1.2原子结构与元素的性质-2023-2024学年高二化学同步教学讲义（人教版2019选择性必修2）

第二节 原子结构与元素的性质 知识解读·必须会 知识点一 原子结构与元素周期表 1.元素周期律、元素周期系和元素周期表 （1）原子序数：按相对原子质量从小到大的顺序将元素排列起来，得到一个元素序列，并从最轻的元素氢开始进行编号，称为原子序数。 （2）元素周期律：元素的性质随着原子序数递增发生周期性的重复。 （3）元素周期系：元素按其原子核电荷数递增排列的序列。 2.构造原理与元素周期表 （1）周期元素种数的确定 周期 对应的能级组 元素种数 起止元素的原子序数及电子排布式 一 1s 2 二 2s、2p 8 三 3s、3p 8 四 4s、3d、4p 18 五 5s、4d、5p 18 六 6s、4f、5d、6p 32 （2）根据构造原理得到的核外电子排布，可以解释元素周期系的基本结构。 ①第一周期从1s1开始，以1s2结束，只有两种元素； ②其余各周期总是从ns能级开始，以np能级结束； ③而从开始能级到结束能级递增的核电荷数（或电子数）就等于每个周期里的元素数目。 3.元素周期表的结构 元素周期表 （1）每个周期开头第一个元素的最外层电子的排布式的通式为ns1，结尾元素的最外层电子的排布式的通式为ns²np6，但第一周期中He的最外层电子的排布式为1s2。因为第一周期元素只有一个1s能级，其结尾元素的电子排布式为1s，跟其他周期的结尾元素的电子排布式不同。 （2）同列元素的价电子数相等（第Ⅲ族有3列，第ⅢB族包括镧系和铜系，情况较复杂）；一般情况下，各族元素的特征电子构型（价层电子排布）相同（副族、第Ⅲ族有例外），元素及化合物的性质相似。主族元素：主族序数=最外层电子数=最高正化合价=价电子数（O、F除外）。 （3）元素周期表中非金属主要集中在右上角的三角区内，是因为在同一周期元素原子的最外层电子数是递增的，所以最外层电子数较多的非金属排在靠右；其次随着电子层数的增多，元素的金属性增强，故非金属元素成斜三角形集中在右上角。 4.原子结构与元素的分区 （1）按核外电子排布分区 ①按核外电子排布式中最后填入电子的能级的符号可将元素周期表分为s、p、d、f4个区，第IB、ⅡB族这2个纵列的元素的核外电子可理解为先填满了（n-1）d能级而后再填充ns能级，因而得名ds区。 各区元素在元素周期表中的位置如下图所示。 ②各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点 分区 元素分布 价电子排布 元素性质特点 s区 ⅠA、 ⅡA族 ns1～2 除氢外都是活泼金属元素；通常是最外层电子参与反应 p区 ⅢA族～ ⅦA族、0族 ns2np1～6 (除He外) 通常是最外层电子参与反应 d区 ⅢB族～ⅦB族、 Ⅷ族(除镧系锕系外) (n－1)d1～9ns1～2 (Pd除外) d轨道可以不同程度地参与化学键的形成 ds区 ⅠB族、ⅡB族 (n－1)d10ns1～2 金属元素 f区 镧系、锕系 (n－2)f0～14 (n－1)d0～2ns2 镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近 （2）根据元素的金属性和非金属性分区 金属元素和非金属元素的分界线为沿B、Si、As、Te、At与Al、Ge、Sb、Po之间所画的一条连线，非金属性较强的元素处于元素周期表的右上角位置，金属性较强的元素处于元素周期表的左下角位置。 在元素周期表中位于金属和非金属交界处的元素兼有金属和非金属的性质，位于此处的金属称为两性金属（如Be、Al）；位于此处的非金属称为准金属或半金属（有较强的还原性，一般可用作半导体材料）。 5.对角线规则及其应用 （1）概念 在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素（如图所示）的有些性质是相似的，这种相似性被称为对角线规则。 （2）实例分析 ①锂和镁的相似性 a．锂与镁的沸点较为接近： 元素 Li Na Be Mg 沸点/℃ 1 341 881.4 2 467 1 100 b.锂和镁在氧气中燃烧时只生成对应的氧化物，并且Li2O和MgO与水反应都十分缓慢。 4Li＋O22Li2O、2Mg＋O22MgO。 c．锂和镁与水的反应都十分缓慢，并且生成的氢氧化物难溶于水，附着于金属表面阻碍反应的进行。 d．锂和镁都能直接与氮气反应生成相应的氮化物Li3N和Mg3N2。 e．锂和镁的氢氧化物在加热时，可分解为Li2O、H2O和MgO、H2O。 f．在碱金属的氟化物、碳酸盐和磷酸盐中，只有锂盐是难溶于水的，相应的镁盐也难溶于水。 ②铝、铍的相似性 a.铍和铝都可与酸、碱反应放出氢气，并且铍在浓硝酸中也发生钝化。 物质类别 物质 与酸反应 与碱反应 单质 铝 2Al + 6HCl=2A