原子结构与元素性质 高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第二节原子结构与元素的性质第1课时原子结构与元素周期表知识回顾：元素周期表的结构(由周期与族构成)七个横行七周期，三短四长要分清；十八纵行十六族，七主七副一Ⅷ零；八九十行成Ⅷ族，每逢二三分主副；镧系锕系各十五，都在Ⅲ副里边住。1、口诀：纵行12345678、9、101112131415161718族ⅠAⅡAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡBⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA02、各周期包括的元素种类及最后的元素的原子序数：周期序数一二三四五六七元素种类最后元素的原子序数2105486118183628818183232周期序数=电子层数（能层数）稀有气体元素：HeNeArKrXeRnOg主族序数=最外层电子数=价电子数=最高正化合价数（O、F除外）3、熟练掌握1-36号元素，会背会写知道各元素在周期表中的位置。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、元素周期律、元素周期系和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。指导体现元素周期系元素周期律元素周期表门捷列夫短式周期表(1869年)编排的依据：原子序数是相对原子质量大小顺序的序列三张有重要历史意义的元素周期表特征：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。主副族和第八族的概念使用至今。维尔纳的特长式周期表（1905年）前五个周期的元素种类被完全确定——2、8、8、18、18。现今的元素周期表与维尔纳周期表相似，但也有差异，如Be、Mg的

位置不同。玻尔元素周期表（1922年）

用原子结构来解释周期系，他把21-28、39-46等元素用方框框起来，因为这些框内元素的原子新增的电子是填入内层轨道的。用直线连接前后周期的相关元素（同族元素），知道他们的价电子数相等。第六周期为32种元素。形形色色的元素周期表板书原子结构与元素周期表基本概念元素周期律：元素的性质随核电荷数递增发生周

期性递变，叫~元素周期系：元素按其原子核电荷数递增排列的

序列称为~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。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

根据构造原理，除第一周期从1s1开始，以1s2结束外，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)等于该周期的

。nsnp元素数二、构造原理与元素周期表思考与讨论：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：spfdsspsdpfsdpdspps如何将其变成书末的元素周期表？pfdsspsdpfsdpdspps变变变s再探元素周期表1、元素周期表共有几个周期？每个周期有多少种元素？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Ⅰ~ⅦA族、Ⅰ~ⅦB和Ⅷ、0族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA价电子排布式价电子数ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np512345672、特点:一般来说，同族元素原子的价电子数目相同。1、划分依据：族的划分与原子的价电子数目和价电子排布密切相关。3、规律①主族元素：主族元素族序数=最外层电子数＝价电子数价层电子排布：ns1~2或ns2np1~5核外电子排布与族的关系族价电子排布价层电子ⅢB3d14s23ⅣB3d24s24VB3d34s25VIB3d54s16VIIB3d54s27IB3d104s111ⅡB3d104s212Ⅷ3d64s283d74s293d84s21001s2或ns2np6(n>1)2或8②过渡元素：价层电子排布：(n－1)d1~10ns1~2

(除镧系和锕系）价层电子数＝元素所在纵行数ⅠB~ⅡB族序数＝ns电子数；ⅢB~ⅦB族序数＝价层电子数；Ⅷ族:第8列元素的价层电子数=族序数

第9列元素的价层电子数为9

第10列元素的价层电子数为10

③稀有气体价层电子排布式为1s2或ns2np6板书原子结构与元素周期表基本概念价层电子主族元素ns1~2或ns2np1~5族序数=最外层电子数＝价层电子数价层电子数＝元素所在纵行数过渡元素(n－1)d1~10ns1~2(除镧系和锕系）稀有气体：1s2或ns2np6纵行12345678、9、101112131415161718价电子数再探元素周期表原因：它们的最外层电子数始终不超过2，即为ns1~2(Pd除外)。1、同族元素价层电子数相等，是同族元素性质相似的结构基础。最左侧第ⅠA族的基态原子最外层只有一个电子，即ns1；最右侧稀有气体元素的基态原子除氦(1s2)最外层均为8个电子，即ns2np6；2、从第四周期开始的长周期，比短周期多出的元素均是金属元素。第六、七周期比第四、五周期多出的14种元素的基态原子最外层也只有2个s电子，所以也是金属元素。按照电子排布，可把周期表的元素划分为5个区：s区、p区、d区、ds区、f区。划分区的依据是什么？区的名称与电子的能级符号之间有什么关系？(2)区的名称按构造原理最后填充的能级的符号划分(ds区除外)元素周期表的分区(1)划分区的依据:原子的价层电子排布(3)各区元素的价电子排布特点①s区:最后1个电子填充在

能级上，价电子的构型是

或

，包括

和

族，除H外，它们都是

，容易失去电子形成

或

价离子。nsns1ns2ⅠAⅡA活泼金属+1+2②p区:最后1个电子填充在

能级上，价电子排布为

，(除He外)，包括

族元素。大部分为

元素。npns2np1～6ⅢA～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③d区:最后1个电子基本都是填充在

能级上，价电子排布为

(钯除外)，这些元素都是

元素，常有可变化合价，属于过渡元素。它包括

族元素。(n－1)d1～9ns1～2(n－1)d金属ⅢB～ⅦB和Ⅷ④ds区:价电子排布为

。即次外层d能级是

的，最外层s能级上有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

元素，也属过渡元素。(n－1)d10ns1～2充满ⅠB和ⅡB金属⑤f区:最后1个电子一般填充在f能级上，价电子排布为(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2，它包括镧系和锕系元素（各有15种元素）。板书原子结构与元素周期表基本概念价层电子分区元素分布价层电子排布式s区ⅠA、ⅡAns1～2p区ⅢA～ⅦA、0族ns2np1～6d区ⅢB～ⅦB、Ⅷ族(n－1)d1～9ns1～2ds区ⅠB、ⅡB(n－1)d10ns1～2f区镧系和锕系(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2区的划分

【讨论】(1)s区、d区、ds区、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。(2)为什么s区(H除外)、d区、ds区的元素都是金属元素？最外层电子数为1～2个，即为ns1-2（Pd例外），在反应中易失去电子，所以都是金属。【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？既能表现出一定的非金属性，又能表现出一定的金属性(4)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？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。体现对角线规则的相关元素对角线规则

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。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(1)除短周期外,其他周期均有18种元素(

)(2)碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素(

)(3)在元素周期表中,所有非金属都位于p区(

)(4)价电子数与最高化合价相等的元素一定是主族元素(

)(5)次外层全充满而最外层有不成对电子的元素一定是主族元素(

)(6)元素周期表5个区中都有金属元素 (

)

√

1、判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)×

×

×

×

×

2、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层上只有一个电子的元素，一定是第ⅠA族元素(

)(5)基态原子的价层电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素一定是过渡元素（

）××××√3、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．最外层电子数为2的元素都分布在s区C．元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素D．s区均为金属元素C√4、若某原子的价层电子排布式为4d15s2，则下列说法正确的是A.该元素位于元素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5、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？（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p区第五周期第ⅣA族p区第四周期第ⅤB族d区第四周期第ⅠB族ds区第四周期第ⅠA族s区√6、下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的价层电子排布特点的有关叙述正确的是A.Cu位于元素周期表中第四周期第ⅠB族，属于ds区元素B.O的基态原子中，2p能级为半充满，属于p区元素C.最外层电子排布式为4s1，一定属于第ⅠA族D.最外层电子排布式为ns2np1，该元素可能是第ⅢA族或第ⅢB族8、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