1.2.1 原子结构与元素周期表 课件 2024-2025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 人教版选择性必修二·物质结构与性质 1 教学目标 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、知道外围电子排布和价电子层的含义； 3、认识周期表中各区、周期、族元素的原子核外电子排布的规律； 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. 元素周期律 元素周期系 元素周期表 元素周期律：元素的性质随原子的核电荷数递增发生周期性递变，这一规律叫做元素周期律。 元素周期系：元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系。 元素周期表：呈现元素周期系的表格。 一 原子结构与元素周期表 科学史话 4 门捷列夫周期表 1869年，门捷列夫制作了历史上第一张周期表，门捷列夫周期表最重要的特征是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（第八族是铁、钴、镍等“三素组”）。主副族和第八族的概念使用至今，但过渡元素的概念不同了。 维尔纳的特长式周期表 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，尽管当时镧系和锕系的概念尚未形成，不知道它们有多少种元素。 维尔纳周期表前五个周期的元素种类被完全确定——2、8、8、18、18，但第六、七周期因镧系和锕系元素种类未知而未定。现今的元素周期表与维尔纳周期表相似，但也有差异，如维尔纳周期表中Be、Mg的位置与现今周期表不同。 玻尔周期表 玻尔用原子结构来解释周期系，他认识到，21~28、39~46等元素的原子新增加的电子是填入内层轨道的。玻尔得知镧（La）后14种元素基态原子有4f电子，也用方框框起，而且第六周期为32种元素，但第七周期元素所知甚少。玻尔周期表还用直线连接前后周期的相关元素（同族元素），这是因为玻尔已经知道，它们的价电子数相等。 三张有重要历史意义的周期表 5 门捷列夫周期表 维尔纳的特长式周期表 玻尔周期表 三张有重要历史意义的周期表 7 门捷列夫周期表 维尔纳的特长式周期表 玻尔周期表 元素周期表的结构 周期 短周期 长周期 第1周期：2 种元素 第2周期：8 种元素 第3周期：8 种元素 第4周期：18 种元素 第5周期：18 种元素 第6周期：32 种元素 第7周期：32 种元素 镧57La – 镥71Lu 共15 种元素称镧系元素 锕89Ac – 铹103Lr 共15 种元素称锕系元素 （横行） 周期序数 = 电子层数（能层数） 8 元素周期表的结构 族 主族： 副族： ⅠA , ⅡA , ⅢA , ⅣA ,ⅤA , Ⅵ A , Ⅶ A 稀有气体元素 （纵行） 零族： 共七个主族 ⅠB , ⅡB , Ⅲ B , Ⅳ B ,ⅤB , Ⅵ B , Ⅶ B , VIII（三个纵行(8、9、10) , 位于Ⅶ B 与ⅠB中间 ） 共八个副族 主族序数=最外层电子数 9 周期 第一种元素 基态原子电子排布式 最后一种元素 基态原子电子排布式 一 二 三 四 五 六 七 3Li 10Ne 11Na 18Ar 19K 36Kr 37Rb 54Xe 55Cs 86Rn [He]2s1 [He]2s22p6 [Ar]4s1 [Ar]3d104s24p6 [Kr]5s1 [Kr] 4d105s25p6 [Xe]6s1 87Fr 118X [Xe] 4f145d106s26p6 [Rn] 5f146d107s27p6 1H 2He 1s1 1s2 [Rn]7s1 [Ne]3s1 [Ne]3s23p6 通式 10 原子核外电子排布与周期的关系 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 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 2. 构造原理与元素周期表 11 周期数 一 二 三 四 五 六 七 价电子 排布式 1s 2s→2p 3s→3p 4s→3d→4p 5s→4d→5p 6s→4f→5d→6p 7s→5f→6d→7p 最多容纳的电子数 2 8 8 18 18 32 32 元素数 2 8 8 18 18 32 32 若以一个方格代表一种元素，每个周期排一个横行，并按s、p、d、f分段，左侧对齐： 如何变成书末的元素周期表？ 12 周 期 价层电子排布 ⅠA~ⅡA ⅠＢ~ⅡＢ ⅢＡ~ⅦＡ ０族 １ 1s1 1s2 ２ ２s1~2 2s22p1 ~5 2s22p6 ３ ３s1~2 3s23p1 ~5 3s23p6 ４ ４s1~2 ３d1~54s2 ３d6~84s2 3d104s1~2 4s24p1 ~5 4s24p6 ５ ５s1~2 4d1~55s2 4d6~85s2 4d105s1~2 5s25p1 ~5 5s25p6 ⅢB－VIIB Ⅷ 同族元素的价层电子数相同，这是同族元素性质相似的结构基础。如稀有气体基态原子除氦（1s2）外，价层电子排布都为ns2np6。 主族元素价层电子全部排布在ns或ns、np轨道上。价层电子数与族序数相同。 副族元素同一纵行原子的价层电子排布基本相同。 14 从第四周期开始的长周期，比短周期多出的元素全部是金属元素，这是因为它们的最外层电子数始终不超过2，即为ns1~2（Pd除外）。而第六、第七周期比第四、第五周期多出14个元素的基态原子最外层也只有2个s电子，所以也是金属元素。 镧系 f区 锕系 分区依据：除ds区外，区的名称来自按构造 原理最后填入电子的能级的符号。 元素周期表的分区 各区元素的价层电子排布特点 分区 元素分布 价层电子排布式 元素性质特点 s区 ⅠA族、ⅡA族（2） ns1～2 除氢外都是活泼 均为金属元素 p区 ⅢA族～ⅦA族、0族（6） ns2np1～6 最外层电子参与反应 d区 ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族（8） (n－1)d1～9ns1～2 d轨道不同程度地参与化学键的形成 均为金属元素 ds区 ⅠB族、ⅡB族（2） (n－1)d10ns1～2 s、d、ds区的最外层电子数均不超过2，在化学反应中容易失去电子，因此s（除氢外）、d、ds区的元素都是金属元素。 17 1. 为什么副族元素又称为过渡元素？ 副族元素介于s区元素（主要是金属元素）和p区元素（主要是 非金属元素）之间，处于由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。 B Al Si Ge As Sb Te Po At 2. 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 或准金属。为什么？ 由于元素的金属性和非金属性之间并没有严格的界限，处于金属和非金属分界线上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，因此位于此处的元素（如硅、锗等）常被称为半金属或类金属或准金属（一般可用作半导体材料）。 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？ 同周期的元素从左到右非金属性渐强，同主族元素从上到下非金属性渐弱，使元素周期表右上角的元素主要呈现非金属性。 20 在周期表里找出Cr和Cu的价层电子，它们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？ 预言119号元素基态原子最外层电子排布；预言第八周期有多少种元素? Cr和Cu的价层电子，它们的电子排布不符合构造原理 Mo、Ag、Au等的基态原子电子排布不符合构造原理 119号元素基态原子最外层电子排布8s1，第八周期有50中元素 洪特规则的特例：简并轨道处于全满、半满和全空状态时，原子的能量较低较稳定。如ⅥB和IB族。 21 对角线规则 与酸反应 与碱反应 单质 氧化物 氢氧化物 如铍、铝两元素的性质相似 对角线规则：元素周期表中的某些主族元素其某些性质与右下方主族元素相似。 22 小结 23 元素周期律 元素周期系 元素周期表 元素周期表 元素周期系 构造原理与元素周期表 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 元素周期表的分区 对角线规则 1.正误判断 (1)价电子一定是最外层电子( ) (2)元素的价电子数一定等于其所在族的族序数( ) (3)同一族元素的价电子数一定相同( ) (4)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( ) (5)原子的价电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素一定是过渡元素( ) × × × × √ [课堂•专练] B C 1.若某原子在处于能量最低状态时，价电子排布为，则下列说法正确的是（ ） A.该元素原子处于能量最低状态时，原子中共有3个未成对电子 B.该元素位于周期表的第5周期ⅢB族 C.该元素原子的M能层共有8个电子 D.该元素原子最外层共有1个电子,位于ds区 1．下列说法正确的是(　　) A．最外层电子排布式为ns2的基态原子所对应元素一定位于ⅡA族 B．最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素一定是金属元素 C．d区元素的原子一定都有d轨道电子 D．基态原子价电子排布式为nsnnpn的元素一定是金属元素 $