1.2原子结构与元素的性质 课件高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

学科：高中化学（人教版）册别：选择性必修2学科：高中化学（人教版）学科：高中化学（人教版）原子结构与元素周期表核外电子的运动状态微观探析能层能级原子轨道电子自旋证据推理核外电子排布规律构造原理泡利原理洪特规则能量最低原理核外电子排布表示方法宏观辨识原子结构示意图电子排布式轨道表示式【旧知回顾】

随着元素数目在十九世纪的增多，每一种元素都具有不同的特性，化学家们开始感到他们像是迷失在一座茂密的丛林中：自然界究竟有多少种元素？它们之间的内在关系怎样？有没有规律？怎样分类？

俄国化学家门捷列夫从杂乱无章的元素迷宫中理出了一个头绪。1869年，他正式提出元素周期律，认为原子序数是按照元素的相对原子质量由小到大的顺序编号的。1913年，英国青年物理学家莫塞莱证明原子序数即原子核电荷数。1869年，门捷列夫制作了历史上第一张周期表，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。门捷列夫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，尽管当时镧系和锕系的概念尚未形成，不知道它们有多少种元素。维尔纳周期表前五个周期的元素种类被完全确定——2、8、8、18、18，但第六、七周期因镧系和锕系元素种类未知而未定。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。维尔纳的特长式周期表玻尔用原子结构来解释周期系，他认识到，21~28、39~46等元素的原子新增加的电子是填入内层轨道的。玻尔得知镧（La）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。玻尔周期表【科学史话】门捷列夫周期表维尔纳的特长式周期表玻尔周期表【科学史话】元素周期律元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果。任务一元素周期律、元素周期系、元素周期表概念辨析

元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系。这个序列中的元素性质随着核电荷数的递增发生周期性递变的规律称为元素周期律。元素周期系

由于随着核电荷数的递增，电子在能级里的填充顺序遵循构造原理，元素周期系的周期不是单调的，每一周期里元素的数目并不总是一样多，而是随着周期序号的递增渐渐增多，元素周期系的周期发展就像螺壳上的螺旋。元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系。任务一元素周期律、元素周期系、元素周期表概念辨析元素周期表元素周期系只有一个,元素周期表多种多样。元素周期表是呈现元素周期系的表格任务一元素周期律、元素周期系、元素周期表概念辨析第一周期从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；而从ns能级开始以np结束递增的核电荷数（或电子数）等于每个周期里的元素种数。思考：原子核外电子排布与周期的关系？任务二构造原理与元素周期表将下列各主族元素的价电子数、价电子排布式填入表中ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np51234567主族数ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA价电子排布式列数121314151617价电子数思考：原子核外电子排布与族的关系？任务二构造原理与元素周期表ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅠBⅡB3d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d104s13d104s23456272以第四周期副族元素为例，填写下表副族元素21Sc22Ti23V24Cr25Mn29Cu30Zn族数价层电子排布式价电子数目

任务二构造原理与元素周期表原子核外电子排布与族的关系同主族元素原子的价层电子排布完全相同，价电子全部排布在ns或nsnp轨道上。价电子数与族序数相同；稀有气体的价电子排布为1s2或ns2np6；过渡元素(副族和Ⅷ族)同一纵行原子的价层电子排布基本相同。价电子排布为(n－1)d1～10ns1～2，ⅢB～ⅦB族的价电子数与族序数相同，第ⅠB、ⅡB族和第Ⅷ族不相同；任务二构造原理与元素周期表为什么副族元素又称为过渡元素？过渡元素的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。

副族元素处于金属元素区和非金属元素区之间，处于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。

过渡元素价层电子数跟它们的族序数的关系是:第ⅢB族到第ⅦB族元素的价层电子数等于它们的族序数；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；第IB族、第ⅡB族的族序数等于它们的最外层电子数。过渡元素的价层电子排布通式为(n-1)d1~10ns1~2(除镧系和锕系)。思考提示：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。思考提示：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。119号元素的基态原子最外层电子排布为8s1。第八周期应有50种元素。提示：【深度思考】【小试牛刀】1.某元素原子价层电子排布式为3d54s2，其在元素周期表中的位置为()A．第四周期ⅡA族B．第四周期ⅡB族C．第四周期ⅦA族D．第四周期ⅦB族D2.下列说法正确的是（

）A．最外层电子数大于4的一定是非金属元素B．周期可能含有18种元素，也可能含有32种元素C．第ⅠA族就是碱金属D．长元素周期表有18纵列，7横行，故有18个族，7个周期B【小试牛刀】1.原子结构、元素周期律和元素周期表对于我们化学学习具有理论指导意义，下列有关说法正确的是

（

）A．同周期的主族元素从左到右原子半径逐渐减小，它们形成简单的离子半径逐渐增大B．可以根据主族元素原子的电子层数和最外层电子数确定其在周期表中的位置C．由氟、氯两元素在周期表中位置关系推知，氟元素非金属性强于氯元素，所以氢氟酸的酸性应强于盐酸D．在实际生产中，多在元素周期表的过渡元素区寻找新型半导体材料B【延伸探究】2.指出下列元素在周期表中的位置：(1)基态原子的电子排布式为[Ar]4s1的元素：第___周期、__族。(2)基态原子的电子排布式为[Ar]3d34s2的元素：第__周期、__族。(3)基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1的元素：第__周期、__族。(4)基态原子的电子排布式为[Ne]3s2