第1章 第2节 第1课时 原子结构与元素周期表-【创新教程】2024-2025学年高中化学选择性必修第二册五维课堂（人教版2019）

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 课标要点 核心素养 １．进一步认识周期表中原子结构和位置、价 态、元素数目等之间的关系 ２．知道最外层电子排布和价层电子层的含义 ３．认识周期表中各区及元素周期表的规律 ４．知道周期表中各区、周期、族元素的原子结 构和位置间的关系 １．宏观辨识与微观探析:通过辨识原子结构及 价层电子排布与元素在周期表中的位置之间 的关系,形成“结构决定性质”的观念 ２．证据推理与模型认知:通过原子价层电子排 布特点与各区元素化学性质关系,建立运用 模型解释现象的本质和规律 [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:按其原子　　　　递增排列的 序列称为元素周期系. ３．元素周期表:呈现元素周期系的表格. [注意]　元素周期系只有一个,元素周期表 多种多样. [知识点二]　构造原理与元素周期表 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 １．核外电子排布与周期的划分 (１)电子排布与周期划分的本质联系 周期 外围电子排布 ⅠA族 ０族 最外层最多 容纳电子数 各周期增 加的能级 元素 种数 一 １s１ １s２ ２ １s ２ 二 ２s１ ２s２２p６ ８ ２s、２p ８ 三 ３s１ ３s２３p６ ８ ３s、３p ８ 四 ４s１ ４s２４p６ ８ ４s、３d、４p １８ 五 ５s１ ５s２５p６ ８ ５s、４d、５p １８ 六 ６s１ ６s２６p６ ８ ６s、４f、５d、６p ３２ 七 ７s１ ７s２７p６ ８ ７s、５f、６d、７p ３２ (２)规律:①周期序数＝电子层数.②本周期 包含的元素种数＝对应能级组所含原子轨 道数的２倍＝对应能级组最多容纳的电 子数. ２．核外电子排布与族的划分 (１)划分依据:取决于原子的价层电子数目和 价层电子排布. (２)特点:同族元素的价层电子数目和价层电 子排布相同. (３)规律 ①对主族元素,同主族元素原子的价层电 子排布完全相同,价层电子全部排布在ns 或ns、np轨道上(见下表).价层电子数与 族序数相同. 族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价层电 子排布 ns１ ns２ ns２np１ns２np２ns２np３ns２np４ns２np５ ② 过 渡 元 素 价层电子排布:　　　　　　→ 族序数→ ⅢB~ ⅦB:族序数 ＝ 　　　　 ⅠB和 ⅡB:族序数 ＝ns电子数 ③稀有气体元素:价层电子排布为ns２np６(He 除外). [知识点三]　元素周期表的分区 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 １．元素周期表的分区 按电子排布,可把周期表里的元素划分成５ 个区.除ds区外,区的名称来自按构造原 理 　 的能级符号. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰２１􀅰 化学􀅰选择性必修二 ２．各区价层电子排布特点 分区 价层电子排布 s区 　　　 p区 　　　　(除 He外) d区 (n－１)d１~９ns１~２(除钯外) ds区 (n－１)d１０ns１~２ f区 (n－２)f０~１４(n－１)d０~２ns２ [自我评价] １．[判一判] (对的在括号内打“√”,错的在括号内打 “×”) (１)每个周期的价层电子排布都是从ns１ 开 始,到ns２np６ 结束. (　　) (２)各周期所含元素数目各不相同,且随着周 期数增加逐渐增加. (　　) (３)除零族外,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.(　　) (４)碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素. (　　) (５)价层电子数与最高化合价相等的元素一定 是主族元素. (　　) (６)元素周期表５个区中都有金属元素.(　　) (７)元素的价层电子数一定等于其所在的族 序数. (　　) ２．[想一想] (１)根据周期表分区的依据,区的名称来自按 构造原理最后填入电子的能级的符号.则 p区元素价层电子都是ns２np１~６吗? 价层 电子为ns１~２的元素一定都在s区吗? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 (２)在 元素周期表中非金属元素存在于哪 个区? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 (３)主族元素在哪个区? p区只包含主族元 素吗? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 　　　　核外电子排布与元素周期表的关系 [情境素材] 除了我们熟知的现行元素周期表,元素周期 表还 有 许 多 其 他 形 式,其 中 一 种 如 下 图 所示: ◉[思考探究] (１)元素周期表中 周 期 和 族 的 划 分 依 据 是 什么? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 (２)主族元素的原子结构与元素在周期表中的 位置有什么关系? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰３１􀅰 第一章　原子结构与性质 [核心突破] １．周期、能级组和元素数目的对应关系 周期 周期中所含 元素的数 对应能级组 对应能级组 电子最大容量 一 ２ １s ２ 二 ８ ２s、２p ８ 三 ８ ３s、３p ８ 四 １８ ４s、３d、４p １８ 五 １８ ５s、４d、５p １８ 六 ３２ ６s、４f、５d、６p ３２ 七 ３２ ７s、５f、６d、７p ３２ ２．价层电子排布和周期表的关系 (１)原子的电子层数＝能级中最高能层序数＝ 周期序数. (２)主族元素原子的价层电子数＝该元素在周 期表中的主族序数. 族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA ０ 价层电 子排布 ns１ ns２ ns２ np１ ns２ np２ ns２ np３ ns２ np４ ns２ np５ ns２ np６ (３)过渡元素(除镧系、锕系外,以第四周期为例) 周期表中列数 族序数 价层电子排布 ３ ⅢB (n－１)d１ns２ ４ ⅣB (n－１)d２ns２ ５ ⅤB (n－１)d３ns２ ６ ⅥB (n－１)d５ns１ ７ ⅦB (n－１)d５ns２ ８~１０ Ⅷ (n－１)d６~８ns２ １１ ⅠB (n－１)d１０ns１ １２ ⅡB (n－１)d１０ns２ ３．价层电子排布与元素的最高正价数 (１)当主族元素失去全部价层电子后,表现出 该元素的最高化合价,最高正价＝主族序 数(O、F除外). (２)ⅢB~ⅦB族可失去ns和(n－１)d轨道上 的全部电子,所以,最高正价数＝族序数. (３)Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的部 分(n－１)d电子,所以最高正价低于族序 数(８),只有Ru和Os可表现八价. (４)ⅠB族可失去ns１ 电子和部分(n－１)d电 子,所以ⅠB的族数＜最高正价,ⅡB只失 去ns２ 电子,ⅡB的族序数＝最高正价. ◉[典例示范] [典例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ⅢB族 B．该元素原子价层电子数为２个 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 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋[思维建模]　解析有关价层电子排布与元 素周期表中位置问题的思维流程如下: (１)原子序数的确定:原子序数＝质子数＝ 核外电子数＝各能级上电子数之和. (２)周期序数的确定:周期序数＝基态原子 最高能层数. (３)族的确定: ①主族元素:主族序数＝最外层电子数＝ 价层电子数; ②过渡元素:价层(n－１)d＋ns的电子数 ＝纵列数(镧系、锕系除外). [尝试解答]　　　　　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 (１)各周期所含元素的种数:相应能级组中 各轨道中最多容纳的电子数之和; (２)原子的电子层数＝能级中最高能层序 数＝周期序数; (３)主族元素原子的价层电子数＝该元素 在周期表中的主族序数. ◉[学以致用] １．价层电子排布为５s２５p１ 的元素,在周期表 中的位置是 (　　) A．第四周期第ⅤA族 B．第五周期第ⅢA族 C．第五周期第ⅠA族 D．第四周期第ⅢA族 ２．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 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰４１􀅰 化学􀅰选择性必修二 　　　　原子结构与元素周期表分区的关系 [情境素材] 元素周期表分区的简图如下所示: ◉[思考探究] (１)在s区中,族序数最大、原子序数最小的元素 是什么元素? 该元素原子的价层电子的电子 云什么形状? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 (２)Fe元素处于周期表中的哪个区? Fe２＋、Fe３＋的 电子排布式怎样书写? 两种离子更稳定的是 谁? 为什么? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 (３)某元素的电子排布式为１s２２s２２p６３s２３p６３d１０ ４s２,据此判断该元素位于周期表中的哪一 区? 是何种元素? 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 [核心突破] 各区元素的特点 分区 包括的元素 价层电子排布 化学性质 s区 第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 和碱土金属元素) p区 第ⅢA~ ⅦA族、０族 ns２np１~６ (最 后 的 电 子 填 在np上) 随着最外层电子数 目的 增 加,非 金 属 性增强,金属性减弱 分区 包括的元素 价层电子排布 化学性质 d区 第ⅢB~ ⅦB、Ⅷ族 (n－１)d１~９ ns１~２ [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轨道可 以不同程度地参与 化学键的形成 ds区 第ⅠB、 ⅡB族 (n－１)d１０ ns１~２[(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)d０~２ns２ 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 ◉[典例示范] [典例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表述中,正确的是 (　　) A．原子的价层电子排布为ns２np１~６的元素 一定是主族元素 B．基态原子的p能级上有５个电子的元素 一定是ⅦA族元素 C．原子的价层电子排布为(n－１)d６~８ns２ 的 元素一定位于ⅢB~ⅦB族 D．基态原子的N层上只有１个电子的元素 一定是主族元素 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋[思维建模]　解析有关元素周期表分区问 题的思维流程如下: (１)熟记元素周期表分区简图; (２)区的名称来自按照构造原理最后填充 的能级的符号(除ds区外). [尝试解答]　　　　　 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 ◉[学以致用] ３．下列说法中正确的是 (　　) A．所有金属元素都分布在d区和ds区 B．最外层电子数为２的元素都分布在s区 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．s区均为金属元素 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰５１􀅰 第一章　原子结构与性质 ４．元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所 示.已知Y元素原子的价层电子排布式为 ns(n－１)np(n＋１),则下列说法不正确的是 (　　) X Y Z A．Y元素原子的价层电子排布式为４s２４p４ B．Y元素在周期表的第三周期ⅥA族 C．X元素位于元素周期表的p区 D．Z元素原子的核外电子排布式为 　１s２２s２２p６３s２３p６３d１０４s２４p３ 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 根据原子结构特征判断元素在周期表中的 位置 电子排布式 确定 →价层电子排布式 确定 → 元 素 的 分 区 ns１~２→s区 → ⅠA族:ns１ ⅡA族:ns２{ ns２np１~６→p区 → ⅢA~ⅦA族(族价 电子数 ＝ 族序数) ０族(ns２np６) (n－１)d１~９ns１~２→d区 → ⅢB~ⅦB族(族外 围电子数 ＝ 族序数) Ⅷ 族 ì î í ïï ï (n－１)d１０ns１~２→ds区 → ⅠB族:(n－１)d１０ns１ ⅡB族:(n－１)d１０ns２{ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 １．元素的分区及在元素周期表中的位置与元 素原子的结构密不可分,下列说法中正确 的是 (　　) A．所有非金属元素都分布在p区 B．s区元素的最后一个电子进入p轨道 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．所有金属元素都是过渡元素 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ⅠA族 D．最外层电子排布式为ns２np１,该元素可 能是ⅢA族或ⅢB族 ３．按电子排布,可把周期表里的元素划分成５ 个区,以下元素属于s区的是 (　　) A．Fe B．Mg C．Al D．La ４．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 ５．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　　　　区中. [课堂小结] 学习至此,请完成配套训练 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰６１􀅰 化学􀅰选择性必修二 电子出现的几率,小黑点的疏密表示电子在核外单位体积的 空间出现的机会多少,故 C错误;电子云图中点本身没有意 义,小黑点疏密不表示电子的多少,而是表示电子出现机会 的多少,疏的区域表示电子出现的机会少,密的区域表示电 子出现的机会多,疏密程度表示电子在原子核外空间出现概 率的大小,故 D正确.] ２．C　[s轨道为球形的,p轨道为哑铃状的,A 项错误;每个p 能级只有３个原子轨道,B项错误;能层序数越小,s能级的 原子轨道半径越小,C项正确;钠原子的电子在６个原子轨 道上高速运动,D项错误.] 重难点二　思考探究 (１)提示:K能层只有１个s轨道,L能层有１个s轨道和３个 p轨道,M 能层有１个s轨道、３个p轨道和５个d轨道,N 能层有１个s轨道、３个p轨道、５个d轨道和７个f轨道; 每个能层的原子轨道为n２.根据泡利原理,每个轨道可容 纳２个电子,因此每个能层最多可容纳电子数为轨道数的 ２倍,即为２n２. (２)提示:泡利原理:在一个原子轨道里最多只能容纳２个电 子,而且它们的自旋相反;洪特规则:当电子排布在同一能 级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一 个轨道,而且自旋平行. (３)提示:①②③⑤违背了洪特规则,当电子排布在同一能级的 不同原子轨道时,原子中的电子总是优先单独占据一个原 子轨道,且自旋平行,④违背了泡利原理,一个原子轨道最 多只容纳２个电子,而且这２个电子的自旋相反. 典例示范 [典例２]　D　[２p能层有４个电子,应在３个不同的轨道,所 以不符合洪特规则,故 A错误;Ca为２０号元素,其原子的核 外有２０个电子,其电子排布式为１s２２s２２p６３s２３p６４s２,故 B 错误;根据泡利原理,每个原子轨道上最多只能容纳２个自 旋状态相反的电子,所以１s和２s轨道上的２个电子自旋状态 应该相反,故C错误;Br为３５号元素,核外电子排布式为[Ar] ３d１０４s２４p５,Br得到１个电子形成Br－ ,所以Br－ 的电子排布式 为[Ar]３d１０４s２４p６,故D正确.] 学以致用 ３．A　[所画的轨道表示式中３p能级,在等价轨道(相同电子 层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不 同的轨道,且自旋方向相同,违背了洪特规则,故 A 错误;因 为４s轨道能量比３d轨道能量还低,所以２５号 Mn元素的 基态电子排布式为１s２２s２２p６３s２３p６３d７ 违反了能量最低原 理,应该为１s２２s２２p６３s２３p６３d５４s２,故B正确;氮原子的轨道 表示式为 ↑↓ １s ↑↓ ２s ↑ ↑ ２p ↑ ,符合洪特规则和泡利原 理,故 C正确;泡利原理、洪特规则、构造原理都是对核外电 子排布满足能量最低的要求,故 D正确.] ４．D　[Na的简化电子排布式为[Ne]３s１,即上一周期的稀有 气体(元素符号)＋该原子的价层电子排布.] 随堂自测􀅰夯基础 １．D　[核外电子的运动根本不具有宏观物体运动规律,只能用统 计规律来描述.我们不能测定或计算出它在某一时刻所在的 位置,也不能描画它的运动轨迹.] ２．D　[电子云表示电子在核外空间某处出现的机会,不代表 电子的运动轨迹,故 A错误;小黑点的疏密表示电子出现机 会的多少,密则机会大,疏则机会小,故 B错误;３d３ 表示３d 能级有３个电子,故 C错误;ns能级的电子云呈球形,所以 可以用该图表示该能级的原子轨道,故 D正确.] ３．C　[原子核内有１０个中子的氧原子的质量数＝１０＋８＝ １８,应该表示为１８８ O,故 A 错误;氯原子核外电子总数为１７, 氯原子的结构示意图为 ,故 B错误,铁为２６号元 素,铁离子最外层电子数为１３,根据构造原理可得:Fe３＋ 的 最外层电子排布式为３s２３p６３d５,故 C 正 确;Cu是２９号 元 素,其原子核外有２９个电子,基态原子价层电子排布式为 ３d１０４s１,图示中３d和４s能级电子数目不符,最外层的轨道 表示式为↑↓↑↓↑↓↑↓ ３d ↑ ↑ ４s , 故 D错误.] ４．CD　[A项中的“２p７”违背了泡利原理,p能级有３个轨道, 最多填充６个电子,正确的电子排布式为１s２２s２２p６３s１.B 项中的“４d９５s２”违背了洪特规则特例,正确的电子排布式为 １s２２s２２p６３s２３p６３d１０４s２４p６４d１０５s１.] ５．解析:(１)Al原子的核外电子排布式为１s２２s２２p６３s２３p１,原 子中存在s、p两种形状的电子云,s电子云呈球形,有１种伸 展方向,而p电子云呈哑铃状的,有３种伸展方向,则铝原子 核外电子云共有４种不同的伸展方向.由于每个核外电子 的运动状态都不完全相同,所以铝原子核外共有１３种不同 运动状态的电子. (２)２６号元素Fe的核外电子排布式是 １s２２s２２p６３s２３p６３d６４s２,则基态 Fe原 子 上 有４个 未 成 对 电 子,当Fe原子失去２个４s电子和１个３d电子,就得到了 Fe３＋ ,因此Fe３＋ 的电子排布式是１s２２s２２p６３s２３p６３d５. (３)２９号元素 Cu的简化电子排布式为[Ar]３d１０４s１,原子失 去电子时首先失去最外层电子,即 Cu＋ 的简化电子排布式 为[Ar]３d１０,则其价层电子排布式为３d１０. 答案:(１)４　１３　(２)４　１s２２s２２p６３s２３p６３d５ 或[Ar]３d５　 (３)３d１０ 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 教材梳理􀅰探新知 知识梳理　知识点一 ２．核电荷数 知识点二 ２．(３)(n－１)d１~１０ns１~２　价层电子数 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰９８􀅰 参考答案 知识点三 １．最后填入电子　２．ns１~２　ns２np１~６ 自我评价 １．(１)×　提示:除第一周期外均为如此排布. (２)×　提示:各 周 期 的 元 素 数 目 分 别 为 ２、８、８、１８、１８、 ３２、３２. (３)×　(４)×　(５)×　(６)√　(７)× ２．(１)提示:都不是.p区 He元素的价层电子为２s２,可作为这 两个问题的特例. (２)提示:非金属元素除 H 属于s区外,其他均属于p区. (３)提示:主族元素在s区和p区;p区包含ⅢA~ⅦA族和０ 族. 重难突破􀅰释疑惑 重难点一　思考探究 (１)提示:元素周期表中周期的划分依据是元素原子的电子层 数(周期序数＝电子层数),而族的划分依据则是元素原子 的价层电子数. (２)提示:主族元素原子的电子层数即其周期序数,最外层电子 数即其主族序数. 典例示范 [典例１]　A　[该原子的价层电子排布式为４d１５s２,该元素基态 原子的电子排布式为１s２２s２２p６３s２３p６３d１０４s２４p６４d１５s２,与价层 电子排布式为３d１４s２ 的Sc元素同族,位于周期表第ⅢB族, 所以该元素位于周期表中第五周期ⅢB族,故 A 正确;该原 子的价层电子排布式为４d１５s２,位于周期表第ⅢB族,所以 该元素原子价层电子数为３个,故 B错误;该元素位于周期 表中第五周期ⅢB族,属于过渡元素,是副族,副族元素均为 金属元素,故 C错误;第 N 层的电子排布为４s２４p６４d１,有９ 个电子,故 D错误.] 学以致用 １．B　[由价层电子排布知,该元素是主族元素.因为最高能 层的序数＝周期序数,价层电子数＝主族序数,所以该元素 位于第五周期第ⅢA族.] ２．D　[由题意推知,该元素的价层电子排布式为４s２.故该元 素位于第四周期第ⅡA族.] 重难点二　思考探究 (１)提示: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)提示:Fe位于d区,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)提示:该元素为Zn,位于ds区. 典例示范 [典例２]　B　[０族元素价层电子排布也符合ns２np１~６,所以 不一定是主族元素,故 A 错误;基态原子的p能级上有５个 电子的元素价层电子排布为ns２np５ 的元素,一定位于ⅦA 族,故B正确;原子的价层电子排布为(n－１)d６~８ns２ 的元素 为Ⅷ族元素,不是位于ⅢB~ⅦB族,故 C错误;基态原子的 N层上只有１个电子的元素,可能为 K、Cr或 Cu,K 为主族 元素,Cr、Cu为副族元素,故 D错误.] 学以致用 ３．C　[s区除 H 外均为金属元素,A、D错;He、Zn等虽最外层 电子数为２,却不分布在s区元素,B错;周期表中ⅢB族~ ⅡB族为过渡元素,全部为金属元素,C正确.] ４．A　[Y元素原子的价层电子排布式为ns(n－１)np(n＋１),由n－ １＝２可得n＝３,Y元素原子的价层电子排布式为３s２３p４,则 Y元素位于第三周期第ⅥA 族,Z位于第四周期第ⅤA 族, 价 层 电 子 排 布 式 为 ４s２４p３, 电 子 排 布 式 为 １s２２s２２p６３s２３p６３d１０４s２４p３.X、Y、Z 最 外 层 电 子 填 充 在 p 轨道上,故 X、Y、Z均位于p区.] 随堂自测􀅰夯基础 １．C　[A．氢元素分布在s区 ,故 A错误;B．s区元素的最后一 个电子进入s轨道,故B错误;C．元素周期表中ⅢB族到ⅡB 族１０个纵行的元素都是过渡元素,都是金属元素,故 C 正 确;D．主族元素也有金属元素,如钠、钾元素,故 D错误.] ２．A　[铜位于第四周期第ⅠB族,故 A 正确;N 元素,氧元素 的２p能级有四个电子,不是半充满,故 B错误;最外层电子 排布式为４s１,该元素不一定位于第ⅠA 族,如铜的最外层 电子排布式为４s１,但铜属于第ⅠB,故 C错误;最外层电子 排布式为ns２np１,该元素位于ⅢA族,故 D错误.] ３．B　[周期表在分区时,依据最后一个电子所进入的能级来 分(ds区除外),若最后一个电子进入s轨道则为s区.A 项 Fe的电子排布式为１s２２s２２p６３s２３p６３d６４s２,为d区;B项 Mg 的电子排布式为１s２２s２２p６３s２,为s区;C项 Al的电子排布 式为１s２２s２２p６３s２３p１,为 p区;D 项 La为 镧 系 元 素,属 于 f区.] ４．C　[元素所在的周期数与最高能层序数n有关,原子的核 外电子的最高能层序数为n时,该元素属于第n周期.故第 三周期元素的最高能层序数为３,故选 C.] ５．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 最小的元素 为 Fe,常 见 离 子 为 Fe２＋ 、Fe３＋ ,电 子 排 布 式 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 元 素 为 Zn,其 电 子 排 布 式 为 １s２２s２２p６３s２３p６３d１０４s２,价层电子排布式为３d１０４s２;(４)该 题中符合题意的元素为 N,其价层电子的轨道表示式为↑↓ ２s ↑ ↑ ２p ↑ ; (５)铀和钚均为锕系元素,位于f区. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰０９􀅰 化学􀅰选择性必修二 答案:(１)球形 (２)Fe２＋ :１s２２s２２p６３s２３p６３d６, Fe３＋ :１s２２s２２p６３s２３p６３d５　Fe３＋ 　(３)３d１０４s２ (４)↑↓ ２s ↑ ↑ ２p ↑ 　(５)f 第２课时　元素周期律 教材梳理􀅰探新知 知识梳理　知识点一 １．增大　减小　２．(１)越小　(２)电子层数　越大 知识点二 １．气态电中性基态原子　气态基态正离子　最低　２．(１)第一 种(碱金属和氢)　最后一种(稀有气体)　小　大　(２)变小 　易　３．小　强 知识点三 １．(１)化学键　(２)键合电子　键合电子　越大 ２．４．０　１．０ ３．(１)变大　(２)变小　４．强　强　金属　非金属 自我评价 １．(１)×　提示:如锂的原子半径为０．１５２nm,而氯的原子半 径为０．０９９nm. (２)×　提示:同周期主族元素的简单离子中,阴离子半径大 于阳离子半径,如离子半径S２－ ＞Na＋ . (３)×　(４)×　(５)×　(６)× (７)√　提示:电负性是以氟为４．０和锂为１．０作为相对标 准得出的相对数值. (８)√　提示:电负性越大,即吸引电子能力越强,元素非金 属性越强. ２．解析:一般来说,同周期从左到右,元素的第一电离能呈逐渐 增大的趋势(除第ⅡA 族、第ⅤA 族元素反常外),同周期中 碱金属和氢元素的第一电离能最小,稀有气体元素的第一电 离能最大,故第三周期中第一电离能最小的元素为 Na,第一 电离能最大的元素为 Ar.电负性的递变规律:一般来说,同 周期从左到右元素的电负性逐渐增大,同族从上到下元素的 电负性逐渐减小,故周期表中电负性最大的元素是 F,电负 性最小的元素是 Cs. 答案:(１)Na　Ar　(２)N、P、As　(３)F、Cs 重难突破􀅰释疑惑 重难点一　思考探究 (１)提示:同周期中,第ⅡA 族元素的价层电子排布为ns２,第 ⅤA族元素的价层电子排布为ns２np３,np轨道分别为全空 和半充满状态,比较稳定,所以失去一个电子需要的能量 大,所以第一电离能比同周期相邻元素的要高. (２)提示:①同一元素的逐级电离能是逐渐增大的,即I１＜I２＜ I３＜􀆺􀆺这是 由 于 原 子 失 去 一 个 电 子 变 成＋１价 阳 离 子 后,半径变小,核电荷数未变而电子数目变少,核对电子的 吸引作用增强,因而第二个电子比第一个电子难失去,失去 第二个电子比失去第一个电子需要更多的能量.同理I３ ＞I２、I４＞I３􀆺􀆺In＋１＞In. ②Na的I１ 比I２ 小很多,电离能差值很大,说明失去第一 个电子比失去第二个电子容易得多,所以 Na容易失去一 个电子形成＋１价离子;Mg的I１ 和I２ 相差不多,而I２ 比 I３ 小很多,所以 Mg容易失去两个电子形成＋２价离子;Al 和I１、I２、I３ 相差不多,而I３ 比I４ 小很多,所以 Al容易失 去三个电子形成＋３价离子. 典例示范 [典例１]　D　[X和 Y都是主族元素,I是电离能,X第一电离 能和第二电离能相差较大,则 X为第ⅠA 族元素;Y 元素第 三电离能和第四电离能相差较大,则 Y 是第ⅢA 族元素,X 第一电离能小于 Y,说明 X活泼性大于 Y,X第一电离能和 第二电离能相差较大,说明最外层１个电子,则元素 X是Ⅰ A族的元素,故 A正确;Y元素第三电离能和第四电离能相 差较大,Y原子核外有３个电子,为ⅢA族元素,则化合价为 ＋３价,故B正确;元素 X 与 O 形成化合物时,X 的电负性 小于 O元素,所以在二者形成的化合物中 X显＋１价、O 元 素显－１或－２价,则化学式可能是 X２O 或 X２O２,故 C 正 确;如果 Y 是第三周期元素,则为 Al,Al和冷水不反应,和 酸、强碱溶液反应,故 D错误.] 学以致用 １．B　[从表中数据可以看出,R 元素的第一、第二电离能都较 小,所以反应时可以失去２个电子,那么其最高化合价为＋２ 价,最外层电子数为２,应为第ⅡA 族元素,A、C错误,B正 确;R元素可能是 Mg或Be,故无法确定基态原子的电子排 布式,D错误.] ２．解析:本题主要考查元素第一电离能的变化规律. (１)从１H、３Li、１１Na、１９K 等同主族元素可以看出,同主族元 素随着原子序数增大,E 值变小.(２)从第二、三周期看,第 ⅢA和ⅥA族元素比同周期相邻两元素E 值都低,可以推 出E(砷)＞E(硒)、E(溴)＞E(硒).(３)据同主族、同周期元 素E 值变化规律可知,E(K)＜E(Ca)＜E(Mg).(４)１０号 元素(Ne)原子的最外层电子排布已达８电子稳定结构. 答案:(１)随着原子序数增大,E值变小　(２)①③ (３)４８５　７３８ (４)１０号元素为氖,该元素原子的最外层电子排布已达到８ 电子稳定结构 重难点二　思考探究 (１)提示:同主族元素核电荷数越大,电负性越小.同周期元素 的电负性随原子半径的减小而增大. (２)提示:电负性最大的元素为F,电负性最小的元素为 Cs. (３)提示:由于元素金属性强弱为 K＞Ca＞Mg,所以Ca的电负 性取值范围为０．８~１．２. 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰１９􀅰 参考答案