第1章 第2节 第2课时 核外电子排布与元素周期表-【优化探究】2025-2026学年新教材高中化学选择性必修2同步导学案配套PPT课件（鲁科版）双选

优化探究 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 第2课时　 核外电子排布与元素周期表 [课程标准要求]　1.了解核外电子的排布规律、价电子排布与元素周期表中周期、族划分的关系。2.了解核外电子排布与元素周期表的分区,能熟练书写价电子排布式。 任务一　核外电子排布与周期的划分 任务二　核外电子排布与族的划分 课时作业　巩固提升 任务一　核外电子排布与周期的划分 1.核外电子排布与周期的划分 化学家曾尝试建立核外电子排布、原子轨道能级与元素周期表之间的关系,以便从能量的角度解释元素性质呈现周期性变化的原因。 美国化学家鲍林提出的多电子原子的原子轨道近似能级图如图: 特别提醒　1.图中小方框表示原子轨道,能量相同的原子轨道连在一起;能量相近的原子轨道归为一组,用线框框在一起,表示它们属于同一能级组。 2.相邻能级组之间的能量差较大,同一能级组内能级之间的能量差较小。 2.价电子 (1)概念:最外能级组中有可能参与　　 　　的电子。  (2)规律:一般情况下,主族元素原子的价电子只包括最外层电子,过渡元素原子的价电子除最外层电子外,还包括次外层的部分电子,甚至倒数第三层的电子。 (3)为便于研究元素性质与核外电子间的关系,人们常常只表示出原子的价电子排布,如基态铁原子的价电子排布式为　　　　。  化学反应 3d64s2 3.原子核外电子排布与元素周期表中周期划分的内在联系(参照鲍林近似能级图) (1)第一能级组对应第　　周期,该能级组仅涉及一个　轨道,最多能容纳 　　个电子,因此该周期只有　　种元素。  (2)第二、三能级组涉及　　轨道和　　轨道,分别对应第　 、　　周期,能容纳的电子数为　　个,等于第2、3周期包含的元素种数。元素种数等于该能级组原子轨道数目的　　倍。  1 s 2 2 s p 2 3　 8 2 (3)第四能级组涉及　　、p、　　轨道,能容纳的电子数为　　个,等于该周期所包含的元素种数,元素种数等于该能级组原子轨道数目的2倍。  由此可以得出原子核外电子排布与元素周期表中周期划分的本质联系:   　。  s d　 18 一个能级组最多能容纳的电子数等于对应的周期包含的元素种数 1.每个能级组对应一个周期。 (　　) 2.同一能级组内的原子轨道能量相同。 (　　) 3.价电子不一定就是最外层电子。 (　　) √ × √ 　基态原子的价电子排布式为5s25p3的元素位于第　　　　周期。  5 构造原理与元素周期表 周期 对应能级组 对应能级组最多能容纳 的电子数 周期中所 含元素种类 1 1s 2 2 2 2s、2p 8 8 3 3s、3p 8 8 4 4s、3d、4p 18 18 5 5s、4d、5p 18 18 6 6s、4f、5d、6p 32 32 7 7s、5f、6d、7p 32 32 1.具有下列电子层结构的原子,其对应元素一定属于同一周期的是(　　) A.两种原子的电子层上全部都是s电子 B.3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上有一个未成对电子的原子 C.最外层电子排布式为2s22p6的原子和最外层电子排布式为2s22p6的离子 D.原子核外的M层上的s能级和p能级都填满了电子,而d轨道上尚未排有电子的两种原子 B 第1周期的氢、氦和第2周期的锂、铍原子的电子层上全是s电子,显然它们属于不同周期,故A错误;3p能级上只有一个空轨道的原子是硅,3p能级上有一个未成对电子的原子是铝或氯,同在第3周期,故B正确;最外层电子排布式为2s22p6的原子是第2周期的氖,而最外层电子排布式为2s22p6的离子可能是第2周期的氧离子、氟离子,也可能是第3周期的钠离子、镁离子、铝离子,故C错误;原子核外的M层上的s能级和p能级都填满了电子,而d能级上尚未排有电子的原子可能是第3周期的氩,也可能是第4周期的钾、钙,故D错误。 2.同属长周期的4、5、6周期所包含的元素种数分别为　、　、　　,并解释其原因____________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。  18 18 32 据鲍林近似能级图,第4、5周期元素所包含的能级为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18种元素;而第6周期元素能级除ns、np和(n-1)d,还有(n-2)f,故多出7个原子轨道即14个电子,对应多出14种元素 任务二　核外电子排布与族的划分 1.核外电子排布与族的划分 (1)通过观察和分析可以发现,族的划分与原子的　　　　　　和 　　　　　　密切相关。一般来说,同族元素原子的价电子数目相同。主族元素原子的价电子全部排布在最外层的　　或　　　　轨道上。尽管同族元素原子的电子层数从上到下逐渐　　　　,但价电子排布却类似,主族元素所在族的序数等于该元素原子的_______。  (2)除氦元素外,稀有气体元素原子的最外层电子排布均为　　　　。  价电子数目　 价电子排布 ns　 ns、np 增加　 价电子数 ns2np6　 (3)对于过渡元素的原子,价电子排布为　　　　　　　。由此可以看出,虽然同一副族内不同元素原子的电子层数　　　,价电子排布却基本 　　　,而且ⅢB~ⅦB族元素原子的价电子数目仍然与族序数　　　。  (n-1)d1~10ns1~2 不同 相同 相同 2.核外电子排布与区的划分 在研究原子核外电子排布与元素周期表之间的关系时,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5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.各族元素的族序数均等于价电子数。 (　　) 2.s区元素都是金属元素,p区元素都是非金属元素。 (　　) 3.元素原子的价电子一定是最外层电子。 (　　) 4.ⅢB族的元素种类最多。 (　　) × × × √ 1.将下列各主族元素的价电子数、价电子排布式填入表中: 族数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价电子 排布 　  　  　   　  　  　   　  列数 1 2 13 14 15 16 17 价电子数 　  　  　  　  　  　  　  ns1 ns2　 ns2np1　 ns2np2 ns2np3　 ns2np4　 ns2np5 1　 2　 3 4 5 6 7 2.以第4周期副族元素为例,填写下表: 副族元素 21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 29Cu 30Zn 族序数 　   　   　   　   　  　  　   价电子排布式 　   　   　   　   　   　   　   价电子数 　   　   　   　   　       ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB ⅠB ⅡB 3d14s2 3d24s2 3d34s2　 3d54s1　 3d54s2　 3d104s1 3d104s2 3 4　 5　 6　 7 3.人们将元素周期表分为5个区,如图所示。请回答下列问题: 球 (1)在s区中,族序数最大、原子序数最小的元素,其基态原子的价电子的电子云为　　　　形。  (1)s区为ⅠA族、ⅡA族,符合条件的元素为Be,其基态原子的电子排布式为1s22s2,价电子的电子云为球形。 (2)在d区中,族序数最大、原子序数最小的元素,其常见离子的电子排布 式分别为　　　　　　　　　　、　　　　　　　　,其中较稳定的是 　　　　。  1s22s22p63s23p63d6 1s22s22p63s23p63d5 Fe3+ (2)d区为ⅢB~ⅦB族(不包括镧系、锕系)、Ⅷ族,族序数最大且原子序数最小的元素为Fe,其常见离子为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能级为半充满状态,其稳定性大于Fe2+。 (3)在ds区中,族序数最大、原子序数最小的元素,其基态原子的价电子排布式为　　　　。  3d104s2 (3)符合条件的元素为Zn,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,价电子排布式为3d104s2。 (4)在p区中,第2周期ⅤA族元素原子的价电子的轨道表示式为 　　　　　　　　　　。  (4)符合题意的元素为N,其价电子的轨道表示式为 。 (5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚,它们在　　　　区。  f (5)铀和钚均为锕系元素,位于f区。 (教参独具) 1.各族核外电子排布的特点 2.区的划分 区 族序数 价电子排布 s ⅠA、ⅡA ns1~2 p ⅢA~ⅦA、0族 ns2np1~6(氦除外) d ⅢB(除镧系、锕系外)~ⅦB、Ⅷ (n-1)d1~9ns1~2(钯除外) ds ⅠB、ⅡB (n-1)d10ns1~2 f 镧系、锕系 (n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2 3.元素在周期表中位置的判断方法 (1)由基态原子的价电子排布给元素定位 ①主族元素 基态原子的价电子排布为ns1(ⅠA族)、ns2(ⅡA族)、ns2np1~5(ⅢA~ⅦA族)。 ②0族元素 基态原子的价电子排布为ns2np6(He除外),周期数=电子层数。 ③副族元素 价电子排布 ④Ⅷ族元素:价电子排布为(n-1)d6~10ns0~2,价电子总数为8、9或10。 (2)根据稀有气体元素的原子序数判断其他元素的位置 ①稀有气体元素在周期表中的位置 稀有气 体元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Og 周期 1 2 3 4 5 6 7 原子序数 2 10 18 36 54 86 118 ②判断方法:减数定位法,即由与稀有气体元素的原子序数之差确定元素在周期表中的位置。 ⅰ.确定族 对于长周期元素(镧系、锕系除外),原子序数-稀有气体元素原子序数(相近且小)=元素的纵列数。第1、2纵列为ⅠA、ⅡA族,第3~7纵列为ⅢB~ⅦB族,第8~10纵列为Ⅷ族,第11、12纵列为ⅠB、ⅡB族,第13~17纵列为ⅢA~ⅦA族,第18纵列为0族。 ⅱ.确定周期 该元素的周期数=稀有气体元素所在周期数(相近且小)+1。 例如,判断31号元素在周期表中的位置,根据31-18=13,即可确定该元素位于第4周期ⅢA族。 1.已知某元素对应的离子M2+的电子排布式为1s22s22p63s23p6,则该元素在周期表中的位置正确的是(　　) A.第3周期ⅣA族　　　　　　 B.第4周期ⅡB族 C.第4周期Ⅷ族 D.第4周期ⅡA族 D M2+的电子排布式为1s22s22p63s23p6,该元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,该元素原子最外层有2个电子,有4个电子层,故该元素位于第4周期ⅡA族,D正确。 2.(双选)近年来“铊中毒”事件屡屡发生,铊再次成为公众关注的焦点。铊元素的相关信息如图所示。下列叙述不正确的是(　　) A.铊元素在元素周期表中的位置是第6周期ⅡA族 B.铊原子的中子数为204-81=123 C.6s26p1表示铊原子有6个电子层, 最外电子层上有3个电子 D.铊元素的金属性比铝元素的强 AB 根据题给信息,铊元素在元素周期表中的位置是第6周期ⅢA族,铊原子有6个电子层,最外层有3个电子,A项错误,C项正确;铊元素与Al同主族,在周期表中位于Al的下方,金属性比Al强,D项正确;204.4是铊元素的相对原子质量,铊原子的质量数不一定是204,B项错误。 课时作业　巩固提升 2 3 4 5 6 7 8 1 [A组　基础落实] 题组一　核外电子排布与周期的划分 1.下列说法错误的是(　　) A.鲍林提出了多电子的原子轨道近似能级图 B.同一能级组内能级之间的能量差较小 C.价电子可能参与化学反应 D.基态原子的价电子排布式不能反映元素所在的周期 9 10 D 11 12 2.下列说法错误的是(　　) A.第一能级组对应第1周期 B.第4周期共包含18种元素 C.第4周期过渡元素的原子中新增的电子数逐渐填入4s轨道 D.一个能级组最多容纳的电子数等于对应的周期包含的元素种数 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 C 11 12 3.下列说法正确的是(　　) A.M2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,则M元素在周期表中位于第4周期 B.最外层电子数为ns2的原子,其价电子数也为2 C.元素周期表各周期总是从ns能级开始,以np能级结束 D.随着电子层数的增加,p能级原子轨道数也在增多 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 A 11 12 M元素+2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,则该元素是Mn,属于第4周期,A正确;最外层电子数为ns2的原子,过渡元素的价电子还包括(n-1)d能级上的电子,B错误;第1周期元素以ns能级开始,以ns能级结束,C错误;随着电子层数的增加,p能级原子轨道数不变,D错误。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 题组二　核外电子排布与族的划分 4.某元素原子价电子排布式为3d54s2,其位于(　　) A.第4周期ⅡA族　　　　 B.第4周期ⅡB族 C.第4周期ⅦA族 D.第4周期ⅦB族 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 D 11 12 价电子排布式为3d54s2的元素,核外电子排布式为[Ar]3d54s2,其原子序数为25,为Mn元素,故位于元素周期表中第4周期ⅦB族。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 5.基态原子的核外电子排布式为4d105s1的元素所在的区、周期和族分别为(　　) A.p区、第5周期ⅠB族 B.ds区、第5周期Ⅷ族 C.d区、第4周期ⅠB族 D.ds区、第5周期ⅠB族 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 D 11 12 以稀有气体Kr为参照,基态原子的核外电子排布式为4d105s1的元素位于第5周期。该原子的价电子排布式与Cu相似,属于ⅠB族元素,位于ds区。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 6.主族元素A和B可形成组成为AB2的离子化合物,则A、B两原子的最外层电子排布分别为(　　) A.ns2np2和ns2np4 B.ns2和ns2np4 C.ns2和ns2np5 D.ns2和ns2 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 C 11 12 由A和B为主族元素,且二者能形成AB2型的离子化合物,知A为ⅡA族元素,B为ⅦA族元素,故A元素原子的最外层电子排布为ns2,B元素原子的最外层电子排布为ns2np5。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 7.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.某元素原子的第二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 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 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 D 11 12 A中只能说明该元素原子的L层有8个电子,无法确定其在周期表中的位置;B中某些非金属元素有多种化合价,+4价不一定是其最高化合价,无法确定其在周期表中的位置;C中根据最外层电子数只能确定族序数,无法确定周期数;D中可确定该元素在第5周期ⅢA族。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 8. (双选)元素周期表中铋元素的数据如图所示,下列说法不正确的是(　　) A.该元素为ⅥA族元素 B.该元素为第6周期,p区元素 C.铋原子6p能级中6px、6py、6pz轨道上各有一个电子 D.铋原子最外层有5个能量相同的电子 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 AD 11 12 根据图中信息确定铋元素的原子序数为83,为第6周期ⅤA族元素,相对原子质量为209.0;因为根据电子排布的规律在6p能级上先占据不同原子轨道,所以铋原子6p能级中6px、6py、6pz轨道上各有一个电子;6s能量比6p能量低,6s能级2个电子与6p能级3个电子能量不同。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 [B组　培优训练] 9.含有元素硒(Se)的保健品已经进入市场,已知硒与氧元素同族,与钾元素同周期,下列关于硒的说法不正确的是(　　) A.原子的价电子排布式为4s24p4 B.最高价氧化物对应水化物的化学式为H2SeO4 C.Br的非金属性比Se弱 D.O和Se为p区元素,K为s区元素 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 C 11 12 由题给信息可知,Se位于第4周期ⅥA族,主族元素原子最外层电子数与其族序数相等,故Se原子最外层电子数是6,价电子排布式为4s24p4,A项正确;Se元素的最高正化合价为+6,则其最高价氧化物对应水化物的化学式为H2SeO4,B项正确;同周期元素,元素的非金属性随原子序数的增大而增强,Br和Se属于同周期元素,且原子序数:Br>Se,所以Br的非金属性比Se强,C项错误;根据O、Se、K在周期表中的位置可知,D项正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 10.(双选)元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示,已知Y元素原子的价电子排布为ns(n-1)np(n+1),则下列说法不正确的是(　　) A.Y元素原子的价电子排布式为3s23p4 B.Y元素在周期表的第3周期ⅤA族 C.X元素位于元素周期表的s区 D.基态Z原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p3 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 BC 11 12     X   Y   Z     Y元素原子的价电子排布为ns(n-1)np(n+1),由n-1=2可得n=3,Y元素原子的价电子排布式为3s23p4,则Y元素位于第3周期ⅥA族,Z位于第4周期ⅤA族,价电子排布式为4s24p3,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。X、Y、Z最外层电子均填充在p轨道上,故X、Y、Z均位于p区。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 11.已知115号元素的中文名为“镆”,它有多种原子,如Mc等。下列说法不正确的是(　　) A.Mc的化学性质几乎相同 B.Mc位于周期表的第7周期ⅤA族 C.在镆原子中,最后填入电子的轨道能级符号是f,故Mc位于周期表中的f区 D.在周期表中,假设第8周期按照现有规则填满,则115号元素正下方的将是165号元素 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 C Mc互为同位素,化学性质几乎相同,故A正确;Mc是第115号元素,位于周期表的第7周期ⅤA族,故B正确;在镆原子中,最后填入电子的轨道能级符号是7p,故Mc位于周期表中的p区,故C错误;在周期表中,假设第8周期按照现有规则填满,即第8周期元素种数为50,则115号元素正下方的将是165号元素,故D正确。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 12.下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种元素。结合元素周期表回答下列问题: 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 (1)写出基态J原子的价电子排布式:　　　　,N元素原子的价电子排布式:　 。  3d64s2　 6s26p5　 (1)J位于Ⅷ族,价电子数为8,所以其价电子排布式为3d64s2;N位于第6周期ⅦA族,原子最外层有7个电子,所以价电子排布式为6s26p5。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 (2)下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的价电子排布特点的叙述不正确的是　　　　(填字母)。  A.L位于元素周期表中第5周期ⅠA族,属于s区元素 B.O位于元素周期表中第7周期Ⅷ族,属于d区元素 C.M的价电子排布式为6s1,属于ds区元素 D.F所在族的价电子排布为ns2np2,属于p区元素 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 C (2)M位于第6周期ⅠB族,价电子排布式为5d106s1,属于ds区元素。 (3)某元素+2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9,则该元素位于 　　　　族。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 ⅠB (3)某元素+2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9,则其原子的价电子排布式为3d104s1,根据次外层3d上有10个电子,最外层有1个电子,可知它位于第4周期ⅠB族。 (4)根据鲍林近似能级图,I元素原子核外电子最高能级组的电子占有 　　　　个轨道。  2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 12 4 (4)I位于第4周期ⅤB族,价电子数为5,价电子排布式为3d34s2,最高能级组为4s、3d,5个电子共占4个轨道。 位置 　位置 位置 $$