2025春高二化学选择性必修2 （配人教版）第一章 原子结构与性质 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

原子结构与元素周期表第1课时第二节原子结构与元素的性质学习目标1.通过探究原子结构与元素周期表的关系,能从微观角度说明周期表中原子结构和位置、价态、元素种类等之间的关系。2.通过认识元素周期表的分区,能从原子价电子数目、价层电子排布的角度解释元素周期表中元素的分区、周期和族的划分及其与各区元素化学性质的关系。3.通过已知的原子结构和元素在周期表中的位置关系,能分析推理其他元素的位置及原子结构。任务分项突破『自主梳理』1.元素周期律、元素周期系和元素周期表(1)元素周期律:元素的性质随原子序数递增而呈周期性的变化。(2)元素周期系和元素周期表。学习任务1探究原子结构与元素周期表原子序数原子核电荷数元素周期系22.构造原理与元素周期表(1)核外电子排布与周期的划分。电子排布与周期划分的本质联系第一周期从

开始,以

结束;其余各周期总是从

能级开始,以

结束。8818181s11s2nsnp(2)规律。①每一周期对应一个能级组。②周期序数=能级组中最大能层序数。③本周期包含的元素种数=对应能级组所含原子轨道数的2倍=对应能级组最多容纳的电子数。④现行元素周期表共分为7个周期。ⅠA(3)核外电子排布与族的划分。①划分依据及特点:同族元素的

相同,这是同族元素性质相似的结构基础。②规律。A.同主族元素原子的价层电子排布完全相同,如第ⅠA族元素基态原子价层电子排布式为ns1,价层电子数与族序数

。B.过渡元素最外层电子排布式均为

(Pd为4d10除外),所以均为

元素。③现行元素周期表有18个纵行,共分为

个族。价层电子数相同ns1～2金属16『互动探究』1869年俄国科学家门捷列夫制作了历史上第一张元素周期表,他将当时已知的63种元素按相对原子质量大小并以表的形式排列,把有相似化学性质的元素放在同一列,制成门捷列夫周期表,又称短式周期表,是现代元素周期表的雏形。探究核外电子排布与元素周期表的关系问题1:元素周期表中周期和族的划分依据是什么?提示:元素周期表中周期的划分依据是元素原子的电子层数,而族的划分依据则是元素原子的价层电子数。问题2:某元素基态原子的价层电子排布式为4s24p1,则该元素在元素周期表中处于什么位置?提示:第四周期第ⅢA族。问题3:某元素位于周期表中第四周期第ⅥA族,试写出该元素的名称及其基态原子的价层电子排布式和电子排布式。提示:该元素为硒,基态原子的价层电子排布式为4s24p4,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4。问题4:门捷列夫周期表中第Ⅷ族(铁、钴、镍等“三素组”)称为过渡元素,现在的长式周期表中过渡元素原子价层电子排布有何规律?第Ⅷ族元素原子的价层电子数是否都等于其族序数?提示:过渡元素的原子,价层电子排布为(n-1)d1～10ns1～2(镧系、锕系、钯除外),虽然同一副族元素原子的电子层数从上到下逐渐增加,但价层电子排布却基本相同。第Ⅷ族元素原子的价层电子排布为(n-1)d6～9ns1～2(钯为4d10),并不都等于其族序数。归纳拓展1.核外电子排布与周期的划分(1)元素周期系的形成。(2)原子核外电子排布与元素周期表中周期划分的本质联系。2.核外电子排布与族序数之间的联系(1)主族元素的价层电子排布。主族序数ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA价层电子排布ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5①主族元素的族序数=价层电子总数=最高正价(O、F除外)。②同主族元素原子的价层电子排布相同,价层电子全部排布在ns或nsnp轨道上。(2)稀有气体的价层电子排布为1s2或ns2np6。(3)过渡元素(以第四周期为例)的价层电子排布:族序数价层电子排布ⅢB3d14s2ⅣB3d24s2ⅤB3d34s2ⅥB3d54s1ⅦB3d54s2Ⅷ3d6～84s2ⅠB3d104s1ⅡB3d104s2(4)有关规律。①主族元素的最外层电子数,即价层电子数为其族序数。②第ⅢB～第ⅦB族元素原子的价电子数目等于族序数。③第Ⅷ族元素原子的价层电子排布为(n-1)d6～9ns1～2(钯除外,为4d10),其价层电子数为其在周期表中的列数。④第ⅠB族和第ⅡB族ns电子数为其族序数。⑤稀有气体元素单独列为0族。『题组例练』1.下列基态原子的最外层电子排布式表示的元素,不一定属于主族元素的是(

)A.2s2 B.3s23p1 C.4s2 D.4s24p5√解析:基态原子的最外层电子排布式2s2,为Be,为第二周期第ⅡA族元素,一定属于主族元素,A项不符合题意;基态原子的最外层电子排布式3s23p1,为第三周期第ⅢA族元素,一定属于主族元素,B项不符合题意;基态原子的最外层电子排布式4s2,可能是第ⅡA族元素或过渡元素,不一定属于主族元素,C项符合题意;基态原子的最外层电子排布式4s24p5,为第四周期第ⅦA族元素,一定属于主族元素,D项不符合题意。2.下列关于价层电子排布式为3d54s2的元素的说法不正确的是(

)A.原子序数为25B.价层电子数为7C.位于第四周期第ⅦB族D.位于第四周期第ⅤB族√解析:题给元素原子的最大电子层数为4,应位于元素周期表第四周期,3d和4s能级电子数之和为7,应在第7列,位于第ⅦB族,价层电子数为7,原子序数为25,故D错误。3.已知下列元素基态原子的核外电子排布,分别判断其元素符号、原子序数并指出其在周期表中的位置。元素元素符号原子序数区周期族A:1s22s22p63s1B:C:3d104s1D:[Ne]3s23p4E:Na11s三ⅠAFe26d四ⅧCu29ds四ⅠBS16p三ⅥACl17p三ⅦA解析:由电子排布式判断A为11号元素Na;由原子结构示意图可知x=26,B为26号元素Fe;由价层电子排布式判断C为29号元素Cu;由电子排布式判断D为16号元素S;由基态原子的轨道表示式判断E为17号元素Cl。再根据最大能层序数等于周期序数确定元素所处的周期;元素A、D、E为主族元素,主族元素的价层电子总数等于主族序数;C元素的价层电子排布式为3d104s1,s能级电子数为1,应为ds区的第ⅠB族。学习任务2再探元素周期表『自主梳理』1.元素周期表的分区(1)根据核外电子的排布分区。按构造原理最后填入电子的

可将元素周期表分为s、p、d、f4个区,而第ⅠB、第ⅡB族这2个纵列的元素的核外电子因先填满了

能级而后再填充

能级而得名ds区。5个区的位置关系如图所示。能级符号(n-1)dns(2)根据元素的金属性和非金属性分区。2.元素的对角线规则(1)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)处于“对角线”位置的元素,它们的性质具有相似性。[示例]锂与钠虽属于同一主族,但锂与钠的性质相差较大,而锂的化学性质与镁更相似。如①锂和镁在O2中燃烧,并不生成过氧化物,都只生成氧化物(

、MgO)。②锂和镁都能直接与N2反应生成氮化物(

、Mg3N2)。③锂和镁的氢氧化物在加热时都可分解生成氧化物(

、MgO)和H2O。④锂和镁的碳酸盐均不稳定,受热均能分解生成相应氧化物和

。⑤含锂和镁的某些盐,如碳酸盐、磷酸盐等均

溶于水。Li2OLi3NLi2OCO2难『互动探究』探究元素性质与元素周期表的分区问题1:s区的元素都是金属元素吗?哪些区的元素都是金属元素?提示:s区的氢元素为非金属元素。d区、ds区、f区的元素都是金属元素。问题2:铬元素的基态原子的价层电子排布式如何表示?它的电子排布符合构造原理吗?此外还有哪些元素的基态原子电子排布不符合构造原理,它们位于周期表哪个区?提示:3d54s1。不符合。Mo、Cu、Ag、Au基态原子电子排布不符合构造原理;铬、钼位于元素周期表d区的第ⅥB族,铜、银、金位于元素周期表ds区的第ⅠB族。问题3:锗元素在元素周期表中位于哪个分区?与锗一样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?提示:锗的价层电子排布式为4s24p2,位于p区。在元素周期表中位于金属和非金属分界线上的元素兼有金属和非金属的性质,位于此处的元素(如硼、硅、锗、砷、锑等)常被称为半金属或类金属(一般可用作半导体材料)。问题4:为什么在元素周期表中非金属元素主要集中在右上角三角区?提示:右上角三角区元素的p区元素能层较少,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。归纳拓展1.各区元素原子的价层电子排布、元素的位置及性质分区元素分布价层电子排布元素性质特点s区第ⅠA族、第ⅡA族ns1～2除氢外,这些元素都是活泼金属元素p区第ⅢA～第ⅦA族、0族ns2np1～6通常是最外层电子参与反应d区第ⅢB～第ⅦB族、第Ⅷ族(除镧系、锕系外)(n-1)d1～9ns1～2d轨道可以不同程度地参与化学键的形成ds区第ⅠB族、第ⅡB族(n-1)d10ns1～2金属元素f区镧系、锕系(n-2)f0～14(n-1)d0～2ns2镧系元素化学性质相近,锕系元素化学性质相近2.金属与非金属交界处元素的性质特点在元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素兼有金属和非金属的性质,位于此处的元素(如硼、硅、锗、砷、锑等)常被称为半金属或类金属(一般可用作半导体材料)。『题组例练』题点一元素周期表的结构与分区1.下列说法正确的是(

)A.s区均为金属元素B.最外层电子数为2的元素都分布在s区C.元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素D.所有金属元素都分布在d区和ds区√解析:氢元素在s区,属于非金属元素,A错误;氦元素原子的最外层电子数为2,在p区,部分副族元素最外层电子数为2,在d区或ds区,不在s区,B错误;元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素,称为过渡元素,全部为金属元素,C正确;大部分金属元素都分布在d区和ds区,少数金属元素分布在s区和p区,D错误。2.已知某些元素在元素周期表中的位置如图所示。下列说法正确的是(

)A.表中五种元素位于3个不同的区B.元素④的基态原子的价层电子排布式为3d104s2,与它具有相同最外层电子数的元素只可能处于ds区C.元素①②③的基态原子中,未成对电子数之比为1∶3∶4D.元素⑤的原子结构示意图为,其属于金属元素√解析:表中五种元素依次位于s、p、d、ds和p区,共4个不同的区,故A错误;元素④为锌,其基态原子的价层电子排布式为3d104s2,最外层电子数为2,属于ds区元素,与它具有相同最外层电子数的元素很多,例如Be、Mg等第ⅡA族元素最外层电子数均为2,属于s区元素,也有Fe等位于d区等最外层电子数为2的元素,故B错误;元素①②③分别是H、O、Fe,它们的基态原子的价层电子排布式分别为1s1、2s22p4、3d64s2,未成对电子数分别为1、2和4,故未成对电子数之比为1∶2∶4,故C错误;元素⑤位于第四周期第ⅣA族,为32号元素锗(Ge),属于金属元素,故D正确。题点二元素在元素周期表中的位置推断3.已知元素原子的下列结构或性质,能确定其在元素周期表中位置的是(

)A.某元素原子的第二电子层电子排布图为

B.某元素在某种化合物中的化合价为+4价C.某元素原子的最外层上电子数为6D.某元素原子的价层电子排布式为5s25p1√解析:A项只能说明该元素的L层有8个电子,无法确定其在周期表中的位置,不符合题意;仅通过化合价无法确定元素在周期表中的位置,B项不符合题意;根据最外层电子数只能确定族序数,无法确定周期数,C项不符合题意;D项可确定该元素在第五周期第ⅢA族,符合题意。4.已知某元素+3价离子的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d3,该元素在周期表中的位置正确的是(

)A.第三周期第ⅢB族,d区B.第三周期第ⅣB族,d区C.第四周期第ⅤB族,d区D.第四周期第ⅥB族,d区√解析:题给元素+3价离子的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d3,则该元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,该元素的最高能层为第四能层,所以是第四周期元素,价层电子排布式为3d54s1,所以是第ⅥB族元素,位于d区,选D。思维建模根据原子结构特征判断元素在元素周期表中的位置5.镁、锂在元素周期表中具有特殊“对角线”关系,它们的性质相似。下列有关锂的性质的叙述,不正确的是(

)A.Li2SO4能溶于水B.LiOH是易溶于水、受热不分解的强碱C.Li遇浓硫酸不产生“钝化”现象D.Li2CO3受热分解,生成Li2O和CO2√解析:对于Li及其化合物不熟悉,但是对于Mg及其化合物比较熟悉,故用类比的方法解答此题。本题选B。题点三对角线规则的应用『知识整合提升』学科素养测评原子结构与元素周期表存在着内在联系,按要求回答下列问题。(1)根据元素电子排布可以确定元素在周期表中的位置。①具有(n-1)d10ns2电子排布的元素位于周期表中第

族。

ⅡB解析:(1)①具有(n-1)d10ns2电子排布的元素位于周期表第ⅡB族。②基态金原子的价层电子排布式为5d106s1,试判断金元素在元素周期表中位于第

周期第

族。

六解析:②金元素基态原子的价层电子排布式为5d106s1,应位于第六周期第ⅠB族。ⅠB③已知某元素+2价离