1.3 元素周期律 第1课时（教学课件）化学沪科版选择性必修2

第1章 原子结构与性质 1.3　 元素周期律 第1课时 核外电子排布与区、周期、族的划分 沪科版选择性必修2 知识导航 元素周期表的分区 2 核外电子排布与周期、族的划分 1 知识导航 明·学习目标 1.了解构造原理与元素周期表结构的关系。 2.能从原子价电子数目和价电子排布的角度解释元素周期表的分区、周期和族的划分。 引·新课导入 观看视频，了解元素周期表的发展 01 核外电子排布与周期、族的划分 核外电子排布与周期、族的划分 探·知识奥秘 回顾旧知 短周期 长周期 2 8 8 18 18 32 32 短周期 长周期 第一周期 第二周期 第三周期 第四周期 第五周期 第六周期 第七周期 周期 2 种 8 种 8 种 32 种 18 种 18 种 32 种 注意：元素的周期序数＝电子层数。 (1)周期的分类 核外电子排布与周期、族的划分 探·知识奥秘 (2)族的分类 主族：短周期和长周期元素共同构成 表示ⅠA 、ⅡA ……ⅦA，7个 副族：完全由长周期元素构成 表示ⅠB 、ⅡB ……ⅦB和第Ⅷ族(3个纵行)，8个 0 族：第18纵列，最外层电子数8 (He除外) 1个 7主8副和0族 ⅠA、ⅡA ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0族 ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ、ⅠB、ⅡB 核外电子排布与周期、族的划分 探·知识奥秘 鲍林近似能级图 观察元素周期表，你能发现构造原理与元素周期表之间有何联系吗？ 核外电子排布与周期、族的划分 探·知识奥秘 鲍林近似能级图 1939 年美国化学家鲍林总结出多电子原子外层原子轨道能级高低顺序的一般规律，根据这一规律画出的原子轨道能级图，称为鲍林近似能级图。图中的每个小圆圈代表一个原子轨道，能量相同的原子轨道并列为一个能级，能量相近的能级都纳入一个方框内，同一方框内的能级称为一个能级组。能级组间能量差较大，而能级组内各能级间能量差较小。多电子原子核外电子排布的构造原理图就是以鲍林近似能级图为基础绘制的。 核外电子排布与周期、族的划分 探·知识奥秘 构造原理与元素周期表 1s1 2s1 3s1 4s1 1s2 2s2 3s2 4s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 4p6 2s2 2p1 2s2 2p2 2s2 2p3 2s2 2p4 2s2 2p5 3s2 3p1 3s2 3p2 3s2 3p3 3s2 3p4 3s2 3p5 4s2 4p1 4s2 4p2 4s2 4p3 4s2 4p4 4s2 4p5 3d1 4s2 3d2 4s2 3d3 4s2 3d5 4s1 3d5 4s2 3d6 4s2 3d7 4s2 3d8 4s2 3d10 4s1 3d10 4s2 Cr Cu 结合构造原理，请写出1-36号元素的基态原子的价电子排布式 根据基态原子的价层电子排布式找规律 核外电子排布与周期、族的划分 探·知识奥秘 叶绿素铜钠盐 1s1 2s1 3s1 4s1 1s2 2s2 3s2 4s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 4p6 2s2 2p1 2s2 2p2 2s2 2p3 2s2 2p4 2s2 2p5 3s2 3p1 3s2 3p2 3s2 3p3 3s2 3p4 3s2 3p5 4s2 4p1 4s2 4p2 4s2 4p3 4s2 4p4 4s2 4p5 3d1 4s2 3d2 4s2 3d3 4s2 3d5 4s1 3d5 4s2 3d6 4s2 3d7 4s2 3d8 4s2 3d10 4s1 3d10 4s2 第一周期： 价电子排布从1s1开始，以1s2结束 其余各周期： 价电子排布从ns1开始，以ns2np6结束 （n为能层序数） 写出12号、29号元素的基态原子的电子排布式，判断属于哪个周期？ 周期序数=基态原子的能层数 核外电子排布与周期、族的划分 探·知识奥秘 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p 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 。 ns→(n-2)f→(n-1)d →np 能级组之间能量相差较大， 能级组之内能量相差很小 核外电子排布与周期、族的划分 探·知识奥秘 核外电子排布与元素周期表中周期划分的本质联系：一个能级组最多能容纳的电子数等于对应的周期包含的元素种数。 结合核外电子排布式和下列表格，分析解释元素周期系的基本结构 例：第一周期1s1→1s2；其余各周期ns → np， 递增的核电荷数(或电子数)=每个周期里的元素数。 类别 序数 起止元素 能级组 对应能级组所能容纳的最多电子数 元素种数 电子层数 短周期 一 H~He 1s 2 2 1 二 Li~Ne 2s 2p 8 8 2 三 Na~Ar 3s 3p 8 8 3 四 K~Kr 4s 3d 4p 18 18 4 长周期 五 Rb~Xe 5s 4d 5p 18 18 5 六 Cs~Rn 6s 4f 5d 6p 32 32 6 七 Fr~Og 7s 5f 6d 7p 32 32 7 核外电子排布与周期、族的划分 探·知识奥秘 原子核外电子排布与族的关系 元素周期表中，同族元素价层电子数相同(镧系、锕系、稀有气体元素除外) 价层电子数的判断 主族元素：价层电子数＝最外层电子数=主族序数； 副族(过渡元素)：价层电子还包括部分内层电子。 核外电子排布与周期、族的划分 探·知识奥秘 价层电子排布通式 第ⅠA族： 第ⅡA族： ⅠA 原子 序数 周期 基态原子的电子排布 价层电子 排布 锂 3 二 钠 11 三 钾 19 四 铷 37 五 铯 55 六 [He]2s1 [Ne]3s1 [Ar]4s1 [Kr]5s1 [Xe]6s1 2s1 3s1 4s1 5s1 6s1 ns1 （n=周期序数=电子层数） ⅡA 原子 序数 周期 基态原子的电子排布 价层电子 排布 铍 4 二 镁 12 三 钙 20 四 锶 38 五 钡 56 六 [He]2s2 [Ne]3s2 [Ar]4s2 [Kr]5s2 [Xe]6s2 2s2 3s2 4s2 5s2 6s2 ns2 核外电子排布与周期、族的划分 探·知识奥秘 叶绿素铜钠盐 主族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价电子构型 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 主族：ns1→ns2np5 主族序数=最外层电子数=价层电子数 0族：He为1s2，其他为ns2np6 核外电子排布与周期、族的划分 探·知识奥秘 叶绿素铜钠盐 副族序数 ⅢB ～VB VIB ⅦB 价电子构型 Ⅷ ⅠB ⅡB (n-1)d1-3ns2 (n-1)d5ns1 (n-1)d5ns2 (n-1)d6~8ns1~2 (n-1)d10ns1 (n-1)d10ns2 ⅢB-ⅦB：族序数 = 价层电子数 ⅠB-ⅡB：族序数 = 最外层电子数 副族 ⅢB ～ⅦB族和第Ⅷ族: (n-1)d1-8ns1-2 (Pd：4d10除外) (镧系、锕系除外) ⅠB 、ⅡB族: (n-1)d10ns1-2 [(n-1)d轨道为全充满状态] 副族最外层电数都是 1~2（Pd除外），全都是金属元素。 核外电子排布与周期、族的划分 探·知识奥秘 结合副族元素的价层电子排布，分析族序数与价层电子数的关系 第ⅢB～第ⅦB族元素：族序数等于价层电子数(除镧系、锕系外)； 第Ⅷ族有3列元素:族序数等于该族的第1列元素的价层电子数； 第ⅠB族、第ⅡB族元素:族序数等于价层电子数 减10。 过渡元素的价层电子排布通式为(n－1)d1～10ns1～2(镧系和锕系除外)。 原子核外电子排布与族的划分 分类 族 价电子排布式 价电子数 特点 主族 Ι A Ⅱ A Ⅲ A Ⅳ A Ⅴ A Ⅵ A Ⅶ A ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 1 2 3 4 5 6 7 族序数= 最外层电子数= 价电子数 分类 族 价电子排布式 价电子数 特点 副族 Ⅲ B Ⅳ B Ⅴ B Ⅵ B Ⅶ B Ι B Ⅱ B Ⅷ Ⅷ 族 0 0族 （n-1）d1~10ns1~2 3 4 5 6 7 11 12 8、9、10 2、8 （n-1）d6~10ns0~2 1s2、ns2np6 族序数= 价电子数 （n-1）d全充满， 全充满 最外层电子数=族序数 价电子数=纵列序数 探·知识奥秘 核外电子排布与周期、族的划分 19 1．价电子排布为5s25p1的元素，在周期表中的位置是(　　) A．第四周期第ⅤA族　 B．第五周期第ⅢA族 C．第五周期第ⅠA族 D．第四周期第ⅢA族 析·典型范例 B 2.若某原子的价层电子排布为4d15s2，下列说法正确的是 A.该元素位于元素周期表中第五周期第ⅢB族 B.该元素原子价层电子数为2 C.该元素为非金属元素 D.该元素原子N能层共有8个电子 析·典型范例 A 02 元素周期表的分区 探·知识奥秘 元素周期表的分区 根据元素原子的价电子排布特征，还可以将元素周期表分为 s 区、p 区、d 区和 f 区，如图所示，区的名称一般来自最后填入电子的能级的符号（除 He 以外） 23 探·知识奥秘 元素周期表的分区 元素周期表中各分区元素种类和族的关系 ①s区：包含氢元素、第 1 族的碱金属元素和第 2 族的碱土金属元素，共两个纵列，除氢元素以外，其余都是较活泼的金属元素。s 区元素原子的最后一个电子填充在 s 轨道上，价电子排布为 ns1 ～ 2。 ②p区：包含第 13 ～ 18 族元素，共 6 个纵列，除氢元素外，所有非金属元素（包括稀有气体元素）都在 p 区。p区元素原子的价电子排布为 ns2np1 ～ 6（He 是 1s2）。 24 探·知识奥秘 元素周期表的分区 ③d区：包含除镧系和锕系元素以外的第 3 ～ 12 族元素，共 10 个纵列。一般来说，d 区元素原子的价电子排布为(n-1)d1 ～ 10ns1 ～ 2。d 区元素原子核外电子排布的差别主要在(n-1)d 轨道上。 ④f区：包括镧系和锕系元素，价层电子排布为(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2，为过渡金属元素。 25 析·典型范例 1.下列说法正确的是 A.所有金属元素都分布在 d 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 族到第 ⅡB 族10个纵行的元素都是金属元素 D. s 区均为金属元素 C 析·典型范例 2.下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的价层电子排布特点的有关叙述正确的是 A．价电子排布为5s25p4的元素位于第五周期第ⅣA族，是p区元素 B．氧元素的基态原子中，2p能级为半充满，属于p区元素 C．最外层电子排布式为4s1，一定属于第IA族 D．Cu位于元素周期表中第四周期第IB族，属于d区元素 D 1.3 元素周期律 第1课时 核外电子排布与周期、族的划分 元素周期表的分区 鲍林近似能级图 周期 s 区、p 区、d 区和 f 区 理·核心要点 族 1.第N能层所含能级数、原子轨道数和最多容纳电子数分别为 A．3、32、2× 32 B．4、42、2× 32 C．5、42、5× 32 D．4、42、2× 42 练·技能实战 D 2.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叙述中,正确的是(　　) A.原子价电子排布为ns2np1~6的元素一定是主族元素 B.基态原子最外电子层的p能级上有5个电子的元素一定是第ⅦA族元素 C.原子的价电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素一定位于第ⅢB~ⅦB族 D.基态原子N能层上只有1个电子的元素一定是主族元素 练·技能实战 B 3．某元素的最外层电子数为2，价电子数为5，并且是同族中原子序数最小的元素，关于该元素的判断错误的是(　　) A．电子排布式为：1s22s22p63s23p63d34s2 B．该元素为V C．该元素为ⅡA族元素 D．该元素位于d区 练·技能实战 C 4．若某元素原子处于能量最低状态时，原子的最外层电子数为2，价层电子数为5，下列关于该元素的叙述正确的是 A．该元素原子的M层有11个电子 B．该元素处于元素周期表中第一A族 C．该元素位于元素周期表的d区或p区 D．该元素基态原子的价电子排布式为(n-1）d3ns2 练·技能实战 D 感谢 您的聆听 THANKS 沪科版选择性必修2 Lavf59.27.100 $