第一章 第二节 第1课时 原子结构与元素周期表 课件2-2024-2025学年高中化学选择性必修2同步课件PPT（人教版2019）

第1课时 原子结构与元素周期表 第二节 原子结构与元素的性质 化学 1.通过分析元素周期律、元素周期系和元素周期表的关系,培养宏观辨识与微观探析的核心素养。 2.通过分析构造原理与元素周期表的关系,设计一系列问题总结出原子核外电子排布与周期的关系、原子核外电子排布与族的关系、原子核外电子排布与区的划分、对角线规则,体会证据推理与模型认知。 学习目标 学习重难点 重点： 原子结构与元素周期表的关系;原子半径的周期性变化规律。 难点： 元素周期表分区;从原子结构视角解释原子半径的变化规律。 元素周期表的结构 知识回顾 用树状分类法表示元素周期表的周期和族的分类,并写出每一周期中含有的元素种数、每一族在周期表中占的列数。 课堂探究 [思考与讨论] 一、元素周期律、元素周期系和元素周期表 3.元素周期系与元素周期表的关系是什么? 元素周期系只有一个,元素周期表多种多样。 2.什么是元素周期系? 1.什么是元素周期律? 元素的性质随原子序数递增而呈周期性的变化,这一规律叫元素周期律。 元素按其原子序数(即原子核电荷数)递增排列的序列称为元素周期系。 周期元素数目=相应能级组中原子轨道所能容纳的电子总数。 元素所在周期的判断:周期数=原子核外能层数。 课堂探究 (一)原子核外电子排布与周期的关系 二、构造原理与元素周期表 3.周期序数与什么有关? 1.周期的划分与什么有关? 2.每一周期中所能容纳的元素种数与什么有关? 周期的划分与核外电子排布有关。除第一周期外,各周期均以填充s轨道的元素开始,并以填充满p轨道的元素告终。 课堂探究 [总结] 第一周期从1s1开始,以1s2结束,只有两种元素,其余各周期总是从ns能级开始,以np结束,而从ns能级开始以np结束递增的核电荷数(或电子数)就等于每个周期里的元素数。 二、构造原理与元素周期表 课堂探究 二、构造原理与元素周期表 1.同一主族元素原子的价层电子排布有什么特点?主族序数与什么有关? 同主族元素价层电子结构相同; 主族元素:主族序数=价层电子数=最外层电子数。 (二)原子核外电子排布与族的关系 同副族元素价层电子总数相同; 副族元素:以价层电子(n-1)d+ns的总数判断族序数。 A.价层电子总数为3~7,第ⅢB族~第ⅦB族; B.价层电子总数为8~10,第Ⅷ族; C.价层电子总数为11~12,第ⅠB族和第ⅡB族。 2.同一族过渡元素原子的价层电子排布有什么特点?其族序数与什么有关? 课堂探究 二、构造原理与元素周期表 1.按电子排布分区 (1)划分区的依据是什么? 按照构造原理最后填入电子的能级的符号划分。 元素周期表分区的简图 (三)原子核外电子排布与区的划分 (2)s区、d区、ds区、p区分别有几个纵列? s区2列、d区8列、ds区2列、p区6列。 课堂探究 [总结] ①s区:包括第ⅠA、ⅡA族元素,价层电子排布式为ns1~2,最后一个电子填在ns能级上,除氢元素外,均属于活泼金属元素。 ②p区:包括第ⅢA~ⅦA族以及0族元素,价层电子排布式为ns2np1~6(除He外),最后一个电子填在np能级上,为非金属元素和少数金属元素。 二、构造原理与元素周期表 课堂探究 [总结] ③d区:包括第ⅢB~Ⅷ族元素(除镧系、锕系外),价层电子排布式为(n-1)d1~9ns1~2(钯除外),最后一个电子填在(n-1)d能级上,为过渡金属元素。 ④ds区:包括第ⅠB、ⅡB族元素,价层电子排布式为(n-1)d10ns1~2。先填满了(n-1)d能级而后再填充ns能级,为过渡金属元素(d区和ds区金属元素均为过渡金属元素)。 ⑤f区:包括镧系和锕系元素,价层电子排布式为(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2。 二、构造原理与元素周期表 课堂探究 [思考与讨论] 二、构造原理与元素周期表 (1)根据元素原子的核外电子排布:在s区中,族序数最大、原子序数最小的元素是什么元素?该元素原子价层电子的电子云是什么形状? s区包括第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。 课堂探究 [思考讨论] 二、构造原理与元素周期表 (2)Fe元素处于周期表中的哪个区?写出Fe2+、Fe3+的电子排布式;这两种离子哪一种更稳定?为什么? Fe位于元素周期表中的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能级“半充满”,其稳定性强于Fe2+。 课堂探究 [思考讨论] 二、构造原理与元素周期表 (3)某元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,据此判断该元素位于周期表中的哪一区?是何种元素? 该元素位于元素周期表中的ds区;元素名称为锌,元素符号为Zn。 课堂探究 二、构造原理与元素周期表 金属与非金属交界处元素的性质特点:在元素周期表中位于金属和非金属分界线上的元素兼有金属和非金属的性质,位于此处的元素(如硼、硅、锗、砷、锑等)常被称为半金属或类金属(一般可用作半导体材料)元素。 2.按金属元素与非金属元素分区 课堂探究 二、构造原理与元素周期表 在元素周期表中，某些元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，被称为对角线规则。 (四)对角线规则 锂、镁在空气中燃烧产物都是碱性氧化物,B和 A1的氢氧化物都是两性氢氧化物,硼和硅的含氧酸均为弱酸，由此可以看出对角线规则是合理的。这是因为这些处于对角线的元素的电负性数值相差不大，得失电子的能力相差不大，故性质相似，值得注意的是，并不是所有处于对角线的元素的性质都相似的。 课堂探究 二、构造原理与元素周期表 1.为什么副族元素又称为过渡元素? 副族元素处于金属元素向非金属元素过渡的区域,因此,又把副族元素称为过渡元素。 [思考与讨论] 2.为什么在元素周期表中非金属元素主要集中在右上角三角区内?处于非金属三角区边缘的元素常被称为半金属或类金属元素。为什么? 同周期的元素从左到右,非金属性逐渐增强,同主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,元素周期表右上角的元素主要呈现非金属性。处于非金属三角区边缘的元素既能表现出一定的非金属性,又能表现出一定的金属性,因此,这些元素常被称为半金属或类金属元素。 课堂探究 二、构造原理与元素周期表 3.Cr和Cu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? Cr和Cu的电子排布不符合构造原理;Mo、Ag、Au等基态原子的电子排布也不符合构造原理。 [思考与讨论] 4.预言119号元素基态原子的最外层电子排布;预言第八周期有多少种元素? 119号元素基态原子的最外层电子排布为8s1,第八周期有50种元素。 课堂探究 二、构造原理与元素周期表 【归纳总结】 1.同周期元素的原子(稀有气体除外)，随核电荷数的增加，半径逐渐减小 例如，Na>Mg>AI>Si>P>S>C 2. 同主族元素的原子，随核电荷数的增加，半径逐渐增大 例如，半径:Li<Na<K<Rb<Cs 半径:F<Cl<Br<I 3.带相等电荷数的同主族元素的离子，随核电荷数的增加，半径逐渐增大 例如，半径:Li+ <Na+< K+< Rb+ < Cs+ 4.同种元素的原子或单核离子，化合价越高，半径越小 例如，半径:Fe3+<Fe2+<Fe+ 5.具有相同电子层结构的原子或离子，核电荷数越大，半径越小 例如，半径:S2->Cl->K+>Ca2+ 课堂探究 观察教材P22中的图1-21主族元素原子半径的周期性变化,描述其变化趋势,并尝试从原子结构的视角解释这种变化趋势。 随着原子序数的递增,原子核外电子排布、原子半径都呈现周期性递变:同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大;同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小。 三、原子半径的变化规律 课堂探究 三、原子半径的变化规律 2.分析同主族元素的阳离子或阴离子的半径变化规律,比较Li+、Na+、K+的半径大小,比较F-、Cl-、Br-的半径大小。 同主族元素的阳离子半径随着核电荷数增大而增大,即r(Li+)<r(Na+)<r(K+);同主族元素的阴离子半径也随核电荷数增大而增大,即r(F-)<r(Cl-)<r(Br-)。 1.比较同种元素的原子与其对应的离子半径的大小,如比较Cl、Cl-的半径大小。 同种元素的阳离子半径<原子半径<阴离子半径,核外电子数越多,半径越大,如r(Cl)<r(Cl-)。 【练习1】 写出下列价层电子结构所对应的元素在周期表的位置。 A.4s24p5　　 B.3d54s1　 C.4d105s2 D.5s1　 E.3d74s2　　 F.6s26p6　　 课堂练习 第四周期VIIA 族p区 第四周期VIB 族d区 第五周期ⅡB 族ds区 第五周期IA 族s区 第四周期VIII 族d区 第六周期0 族p区 【练习2】 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.有三个短周期和四个长周期 D.非金属元素存在于主族与副族中 课堂练习 C 【练习3】 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 课堂练习 C 【练习4】 外围电子排布为4d55s1的元素在周期表中的位置是( ) A.第四周期IB族 B.第五周期IB族 C.第四周期VIB族 D.第五周期VIB族 课堂练习 D 【练习5】 下列说法中正确的是( ) A.主族元素的价电子全排布在最外层的ns或np轨道上 B.过渡元素的原子，价电子排布全部为(n-1)d1~10ns2 C.d轨道不可以参与化学键的形成 D.所有元素的共同特点是原子的价电子都排布在最外电子层上 课堂练习 A 【练习6】 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正确的是( ) A.原子的价电子排布式为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第VIIA族元素 C.原子的价电子排布式为(n-1)d6~8ns2的元素一定位于第ⅢB~第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 课堂练习 B 【练习7】 具有下列电子层结构的原子，其对应的元素一定属于同一周期的是( ) A.两种元素原子的电子层上全部都是s电子 B.3p能级上只有1个空轨道的原子和3p能级上只有1个未成对电子的原子 C.最外层电子排布为2s22p6的原子和最外层电子排布为2s22p6的离子 D.原子核外的M层上的s、p能级上都填满了电子，而d轨道未排电子的两种原子 课堂练习 B 课堂小结 完成学案中的[素养专练]。 完成教材P28~29第1、5、8、9题。 布置作业 谢谢大家 $$