【课件】原子结构与元素周期表(1)高二化学人教版（2019）选择性必修2

21本节重点本节难点原子结构与元素周期表的关系；元素周期表的分区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元素周期律、元素周期系和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。一、原子结构与元素周期表门捷列夫短式周期表维尔纳的特长周期玻尔周期表元素周期表一、原子结构与元素周期表分小组展示课前设计好的元素周期表，简述设计理念中包含的化学知识（可以从周期、族、金属性、非金属性、化合价等不同角度进行阐述）。周期表7个横行(7个周期)18个纵行(16个族)3个短周期4个长周期(2、8、8)7个主族(IA～VIIA）7个副族(ⅠB～ⅦB)VIII族(Fe、Co、Ni3个纵行)零族:

稀有气体元素(18、18、32、32)第一周期第二周期第三周期第四周期第五周期第六周期第七周期0族主族主族副族副族第VIII族过渡元素再探周期表任务一：认真阅读：课本P18-19页，课本最后的元素周期表，完成下列表格一、元素周期表的结构周期短周期长周期第一周期第二周期第三周期第四周期第五周期第六周期第七周期第八周期2种元素8种元素8种元素18种元素18种元素32种元素32种元素50种元素注意：镧57La–镥71Lu共15种元素称镧系元素；锕89Ac–铹103Lr共15种元素称锕系元素族主族副族第VIII族零族

ⅠA,ⅡA,ⅢA,ⅣA,ⅤA,ⅥA,ⅦAⅠB,ⅡB,ⅢB,ⅣB,ⅤB,ⅥB,ⅦB三个纵行(8、9、10），位于ⅦB与ⅠB中间稀有气体元素周期序数起止元素包括元素种数核外电子层数1H~He21234567Fr~Og7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~NeNa~ArK~KrRb~XeCs~Rn881818323223456二、构造原理与元素周期表周期ns→np电子数目元素数一二三四五六七1s2s→2p3s→3p4s→3d→4p5s→4d→5p6s→4f→5d→6p7s→5f→6d→7p2881818323228818183232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结束。从ns能级开始，递增的核电荷数（或电子数）=元素个数根据构造原理思考，每个周期各包含多少种元素？为什么？第八周期8s→5g→6f→7d→8p2+18+14+10+6=50思考：第八周期包含多少种元素呢？（2）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：

【思考】如何将其变成书末的元素周期表？pfdsspsdpfsdpdspps变变变s第一周期第二周期第三周期第四周期第五周期第六周期第七周期2种8种8种18种18种32种32种0族主族主族副族副族第VIII族过渡元素再探周期表同族元素价电子数与族序数有何关系？列数121314151617族序数ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA价层电子排布式_____________________________________价层电子数____________________________结论：同主族元素原子的价层电子排布完全相同，价层电子全部排布在ns或ns、np轨道上。价层电子数与原子的最外层电子数相同。ns1ns2ns2np1

ns2np2

ns2np3

ns2np4

ns2np5

24567312、原子核外电子排布与族的关系(1)将下列各主族元素的价电子数、价电子排布式填入表中副族元素的价层电子排布式、价层电子数(以第四周期为例)：列数345671112副族元素21Sc22Ti23V24Cr25Mn29Cu30Zn族序数____________________________价层电子排布式_____________________________________价层电子数____________________________结论：副族元素同一纵列原子的价层电子排布基本相同，价层电子排布为(n－1)d1～10ns1～2。ⅢB～ⅦB族的价层电子数与族序数相同，第ⅠB族、ⅡB族和第ⅦI族不同。ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅠBⅡB3d104s13d34s23d54s13d54s23d24s23d14s23d104s2347561112（2）稀有气体元素零族：价层电子：(n-1)d6~8ns2价层电子：ns2或ns2np6第Ⅷ族：三个纵行(8、9、10），位于ⅦB与ⅠB中间【易错提醒】对价电子的错误认识：(1)主族元素：价电子数=最外层电子数。副族和第Ⅷ族元素（过渡元素）的价电子还包括部分内层电子(2)同一族元素的价电子排布不一定相同，如过渡元素中的镧系元素和锕系元素就不相同，在第Ⅷ族中部分元素的价电子排布也不相同。ⅠA01s1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA1s22s12s22s22p12s22p22s22p32s22p42s22p52s22p63s13s2ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB3s23p13s23p23s23p33s23p43s23p53s23p64s14s23d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s23d104s13d104s24s24p14s24p24s24p34s24p44s24p54s24p6讨论：1～36号元素的基态原子的价层电子排布式二、构造原理与元素周期表ns1~2ns2np6(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。spdⅠA01s1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA1s22s12s22s22p12s22p22s22p32s22p42s22p52s22p63s13s2ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB3s23p13s23p23s23p33s23p43s23p53s23p64s14s23d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s23d104s13d104s24s24p14s24p24s24p34s24p44s24p54s24p61～36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？二、构造原理与元素周期表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ⅠA0ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡBsddspfns1ns2ns2np1ns2np5ns2np6(n-1)d1~9ns1~2(除镧系和锕系）(n-1)d10ns1~2过渡金属(n-1)d1~10ns1~2(除镧系和锕系）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3.元素周期表的分区dsp

dsf除H外，其余为活泼金属除H外，所有非金属元素都在p区均为金属元素，性质相似均为金属元素均为金属元素，结构相似例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通式分别为_____________________________________________________________。价层电子数ns1、ns2、ns2np1、ns2np2、ns2np3、ns2np4、ns2np5、ns2np6例2、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周期：周期序数=能层数族：价层电子排布式元素分区族分区元素分布价层电子排布式s区ⅠA~ⅡA价层电子数=族序数ns1~2d区ⅢB~ⅦB价层电子数=族序数(n-1)d1~10ns1~2ds区ⅠB~ⅡBns电子数=族序数Ⅷ(n-1)d10ns1~2p区ⅢA~ⅦA价层电子数=族序数ns2np1~6方法规律(2)按金属元素与非金属元素分区ⅠA0ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB2、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？任务二从原子结构方面来说，元素周期表中右上角三角区的元素，大多数的价层电子排布为ns2np1~6

(He除外)。价层电子数较多，得电子相对容易，失去电子相对较困难。从元素周期表中元素性质递变规律来说，同周期元素从左到右非金属性逐渐增强（不包括0族元素），同主族元素从下向上非金属性逐渐增强。综上可知，在元素周期表中非金属主要集中在右上角三角区内。ⅠA0ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB思考与交流2、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？由于元素的金属性和非金属性之间并没有严格的界限，处于非金属和金属分界线上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，因此常被称为半金属或类金属。ⅠA0ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB1、为什么副族元素又称为过渡元素？任务二副族元素介于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。3、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：3d54s1，Cu：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等的基态原子电子排布均不符合构造原理。思考与交流119元素基态原子最外层电子排布8s1；第八周期有50种元素。4、预言119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。8s→5g→6f→7d→8p2+18+14+10+6=50思考与交流Al——在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素的有些性质是相似的。5.对角线规则LiBeMgSiB思考与讨论①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。②相似性：例如Li、Mg在空气中燃烧的产物分别为Li2O和MgO；铍和铝的氢氧化物均为两性氢氧化物；B和Si的含氧酸都是弱酸。与酸反应与碱反应单质

氧化物

氢氧化物

如铍、铝两元素的性质相似性原子结构与元素周期表电子排布与周期电子排布与族电子排布与元素分区排满=0族ⅠA∽ⅦA;ⅢB∽ⅦB=价层电子数s区：ⅠA∽ⅡAd区：ⅢB∽ⅦB、Ⅷds区：ⅠB∽ⅡBp区：ⅢA∽ⅦAf区：镧系和锕系ⅠB∽ⅡB=ns电子数周期序数=能层数结构位置决定体现1、在第四周期中，未成对电子数最多的元素是___________（填元素符号）。(1)它位于__________族，属于___________区。(2)它核外电子排布式是_______________________________族，价层电子轨道式_______________________________。(3)它有__________个能层，___________个能级。(4)价层电子排布式的特点是_____________________________________。CrⅥBd1s22s22p63s23p63d54s1

↑↑↑↑4s3d47价层电子的原子轨道为半充满，且电子自旋平行。(1)