【公开课】原子结构与元素周期表高二化学课件（人教版2019选择性必修2）

第1课时

原子结构与元素周期表第二节原子结构与元素的性质

1869年，门捷列夫发现，元素的性质按照原子序数(相对原子质量)递增的顺序呈现周期性变化。这一排列的序列称为元素周期系。

后来证实原子序数实际是核电荷数。即元素的性质随着核电荷数递增呈现周期性变化—元素周期律。一、元素周期律、元素周期系和元素周期表P18④元素周期表：

。①元素周期律：

。②元素周期系：

。呈现周期系的表格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按其原子核电荷数递增排列的序列元素周期系只有一个，元素周期表多种多样。一、元素周期律、元素周期系和元素周期表P18③元素形成周期系的原因是：

的必然结果元素原子核外电子排布呈周期性(1)门捷列夫周期表门捷列夫周期表又称

周期表，重要特征是______________________。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④三张有重要历史意义的周期表一、元素周期律、元素周期系和元素周期表P18(2)维尔纳周期表维尔纳周期表是

，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一、元素周期律、元素周期系和元素周期表P18④三张有重要历史意义的周期表前五个周期元素种类被完全确定(3)玻尔元素周期表玻尔元素周期表特别重要之处是把21～28、39～46等元素用

框起，这说明他已经认识到，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

。方框内层轨道32种元素一、元素周期律、元素周期系和元素周期表P18④三张有重要历史意义的周期表新增电子填入内层轨道镧系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＋4D.每一纵列都对应现在常用的元素周期表

中的一族理解应用√相对原子质量相对原子质量的大小“？＝70”和C、Si在同一横排，属于同主族每一横行元素周期表二、构造原理与元素周期表1.元素周期表的结构周期：7个(共7个横行)短周期：3个(第一、二、三周期)长周期：4个(第四、五、六、七周期)族：16个(共18个纵行)主族：7个(ⅠA

～ⅦA

族)副族：8个(ⅢB

～ⅦB族、第Ⅷ族和ⅠB

、ⅡB族)由稀有气体元素构成

0族：(1个)所含元素种类：28818183232镧系锕系7横18纵周期序数=电子层数=能层序数——过渡元素=最高正价数主族族序数=原子最外层电子数=价电子数(O、F除外)短周期长周期7横18纵一八又一零，二、三主副分零族IAIIAIIIAIVAVIAVIIAIBIIBIIIBIVBVBVIBVIIB第VIII族VA7横18纵纵列序数12345678～10族ⅠAⅡAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧ纵列序数1112131415161718族ⅠBⅡBⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0一八又一零，二、三主副分零族IAIIAIIIAIVAVIAVIIAIBIIBIIIBIVBVBVIBVIIB第VIII族VA7横18纵常把“构造原理”中能量接近的原子轨道划分为一个“能级组”。2.构造原理与元素周期表1s2s2p7s5f6d7p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p能量逐渐增大2.构造原理与元素周期表周期新增能级组电子最大容量周期含元素种数一二三四五六七1s2s2p7s5f6d7p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p3218188823232181888232周期序数=原子的电子层=能级中最高能层序数ⅠA0HⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAHeLiBeBCNOFNeNaMgⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡBAlSiPSClArKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaSnAsSeBrKr书写1～36号元素的基态原子的价电子排布式第二周期2s12s22s22p6第三周期3s13s23s23p6第一周期1s11s2第四周期4s14s24s24p13d104s2→……3d14s2→……4s24p6ⅠA01s1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA1s22s12s22s22p12s22p22s22p32s22p42s22p52s22p63s13s2ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB3s23p13s23p23s23p33s23p43s23p53s23p64s14s23d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s23d104s13d104s24s24p14s24p24s24p33s23p44s24p54s24p6书写1～36号元素的基态原子的价电子排布式→……→……2s22p13s23p1第五周期？第六周期？第七周期？第五周期5s15s24d15s24d105s25s25p6→……5s25p1→……第六周期第七周期6s4f5d6p7s5f6d7p除第一周期外，其余周期总是从

能级开始，以

能级结束，递增的核电荷数(或电子数)等于该周期里的

。nsnsnp元素种类第二周期2s12s22s22p6第三周期3s13s23s23p6第一周期1s11s2第四周期4s14s24s24p13d104s2→……3d14s2→……4s24p6→……→……2s22p13s23p1214106214106归纳总结：2.构造原理与元素周期表ⅠA01s1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA1s22s12s22s22p12s22p22s22p32s22p42s22p52s22p63s13s2ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB3s23p13s23p23s23p33s23p43s23p53s23p64s14s23d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s23d104s13d104s24s24p14s24p24s24p33s23p44s24p54s24p6主族序数ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA价电子构型①主族：ns1→ns2np5，且主族序数=最外层电子数=价层电子数②0族：He为1s2，其他为ns2np63.各族元素价层电子排布特点ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5ⅠA01s1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA1s22s12s22s22p12s22p22s22p32s22p42s22p52s22p63s13s2ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB3s23p13s23p23s23p33s23p43s23p53s23p64s14s23d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s23d104s13d104s24s24p14s24p24s24p33s23p44s24p54s24p63.各族元素价层电子排布特点族序数ⅢBⅣB…ⅦB价电子构型…ⅧⅠBⅡB(n-1)d1ns2(n-1)d2ns2(n-1)d5ns2(n-1)d6~9ns1~2(n-1)d10ns1(n-1)d10ns2ⅢB

～ⅦB族和第Ⅷ族:(n-1)d1-9ns1-2ⅠB

、ⅡB族:(镧系、锕系除外)(n-1)d10ns1-2(Pd：4d10除外)③副族[(n-1)d轨道为全充满状态]3.各族元素价层电子排布特点①主族：ns1→ns2np5，且主族序数=最外层电子数=价层电子数②0族：He为1s2，其他为ns2np6ⅢB

～ⅦB族和第Ⅷ族:(n-1)d1-9ns1-2ⅠB

、ⅡB族:(镧系、锕系除外)(n-1)d10ns1-2(Pd：4d10除外)③副族[(n-1)d轨道为全充满状态]ⅢB～ⅦB族：族序数=价电子数ⅠB

、ⅡB族：族序数=最外层ns轨道上的电子数归纳总结：(镧系和锕系除外)=最外层电子数【即(n-1)d+ns能级的电子数】(n-1)d+ns能级的电子数之和，若分别为8、9、10，则分别是第Ⅷ族的列序数。Ⅷ族：4.元素周期表的分区按电子排布，把周期表里的元素划分成5个区——s区、p区、d区、ds区、f区。除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级符号ⅠA0ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB1s11s22s13s14s12s23s24s22s22p13s23p14s24p12s22p23s23p24s24p22s22p33s23p34s24p32s22p43s23p44s24p42s22p53s23p54s24p52s22p63s23p64s24p6spns1ns2ns2np5ns2np1ns2np6ddsf4.元素周期表的分区电子填充的最后一个能级是p能级电子填充的最后一个能级是d能级f电子填充的最后一个能级是f能级电子填充的最后一个能级是s能级例外元素周期表按电子排布分为5个区：s区、p区、d区、ds区、f区。ns1～2ns2np1～61s2He:唯一没有p轨道的p区元素(n－1)d1～9ns1～2(n－1)d10ns1～2d轨道不满(钯除外)d轨道全满→s区、p区均为主族元素和稀有气体元素，且除H外，所有非金属元素都位于p区；副族元素全部位于d区、ds区和f区4.元素周期表的分区Pd4d10(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2ns1～2ns2np1～61s2He:唯一没有p轨道的p区元素(n－1)d1～9ns1～2(n－1)d10ns1～2d轨道不满(钯除外)d轨道全满Pd4d10为什么过渡元素都是金属元素？最外层电子不超过2，ns1-2(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2分区元素分布外围电子排布式元素性质特点s区p区d区ds区f区4.元素周期表的分区→各区元素特点ⅠA族、ⅡA族ns1～2除氢外都是活泼金属元素ⅢA族～ⅦA族0族ns2np1～6(n－1)d1～9ns1～2ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族ⅠB族、ⅡB族镧系、锕系(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2(n－1)d10ns1～2过渡金属元素镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近d轨道也不同程度地参与化学键的形成最外层电子参与反应(稀有气体除外)(钯除外)※原子结构与族的关系①主族(ⅠA～ⅦA)和副族ⅠB、ⅡB：

族序数＝原子最外层电子数(ns＋np和

ns)。②副族ⅢB～ⅦB：

族序数＝最外层(s)电子数＋次外层(d)电子数。③零族：

最外层电子数等于8或2。④Ⅷ族：最外层(s)电子数＋次外层(d)电子数。若之和分别为8、9、10，则分别是Ⅷ族第1、2、3列。图1-17左侧对齐的周期表（一周期一行）思考与讨论：

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？教材P20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：pfdpdpfdpdpp变变变sssssss1.下列说法错误的是（

）A.s区元素的原子价电子层排布都是s结尾B.d区元素的原子价电子层排布都是ds结尾C.ds元素的原子价电子层排布都是ds结尾D.p区元素的原子价电子层排布都是sp结尾E.主族元素的原子价电子层排布都含s，但都不含dF.过渡元素的原子价电子层排布都是ds结尾G.ds区元素的原子d轨道一定全满╳√√╳He:唯一没有p轨道的p区元素√╳√BDFns1～246Pd:4d10(n－1)d10ns1～2(n－1)d10ns1～22、已知某元素在周期表中位于第五周期、ⅥA族位置上。

试写出该元素基态原子的价电子排布式、电子排布式并分析该元素在哪区？

由于是ⅥA族，4d必是全充满的，所以价电子排布为5s25p4。电子排布式：[Kr]4d105s25p4属p区3、某元素的价电子结构为3d54s2，试确定其在周期表中的位置。第四周期，ⅦB族。4、试确定32号元素在周期表中的位置。

第四周期，ⅣA族

[Ar]3d104s24p25、判断处于第三周期，ⅣA族元素的价层电子结构、原子序数。[Ne]3s23p2，第14号元素1、为什么副族元素又称为过渡元素？副族元素处于s区元素(金属元素)向p区元素(主要是非金属元素)过渡的区域。P21再探元素周期表2、为什么在元素周期表中非金属元素主要集中在右上角三角区内（如图）？该区域元素原子半径小，最外层电子数多，易获得电子，表现出非金属性。P21再探元素周期表3、为什么处于非金属三角区边缘的元素常被称为半金属或准金属？处于非金属三角区边缘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。【注意：不能叫两性元素】P21再探元素周期表4.预测119号元素基态原子最外层电子排布；

预言第八周期有多少中元素。第八周期1192s13s14s15s16s17s18s11s1119P21再探元素周期表4.预测119号元素基态原子最外层电子排布；

预言第八周期有多少中元素。第八周期119[0g]8s25g186f147d108p68s→5g

→6f

→7d

→8p

2+18+14+10+6=5050元素的存在，是与原子结构的稳定性，特别是与原子核的稳定性有关。人们发现，原子序数大于83(铋之后)的元素，都是放射性元素，而原子序数在92之后(超铀元素)的元素，全部是用人工方法合成的元素(Np、Pu在自然界中也有，但含量极微)。人们要问：新的人工合成的元素究竟还可以合成多少种？元素周期系的远景物理学家根据原子核结构理论计算，认为周期系最后可能出现的是原子序数为175的元素。人工合成的元素，将会进入第八周期，甚至第九周期。在未来的第八、九周期中，原子中的电子依次填充新的能级——5g能级和6g能级。依照已有的规律，可以推知g能级最多能容纳18个电子。能级：s

p

d

f

g电子数：2

6

10

14

18由此可以预见，第八、九周期都将有50种元素，是超长周期。在这两个周期里，将有“超锕系”和“新超锕系”的5g－6f和6g－7f内过渡系(各为32种元素)。元素周期系的远景元素周期表远景图元素周期律的未来(1)概念:在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素(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。体现对角线规则的相关元素5.对角线规则P22(2)对角线规则是从相关元素及其化合物的许多性质中总结出来的经验规则,不是定理。元素LiNaBeMg沸点/℃1341881.4246711005.对角线规则P22(3)性质的相似性：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.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:4Li＋O22Li2O3Mg＋N2Mg3N26Li+N22Li3N2Mg＋O22MgOe.在碱金属的氟化物、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Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O，

Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2OBe(OH)2＋2HCl=BeCl2＋2H2O，

Be(OH)2＋2NaOH=Na2BeO2＋2H2O5.对角线规则P22(3)性质的相似性：实例分析：②铍和铝的相似性a.二者的单质、氧化物和氢氧化物都既能溶于强酸又能溶于强碱溶液：b.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。c.常温下，铍在浓硝酸中也发生钝化。2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑Be＋2NaOH

=Na2BeO2＋

H2↑c.硼烷(BH3)和硅烷(SiH4)的稳定性都比较差，且都易水解。5.对角线规则P22(3)性质的相似性：实例分析：③硼和硅的相似性a.自然界中B与Si均以化合物的形式存在。b.B与Si的单质都易与强碱反应，且不与稀酸反应：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑2B＋2NaOH＋2H2O=2NaBO2＋3H2↑d.硼和硅的卤化物的熔、沸点比较低，易挥发，易水解。仔细观察如图,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。

(2)铍的最高价氧化物对应的水化物是

化合物(填“酸性”“碱性”或“两性”),证明这一结论的有关离子方程式是

。二ⅢA两性Be(OH)2+2OH—=BeO22—+2H2OBe(OH)2+2H+=Be2++2H2O(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类比：Mg在空气中与O2、CO2、N2反应得MgO、Mg3N2迁移练习：正误判断(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，一定是第ⅠA族元素()(5)原子的价电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素一定是过渡元素()××××√1.下列说法中正确的是A.所有金属元素都分布在d区和ds区B.元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素C.ns电子的能量不一定高于(n－1)p电子的能量D.电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了洪特规则B2.若某原子的价层电子排布式为4d15s2，则下列说法正确的是A.该元素位于周期表中第五周期第ⅢB族B.该元素原子价层电子数为2C.该元素为非金属元素D.该元素原子N能层共有8个电子A3.已知某元素＋2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，该元素在周期表中属于A.第ⅤB族

B.第ⅡB族C.第Ⅷ族

D.第ⅡA族D4.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+bD.该元素一定为金属元素D5.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