1.2.1原子结构与元素周期表课件高二下学期化学人教版选择性必修2

组织建设第二节原子结构与元素性质（第1课时原子结构与元素周期表）第一章

原子结构与性质

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。情景导入元素周期系：元素按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。1869年，门捷列夫制作了历史上第一张周期表，图1-14是该表的修订版，又称短式周期表。门捷列夫周期表最重要的特征是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”）。主副族和第八族的概念使用至今，但过渡元素的概念不同了。科学史话1905年，配位化学鼻祖维尔纳制做了一张周期表称为特长式周期表，每个周期一行，各族元素、过渡元素、稀有气体、镧系和锕系，各有各的位置，同族元素上下对齐，维尔纳的周期表与现在的周期表相似，但也有差异。比如没有确定镧系和锕系的元素种类，Be、Mg的位置与现今周期表不同。………H…HeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClArKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrRbSrYZrNbMo…RuRhPdAgCdInSnSbTeIXeCsBaLaCeNdPr……SmEuGdTbHoErTmYb……TaW…OsIrPtAuHgTlPbBi…………RaLaαTh……………U…………Ac………………………………PbαBiαTeα……图1-15维尔纳的特长式周期表1922年，玻尔获诺贝尔奖时做了题为“原子结构”的报告，其中有一张周期表，如图1-16所示。它是1895年汤姆孙周期表的改进版。在玻尔所作的改进中，特别重要之处是把21-28、39-46等元素用方框框起。这是因为玻尔用原子结构来解释周期系了，他已经认识到，这些框内元素的原子新增加的电子是填入内层轨道的。玻尔已经得知镧后14种元素基态原子有4f电子，也用方框框起，而且第六周期为32种元素，但第七周期元素所知甚少。玻尔周期表还用直线连接前后周期的相关元素（同族元素），这是因为玻尔已经知道，它们的价电子数相等。

元素周期表与原子结构究竟有着怎样密切的关系呢？思考：周期价层电子排布各周期增加的能级元素数第ⅠA族0族0族元素原子序数一22二108三188四3618五5418六8632七118321s12s13s14s15s16s17s11s22s22p63s23p64s24p65s25p66s26p67s27p61s2s、2p3s、3p4s、3d、4p5s、4d、5p6s、4f、5d、6p7s、5f、6d、7p活动1探究原子核外电子排布与周期的关系

元素周期系中每个周期的元素数,第一周期从1s1开始,以1s2结束,只有两种元素。其余各周期总是从ns能级开始,以np结束,递增的核电荷数(或电子数)就等于每个周期里的元素数。能级组之间能量相差较大，能级组之内能量相差很小。能级组能量相近的能级合并成一组。共七个能级组，也就形成了7个周期。构造原理与元素周期表1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p周期元素数一

二

三四五六七2

8

8

18

18

32

32

周期与能级组、原子轨道的对应关系短

周

期长

周

期2．构造原理与元素周期表图1-17左侧对齐的周期表（一周期一行）思考与讨论1：

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？

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：将2s2与p段末端对齐将p段与p段对齐d段与d段对齐f段单独列出元素周期表的形成构造原理与元素周期表主族序数ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA价电子排布式列数121314151617价电子数ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np51234567主族从IA～ⅦA族，价层电子全部排布在ns或nsnp能级上。

将下列各主族元素的价电子数、价电子排布式填入表中探究核外电子排布与族的关系活动2①主族元素价层电子排布ns1~2或ns2np1~5②0族元素价层电子排布He为1s2，其他为ns2np6主族序数=价层电子数=最外层电子数副族元素21Sc22Ti23V24Cr25Mn29Cu30Zn26Fe27Co28Ni族数价电子排布式价电子数

ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅠBⅡB3d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d104s13d104s23456以第四周期过渡元素为例，填写下表7Ⅷ3d64s23d74s23d84s289101112过渡元素价层电子排布为(n－1)d1～10ns1～2。(钯除外)ⅢB～ⅦB族：价层电子数=族序数第ⅠB、第ⅡB族：族序数=最外层(ns)电子数第Ⅷ族：族序数=该族的第1列元素的价层电子数副族元素21Sc22Ti23V24Cr25Mn29Cu30Zn26Fe27Co28Ni族数价电子排布式价电子数

列数ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅠBⅡB3d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d104s13d104s234567Ⅷ3d64s23d74s23d84s2891011123456789101112过渡元素原子的价层电子数=纵列数(镧系、锕系除外)。以第四周期过渡元素为例，填写下表1、按金属元素与非金属元素分区金属元素区非金属元素区副族元素处于金属元素向非金属元素过渡的区域，又称为过渡元素。元素周期表的分区活动32、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

由于元素的金属性和非金属性之间并没有严格的界限，处于金属与非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，因此这些元素常被称为半金属或类金属。3、按电子排布分区(按构造原理最后填入电子的能级符号分为s、p、d、f区，第ⅠB、ⅡB族可理解为先填满(n-1)d能级，再填入ns能级而得名ds区)

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确定价层电子

排布式ns1～2ns2np1～6(n-1)d10ns1～2(n-1)d1～9ns1～2p区ds区d区s区分区

族IA、ⅡAⅢA~ⅦA、0族IB、ⅡBⅢB~ⅦB、Ⅷ族(钯除外)1、下列各元素是主族元素还是副族元素？位于周期表中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主族第三周期第ⅦA族p区主族第五周期第ⅣA族p区副族第四周期第ⅤB族d区副族第四周期第ⅠB族ds区主族第四周期第ⅠA族s区练习

在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，这种相似性被称为对角线规则。它是一种经验规则。对角线规则活动41.锂和镁的相似性元素LiNaBeMg沸点/℃1341881.424671100②锂和镁在氧气中燃烧时只生成对应的氧化物，并且Li2O和MgO与水反应都十分缓慢。③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。①锂与镁的沸点较为接近：④锂和镁都能直接与氮气反应生成相应的氮化物Li3N和Mg3N2。与酸反应与碱反应单质氧化物氢氧化物2、铍、铝两元素的性质相似性Al2O3

+6H+=2Al3++3H2O2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑2Al

+6H+=2Al3++3H2↑Al2O3

+2OH-

=2AlO2-+H2OAl(OH)3+3H+＝Al3++3H2OAl(OH)3+

OH-＝AlO2-+2H2OBe

+2H+=Be2++H2↑Be

+2OH-=BeO22-+H2↑BeO

+2H+=Be2++H2OBeO

+2OH-=BeO22-+H2OBe(OH)2

+