原子结构与元素周期表-高二化学课件（人教版2019选择性必修2）2

人教版选择性必修2网科学【备课无忧】2021-2022学年高二化学同步优质课件人教版选择性必修2网科学第二节原子结构与元素的性质原子结构与元素周期表第一章原子结构与性质学习目标1.通过对元素周期表发展史的了解,认识科学家对元素周期表经历的探索过程,培养科学态度与社会责任的核心素养。2.通过对构造原理与元素周期表分区关系的分析,了解元素周期表是微观上原子核外电子排布的宏观表达方式,培养宏观辨识与微观探析的核心素养。1.熟知原子结构与元素周期表的关系，进一步熟悉元素周期表的结构。2.能够从原子结构的角度认识元素周期表中区的划分。原子核外的电子排布、原子轨道的能级与周期表之间有什么样的关系？阅读课本第18-22页，了解能级组与元素周期表的周期之间的对应关系，同一能级组和不同能级组间的能量关系。价电子的概念，主族元素和过渡元素的原子的价电子的组成，价电子的表示方法。原子核外的电子排布与周期表的周期划分的本质联系，周期与量子数n的关系。元素周期系和元素周期表(1)含义：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的重复。1.元素周期系碱金属原子序数周期电子排布式简化电子排布式稀有气体电子排布式Li3210NeNa11318ArK19436KrRb37554XeCs55686Rn1s22s1[He]2s1[Ne]3s1[Ar]4s1[Kr]5s1[Xe]6s11s22s22p63s11s22s22p63s23p64s11s22s22p63s23p63d104s24p65s24d105p66s11s22s22p63s23p63d104s24p65s11s22s22p61s22s22p63s23p61s22s22p63s23p63d104s24p61s22s22p63s23p63d104s24p65s14d105p61s22s22p63s23p63d104s24p65s14d105p66s24f145d106p6(4)特点：①各周期元素原子的核外电子排布重复出现从ns1到ns2np6(除第一周期)的周期性变化。

②元素周期表的周期不是单调的，每一周期里元素的数目并不一样多，而是随周期序数的递增逐渐增多；同时，金属元素的数目也逐渐增多。元素周期系周期性发展就像螺壳上的螺旋。(2)形成(3)原因：元素周期系的形成是由于元素的原子核外电子的排布发生周期性的重复。三张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结成两段。族分I～VIII和0族门捷列夫周期表短式周期表维尔纳的特长式周期表1905年，配位化学鼻祖维尔纳制作了一张周期表。维尔纳周期表是特长式周期表，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。玻尔元素周期表玻尔周期表中用方框框起原子新增加的电子是填入内层轨道的。玻尔周期表中用直线连接前后周期相关元素（同族元素），原因它们的价电子数相等科学探究1④元素周期表共有多少个纵列？周期表上元素的“外围电子排布”简称“价电子层”，这是由于这些能级上的电子数可在化学反应中发生变化。每个纵列的价电子层的电子总数是否相等？⑤元素周期表可分为哪些族？试写出各主族和副族元素原子的价层电子排布的通式。①元素周期表共有几个周期？周期序数与能层序数是否相等？每个周期各有多少种元素？②写出每个周期开头第一个元素和结尾元素的最外层电子的排布式通式。为什么第一周期结尾元素的电子排布跟其他周期不同？③为什么元素周期系中周期的发展不是单调的？试用构造原理加以解释。构造原理与元素周期表1．核外电子排布与周期的关系①周期所含元素数目＝相应能级组最多容纳的电子数。具体情况如下：周期外围电子排布对应能级组对应能级组电子最大容量周期中所含元素的数目ⅠA0一1s11s21s22二2s12s22p62s、2p88三3s13s23p63s、3p88四4s14s24p64s、3d、4p1818五5s15s25p65s、4d、5p1818六6s16s26p66s、4f、5d、6p3232七7s17s27p67s、5f、6d、7p3232根据构造原理得出的核外电子排布，可以解释元素周期系的基本结构②若以一个方格代表一种元素，每个周期排一个横行，并按s、p、d、f分段，左侧对齐。⑵原子核外电子排布与元素周期表中周期划分的本质联系⑶周期数与电子层数的关系周期数＝最外层电子所在轨道所处的。电子层数元素种数

阅读课本第18页，了解核外电子排布与周期表中族的内在联系；每个族中价电子排布的特点，元素周期表的分组。价电子：主族元素的价电子为该元素原子的最外层电子，如碱金属元素原子的价电子排布式为ns1。副族元素的价电子与其最外层电子和次外层电子有关，如铁元素原子的价电子排布式为3d64s2。【易错提醒】对价电子的错误认识(1)价电子不一定是最外层电子,只有主族元素的价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)元素的价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)同一族元素的价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族中部分元素的价电子排布也不相同。⑵特点一般来说，同族元素原子的价电子数目相同。⑴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。⑶规律①主族元素：主族元素族序数＝价电子数，价电子电子排布：ns1~2或ns2np1~5。2.核外电子排布与族的关系族序数ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA价电子构型ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5当主族元素失去全部价电子后，表现出该元素的最高正价(O、F除外)。②过渡元素：ⅠB~ⅡB族序数＝ns电子数，ⅢB~ⅦB族序数＝价电子数；价电子排布：(n－1)d1~10ns1~2。③稀有气体族序数价电子构型ⅢB(n－1)d1ns2ⅣB(n－1)d2ns2…………ⅦB(n－1)d5ns2Ⅷ(n－1)d6～9ns1～2(钯除外)ⅠB(n－1)d10ns1ⅡB(n－1)d10ns2稀有气体的价电子排布式为1s2或ns2np6。【典例1】某元素的原子序数为29，回答下列问题：(1)该元素原子的电子总数是________。(2)它有________个电子层，有________个能级。(3)它的价电子排布式是________。(4)它位于第________周期第________族。(5)它有________个未成对电子。【解析】【答案】(1)29

(2)4

7

(3)3d104s1

(4)四ⅠB

(5)1科学探究2①按电子排布，可把周期表里元素划分为s、p、d、f、ds5个区，其划分依据是什么？s、p、d、ds区分别有几个纵列？为什么s区（除H外）、d区、ds区的元素都是金属？③为什么在元素周期表中非金属主要集中在右上角三角区内？④处于非金属三角区边缘的元素常被称为半金属或准金属。为什么？②为什么副族元素又称为过渡元素？3.元素周期表的分区①按电子排布分区分区元素分布外围电子排布元素性质特点s区第ⅠA族、第ⅡA族ns1~2除氢外都是活泼金属元素p区第ⅢA族~ⅦA族、0族ns2np1~6(He除外)最外层电子参与成键(0族元素一般不考虑)d区第ⅢB族~ⅦB族、第Ⅷ族(n-1)d1~9ns1~2(Pd除外)次外层d能级中的电子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各区元素的价电子排布特点②按金属元素与非金属元素分区沿着周期表中硼、硅、砷、碲、砹与铝、锗、锑、钋之间画一条线，线的左边是金属元素（氢除外），线的右边是非金属元素。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）。【典例2】现有X、R、Y三种元素,其结构特点如下:(1)X原子在L层上只有一个空轨道,则X是_______________;其电子排布图为________。

(2)R原子的3p轨道上只有一个未成对电子,则R原子可能是________。

(3)Y原子的核电荷数为33,其外围电子排布为________,其在元素周期表中的位置是________,是属于________区的元素。

【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)核外电子排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪特规则。(2)电子层数=周期数,主族元素的价电子数=主族序数。【解析】X原子在L层上只有一个空轨道,则其电子排布式为1s22s22p2,是碳元素,其电子排布图为。R原子的3p轨道上只有一个未成对电子,则其原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5,则R原子可能为Al或Cl。Y原子的核电荷数为33,根据构造原理和核外电子排布规则可知,Y原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,在元素周期表中位于第4周期第ⅤA族,属于p区元素。答案:(1)C(或碳)

(2)Al或Cl(3)4s24p3第4周期第ⅤA族p【母题追问】(1)上题(1)中的元素在周期表中的哪个位置?提示:该元素为主族元素,为第2周期、第ⅣA族。(2)上题(2)题干改成“R原子的3p轨道上只有一个未成对电子且无空轨道”,则R是哪一种元素?提示:该元素为氯元素。【规律方法】(1)原子核外电子层数决定所在周期数:周期数=最大能层数(钯除外,46Pd:[Kr]4d10,最大能层数是4,但是Pd在第五周期)。(2)外围电子总数决定排布哪一族。如29Cu:3d104s1,10+1=11,尾数是1且有d轨道,所以是ⅠB族。(3)每周期起始元素和结束元素的价电子排布为ns1和ns2np6(第一周期为1s2)。【典例3】完成下列小题。(1)填表:原子电子排布式族周期区①1s22s22p63s2②[Kr]4d105s25p2③[Ar]3d14s2④[Ar]3d104s1(2)某元素原子共有3个价电子,其中一个价电子位于第三能层d轨道,试回答:①该元素核外电子排布式为________,价电子的电子排布图为________。

②该元素的原子序数为________,元素符号为________,在周期表中的位置为________,该元素是________(填“金属”或“非金属”)元素,最高正化合价为________价。

【解题指南】解答本题需要注意理解以下三个方面:(1)根据电子排布式或简化电子排布式判断元素所在周期或族。(2)根据元素原子最后一个电子排入的轨道判断元素所在的区。(3)金属元素和非金属元素在元素周期表中的分布。【解析】(1)①最后一个电子填充在s轨道,属于s区元素,为主族元素。族序数=ns电子数,即为2,在第三周期第ⅡA族。②最后一个电子填充在p轨道,属于p区元素,为主族元素。族序数=ns+np电子数,即2+2=4,在第五