04 第1章 第2节 第2课时 核外电子排布与元素周期表(基础课)-【名师导航】2024-2025学年高中化学选择性必修2同步课件(鲁科版)

第2课时　核外电子排布与元素周期表 (基础课) 第1章　原子结构与元素性质 第2节　原子结构与元素周期表 旧知 回顾 2．周期 (1)特点：每一周期中元素的电子层数相同，即周期序数＝电子层数。 (2)分类：短周期和长周期。 3．族 (1)主族：共7个，主族的序数＝最外层电子数。 (2)Ⅷ族：占据元素周期表的第8、9、10共3个纵列。 (3)0族：在元素周期表的第18纵列。 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 必备知识 自主预习 一、核外电子排布与周期的划分 1．近似能级图与周期 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 2．原子核外电子排布与元素周期表中周期划分的本质联系 3．周期数与电子层数的关系 周期数＝最外层电子所在轨道所处的 。 电子层数 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)周期数＝电子层数＝对应能级组数。 (　　) (2)同一能级组内能级之间的能量差较小，而相邻能级组之间的能量差较大。 (　　) √ √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 二、核外电子排布与族的划分 1．划分依据 族的划分与原子的价电子____和价电子____密切相关。 2．特点 一般来说，同族元素原子的价电子数目____。 数目 排布 相同 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 3．规律 (3)稀有气体→最外层电子排布：ns2np6(He除外)。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 4．核外电子排布与元素周期表的分区 (1)元素周期表的分区 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) (2)分区与价电子排布的关系 分区 元素分布 价电子排布 s区 ⅠA族、ⅡA族 ns1～2 p区 ⅢA～ⅦA族，0族 ns2np1～6(He除外) d区 ⅢB～ⅦB族(镧系、锕系除外)，Ⅷ族 (n－1)d1～9ns1～2(Pd除外) ds区 ⅠB族、ⅡB族 (n－1)d10ns1～2 f区 镧系、锕系 (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 想一想　最活泼的金属元素、最活泼的非金属元素、常温下呈液态的金属(价电子排布为5d106s2)元素分别位于元素周期表中的哪个分区？ 提示：最活泼的金属元素在ⅠA族，s区；最活泼的非金属元素(是氟)在ⅦA族，p区；汞的价电子排布为5d106s2，在ⅡB族，ds区。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 5．元素化合价与价电子排布的关系 (1)除Ⅷ族、ⅠB族的某些元素和0族元素外，元素的最高化合价等于__________序数。 (2)非金属元素的最高正化合价和它的最低负化合价的绝对值之和等于__(H、O、F除外)。 (3)稀有气体元素原子的电子层结构是稳定结构，因此稀有气体元素的化合价在通常情况下为__。 它所在族的 8 0 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)主族序数＝该元素原子价电子数。 (　　) (2)同一副族不同元素原子价电子排布完全相同。 (　　) (3)元素周期表中的d区全部是金属元素。 (　　) (4)最外层电子排布式为ns2的基态原子所对应元素一定位于ⅡA族。 (　　) √ × √ × 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 关键能力 情境探究 [问题探究] 1．从核外电子排布角度分析，为什么同属长周期的4、5、6、7周期所包含的元素种类数为18、18、32、32。 探究核外电子排布与周期、族的关系 提示：第4、5周期元素包含的能级为ns、np、(n－1)d，共有9个原子轨道，最多容纳18个电子，对应两周期中各有18种元素；而第6、7周期所含的能级除ns、np、(n－1)d外，还有(n－2)f，故多出7个原子轨道，14个电子，对应多出的14种元素，共32种元素。 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 2．试分析21号元素Sc所在的周期。 提示：21号元素Sc的价电子排布式为3d14s2，虽然电子先排在4s轨道，后排在3d轨道，但Sc元素原子的最外层电子排布在4s轨道上，4s电子的电子层数是4，故Sc元素位于第4周期。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) [归纳总结] 1．核外电子排布与周期的划分 (1)每一周期元素原子的价电子排布和元素种数的关系 周期 价电子排布 对应能级组 元素种数 Ⅰ A族 0族 最外层最多 容纳电子数 1 1s1 1s2 2 1s 2 2 2s1 2s22p6 8 2s、2p 8 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 周期 价电子排布 对应能级组 元素种数 Ⅰ A族 0族 最外层最多 容纳电子数 3 3s1 3s23p6 8 3s、3p 8 4 4s1 4s24p6 8 4s、3d、4p 18 5 5s1 5s25p6 8 5s、4d、5p 18 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 周期 价电子排布 对应能级组 元素种数 Ⅰ A族 0族 最外层最多 容纳电子数 6 6s1 6s26p6 8 6s、4f、5d、6p 32 7 7s1 － 8 7s、5f、6d、7p 32 (2)核外电子排布与周期划分的关系 ①能级组中n的最大值等于周期数。 ②能级组中最多容纳的电子数等于该周期所容纳的元素种数。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 2．各族价电子排布特点 (1)价电子排布与族序数之间的关系 族序数 价电子排布 关系 ⅠA、ⅡA ns1～2(除1s2) 族序数＝最外层电子数＝价电子数 ⅢA～ⅦA ns2np1～5 0族 1s2、ns2np6 价电子数＝2(He)或8 ⅠB、ⅡB (n－1)d10ns1～2 族序数＝ns的电子数 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 族序数 价电子排布 关系 ⅢB～ⅦB (n－1)d1～5ns1～2 族序数＝价电子数 Ⅷ族(除Pd、Pt) (n－1)d6～8ns1～2 价电子总数＝8、9、10 镧系、锕系(ⅢB) (n－2)f 0～14 (n－1)d0～2ns2 — 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) (2)有关规律 ①主族元素的最外层电子数，即价电子数，为其族序数；②副族元素中ⅢB～ⅦB族元素价电子数为其族序数；③稀有气体单独列为0族。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) [能力达成] 1．下列是某些元素基态原子的电子排布式，其中表示第3周期元素原子的是(　　) A．1s22s1　　　　　　　　 B．1s22s22p5 C．1s22s22p63s2 D．1s22s22p63s23p64s1 C　[A项表示第2周期元素原子；B项表示第2周期元素原子；C项表示第3周期元素原子；D项表示第4周期元素原子。] √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 2．(双选)已知元素原子的下列结构或性质，能确定其在周期表中位置的是(　　) A．某元素原子的最外层电子层轨道表示式为 B．某元素在某种化合物中的化合价为＋4价 C．某元素原子的最外层电子数为6 D．某元素原子的价电子排布式为5s25p1 √ √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) AD　[A项，该元素为Ne，在第2周期0族；B项，SO2中S元素为＋4价，CO2中C元素为＋4价；C项，只能确定该元素在第几族，不能确定在第几周期。] 3．(1)基态砷原子的最外层电子排布式是4s24p3，在元素周期表中，砷元素位于第________周期________族；最高价氧化物的化学式为__________，砷酸钠的化学式是___________。 (2)已知下列元素在周期表中的位置，写出它们价电子排布式和元素符号： ①第4周期ⅣB族__________、____________； ②第5周期ⅦA族____________、______________。 4 ⅤA As2O5 Na3AsO4 3d24s2 Ti 5s25p5 I 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) [解析]　(1)基态砷原子的最外层电子排布式是4s24p3，可知砷原子有4个电子层，价电子数为5，由电子层数＝周期数可知，砷元素在第4周期，由主族序数＝价电子数＝最高正价可知，砷元素位于ⅤA族，最高价氧化物为As2O5，砷酸钠的化学式为Na3AsO4。(2)根据元素在周期表中的位置与核外电子排布的关系分析。 [情境探究] 矿泉水按特征组分主要分为九大类：①偏硅酸矿泉水；②锶矿泉水；③锌矿泉水；④锂矿泉水；⑤硒矿泉水；⑥溴矿泉水；⑦碘矿泉水；⑧碳酸矿泉水；⑨盐类矿泉水。界限指标包括锂、锶、锌、硒、溴化物、碘化物、偏硅酸、游离二氧化碳和溶解性总固体，矿泉水中必须有一项或一项以上达到界限指标的要求，其要求含量分别为(单位：mg·L-1)锂、锌、碘化物均≥0.2，硒≥0.01，溴化物≥1.0，偏硅酸≥25，游离二氧化碳≥250和溶解性总固体≥1 000。 探究元素周期表的分区与价电子排布的关系 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 1．填写下表中元素的价电子排布式及分区。 元素名称 价电子排布式 分区 硅     锶     锂     硒     溴     碘     碳     必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 提示： 元素名称 价电子排布式 分区 硅 3s23p2 p 锶 5s2 s 锂 2s1 s 硒 4s24p4 p 溴 4s24p5 p 碘 5s25p5 p 碳 2s22p2 p 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 2．从上表中可看出，元素周期表分区的依据是什么？ 提示：最后填入电子的轨道能级符号作为该区的符号。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) [归纳总结] 各区元素化学性质及原子价电子排布特点   包括的元素 价电子排布 化学性质 s区 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) p区 ⅢA～ⅦA、0族 ns2np1～6(除氦外，最后的电子填在np上) 最外层电子参与反应，随着最外层电子数目的增加，非金属性增强，金属性减弱(0族除外) 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 包括的元素 价电子排布 化学性质 d区 ⅢB～ⅦB(镧系、锕系除外)、Ⅷ族(Pd除外) (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轨道上的电子可以不同程度参与化学键的形成 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课)   包括的元素 价电子排布 化学性质 ds区 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轨道上的电子一般不再参与化学键的形成 f区 镧系、锕系 (n－2)f0～14 (n－1)d0～2 ns2 镧系元素的化学性质非常相近；锕系元素的化学性质也非常相近 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 方法技巧 元素周期表中族和分区的关系 (1)主族：s区和p区。(ns＋np)的电子数＝族序数。 (2)0族：p区。(ns＋np)的电子数＝8(或2)。 (3)副族：d区＋ds区＋f区。 d区中[(n－1)d＋ns]的电子数＝族序数(Ⅷ族部分元素除外)。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) [能力达成] 1．已知某元素＋3价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，则该元素在元素周期表中的位置是(　　) A．第3周期Ⅷ族，p区 B．第3周期ⅤB族，ds区 C．第4周期Ⅷ族，d区 D．第4周期ⅤB族，f区 C　[该＋3价离子的核外有23个电子，则基态原子核外有26个电子，26号元素是Fe，其位于第4周期Ⅷ族，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，位于d区。] √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 2．(双选)关于元素周期表中元素的分区，下列说法正确的是(　　) A．元素周期表的s区元素全部是金属元素 B．元素周期表的d区包含所有的过渡元素 C．过渡元素包括d区、f区、ds区的元素 D．ds区元素都是副族元素 √ √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 3．已知元素周期表中共有18个纵列，如图实线表示元素周期表的边界。按核外电子排布，可把元素周期表里的元素划分为s区、p区、d区、ds区等。除ds区外，其他区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) (1)请在上图中用实线画出s区、p区、d区、ds区的边界线，并分别用阴影 和 表示d区和ds区。 (2)有的同学受这种划分的启发，认为d区内第6、7纵列的部分元素可以排在另一区，你认为应排在________区。 (3)请在上述元素周期表中用元素符号标出4s轨道处于半充满状态的元素。 见图 ds 见图 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) [解析]　对于24号元素，其核外价电子排布根据构造原理应该是3d44s2，而实际上是3d54s1，原因是能量相同的轨道处于全空、全充满和半充满状态时能量较低，而29号元素也正是因为这一点排成3d104s1，而不是3d94s2，故将29号、30号元素所在纵列归为ds区。所以有的同学认为d区内第6、7纵列的部分元素可以排在ds区是有道理的。 [教材链接] [教材　拓展视野] 在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，人们发现价电子排布相似的元素集中在一起。据此，人们将元素周期表分为五个区，并以最后填入电子的轨道能级符号作为该区的符号，如图所示。 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) (1)在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价电子的电子云形状为________。 (2)在d区中，族序数最大、原子序数最小的元素，常见离子的电子排布式为______________________________________________，其中较稳定的是________。 (3)在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素基态原子的价电子排布式为____________。 球形 Fe2+：1s22s22p63s23p63d6，Fe3+：1s22s22p63s23p63d5 Fe3+ 3d104s2 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) (4)在p区中，第2周期ⅤA族元素基态原子价电子轨道表示式为 ________________________。 (5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在________区中。 f 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) [解析]　(1)s区为ⅠA族、ⅡA族，符合条件的元素为Be，其基态原子核外电子排布式为1s22s2，价电子的电子云形状为球形。 (2)d区族序数最大且原子序数最小的为Fe，常见离子为Fe2+、Fe3+，电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5，由离子的电子排布式可知Fe3+的3d轨道半充满，其稳定性强于Fe2+。 (3)ds区符合条件的为Zn，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，价电子排布式为3d104s2。 (4)该题中符合题意的为N，基态原子价电子轨道表示式为 。 (5)铀和钚均为锕系元素，位于f区。 学习效果 随堂评估 1．(双选)下列叙述正确的是(　　) A．所有的非金属元素都在p区 B．价电子排布式为4s24p3的元素位于第4周期ⅤA族，是p区元素 C．2p和3p轨道电子云图空间取向相同，能量不相等 D．基态氮原子的最外层电子轨道表示式为 2 4 3 题号 1 √ √ 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) BC　[s区还有氢元素，A项错误；根据价电子排布式4s24p3可知，该元素共有四个电子层，位于第4周期，最外层有5个电子，位于ⅤA族，在周期表中位于p区，B项正确；2p和3p轨道电子云图空间取向相同，离原子核越远，能量越高，因此2p轨道能量小于3p轨道能量，C项正确；D项所给基态氮原子的最外层电子轨道表示式违背了洪特规则，正确的最外层电子轨道表示式为 ，D项错误。] 2 4 3 题号 1 2．已知某些元素在元素周期表中的位置如图所示。 2 3 题号 1 4 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 下列说法正确的是(　　) A．表中五种元素位于5个不同的区 B．元素5的原子结构示意图为 ，其属于金属元素 C．元素1、2、3的基态原子中，未成对电子数之比为1∶3∶4 D．元素4的基态原子的价电子排布式为3d104s2，与它具有相同最外层电子数的元素只可能处于ds区 2 3 题号 1 4 √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) B　[根据元素在周期表中的位置可知：1为H元素，2为O元素，3为Fe元素，4为Zn元素，5为Ge元素。H元素基态原子的价电子排布式为1s1，O元素基态原子的价电子排布式为2s22p4，Fe元素基态原子的价电子排布式为3d64s2，Zn元素基态原子的价电子排布式为3d104s2，Ge元素基态原子的价电子排布式为4s24p2，分别属于s、p、d、ds、p区，共4个不同的区，A错误；元素5为Ge元素，原子序数为32，分布在4个电子层上，电子数分别为2、8、 2 3 题号 1 4 18、4，原子结构示意图为 ，属于金属元素，B正确；元素1、2、3的基态原子价电子排布式分别为1s1、2s22p4、3d64s2，未成对电子数之比为1∶2∶4，C错误；元素4为Zn的最外层电子数为2，最外层电子数为2的元素有He等，所以最外层电子数为2的元素可能处于s区，D错误。] 2 3 题号 1 4 3．(双选)元素X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素基态原子的价电子排布式为nsn-1npn+1，则下列说法不正确的是(　　) A．Y元素基态原子的价电子排布式为4s24p4 B．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属元素最多 D．Z元素基态原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p2 2 3 题号 4 1 √ √ 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) AD　[因为Y元素基态原子的价电子排布式中出现了np能级，故其ns能级已经排满且只能有2个电子，则n－1＝2，n＝3，即Y元素基态原子的价电子排布式为3s23p4，故A项错误，B项正确；Y为硫元素，X为氟元素，位于第2周期，第2周期所含非金属元素最多，C项正确；Z为砷元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，D项错误。] 2 3 题号 4 1 4．请完成下列各题的填空： (1)氢化钠(NaH)电子式为____________，氢负离子的结构示意图为________。 (2)元素X的最外层电子数是次外层电子数的2倍，该元素名称是________，该元素基态原子核外电子排布式为____________，其 价电子轨道表示式为_______________。 2 4 3 题号 1 碳 1s22s22p2 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 2 4 3 题号 1 (3)前四周期元素中，未成对电子数为5的元素符号是________，该元素在周期表中的位置为第_____周期________族，属于_____区。 (4)C、N、O三种元素的原子核外未成对电子数依次为________。　 Mn 4 ⅦB d 2、3、2 必备知识 关键能力 课时分层作业 学习效果 第2课时　核外电子排布与元素周期表(基础课) 2 4 3 题号 1 [解析]　(1)NaH是离子化合物，阴离子是H－，NaH的电子式为 ，氢负离子的结构示意图为 。(2)由题意可知X是碳元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p2。(3)前四周期元素中，未成对电子数为5，即价电子排布式为3d54s2，原子序数为25，即Mn，该元素在周期表中的位置为第4周期ⅦB族，属于d区。(4)C、N、O三种元素的原子核外未成对电子数依次为2、3、2。 $$