1.2.1 原子结构与元素周期表 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

该高中化学课件聚焦原子结构与元素周期表，系统讲解周期表结构、周期、族、分区及对角线规则。新课导入结合门捷列夫等科学家的历史贡献，辨析元素周期律、周期系与周期表的关系，为后续构造原理与周期表的关联搭建学习支架。 其亮点在于融合历史发展与科学原理，通过周期与能级组、族与价层电子的规律分析，培养模型认知和证据推理的科学思维，结合Cr等特例及典例剖析深化理解。学生能系统掌握结构决定位置的逻辑，教师可借助清晰框架和实例提升教学效率。

新人教版 化学 选必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讲 原子结构与元素周期表 1.深入认识元素周期表的结构，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（难点） 教学目标 第一张元素周期表的诞生 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，并从最轻的元素氢开始进行编号，称为原子序数，这个序列中的元素性质随着原子序数递增发生周期性的重复，这一规律被门捷列夫称作元素周期律。 门捷列夫 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。 莫塞莱 新课导入 元素周期律、元素周期系和元素周期表 (1) 元素周期律 (2) 元素周期系 (3) 元素周期表 元素的性质随元素原子的核电荷数递增发生周期性递变。 元素按其原子核电荷数递增排列的序列，只有一个。 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。 新课导入 一、三张有重要历史意义的周期表 1.门捷列夫短式周期表( 1869年) 历史上 第一张周期表 特征 ①从第四周期开始每个周期结成两段 ②第1~7族分主副，第Ⅷ族称过渡元素（铁、钴、镍等“三素组”） 一、三张有重要历史意义的周期表 2.维尔纳特长式周期表（1905年） 维尔纳 维尔纳的特长式周期表 个别有差异 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) 配位化学鼻祖 一、三张有重要历史意义的周期表 3.玻尔元素周期表（1922年） 玻尔 把21～28、39～46等元素用方框框起 认识到 框内元素的原子新增加的电子是填入内层轨道的 说明 他已经用原子结构解释元素周期系 确定了第六周期为32种元素 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？ 思考讨论 二、构造原理与元素周期表 1.周期 从上到下周期序数 周期类型 各周期原子的 电子层数 对应能级组 对应能级组最多容纳电子数 各周期最多容纳的 元素种类数 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 短周期 长周期 1 2 3 4 5 6 7 2 8 8 18 18 32 32 2 8 8 18 18 32(含镧系15种元素) 32(含锕系15种元素) 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p 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? (2) 构造原理与元素周期表之间有何联系？ 二、构造原理与元素周期表 1.周期 能级组之间能量相差较大，能级组之内能量相差很小 共七个能级组，也就形成了7个周期 能级组：能量相近的能级合并成一组 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p 2 8 8 18 18 32 32 规律 (1)周期序数=能层数目 (2) 电子填充顺序：除第一周期1s1→1s2外，其余各周期ns → np (3)每个周期最多含有元素种类数=对应能级组最多容纳电子数 如何将下图变成书末的元素周期表？ 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： p f d s s p s d p f s d p d s p p s s 思考讨论 二、构造原理与元素周期表 2.族 Q1：元素周期表共有多少列？可分为哪些族?族序有什么规律? Q2：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 (1) 18纵列16族，7主8副和0族，每逢II、III分主副 (2) 主族序数 =价电子数 副族序数 =列数的个位数 =价电子数的个位数(除Ⅷ族、镧系、锕系外) 规律 二、构造原理与元素周期表 2.族 规律 (3) 价层电子数排布通式 主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅠVA VA VⅠA ⅦA 价层电子 排布通式 最高正价 最低负价 副族 ⅠIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB 价层电子 排布通式 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 (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 (3) 主族序数 =最外层电子数 =价电子数=最高正价 =8-|最低负价| （O、F除外） +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 无 无 无 -4 -3 -2 -1 Q1：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？ 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：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。 思考讨论 Q2：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，能层数少，容易得到电子达到相对稳定结构，呈现非金属性，属于非金属元素 Q3：根据构造原理，观察各族电子最后填入的能级符号，总结规律 思考讨论 二、构造原理与元素周期表 3.分区 我们把价层电子相似的元素集中起来划分为一个区，以最后填入的电子的能级符号作为该区的符号。 s区 p区 d区 ds区 f区 二、构造原理与元素周期表 3.分区 叶绿素铜钠盐 s ns1--2 除H外，其余为活泼金属 p ns2np1~6 除H外，所有非金属元素都在p区 d (n-1)d1~8ns2 均为金属元素，性质相似 ds (n-1)d10ns1~2 均为金属元素 f （n-2）f0~14 (n-1)d0~2ns2 均为金属元素，结构相似 Q1：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？ Cr的价层电子排布式为3d54s1，Cu的价层电子排布式为3d104s1，不符合构造原理(它们的3d轨道达到半充满或全充满结构，是一种能量较低的稳定结构）。 此外，Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Pt、Au、La、Ce、Gd、Ac、Th、Pa、U、Np、Cm等的基态原子电子排布均不符合构造原理。 思考讨论 Q2：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? 由于元素的金属性和非金属性之间并没有严格的界限，处于非金属与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，因此这些元素常被称为半金属或类金属。 思考讨论 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 典例剖析 2.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 典例剖析 3.已知某元素＋2价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9，该元素在元素周期表中的位置是( ) A.第三周期Ⅷ族，p区 B.第三周期ⅤB族，d区 C.第四周期ⅠB族，ds区 D.第四周期ⅤB族，f区 C 典例剖析 判断元素在元素周期表中的位置 (1) 根据原子序数判断 (2) 根据原子结构示意图判断 0族定位法 比大小定周期 作差定族序数 0族：2 He 10Ne 18Ar 36 Kr 54 Xe 86 Rn 118 Og 例. 11 Na 的位置：第 周期第 族 选填“一、二、三、四、五、六、七” 选填“ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA......” 比大小定周期：10＜11＜18 三 作差定族序数：11-10=1，第1列 ⅠA 原子序数=核电荷数 主族序数=最外层电子数 周期序数=能层数 归纳总结 判断元素在元素周期表中的位置 (3) 根据电子排布式判断 (4) 根据电子排布图判断 例. 1s22s22p63s23p5 周期序数=最外层能层序数 族序数=价层电子数(个位数) 原子序数=电子总数 周期序数=最外层能层序数 族序数=价层电子数(个位数) 原子序数=电子总数 空间运动状态=原子轨道数目 运动状态=电子数目 能量数=能级数 归纳总结 二、构造原理与元素周期表 4.对角线规则 在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素(如图)的有些性质是相似的，这种相似性被称为对角线规则 体现对角线规则的相关元素 (1) 概念 (2) 适用 对角线规则是从相关元素及其化合物的许多性质中总结出来的经验规则，不是定理 二、构造原理与元素周期表 4.对角线规则 ① 锂和镁的相似性 锂与镁的沸点较为接近：Li 1341℃ Mg 1100℃ 锂和镁在氧气中燃烧时只生成对应的常见氧化物 4Li+O2 === 2Li2O 点燃 2Mg+O2 === 2MgO 点燃 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。 锂和镁都能直接与氮气反应生成相应的氮化物Li3N和Mg3N2 锂和镁的氢氧化物受热易分解，可分解为Li2O、H2O和MgO、H2O 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 二、构造原理与元素周期表 4.对角线规则 ② 硼和硅的相似性 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]− 二、构造原理与元素周期表 4.对角线规则 ③ 铍和铝的相似性 B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 === _____________________。 自然界中B与Si均以化合物的形式存在。 硼烷和硅烷的稳定性都比较差，且都易__________。  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 4.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 典例剖析 元素 周期表 结构 三张具有重要历史意义的元素周期表 周期 族 分区 对角线规则 (2) 18纵列16族，7主8副和0族，每逢II、III分主副 主族序数 =最外层电子数 =价电子数=最高正价=8-|最低负价| （O、F除外） 副族序数 =列数的个位数 =价电子数的个位数(除Ⅷ族、镧系、锕系外) (1) 7行7周期，3短4长，对应七个能级组 周期序数=能层数目 (3) s,p,d,f,ds五个区 课堂总结 1．为纪念门捷列夫发表第一张元素周期表 (部分如右)150周年，联合国宣布2019年为 “国际化学元素周期表年”。 下列说法正确的是(　　) A．表中数字代表元素的原子序数 B．表中元素的排列依据是元素的原子结构 C．推测表中“？＝70”指代的元素的最高化合价为＋4 D．每一纵列都对应现在常用的元素周期表中的一族 C 课堂练习 31 2．下列对元素周期表的认识正确的是(　　) A．有9行7个周期 B．有16列16个族 C．有三个短周期四个长周期 D．非金属元素存在于主族与副族中 C 3.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 课堂练习 32 4.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 B 课堂练习 5.下列关于价层电子排布为3s23p4的粒子描述正确的是（ ） A.该元素在元素周期表中位于p区 B.它的核外电子排布式为[Ne]3s23p4 C.该元素为氧元素 D.其轨道表示式为 A 课堂练习 6.现在含有元素硒(Se)的保健品已经进入市场。已知硒与氧元素同族，与钾元素同周期。下列关于硒的说法不正确的是( ) A.原子最外层电子排布式为4s24p4 B.最高价氧化物对应水化物的化学式为H2SeO4 C.Br的非金属性比Se弱 D.O和Se为p区元素，K为s区元素 C 课堂练习 7.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+ 课堂练习 新人教版 化学 选必2 第一章 原子结构与性质 谢谢观看 $