1.2.1 原子结构与元素周期表 -2023-2024学年高二化学同步教学讲与练（人教版2019选择性必修2）

第一章 原子结构与性质 第二节 原子结构与元素性质 第1课时 原子结构与元素周期表 课程标准 核心素养目标 1.知道元素周期表中分区、周期和族的元素原子核外电子排布特征。 2.能从原子价层电子数目和价层电子排布的角度解释元素周期表的分区、周期和族的划分。 3.能列举元素周期表的应用。 1．宏观辨识和微观探析：通过学习原子结构与元素性质的关系，培养学生“宏观辨识和微观探析”的学科素养。 2．科学探究与科学精神：通过认识周期表的研究过程，培养学生“科学探究与科学精神”的学科素养。 一、元素周期系 1．含义 元素按其原子 递增排列的序列，称为元素周期系。元素周期表是呈现元素周期系的表格。 2．元素周期系的形成 (1)每一周期从 元素开始到 元素结束，最外层电子排布从 递增到 (第一周期除外)，但元素周期系的周期不是单调的，每一周期里元素的数目不总是一样多。 (2)元素形成周期系的根本原因是元素的原子核外电子排布发生 的重复。 (3)根据构造原理得出的核外电子排布，可以解释元素周期系的基本结构。例如，第一周期从 开始，以 结束；其余各周期总是从 能级开始，以 能级结束，其间递增的核电荷数(或电子数)就等于每个周期里的元素数。 1s 2s→2p 3s→3p 4s→3d →4p 5s→ 4d→5p 6s→4f→ 5d→6p 7s→5f→ 6d→7p 周期 一 二 三 四 五 六 七 元素数 2 8 8 18 18 32 32 (4)元素周期表中，同族元素价层电子数相同，这是同族元素性质相似的结构基础。 二、元素周期表的分区 1．元素周期表的结构 2．核外电子排布与族的关系 (1)价层电子 主族元素的价层电子为该元素原子的 电子。如碱金属元素原子的价层电子排布为 。副族元素的价层电子与其最外层电子和次外层电子有关(镧系、锕系元素还与次次外层的f电子有关)。如铁元素的价层电子排布式为 。 (2)主族元素 主族元素的族序数＝原子的 。同主族元素原子的价层电子排布相同，价层电子全部排布在ns或nsnp能级上(如表所示)。 主族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价层电子构型 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 当主族元素原子的价层电子全部失去或偏离时，表现出该元素的最高正价(O、F除外)。 (3)稀有气体元素的价层电子排布为 (He为1s2)。 (4)过渡元素(副族和第Ⅷ族)同一纵列原子的价层电子排布基本相同(如表所示)。 族序数 ⅢB ⅣB …… ⅦB 价层电子构型 (n－1)d1ns2 (n－1)d2ns2 …… (n－1)d5ns2 族序数 Ⅷ ⅠB ⅡB 价层电子构型 (n－1)d6～8ns2 (n－1)d10ns1 (n－1)d10ns2 第ⅢB族～ⅦB族可失去ns和(n－1)d能级上的全部电子，所以，最高正价数＝ 。 第Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的部分(n－1)d电子，其最高正价一般低于族序数(8)，只有Ru和Os可表现出＋8价。 第ⅠB族可失去ns电子和部分(n－1)d电子，所以第ⅠB族的族数<最高正价，第ⅡB族只失去ns2电子，第ⅡB族的族序数＝其 价。 3．元素周期表的分区 (1)根据核外电子的排布分区 按核外电子排布和构造原理最后填入电子的能级符号，可将元素周期表分为s、p、d、f 4个区，而第ⅠB、第ⅡB族这2个纵列的元素的核外电子因先填满了 能级而后再填充 能级而得名 区。5个区的位置关系如图所示。 （2）各区元素的特点 包括的元素 价层电子排布 化学性质 s区 第ⅠA、ⅡA族 ns1～2(最后的电子填在ns上) 除氢外，都是活泼金属元素(碱金属和碱土金属元素) p区 第ⅢA～ⅦA族、0族 ns2np1～6(最后的电子填在np上) 随着最外层电子数目的增加，非金属性增强，金属性减弱 d区 第ⅢB～ⅦB、Ⅷ族 (n－1)d1～9ns1～2[最后的电子填在(n－1)d上] 均为过渡金属，由于d轨道都未充满电子，因此d轨道可以不同程度地参与化学键的形成 ds区 第ⅠB、ⅡB族 (n－1)d10ns1～2[(n－1)d全充满] 均为过渡金属，d轨道已充满电子，因此d轨道一般不再参与化学键的形成 f区 镧系、锕系 (n－2)f0～14 (n－1)d0～2ns2 镧系