1.2.1原子结构和元素的性质 课件-2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修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 人教版选修第二册 揭示目标 1.熟悉和理解元素周期表的结构，知道元素周期表的分区，培养模型认知能力(重点)。 2.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(重、难点)。 学习目标 2 情境引入 1869年，门捷列夫发现，按相对原子质量从小到大的顺序将元素排列起来，得到一个元素序列，这个序列中元素性质随着相对原子质量递增发生周期性的重复，即元素周期律。 1913年，英国物理学家莫塞莱提出原子序数的概念，并证明原子序数即原子核电荷数。 门捷列夫 莫塞莱 原子序数 核电荷数 一、原子结构与元素周期表 1.元素周期律、元素周期系和元素周期表 元素周期律：元素的性质随元素原子的核电荷数递增发生周期性递变。 元素周期系：元素按其原子核电荷数递增排列的序列，只有一个。 元素周期表：呈现周期系的表格，元素周期系只有一个，元素周期表多种多样。 一、原子结构与元素周期表 短式元素周期表： 1869年，门捷列夫制作了历史上第一张周期表，又称短式周期表。 最重要特征： 从第四周期开始每个周期截成两截，第1～7族分主副族，第八族称为过渡元素。 一、原子结构与元素周期表 特长式元素周期表： 1905年，配位化学鼻祖维尔纳制作了一张特长式周期表。 每个周期一行，各族元素、过渡金属、稀有气体、镧系和锕系，各有各的位置。 同族元素上下对齐，它确定了前五个周期的元素种类（2、8、8、18、18）。 一、原子结构与元素周期表 玻尔元素周期表： 1922年，玻尔获诺贝尔奖时做了题为《原子结构》的报告，其中有一张周期表。 特别重要之处：把21～28、39～46等元素用方框框起，这些框内元素的原子新增加的电子是填入内层轨道的，他用原子结构解释元素周期律，玻尔元素周期表确定了第六周期为32种元素。 一、原子结构与元素周期表 2.构造原理与元素周期表 我们学习了构造原理，也知道元素周期表每一周期所含的元素数。 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p 第一周期1s1→1s2；其余各周期ns → np， 新增的核电荷数(或电子数)=每个周期里的元素数。 2 8 8 18 18 32 32 能级组之间能量相差较大，能级组之内能量相差很小。 能级组：能量相近的合并成一组， 共七个能级组，也就形成了7个周期 。 一、原子结构与元素周期表 2.构造原理与元素周期表 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，可得到如下元素周期表： 【思考】如何将下图变成书末的元素周期表？ 一、原子结构与元素周期表 2.构造原理与元素周期表 将1s2与p段末端对齐 将p段与p段对齐 d段与d段对齐 f段单独列出 思考与讨论 【1】元素周期表共有几个周期?每个周期有多少种元素? 周期：七横七周期，三短四长，原子的电子层数等于其周期数。 从上到下 类别 各周期原子的电子层数 各周期最多容纳的元素种类数 第一周期 短周期 1 2 第二周期 2 8 第三周期 3 8 第四周期 长周期 4 18 第五周期 5 18 第六周期 6 32(含镧系15种元素) 第七周期 7 32(含锕系15种元素) 思考与讨论 【1】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? 1s2 2s22p6 3s23p6 4s24p6 5s25p6 第一周期只有一个电子层，能级只有1s能级。 思考与讨论 【2】元素周期表共有多少列？元素周期表可分为哪些族?族序有什么规律? 列数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 名称 IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA 0 价电 子数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 4 5 6 7 8 族：十八纵行十六族，七主八副和0族，每逢II、III分主副 主族序数 =最外层电子数 = 最高正价(O、F除外)。 思考与讨论 【2】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? 列数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 名称 IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA 0 价电 子数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 4 5 6 7 8 列数与价电子数关系： 族序数与价电子数关系： 除镧系和锕系外：①1-12列：价电子数=列数 ②13-18列：价电子数=列数-10 IA-VIIA和 IIIB-VIIB：价电子数=族序数 IB-IIB：价电子数=族序数+10 VIII：价层电子数为8、9、10 0族：价电子数：2或8 思考与讨论 【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? 右上角三角区的元素大多具有较大的价层电子数,易得电子，非金属性增强。 【4】为什么副族元素又称为过渡元素？过渡元素价层电子数与族序数有什么关系？写出它们的价层电子排布通式。 副族元素原子最外层1−2个电子，价层电子还包括部分内层电子。 金属元素过渡到非金属元素的中间元素。 IIIB-VIIB：价电子数=族序数 IB-IIB：价电子数=族序数+10 VIII：价层电子数为8、9、10 思考与讨论 主族 价层电子排布通式 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 副族 价层电子排布通式 ⅠIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB (n－1)d1ns2 (n－1)d3ns2 (n－1)d5ns1 (n－1)d10ns1 (n－1)d10ns2 (n－1)d6～9ns1-2 (n－1)d5ns2 (n－1)d2ns2 通式为(n－1)d1～10ns1～2(镧系和锕系除外)。 思考与讨论 【5】按电子排布式中最后填入电子的能级符号，可将元素周期表分为s、p、d、f 、ds 5个区，而ⅠB、ⅡB族这2个纵行的元素的核外电子因先填满了(n-1)d能级而后再填充ns能级而得名ds区。 s区有2列，d区有8列，p区有6列。 价电子排布式： s区：ns1～2； p区：ns2np1～6(He除外)； d区：(n-1)d1～9ns1～2(Pd钯除外)； ds区：(n-1)d10ns1～2； f区：(n-2)f0～14(n-1)d0～2ns2。 思考与讨论 【5】为什么s区(H除外)、d区、ds区的元素都是金属元素？ 最外层电子数为1～2个，即为ns1-2（Pd例外）容易失去电子。体现金属性。 【6】处于非金属与金属分界线上的元素常被称为半金属或类金属，为什么？ 最外层电子：3-7，既能表现出一定的非金属性，又能表现出一定的金属性。 思考与讨论 【7】 Cr和Cu的价层电子排布符合构造原理么？还有哪些不符合？ 不符，但是符合能量最低原理。 Nb、Mo、Ru、Pd、Ag、Pt、Au等 【8】预言119号元素基态原子最外层电子排布，并预测第八周期有多少种元素。 8s1 50 种 8s → 5g → 6f → 7d → 8p 课堂检测 1.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？ (1)1s22s22p63s23p5 (2)[Kr]4d105s25p2 (3)[Ar]3d34s2 (4)[Ar]3d104s1 (5)[Ar]4s1 (6)[Rn]5f67s2 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 副族 第七周期第IIIB族 f区 课堂检测 2.下列说法正确的是( ) 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.元素周期表中第ⅢB族~第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素 D.基态原子的p能级上半充满的元素不一定位于p区 C 课堂检测 3.下列关于电子排布与元素在周期表中位置关系的表述正确的是( ) A.基态原子的N层上只有一个电子的元素，一定是第ⅠA族元素 B.原子的价层电子排布为(n−1)d6～8ns2的元素一定是d区元素 C.有三个未成对电子的原子一定属于主族元素 D.基态原子的价层电子排布为(n−1)dxnsy的元素的族序数一定为x+y B 5.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nsn−1npn+1，则下列说法不正确的是( ) A.Y元素原子的价层电子排布式为4s24p4 B.Y元素在元素周期表的第三周期第ⅥA族 C.X元素所在周期中所含非金属元素种数最多 D.Z元素原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3 4.在d区中，族序数最大、原子序数最小的元素，其常见离子的电子排布式为_______________________________________________，其中较稳定的是_____。 A Fe2+：1s22s22p63s23p63d6、 Fe3+：1s22s22p63s23p63d5 Fe3+ 课堂检测 元素的对角线规则 某些主族元素与其右下方的主族元素(如图)的有些性质是相似的。 处于”对角线“位置的元素，它们的性质具有相似性。 ①锂与镁的沸点较为接近：Li 1341℃ Mg 1100℃ ②锂和镁在氧气中燃烧时只生成对应的氧化物 4Li+O2 === 2Li2O 点燃 2Mg+O2 === 2MgO 点燃 ③锂和镁与水的反应都十分缓慢，并且生成的LiOH、Mg(OH)2难溶于水，附着于金属表面阻碍反应的进行。 ⑤锂和镁都能直接与氮气反应生成相应的氮化物Li3N和Mg3N2 ④锂和镁的氢氧化物在加热时，可分解为Li2O、H2O和MgO、H2O ⑥在碱金属的氟化物、碳酸盐和磷酸盐中，只有锂盐是难溶于水的，相应的镁盐也难溶于水。如：MgCO3微溶于水，Li2CO3也微溶于水 元素的对角线规则 1.锂和镁的相似性 元素的对角线规则 2.铍和铝的相似性 ①铍与铝都可与酸、碱反应放出氢气，并且铍在浓硝酸中也发生钝化 ________________________________________________________________； ________________________________________________________________。 ②二者的氧化物和氢氧化物都既能溶于强酸又能溶于强碱溶液： ________________________________________________________________； ________________________________________________________________。 ________________________________________________________________； ________________________________________________________________。 ③二者的氧化物Al2O3和BeO的熔点和硬度都很高 ④BeCl2和AlCl3都是共价化合物，易升华 Al(OH)3+3HCl===AlCl3+3H2O Be(OH)2+2HCl===BeCl2+2H2O Al(OH)3+NaOH===Na[Al(OH)4] Be(OH)2+2NaOH === Na2[Be(OH)4] 2Al+6H+ === 2Al3++3H2↑ Be+2H+ === Be2++H2↑ 2Al+2OH−+6H2O === 2[Al(OH)4]−+3H2↑ Be+2OH−+2H2O === [Be(OH)4]2−+H2↑ BeO+2H+ === Be2++H2O BeO+2OH−+H2O === [Be(OH)4]2− Al2O3+6H+ === 2Al3++ 3H2O Al2O3+2OH−+3H2O === 2[Al(OH)4]− 元素的对角线规则 3.硼和硅的相似性 ②B与Si的单质都易与强碱反应，且不与稀酸反应： 2B+2KOH+2H2O === __________________， Si+2KOH+H2O === _____________________。 ①自然界中B与Si均以化合物的形式存在。 ③硼烷和硅烷的稳定性都比较差，且都易__________。  ④硼和硅的卤化物的熔、沸点比较低，易挥发，易水解。 2KBO2+3H2↑ K2SiO3+2H2↑ 水解 1.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 当堂检测 2.铝与铍的性质相似，下列关于铍的性质推断中，正确的是 A．氯化铍的水溶液呈酸性 B．氢氧化铍可溶于水 C．铍只与酸反应，不与碱反应 D．氧化铍的化学式为Be2O3 A 当堂检测 感谢聆听 每天进步一点点，每天努力不止一点点。 $$