1.2.1 原子结构与元素周期表 课件- 2025-2026学年高二化学人教版选择性必修2

第一章 第二节 原子结构与元素的性质 原子结构与元素周期表 学科：化学 年级：高二 1.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。 2.认识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。 学习目标 2 元素性质随着____________递增发生周期性的重复 一、元素周期系和元素周期表 元素周期率 元素周期系 门捷列夫 按相对原子质量从小到大的顺序排列 从最轻的元素氢开始进行编号 原子序数 原子序数 莫塞莱 证明: 原子序数 即 原子核电荷数 元素性质随着原子的__________递增发生周期性递变 元素按原子_____________递增排列的序列 核电荷数 核电荷数 一、元素周期系和元素周期表 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。 三张有重要历史意义的周期表 一、元素周期系和元素周期表 第1～7族分主副族， 第八族称为过渡元素 门捷列夫 _______周期表 短式 一、元素周期系和元素周期表 维尔纳周期表 _______周期表 特长式 各族元素、过渡金属、稀有气体、镧系和锕系，各有各的位置。 它确定了前五个周期的元素种类。 上下对齐 每个周期一行， 同族元素__________。 一、元素周期系和元素周期表 玻尔元素周期表 把21～28、39～46等元素用 框起 方框 认识到 框内元素的原子新增加的电子是填入_____________的 内层轨道 他已经用原子结构解释元素周期系 确定了第六周期为_______种元素 说明 32 2.构造原理和元素周期表 (1)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 开始，以 结束； 其余各周期总是从 能级开始，以 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 。 1s1 1s2 ns np 元素数 一、元素周期系和元素周期表 思考 探究原子核外电子排布与周期的关系 周期 序数 电子 层数 价层电子 填入的能级 电子数 元素 种数 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 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 构造原理得出的核外电子排布 解释 元素周期系的基本结构 每周期的元素种数 ＝ 以ns开始、np结束递增的核电荷数（或电子数） 2 8 8 18 18 32 32 2.构造原理和元素周期表 一、元素周期系和元素周期表 (2)元素周期表中，同族元素价层电子数 (镧系、锕系、稀有气体元素除外)，这是同族元素性质相似的结构基础。 (3)族序数和价层电子数的关系 主族元素：价层电子数=最外层电子数； 副族(过渡元素)的价层电子还包括部分内层电子。 相同 【拓展】鲍林近似能级图与周期 鲍林(L.Pauling) 基于大量光谱实验数据及近似的理论计算，提出了多电子原子的原子轨道近似能级图，他将能量相近的原子轨道归为一组，由此得到的7个能级组与元素周期表中的7个周期相对应。相邻能级组之间的能量差较大，同一能级组内能级之间的能量差较小。 【拓展】鲍林近似能级图与周期 1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p 能级组之间能量相差较大， 能级组之内能量相差很小。 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 。 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 2s1 6s1 4s1 5s1 3s1 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 2s2 6s2 4s2 5s2 3s2 第ⅠA族： 价层电子排布通式 第ⅡA族： （n=周期序数=电子层数） ns1 ns2 [He]2s1 [Ne]3s1 [Ar]4s1 [Kr]5s1 [Xe]6s1 [He]2s2 [Ne]3s2 [Ar]4s2 [Kr]5s2 [Xe]6s2 原子核外电子排布与族的关系 一、元素周期系和元素周期表 一、元素周期系和元素周期表 族 价层电子 排布通式 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 主族序数=价层电子数 原子核外电子排布与族的关系 一、元素周期系和元素周期表 原子核外电子排布与族的关系 族 价层电子排布通式 Ⅰ B Ⅱ B Ⅲ B Ⅳ B Ⅴ B Ⅵ B Ⅶ B Ⅷ ⅢB-ⅦB：族序数 = 价层电子数 ⅠB-ⅡB：族序数 = 最外层电子数 (n－1)d1ns2 (n－1)d2ns2 (n－1)d3ns2 (n－1)d5ns1 (n－1)d5ns2 (n－1)d6～8ns2 (n－1)d10ns1 (n－1)d10ns2 思考 为什么副族元素又称为过渡元素？ 从金属元素过渡到非金属元素的中间元素 写出它们的价层电子排布通式。 (n－1)d1~10ns1~2 思考 1.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。 第ⅠB族、第ⅡB族的价层电子数等于族序数加10； 第ⅢB族元素到第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列元素，其族序数等于该族的第1列元素的价层电子数。 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)。 思考 2.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号元素基态原子最外层电子排布为8s1； 第八周期应有50种元素。   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 预言第八周期有多少种元素？ 价层电子填入的能级顺序： 8s → 5g → 6f → 7d → 8p 50 种 2 + 18 + 14 + 10 + 6 = 50 种 小结 (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主族元素原子的价层电子数＝该元素在周期表中的主族序数。 族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 价层电 子排布 ns1 ns2 ns2 np1 ns2 np2 ns2 np3 ns2 np4 ns2 np5 ns2 np6(除He 为1s2外) 小结 ③过渡元素(除镧系、锕系外，以第四周期为例)。 周期表中列数 族序数 价层电子排布 3 ⅢB (n－1)d1ns2 4 ⅣB (n－1)d2ns2 5 ⅤB (n－1)d3ns2 6 ⅥB (n－1)d5ns1 7 ⅦB (n－1)d5ns2 8～10 Ⅷ (n－1)d6～8ns2 11 ⅠB (n－1)d10ns1 12 ⅡB (n－1)d10ns2 小结 (2)价层电子排布与元素的最高正价 ①当主族元素失去全部价层电子后，表现出该元素的最高化合价， 最高正价＝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， 所以最高正价低于族序数(8)，只有Ru和Os可表现正八价。 ④第ⅠB族可失去ns1电子和部分(n－1)d电子，所以第ⅠB族的族序数＜最高正价， 第ⅡB族只失去ns2电子，第ⅡB族的族序数＝最高正价。 二、元素周期表的分区 1.根据元素的金属性和非金属性分区 二、元素周期表的分区 按核外电子排布和构造原理最后填入电子的 ，可将元素周期表 分为s、p、d、f 4个区。 而第ⅠB、第ⅡB族这2个纵列的元素的核外电子因先填满了 能级而后再填充 能级而得名ds区。 5个区的位置关系： 能级符号 (n－1)d ns 2.原子结构与元素周期表的分区 二、元素周期表的分区 2.原子结构与元素周期表的分区 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，一般来说，各区的名称来自按构造原理最后填入电子的 的符号。 (1)s区：包括第 族元素，价层电子排布为 ，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。 能级 ⅠA、ⅡA ns1~2 ns 二、元素周期表的分区 2.原子结构与元素周期表的分区 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，一般来说，各区的名称来自按构造原理最后填入电子的 的符号。 (2)p区：包括第 族以及 族元素，价层电子排布为________ (除He)外，最后一个电子填在 能级上，为非金属元素、稀有气体 元素和少数金属元素。 能级 ⅢA~ⅦA 0 ns2np1~6 np 二、元素周期表的分区 2.原子结构与元素周期表的分区 (3)d区：包括第 族元素(除镧系、锕系外)，价层电子排布 为 (钯除外)，最后一个电子填在 能级上， 为过渡金属元素。 (4)ds区：包括第 族元素，价层电子排布为 ，可理解为 先填满了(n-1)d能级而后再填充 能级， 为过渡金属元素。 (5)f区：包括 元素，价层电子排布为 (n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2。 ⅢB~Ⅷ (n-1)d1~9ns1~2 (n-1)d ⅠB、ⅡB (n-1)d10ns1~2 ns 镧系和锕系 二、元素周期表的分区 S区 d区 ds区 p区 f区 s区有2列，d区有8列， ds区有2列， p区有6列。 二、元素周期表的分区 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。 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 处于“对角线”位置的元素，它们的性质具有相似性。 3. 元素的对角线规则 二、元素周期表的分区 3. 元素的对角线规则 锂和镁的相似性 在过量的氧气中燃烧均生成正常氧化物，而不是过氧化物， 并且Li2O和MgO与水反应都十分缓慢。 元素 Li Na Be Mg 沸点/℃ 1 341 881.4 2 467 1 100 锂与镁的沸点较为接近： 二、元素周期表的分区 能直接与氮气反应： 锂和镁的氢氧化物加热分解： 生成相应的氮化物Li3N和Mg3N2。 生成氧化物(Li2O、MgO)和H2O 。 锂和镁的碳酸盐均不稳定：受热均能分解生成相应氧化物和CO2 。 含锂和镁的某些盐，如碳酸盐、磷酸盐等均难溶于水。 3. 元素的对角线规则 根据对角线规则回答下列问题： (1)铍和铝的相似性 ①铍与铝都可与酸、碱反应放出　　 ，并且铍在浓硝酸中也发生 　　　。  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，如 Al(OH)3+3HCl===　　　　 ， Al(OH)3+NaOH===　　　　 ； Be(OH)2+2HCl===　　　　 ， Be(OH)2+2NaOH===　 　　　 。 氢气 钝化 AlCl3+3H2O Na[Al(OH)4] BeCl2+2H2O Na2[Be(OH)4] 思考 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 思考 (2)硼和硅的相似性 ①自然界中B与Si均以化合物的形式存在。 ②B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===　　　　 。 2KBO2+3H2↑ K2SiO3+2H2↑ ③硼烷和硅烷的稳定性都比较差，且都易　　　。  ④硼和硅的卤化物的熔、沸点比较低，易挥发，易水解。 水解 小结 小结 分区 价电子排布 元素分布 s区 ns1~2 ⅠA、ⅡA族 p区 ns2np1~6 ⅢA族~ⅦA族、0族 d区 (n-1)d1~9ns1~2(Pd除外) ⅢB族~ⅦB族、 Ⅷ族(镧系、锕系除外) ds区 (n-1)d10ns1~2 ⅠB族、ⅡB族 f区 (n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2 镧系、锕系 小结 根据原子结构特征判断元素在元素周期表中的位置 元素的分区 ns1～2→s区→ ⅠA：ns1 ⅡA：ns2 ns2np1～6→p区 ⅢA～ⅦA(价层电子数＝族序数) 0族(排满) (n－1)d10ns1～2→ds区→ ⅠB：(n－1)d10ns1 ⅡB：(n－1)d10ns2 (n－1)d1～9ns1～2→d区→ ⅢB～ⅦB(价层电子数＝族序数) Ⅷ 返回 4Li＋O22Li2O、2Mg＋O22MgO 电子排布式价层电子排布式 $