第二单元元素性质的递变规律

第二单元元素性质的递变规律专题二原子结构与元素性质原子核外电子排布的周期性1、什么是元素周期律？元素周期律是指元素性质随核电荷数递增发生周期性递变的规律。【复习回顾】元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果。2、元素周期律的实质是什么？核外电子排布原子半径原子的最外层电子排布元素化合价元素周期表元素周期律的具体表现形式编排原则：

⑴按原子序数的递增顺序从左到右排列

⑵将电子层数相同的元素排列成一个横行(周期）

⑶把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行。（族）周期表7个周期（三短、三长、一不完全)7个主族：由短周期和长周期元素共同构成的族（ⅠA～ⅦA）7个副族：仅由长周期构成的族（ⅠB～ⅦB）Ⅷ族（3个纵行）：Fe、Co、Ni等9种元素横的方面（7个横行）纵的方面（18个纵行）零族：稀有气体元素3、简述元素周期表的结构。7横18纵3长3短1不全7主（A）7副（B）零Ⅷ3（1）同一周期元素结构和性质具有一定的递变性：从左到右原子半径逐渐

，失电子能力逐渐

，得电子能力逐渐

，元素的金属性逐渐

，非金属性逐渐

，对应氢化物的稳定性逐渐

；最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐

；碱性逐渐

；减小减弱增强减弱减弱增强增强增强（2）同一主族元素结构和性质具有一定的相似性和递变性：同一主族，从上到下：原子半径逐渐

，失电子能力逐渐

，得电子能力逐渐

，金属性逐渐

，非金属性逐渐

；对应氢化物的稳定性逐渐

；最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐

；碱性逐渐

；

增大增强增强增强减弱减弱减弱减弱非金属性递增非金属性递增金属性最强非金属性最强金属性递增金属性递增【练一练】具有相同电子层结构的三种微粒An+、Bn-、C下列分析正确的是（）A.原子序数关系：C>B>AB.微粒半径关系：Bn->An+C.C微粒是稀有气体元素的原子.D.原子半径关系是：A<B<CBCP18【交流与讨论】（1）同一周期元素原子的外围电子排布呈现什么样的变化规律？（2）同一主族元素原子的外围电子排布呈现什么样的变化规律？

(3)稀有气体元素、非金属元素、过渡金属元素（副族和Ⅷ族元素）原子的外围电子排布有什么特点？主族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA原子核外价电子排布最高正价最低负价化合价变化规律金属性和非金属性变化原子半径的变化规律ns2ns1ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5+1+2+3+4+5+6+7-4-3-2-1最高正价:+1→+7;最低负价:-4→-1金属性减弱非金属性增强同周期从左到右半径逐渐减小【小结】表2-4主族元素原子核外电子排布和元素性质的周期性变化周期元素数目外围电子排布ⅠA－ⅡAⅢB－ⅧⅠＢ－ⅡＢⅢＡ－ⅦＡ０族１21S11S2２8２S1－2

2S22p1－52S22p6３18３S1－23S23p1－53S23p6４18４S1－2３d1－84s1－23d104s1－24S24p1－54S24p6５32５S1－24d1-85s1－24d105s1－25S25p1－55S25p6６32６S1－25d1－96s1－25d106s1－26S26p1－56S26p6周期元素种类外围电子排布最多可容纳的外围电子数(主族)ⅠA族0族121s11s222345683s13s23p6184s14s24p6185s15s25p6326s16s26p682s12s22p688888课本表2-51～6周期元素的外围电子排布

1、随着原子序数的增加，元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化。每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从ns1到ns2np6的周期性变化。【结论】2、同一主族元素的原子外围电子排布相同，不同的只是电子层数。原子序数21222324252627282930符号外围电子排布第四周期过渡元素核外电子排布ScTiVCrMnFeCoNiCuZn3d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s23d104s13d104s2S区ds区d区p区f区划分区的依据是什么？s区、d区、ds区、p区分别有几个纵列？【想一想】依据外围电子的排布特征，看最后一个电子填充的轨道类型。周期元素数目外围电子排布ⅠA－ⅡAⅢB－ⅧⅠＢ－ⅡＢⅢＡ－ⅦＡ０族１21S11S2２8２S1－2

2S22p1－52S22p6３18３S1－23S23p1－53S23p6４18４S1－2３d1－84s1－23d104s1－24S24p1－54S24p6５32５S1－24d1-85s1－24d105s1－25S25p1－55S25p6６32６S1－25d1－96s1－25d106s1－26S26p1－56S26p6最后1个电子填充在

轨道上，价电子的构型是

或

，位于周期表的

侧，包括

和

族，它们都是

，容易失去电子形成

或

价离子。s区元素nsns1ns2左ⅠAⅡA活泼金属+1+2周期元素数目外围电子排布ⅠA－ⅡAⅢB－ⅧⅠＢ－ⅡＢⅢＡ－ⅦＡ０族１21S11S2２8２S1－2

2S22p1－52S22p6３18３S1－23S23p1－53S23p6４18４S1－2３d1－84s1－23d104s1－24S24p1－54S24p6５32５S1－24d1-85s1－24d105s1－25S25p1－55S25p6６32６S1－25d1－96s1－25d106s1－26S26p1－56S26p6最后1个电子填充在

轨道上，价电子构型是

，位于周期表

侧，包括

族元素。大部分为

元素。p区元素npns2np1～6右ⅢA～ⅦA、零族非金属

s区和p区的共同特点是：最后1个电子都排布在

，除零族外，最外层电子的总数等于该元素的

。除零族外，s区和p区的元素都是主族元素。最外层族序数周期元素数目外围电子排布ⅠA－ⅡAⅢB－ⅧⅠＢ－ⅡＢⅢＡ－ⅦＡ０族１21S11S2２8２S1－2

2S22p1－52S22p6３18３S1－23S23p1－53S23p6４18４S1－2３d1－84s1－23d104s1－24S24p1－54S24p6５32５S1－24d1-85s1－24d105s1－25S25p1－55S25p6６32６S1－25d1－96s1－25d106s1－26S26p1－56S26p6d区元素(n－1)d1～9ns1-2(n－1)d金属ⅢB～Ⅷ倒数第二它们的价层电子构型是

，最后1个电子基本都是填充在层

轨道上，位于长周期的中部。这些元素都是

，常有可变化合价，为过渡元素。它包括

族元素。周期元素数目外围电子排布ⅠA－ⅡAⅢB－ⅧⅠＢ－ⅡＢⅢＡ－ⅦＡ０族１21S11S2２8２S1－2

2S22p1－52S22p6３18３S1－23S23p1－53S23p6４18４S1－2３d1－84s1－23d104s1－24S24p1－54S24p6５32５S1－24d1-85s1－24d105s1－25S25p1－55S25p6６32６S1－25d1－96s1－25d106s1－26S26p1－56S26p6价层电子构型是

，即次外层d轨道是

的，最外层轨道上有1～2个电子。它们既不同于s区，也不同于d区，称为ds区，它包括

族，处于周期表d区和p区之间。它们都是

，也属过渡元素。ds区元素(n－1)d10ns1～2充满ⅠB和ⅡB金属最后1个电子填充在f轨道上，外围电子构型是：（n－2）f0～14ns2,或(n–2)f0～14(n－1)d0～2ns2，它包括镧系和锕系元素（各有15种元素）。f区元素镧系和锕系元素S区ds区d区p区f区包括元素价电子排布元素分类s区p区d区ds区f区ⅠA、ⅡA族ⅢA～零族ⅢB～Ⅷ族ⅠB、ⅡB族镧系和锕系ns1、ns2ns2np1～6(n－1)d1～9ns1-2(n－1)d10ns1～2（n－2）f0～14ns2各区元素特点：活泼金属大多为非金属过渡元素过渡元素小结过渡元素

2、主族元素：族序数=原子的最外层电子数=价电子数

副族元素：大多数族序数=（n-1)d+ns的电子数=价电子数【规律总结】1、周期数=电子层数ⅠB、ⅡB族序数=原子的最外层电子数【思考】为什么s区、d区、ds区的元素都是金属(除H外)？

s区、d区、ds区的元素最外层电子数为1-2个电子，在反应中易失去，所以都是金属。元素的外围电子构型与其

在周期表中的位置的关系外围电子构型中无d电子的为

元素，分布在

区、

区；若有d电子的则为过渡元素，包括

族、

族，分布在

区、

区

最外层电子数≥3的元素在

区主族和0族sp副VIIIddsPC反馈练习1、按电子的排布，可把周期表里的元素划分成5个区，以下元素属于p区的【】

A.Fe

B.Mg

C.P

D.La(1)已知一元素的价层电子结构为3d54s2，试确定其在周期表中的位置。第四周期，ⅦB族。(2)试确定32号元素在周期表中的位置。第四周期，ⅣA族(3)判断处于第三周期，ⅣA族元素的电子排布式、原子序数。[Ne]3s23p2，第14号元素2.

3.已知某元素的原子序数为25，试写出该元素原子的电子排布式，并指出该元素在周期表中所属周期、族和区。25Mn原子结构示意图28132电子排布式

1s22s22p63s23p63d54s2

第4周期第VIIB族d区4、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？价电子排布为5s25p4，电子排布式[Kr]4d105s25p4属P区5.(1)说出下列元素在周期表中的位置3d104s25d56s24f76s25d16s24s24p6(2)写出下列原子的电子排布式并说出它在周期表中的位置。24Cr26Fe29Cu30Zn34Se[Ar]3d54s1[Ar]3d64s2[Ar]3d104s1[Ar]3d104s2[Ar]3d104s24p4ds区d区f区f区p区d区d区ds区ds区p区第一电离能的周期性变化请同学们回忆一下：我们学过的元素主要性质有哪些？他们各有怎样的递变规律？1.金属性2.非金属性3.元素的主要化合价4.原子半径同一周期从左到右逐渐减弱同一主族从上到下逐渐增强知识复习

同一周期从左到右逐渐增强同一主族从上到下逐渐减弱同周期最高正价从+1价到+7价负价从-4到-1价同一周期从左到右逐渐减小同一主族从上到下逐渐增大1.电离能定义：元素电离能是指气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量。而处于基态的气态原子失去一个电子，生成＋1价气态阳离子所需的最低能量称为第一电离能。用符号I1表示；用式子：M(g)－e－

M+(g)表示;单位：KJ/mol。二、元素第一电离能的周期性变化例1：（1）已知Na元素的I1=496KJ·mol-1,则Na(g)-e-

→Na+(g)时所需最低能量为

.

496KJ（2）已知M(g)-e-

→M+(g)时所需最低能量为502KJ，则M元素的Ⅰ1=

.

502KJ·mol-1

第一电离能越小，原子越

失去第一个电子，金属性越

；第一电离能越大，原子越

失去第一个电子，金属性越

。

？元素第一电离能大小与原子失电子能力有何关系？容易

难强弱电离能反映了原子失去第一个电子能力的大小。交流讨论：根据下图元素第一电离能曲线图，总结电离能的变化规律。NPBeMgZnAs

5101520253035原子序数I1图2-121—36号元素的第一电离能a.总体上：金属元素的第一电离能都_____，非金属元素和稀有气体元素的第一电离能都______；为什么？参考解答：因为金属元素原子的最外层电子数都比较少，容易失去电子，所以金属元素的第一电离能都比较小；而非金属元素原子的最外层电子比较多，不容易失去电子，稀有气体元素原子外围电子排布式为nS2nP6（He为1S2），是稳定结构，更难失去电子，因此它们的第一电离能都比较大。提示：从比较金属元素、非金属元素及稀有气体元素的最外层电子数多少入手。较小

较大

b.在同一周期中第一电离能最小的是_______元素，最大的是___________元素。为什么？参考答案：因为碱金属元素原子的外围电子排布式为nS1，在同周期中（除稀有气体）原子半径最大，核对外层电子引力最小，最容易失去最外层的一个电子，所以碱金属元素的第一电离能在同一周期中最小。而稀有气体元素原子的外围电子排布式为nS2nP6（He为1S2），是稳定结构，在同一周期中最难失去电子，所以在同一周期中稀有气体的第一电离能最大。提示：从它们的原子的外围电子排布式和原子结构的特点来思考。碱金属稀有气体c.同一周期元素的第一电离能从左到右元素的第一电离能总体上是呈______趋势。为什么？提示：从原子结构的变化来解释。参考答案：因为同一周期从左到右随着核电荷数的增加，元素原子半径减少，核对外层电子引力逐渐增大，失电子所需的能量呈增加趋势，即元素的第一电离能呈增大趋势。增大d.同一主族元素的第一电离能从上到下，元素第一电离能逐渐_______。为什么?提示：从同主族的原子结构变化来回答。参考答案：因为同一主族从上到下，随着核电荷数的增加，电子层数增加，原子半径增大，核对外层电子的引力减小，失电子所需的能量减小，元素第一电离能逐渐减小。减小e.在第二周期中Be和N元素及第三周期中Mg和P的第一电离能大于它们相邻的元素的第一电离能。为什么？提示：请同学们先写出Be、B、N、O、Mg、Al、P、S的电子排布式，并作比较。

Be：1S22S22P0（B：1S22S22P1）N：1S22S22P3(O：1S22S22P4)Mg：1S22S22P63S23P0(Al：1S22S22P63S23P1)P：1S22S22P63S23P3(S：1S22S22P63S23P4)我们知道：当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空（P0、d0、f0）或半充满（p3、d5、f7）或全充满（p6、d10、f14）结构时原子处于能量较低状态（即洪特规则特例），所以失电子所需能量较大，即I1较大。而Be、N、Mg、P元素的原子结构恰好满足这一点，所以导致它们的第一电离能大于它们相邻元素。2。第一电离能的变化规律：

同周期，从左到右，元素的第一电离能呈逐渐增大的趋势；

同主族，从上到下，元素的第一电离能逐渐减小；

特殊：I（Be）>I（B）,I（Mg）>I（Al）I（N）>I（O）,I（P）>I（S）I（Zn）>I（Ga）影响第一电离能的因素1、原子核对核外电子的引力2、原子达到稳定结构的趋势1、下列叙述中正确的是（）A、同周期元素中，VIIA族元素的原子半径最大B、VIA族元素的原子，其半径越大，越容易得到电子C、室温时，零族元素的单质都是气体D、同一周期中，碱金属元素的第一电离能最大C课堂练习2、判断下列元素间的第一电离能的大小：

Na

K

N

P

F

Ne

Cl

S

Mg