2.2.1原子核核外电子排布的周期性 课件 高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修2

专题二

原子结构与元素性质第二单元

元素性质的递变规律2.2.1原子核外电子排布的周期性

元素周期表中区的划分核心素养目标宏观辨识与微观探析：能精准阐述原子核外电子排布的周期性规律，包括最外层电子数和外围电子排布的周期性变化细节，从原子结构层面深刻理解元素性质递变根源，准确剖析元素在周期表中的位置与电子排布关联，实现宏观周期表与微观电子结构的深度融合认知。精准剖析元素周期表不同区元素的电子排布特点及性质差异，明晰从金属到非金属的过渡规律，深度洞察元素性质递变趋势与电子结构变化的内在逻辑。证据推理与模型认知：依据原子核外电子排布规则及周期性变化证据，构建原子结构与元素周期表位置、性质的严密逻辑推导模型，熟练精准推导元素在周期表中的位置、族序数、化合价等关键信息，强化逻辑推理能力与模型应用能力。精准运用元素周期表分区模型及电子排布特征，准确预测未知元素（如119号元素）性质及周期元素数目，深度体会模型在化学认知与研究中的关键价值，提升基于模型的创新探索能力。教学重难点重点原子核外电子排布周期性规律的深度内涵及清晰表象，涵盖各周期电子层数、轨道类型、外围电子排布形式及数目的精准变化规律，助力学生系统构建元素周期律知识体系核心框架。元素周期表s、p、d、ds、f区的科学精准划分依据、核心特征及典型元素代表，包括各区元素外围电子排布通式、元素性质渐变规律及金属性与非金属性的过渡节点，强化学生对周期表结构与功能的深度理解。难点第四周期及后续周期过渡元素复杂多变的外围电子排布规律解析，包括(n-1)d与ns轨道电子填充顺序、能级交错对电子排布及元素性质影响机制，助力学生突破知识难点，深化对多电子原子结构复杂性的理性认识。元素周期表不同区元素性质差异根源剖析及金属性非金属性过渡本质阐释，如d区元素d轨道参与成键致使性质独特性、半金属元素边界性质微观成因，引导学生从电子结构微观视角深度诠释宏观性质渐变规律，提升知识整合与深度理解能力。课前导入请大家把目光聚焦于元素周期表，思索这样一个问题：表中元素的排列仅仅是随意拼凑，还是蕴含着某种深邃的内在逻辑呢？从氢元素起始，顺着周期表前行，元素的性质似有一条无形的丝线巧妙串联。为何锂、钠、钾等碱金属元素在化学反应中总是如此活泼，急切地奉献出最外层电子？又为何氟、氯、溴等卤族元素对电子有着强烈的“渴望”，以形成稳定结构为目标？这些元素性质的独特“个性”与它们原子结构中核外电子的排布究竟存在何种紧密的关联？带着这些饶有趣味的疑问，让我们一同踏入今天的知识殿堂——原子核外电子排布的周期性，去深度挖掘元素周期表背后隐匿的电子结构密码，领略化学世界中结构与性质完美契合的深邃之美，开启这场探秘之旅。元素周期表是如何被填满的？原子核外电子排布的周期性PART01填写下表：周期外围电子排布各周期增加的轨道类型元素数目ⅠA族0族最多可容纳的外围电子数11s11s221s222s12s22p682s、2p833s13s23p683s、3p844s14s24p684s、3d、4p1855s15s25p685s、4d、5p1866s16s26p686s、4f、5d、6p3277s17s27p687s、5f、6d、7p32观察分析上表，分析讨论核外电子排布的周期性变化规律。(1)最外层电子数目的变化除第1周期外，每隔一定数目的元素，元素原子的最外层电子数重复出现从1逐渐递增到8的变化。(2)外围电子排布的变化第2、3周期从左到右，元素原子的外围电子排布呈现从ns1到ns2np6的变化；从第4周期开始，从左到右，元素原子的外围电子排布呈现从ns1经过(n－1)d1～10ns1～2逐渐过渡到ns2np6。总结：核外电子排布的周期性变化规律：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(第1周期除外)。1.完成下列表格：第4周期过渡元素中族序数及外围电子排布式。周期表中列数族序数外围电子排布外围电子排布式3ⅢB(n－1)d1ns23d14s24ⅣB(n－1)d2ns23d24s25ⅤB(n－1)d3ns23d34s26ⅥB(n－1)d5ns13d54s17ⅦB(n－1)d5ns23d54s28～10Ⅷ(n－1)d6～8ns23d6～84s211ⅠB(n－1)d10ns13d104s112ⅡB(n－1)d10ns23d104s2思考讨论2.预言119号元素基态原子最外层电子排布；预言第8周期有多少种元素。思考讨论119号元素基态原子最外层电子排布为8s1；第8周期应有50种元素。3．同一族元素的外围电子排布一定相同吗？不一定，过渡元素中的镧系和锕系元素的外围电子排布不相同，在第Ⅷ族中部分元素的外围电子排布也不相同。归纳总结(1)外围电子排布和周期表的关系①原子的电子层数＝能级中最高电子层序数＝周期序数。②主族元素原子的外围电子数＝该元素在周期表中的主族序数。族序数ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA外围电子排布ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5归纳总结(2)外围电子排布与元素的最高正价①当主族元素失去全部外围电子后，表现出该元素的最高化合价，最高正价＝主族序数(O、F除外)。②第ⅢB～ⅦB族可失去ns和(n－1)d轨道上的全部电子，所以，最高正价＝族序数。③第Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的部分(n－1)d电子，所以最高正价低于族序数(8)，只有Ru和Os可表现正八价。④第ⅠB族可失去ns1电子和部分(n－1)d电子，所以第ⅠB族的族序数＜最高正价，第ⅡB族只失去ns2电子，第ⅡB族的族序数＝最高正价。(3)对外围电子认识的误区提醒①外围电子不一定是最外层电子，只有主族元素的外围电子才是最外层电子。对于过渡元素还包括部分内层电子。②元素的外围电子数不一定等于其所在族的族序数，这只对主族元素成立，部分过渡元素是不成立的。③同一族元素的外围电子排布不一定相同，如过渡元素中的镧系元素和锕系元素就不相同，在第Ⅷ族中部分元素的外围电子排布也不相同。像第

Ⅷ

族的铁（Fe），其外围电子排布为3d⁶4s²，外围电子数为8，但族序数是8，并非简单对应。归纳总结典例解析若某原子的外围电子排布式为4d15s2，则下列说法正确的是(

)A．该元素位于周期表中第5周期ⅢB族B．该元素原子外围电子数为2C．该元素为非金属元素D．该元素原子N电子层共有8个电子【解析】该原子的外围电子排布式为4d15s2，该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2，该元素位于周期表中第5周期ⅢB族，故A正确；该原子的外围电子排布式为4d15s2，所以该元素原子外围电子数为3，故B错误；该元素是金属元素，故C错误；第N电子层的电子排布为4s24p64d1，共有9个电子，故D错误。A元素周期表中区的划分PART02根据核外电子的排布分区（1）按电子排布式中最后填入电子的能级符号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(n－1)d轨道而后再填充ns轨道而得名ds区。5个区的位置关系如图所示。根据核外电子的排布分区（2）各区元素的外围电子排布特点分区元素分布外围电子排布元素性质特点s区ⅠA族、ⅡA族ns1～2除氢元素外都是较活泼的金属元素p区ⅢA～ⅦA族、0族ns2np1～6除惰性气体外，最外层电子参与反应d区ⅢB～ⅦB族、Ⅷ族(n－1)d1～9ns1～2d轨道不同程度地参与化学键的形成ds区ⅠB族、ⅡB族(n－1)d10ns1～2金属元素根据元素的金属性和非金属性分区金属元素、非金属元素在元素周期表中的位置沿着元素周期表中硼、硅、砷、碲、砹

、与铝、镨、锑钋、拉之间画一条线,线的左边是金属元素(氢除外)线的右边是非金属元素。非金属元素主要集中在元素周期表右上角的三角区内。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)。金属与非金属交界处元素的性质特点课外扩展——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的有些性质是相似的,这种相似性被称为对角线规则,如图所示。以锂和镁的相似性为例：①在氧气中燃烧生成氧化物，而其他碱金属则易生成过氧化物、超氧化物；②能直接与氮作用，生成氮化物Li3N、Mg3N2，而其他碱金属不与氮直接反应；③氟化物、碳酸盐、磷酸盐都难溶于水，而其他碱金属的相应盐易溶于水等。典例解析下列说法正确的是(

)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．元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素D．基态原子的p能级上半充满的元素不一定位于p区【解析】s区除H外均为金属元素，A项错误；He、Zn等虽然最外层电子数为2，但却不是s区元素，B项错误；元素周期表中第ⅢB族～第ⅡB族为过渡元素，全部为金属元素，C项正确。C课堂小结PART03元素周期表的分区原子核外电子的排布规律21原子核外电子排布的周期性外围电子排布的变化最外层电子数目的变化元素的分区各区元素的电子排布特点核外电子排布的周期性规律原子核外电子排布与周期表的关系课堂练习PART041．下列叙述正确的是(

)A．除0族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数B．除短周期外，其他周期均有18种元素C．副族元素中没有非金属元素D．碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素C2．下面元素周期表中全部是金属元素的区域为(

)A．只有s区

B．只有d区C．s区、d区和ds区

D．d区和ds区D3．闪烁着银白色光泽的金属钛(22Ti)因具有密度小、强度大、无磁性等优良的机械性能，被广泛地应用于军事、医学等领域，号称“崛起的第三金属”。已知钛有48Ti、49Ti、50Ti等同位素，下列关于金属钛的叙述不正确的是(

)A．上述钛原子中，中子数不可能为22B．钛元