原子結(jié)構(gòu)與元素周期表 【新教材備課精研】高二化學(xué) （人教版2019選擇性必修2）

走進(jìn)奇妙的化學(xué)世界2022-2023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)原子核外的電子排布、原子軌道的能級(jí)與周期表之間有什么樣的關(guān)系？閱讀課本第18-22頁，了解能級(jí)組與元素周期表的周期之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，同一能級(jí)組和不同能級(jí)組間的能量關(guān)系。價(jià)電子的概念，主族元素和過渡元素的原子的價(jià)電子的組成，價(jià)電子的表示方法。原子核外的電子排布與周期表的周期劃分的本質(zhì)聯(lián)系，周期與量子數(shù)n的關(guān)系。

學(xué)習(xí)

目標(biāo)第1課時(shí)

原子結(jié)構(gòu)與元素周期表PART01PART02能夠從原子結(jié)構(gòu)的角度認(rèn)識(shí)元素周期表中區(qū)的劃分。熟知原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系，進(jìn)一步熟悉元素周期表的結(jié)構(gòu)。(1)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(gè)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)。一.元素周期系堿金屬原子序數(shù)周期電子排布式簡(jiǎn)化電子排布式稀有氣體電子排布式Li3210NeNa11318ArK19436KrRb37554XeCs55686Rn1s22s1[He]2s1[Ne]3s1[Ar]4s1[Kr]5s1[Xe]6s11s22s22p63s11s22s22p63s23p64s11s22s22p63s23p63d104s24p65s24d105p66s11s22s22p63s23p63d104s24p65s11s22s22p61s22s22p63s23p61s22s22p63s23p63d104s24p61s22s22p63s23p63d104s24p65s14d105p61s22s22p63s23p63d104s24p65s14d105p66s24f145d106p6一、元素周期律、元素周期系和元素周期表元素周期律元素性質(zhì)隨著元素原子的核電荷數(shù)的遞增發(fā)生周期性的遞變。元素周期系按原子核電荷數(shù)遞增排列的序列稱為元素周期系。元素周期系周期性發(fā)展就像螺殼上的螺旋。

形成原因：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)生周期性的重復(fù)。元素周期表元素周期系與元素周期表的關(guān)系問題：這張?jiān)刂芷诒硎前词裁匆?guī)律排列的？三張重要?dú)v史意義的元素周期表1913年，盧瑟福的學(xué)生、英國物理學(xué)家莫塞萊證明：原子序數(shù)=核電荷數(shù)玻爾元素周期表玻爾周期表中用方框框起原子新增加的電子是填入內(nèi)層軌道的。玻爾周期表中用直線連接前后周期相關(guān)元素（同族元素），原因它們的價(jià)電子數(shù)相等1922年，玻爾的改進(jìn)版，開始用量子力學(xué)，原子結(jié)構(gòu)解釋元素周期表。周期ⅠA01HⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAHe2LiBeBCNOFNe3NaMgⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡBAlSiPSClAr4KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr5RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe6CsBa鑭系HfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn7FrRa錒系RfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOg鑭系LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu錒系A(chǔ)cThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr維爾納長式周期表美國化學(xué)家鮑林和鮑林能級(jí)圖二.構(gòu)造原理與元素周期表每個(gè)周期元素種類與能級(jí)和電子數(shù)目的關(guān)系周期一二三四五六七能級(jí)1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p電子2262621062106214106214106元素28818183232價(jià)電子：主族元素的價(jià)電子為該元素原子的最外層電子，如堿金屬元素原子的價(jià)電子排布式為ns1。副族元素的價(jià)電子與其最外層電子和次外層電子有關(guān)，如鐵元素原子的價(jià)電子排布式為3d64s2。【易錯(cuò)提醒】對(duì)價(jià)電子的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)(1)價(jià)電子不一定是最外層電子,只有主族元素的價(jià)電子才是最外層電子。對(duì)于過渡元素還包括部分內(nèi)層電子。(2)元素的價(jià)電子數(shù)不一定等于其所在族的族序數(shù),這只對(duì)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(jià)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Ⅷ族中部分元素的價(jià)電子排布也不相同?！镜淅?】某元素的原子序數(shù)為29，回答下列問題：(1)該元素原子的電子總數(shù)是________。(2)它有________個(gè)電子層，有________個(gè)能級(jí)。(3)它的價(jià)電子排布式是________。(4)它位于第________周期第________族。(5)它有________個(gè)未成對(duì)電子?！窘馕觥俊敬鸢浮?1)29

(2)4

7

(3)3d104s1

(4)四ⅠB

(5)1【典例2】現(xiàn)有X、R、Y三種元素,其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下:(1)X原子在L層上只有一個(gè)空軌道,則X是_______________;其電子排布圖為________。

(2)R原子的3p軌道上只有一個(gè)未成對(duì)電子,則R原子可能是________。

(3)Y原子的核電荷數(shù)為33,其外圍電子排布為________,其在元素周期表中的位置是________,是屬于________區(qū)的元素。

【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn):(1)核外電子排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則。(2)電子層數(shù)=周期數(shù),主族元素的價(jià)電子數(shù)=主族序數(shù)?！窘馕觥縓原子在L層上只有一個(gè)空軌道,則其電子排布式為1s22s22p2,是碳元素,其電子排布圖為。R原子的3p軌道上只有一個(gè)未成對(duì)電子,則其原子的電子排布式為1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5,則R原子可能為Al或Cl。Y原子的核電荷數(shù)為33,根據(jù)構(gòu)造原理和核外電子排布規(guī)則可知,Y原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3,在元素周期表中位于第4周期第ⅤA族,屬于p區(qū)元素。答案:(1)C(或碳)

(2)Al或Cl(3)4s24p3第4周期第ⅤA族p【母題追問】(1)上題(1)中的元素在周期表中的哪個(gè)位置?提示:該元素為主族元素,為第2周期、第ⅣA族。(2)上題(2)題干改成“R原子的3p軌道上只有一個(gè)未成對(duì)電子且無空軌道”,則R是哪一種元素?提示:該元素為氯元素?！疽?guī)律方法】(1)原子核外電子層數(shù)決定所在周期數(shù):周期數(shù)=最大能層數(shù)(鈀除外,46Pd:[Kr]4d10,最大能層數(shù)是4,但是Pd在第五周期)。(2)外圍電子總數(shù)決定排布哪一族。如29Cu:3d104s1,10+1=11,尾數(shù)是1且有d軌道,所以是ⅠB族。(3)每周期起始元素和結(jié)束元素的價(jià)電子排布為ns1和ns2np6(第一周期為1s2)?！镜淅?】完成下列小題。(1)填表:原子電子排布式族周期區(qū)①1s22s22p63s2②[Kr]4d105s25p2③[Ar]3d14s2④[Ar]3d104s1(2)某元素原子共有3個(gè)價(jià)電子,其中一個(gè)價(jià)電子位于第三能層d軌道,試回答:①該元素核外電子排布式為________,價(jià)電子的電子排布圖為________。

②該元素的原子序數(shù)為________,元素符號(hào)為________,在周期表中的位置為________,該元素是________(填“金屬”或“非金屬”)元素,最高正化合價(jià)為________價(jià)。

【解題指南】解答本題需要注意理解以下三個(gè)方面:(1)根據(jù)電子排布式或簡(jiǎn)化電子排布式判斷元素所在周期或族。(2)根據(jù)元素原子最后一個(gè)電子排入的軌道判斷元素所在的區(qū)。(3)金屬元素和非金屬元素在元素周期表中的分布。【解析】(1)①最后一個(gè)電子填充在s軌道,屬于s區(qū)元素,為主族元素。族序數(shù)=ns電子數(shù),即為2,在第三周期第ⅡA族。②最后一個(gè)電子填充在p軌道,屬于p區(qū)元素,為主族元素。族序數(shù)=ns+np電子數(shù),即2+2=4,在第五周期第ⅣA族。③最后一個(gè)電子填充在d軌道,且小于10,屬于d區(qū)元素,為副族元素。族序數(shù)=(n-1)d+ns電子數(shù),即1+2=3,在第四周期第ⅢB族。④最后一個(gè)電子填充在d軌道,且等于10,屬于ds區(qū)元素,為副族元素。族序數(shù)=ns電子數(shù),即為1,在第四周期第ⅠB族。(2)由構(gòu)造原理知E(4s)<E(3d),故3d上有一個(gè)電子時(shí),4s上有2個(gè)電子,故其電子排布式為1s22s22p63s23p63d14s2,為21號(hào)金屬元素Sc。答案:(1)①ⅡA三s②ⅣA五p③ⅢB四d④ⅠB四ds

(2)①1s22s22p63s23p63d14s2②21

Sc第四周期第ⅢB族金屬+3