2.2 第1课时 原子核外电子排布的周期性(Word教参)-【优化指导】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（苏教版2019）

第二单元　元素性质的递变规律 第1课时　原子核外电子排布的周期性 课程标准 核心素养目标 　　1.掌握原子核外电子排布的周期性。 2．能根据元素原子的外围电子排布特征，对元素周期表进行分区。 　　1.宏观辨识与微观探析：能从电子排布的角度解释元素周期表的分区、周期和族的划分。 2．证据推理与模型认知：通过原子结构与元素在周期表中的位置关系推导，形成“结构位置”的推导模型。 [对应学生用书P32] 一、原子核外电子排布的周期性 1．每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从ns1到ns2np6的周期性变化。每一周期元素的周期数都等于该周期元素原子的电子层数；除第1周期元素最外层电子数从1个到2个，即1s1～1s2；其他周期元素最外层电子数都从1递增到8，即ns1～ns2np6。 2．主族元素原子核外电子排布和元素性质的周期性变化 主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 原子核外外围 电子排布 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 最高正化合价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 ＋6 (O除外) ＋7 (F除外) 最低负化合价 — — — －4 －3 －2 －1 化合价的变化规律 最高正价＝主族序数(O、F除外)，最高正价＋|最低负价|＝8 金属性和非金 属性的变化规律 同一主族元素从上到下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱；同一周期主族元素从左到右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强 原子半径的变化规律 同一主族元素从上到下，原子半径逐渐增大；同一周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小 二、原子核外电子排布与周期表结构的关系 1．周期序数与电子层数相同。 2．主族元素的族序数等于该元素原子的外围电子数。对于过渡元素的原子(镧系、锕系除外)，外围电子排布为(n－1)d1～10ns0～2。ⅢB～ⅦB族的外围电子数目与族序数相同。外围电子排布为(n－1)d6～10ns0～2的三个族统称为Ⅷ族。ⅠB和ⅡB族则是根据ns轨道上是一个还是两个电子来划分的，外围电子排布为(n－1)d10ns1～2。 三、核外电子排布与周期表的分区 1．s区：主要包括ⅠA和ⅡA两族元素，外围电子排布为ns1～2，容易失去最外层电子，形成阳离子，除H外，这些元素都是金属元素。 2．p区：包括ⅢA～ⅦA和0族共六族元素，它们原子的外围电子排布为ns2np1～6(氦为1s2)。 3．d区：包括ⅢB～ⅦB、Ⅷ族元素(镧系和锕系元素除外)，外围电子排布为(n－1)d1～9ns1～2(钯为4d10)，由于它们的次外层都未充满电子，因此d轨道不同程度地参与化学键的形成。 4．ds区：包括ⅠB、ⅡB族元素，它们的原子的d轨道为充满电子的轨道，外围电子排布为(n－1)d10ns1～2。 5．f区：包括镧系、锕系，原子的外围电子排布为(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2。 ◆名师总结 图示结构变化 ◆名师总结 图示性质变化 ◆易错警示 原子的电子层数等于周期序数， 离子的电子层数不一定等于周期序数；主族元素的最外层电子数等于族序数， 等于最高正价数(F、O除外)；过渡元素的最外层电子数不一定等于族序数。 ◆微辨析(对的画“√”，错的画“×”) (1)电子层数少的元素的原子半径不一定比电子层数多的元素的原子半径小。 (　　√　　) (2)同种元素的微粒半径，阴离子大于原子，原子大于阳离子，低价阳离子大于高价阳离子。 (　　√　　) (3)第3周期所有元素中钠的金属性最强，其最高价氧化物的水化物碱性最弱。 (　　×　　) (4)外围电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期ⅤA族。 (　　√　　) (5)元素原子的外围电子一定是最外层电子。 (　　×　　) [对应学生用书P34] 探究一__原子核外电子排布与周期表结构的关系 参照教材上的元素周期表，并仔细观察，结合有关知识思考以下有关问题： [问题设计] (1)哪些族元素的族序数等于外围电子数？ 提示：主族及ⅢB～ⅦB族的族序数＝外围电子数。 (2)同一族的元素的外围电子排布都相同吗？ 提示：不相同。同一主族元素的外围电子排布相同，但是副族、Ⅷ族以及0族元素的外围电子排布不一定相同。 (3)试分析原子序数为21的元素Sc位于哪一周期，哪一族？ 提示：基态钪原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2, 外围电子排布式为3d14s2，根据电子层数＝周期序数，副族序数＝外围电子数，可知Sc位于第4周期ⅢB族。 (4)稀有气体元素原子具有特殊稳定性的原因是什么？ 提示：稀有气体原子最外层为全充满电子的结构是稀有气体元素原子具有特殊稳定性的内在原因。 1．核外电子排布与周期的划分 (1)每一周期元素原子的外围电子排布和元素种数的关系 周期 外围电子排布 对应原子 轨道组 元素 种数 ⅠA族 0族 最外层最多 容纳电子数 1 1s1 1s2 2 1s 2 2 2s1 2s22p6 8 2s、2p 8 3 3s1 3s23p6 8 3s、3p 8 4 4s1 4s24p6 8 4s、3d、4p 18 5 5s1 5s25p6 8 5s、4d、5p 18 6 6s1 6s26p6 8 6s、4f、5d、6p 32 7 7s1 7s27p6 8 7s、5f、6d、7p 32 (2)核外电子排布与周期划分的关系 ①将能量相近的原子轨道分为一组，按能量由低到高可分为七个原子轨道组，同一原子轨道组内原子轨道之间的能量差较小，不同原子轨道组之间的能量差较大。 ②一个原子轨道组最多能容纳的电子数等于对应的周期包含的元素种数。 2．核外电子排布与族的划分 (1)外围电子排布与族序数之间的关系 外围电子排布与族序数之间的关系可以按照下列方法进行判断：按电子填充顺序，由最后一个电子所进入轨道的情况确定，一般来说具体情况如下： ①进入ns(ns1～2，1s 除外)，为ⅠA族、ⅡA族； ②进入np ③进入(n－1)d ④进入(n－2)f ⅢB族。 (2)有关规律 ①主族元素的最外层电子数，即外围电子数，为其族序数； ②副族元素中ⅢB族～ⅦB族元素的外围电子数为其族序数； ③稀有气体单独列为0族。 [名师总结] 【例1】 铊是一种剧毒重金属，有关铊的信息如图所示。下列说法不正确的是 (　　) A．Tl属于ds区元素 B．Tl处于第6周期ⅢA族 C．Tl与Al处于同一主族 D．Tl与Cs处于同一周期 A　解析：由图可知，Tl的外围电子排布为6s26p1，则Tl处于元素周期表中第6周期ⅢA族，与Al属于同主族元素，属于p区元素，A错误，B、C正确；Tl和Cs均处于同一周期，即第6周期，D正确。 [深度思考] 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原子轨道的符号。则p区元素外围电子都是ns2np1～6吗？外围电子为ns1～2的元素一定都在s区吗？ 提示：都不是。p区He的外围电子为1s2，可作为这两个问题的特例。 1．硒(34Se)是人体必需的微量元素，适当摄入能有效提高人体免疫机能并能预防癌症和心脑血管疾病。下列有关硒元素的说法不正确的是 (　　) A．Se处于元素周期表的第15列 B．Se原子的外围电子排布式为4s24p4 C．Se处于元素周期表中的p区 D．基态Se原子的核外电子排布中共有8个能级 A　解析：Se原子核外有34个电子，处于元素周期表中第16列，与O处于同一主族，A错误；Se的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4，共有8个能级，其外围电子排布式为4s24p4，处于元素周期表的p区，B、C、D正确。 2．下列关于金属铬的叙述正确的是 (　　) A．铬元素在元素周期表中处于第4周期第ⅤB族 B．铬原子的外围电子排布式为3d44s2 C．铬原子的质子数为23 D．铬元素位于元素周期表的d区，是过渡元素 D　解析：铬元素在元素周期表中处于第4周期第ⅥB族，A错误；铬原子的外围电子排布式为3d54s1，B错误；铬原子的质子数为24，C错误；铬元素位于元素周期表的区，是过渡元素，D正确。 探究二__微粒半径大小比较 元素的原子半径及相应的柱状比例模型示意图 [问题设计] (1)电子层数越多，原子半径越大吗？ 提示：不一定。如锂原子半径大于氯原子半径。 (2)同一周期元素的原子半径由左到右依次减小吗？ 提示：除稀有气体外，同周期元素原子半径由左到右逐渐减小；由于稀有气体原子半径的计算方法与其他元素不同，因此稀有气体的原子半径与其他元素的原子半径不予比较。 (3)举例说明电子层结构相同的微粒，其微粒半径大小的比较有什么规律？ 提示：电子层结构相同的微粒，核电荷数越大，原子核对电子的引力越大，其微粒半径越小。例如：r(N3-)＞r(O2-)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2+)＞r(Al3+)。 影响微粒半径的因素主要是核电荷数和电子层数。一般来说，同周期中，核电荷数越大，半径越小；同主族中，电子层数越多、半径越大。主要有以下规律： 微粒特点 比较方法 实例 原 子 同周期 元素 核电荷数越大，半径越小 r(Na)＞r(Mg)＞r(Al) 同主族 元素 核电荷数越大，半径越大 r(F)＜r(Cl)＜r(Br) 多数原子 一般电子层数越多，半径越大 r(S)＞r(C) 离 子 具有相 同电子 层结构 核电荷数越大，半径越小 r(Na＋)＞r(Mg2+)＞ r(Al3+) 电子数和 核电荷数 均不同 通过电子数或核电荷数相同的微粒做参照物 r(Al3+)＜r(O2-)＜r(S2-) 同种元素的 原子和离子 价态越高，半径越小 r(Fe)＞r(Fe2+)＞r(Fe3+)、r(H－)＞r(H)＞r(H＋) [名师总结] “三看”法快速判断简单微粒半径大小 “一看”电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。 “二看”核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。 “三看”核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。 【例2】 下列关于微粒半径的说法正确的是 (　　) A．电子层数少的元素的原子半径一定小于电子层数多的元素的原子半径 B．核外电子层结构相同的单核微粒半径相同 C．质子数相同的不同单核微粒，电子数越多半径越大 D．电子层数相同的粒子，原子序数越大，原子半径越大 C　解析：由于同周期主族元素随原子序数递增原子半径逐渐减小，故ⅦA族元素的原子半径不一定比上一周期ⅠA族元素的原子半径大，如r(Li)>r(S)>r(Cl)，A错误；对于核外电子层结构相同的单核微粒，核电荷数越多，微粒半径越小，B错误；质子数相同的不同单核微粒，阴离子半径>原子半径>阳离子半径，C正确；同一周期元素的原子具有相同的电子层数，随着原子序数的增大，原子半径逐渐减小，D错误。 3．对于以下各组微粒的半径，难以确定前者一定大于后者的是 (　　) A．两种基态原子的核外电子排布分别为 1s22s22p63s23p64s1和1s22s22p63s23p5 C．3s原子轨道上填有2个电子、3p原子轨道全空的原子与2p原子轨道上填有5个电子的原子 D．3p原子轨道上有一个未成对电子的原子与3p原子轨道上半充满的原子 D　解析：A项中前者为钾原子，后者为氯原子，原子半径前者大，A错误；B项中前者为硅原子，后者为磷原子，两者是同周期元素的原子，原子半径前者大于后者，B错误；C项中前者为镁原子后者为氟原子，原子半径前者大于后者，C错误；D项中前者为铝原子或氯原子，后者为磷原子，原子半径可能前者大也可能后者大，D正确。 [对应学生用书P37] 1．某元素原子的外围电子排布式为3s23p5，则下列对其在周期表中的位置叙述正确的是 (　　) A．第二周期第ⅦA族 B．第三周期第ⅦA族 C．第三周期第ⅤA族 D．第三周期0族 答案：B　 2．下列说法错误的是 (　　) A．所有周期第一种元素都是从碱金属开始 B．元素周期表中从ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素 C．除氦以外的稀有气体原子的最外层电子数都是8 D．同一元素的各种同位素的化学性质相同，物理性质不相同 答案：A 3．下列说法正确的是 (　　) A．元素周期表每一周期元素原子的最外层电子排布是从ns1 过渡到ns2np6 B．所有的非金属元素都分布在p区 C．原子核外电子排布式为1s1的原子与原子核外电子排布式为1s22s1的原子的化学性质相似 D．元素周期表中ⅢB到ⅡB的10个列的元素都是金属，所以统称为过渡金属元素 D　解析：第一周期元素的原子最外层电子排布是从1s1 过渡到1s2，A错误；H分布在s区，B错误；原子核外电子排布式为1s1的原子是H，属于非金属元素；原子核外电子排布式为1s22s1的原子是Li，属于金属元素，化学性质不同，C错误；元素周期表中ⅢB到ⅡB的10个列的元素为副族和Ⅷ族元素，都是金属，统称为过渡金属元素，D正确。 4．在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，人们发现外围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原子轨道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，原子的外围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，原子的外围电子排布式为________。 (4)在p区中，第2周期ⅤA族元素原子外围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。 答案：(1)球形　(2)Fe2+：1s22s22p63s23p63d6，Fe3+：1s22s22p63s23p63d5　Fe3+　(3)3d104s2 　 (5)f 解析：(1)s区为ⅠA族、ⅡA族，符合条件的元素为Be，其电子排布式为1s22s2，外围电子的电子云形状为球形；(2)d区为ⅢB族～ⅦB族、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+，其电子排布式为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，外围电子排布式为3d104s2；(4)该题中符合题意的元素为N，其外围电子的轨道表示式为; (5)铀和钚均为锕系元素，位于f区。 区 包括元素 外围电子排布 化学性质 s区 ⅠA、ⅡA族 ns1、ns2 活泼金属 p区 ⅢA～ ⅦA族 ns2np1～6(氦除外) 大多为 非金属 d区 ⅢB～Ⅷ族 (n－1)d1～9ns1～2(钯除外) 过渡元素 ds区 ⅠB、ⅡB族 (n－1)d10ns1～2 过渡元素 f区 镧系和 锕系 (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2 — [课时梯级训练(6)P126] 学科网（北京）股份有限公司 $$