第一章 第二节 第1课时 原子结构与元素周期表-【金版新学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义教师用书word（人教版，单选）

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.知道元素周期表中分区、周期和族的元素原子核外电子排布特征。　2.能从原子价层电子数目和价层电子排布的角度解释元素周期表的分区、周期和族的划分。　3.能列举元素周期表的应用。 任务一　核外电子排布与元素周期表 一、元素周期律、元素周期系和元素周期表 1.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。 2.元素周期系：元素按其原子核电荷数递增排列的序列。 3.元素周期表：呈现元素周期系的表格，元素周期系只有一个，元素周期表多种多样。 二、构造原理与元素周期表 1.周期元素种数的确定 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。例如：第一周期从1s1开始，以1s2结束；其余各周期总是从ns能级开始，以np能级结束，其间递增的核电荷数(或电子数)就等于每个周期里的元素数。 1s 2s→2p 3s→3p 4s→3d →4p 5s→4d →5p 6s→4f→ 5d→6p 7s→5f→ 6d→7p 周期 一 二 三 四 五 六 七 元素数 2 8 8 18 18 32 32 2.元素周期表的形成：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： 若将p段与p段对齐，d段与d段对齐、f段单独列出，将2s2与p段末端对齐，则得到教材中的元素周期表： 3.核外电子排布与周期的划分 (1)每一周期元素原子的价层电子排布与元素种类 周期 价层电子排布 各周期增 加的能级 元素 种数 ⅠA族 0族 最外层最多容纳电子数 一 1s1 1s2 2 1s 2 二 2s1 2s22p6 8 2s、2p 8 三 3s1 3s23p6 8 3s、3p 8 四 4s1 4s24p6 8 4s、3d、4p 18 五 5s1 5s25p6 8 5s、4d、5p 18 六 6s1 6s26p6 8 6s、4f、5d、6p 32 七 7s1 7s27p6 8 7s、5f、6d、7p 32 (2)规律 ①核外电子排布与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。 ②周期序数＝能级组中最大能层序数。 ③本周期包含的元素种数＝对应能级组所含原子轨道数的2倍＝对应能级组最多容纳的电子数。 学生用书⬇第11页 4.原子核外电子排布与族的划分 (1)划分依据：取决于原子的价电子数目和价层电子排布。 (2)特点 ①同族元素的价层电子数目和价层电子排布相同。这是同族元素性质相似的基础。 ②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例外)。 (3)规律 ①主族元素：同主族元素原子的价层电子排布完全相同，价电子全部排布在ns或ns、np轨道上，价电子数与族序数相同，如下表： 族数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价层电子排布 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 列数 1 2 13 14 15 16 17 价层电子总数 1 2 3 4 5 6 7 规律 主族元素的族序数＝该主族元素原子的最外层电子数＝价层电子总数 ②过渡元素(副族)：同一纵行原子的价层电子排布基本相同，价电子总数等于所在的列序数。价电子排布为(n－1)d1～10ns1～2，第ⅢB～ⅦB族的价电子数与族序数相同，第ⅠB、ⅡB族和第Ⅷ族的价电子数与族序数不相同，如下表： 副族元素 21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 26Fe 27Co 28Ni 29Cu 30Zn 族数 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB 价层电 子排布 3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 3d104s2 价层电 子总数 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 列数 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 规律 价电子总数＝列序数 ③稀有气体元素：价电子排布为ns2np6(He除外)。 [交流研讨]　怎样快速判断各周期容纳的元素种类？ 根据构造原理得到的核外电子排布，可以解释元素周期系的基本结构。 ①第一周期从　　　　开始，以　　　　结束，只有两种元素； ②其余各周期总是从　　　　能级开始，以　　　能级结束； ③而从开始能级到结束能级递增的　　　　　　　就等于每个周期里的元素数目。 提示：①1s1　1s2　②ns　np　③核电荷数(或电子数) 1.正误判断 (1)元素周期律是揭示元素性质随核电荷数递增而呈现周期性变化的规律。 提示：√。 (2)元素周期表是元素周期律的具体表现形式。 提示：√。 (3)原子的价层电子数一定等于其所在族的族序数。 提示：×，过渡元素有些不符合。 (4)第10列元素都是金属元素。 提示：√。 (5)原子价层电子排布式为3d24s2的元素位于元素周期表第四周期第ⅣB族。 提示：√。 2.指出下列元素是主族元素还是副族元素？位于周期表中的第几周期？第几族？ (1)1s22s22p63s23p5　　　　　　　。 (2)[Kr]4d105s25p2　　　　　　　。 (3)[Ar]3d34s2　　　　　　　。 (4)[Ar]3d104s1　　　　　　　。 (5)[Ar]4s1　　　　　　　。 答案：(1)主族元素，第三周期第ⅦA族 (2)主族元素，第五周期第ⅣA族 (3)副族元素，第四周期第ⅤB族 (4)副族元素，第四周期第ⅠB族 (5)主族元素，第四周期第ⅠA族 解析：(1)价电子排布为3s23p5，为主族元素，位于第三周期第ⅦA族；(2)价电子排布为5s25p2，主族元素，位于第五周期第ⅣA族；(3)价电子排布为3d34s2，副族元素，位于第四周期第ⅤB族；(4)价电子排布为3d104s1，位于第四周期第ⅠB族；(5)价电子排布为4s1，主族元素，位于第四周期第ⅠA族。 学生用书⬇第12页 任务二　元素周期表的分区 1.元素周期表的结构 元素周 期表 2.元素周期表的分区 (1)按照核外电子排布分区 ①分区依据：按构造原理最后填入电子的能级符号不同，共分　5　个区； ②各区名称：第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区元素，此外还有s、p、d、f 4个区。 归纳总结 各区价电子排布特点 分区 包含的族 价电子排布通式 s区 第ⅠA族、第ⅡA族 ns1～2 p区 第ⅢA～ⅦA族及0族 ns2np1～6(除He外) d区 第ⅢB～ⅦB族(镧系、锕系除外)及第Ⅷ族 (n－1)d1～9ns1～2(Pd除外) ds区 第ⅠB族、第ⅡB族 (n－1)d10ns1～2 f区 镧系和锕系 (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2 (2)根据元素的金属性和非金属性分区 金属元素和非金属元素的分界线为沿B、Si、As、Te、At与Al、Ge、Sb、Po之间所画的一条连线，非金属性较强的元素处于元素周期表的右上角位置，金属性较强的元素处于元素周期表的左下角位置。 [交流研讨]　(1)为什么副族元素又称为过渡元素？写出它们的价层电子排布通式。 提示：由于副族元素是从典型的金属元素(s区元素)过渡到非金属元素(p区元素)的中间元素，因而又被称为过渡元素。d区元素的价层电子排布通式为(n－1)d1～9ns1～2(Pd除外)，ds区元素的价层电子排布通式为(n－1)d10ns1～2。 (2)为什么s区(除氢元素)、d区和ds区的元素都是金属元素？ 提示：因为s区、d区和ds区元素的最外层电子数为1～2个。 1.正误判断 (1)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。 提示：×，N层只有一个电子的如Cr、Cu，均不是第ⅠA族元素。 (2)原子的价层电子排布为d6～8ns2的元素一定是d区元素。 提示：√。 (3)有三个未成对电子的原子一定属于主族元素。 提示：×，d轨道上有三个未成对电子的有V和Co，这两种元素均为副族元素。 (4)基态原子的价层电子排布为dxnsy的元素的族序数一定为x＋y。 提示：×，Cu的价层电子排布为3d104s1，其族序数为ⅠB族，而不等于x＋y。 2.指出下列元素是主族元素还是副族元素，在元素周期表中的什么位置？ (1)核外电子排布式为1s22s22p63s2的元素，是　　　　族元素，位于元素周期表中第　　　　周期第　　　　族，属于　　　　区元素。 (2)核外电子排布式为[Kr]4d105s25p2的元素，是　　　　族元素，位于元素周期表中第　　　　周期第　　　　族，属于　　　　区元素。 学生用书⬇第13页 (3)核外电子排布式为[Ar]3d14s2的元素，是　　　族元素，位于元素周期表中第　　　　周期第　　　　族，属于　　　　区元素。 (4)核外电子排布式为[Ar]3d104s1的元素，是　　　　族元素，位于元素周期表中第　　　　周期第　　　　族，属于　　　　区元素。 答案：(1)主　三　ⅡA　s　(2)主　五　ⅣA　p　(3)副　四　ⅢB　d　(4)副　四　ⅠB　ds 解析：(1)最后一个电子填充在s轨道，属于s区，为主族元素。族序数＝ns的电子数，即族序数为2，位于第三周期第ⅡA族。 (2)最后一个电子填充在p轨道，属于p区，为主族元素。族序数＝(ns＋np)的电子数，即族序数为2＋2＝4，位于第五周期第ⅣA族。 (3)最后一个电子填充在d轨道，且小于10，属于d区，为副族元素。族序数＝[(n－1)d＋ns]的电子数，即族序数为1＋2＝3，位于第四周期第ⅢB族。 (4)(n－1)d轨道电子数等于10，属于ds区，为副族元素。族序数＝ns的电子数，即族序数为1，位于第四周期第ⅠB族。 题后总结 依据原子结构判断元素分区的方法 电子排布式价层电子排布式 1.价层电子排布式为3d104s2的元素在周期表中的位置是(　　) A.第三周期第ⅦB族 B.第三周期第ⅡB族 C.第四周期第ⅦB族 D.第四周期第ⅡB族 答案：D 解析：该元素原子核外有4个电子层，应位于第四周期，3d和4s电子数之和为12，应在第12列，是第ⅡB族元素。 2.关于元素周期表中元素的分区，下列说法正确的是(　　) A.元素周期表的d区不全部是副族元素 B.元素周期表的d区包含所有的过渡元素 C.过渡元素包括d区、f区、ds区的元素 D.ds区元素不都是副族元素 答案：C 解析：d区包括第ⅢB～ⅦB族元素＋第Ⅷ族元素，ds区包括第ⅠB族和第ⅡB族元素，过渡元素包括所有的副族元素，即包括了d区、f区、ds区的元素，故C正确。 3.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表述正确的是(　　) A.原子的价电子排布式为ns2np1～6的元素一定是主族元素 B.基态原子的p能级上共有5个电子的元素一定是第ⅦA族元素 C.原子的价电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素一定位于第ⅢB～第Ⅷ族 D.基态原子的N层上只有1个电子的元素一定是主族元素 答案：B 解析：0族元素原子的价电子排布式为1s2(氦)或ns2np6，A项错误；原子的价电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素位于第Ⅷ族，C项错误；基态原子的N层上只有1个电子的元素除了主族元素外，还有部分副族元素，如Cu、Cr，D项错误。 4.在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，人们发现价层电子排布相似的元素集中在一起。据此，人们将元素周期表分为5个区，如图所示。请回答下列问题： (1)在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素，其原子的价层电子的电子云轮廓图为　　　　。 (2)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　　　　。 (3)在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素，其原子的价层电子排布式为　　　　。 (4)在p区中，第二周期第ⅤA族元素原子的价层电子的轨道表示式为　　　　　　。 (5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在　　　　区中。 答案：(1)球形　(2)Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6　Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5　Fe3＋　(3)3d104s2 (4)(5)f 解析：(1)s区为第ⅠA族、第ⅡA族，符合条件的元素为Be，其基态原子的电子排布式为1s22s2，价层电子的电子云轮廓图为球形。 (2)d区为第ⅢB～ⅦB族(不包括镧系、锕系)、第Ⅷ族，族序数最大且原子序数最小的元素为Fe，其常见离子为Fe2＋、Fe3＋，电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5，由离子的电子排布式可知Fe3＋的3d能级为半充满状态，其稳定性大于Fe2＋。 (3)符合条件的元素为Zn，其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，价层电子排布式为3d104s2。 (4)符合题意的元素为N，其价层电子的轨道表示式为 (5)铀和钚均为锕系元素，位于f区。 学科网（北京）股份有限公司 $