1.2 第1课时 原子结构与元素周期表(教用Word)-【赢在微点·轻松课堂】2024-2025学年高中化学选择性必修2（人教版，单选）

第二节　原子结构与元素的性质 第1课时　原子结构与元素周期表 新课程标准 核心素养 1.掌握原子结构与元素周期表的关系,进一步熟悉元素周期表的结构。 2.能够从原子结构的角度认识元素周期表中区的划分。 1.宏观辨识与微观探析:能从微观角度理解原子结构与元素周期表中位置的关系,能从原子价层电子数目、价层电子排布的角度解释元素周期表中元素的分区及周期和族的划分。 2.证据推理与模型认知:通过原子结构和元素在周期表中的位置分析推理其他元素的位置及性质,培养学生的模型认知能力。 课前预习新知 　 知|识|梳|理 知识点一 元素周期律、元素周期系和元素周期表 1.元素周期律。 元素性质随着原子序数递增发生周期性的重复。 2.元素周期系。 按原子核电荷数递增排列的序列。 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。三张有重要历史意义的周期表为:门捷列夫周期表、维尔纳的特长式周期表和玻尔元素周期表。 知识点二 构造原理与元素周期表 1.构造原理与元素周期系。 (1)构造原理与周期。 ①每一周期(除第一周期外)从碱金属元素开始到稀有气体元素结束,外围电子排布从ns1递增至ns2np6。 ②元素周期系的周期不是单调的,每一周期里元素的数目并不总是一样多。 (2)价层电子与元素性质。 ①碱金属与稀有气体的核外电子排布。 周期 碱金属 原子 序数 价层电 子排布 稀有 气体 原子 序数 价层电 子排布 元素 种类 二 锂 3 2s1 氖 10 2s22p6 8 三 钠 11 3s1 氩 18 3s23p6 8 四 钾 19 4s1 氪 36 4s24p6 18 五 铷 37 5s1 氙 54 5s25p6 18 六 铯 55 6s1 氡 86 6s26p6 32 ②从第四周期开始的长周期,比短周期多出的元素全部是金属元素,这是因为它们的最外层电子数始终不超过2,即为ns1~2(Pd例外)。而第六、第七周期比第四、第五周期多出14个元素的基态原子最外层也只有2个s电子,所以也是金属元素。 2.元素周期表的结构。 (1)周期。 (2)族:元素周期表中有18个纵列,除8、9、10三个纵列叫第Ⅷ族,其余15个纵列的每一个纵列为一族,故元素周期表中有7个主族、7个副族、一个Ⅷ族和一个0族。 微思考 1.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。 提示:第ⅢB族元素到第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。过渡元素的价层电子排布通式为(n-1)d1~10ns1~2(镧系和锕系除外)。 2.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。 提示:119号元素基态原子最外层电子排布为8s1;第八周期应有50种元素。 3.同一族元素的价层电子排布一定相同吗? 提示:过渡元素中的镧系和锕系元素的价层电子排布不相同,在第Ⅷ族中部分元素的价层电子排布也不相同。 知识点三 元素周期表的分区 1.根据核外电子的排布分区。 按电子排布式中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ⅠB、ⅡB 族这2个纵行的元素的核外电子因先填满了(n-1)d能级而后再填充ns能级而得名ds区。5个区的位置关系如图所示。 2.根据元素的金属性和非金属性分区。 知识点四 对角线规则 在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的,这种相似性被称为对角线规则。如: 微判断(正确的画“√”,错误的画“×”) 1.价层电子一定是最外层电子。 (×) 2.元素的价层电子数一定等于其所在族的族序数。 (×) 3.同一族元素的价层电子数一定相同。 (×) 4.基态原子的N层上只有一个电子的元素,一定是第ⅠA族元素。 (×) 5.基态原子的价层电子排布为(n-1)ns2的元素一定是过渡元素。 (√) 课堂互动探究 探究一 原子结构与元素周期表的关系 1.主族元素的价层电子排布。 主族 序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价层电 子排布 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 ①主族元素的族序数=价层电子总数=最高正价(O、F除外)。 ②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轨道上。 2.稀有气体的价层电子排布为1s2或ns2np6。 3.过渡元素(副族和Ⅷ族)(以第四周期为例)的价层电子排布。 族序数 价层电子排布 ⅢB (n-1)d1ns2 ⅣB (n-1)d2ns2 ⅤB (n-1)d3ns2 ⅥB (n-1)d5ns1 ⅦB (n-1)d5ns2 Ⅷ (n-1)d6~8ns2 ⅠB (n-1)d10ns1 ⅡB (n-1)d10ns2 ①ⅢB→ⅦB族:族序数=价层电子数=原子最外层ns电子数+次外层(n-1)d电子数=最高正价。 ②Ⅷ族:原子最外层ns电子数+次外层(n-1)d电子数之和分别为8、9、10。 ③ⅠB和ⅡB的族序数=原子最外层电子数。 4.0族最外层电子排布为1s2或ns2np6。 【例1】　某元素位于周期表中第四周期第ⅤA族,则该元素的名称和该元素原子价层电子排布式均正确的是 (　　) A.砷,4s24p3 B.溴,4s24p5 C.磷,4s24p3 D.锑,5s25p3 解析　由于该元素为主族元素,价层电子数=主族序数,故价层电子数为5,排除B项;又因周期数=电子层数,排除D项;由元素在周期表中的位置可知:元素原子的价层电子排布式为4s24p3,基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,该元素为33号元素砷,故A项正确。 答案　A 【变式训练】 1.下列是某些元素基态原子的电子排布式,其中表示第三周期元素的是 (　　) A.1s22s1 B.1s22s22p5 C.1s22s22p63s2 D.1s22s22p63s23p64s1 解析　元素所在的周期与最高能层序数n有关,核外电子的最高能层序数为n时,该元素位于第n周期,故第三周期元素的最高能层序数为3,C项正确。 答案　C 探究二 原子结构与元素周期表的分区 【例2】　根据电子排布的特点,Cu在周期表中属于 (　　) A.ds区 B.p区 C.d区 D.s区 解析　铜为29号元素,基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。按照构造原理,价层电子排布式应为3d94s2,当3d为半充满或全充满时,能量最低、最稳定,所以Cu的4s2上的一个电子将填充在3d上,故Cu在元素周期表中属于ds区。 答案　A 【变式训练】 2.在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时,人们发现价层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。 (1)在s区中,族序数最大、原子序数最小的元素,原子的价层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,常见离子的基态电子排布式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,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,原子的价层电子排布式为　　　　。  (4)在p区中,第二周期第ⅤA族元素原子价层电子排布图为　　　　　　　　　　　。  (5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚,它们在　　　　区中。  解析　(1)s区为第ⅠA族、第ⅡA族,符合条件的元素为Be,其电子排布式为1s22s2,价层电子的电子云形状为球形。(2)d区为第ⅢB族~第ⅦB族、第Ⅷ族,族序数最大且原子序数最小的为Fe,常见离子为Fe2+、Fe3+,基态电子排布式分别为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,其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,价层电子排布式为3d104s2。(4)该题中符合题意的为N,价层电子排布图为。(5)铀和钚均为锕系元素,位于f区。 答案　(1)球形 (2)Fe2+:1s22s22p63s23p63d6,Fe3+:1s22s22p63s23p63d5　Fe3+　(3)3d104s2 (4) (5)f 随堂达标自测 　 1.原子的价层电子排布式为3d104s1的元素在周期表中位于 (　　) A.第五周期第ⅠB族 B.第五周期第ⅡB族 C.第四周期第ⅦB族 D.第四周期第ⅠB族 解析　该元素原子的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,即该原子含有4个能层,位于第四周期,其价层电子排布式为3d104s1,属于第ⅠB族元素,所以该元素位于第四周期第ⅠB族,故选D。 答案　D 2.下面元素周期表中全部是金属元素的区域为 (　　) A.只有s区 B.只有d区 C.s区、d区和ds区 D.d区和ds区 解析　s区的氢为非金属元素,d区和ds区全部为金属元素,p区包含大多数非金属元素。 答案　D 3.按电子排布,可以把周期表中的元素划分为5个区,以下元素属于p区的是 (　　) A.Fe B.Mg C.Br D.Cu 解析　Fe的价层电子排布式为3d64s2,属于d区元素,A项错误;Mg的价层电子排布式为3s2,属于s区元素,B项错误;Br的价层电子排布式为4s24p5,属于p区元素,C项正确;Cu的价层电子排布式为3d104s1,属于ds区元素,D项错误。 答案　C 4.已知基态R2+的核外电子排布式为[Ar]3d7,则有关R元素的说法错误的是 (　　) A.质子数为27 B.在周期表中位于第ⅡB族 C.在周期表中处于d区 D.属于过渡元素 解析　基态R2+的核外电子排布式为[Ar]3d7,则基态原子R的核外电子排布式为[Ar]3d74s2,R为Co元素,是27号元素,则质子数为27,A项正确;Co元素位于第四周期第Ⅷ族,处于d区,B项错误、C项正确;过渡元素是指元素周期表中d区与ds区元素,则Co属于过渡元素,D项正确。 答案　B 5.X原子在第二电子层上只有一个空轨道,则X是　　,其基态原子电子排布图为　　　　 　　　　　　　;R原子的3p轨道上只有一个未成对电子,则R原子可能是　　　　　　　;Y原子的核电荷数为33,其价层电子排布式是　　　　　　　　　　,其在元素周期表中的位置是　　　　　　　　　　,属于　　　　区的元素。  解析　X原子在第二电子层上只有一个空轨道,则其基态原子电子排布式为1s22s22p2,则X是碳,其基态原子电子排布图为。R原子的3p轨道上只有一个未成对电子,则其原子的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5,则R可能为Al或Cl。Y原子的核电荷数为33,根据构造原理和核外电子排布规则可知,Y原子的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,电子层数为4,且最外层有5个电子,在元素周期表中位于第四周期第ⅤA族,最后一个电子填充在4p轨道上,故属于p区元素。 答案　C(或碳)　 　Al或Cl　4s24p3　第四周期第ⅤA族　p 学科网（北京）股份有限公司 $$