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

1.砷的元素符号为____，原子中所有电子占据____个能级，共占有____个原子轨道，核外共有_____个不同运动状态的电子。 2.元素Ni的名称为____，该元素在周期表的位置为第____周期，第____族。 3.第四周期基态原子中未成对电子数最多的元素是__________，该元素基态原子的价层电子轨道表示式为_____________。 As 8 18 33 镍 四 Ⅷ 铬（或Cr） 课 前 检 查 引课视频：各式各样的元素周期表 第二节 原子结构与元素的性质 第一章 原子结构与性质 第1课时 原子结构与元素周期表 教 学 目 标 1.认识元素周期表的基本结构，了解元素周期律、元素周期系与元素周期表之间的关系。 2.会根据价电子排布规律对元素周期表分区。 把元素的性质随着原子序数递增发生周期性的重复的规律称作元素周期律。 1869年门捷列夫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。 1913年，英国物理学家莫塞莱证明 原子序数即原子核电荷数 元素周期律：元素的性质随元素原子的核电荷数递增发生周期性递变。 阅读课本18页回答问题： 1.第一张元素周期表是哪位科学家哪一年绘制的？当时是按什么顺序编排的？ 当时的元素周期律是怎么表述的？ 2.1913年哪位物理学家证明了原子序数即？元素周期律又被表述为？ 一、元素周期律、元素周期系和元素周期表 1、元素周期律： 元素的性质随元素原子的核电荷数递增发生周期性递变的规律。 2、元素周期系： 元素按其原子核电荷数递增排列的序列。 原子序数＝核电荷数＝质子数=核外电子数 3、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。 4、三张具有重要历史意义的周期表 【特征】 ①短式周期表——1869年 ①从第四周期开始每个周期截成两段。 ②第1~7族分主副，第八族称为过渡元素（铁、钴、镍等“三素组”） 配位化学鼻祖维尔纳 ②特长式周期表——1905年 确定了前五周期的元素种类——2 8 8 18 18 Be、Mg的位置与现今周期表不同 玻尔 21~28、39~46等元素用方框框起。用原子结构来解释元素周期系了，这些框内元素的原子新增电子填入内层轨道。 镧系：基态原子有4f电子 第六周期为32种元素 ③玻尔元素周期表——1922年 【特别重要之处】 为纪念门捷列夫发表第一张元素周期表(部分如下)150周年，联合国宣布2019年为“国际化学元素周期表年”。关于下表的说法正确的是（ ） A.表中数字代表元素的原子序数 B.表中元素的排列依据是元素的原子结构 C.推测表中“？＝70”指代的元素的最高 化合价为＋4 D.每一纵列都对应现在常用的元素周期表 中的一族 C 课 堂 练 习 一 二 三 四 五 六 七 2种元素 8种元素 8种元素 18种元素 18种元素 32种元素 32种元素 周 期 表 7个横行(七个周期) 18个列(16个族) 3个短周期 4个长周期 7个主族 (IA～VIIA） 0族: 稀有气体元素 8个副族 (ⅠB～VIIB、 VIII族） 主族序数=原子的最外层电子数 周期序数 =原子的电子层数 电子填入能级的顺序：1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d →5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p ns→(n-2)f→(n-1)d→np 2、构造原理与元素周期表 根据构造原理得出的核外电子排布，可以理解元素周期系的基本结构。 周期 一 二 三 四 五 六 七 能级组 元素数 1s 2s→2p 3s→3p 4s→3d→4p 5s→4d→5p 6s→4f→ 5d→6p 7s→5f→ 6d→7p 2 2+6=8 2+6=8 2+10+6=18 2+10+6=18 2+14+10+6=32 （1）原子核外电子排布与元素周期表各周期的元素数关系 ③而从ns能级开始以np结束递增的核电荷数（或电子数）就等于每个周期里的元素数。 八 8s→5g→ 6f→7d→8p 2+18 +14+10+6=50 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，各周期均以填充ns能级的元素（碱金属）开始，并以填充满np能级（稀有气体）的元素告终。 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p s f s d p f s d p d s p d s p p s p s 若以一个方格代表一种元素，每个周期排一横排，并按s、 p、d、f分段，左侧对齐，可以得到如下元素周期表： p d s s p s d p s d p d s p p s s f f 若将p段与p段对齐，d段与d段对齐、f段单独列出，将1s2与p段末端对齐，则得到书末的元素周期表 【思考与讨论】如何将其变成书末的元素周期表？ (2)元素周期表中的分区 按电子排布，把周期表里的元素划分成5个区—— s区、p区、d区、ds区、f区。除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级符号 电子填充的最后一个能级是s能级 电子填充的最后一个能级是d能级 电子填充的最后一个能级是p能级 电子填充的最后一个能级是f能级 s p 看作先填满了d再填s ds d f f 课 堂 小 结 分区 元素分布 价电子排布式 元素性质特点 s区 p区 d区 ds区 f区 ⅠA族、ⅡA族 ns1～2 除氢外都是活泼金属元素 ⅢA族～ⅦA族 0族 ns2np1～6 (n－1)d1～9ns1～2 ⅢB族～ⅦB族、 Ⅷ族 ⅠB族、ⅡB族 镧系、锕系 (n－2)f0～14 (n－1)d0～2ns2 (n－1)d10ns1～2 过渡金属元素 镧系元素化学性质相近， 锕系元素化学性质相近 d轨道也不同程度地参与化学键的形成 最外层电子参与反应(稀有气体除外) (钯除外) 稀有气体元素：价层电子排布为 <m></m> （ <m></m> 除外） 原子核外电子排布与元素周期表中的各族价电子关系 主族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价电子构型 ①主族：ns1→ns2np5，且主族序数=最外层电子数=价层电子数=最高正价 ②0族：He为1s2，其他为ns2np6 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 思考：价层电子为ns2np1-6的原子全是主族元素（ ） × OF无正价 副族序数 ⅢB ～VB VIB ⅦB 价电子构型 Ⅷ ⅠB ⅡB (n-1)d1-3ns2 (n-1)d5ns1 (n-1)d5ns2 (n-1)d6~9ns1~2 (n-1)d10ns1 (n-1)d10ns2 ⅢB ～ⅦB族和第Ⅷ族: (n-1)d1-9ns1-2 ⅠB 、ⅡB族: (镧系、锕系除外) (n-1)d10ns1-2 (Pd：4d10特殊) ③副族 [(n-1)d轨道为全充满状态] ※副族最外层电数都是1~2（Pd除外），易失去电子，全都是金属元素。 按要求填空 （1） 是_____族元素，位于周期表中第_____周期_______族，属于____区元素。 主 三 （2） 是_____族元素，位于周期表中第_____周期_______族，属于____区元素。 主 五 （3） 是_____族元素，位于周期表中第_____周期_______族，属于____区元素。 副 四 </m> <m></m> （4） 是_____族元素，位于周期表中第_____周期______族，属于_____区元素。 副 四 Ⅱ <m> Ⅳ <m> Ⅲ Ⅰ 课 前 检 查 练习3：下列说法错误的是（ ） A. s区元素的原子价电子层排布都是s结尾 B. d区元素的原子价电子层排布都是ds结尾 C. ds元素的原子价电子层排布都是ds结尾 D. p区元素的原子价电子层排布都是sp结尾 E. 过渡元素的原子价电子层排布都是ds结尾 G. ds区元素的原子d轨道一定全满 B D E 特殊：钯Pd5d10 特殊：氦He2S2 特殊：钯Pd5d10 镧系锕系 练习2：下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的叙述中,正确的是(　　) A.原子价电子排布为ns2np1~6的元素一定是主族元素 B.基态原子最外电子层的p能级上有5个电子的元素一定是第ⅦA族元素 C.原子的价电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素一定位于第ⅢB~ⅦB族 D.基态原子N能层上只有1个电子的元素一定是主族元素 B 练习4：下列说法正确的是( @56@ )。 A.所有金属元素都分布在 区和 区 B.最外层电子数为2的元素都分布在 区 C.元素周期表中第Ⅲ 族到第Ⅱ 族10个纵行的元素都是金属元素 D. 区均为金属元素 C 讨论一：为什么副族元素又称为过渡元素？过渡元素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。 副族元素元素处于金属元素向非金属元素过渡的区域，因此又把它称为过渡元素。 过渡元素价层电子数跟它们的族序数的关系是： 第ⅢB族到第ⅦB族元素的价层电子数等于它们的族序数。 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。 过渡元素的价层电子排布通式为（n-1)dl-10ns1-2 第IB族、第ⅡB族的族序数等于它们的最外层电子数。 再探元素周期表 课本P21探究： 除镧系和锕系(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2 练习5、下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的价层电子排布特点的有关叙述正确的是( ) A.Cu位于元素周期表中第四周期第ⅠB族，属于ds区元素 B.O的基态原子中，2p能级为半充满，属于p区元素 C.最外层电子排布式为4s1，一定属于第ⅠA族 D.最外层电子排布式为ns2np1，该元素可能是第ⅢA族或第ⅢB族 A 练习6、下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述中，正确的是( @78@ )。 A.基态原子的 层上只有一个电子的元素一定是第Ⅰ 族元素 B.基态原子的价层电子排布为 的元素一定是副族元素 C.基态原子的 能级半充满的元素可能位于 区 D.基态原子的价层电子排布为 的元素的族序数一定为 B 讨论二：按照核外电子排布，可把元素周期表划分成5个区，如图1-19所示。除ds区外，各区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。s区、d区和p区分别有几个列?为什么s区(除氢元素)、d区和s区的元素都是金属元素？ 它们的最外层电子数均不超过2，化学反应中容易失去电子，所以s区(除氢元素外)、d区和ds区的元素都是金属元素。 s区、d区和p区分别有2、8、6列 讨论三：为什么在元素周期表中非金属主要集中在右上角三角区内?处于非金属与金属分界线上的元素常被称为半金属或类金属，为什么? 由于元素的金属性和非金属性之间并没有严格的界限，处于非金属与金属分界线上的元素既能表现出一定的非金属性，又能表现出一定的金属性，因此这些元素常被称为半金属或类金属。 由于元素价电子层结构和元素周期表中元素性质递变规律决定的。同周期元素由左向右非金属逐渐增强，金属性逐渐减弱；同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强。结果使元素周期表右上角区域主要呈现非金属性。 讨论四：在周期表里找出Cr和Cu的价层电子。它们的电子排布符合构造原理吗?此外还有哪些元素的基态原子电子排布不符合构造原理? Cr的价层电子排布式为3d54s1，Cu的价层电子排布式为3d104s1，不符合构造原理(它们的3d轨道达到半充满或全充满结构，是一种能量较低的稳定结构）。 此外，Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Pt、Au、La、Ce、Gd、Ac、Th、Pa、U、Np、Cm等的基态原子电子排布均不符合构造原理。 讨论五：预言119号元素基态原子最外层电子排布；预言第八周期有多少种元素。 119号元素的基态原子最外层电子排布为为8s1 第八周期应有50种元素 2s1 3s1 4s1 5s1 6s1 7s1 8s1 1s1 119 8s →5g →6f →7d →8p 2+18+14+10+6=50 8s →5g →6f →7d →8p 三、对角线原则 【思考与讨论】P22 ②对角线规则是从相关元素及其化合物的许多性质中总结出来的经验规则,不是定理。有可能出现不符合情况，尊重客观事实。 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)的有些性质是相似的，这种相似性被称为对角线规则 ③相似性：例如Li、Mg在空气中燃烧的产物分别为Li2O和MgO;铍和铝的氢氧化物均为两性氢氧化物;B和Si的含氧酸都是弱酸。 注意：化合价不同 练习7：仔细观察如图,回答下列问题: (1)B的原子结构示意图为　　　　　,B元素位于元素周期表的第　　周期 族。  (2)铍的最高价氧化物对应的水化物是　　　化合物(填“酸性”“碱性”或“两性”),证明这一结论的有关离子方程式是　　　　　　 　　 。 二 ⅢA 两性 Be(OH)2+2OH-=BeO22-+2H2O Be(OH)2+2H+=Be2++2H2O (3)根据周期律知识,硼酸酸性比碳酸　　,理由是　　　　　　　　　　。  (4)根据Mg在空气中的燃烧情况,Li在空气中燃烧生成的产物为　　 　 (用化学式表示)。  弱 硼的非金属性比碳弱 Li2O、Li3N 类比：Mg在空气中与O2、CO2、N2反应得MgO、Mg3N2 课堂达标 1.若某原子的价层电子排布式为4d15s2，则下列说法正确的是（ ） A.该元素位于周期表中第五周期第ⅢB族 B.该元素原子价层电子数为2 C.该元素为非金属元素 D.该元素原子N能层共有8个电子 A 9 3 2．下列有关元素周期表的说法中不正确的是(　　) A．位于元素周期表ⅡA族左边的元素一定属于主族元素 B．氯元素位于元素周期表中第三周期ⅦA族 C．元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素 D．目前使用的元素周期表中，包含元素种类最多的族为ⅥA D ⅢB 3、下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的价层电子排布特点的有关叙述正确的是( ) A.Cu位于元素周期表中第四周期第ⅠB族，属于ds区元素 B.O的基态原子中，2p能级为半充满，属于p区元素 C.最外层电子排布式为4s1，一定属于第ⅠA族 D.最外层电子排布式为ns2np1，该元素可能是第ⅢA族或第ⅢB族 A 4、已知某元素基态原子的价电子排布为(n-1)dansb(a、b均为大于0的正整数),下列有关说法正确的是(　　) A.该元素一定位于元素周期表中的d区 B.该元素一定位于元素周期表中的ds区 C.该元素的族序数为a+b D.该元素一定为金属元素 D 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p “能级组”的划分 2、元素周期表与能级组： (1)除短周期外,其他周期均有18种元素 (　 　) (2)每一周期都是碱金属元素开始，稀有气体元素结束。( ) (3)元素周期表有7个横行，即7个周期;有18个纵列，即18个族。 (　　) (4)价电子数与最高化合价相等的元素一定是主族元素 (　　) (5)次外层全充满而最外层有不成对电子的元素一定是主族元素 (　 　) (6)主族元素的原子价电子层排布都含s，但都不含d (　　) 　　 √ 　　 课堂练习2：判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”) × 　　 × 　　 × 　　 × 　　 × 　　 EVCapture4.1.9软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$