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

第1课时　原子结构与元素周期表 第一章 原子结构与性质 第二节　原子结构与元素的性质 学习目标 1.熟知原子结构与元素周期表的关系，进一步熟悉元素周期表的结构。 2.能够从原子结构的角度认识元素周期表中区的划分。 核心素养 1.通过对元素周期表发展史的了解,认识科学家对元素周期表经历的探索过程,培养科学态度与社会责任的核心素养。 2.通过对构造原理与元素周期表分区关系的分析,了解元素周期表是微观上原子核外电子排布的宏观表达方式,培养宏观辨识与微观探析的核心素养。 主族：由长周期元素和短周期元素共同组成的族 大写罗马数字加A ⅠA 第Ⅷ族 ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 副族：完全由长周期元素组成的族 大写罗马数字加B（第Ⅷ族以外） ⅠB ⅡB ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB 稀有气体元素化学性质不活泼，其化合价定为0，统称0族 0族 一 二 三 四 五 六 七 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 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 （7横行） 知识回顾： 元素周期表的结构(由周期与族构成) 周期序数 = 电子层数（能层数） 4 族 主族： 副族： ⅠA , ⅡA , ⅢA , ⅣA ,ⅤA , ⅥA , ⅦA 第VIII 族： 稀有气体元素 （18纵行） 零族： 共7个主族 ⅠB , ⅡB , ⅢB , ⅣB ,ⅤB , ⅥB , ⅦB 共7个副族 三个纵行(8、9、10），位于Ⅶ B 与ⅠB中间 主族序数=最外层电子数=价电子数=最高正化合价数 He Ne Ar Kr Xe Rn Og 十八纵行七横行,七主七副0和Ⅷ 三长三短一不全,镧系锕系排下边 5 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 2、元素周期系 定义：元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系。 这个序列中的元素性质随着核电荷数的递增发生周期性的重复。 3、元素周期表 (1)：元素周期表是呈现元素周期系的表格。 (2)元素周期系与元素周期表的关系： 元素周期系只有一个，元素周期表多种多样。 三张重要历史意义的元素周期表 特征： 从第四周期开始每个周期结成两段。 族分I～VIII和0族 门捷列夫周期表 短式周期表 维尔纳的特长式周期表 … … … H … He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo … Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe Cs Ba La Ce Nd Pr … … Sm Eu Gd Tb Ho Er Tm Yb … … Ta W … Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi … … … … Ra Laα Th … … … … … U … … … … Ac … … … … … … … … … … … … Pbα Biα Teα … … 确定了前五周期的元素种类-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，Be、Mg的位置与现今周期表不同。 玻尔元素周期表 玻尔周期表中用方框框起原子新增加的电子是填入内层轨道的。 玻尔周期表中用直线连接前后周期相关元素(同族元素)，原因它们的价电子数相等 补充：价层电子 1、化学家鲍林基于大量光谱实验数据及近似理论计算，提出的多电子原子的原子轨道近似能级图。 2、在这个图中，如果将能量相近的原子轨道归为一组，所得到的能级组按照能量从低到高的顺序与元素周期表中的周期相对应。不同能级组之间的能量差较大，同一能级组之间的能量差较小。 3、进一步研究表明，通常只有最外能级组的电子才有可能参与化学反应，最外能级组中那些有可能参与化学反应的电子称为价电子。 4、一般情况下，主族元素原子的价电子只包括最外层电子；过渡元素原子的价电子除最外层电子外，还包括次外层的部分电子，甚至倒数第三层的电子。 第一周期： 第三周期： 第二周期： 第四周期： I A 0 V A 1、原子核外电子排布与周期的划分 二、构造原理与元素周期表 1s1→1s2 2s1→2s2→2s22p1→2s22p6 3s1→3s2→3s23p1→3s23p6 4s1→4s2→3d14s2→3d104s2→4s24p1→4s24p6 1s1~2 ns1~2np0~6 nd1~10 第一周期：1s1→1s2 第二周期：2s1→2s2→2s22p1→2s22p6 第三周期：3s1→3s2→3s23p1→3s23p6 第四周期：4s1→4s2→3d14s2→3d104s2→4s24p1→4s24p6 第五周期： 第六周期： 第七周期： 5s1→5s2→4d15s2→4d105s2→5s25p1→5s25p6 镧系：6s→4f→5d→6p 锕系：7s→5f→6d→7p 除第一周期外，其余周期总是从ns能级开始，以nsnp能级结束， 周期所含元素数目＝ 相应能级组最多容纳的电子数 S S/P 2 8 S/P 8 S/P/d 18 S/P/d 18 S/P/d/f 32 S/P/d/f 32 主族数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 价电子排布式 价电子数 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 1 2 3 4 5 6 7 2、核外电子排布与族的关系 族数 元素 Sc Ti V Cr Mn 价电子排布式 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB 族数 元素 Fe Co Ni Cu Zn 价电子排布式 Ⅷ Ⅷ Ⅷ ⅠB ⅡB 3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 价电子数=最外层电子数＝主族元素族序数 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 3d104s2 价电子电子排布：ns1 ~ ns2np1~5 ⅢB~ⅦB族： 价电子数＝族序数； Ⅷ族: 第8列:价电子数=族序数8 第9列:价电子数为9 第10列:价电子数为10 ⅠB~ⅡB族: ns电子数＝族序数； S区 P区 d区 d区 ds区 14 按照电子排布，可把周期表的元素划分为5个区：s区、 p区、d区、ds区、f区。划分区的依据是什么？ 区的名称与电子的能级符号之间有什么关系？ (2)区的名称按构造原理最后填充的能级的符号划分(ds区除外) 3、原子结构与元素周期表的分区 (1)划分区的依据: 原子的价电子排布 包括ⅠA、ⅡA族元素，价电子排布式为ns1~2，除氢元素外均属于活泼金属元素。   (3)各区元素的价电子排布特点 包括ⅢA~ⅦA族以及0族元素，价电子排布式为ns2np1~6(除He外)，最后一个电子填在np能级上，为非金属元素和少数金属元素，最外层电子参与反应。 ①s区: ②p区: s区 ns1~2 p区 ns2np1~6 16 ③d区:金属元素 包括ⅠB、ⅡB族元素，价电子排布式为(n-1)d10ns1~2。由于d轨道已填满电子，因此d轨道一般不参与化学键的形成，金属元素，可理解为先填满了(n-1)d能级而后填ns能级，故称为ds区 包括镧系和锕系元素，价电子排布式为(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2。   包括ⅢB~Ⅷ族元素(除镧系、锕系外)，价电子排布式为(n-1)d1~9ns1~2(钯除外)，d轨道可以不同程度地参与化学键的形成，金属元素 ④ds区: ⑤f区: d区 (n-1)d1~9ns1~2 Pd除外（4d10) ds区 (n-1)d10ns1~2 f区 (n-2)f0~14(n-2)d0~2ns2 17 思考与讨论 1、为什么s区、d区、ds区的元素都是金属(除H外)？ s区元素：最外层构型是ns1和ns2。IA和 IIA族元素。除H外，其余为活泼金属。 d区元素：包含第IIIB族到VIII族元素，电子构型是(n-1)d1~9ns1~2最外层电子数皆为1~2个，均为金属元素，性质相似。 ds区元素：包括IB族和IIB族元素，价电子构型是(n-1)d10ns1~2，均为金属元素 。 f区元素：最后一个电子排入(n-2)f能级，包括镧系和锕系元素，均为金属。 p区元素：最外层电子构型从ns2np1~ns2np6的元素。即IIIA~VIIA族、零族元素。除H外，所有非金属元素都在p区。 Ti Zr Hf Rf V Nb Ta Db Cr Mo W Sg Mn Tc Re Bh Fe Ru Os Hs Co Rh Ir Mt Ni Pd Pt Ds Cu Ag Au Rg Zn Cd Hg Cn Ga In Tl He B Al Ge Sn Pb C Si As Sb Bi N P Se Te Po O S Br I At F Cl Kr Xe Rn Ne Ar Li Na K Rb Cs Fr Ca Sr Ba Ra Be Mg Sc Y La Ac H Ce Th Pr Pa Nd U Pm Np Sm Pu Eu Am Gd Cm Tb Bk Dy Cf Ho Es Er Fm Tm Md Yb No Lu Lr La Ac 【思考2】为什么副族元素和第Ⅷ族元素又称为过渡元素？ 副族元素和第Ⅷ族元素（包括d区和ds区元素）介于s区元素（主要为金属）和p区（主要为非金属）之间，处于由金属元素向非金属元素过渡区域。 Ti Zr Hf Rf V Nb Ta Db Cr Mo W Sg Mn Tc Re Bh Fe Ru Os Hs Co Rh Ir Mt Ni Pd Pt Ds Cu Ag Au Rg Zn Cd Hg Cn Ga In Tl He B Al Ge Sn Pb C Si As Sb Bi N P Se Te Po O S Br I At F Cl Kr Xe Rn Ne Ar Li Na K Rb Cs Fr Ca Sr Ba Ra Be Mg Sc Y La Ac H 【思考3】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？ 由于元素价电子层结构和元素周期表中元素性质递变规律决定的。同周期元素由左向右非金属逐渐增强，金属性逐渐减弱；同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强。结果使元素周期表右上角区域主要呈现非金属性。 Ti Zr Hf Rf V Nb Ta Db Cr Mo W Sg Mn Tc Re Bh Fe Ru Os Hs Co Rh Ir Mt Ni Pd Pt Ds Cu Ag Au Rg Zn Cd Hg Cn Ga In Tl He B Al Ge Sn Pb C Si As Sb Bi N P Se Te Po O S Br I At F Cl Kr Xe Rn Ne Ar Li Na K Rb Cs Fr Ca Sr Ba Ra Be Mg Sc Y La Ac H 【思考4】为什么处于非金属三角区边缘的元素常被称为半金属或类金属？ 由于元素金属性和非金属性间没严格的界限，处于非金属三角边缘的元素既能表现出一定的金属性、又能表现出一定的非金属性。 思考与讨论 5、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？ 119号元素的基态原子最外层电子排布为8s1。第八周期应有50种元素。 即学即用 1、填空： 价电子排布式 4s1 3d34s2 3d54s1 5d76s2 4s24p5 周期表中的位置 周期表中的位置 第5周期ⅡA族 第4周期ⅥA族 第7周期 ⅣB族 第6周期 ⅡB族 第5周期 ⅠB族 价电子排布式 第四周期ⅠA族 第四周期ⅤB族 第四周期ⅥB族 第六周期Ⅷ族 第四周期ⅦA族 5s2 4s24p4 6d27s2 5d106s2 4d105s1 23 方法规律 根据原子结构特征判断元素在元素周期表中的位置 电子排布式 确定 价电子排布式 确定 元素的分区 ns1~2 s 区 ⅠA：ns1 ⅡA：ns2 ns2np1~6 p 区 ⅢA~ⅦA（外围电子数=族序数） 0族（排满） (n-1)d1~9ns1~2 d 区 ⅢB~ⅦB(外围电子数=族序数) Ⅲ族：外围电子数为8、9、10 (n-1)d10ns1~2 ds 区 ⅠB：(n-1)d10ns1 ⅡB：(n-1)d10ns2 24 对角线规则 （1）在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素(如图)的有些性质是相似的(如锂和镁在过量的氧气中燃烧均生成正常氧化物，而不是过氧化物)，这种相似性被称为“对角线规则”。 25 Li和Mg的相似性 ①在空气中燃烧均生成正常的氧化物，并且Li2O和MgO与水反应都十分缓慢 ②与N2的化合能力较强，易生成Li3N和Mg3N2 ③锂与镁的沸点较为接近： 元素 Li Na Be Mg 沸点/℃ 1341 881.4 2467 1100 4Li+O2 ===== 2Li2O、2Mg+O2 ===== 2MgO 点燃 点燃 26 Be和Al的相似性 Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O，Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O Be(OH)2＋2HCl===BeCl2＋2H2O，Be(OH)2＋2NaOH===Na2BeO2＋2H2O a. 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。 b. 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： ； 。 c. 二者的氧化物Al2O3和BeO的熔点和硬度都很高。 d. BeCl2和AlCl3都是共价化合物，易升华。 27 1、已知某元素基态原子的价电子排布为(n-1)dansb(a、b均为大于0的正整数),下列有关说法正确的是(　　) A.该元素一定位于元素周期表中的d区 B.该元素一定位于元素周期表中的ds区 C.该元素的族序数为a+b D.该元素一定为金属元素 D 28 (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ⅠA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( ) (6)基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区( ) × × × × √ √ 29 1.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族到第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 2．某元素原子价层电子排布式为3d54s2，其在元素周期表中的位置为(　　) A．第四周期ⅡA族 B．第四周期ⅡB族 C．第四周期ⅦA族 D．第四周期ⅦB族 D 30 巩固练习： 1.2.1原子结构与元素周期表 $