭系和錒系的概念尚未形成，不知道它們有多少種元素。維爾納周期表前五個周期的元素種類被完全確定——2、8、8、18、18，但第六、七周期因鑭系和錒系元素種類未知而未定?，F(xiàn)今的元素周期表與維爾納周期表相似，但也有差異，如維爾納周期表中Be、Mg的位置與現(xiàn)今周期表不同。玻爾用原子結(jié)構(gòu)來解釋周期系，他認識到，21~28、39~46等元素的原子新增加的電子是填入內(nèi)層軌道的。玻爾得知鑭（La）后14種元素基態(tài)原子有4f電子，也用方框框起，而且第六周期為32種元素，但第七周期元素所知甚少。玻爾周期表還用直線連接前后周期的相關(guān)元素（同族元素），這是因為玻爾已經(jīng)知道，它們的價電子數(shù)相等。門捷列夫周期表維爾納的特長式周期表玻爾周期表#0070C0#00B0F0科學(xué)史話門捷列夫周期表維爾納的特長式周期表玻爾周期表#0070C0#00B0F0一、元素周期律、元素周期系和元素周期表1.元素周期律：

。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

含義：元素按其原子核電荷數(shù)遞增排列的序列稱為元素周期系。

這個序列中的元素性質(zhì)隨著核電荷數(shù)的遞增發(fā)生周期性的重復(fù)。2.元素周期系3.元素周期表：

，元素周期系只有一個，元素周期表多種多樣。呈現(xiàn)周期系的表格#0070C0#00B0F0一、元素周期律、元素周期系和元素周期表4.門捷列夫元素周期表結(jié)構(gòu)周期短周期長周期第1周期：2種元素第2周期：8種元素第3周期：8種元素第4周期：18種元素第5周期：18種元素第6周期：32種元素第7周期：32種元素鑭57La–镥71Lu共15種元素稱鑭系元素錒89Ac–鐒103Lr共15種元素稱錒系元素（7橫行）周期序數(shù)=電子層數(shù)（能層數(shù)）#0070C0#00B0F0一、元素周期律、元素周期系和元素周期表主族序數(shù)=最外層電子數(shù)=價電子數(shù)=最高正化合價數(shù)

族主族：副族：ⅠA,ⅡA,ⅢA,ⅣA,ⅤA,ⅥA,ⅦA第VIII族：稀有氣體元素（18縱行）

零族：共7個主族ⅠB,ⅡB,ⅢB,ⅣB,ⅤB,ⅥB,ⅦB共7個副族三個縱行(8、9、10），位于ⅦB與ⅠB中間HeNeArKrXeRnOg#0070C0#00B0F0課堂練習(xí)1.下列對元素周期表的認識正確的是（）A.有9行7個周期 B.有16列16個族C.有三個短周期四個長周期 D.非金屬元素存在于主族與副族中2.下列敘述中正確的是（）A.除0族元素外，短周期元素的最高化合價在數(shù)值上都等于該元素所屬的

族序數(shù)B.除短周期外，其他周期均有18種元素C.副族元素中沒有非金屬元素D.堿金屬元素是指第ⅠA族的所有元素CC#0070C0#00B0F0二、構(gòu)造原理與元素周期表1.原子核外電子排布與周期的關(guān)系周期數(shù)一二三四五六七對應(yīng)能級組元素種數(shù)

1s2s→2p3s→3p4s→3d→4p5s→4d→5p6s→4f→5d→6p7s→5f→6d→7p28818183232#0070C0#00B0F0二、構(gòu)造原理與元素周期表1.原子核外電子排布與周期的關(guān)系第一周期從1s1開始，以1s2結(jié)束，只有兩種元素；其余各周期總是從ns能級開始，以np結(jié)束；而從ns能級開始以np結(jié)束遞增的核電荷數(shù)（或電子數(shù)）就等于每個周期里的元素種數(shù)。#0070C0#00B0F0二、構(gòu)造原理與元素周期表若以一個方格代表一種元素，每個周期排一個橫行，并按s、p、d、f分段，左側(cè)對齊1s2s→2p3s→3p4s→3d→4p5s→4d→5p7s→5f→6d→7p#0070C0#00B0F0二、構(gòu)造原理與元素周期表2.原子核外電子排布與族的關(guān)系主族數(shù)ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA價電子排布式列數(shù)121314151617價電子數(shù)ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np51234567將下列各主族元素的價電子數(shù)、價電子排布式填入表中#0070C0#00B0F0二、構(gòu)造原理與元素周期表2.原子核外電子排布與族的關(guān)系副族元素21Sc22Ti23V24Cr25Mn29Cu30Zn族數(shù)價層電子排布式價電子數(shù)目以第四周期副族元素為例，填寫下表ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅠBⅡB3d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d104s13d104s23456272#0070C0#00B0F0二、構(gòu)造原理與元素周期表2.原子核外電子排布與族的關(guān)系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；稀有氣體的價電子排布為1s2或ns2np6；過渡元素(副族和Ⅷ族)同一縱行原子的價層電子排布基本相同。價電子排布為(n－1)d1～10ns1～2，ⅢB～ⅦB族的價電子數(shù)與族序數(shù)相同，第ⅠB、ⅡB族和第Ⅷ族不相同；#0070C0#00B0F0二、構(gòu)造原理與元素周期表（1）按金屬元素與非金屬元素分區(qū)金屬與非金屬交界處元素的性質(zhì)特點：在元素周期表中位于金屬和非金屬分界線上的元素兼有金屬和非金屬的性質(zhì)，位于此處的元素（如硼、硅、鍺、砷、銻等）常被稱為半金屬或類金屬（一般可用作半導(dǎo)體材料）。3.元素周期表的分區(qū)#0070C0#00B0F0二、構(gòu)造原理與元素周期表3.元素周期表的分區(qū)（2）按電子排布分區(qū)（除ds區(qū)外,各區(qū)的名稱來自按構(gòu)造原理最后填入電子的

能級的符號）#0070C0#00B0F0二、構(gòu)造原理與元素周期表3.元素周期表的分區(qū)（3）各區(qū)元素的價電子排布特點分區(qū)n元素分布價層電子排布式元素性質(zhì)特點s區(qū)ⅠA族、ⅡA族ns1～2除H外都是活潑金屬元素p區(qū)ⅢA族～ⅦA族、0族ns2np1～6（He除外）最外層電子參與反應(yīng)d區(qū)ⅢB族（鑭系、錒系除外）～ⅦB族、Ⅷ族(n－1)d1～9ns1～2d軌道不同程度地參與化學(xué)鍵的形成ds區(qū)ⅠB族、ⅡB族(n－1)d10ns1～2金屬元素#0070C0#00B0F0二、構(gòu)造原理與元素周期表（1）為什么副族元素又稱為過渡元素？過渡元素的價層電子數(shù)跟它們的族序數(shù)有什么關(guān)

系？寫出它們的價層電子排布通式。【討論】副族元素處于s區(qū)元素（主要是金屬元素）和p區(qū)元素（主要是非金屬元素）之間，處于金屬元素向非金屬元素過渡的區(qū)域，因此，副族元素又稱為過渡元素。過渡元素價層電子數(shù)跟它們的族序數(shù)的關(guān)系是:第ⅢB族到第ⅦB族元素的價層電子數(shù)等于它們的族序數(shù)；第Ⅷ族有3列元素,其族序數(shù)等于該族的第1列元素的價層電子數(shù)；第IB族、第ⅡB族的族序數(shù)等于它們的最外層電子數(shù)。過渡元素的價層電子排布通式為（n-1)d1~10ns1~2(除鑭系和錒系)。s區(qū)有2列,d區(qū)有8列,p區(qū)有6列。#0070C0#00B0F0二、構(gòu)造原理與元素周期表（2）按照核外電子排布,可把元素周期表劃分成5個區(qū),如圖1-19所示。除ds區(qū)外,各區(qū)的

名稱來自按構(gòu)造原理最后填入電子的能級的符號。s區(qū)、d區(qū)和p區(qū)分別有幾個列?

為什么s區(qū)(除氫元素)、d區(qū)和ds區(qū)的元素都是金屬元素?s區(qū)元素的價層電子排布通式為ns1~2,d區(qū)元素的價層電子排布通式為(n-1)d1~9ns1~2，ds區(qū)元素的價層電子排布通式為(n-1)d10ns1~2，它們的最外層電子數(shù)均不超過2,在化學(xué)反應(yīng)中容易失去電子,所以s區(qū)(除H外)、d區(qū)和ds區(qū)的元素都是金屬元素。Cr的價層電子排布式為3d54s1,Cu的價層電子排布式為3d104s1,不符合構(gòu)造原理(它們的3d軌道達到半充滿或全充滿結(jié)構(gòu),是一種能量較低的穩(wěn)定結(jié)構(gòu))。此外,Mo、Ag、Au、Ru、Pd、Nb、Pt、Rh、La、Ce、Gd、Ac、Th、Pa、U、Np、Cm等的基態(tài)原子電子排布均不符合構(gòu)造原理。#0070C0#00B0F0二、構(gòu)造原理與元素周期表（3）在周期表里找出Cr和Cu的價層電子。它們的電子排布符合構(gòu)造原理嗎?此外還有哪

些元素的基態(tài)原子電子排布不符合構(gòu)造原理?（4）預(yù)言119號元素基態(tài)原子最外層電子排布;預(yù)言第八周期有多少種元素。119號元素的基態(tài)原子最外層電子排布為8s1。第八周期應(yīng)有50種元素。#0070C0#00B0F0根據(jù)原子結(jié)構(gòu)特征判斷元素在元素周期表中的位置電子排布式價電子排布式確定確定元素的分區(qū)ns12s區(qū)ⅠA：ns1ⅡA：ns2ns2np16p區(qū)ⅢA-ⅦA（外圍電子數(shù)=族序數(shù)）0族（排滿）(n-1)d10ns12ds區(qū)ⅠB：(n-1)d10ns1ⅡB：(n-1)d10ns2(n-1)d19ns12d區(qū)ⅢB-ⅦB（外圍電子數(shù)=族序數(shù)）Ⅷ二、構(gòu)造原理與元素周期表方法規(guī)律#0070C0#00B0F0練一練已知某元素基態(tài)原子的價電子排布為(n-1)dansb(a、b均為大于0的正整數(shù)),下列有關(guān)說法正確的是(

)A.該元素一定位于元素周期表中的d區(qū)B.該元素一定位于元素周期表中的ds區(qū)C.該元素的族序數(shù)為a+b

D.該元素一定為金屬元素D解析該元素基態(tài)原子的價電子排布為(n-1)dansb,該元素為過渡元素,該元素可能位于周期表中的d區(qū)或ds區(qū)。若該元素處于第ⅢB~ⅦB族,原子的價電子數(shù)等于族序數(shù),即族序數(shù)為a+b,否則不存在這一關(guān)系。#0070C0#00B0F0二、構(gòu)造原理與元素周期表4.元素的對角線規(guī)則（1）在元素周期表中，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(如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)，這種相似性被稱為“對角線規(guī)則”。#0070C0#00B0F0二、構(gòu)造原理與元素周期表4.元素的對角線規(guī)則（2）處于“對角線”位置的元素，它們的性質(zhì)具有相似性。①鋰和鎂的相似性a.鋰與鎂的沸點較為接近：實例分析元素LiNaBeMg沸點/℃1341881.424671100b.鋰和鎂在氧氣中燃燒時只生成對應(yīng)的氧化物，并且Li2O和MgO與水反應(yīng)都十

分緩慢。

。

4Li+O2

=====2Li20、2Mg+O2

=====2MgO點燃點燃#0070C0#00B0F0二、構(gòu)造原理與元素周期表c.鋰和鎂與水的反應(yīng)都十分緩慢，并且生成的氫氧化物難溶于水，附著于金屬

表面阻礙反應(yīng)的進行。d.鋰和鎂都能直接與氮氣反應(yīng)生成相應(yīng)的氮化物Li3N和Mg3N2。e.鋰和鎂的氫氧化物在加熱時，可分解為Li2O、H2O和MgO、H2O。f.在堿金屬的氟化物、碳酸鹽和磷酸鹽中，只有鋰鹽是難溶于水的，相應(yīng)的鎂

鹽也難溶于水。#0070C0#00B0F0二、構(gòu)造原理與元素周期表Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O，Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2OBe(OH)2＋2HCl===BeCl2＋2H2O，Be(