第1章 第2节 第1课时 原子结构与元素周期表-【优学精讲】2024-2025学年高中化学选择性必修2教用Word(人教版)

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 【学习目标】　1.能辨识原子结构及价层电子排布与元素在元素周期表中的位置之间的关系。 2．认识元素周期表中各区及元素周期表的规律，培养学生的模型认知能力。 知识点一　元素周期系和元素周期表 1．元素周期系和元素周期表 元素周期系是元素按其原子____________递增排列的序列。元素周期表是呈现元素周期系的表格。二者关系如下： 2．构造原理与元素周期表 根据构造原理得出的核外电子排布，可以解释元素周期系的基本结构。 周期 新增电子填入能级顺序 从开始到结束递增的核电荷数（或电子数） 周期中所含元 素种数 一 1s ________ ______ 二 2s→2p ________ ______ 三 3s→3p ________ ______ 四 4s→3d→4p ________ ______ 五 5s→4d→5p ________ ______ 六 6s→4f→5d→6p ________ ______ 七 7s→5f→6d→7p ________ ______ 3.元素的价层电子排布 （1）价层电子排布和元素周期表的关系 ①原子的电子层数＝能级中最高能层序数＝周期序数。 ②主族元素的价层电子数＝主族序数；副族（过渡元素）的价层电子还包括部分内层电子。 　过渡元素价层电子数跟它们的族序数有什么关系？写出它们的价层电子排布通式。 提示：第ⅢB族元素～第ⅦB族元素的价层电子数等于它们的族序数（除镧系、锕系外）；第Ⅷ族有3纵列元素，其族序数等于该族的第1纵列元素的价层电子数；第ⅠB族、第ⅡB族的价层电子数等于族序数加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、Pd除外）。 （2）价层电子排布与元素的最高正化合价 ①当主族元素失去全部价层电子后，表现出该元素的最高正化合价，最高正化合价＝主族序数（O、F除外）。 ②第ⅢB～ⅦB族可失去ns和（n－1）d轨道上的全部电子，所以，最高正化合价＝族序数。 ③第Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的部分（n－1）d电子，所以，最高正化合价＜族序数（8）。 ④第ⅠB族可失去ns1电子和部分（n－1）d电子，所以，最高正化合价＞第ⅠB族的族序数；第ⅡB族只失去ns2电子，所以，最高正化合价＝族序数（2）。 [答案自填] 核电荷数　2　2　8　8 8　8　18　18　18　18　32　32 32　32 （1）最外层电子排布为ns2的基态原子对应元素一定位于元素周期表中第ⅡA族（　　） （2）元素的价层电子数一定等于其所在族的族序数（　　） （3）最外层电子排布为nsnnpn的元素一定是金属元素（　　） （4）次外层全充满而最外层有未成对电子的元素一定是主族元素（　　） （5）基态原子的价层电子排布为（n－1）d6～8ns2的元素一定是过渡元素（　　） 答案：（1）×　（2）×　（3）×　（4）×　（5）√ 1．下列说法错误的是（　　） A．元素周期表和元素周期系均有多种形式 B．元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系 C．元素周期表是元素周期律的具体表现形式 D．元素周期律揭示元素性质随核电荷数递增而呈现周期性变化的规律 解析：选A。A.元素周期系只有一种形式，元素周期表却有多种形式，A错误；B.元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系，B正确；C.元素周期律是核外电子周期性变化的必然结果，元素周期表是元素周期律的具体表现形式，C正确；D.元素周期律揭示元素性质如原子半径、金属性、非金属性、主要化合价等随核电荷数递增而呈现周期性变化的规律，D正确。 2．已知下列元素原子的最外层电子排布式，其中不一定能表示该元素为主族元素的是（　　） A．3s23p3　　　　　　　 B．4s2 C．4s24p1 D．3s23p5 解析：选B。最外层电子排布式为3s23p3的是P，属于主族元素，A不符合题意；最外层电子排布式为4s2的不一定是主族元素，如Fe、Zn等过渡元素，B符合题意；最外层电子排布式为4s24p1的是Ga，属于主族元素，C不符合题意；最外层电子排布式为3s23p5的是Cl，属于主族元素，D不符合题意。 3．若某原子的价层电子排布式为4d15s2，则下列说法正确的是（　　） A．该元素位于元素周期表中第五周期第ⅢB族　 B．该元素基态原子的价层电子数为2 C．该元素为非金属元素 D．该元素最高正化合价为＋2价 解析：选A。由该原子的价层电子排布式为4d15s2可推知，该元素位于元素周期表中第五周期第ⅢB族，故A正确；该原子的价层电子排布式为4d15s2，基态原子的价层电子数为3，故B错误；该元素是金属元素，故C错误；该元素为第ⅢB族元素，可失去5s和4d轨道上的全部电子，最高正化合价为＋3价，故D错误。 知识点二　元素周期表的分区　对角线规则 1．元素周期表的分区 （1）按核外电子排布划分 按照核外电子排布，可把元素周期表划分成5个区。除ds区外，各区的名称来自按构造原理最后填入电子的　　　　　　的符号。 分区 元素位置 价层电子排布式 元素性质特点 s区 第ⅠA、ⅡA族 ______ 最后一个电子填在__________能级上，除氢元素外均属于活泼金属元素 p区 _________________________________________________________________ ns2np1～6（除He外） 最后一个电子填在__________能级上，为非金属元素、稀有气体元素和金属元素 d区 __________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________（除钯外） 最后一个电子填在__________能级上，为过渡金属元素 ds区 ______________ （n－1）d10ns1～2 先填满（n－1）d能级而后再填充____________能级，为过渡金属元素 f区 镧系、锕系元素 （n－2）f0～14（n－1）d0～2ns2 镧系元素化学性质相似；锕系元素化学性质相似 （2）按元素金属性与非金属性划分 金属元素和非金属元素的分界线为沿______________________与________________之间所画的一条折线，非金属性较强的元素处于元素周期表的____________位置，金属性较强的元素处于元素周期表的____________位置。 2．对角线规则 在元素周期表中，某些主族元素与____________的主族元素的有些性质是相似的，这种相似性被称为对角线规则。如锂和镁、铍和铝、硼和硅等。 　根据所学知识列举事实，说明锂和镁的化学性质的相似性。 提示：①二者在过量的O2中燃烧，不生成过氧化物，都生成氧化物（Li2O、MgO）。②二者都能直接与N2反应生成氮化物（Li3N、Mg3N2）。③二者的氢氧化物在加热时都可分解生成氧化物（Li2O、MgO）和H2O。④二者的碳酸盐均不稳定，受热均能分解生成相应氧化物和CO2。⑤含锂和镁的某些盐，如碳酸盐、磷酸盐等均难溶于水。 [答案自填] 能级　ns1～2　ns　第ⅢA～ⅦA族、0族　np　第ⅢB～Ⅷ族元素（除镧系、锕系外） 　（n－1）d1～9ns1～2　（n－1）d　第ⅠB、ⅡB族元素　ns　B、Si、As、Te、At、Ts　Al、Ge、Sb、Po、Lv　右上角　左下角　右下方 1．（教材习题改编）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 解析：选C。s区、p区、d区、ds区均有金属元素分布，A项错误；He、Zn等虽然最外层电子数为2，但却不是s区元素，B项错误；元素周期表中第ⅢB族～第ⅡB族为过渡元素，全部为金属元素，C项正确；基态原子的p能级上半充满的元素为第ⅤA族元素，位于p区，D项错误。 2．已知某元素＋3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，该元素在元素周期表中的位置和所属分区是（　　） A．第三周期第ⅥA族；p区 B．第三周期第ⅢA族；p区 C．第四周期第ⅥB族；d区 D．第五周期第ⅢB族；f区 解析：选C。该元素基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1，为Cr元素，位于元素周期表的第四周期第ⅥB族，属于d区。 3．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 解析：选A。B.铝和铍的性质相似，氢氧化铝不溶于水，故氢氧化铍也不溶于水，故B错误；C.铝和铍的性质相似，铝能与强酸或强碱溶液发生反应，故铍也能与强酸或强碱溶液发生反应，故C错误；D.Be的化合价为＋2价，氧化物的化学式为BeO，故D错误。 1．（2024·广州华南师大附中高二月考）由中国近代化学启蒙者徐寿确认译名的下列元素中，属于ds区元素的是（　　） A．Zn　　　B．Co　　　C．Ca　　　D．Ga 解析：选A。ds区的元素包括第ⅠB、ⅡB两个副族。A.Zn属于ds区；B.Co属于d区；C.Ca属于s区；D.Ga属于p区。　 2．已知某元素基态原子的价层电子排布式为（n－1）dansb。下列说法正确的是（　　） A．该元素是金属元素 B．该元素位于元素周期表的d区 C．该元素的族序数为a＋b D．该元素位于元素周期表中第四周期 解析：选A。由原子的价层电子排布式为（n－1）dansb可知，该元素为过渡元素，是金属元素，A正确；该元素可能位于元素周期表的d区、f区或ds区，B错误；该元素的族序数不一定是a＋b（如铜），C错误；该元素不一定位于元素周期表中第四周期，D错误。 3．（2024·郑州高二期末）已知某元素的原子序数为31。下列说法错误的是（　　） A．该元素位于元素周期表的p区 B．该元素在元素周期表中的位置是第四周期第ⅢA族 C．该元素的价层电子排布式为3d104s24p1 D．与该元素同族的第三周期元素的最高价氧化物的水化物具有两性 解析：选C。该元素的原子序数为31，该元素为镓元素。A.该元素位于元素周期表的p区，故A正确；B.该元素在元素周期表中的位置是第四周期第ⅢA族，故B正确；C.该元素的价层电子排布式为4s24p1，故C错误；D.与该元素同族的第三周期元素为Al元素，Al的最高价氧化物的水化物氢氧化铝是两性氢氧化物，故D正确。 4．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．Cu在元素周期表的第四周期第ⅠB族，属于ds区元素 B．O的基态原子中，2p能级为半充满，属于p区元素 C．最外层电子排布为4s1的元素一定位于第ⅠA族 D．最外层电子排布为ns2np1的元素可能位于第ⅢA族或第ⅢB族 解析：选A。铜位于第四周期第ⅠB族，属于ds区元素，故A正确；氧元素的2p能级有4个电子，不是半充满，故B错误；最外层电子排布为4s1的元素不一定位于第ⅠA族，如铜的最外层电子排布为4s1，但铜位于第ⅠB族，故C错误；最外层电子排布为ns2np1的元素一定位于第ⅢA族，故D错误。 5．仔细观察下图，回答下列问题： （1）B的原子结构示意图为______________，B元素位于元素周期表的第________周期第________族。 （2）铍的最高价氧化物的水化物是________（填“酸性”“碱性”或“两性”）化合物，证明这一结论的有关离子方程式是_____________________________________________________________ __________________________________________________。 （3）根据Mg在空气中的燃烧情况，Li在空气中燃烧生成的产物为________________（用化学式表示）。 解析：（1）B是5号元素，其原子结构示意图为。（2）根据对角线规则可知，Be（OH）2与Al（OH）3 的化学性质相似，故Be（OH）2为两性化合物。（3）Mg在空气中与O2、CO2、N2反应生成MgO、Mg3N2，故Li在空气中燃烧生成的产物为Li2O、Li3N。 答案：（1）　二　ⅢA （2）两性　Be（OH）2＋2OH－===[Be（OH）4]2－、 Be（OH）2＋2H＋===Be2＋＋2H2O （3）Li2O、Li3N 学科网（北京）股份有限公司 $