1.2.1原子结构与元素周期表课件2026-2027学年高二下学期化学人教版选择性必修二

该高中化学课件聚焦原子结构与元素周期表的关系，涵盖元素周期律、周期表结构及构造原理应用。课堂从门捷列夫、维尔纳、玻尔等历史周期表入手，梳理周期与电子层数、族与价电子排布的关联，搭建从历史发展到结构分析的学习支架。 其亮点是通过“思考与讨论”“探究”活动，结合周期表分区表格、价电子排布实例，培养科学思维中的证据推理与模型建构能力。例如对比不同历史周期表特点，引导学生理解周期表演变，或通过价电子排布推断元素位置的典例，帮助学生深化结构决定性质的化学观念，教师可借助系统资源提升教学效率。

第二节 原子结构与元素的性质 第1课时 第一章 原子结构与性质 1 2 1 本节重点 本节难点 元素周期律、元素周期系和元素周期表 构造原理与元素周期表 知识导航 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。 1913年，英国物理学家莫塞莱证明原子序数即原子核电荷数。随后元素周期律表述为元素的性质随元素原子的核电荷数递增发生周期性递变。元素的这一按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系。 原子序数＝核电荷数＝质子数 一、原子结构与元素周期表 门捷列夫 莫塞莱 知识梳理 1、元素周期律、元素周期系和元素周期表 一、原子结构与元素周期表 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 元素周期系 元素按其原子核电荷数递增排列的序列 元素周期表 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 指导 体现 元素 周期系 元素 周期律 元素 周期表 知识梳理 1、又称 周期表； 三张有重要历史意义的周期表 短式 从第四周期开始每个周期截成两截，第1～7族分主副族，第八族称为过渡元素 2、重要特征： 门捷列夫 门捷列夫第二张元素周期表 两行 第八族 1.门捷列夫元素周期表 知识梳理 三张有重要历史意义的周期表 维尔纳 维尔纳周期表是 ，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 ，它确定了前五个周期的元素种类。 特长式周期表 上下对齐 (2\8\8\18\18) 维尔纳的特长式周期表 2.维尔纳元素周期表 元素种类未知 Be、Mg的位置与现今周期表不同 知识梳理 把21～28、39～46等元素用 框起，这些框内元素的原子新增加的电子是填入__________的，他已经用原子结构解释元素周期系了，玻尔元素周期表确定了第六周期为 。 重要之处： 方框 内层轨道 32种元素 三张有重要历史意义的周期表 波尔 3.波尔元素周期表 玻尔周期表还用直线连接前后周期的相关元素（同族元素），这是因为玻尔已经知道，他们的价电子数相等。 知识梳理 形形色色的元素周期表 知识梳理 【例1】为纪念门捷列夫发表第一张元素周期表(部分如下)150周年，联合国宣布2019年为“国际化学元素周期表年”，关于下表的说法正确的是( ) 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 典例精讲 元素周期表 仔细观察元素周期表，思考：构造原理与元素周期表之间存在什么关系呢？ 知识梳理 周期序数 起止元素 包括元素种数 核外电子层数 1 H~He 2 1 2 3 4 5 6 7 Fr~Og 7 通过必修阶段的学习，我们已经知道周期序数=______________。 电子层数 如何从原子结构的角度解释每一周期包括的元素种数？ 如何从原子结构角度解释族（特别是副族）的划分依据？ Li~Ne Na~Ar K~Kr Rb~Xe Cs~Rn 8 8 18 18 32 32 2 3 4 5 6 知识梳理 周 期 价层电子排布 各周期增 加的能级 元素 种类 第ⅠA族 0族 最外层最多容纳电子数 一 二 三 四 五 六 七 递增的核电荷数=元素种数 1s1 1s2 2 2s1 2s22p6 8 3s1 3s23p6 8 4s1 4s24p6 8 5s1 5s25p6 8 6s1 6s26p6 8 7s1 7s27p6 8 1s 2 2s、2p 8 3s、3p 8 4s、3d、4p 18 5s、4d、5p 18 6s、4f、5d、6p 32 7s、5f、6d、7p 32 知识梳理 12 2．构造原理与元素周期表 图1-17　左侧对齐的周期表（一周期一行） 　　思考与讨论1： 　　1950年国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）推荐了一张元素周期表，书末的元素周期表就是参照其新版制作的。请问：怎样将图1-17变成书末的元素周期表？ 若以一个方格代表一种元素，每个周期排一横排，并按s、p、d、f分段，左侧对齐，可以得到如下元素周期表： 知识梳理 p f d s s p s d p f s d p d s p p s 变变变 s 知识梳理 14 ⅠA 0 ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB s d ds p f ns1 ns2 ns2np1 ns2np5 ns2np6 (n-1)d1~10ns1~2(除镧系和锕系） (n-1)d10ns1~2 电子填充的最后一个能级是s能级 电子填充的最后一个能级是d能级 电子填充的最后一个能级是p能级 先填满了(n-1)d能级而后填充ns能级 二、构造原理与元素周期表 知识梳理 　　探究 【讨论】 　　（1）按照核外电子排布，可把元素 周期表划分成5个区，如图1-19所示。除 ds区外，各区的名称来自按构造原理最后 填入电子的能级的符号。s区、d区和p区 分别有几个列？为什么s区（除氢元素）、d区和ds区的元素都是金属元素？ 图1-19　元素周期表分区的简图 　　s区有2列，d区有8列，p区有6列。s区元素的价层电子排布通式为ns1～2，d区元素的价层电子排布通式为(n－1)d1～9ns1～2，ds区元素的价层电子排布通式为(n－1)d10ns1～2 ，它们的最外层电子数均不超过2，在化学反应中容易失去电子，所以s区（除氢元素外）、d区和ds区的元素都是金属元素。 知识梳理 ⅠA 0 1s1 ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 1s2 2s1 2s2 2s2 2p1 2s2 2p2 2s2 2p3 2s2 2p4 2s22p5 2s2 2p6 3s1 3s2 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB 3s2 3p1 3s2 3p2 3s2 3p3 3s2 3p4 3s23p5 3s2 3p6 4s1 4s2 3d1 4s2 3d2 4s2 3d3 4s2 3d5 4s1 3d5 4s2 3d6 4s2 3d7 4s2 3d8 4s2 3d10 4s1 3d104s2 4s2 4p1 4s2 4p2 4s2 4p3 4s2 4p4 4s24p5 4s2 4p6 1～36号元素的基态原子的价层电子排布式 ns1~2 ns2np6 (n-1)d1~10ns1~2 金属元素，也称过渡元素 ns2np1~5 多数是非金属元素 金属元素 根据构造原理，最后一个电子填充在_____和_____轨道称为主族元素，最后一个电子填充在_____轨道称为副族元素。 s p d 知识梳理 ⅠA 0 1s1 ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 1s2 2s1 2s2 2s2 2p1 2s2 2p2 2s2 2p3 2s2 2p4 2s22p5 2s2 2p6 3s1 3s2 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB 3s2 3p1 3s2 3p2 3s2 3p3 3s2 3p4 3s23p5 3s2 3p6 4s1 4s2 3d1 4s2 3d2 4s2 3d3 4s2 3d5 4s1 3d5 4s2 3d6 4s2 3d7 4s2 3d8 4s2 3d10 4s1 3d104s2 4s2 4p1 4s2 4p2 4s2 4p3 4s2 4p4 4s24p5 4s2 4p6 1～36号元素的基态原子的价层电子排布式 1、价层电子排布与主族有什么关系？ 2、价层电子排布与过渡元素有什么关系？ 主族元素的价层电子排布式ns1~2、ns2np1~6 主族元素的价层电子数=族序数 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) ⅢB→ⅦB，价层电子数=族序数 ⅠB→ⅡB，ns电子数=族序数 知识梳理 　【讨论】 　　（2）为什么副族元素又称为过渡元素？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。 副族元素介于s区元素（主要是金属元素）和p区元素（主要是非金属元素）之间，处于由金属元素向非金属元素过渡的区域，因此副族元素又称为过渡元素。 过渡元素价层电子数跟它们的族序数的关系是：第IIIB族到第VIIB族元素的价层电子数等于它们的族序数；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；第IB族、第IIB族的族序数等于它们的最外层电子数。过渡元素的价层电子排布通式为(n－1)d1～10ns1～2（除镧系和锕系）。 知识梳理 　　探究 【讨论】 （3）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。 知识梳理 　　探究 【讨论】 　　（4）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等的基态原子电子均不符合构造原理。 知识梳理 　　探究 【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。 知识梳理 族序数 价电子排布 元素分类 s区 p区 d区 ds区 f区 ⅠA、ⅡA族 ⅢA~0族 ⅢB~Ⅷ族 ⅠB、ⅡB族 镧系和锕系 ns1、ns2 ns2np1~6 (n-1)d1~8ns2 (n-1)d10ns1~2 （n-2）f0~14 (n-1)d0~2ns2 各区元素特点 活泼金属(除H) 大多为非金属 过渡金属 过渡金属 过渡金属 知识梳理 思考与讨论 (1)外围电子排布为5s25p1的元素,在元素周期表中处于什么位置?据此分析元素的外围电子排布与元素在周期表中的位置有何关系? 提示:该元素位于第五周期第ⅢA族。元素能级中最高能层序数=周期序数,主族元素原子的外围电子数=该元素在周期表中的主族序数。 (2)某元素位于周期表中第四周期ⅤA族,你能否据此写出该元素的价电子排布式和电子排布式? 提示:该元素的价电子排布式为4s24p3;电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。 (3)原子序数1~36的某元素基态原子的最外层电子排布式为ns2,该元素可能属于哪一族? 提示:0族(He)、ⅡA族、ⅡB族、ⅢB族、ⅣB族、ⅤB族、ⅦB族、Ⅷ族。 知识梳理 【例1】写出13Al、24Cr、26Fe、29Cu、30Zn、33As等元素原子的核外电子排布式，并判断它们在元素周期表中的位置。 ①13Al：______________，_______________。 ②24Cr：___________________，_______________。 ③26Fe：___________________，______________。 ④29Cu：___________________，_______________。 ⑤30Zn：___________________，_______________。 ⑥33As：______________________，_______________。 1s22s22p63s23p1　 第三周期ⅢA族 1s22s22p63s23p63d54s1　 第四周期ⅥB族 1s22s22p63s23p63d64s2　 第四周期Ⅷ族 1s22s22p63s23p63d104s1　 第四周期ⅠB族 1s22s22p63s23p63d104s2　 第四周期ⅡB族 1s22s22p63s23p63d104s24p3　 第四周期ⅤA族 典例精讲 某些主族元素与 的主族元素的某些性质是相似的，这种相似性称之为 规则。如Li和Mg在过量的氧气中燃烧生成正常氧化物，而不是 。 右下方 对角线 过氧化物 元素的对角线规则 知识梳理 26 元素的对角线规则 构造原理与元素周期表 对角线规则 ——实例分析 ①锂和镁的相似性 a.锂与镁的沸点较为接近： b.锂和镁在氧气中燃烧时只生成对应的氧化物，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 化学方程式：_______________________________、_________________________________ 4Li＋O2 2Li2O 点燃 2Mg＋O2 2MgO 点燃 c.锂和镁与水的反应都十分缓慢，并且生成的氢氧化物难溶于水，附着于金属表面阻碍反应的进行。 d.锂和镁都能直接与氮气反应生成相应的氮化物Li3N和Mg3N2。 e.锂和镁的氢氧化物在加热时，可分解为Li2O、H2O和MgO、H2O。 f.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。 知识梳理 元素的对角线规则 对角线规则 ——实例分析 构造原理与元素周期表 ②铍和铝的相似性 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。 Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O，Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O Be(OH)2＋2HCl===BeCl2＋2H2O，Be(OH)2＋2NaOH===Na2BeO2＋2H2O d.BeCl2和AlCl3都是共价化合物，易升华。 铍酸钠 知识梳理 b.B与Si的单质都易与强碱反应，且不与稀酸反应： 元素的对角线规则 对角线规则 ——实例分析 构造原理与元素周期表 ③硼和硅的相似性 Si＋2KOH＋H2O===K2SiO3＋2H2↑ 2B＋2KOH＋2H2O ===2KBO2＋3H2↑ a.自然界中B与Si均以化合物的形式存在。 c.硼烷和硅烷的稳定性都比较差，且都易水解。 d.硼和硅的卤化物的熔、沸点比较低，易挥发，易水解。 知识梳理 【例1】在元素周期表中，同族元素的 相同，这是同族元素性质相似的结构基础。ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、零族最外层电子排布的通式分别为_____________________________________________________________。 价层电子数 ns1、ns2、ns2np1、ns2np2、ns2np3、ns2np4、ns2np5、ns2np6 【例2】从第四周期开始，比短周期多出的元素全部是金属元素的原因。 四、五周期多出来的各10种元素，它们的最外层电子数不超过2个，即为ns1～2(Pd除外)；而六、七周期比四、五周期又多出来的各14种元素，它们基态原子最外层也只有2个s电子，所以它们都是金属元素。 典例精讲 方法总结：根据原子结构特征判断元素在元素周期表中的位置 构造原理与元素周期表 电子 排布式 确定 价电子 排布式 元素 的分区 确定 s区 ns2np1～6 ns1～2 ⅠB： ⅠA： ns1 ns2 (n－1)d1～9ns1～2 p区 ⅢA~ⅦA(外围电子数=族序数) 0族(排满) (n－1)d10ns1～2 d区 ⅢB~ⅦB (外围电子数=族序数) Ⅷ ds区 (n－1)d10ns1 (n－1)d10ns2 ⅡA： ⅡB： 知识梳理 1.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 2.下列叙述中正确的是( ) A.除0族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的 族序数 B.除短周期外，其他周期均有18种元素 C.副族元素中没有非金属元素 D.碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素 C 随堂演练 3.外围电子排布为4d55s1的元素在周期表中的位置是( ) A.第四周期ⅠB族 B.第五周期ⅠB族 C.第四周期ⅥB族 D.第五周期ⅥB族 D 4.已知M2＋的3d轨道中有6个电子。试推断： (1)M原子的电子排布式。 1s22s22p63s23p63d64s2　 (2)M原子的最外层电子数为多少？ 2　 (3)M元素在周期表中的位置。 第四周期Ⅷ族 随堂演练 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______族。 二 ⅢA (3)根据周期律知识，硼酸酸性比碳酸____，理由是__________________。 (4)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)。 弱 硼的非金属性比碳弱 Li2O、Li3N (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___________________________________________ _______________________________________________________。 两性 Be(OH)2＋2H＋===Be2＋＋2H2O Be(OH)2＋2OH－===BeO22-＋ 2H2O 随堂演练 6.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，其原子的价电子的电子云形状为_____。 球形 (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______。 Fe2＋：1s22s2 2p63s23p63d6 Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5 Fe3＋ (3)在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素，其原子的价电子排布式为________。 3d104s2 (4)在p区中，第二周期ⅤA族元素原子的价电子的轨道表示式为___________________。 随堂演练 原子结构与元素周期表 构造原理与元素周期表 元素周期系 元素周期表 元素周期表 的基本结构 元素周期表探究 元素的对角线规则 元素周期律 三张有重要历史意义的周期表 周期元素种数的确定 元素周期表的形成 元素周期表的结构 元素周期表的分区 第二节 原子结构与元素的性质 第1课时 课堂小结 $