1.2 原子结构与元素周期表-【学而思·PPT课件分层练习】2024-2025学年高二化学选择性必修第二册（鲁教版2019）

　 1.基态原子的核外电子排布遵循的原则 (1)能量最低原理:在构建基态原子时,电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道,使整个原子 的能量最低。 (2)泡利不相容原理:在一个原子轨道中,最多只能容纳自旋状态相反的两个电子。 第2节 原子结构与元素周期表 必备知识 清单破 知识点 1 基态原子的核外电子排布 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 特别提醒    原子核外没有运动状态完全相同的电子。 (3)洪特规则:核外电子在能量相同的原子轨道上排布时,尽可能分占不同的原子轨道并且自 旋状态相同。 2.构造原理 基态原子的核外电子在原子轨道上的排布顺序:   第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 3.电子排布式和轨道表示式 (1)电子排布式【具体内容见定点2】 ①概念:将能级上所排布的电子数标注在该能级符号右上角,并按照电子层由低到高的顺序 排列的式子。 ②表示方法   以基态钾原子为例,如图: 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念   (2)轨道表示式 ①在轨道表示式中,用方框(或圆圈)表示原子轨道,能量相同的原子轨道(简并轨道)的方框相 连,用箭头“↑”或“↓”区别自旋状态不同的电子,“↑↓”称电子对,“↑”或“↓”称 单电子(或未成对电子)。 ②轨道表示式中各符号、数字的意义如下(以基态铝原子为例): 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念   第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 特别提醒    通常应在方框下方或上方标记能级符号。有时画出的能级上下错落,以表达能量 高低不同。 4.部分19~36号元素基态原子的核外电子排布式 (1)19K:1s22s22p63s23p64s1; (2)21Sc:1s22s22p63s23p63d14s2; (3)24Cr:1s22s22p63s23p63d54s1; (4)29Cu:1s22s22p63s23p63d104s1; (5)35Br:1s22s22p63s23p63d104s24p5。 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 　 1.核外电子排布与周期的划分 (1)鲍林近似能级图与周期、能级组、元素种数的关系   知识点 2 核外电子排布与元素周期表 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 (2)价电子 ①价电子为最外能级组中那些有可能参与化学反应的电子。 ②价电子排布式:如基态铁原子的价电子排布式为3d64s2。 ③一般来说,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)周期序数与电子层数的关系:周期序数等于电子层数。 2.核外电子排布与族的划分 (1)主族元素:族序数=价电子数。 (2)副族元素:ⅠB~ⅡB族序数=最外层电子数,ⅢB~ⅦB族序数=价电子数。 (3)稀有气体元素:所处的族为0族;其元素原子的价电子排布式He为1s2,其他为ns2np6。 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 3.核外电子排布与元素周期表的分区 (1)元素周期表的分区 根据核外电子排布,可把元素周期表划分成s、p、d、f、ds区,五个区在元素周期表中的位置 关系如图。   第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 (2)元素化合价与价电子排布的关系 ①除Ⅷ族、ⅠB族的某些元素、0族元素、O、F外,元素的最高化合价等于它所在的族序 数。 ②一般来说,非金属元素的最高正化合价和它的最低负化合价的绝对值之和等于8。 ③过渡元素具有多种价态。 ④稀有气体元素的化合价在通常情况下为0。 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 1.基态原子核外电子在原子轨道上是先排满3d轨道然后再排4s轨道,这种说法正确吗? 2.同一原子轨道中的两个电子的运动状态完全相同,这种说法正确吗? 3.铁元素基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p64s23d6,这种说法正确吗? 4.基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)<E(2s)< E(2px)< E(2py)< E(2pz),这种说法正确吗? 5.磷元素基态原子的电子轨道表示式为     ,这种说法 正确吗? 6.只有主族元素的族序数等于价电子数,这种说法正确吗? 7.s区元素都是金属元素,p区元素都是非金属元素,这种说法正确吗? 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 一语破的 1.不正确。根据构造原理可知,基态原子核外电子在排布时,先排4s轨道再排3d轨道。 2.不正确。根据泡利不相容原理,同一原子轨道中的两个电子自旋状态不同,其运动状态不完 全相同。 3.不正确。铁元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。 4.不正确。2p能级上三个轨道的能量相同。 5.不正确。3p能级上的三个电子应分占不同的轨道,且自旋状态相同。 6.不正确。除主族元素外,部分过渡元素原子的价电子数也等于族序数。 7.不正确。s区元素中含有非金属元素H,其他均为金属元素;p区元素既包含金属元素,也包含 非金属元素。 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念      1.构造原理 (1)能级交错:由构造原理可知,核外电子排布的能级顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、 4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p、7s……从中可以看出,从第三电子层开始,电子填充时不 完全遵循电子层顺序,产生了能级交错现象。 (2)用构造原理解释基态原子核外最外层和次外层电子的排布问题 ①基态原子最外层电子数不超过8个 当ns和np轨道全充满时(共4个轨道,最多容纳8个电子),由于能级交错,多余电子不是填入nd 轨道,而是首先形成新电子层,填入(n+1)s轨道中,因此最外层电子数不可能超过8个。 关键能力 定点破 定点 1 构造原理与基态原子的核外电子排布 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 ②基态原子次外层电子数不超过18个 若最外层是第n层,次外层就是第(n-1)层。由于电子填充顺序为np→(n+1)s→(n-1)f,在第(n+1) 层出现前,次外层只有(n-1)s、(n-1)p、(n-1)d上可能有电子,这三个能级共有9个轨道,最多可 容纳18个电子,因此次外层电子数不超过18个。例如,某原子最外层是第五层,次外层就是第 四层,由于电子填充顺序为5p→6s→4f,在第六层出现之前,次外层(第四层)只有4s、4p和4d轨 道上可能有电子,这三个能级共有9个轨道,最多可容纳18个电子,也就是次外层电子数不超过 18个。 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 电子填充顺序 举例 1~20号元 素的原子 按照构造原理,电子依次填充到各能级中 6C:1s22s22p2 10Ne:1s22s22p6 17Cl:1s22s22p63s23p5 19K:1s22s22p63s23p64s1 20号之后 元素的原 子 先根据构造原理填充,然后将 同一电子层的能级排到一起 26Fe:先按构造原理填充为1s22s22p63s23p64s23d6,然后将同一电子层的能级排到一起,即26Fe的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2 特殊 原子 满足半充满、全充满稳定结 构 24Cr:1s22s22p63s23p63d54s1(3d能级半充满,稳定) 29Cu:1s22s22p63s23p63d104s1(3d能级全充满,稳定) 2.基态原子核外电子排布 (1)基态原子的电子排布式 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 (2)基态离子的电子排布式 　　先写出原子的电子排布式,再根据得失电子情况进行调整。对于主族元素的原子来说, 原子失去电子时,一般只失去最外层电子,而过渡元素的原子可能还会进一步失去内层电子; 原子得到电子时,一般总是填充到最外层未填满的能级上。如   (3)简化电子排布式 为了方便,电子排布式中达到稀有气体元素原子电子层结构的部分可用相应的稀有气体元素符号外加方括号来表示。例如,Ca:1s22s22p63s23p64s2,其中1s22s22p63s23p6写作[Ar],4s2为价电子 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 排布式,故Ca的简化电子排布式可表示为[Ar]4s2。 (4)价电子排布式的书写   第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 3.书写电子排布式的注意事项 (1)电子的填充顺序:先根据构造原理的能级顺序依次写出每个能级符号,然后依据每个能级 最多可容纳的电子数,填满一个能级再填下一个能级。 (2)能级的书写顺序:按照电子层序数由小到大的顺序书写。当出现d轨道时,电子按ns、(n-1) d、np的顺序填充,但在书写电子排布式时,要把(n-1)d写在ns的前面,如Mn:1s22s22p63s23p63d54 s2,而不能写成1s22s22p63s23p64s23d5。 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 典例 下列说法错误的是 (　    ) A.原子最外层电子数为2且价电子数为5的元素可能为主族元素 B.原子价电子排布式为4f75d16s2的元素在周期表中位置应是第6周期 C.基态原子最外层电子排布式为ns2的元素可能是金属元素也可能是非金属元素 D.1~36号元素中,基态原子价电子层中未成对电子数最多的元素位于ⅥB族 A 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 思路点拨    根据元素原子的最外层电子数与价电子数的关系判断元素是主族、0族还是过 渡元素,主族元素原子的最外层电子数等于价电子数。 解析    该元素原子的最外层电子数为2,价电子数为5,最外层电子数和价电子数不相等,不可 能是主族元素,故A错误;由原子价电子排布式为4f75d16s2可知,电子层数为6,为第6周期元素, 故B正确;基态原子的最外层电子排布式为ns2的元素可能为Mg、He等,可能为金属元素也可 能为非金属元素,故C正确;1~36号元素中,未成对电子数最多的元素原子的价电子排布式为3 d54s1,共有6个未成对电子,该元素是Cr,位于周期表中第4周期ⅥB族,故D正确。 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 定点 2 原子核外电子排布的常用表示方法 原子结构示意图 表示核外电子分层排布和核内质子数,如Al:   电子排布式 表示每个能级上排布的电子数,如K:1s22s22p63s23p64s1 简化电子排布式 为了避免电子排布式书写过于繁琐,把内层电子达到稀有气体结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示,如K:[Ar]4s1 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 价电子排布式 主族元素的价电子指最外层电子,价电子排布式即外围电子排布式;过渡元素的价电子一般包括最外层电子和次外层中d轨道的电子,有的还包括倒数第三层的电子 轨道表示式 表示每个原子轨道中电子的运动状态,如Al:     第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 注意事项    ①过渡元素原子的电子排布式中,能级是按电子层由低到高和s、p、d、f顺序书 写的,电子排布式中能级排列顺序并不代表电子填充的顺序。②基态原子是由外层到内层顺 序失去电子的。 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 典例 下列表示方法不正确的是 (　    ) A.基态钛原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2 B.原子结构示意图为 的原子,核外电子的电子云有2种不同形状 C.Fe3+的电子排布式为[Ar]3d5 D.S原子的轨道表示式为      D 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 思路点拨    写离子的电子排布式时可以先写原子的电子排布式,然后再根据得失电子书写离 子的电子排布式。 解析    基态钛原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2,A正确;氟原子的核外电子的电 子云形状有2种,B正确;铁原子的电子排布式为[Ar]3d64s2,失去3个电子(由外层向内层)得到 Fe3+的电子排布式为[Ar]3d5,C正确;S原子的轨道表示式应是      ,D错误。 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 1.元素周期表中族和分区的关系 (1)主族:s区、p区。价电子排布为ns1~2或ns2np1~5,价电子数=族序数。 (2)0族:p区。价电子排布为ns2或ns2np6,价电子数=2或8。 (3)副族:d区+ds区+f区。ⅢB族~Ⅷ族元素(除镧系、锕系元素)属于d区,ⅠB族、ⅡB族元素属 于ds区,镧系、锕系元素属于f区。 定点 3 核外电子排布与元素周期表分区 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 包括的元素 价电子排布 化学性质 s区 ⅠA族、ⅡA族 ns1~2(最后的电子填在 ns上) 除氢外,都是活泼金 属元素 p区 ⅢA~ⅦA族、 0族 ns2np1~6(除氦外,最后 的电子都填在np上) 最外层电子参与反 应,同周期元素随着 最外层电子数目的增 加,非金属性增强,金 属性减弱(0族元素除 外) 2.各区元素化学性质及原子价电子排布特点 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 d区 ⅢB~ⅦB族(镧系、 锕系除外)、Ⅷ族 (n-1)d1~9ns1~2[除钯外, 最后的电子填在(n-1)d上] 均为过渡金属,由于d 轨道多数未充满电 子,因此d轨道可以不 同程度地参与化学键 的形成 ds区 ⅠB族、ⅡB族 (n-1)d10ns1~2[(n-1)d全 充满] 均为过渡金属,d轨道 已充满电子,因此d轨 道一般不参与化学键 的形成 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 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 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 典例 镭在1898年由居里夫人及她丈夫皮埃尔·居里在捷克北波希米亚发现。镭能放射出α和 γ两种射线,并生成放射性气体氡,镭放射出的射线能破坏细胞和杀死细菌,因此常用来治疗癌 症等。镭的价电子排布式是7s2,下列关于镭的性质的描述中不正确的是(　    ) A.在化合物中呈+2价 B.单质与水反应放出氢气 C.镭元素是d区的过渡元素 D.碳酸镭难溶于水 C 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 思路点拨    镭的价电子排布式是7s2,推断其所在的周期和族,再利用元素周期律推断镭及其 化合物的性质。 解析    由镭的价电子排布式可知镭处于第7周期ⅡA族,与Mg、Ca、Ba同主族。镭在化合物 中呈+2价,A正确;根据同主族元素的性质递变规律,镭单质与水反应放出氢气,碳酸镭难溶于 水,B、D正确;镭元素是s区的元素,C错误。 第1章　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 $$