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

第一章 原子结构与性质 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 第1课时　原子结构与元素周期表 第1课时　原子结构与元素周期表 了解三张有重要历史意义的周期表，了解元素周期表的发展历史。 通过自主探究元素周期表，理解构造原理与元素周期表之间的联系。 知道元素周期律、元素周期系和元素周期表的概念。 学习目标 ⑴元素周期律 元素的性质随着原子核电荷数递增发生周期性递变的规律。 对于原子：原子序数 = 核电荷数 = 核外电子数=质子数 一、元素周期律、元素周期系和元素周期表 ⑵元素周期系 元素按其原子核电荷数递增排列的序列。 ⑶元素周期表 是呈现元素周期系的表格。 如门捷列夫短氏周期表、 维尔纳的特长式周期表、玻尔元素周期表。 门捷列夫的短式周期表 1869年，门捷列夫制作了历史上第一张周期表。 … … … H … He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo … Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La Ce Nd Pr … … Sm Eu Gd Tb Ho Er Tm Yb … … Ta W … Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi … … … … Ra Laα Th … … … … … U … … … … Ac … … … … … … … … … … … … Pbα Biα Teα … … 维尔纳的特长式周期表 1905年，配位化学鼻祖维尔纳制作了一张周期表。 波尔元素的周期表 1922年，玻尔也绘制了一张元素周期表，玻尔已经开始用原子结构来解释元素周期系。 其他形式的元素周期表 原子结构与元素周期表 简述你所学过的关于元素周期表的化学知识（可以从周期、族、金属性、非金属性、化合价等不同角度进行阐述）。 周 期 表 7个横行(7个周期) 18个纵行(16个族) 3个短周期 4个长周期 (2、8、8) 7个主族 (IA～VIIA） 零族: 稀有气体元素 (18、18、32、32) 7个副族 VIII族 (Fe、Co、Ni 3个纵行) (ⅠB～ⅦB) 构造原理与元素周期表之间存在什么关系呢？ 1、如何从原子结构的角度解释每一周期包括的元素种类？ 2、如何从原子结构的角度解释族（特别是副族）的划分依据？ 思考与讨论 周期序数 起止元素 包括元素种类 核外电子层数 1 2 3 H→He 2 1 4 5 6 7 Fr→Og 7 构造原理： 随着核电荷数递增，新增电子填入能级的顺序。 Li~Ne Na~Ar K~Kr Rb~Xe Cs~Rn 8 8 18 18 32 32 2 3 4 5 6 写出19~36号元素的基态原子的电子排布式。解释24Cr和29Cu的基态原子的电子排布式不符合构造原理的原因？ ⅠA 0 1s1 ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 1s2 2s1 2s2 2s2 2p1 2s2 2p2 2s2 2p3 2s2 2p4 2s22p5 2s2 2p6 3s1 3s2 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB 3s2 3p1 3s2 3p2 3s2 3p3 3s2 3p4 3s23p5 3s2 3p6 4s1 4s2 3d1 4s2 3d2 4s2 3d3 4s2 3d5 4s1 3d5 4s2 3d6 4s2 3d7 4s2 3d8 4s2 3d10 4s1 3d104s2 4s2 4p1 4s2 4p2 4s2 4p3 4s2 4p4 4s24p5 4s2 4p6 1～36号元素的基态原子的价层电子排布式 19~36号元素在元素周期表中位于第几周期？此周期包含多少种元素？为什么？ 4s→3d→4p 3.构造原理与元素周期表有什么关系？ (1)根据构造原理得出的核外电子排布，可以解释元素周期系的基本结构。例如，可以解释元素周期系中的每个周期的元素种类数，具体如下： 1s 2s→2p 3s→3p 4s→3d→4p 5s→4d→5p 6s→4f → 5d→6p 7s→5f → 6d→7p 周期 元素 种数 一 二 三 四 五 六 七 2 8 8 18 18 32 32 每一周期从ns开始→ np结束(第一周期除外) 观察元素周表，找出每个周期元素原子价层电子排布递变特点。 问题：预言第八周期有多少种元素? (2)若以一个方格代表一种元素，每个周期排一个横排，并按s、p、d、f分段，左侧对齐，可得到怎样的元素周期表？ 左对齐的周期表 一二三四五六七 s s s p p s s p p d d s s p p d d f f 1s1 [He]2s1 [Ne]3s1 1s2 [He]2s22p6 [Ne]3s23p6 [Ar]4s1 [Ar] 3d 104s24p6 [Kr]5s1 [Kr] 4d 10 5s25p6 [Xe]6s1 [Xe] 4f145d 10 6s26p6 [Rn]7s1 [Rn] 5f146d 10 7s27p6 (2种) (8种) (8种) (18种) (18种) (32种) (32种) 2.构造原理与元素周期表有什么关系？ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 ⅠA ⅡA ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA ⅢA 0 特长式周期表 1950年国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)推荐了一张元素周期表，书末的元素周期表就是参照其新版制作的。请问：怎样将上图变成书末的元素周期表？ 思考与讨论 按原子序数递增的顺序将电子能层相同的元素排成横排，将价层电子数相同的元素排成纵列，得特长式周期表。 然后将58－71号元素、89－103号元素抽出来单独放在主表的下方（镧系和锕系）作为副表，它们合在一起分别占据主表的57格和89格，得书末周期表。 结构科学合理的现代元素周期表 15 (3)书末周期表中，同族元素价层电子数相同，这是同族元素性质相似的结构基础。 如，第ⅠA族元素原子最外层都只有一个电子，即ns1;稀有气体基态原子，最外层都是8电子ns2np6，即(氦1s2除外)。 (4)长周期比短周期多出的元素全部是金属元素，因为它们最外层电子数不超过2，即为ns1-2(Pd除外)；而镧系和锕系最外层为ns2，所以也全是金属。 2.构造原理与元素周期表有什么关系？ ⅠA 0 1s1 ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 1s2 2s1 2s2 2s2 2p1 2s2 2p2 2s2 2p3 2s2 2p4 2s22p5 2s2 2p6 3s1 3s2 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB 3s2 3p1 3s2 3p2 3s2 3p3 3s2 3p4 3s23p5 3s2 3p6 4s1 4s2 3d1 4s2 3d2 4s2 3d3 4s2 3d5 4s1 3d5 4s2 3d6 4s2 3d7 4s2 3d8 4s2 3d10 4s1 3d104s2 4s2 4p1 4s2 4p2 4s2 4p3 4s2 4p4 4s24p5 4s2 4p6 16 第一周期 第二周期 第三周期 第四周期 第五周期 第六周期 第七周期 2 种 8 种 8 种 18种 18种 32种 32种 0族 主族 主族 副族 副族 第VIII族 过渡元素 ⅠA 0 ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB s d ds p f ns1 ns2 ns2np1 ns2np5 ns2np6 (n-1)d1~10ns1~2(除镧系和锕系） (n-1)d10ns1~2 过渡金属(n-1)d1~10ns1~2(除镧系和锕系） 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 先填满了(n-1)d能级而后填充ns能级 （4)按照核外电子排布，可把元素周期表划分成5个区 ⅠA 0 1s1 ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 1s2 2s1 2s2 2s2 2p1 2s2 2p2 2s2 2p3 2s2 2p4 2s22p5 2s2 2p6 3s1 3s2 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB 3s2 3p1 3s2 3p2 3s2 3p3 3s2 3p4 3s23p5 3s2 3p6 4s1 4s2 3d1 4s2 3d2 4s2 3d3 4s2 3d5 4s1 3d5 4s2 3d6 4s2 3d7 4s2 3d8 4s2 3d10 4s1 3d104s2 4s2 4p1 4s2 4p2 4s2 4p3 4s2 4p4 4s24p5 4s2 4p6 1～36号元素的基态原子的价层电子排布式 ns1~2 ns2np6 (n-1)d1~10ns1~2 金属元素，也称过渡元素 ns2np1~5 多数是非金属元素 金属元素 根据构造原理，最后一个电子填充在_____和_____轨道称为主族元素，最后一个电子填充在_____轨道称为副族元素。 s p d ⅠA 0 1s1 ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 1s2 2s1 2s2 2s2 2p1 2s2 2p2 2s2 2p3 2s2 2p4 2s22p5 2s2 2p6 3s1 3s2 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB 3s2 3p1 3s2 3p2 3s2 3p3 3s2 3p4 3s23p5 3s2 3p6 4s1 4s2 3d1 4s2 3d2 4s2 3d3 4s2 3d5 4s1 3d5 4s2 3d6 4s2 3d7 4s2 3d8 4s2 3d10 4s1 3d104s2 4s2 4p1 4s2 4p2 4s2 4p3 4s2 4p4 4s24p5 4s2 4p6 1～36号元素的基态原子的价层电子排布式 1、价层电子排布与主族有什么关系？ 2、价层电子排布与过渡元素有什么关系？ 主族元素的价层电子排布式ns1~2、ns2np1~6 主族元素的价层电子数=族序数 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) ⅢB→ⅦB，价层电子数=族序数 ⅠB→ⅡB，ns电子数=族序数 9.下列各元素是主族元素还是副族元素？位于周期表的第几周期和哪个族？属于哪个区？ （课本29页第9题） （1）1s22s22p63s23p5 （2）[Kr]4d105s25p2 （3）[Ar]3d34s2 （4）[Ar]3d104s1 （5）[Ar]4s1 主族 主族 副族 主族 副族 第三周期第ⅦA族 p区 第五周期第ⅣA族 p区 第四周期第ⅤB族 d区 第四周期第ⅠB族 ds区 第四周期第ⅠA族 s区 根据原子结构特征判断元素在元素周期表中的位置 电子排布式 周期： 周期序数=能层数 族： 价层电子排布式 元素分区 族 价层电子排布式 元素分区 族 ns1~2 s区 ⅠA~ⅡA 价层电子数=族序数 (n-1)d1~9ns1~2 d区 ⅢB~ⅦB 价层电子数=族序数 Ⅷ (n-1)d10ns1~2 ds区 ⅠB~ⅡB ns电子数=族序数 ns2np1~6 p区 ⅢA~ⅦA 价层电子数=族序数 方法规律 ——在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素的有些性质是相似的。 对角线规则 思考与讨论 ①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。 ②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。 对角线规则 Be与Al 2Al+6HCl = 2AlCl3+3H2↑ Be+2HCl = BeCl2+H2↑ 2Al+2NaOH+2H2O = 2NaAlO2+3H2↑ Be+2NaOH = Na2BeO2+H2↑ Al2O3+6HCl = 2AlCl3+3H2O BeO+2HCl = BeCl2+H2O Al2O3+2NaOH = 2NaAlO2+H2O Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+ 2H2O Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+ 2H2O Al(OH)3+3HCl = AlCl3+3H2O Be(OH)2+2HCl = BeCl2+2H2O BeO+2NaOH = Na2BeO2+H2O AlCl3是共价化合物，则BeCl2也是共价化合物 Al Cl Cl Cl Cl Al Cl Cl 再探元素周期表 [问题]仔细考察书末的元素周期表，你能提出哪些问题？ 例如： (1)元素周期表共有几个周期？每个周期各有多少种元素？为什么第一周期结尾元素的电子排布跟同族的其他周期元素的不同？ (2）元素周期表共有多少个列？各列的价层电子数各为多少？同列元素价层电子数是否相等？元素周期表可分为哪些族？族序有什么规律？ 探究 共七个周期，分别有2、8、8、18、18、32、32种元素 He只有2个电子，电子排布为1s2，排满K层；其余周期结尾元素电子排布均为ns2np6，排满最外层。 共18列，1列→2列→ 13列→ 18列，价层电子数分别是1 → 8(主族和0族)； 3列→ 12列价层电子数分别是3→ 12(副族和Ⅷ族)。同列元素价电子数相等。七主七副一Ⅷ一零共16个族： ⅠA→ⅡA→ ⅢB→ ⅦB → Ⅷ → ⅠB→ⅡB → ⅢA → ⅦA →0 ⅠA ⅡA ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅡB ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA ⅢA 0 ⅠB (3)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（如图1-18)? 右上角三角区元素原子最外层电子数≥4，所以为非金属元素。 【解释与整理】回答上述问题和你提出的问题，并整理出你对元素周期表的新认识。 【讨论】 (1)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。 周期表是元素原子核外电子根据构造原理周期性排布的直观表现形式。 副族元素处在金属到非金属过渡的区域，所以叫过渡元素。 ⅢB→Ⅷ ，族序数＝价层电子数 ,价层排布(n-1)d1-9ns1-2； ⅠB→ⅡB 族序数＝价层电子数－10 ，价层排布(n-1)d10ns1-2 。 (2)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 反外各区的名称来自按构造原理最后填入由子的能级的符号。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 ds 区的元素都是金属元素？ ⅠA ⅡA ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅡB ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA ⅢA 0 ⅠB S 区 d 区 d s 区 f 区 p 区 s 区、 d 区和 p 区分别有2列、8列、6列；因为s 区(除氢元素)、 d 区和 ds 区的元素原子最外层电子数都＜4个。 (3)处于非金属与金属分界线附近的元素常被称为半金属或类金属，为什么？ (4)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？ (5)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。 它们既表现出一定的金属性又表现出一定的非金属性，所以叫类(半)金属。 Cr 3d 54s1 Cu 3d 104s1 不符合构造原理。 还有Mo、Ru、Rh 、 Pd、Ag 、 Pt 、 Au等元素不符合构造原理。 8s1 32+18＝50 [Og]8s1 [Og] 5g186f147d 10 8s28p6 (50种) 原子结构与元素周期表 电子排布与周期 电子排布与族 电子排布与元素分区 排满=0族 ⅠA∽ⅦA; ⅢB∽ⅦB=价层电子数 s区：ⅠA∽ⅡA d区：ⅢB∽ⅦB、Ⅷ ds区：ⅠB∽ⅡB p区： ⅢA∽ⅦA f区：镧系和锕系 ⅠB∽ⅡB=ns电子数 周期序数=能层数 本节小结 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 1. 下列对元素周期表的认识正确的是（ ） A. 有9行7个周期 B. 有16列16个族 C. 有三个短周期四个长周期 D. 非金属元素存在于主族与副族中 2. 下列叙述中正确的是（ ） A.除0族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数 B. 除短周期外，其他周期均有18种元素 C. 副族元素中没有非金属元素 D. 碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素 C C 3.某元素位于周期表中第四周期ⅤA族，则该元素的名称和价电子排布式均正确的是( ) A. 砷，4s24p3 B. 溴，4s24p5 C. 磷，4s24p3 D. 锑，5s25p3 4.已知某元素＋2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，该元素在周期表中属于(　　) A．ⅤB族 B．ⅡB族 C．Ⅷ族 D．ⅡA族 A D 5.某元素原子价层电子排布式为3d104s1，其在元素周期表中的位置为(　 　) A．第五周期IB族 B．第五周期ⅡB族 C．第四周期ⅦB族 D．第四周期IB族 D 33 6、某元素基态原子的外围电子排布即价电子排布为3d74s2，该元素在周期表中的位置及分区是 ( ) A．第三周期，第ⅡB族，ds区 B．第四周期，第ⅡB族，d区 C．第三周期，第ⅦA族，s区 D．第四周期，第Ⅷ族，d区 D 7、元素周期表中铬元素的信息见下图。下列说法中，不正确的是 ( ) A．铬元素的相对原子质量是52.00 B．铬元素位于p区 C．铬元素位于第四周期VIB族 D．基态铬原子的价层电子轨道表示式为： B $$