魯科版高中化學(xué)選擇性必修2第1章第2節(jié)第2課時(shí)核外電子排布與元素周期表基礎(chǔ)課課件

第2課時(shí)核外電子排布與元素周期表(基礎(chǔ)課)第1章原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)第2節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表素養(yǎng)目標(biāo)1．通過(guò)了解同周期、同族的元素原子核外電子排布特征，認(rèn)識(shí)元素周期表中分區(qū)、周期和族的劃分依據(jù)。2．了解元素周期表的應(yīng)用價(jià)值。能根據(jù)元素周期表與核外電子排布變化規(guī)律的認(rèn)知模型，解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。舊知回顧1．元素周期表的編排原則(1)橫行：把電子層數(shù)相同的元素，按原子序數(shù)遞增的順序，從左至右排成的橫行，稱(chēng)為周期。7個(gè)橫行分別稱(chēng)為7個(gè)周期。(2)縱列：把最外層電子數(shù)相同的元素，按電子層數(shù)遞增的順序，從上至下排成的縱列，稱(chēng)為族。共18列，分為16個(gè)族。舊知回顧2．周期(1)特點(diǎn)：每一周期中元素的電子層數(shù)相同，即周期序數(shù)＝電子層數(shù)。(2)分類(lèi)：短周期和長(zhǎng)周期。3．族(1)主族：共7個(gè)，主族的序數(shù)＝最外層電子數(shù)。(2)Ⅷ族：占據(jù)元素周期表的第8、9、10共3個(gè)縱列。(3)0族：在元素周期表的第18縱列。必備知識(shí)自主預(yù)習(xí)一、核外電子排布與周期的劃分1．近似能級(jí)圖與周期2．原子核外電子排布與元素周期表中周期劃分的本質(zhì)聯(lián)系3．周期數(shù)與電子層數(shù)的關(guān)系周期數(shù)＝最外層電子所在軌道所處的

。電子層數(shù)判一判

(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)周期數(shù)＝電子層數(shù)＝對(duì)應(yīng)能級(jí)組數(shù)。 (

)(2)同一能級(jí)組內(nèi)能級(jí)之間的能量差較小，而相鄰能級(jí)組之間的能量差較大。 (

)√√二、核外電子排布與族的劃分1．劃分依據(jù)族的劃分與原子的價(jià)電子____和價(jià)電子____密切相關(guān)。2．特點(diǎn)一般來(lái)說(shuō)，同族元素原子的價(jià)電子數(shù)目____。數(shù)目排布相同3．規(guī)律(3)稀有氣體→最外層電子排布：ns2np6(He除外)。4．核外電子排布與元素周期表的分區(qū)(1)元素周期表的分區(qū)(2)分區(qū)與價(jià)電子排布的關(guān)系分區(qū)元素分布價(jià)電子排布s區(qū)ⅠA族、ⅡA族ns1～2p區(qū)ⅢA～ⅦA族，0族ns2np1～6(He除外)d區(qū)ⅢB～ⅦB族(鑭系、錒系除外)，Ⅷ族(n－1)d1～9ns1～2(Pd除外)ds區(qū)ⅠB族、ⅡB族(n－1)d10ns1～2f區(qū)鑭系、錒系(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2想一想最活潑的金屬元素、最活潑的非金屬元素、常溫下呈液態(tài)的金屬(價(jià)電子排布為5d106s2)元素分別位于元素周期表中的哪個(gè)分區(qū)？提示：最活潑的金屬元素在ⅠA族，s區(qū)；最活潑的非金屬元素(是氟)在ⅦA族，p區(qū)；汞的價(jià)電子排布為5d106s2，在ⅡB族，ds區(qū)。5．元素化合價(jià)與價(jià)電子排布的關(guān)系(1)除Ⅷ族、ⅠB族的某些元素和0族元素外，元素的最高化合價(jià)等于__________序數(shù)。(2)非金屬元素的最高正化合價(jià)和它的最低負(fù)化合價(jià)的絕對(duì)值之和等于__(H、O、F除外)。(3)稀有氣體元素原子的電子層結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此稀有氣體元素的化合價(jià)在通常情況下為_(kāi)_。它所在族的80判一判

(正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”)(1)主族序數(shù)＝該元素原子價(jià)電子數(shù)。 (

)(2)同一副族不同元素原子價(jià)電子排布完全相同。 (

)(3)元素周期表中的d區(qū)全部是金屬元素。 (

)(4)最外層電子排布式為ns2的基態(tài)原子所對(duì)應(yīng)元素一定位于ⅡA族。 (

)√×√×關(guān)鍵能力情境探究[問(wèn)題探究]1．從核外電子排布角度分析，為什么同屬長(zhǎng)周期的4、5、6、7周期所包含的元素種類(lèi)數(shù)為18、18、32、32。探究核外電子排布與周期、族的關(guān)系提示：第4、5周期元素包含的能級(jí)為ns、np、(n－1)d，共有9個(gè)原子軌道，最多容納18個(gè)電子，對(duì)應(yīng)兩周期中各有18種元素；而第6、7周期所含的能級(jí)除ns、np、(n－1)d外，還有(n－2)f，故多出7個(gè)原子軌道，14個(gè)電子，對(duì)應(yīng)多出的14種元素，共32種元素。2．試分析21號(hào)元素Sc所在的周期。提示：21號(hào)元素Sc的價(jià)電子排布式為3d14s2，雖然電子先排在4s軌道，后排在3d軌道，但Sc元素原子的最外層電子排布在4s軌道上，4s電子的電子層數(shù)是4，故Sc元素位于第4周期。[歸納總結(jié)]1．核外電子排布與周期的劃分(1)每一周期元素原子的價(jià)電子排布和元素種數(shù)的關(guān)系周期價(jià)電子排布對(duì)應(yīng)能級(jí)組元素種數(shù)ⅠA族0族最外層最多容納電子數(shù)11s11s221s222s12s22p682s、2p8周期價(jià)電子排布對(duì)應(yīng)能級(jí)組元素種數(shù)ⅠA族0族最外層最多容納電子數(shù)33s13s23p683s、3p844s14s24p684s、3d、4p1855s15s25p685s、4d、5p18周期價(jià)電子排布對(duì)應(yīng)能級(jí)組元素種數(shù)ⅠA族0族最外層最多容納電子數(shù)66s16s26p686s、4f、5d、6p3277s1－87s、5f、6d、7p32(2)核外電子排布與周期劃分的關(guān)系①能級(jí)組中n的最大值等于周期數(shù)。②能級(jí)組中最多容納的電子數(shù)等于該周期所容納的元素種數(shù)。2．各族價(jià)電子排布特點(diǎn)(1)價(jià)電子排布與族序數(shù)之間的關(guān)系族序數(shù)價(jià)電子排布關(guān)系ⅠA、ⅡAns1～2(除1s2)族序數(shù)＝最外層電子數(shù)＝價(jià)電子數(shù)ⅢA～ⅦAns2np1～50族1s2、ns2np6價(jià)電子數(shù)＝2(He)或8ⅠB、ⅡB(n－1)d10ns1～2族序數(shù)＝ns的電子數(shù)族序數(shù)價(jià)電子排布關(guān)系ⅢB～ⅦB(n－1)d1～5ns1～2族序數(shù)＝價(jià)電子數(shù)Ⅷ族(除Pd、Pt)(n－1)d6～8ns1～2價(jià)電子總數(shù)＝8、9、10鑭系、錒系(ⅢB)(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2—(2)有關(guān)規(guī)律①主族元素的最外層電子數(shù)，即價(jià)電子數(shù)，為其族序數(shù)；②副族元素中ⅢB～ⅦB族元素價(jià)電子數(shù)為其族序數(shù)；③稀有氣體單獨(dú)列為0族。[能力達(dá)成]1．下列是某些元素基態(tài)原子的電子排布式，其中表示第3周期元素原子的是(

)A．1s22s1

B．1s22s22p5C．1s22s22p63s2 D．1s22s22p63s23p64s1C

[A項(xiàng)表示第2周期元素原子；B項(xiàng)表示第2周期元素原子；C項(xiàng)表示第3周期元素原子；D項(xiàng)表示第4周期元素原子。]√2．(雙選)已知元素原子的下列結(jié)構(gòu)或性質(zhì)，能確定其在周期表中位置的是(

)A．某元素原子的最外層電子層軌道表示式為B．某元素在某種化合物中的化合價(jià)為＋4價(jià)C．某元素原子的最外層電子數(shù)為6D．某元素原子的價(jià)電子排布式為5s25p1√√AD

[A項(xiàng)，該元素為Ne，在第2周期0族；B項(xiàng)，SO2中S元素為＋4價(jià)，CO2中C元素為＋4價(jià)；C項(xiàng)，只能確定該元素在第幾族，不能確定在第幾周期。]3．(1)基態(tài)砷原子的最外層電子排布式是4s24p3，在元素周期表中，砷元素位于第________周期________族；最高價(jià)氧化物的化學(xué)式為_(kāi)_________，砷酸鈉的化學(xué)式是___________。(2)已知下列元素在周期表中的位置，寫(xiě)出它們價(jià)電子排布式和元素符號(hào)：①第4周期ⅣB族__________、____________；②第5周期ⅦA族____________、______________。4ⅤA

As2O5Na3AsO43d24s2Ti5s25p5I[解析]

(1)基態(tài)砷原子的最外層電子排布式是4s24p3，可知砷原子有4個(gè)電子層，價(jià)電子數(shù)為5，由電子層數(shù)＝周期數(shù)可知，砷元素在第4周期，由主族序數(shù)＝價(jià)電子數(shù)＝最高正價(jià)可知，砷元素位于ⅤA族，最高價(jià)氧化物為As2O5，砷酸鈉的化學(xué)式為Na3AsO4。(2)根據(jù)元素在周期表中的位置與核外電子排布的關(guān)系分析。[情境探究]礦泉水按特征組分主要分為九大類(lèi)：①偏硅酸礦泉水；②鍶礦泉水；③鋅礦泉水；④鋰礦泉水；⑤硒礦泉水；⑥溴礦泉水；⑦碘礦泉水；⑧碳酸礦泉水；⑨鹽類(lèi)礦泉水。界限指標(biāo)包括鋰、鍶、鋅、硒、溴化物、碘化物、偏硅酸、游離二氧化碳和溶解性總固體，礦泉水中必須有一項(xiàng)或一項(xiàng)以上達(dá)到界限指標(biāo)的要求，其要求含量分別為(單位：mg·L-1)鋰、鋅、碘化物均≥0.2，硒≥0.01，溴化物≥1.0，偏硅酸≥25，游離二氧化碳≥250和溶解性總固體≥1000。探究元素周期表的分區(qū)與價(jià)電子排布的關(guān)系1．填寫(xiě)下表中元素的價(jià)電子排布式及分區(qū)。元素名稱(chēng)價(jià)電子排布式分區(qū)硅

鍶

鋰

硒

溴

碘

碳

提示：元素名稱(chēng)價(jià)電子排布式分區(qū)硅3s23p2p鍶5s2s鋰2s1s硒4s24p4p溴4s24p5p碘5s25p5p碳2s22p2p2．從上表中可看出，元素周期表分區(qū)的依據(jù)是什么？提示：最后填入電子的軌道能級(jí)符號(hào)作為該區(qū)的符號(hào)。[歸納總結(jié)]各區(qū)元素化學(xué)性質(zhì)及原子價(jià)電子排布特點(diǎn)

包括的元素價(jià)電子排布化學(xué)性質(zhì)s區(qū)ⅠA、ⅡA族ns1～2(最后的電子填在ns上)除氫外，都是活潑金屬元素(堿金屬和堿土金屬)p區(qū)ⅢA～ⅦA、0族ns2np1～6(除氦外，最后的電子填在np上)最外層電子參與反應(yīng)，隨著最外層電子數(shù)目的增加，非金屬性增強(qiáng)，金屬性減弱(0族除外)包括的元素價(jià)電子排布化學(xué)性質(zhì)d區(qū)ⅢB～ⅦB(鑭系、錒系除外)、Ⅷ族(Pd除外)(n－1)d1～9ns1～2[最后的電子填在(n－1)d上]均為過(guò)渡金屬，由于d軌道都未充滿(mǎn)電子，因此d軌道上的電子可以不同程度參與化學(xué)鍵的形成

包括的元素價(jià)電子排布化學(xué)性質(zhì)ds區(qū)ⅠB、ⅡB族(n－1)d10ns1～2[(n－1)d全充滿(mǎn)]均為過(guò)渡金屬，d軌道已充滿(mǎn)電子，因此d軌道上的電子一般不再參與化學(xué)鍵的形成f區(qū)鑭系、錒系(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2鑭系元素的化學(xué)性質(zhì)非常相近；錒系元素的化學(xué)性質(zhì)也非常相近方法技巧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)(Ⅷ族部分元素除外)。[能力達(dá)成]1．已知某元素＋3價(jià)離子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，則該元素在元素周期表中的位置是(

)A．第3周期Ⅷ族，p區(qū)B．第3周期ⅤB族，ds區(qū)C．第4周期Ⅷ族，d區(qū)D．第4周期ⅤB族，f區(qū)C

[該＋3價(jià)離子的核外有23個(gè)電子，則基態(tài)原子核外有26個(gè)電子，26號(hào)元素是Fe，其位于第4周期Ⅷ族，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，位于d區(qū)。]√2．(雙選)關(guān)于元素周期表中元素的分區(qū)，下列說(shuō)法正確的是(

)A．元素周期表的s區(qū)元素全部是金屬元素B．元素周期表的d區(qū)包含所有的過(guò)渡元素C．過(guò)渡元素包括d區(qū)、f區(qū)、ds區(qū)的元素D．ds區(qū)元素都是副族元素√√3．已知元素周期表中共有18個(gè)縱列，如圖實(shí)線(xiàn)表示元素周期表的邊界。按核外電子排布，可把元素周期表里的元素劃分為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(chēng)來(lái)自按構(gòu)造原理最后填入電子的能級(jí)的符號(hào)。(1)請(qǐng)?jiān)谏蠄D中用實(shí)線(xiàn)畫(huà)出s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)的邊界線(xiàn)，并分別用陰影

和

表示d區(qū)和ds區(qū)。(2)有的同學(xué)受這種劃分的啟發(fā)，認(rèn)為d區(qū)內(nèi)第6、7縱列的部分元素可以排在另一區(qū)，你認(rèn)為應(yīng)排在________區(qū)。(3)請(qǐng)?jiān)谏鲜鲈刂芷诒碇杏迷胤?hào)標(biāo)出4s軌道處于半充滿(mǎn)狀態(tài)的元素。見(jiàn)圖

ds見(jiàn)圖[解析]對(duì)于24號(hào)元素，其核外價(jià)電子排布根據(jù)構(gòu)造原理應(yīng)該是3d44s2，而實(shí)際上是3d54s1，原因是能量相同的軌道處于全空、全充滿(mǎn)和半充滿(mǎn)狀態(tài)時(shí)能量較低，而29號(hào)元素也正是因?yàn)檫@一點(diǎn)排成3d104s1，而不是3d94s2，故將29號(hào)、30號(hào)元素所在縱列歸為ds區(qū)。所以有的同學(xué)認(rèn)為d區(qū)內(nèi)第6、7縱列的部分元素可以排在ds區(qū)是有道理的。[教材鏈接][教材拓展視野]在研究原子核外電子排布與元素周期表的關(guān)系時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)價(jià)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(gè)區(qū)，并以最后填入電子的軌道能級(jí)符號(hào)作為該區(qū)的符號(hào)，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(jià)電子的電子云形狀為_(kāi)_______。(2)在d區(qū)中，族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素，常見(jiàn)離子的電子排布式為_(kāi)_____________________________________________，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)最小的元素基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為_(kāi)___________。球形Fe2+：1s22s22p63s23p63d6，F(xiàn)e3+：1s22s22p63s23p63d5Fe3+3d104s2(4)在p區(qū)中，第2周期ⅤA族元素基態(tài)原子價(jià)電子軌道表示式為_(kāi)_______________________。(5)當(dāng)今常用于核能開(kāi)發(fā)的元素是鈾和钚，它們?cè)赺_______區(qū)中。f[解析]

(1)s區(qū)為ⅠA族、ⅡA族，符合條件的元素為Be，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s2，價(jià)電子的電子云形狀為球形。(2)d區(qū)族序數(shù)最大且原子序數(shù)最小的為Fe，常見(jiàn)離子為Fe2+、Fe3+，電子排布式分別為1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5，由離子的電子排布式可知Fe3+的3d軌道半充滿(mǎn)，其穩(wěn)定性強(qiáng)于Fe2+。(3)ds區(qū)符合條件的為Zn，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2，價(jià)電子排布式為3d104s2。(4)該題中符合題意的為N，基態(tài)原子價(jià)電子軌道表示式為

。(5)鈾和钚均為錒系元素，位于f區(qū)。學(xué)習(xí)效果隨堂評(píng)估1．(雙選)下列敘述正確的是(

)A．所有的非金屬元素都在p區(qū)B．價(jià)電子排布式為4s24p3的元素位于第4周期ⅤA族，是p區(qū)元素C．2p和3p軌道電子云圖空間取向相同，能量不相等D．基態(tài)氮原子的最外層電子軌道表示式為243題號(hào)1√√BC

[s區(qū)還有氫元素，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)價(jià)電子排布式4s24p3可知，該元素共有四個(gè)電子層，位于第4周期，最外層有5個(gè)電子，位于ⅤA族，在周期表中位于p區(qū)，B項(xiàng)正確；2p和3p軌道電子云圖空間取向相同，離原子核越遠(yuǎn)，能量越高，因此2p軌道能量小于3p軌道能量，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)所給基態(tài)氮原子的最外層電子軌道表示式違背了洪特規(guī)則，正確的最外層電子軌道表示式為

，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]243題號(hào)12．已知某些元素在元素周期表中的位置如圖所示。23題號(hào)14下列說(shuō)法正確的是(

)A．表中五種元素位于5個(gè)不同的區(qū)B．元素5的原子結(jié)構(gòu)示意圖為

，其屬于金屬元素C．元素1、2、3的基態(tài)原子中，未成對(duì)電子數(shù)之比為1∶3∶4D．元素4的基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為3d104s2，與它具有相同最外層電子數(shù)的元素只可能處于ds區(qū)23題號(hào)14√B

[根據(jù)元素在周期表中的位置可知：1為H元素，2為O元素，3為Fe元素，4為Zn元素，5為Ge元素。H元素基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為1s1，O元素基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為2s22p4，F(xiàn)e元素基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為3d64s2，Zn元素基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為3d104s2，Ge元素基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為4s24p2，分別屬于s、p、d、ds、p區(qū)，共4個(gè)不同的區(qū)，A錯(cuò)誤；元素5為Ge元素，原子序數(shù)為32，分布在4個(gè)電子層上，電子數(shù)分別為2、8、23題號(hào)1418、4，原子結(jié)構(gòu)示意圖為

，屬于金屬元素，B正確；元素1、2、3的基態(tài)原子價(jià)電子排布式分別為1s1、2s22p4、3d64s2，未成對(duì)電子數(shù)之比為1∶2∶4，C錯(cuò)誤；元素4為Zn的最外層電子數(shù)為2，最外層電子數(shù)為2的元素有He等，所以最外層電子數(shù)為2的元素可能處于s區(qū)，D錯(cuò)誤。]23題號(hào)143．(雙選)元素X、Y、Z在元素周期表中的相對(duì)位置如圖所示。已知Y元素基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為nsn-1npn+1，則下列說(shuō)法不正確的是(

)A．Y元素基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為4s24p4B．Y元素在周期表中的第3周期ⅥA族C．X元素所在周期中所含非金屬元素最多D．Z元素基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23