【化学】原子结构与元素周期表 课件 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2

第一章

原子结构与性质第二节原子结构与元素性质第一课时

原子结构与元素周期表1、认识元素周期表的基本结构，了解元素周期律、元素周期系与元素周期表之间的关系。2、能从价电子排布的角度认识元素周期表的分区、周期和族的划分，促进对“位置”与“结构”关系的理解。1．元素周期表共有几个周期、几个主族、几个副族？2．Ⅷ族在元素周期表中占几列？回忆思考7个周期7个主族7个副族Ⅷ族占三列早期元素之说主要来自两个方面第一个方面是在中国古代早就有五行元素之说。五行元素来源于五行，五行之说始于夏朝，流行于商朝，直到西周才发展成为五行元素。另一个是欧洲的四元素之说，根据史料记载元素的概念最早是由古希腊恩培多克勒提出，并进过一定时期的发展才得出四元素之说。四元素包括土、气、火、水。元素周期表发展史元素周期表发展史1661年英国科学家罗伯特.波义尔在《怀疑派化学家》对四元素提出了质疑，并提出了“物质是由化学元素组成的”新观点第一次给元素下了一个相对科学的定义。他曾研究过气体物理学、气象学、热学、光学、电磁学、无机化学、分析化学、化学、工艺、物质结构理论以及哲学、神学。其中成就突出的主要是化学。1789年，法国化学家安托万-洛朗·拉瓦锡出版的《化学大纲》中发表了人类历史上第一张《元素表》，在该表中，他将当时已知的33种元素分四类。气体非金属金属土质元素周期表发展史1829年，德国的德贝莱纳(首先发表了“三元素组”的假说。他发现，在许多元素中分别存在着一组特别相似的三种元素，把这样的三元素称为“三元素组”。他确定的三元素组有：①锂、钠、钾；②钙、锶、钡；③卤素组（氯、溴、碘）；④硫、硒、碲；⑤锰、铬、铁。当时由于发现的元素只有54个，德贝莱纳的分类仅限于局部元素的分组，没能把所有元素作为一个整体来进行研究。但他对元素进行归纳分类的工作，对后人有一定的启发。元素周期表发展史1862年，法国尚古多提出元素性质有周期性重复出现的规律，他创造了一种螺旋图。1865年，英国J.A.R.纽兰兹把当时已发现的元素按原子量大小顺序排列，发现从任意一个元素算起，每到第八个元素，就和第一个元素的性质相似，他把这个规律称为八音律。元素周期表发展史1869年，门捷列夫制作了历史上第一张元素周期表，又称短式周期表。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（第八族是铁、钴、镍等“三素组”）。至今，仍在使用主副族和第八族等名词，但有些概念是不同的，如过渡元素等。元素周期表发展史原子序数核电荷数=元素周期律为元素的性质随着元素核电荷数的递增而呈周期性变化。我们把元素按照其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系。莫塞莱=质子数=核外电子数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。1869年，门捷列夫发现，元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化，这个规律叫作元素周期律。门捷列夫元素周期系和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。第一张元素周期表是由门捷列夫制作的。元素周期系决定呈现元素周期表只有一种绘制若干种1905年，配位化学鼻祖维尔纳制作了一张周期表。维尔纳周期表是特长式周期表，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，同族元素上下对齐。现今的元素周期表与维尔纳周期表相似，但也有差异，如维尔纳周期表中Be、Mg的位置与现今周期表不同。元素周期表发展史玻尔元素周期表把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321922年，玻尔获诺贝尔奖时做了题为“原子结构”（TheStructureoftheAtom）的报告，其中有一张周期表。构造原理与元素周期表结合构造原理，请同学们写出1~36号元素的基态原子价电子排布式。第一周期：从

开始，以

结束1s11s21s12s13s14s11s22s23s24s22s22p63s23p64s24p62s22p12s22p22s22p32s22p42s22p53s23p13s23p23s23p33s23p43s23p54s24p14s24p24s24p34s24p44s24p53d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s23d104s13d104s2其余各周期：从

能级开始，以

能级结束nsnp（n=周期序数=电子层数）根据基态原子的价层电子排布式找规律。以12号、29号元素为例，根据其电子排布式，判断属于哪个周期？周期序数=最高能层数活动1例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元素个数为2+18+14+10+6=50种

1s2s→2p3s→3p4s→3d→4p5s→4d→5p6s→4f→5d→6p7s→5f→6d→7p周期一二三四五六七元素数28818183232怎样将图1-17变成书末的元素周期表？思考与讨论1（P20）sdpsfsdpfsdpsdpspsp构造原理与元素周期表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？（3）主族元素和副族元素的价层电子排布：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。价层电子数与族序数相同。ns1ns2ns2np1

ns2np2

ns2np3

ns2np4

ns2np5

2456731主族元素的价层电子排布式、价层电子数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。第ⅢB～ⅦB族的价层电子数与族序数相同，第ⅠB族、ⅡB族价层电子数与族序数不同。ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅠBⅡB3d104s13d34s23d54s13d54s23d24s23d14s23d104s2347561112（3）主族元素和副族元素的价层电子排布：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。探究（P21）任务二：构造原理与元素周期表再探元素周期表仔细考察书末的元素周期表，你能提出哪些问题？例如：（1）元素周期表共有几个周期？每个周期各有多少种元素？为什么第一周期结尾元素的电子排布跟同族的其他周期元素的不同？

（2）元素周期表共有多少个列？各列的价层电子数各为多少？同列元素价层电子数是否相等？元素周期表可分为哪些族？族序有什么规律？7个2，8，8，18，18，32，32只有一个电子层，能级只有1s能级18列各列的价层电子数分别为1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,3,4,5,6,7,8(He除外);相等七主、七副、0和Ⅷ族探究（P21）再探元素周期表（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（如图1-18）？右上角三角区的元素，能层数少，容易得到电子达到相对稳定结构，呈现非金属性，属于非金属元素。1.正误判断(1)价层电子一定是最外层电子(

)(2)元素的价层电子数一定等于其所在族的族序数(

)(3)同一族元素的价层电子数一定相同(

)(4)基态原子的N能层上只有一个电子的元素，一定是第ⅠA族元素(

)(5)原子的价层电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素一定是过渡元素(

)××××√导思2.元素周期表有多少列？各列的价层电子数为多少？提示18列。从左向右，第1～12列中，除了第3列中的镧系和锕系外，其他的价层电子数都等于列数；第13～18列，除了第18列中的稀有气体外，其他的价层电子数都等于列数减10。除了镧系、锕系和稀有气体外，同列元素价层电子数相同。导思周期元素数目外围电子排布ⅠA－ⅡAⅢB－ⅧⅠB－ⅡBⅢA－ⅦA0族121s11s2282s1~2

2s22p1~52s22p6383s1~23s23p1~53s23p64184s1~23d1~84s23d104s1~24s24p1~54s24p65185s1~24d1~85s24d105s1~25s25p1~55s25p66326s1~24f1~146s25d1~106s25d106s1~26s26p1~56s26p6元素周期表的分区ⅠA0ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡBs区p区d区ds区f区ns1～2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p能级电子填充的最后一个能级是d能级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①s区: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②p区: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。③d区:金属元素包括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: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

⑤f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。

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、ns2ns2np1~6(n-1)d1~8ns2(n-1)d10ns1~2（n-2）f0~14(n-1)d0~2ns2课堂小结：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讨论2（1）：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。副族元素元素处于金属元素向非金属元素过渡的区域，因此又把它称为过渡元素。

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)dl-10ns1-2(除镧系和锕系）。元素周期表的分区ⅢB-ⅦB：族序数=价层电子数ⅠB-ⅡB：族序数=最外层电子数任务三：元素周期表的分区（2）s区、d区和p区分别有几个列？s区有2列，d区有8列，ds区有2列、p区有6列。s区d区ds区p区以最后填入的电子的能级符号作为该区的符号。元素周期表可分为5个区。任务三：元素周期表的分区任务三：元素周期表的分区（2）为什么s区（除氢元素）、d区和ds区的元素都是金属元素？最外层电子数为1～2个(始终不超过2)，即为ns1-2（Pd例外），容易失去电子（H除外）(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？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任务三：元素周期表的分区(4)

Cr和Cu的价层电子排布符合构造原理么？还有哪些不符合？Nb、Mo、Ru、Pd、Ag、Pt、Au等(5)预言119号元素基态原子最外层电子排布，并预测第八周期有多少种元素。8s150种价层电子填入的能级顺序：8s→5g→6f→7d→8p元素个数为：2+18+14+10+6=50种评价任务例下列各元素是主族元素还是副族元素？位于周期表的第几周期和哪个族？属于哪个区？（课本29页第9题）（1）1s22s22p63s23p5（2）[Kr]4d105s25p2（3）[Ar]3d34s2（4）[Ar]3d104s1（5）[Ar]4s1主族主族副族主族副族第三周期第ⅦA族第五周期第ⅣA族第四周期第ⅤB族第四周期第ⅠB族第四周期第ⅠA族p区p区d区ds区s区在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素（如图1-20）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。（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。在科学研究中，你对类似对角线规则这样的经验规则有何看法？

（2）以“对角线规则”为关键词，利用互联网搜索有关资料，比较锂和镁、铍和铝、硼和硅三对元素及其化合物性质的相似性。处于“对角线”位置的元素，它们的性质具有相似性。对角线规则【注】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。任务三：对角线规则b.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LiNaBeMg沸点/℃1341881.424671100a.锂与镁的沸点较为接近：1、锂和镁的相似性任务三：对角线规则c.能直接与氮气反应：d.锂和镁的氢氧化物加热分解：生成相应的氮化物Li3N和Mg3N2。Li2O、H2O和MgO、H2O。e.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。1、锂和镁的相似性2）都可与酸、碱反应放出氢气：3）铍在浓硝酸中也发生钝化1）二者的氧化物Al2O3和BeO的熔点和硬度都很高任务三：对角线规则2、铍和铝的相似性任务三：对角线规则4）氧化物和氢氧化物都具有两性：既能溶于强酸又能溶于强碱溶液Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O，Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2OBe(OH)2＋2HCl=BeCl2＋2H2O，Be(OH)2＋2NaOH=Na2BeO2＋2H2O5）BeCl2和AlCl3都是共价化合物，易升华。2、铍和铝的相似性1.自然界中B与Si均以化合物的形式存在。2.B与Si的单质都易与强碱反应，且不与稀酸反应：2B＋2KOH＋2H2O=2KBO2＋3H2↑，Si＋2KOH＋H2O=K2SiO3＋2H2↑任务三：对角线规则3、硼和硅的相似性原子结构与元素周期表元素周期表、元素周期系、元素周期律构造原理与元素周期表对角线规则原子序数元素性质随着__________递增发生周期性的重复元素按