1.2.1　原子结构与元素周期表 讲义 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

原子结构与元素周期表 学习目标　1.知道元素周期表中的分区、周期和族及元素原子核外电子排布特征,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。2.了解元素周期律(表)的应用价值,能列举元素周期律(表)的应用。3.通过原子价层电子排布特点与各区元素化学性质关系的学习,学会运用模型解释现象的本质和规律。 一、原子结构与元素周期表 (一)知识梳理 1.元素周期律、元素周期系和元素周期表 (1)概念 名称 内涵 元素周期律 元素性质随着　　　　　　的递增发生　　　　　　　　  元素周期系 元素按其　　　　　　　递增排列的序列  元素周期表 呈现元素周期系的表格。元素周期系只有一个,元素周期表多种多样 (2)元素周期律实质 元素性质的周期性变化是元素原子的　　　　　　　　周期性变化的必然结果。  (3)元素周期系的形成 2.核外电子排布与周期的划分 (1)电子排布与周期划分的本质联系 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。  (2)规律 ①每一周期对应一个能级组。 ②周期序数=能级组中最大能层序数。 ③本周期包含的元素种数=对应能级组所含原子轨道数的2倍=对应能级组最多容纳的电子数。 (3)现行元素周期表共分为7个周期 3.核外电子排布与族的划分 划分依据 取决于原子的价层电子数目和价层电子排布 特点 同族元素的价层电子数目相同和价层电子排布相似 规律 ①主族元素,同主族元素原子的价层电子排布相似,价层电子全部排布在ns或ns、np轨道上。价层电子数与族序数相同 ③稀有气体元素:价层电子排布为ns2np6(He除外) (二)问题探究 问题1　价层电子数跟它们的族序数有什么关系?写出它们的价层电子排布通式。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 问题2　主族元素的原子结构与元素在周期表中的位置有什么关系? 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 【探究归纳】　对价层电子认识的误区 (1)价层电子不一定是最外层电子,只有主族元素原子的价层电子才是最外层电子。过渡元素原子的价层电子还包括部分内层电子。 (2)元素原子的价层电子数不一定等于其族序数。 (3)同族元素原子的价层电子数不一定相同,如过渡元素中的镧系元素原子和锕系元素原子的价层电子数就不相同,第Ⅷ族中部分元素原子的价层电子数也不相同。 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.下列说法错误的是 (　　) A.元素周期律揭示元素性质随原子核电荷数递增而呈现周期性变化的规律 B.元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系 C.元素周期表是元素周期律的具体表现形式 D.元素周期表和元素周期系均有多种形式 2.下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是 (　　) A.第ⅡA族基态原子最外层电子排布均为ns2 B.第三、四周期同主族元素的原子序数均相差8 C.第四周期第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数相差11 D.除第一周期外,其余各周期的原子核外电子排布总是从 ns 开始,以np结束 3.原子序数小于36的某原子最外层电子排布式为ns1,则该原子在元素周期表中不可能位于 (　　) A.第ⅠA族 B.第ⅥB族 C.第Ⅷ族 D.第ⅠB族 4.某元素基态原子的价电子排布为3d74s2,该元素在周期表中的位置是 (　　) A.第四周期第ⅦA族 B.第四周期第ⅡB族 C.第四周期第ⅦB族 D.第四周期第Ⅷ族 【题后归纳】 由元素的价层电子排布判断其在周期表中的位置的规律 价层电子排布 x或y的取值 周期表中位置 nsx x=1,2 第n周期第xA族(说明:书写时,x、y应换成相应的罗马字母表示,下同)(He除外) ns2npx x=1,2,3,4,5 第n周期第(2+x)A族 x=6 第n周期第0族 (n-1)dxnsy x+y≤7 第n周期第(x+y)B族 7<x+y≤10 第n周期第Ⅷ族 (n-1)d10nsx x=1,2 第n周期第xB族 二、元素周期表的分区 1.根据核外电子排布分区 (1)分区 按构造原理中最后填入电子的能级符号可将元素周期表(第ⅠB族、第ⅡB族除外)分为s、p、d、f 4个区,而第ⅠB族、第ⅡB族这2个纵列的元素原子的核外电子,因先填充满(n-1)d能级,而后再填充ns能级而得名ds区。 (2)各区价层电子排布特点 分区 元素位置 价层电子排布 s区 ⅠA、ⅡA ns1~2 p区 ⅢA~ⅦA族及0族 ns2np1~6(He除外) d区 ⅢB~ⅦB及Ⅷ族 (n-1)d1~9ns1~2(钯除外) ds区 ⅠB、ⅡB (n-1)d10ns1~2 f区 镧系及锕系元素 (n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2 (3)根据原子结构确定元素分区的思路 电子排布式价层电子排布式 2.根据元素的金属性和非金属性分区 (1)金属元素、非金属元素在元素周期表中的位置 沿着元素周期表中画一条线,线的左边是金属元素(氢除外)线的右边是非金属元素。非金属元素主要集中在元素周期表右上角的三角区内(如图所示)。 (2)金属与非金属交界处元素的性质特点 在元素周期表中位于金属和非金属分界线上的元素兼有金属和非金属的性质,位于此处的元素(如硼、硅、锗、砷、锑等)常被称为半金属或类金属(一般可用作半导体材料)。 3.对角线规则 (1)在元素周期表中,某些主族元素与其右下方的主族元素(如图)的有些性质是相似的,这种相似性被称为对角线规则。 (2)处于“对角线”位置的元素,它们的性质具有相似性。 (3)实例分析: 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.锂和镁都能直接与氮气反应生成相应的氮化物Li3N和Mg3N2。 d.锂和镁的氢氧化物在高温时,可分解为Li2O、H2O和MgO、H2O。 e.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。 　　　　　　　　　　　　　　　　 1.下列几种元素中位于周期表p区的是 (　　) A.Ne B.H C.Mn D.Cu 2.下列说法正确的是 (　　) A.2p、3p、4p能级的轨道数依次增多 B.所有非金属元素都分布在p区 C.最外层电子数为2的元素都分布在s区 D.元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族的10个纵列的元素都是金属元素 3.(2023·宁波慈溪期末)按照核外电子排布,可把元素周期表划分为5个区。下列元素中,与其他元素不处在同一个区的是 (　　) A.Ne B.Al C.Pb D.Cu 4.(2023·阜阳一中月考改编)镁、锂在元素周期表中具有特殊“对角线”关系,它们的性质相似。下列有关锂的性质的叙述正确的是 (　　) A.Li在氧气中燃烧生成Li2O2 B.Li与N2反应生成Li3N C.Li2CO3易溶于水 D.Li2CO3受热很难分解 原子结构与元素周期表 一、 (一)1.(1)原子序数　周期性的变化　原子序数　(2)核外电子排布　2.(1)2　8　8　18　18　1s1　1s2　ns　np　(3)ⅠA　3.价层电子数 (二) 问题1　主族元素族序数与价层电子数相等,第ⅢB族元素~第ⅦB族元素的价层电子数等于它们的族序数(除镧系、锕系外);第Ⅷ族有3列元素,其族序数等于该族的第1列元素的价层电子数;第ⅠB族、第ⅡB族的价层电子数等于族序数加10。主族与0族元素的价层电子排布通式为ns1~2np0~6;过渡元素的价层电子排布通式为(n-1)d1~10ns1~2(钯除外,镧系和锕系除外)。 问题2　主族元素原子的电子层=周期序数,最外层电子数=主族序数。 对点训练 1.D　[元素周期系只有一种形式,元素周期表有多种形式,D 项错误答案。] 2.B　[第三、四周期同主族元素的原子序数第ⅠA、ⅡA族均相差8。第ⅢA族~ⅦA族均相差18,B错误,故选B。] 3.C　[第ⅠA族元素基态原子的最外层电子排布式为ns1,A项不符合题意;第ⅥB族的Cr元素基态原子的最外层电子排布式为4s1,B项不符合题意;第Ⅷ族的元素如Fe、Co、Ni基态原子的最外层电子排布式都为4s2,C项符合题意;第ⅠB族的Cu元素基态原子的最外层电子排布式为4s1,D项不符合题意。] 4.D　[基态原子的价电子排布为3d74s2的元素是位于元素周期表第四周期第Ⅷ族的钴元素,故选D项。] 二、 对点训练 1.A　[A项,氖原子电子排布式1s22s22p6,处于周期表p区,符合题意;B项,氢原子电子排布式1s1处于周期表s区,不符合题意;C项,锰原子电子排布式1s22s22p63s23p63d54s2处于周期表d区,不符合题意;D项,铜原子电子排布式1s22s22p63s23p63d104s1处于周期表ds区,不符合题意。] 2.D　[A项,相同能级的原子轨道数目相同,错误;B项,除氢元素处于s区,其它非金属元素都处于p区,错误;C项,最外层电子数为2,可能在d区(如Mn)、ds区(如Zn),也可能为p区(如He),或在s区(第ⅡA族),错误;D项,元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵行的元素,称为过渡元素,全部为金属,正确。] 3.D　[在选项的四种元素中,Ne是惰性气体元素,位于p区;Al是第ⅢA族元素,位于p区;Pb是第ⅣA族元素,位于p区;而Cu是第ⅠB族元素,位于ds区。可见与其他元素不处在同一个区的是Cu元素,故合理选项是D。] 4.B　[根据对角线规则Mg在氧气中燃烧生成MgO,则Li在氧气中燃烧生成Li2O;Mg与N2反应生成Mg3N2,则Li与N2反应生成Li3N;MgCO3微溶于水,受热易分解生成MgO和CO2,则Li2CO3微溶于水,受热易分解生成Li2O和CO2。] 学科网（北京）股份有限公司 $$