《高中化學(xué) 1.2.1 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表課件 新人教版選修3 .ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中化學(xué) 1.2.1 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表課件 新人教版選修3 .ppt（51頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第二節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì) 第1課時(shí) 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表,一、元素周期系 1.堿金屬元素基態(tài)原子的核外電子排布：,1s22s22p63s1,[Ne]3s1,1s22s22p63s23p64s1,[Ar]4s1,1s22s22p63s23p63d104s24p65s1,[Kr]5s1,1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1,[Xe]6s1,2.稀有氣體元素基態(tài)原子的核外電子排布：,1s22s22p6,1s22s22p63s23p6,1s22s22p63s23p63d104s24p6,1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6,1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s2,5p65d106s26p6,3.周期系的形成： (1)隨著元素原子核電荷數(shù)的遞增，每到出現(xiàn)_______，就開 始建立一個(gè)新的電子層，隨后最外層上的電子逐漸增多，最 后達(dá)到8個(gè)電子，出現(xiàn)_________；然后又開始由_______到 _________，循環(huán)往復(fù)形成了_______。 (2)元素形成周期系的根本原因是_______________________ 發(fā)生周期性的重復(fù)。,堿金屬,稀有氣體,堿金屬,稀有氣體,周期系,元素的原子核外電子排布,二、元素周期表 1.結(jié)構(gòu)：,2.周期、族與分區(qū)： (1)周期：具有相同的_________的元素按照原子序數(shù)_____ 的順序排列成一橫行。,電子層數(shù),遞增,ⅠA,0,ns1,ns2np6,(2)族：周期表中，有___個(gè)縱列，除_________三個(gè)縱列叫 第Ⅷ族，其余15個(gè)縱列每一個(gè)縱列標(biāo)作一個(gè)族。,18,8、9、10,(3)元素周期表的分區(qū)：按電子排布，可把元素周期表中元素 分為s、p、d、ds、f區(qū)。 ①s區(qū)：包括_________族元素，價(jià)電子排布式為_____，最后 一個(gè)電子填在___能級上，除氫元素外均屬于活潑金屬，為堿 金屬和堿土金屬； ②d區(qū)：包括________族元素，價(jià)電子排布式為______________ (鈀除外)，最后一個(gè)電子填在_______能級上，為過渡金屬；,ⅠA、ⅡA,ns1～2,ns,ⅢB～Ⅷ,(n-1)d1～9ns1～2,(n-1)d,③ds區(qū)：包括_________族元素，價(jià)電子排布式為 _____________，(n-1)d全充滿，最后的電子填在___能級 上，為過渡金屬(d區(qū)和ds區(qū)金屬均為過渡金屬)； ④p區(qū)：包括______________族元素，價(jià)電子排布式為 ________，最后一個(gè)電子填在___能級上，為非金屬和少數(shù) 金屬； ⑤f區(qū)：包括___________元素，價(jià)電子排布式為 (n-2)f0～14(n-1)d0～2ns2，稱為內(nèi)過渡元素或內(nèi)過渡系。,ⅠB、ⅡB,(n-1)d10ns1～2,ns,ⅢA～ⅦA以及0,ns2np1～6,np,鑭系和錒系,1.辨析下列說法的正誤： (1)直接由原子的核外電子排布確定元素所在的周期。( ) 分析：例如46號元素電子排布為4d10，最大能層為4，但是在第5周期。,×,(2)價(jià)電子數(shù)等于族序數(shù)。 ( ) 分析：對于主族元素，價(jià)電子數(shù)等于族序數(shù)，而對于過渡元素而言，價(jià)電子數(shù)不一定等于族序數(shù)，當(dāng)價(jià)電子數(shù)大于7而小于等于10時(shí)，即第Ⅷ族，而對于(n-1)d+ns的電子數(shù)大于10，族序數(shù)就等于ns電子數(shù)。,×,(3)非金屬元素都分布在p區(qū)。 ( ) 分析：非金屬元素分布在s區(qū)(氫元素)和p區(qū)。 (4)外圍電子數(shù)目決定元素所在的族。 ( ) 分析：外圍電子數(shù)決定元素所在的縱列數(shù)，根據(jù)縱列數(shù)進(jìn)而確定元素所在的族序數(shù)。,×,√,2.某周期ⅡA族元素的原子序數(shù)為x，則同周期的ⅢA族元素的原子序數(shù)是 ( ) A.只有x+1 B.可能是x+8或x+18 C.可能是x+2 D.可能是x+1或x+11或x+25,【解析】選D。ⅡA族元素與ⅢA族元素原子序數(shù)差值：短周期同周期差1，第4、5周期差11(有過渡元素)，第6、7周期差25(有鑭系元素和錒系元素)，所以答案為D。,3.根據(jù)電子排布特點(diǎn)，銅元素在周期表中屬于 ( ) A.s區(qū) B.p區(qū) C.d區(qū) D.ds區(qū) 【解析】選D。銅為29號元素，屬于第ⅠB族元素，為ds區(qū)元素。,4.下列說法中錯(cuò)誤的是 ( ) A.d區(qū)和ds區(qū)元素既有金屬元素也有非金屬元素 B.元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10個(gè)縱列的元素都是金屬元素 C.除氦以外的稀有氣體原子的最外層電子數(shù)都是8 D.同一元素的各種同位素的化學(xué)性質(zhì)一定相同 【解析】選A。d區(qū)和ds區(qū)元素全部為金屬元素，所以A錯(cuò)誤。,5.俄美科學(xué)家聯(lián)合小組合成出114號元素的一種同位素，該同位素原子的質(zhì)量數(shù)為298。以下敘述不正確的是 ( ) A.該元素屬于第7周期 B.該元素位于第ⅢA族 C.該元素為金屬元素，其性質(zhì)與82Pb相似 D.該同位素原子含有114個(gè)電子，184個(gè)中子,【解析】選B。該元素的質(zhì)量數(shù)為298，質(zhì)子數(shù)為114，所以中子數(shù)為184，電子數(shù)為114，是第7周期第ⅣA族的金屬元素，其性質(zhì)與鉛元素相似。,6.下面元素周期表中全部是金屬元素的區(qū)域?yàn)?( ) A.只有s區(qū) B.只有d區(qū) C.s區(qū)、d區(qū)和ds區(qū) D.d區(qū)和ds區(qū) 【解析】選D。s區(qū)中的H不是金屬元素，過渡元素(d區(qū)和ds區(qū))全部是金屬元素。,一、原子結(jié)構(gòu)與元素位置的關(guān)系 1.核外電子排布與周期的劃分： (1)每一周期元素原子的外圍電子排布和元素種數(shù)。,(2)核外電子排布與周期劃分的關(guān)系。 ①根據(jù)構(gòu)造原理，將能量相近的能級分為一組，按能量由低到高可分為七個(gè)能級組，同一能級組內(nèi)，各能級能量相差較小，各能級組之間能量相差較大。 ②每一能級組對應(yīng)一個(gè)周期，且該能級組中最大的能層序數(shù)等于元素的周期序數(shù)。,2.核外電子排布與族的劃分：族的劃分依據(jù)是原子的價(jià)層電 子排布。 (1)同主族元素原子的價(jià)層電子排布完全相同，價(jià)電子全部排 布在ns或nsnp軌道上，價(jià)電子數(shù)與族序數(shù)相同。 (2)稀有氣體的價(jià)電子排布為1s2或ns2np6。 (3)過渡元素(副族和第Ⅷ族)同一縱列原子的價(jià)層電子排布基 本相同(鑭系、錒系元素除外)。價(jià)電子排布為(n-1)d1～10ns1～2， ⅢB～ⅦB族元素的價(jià)電子數(shù)與族序數(shù)相同。,【點(diǎn)撥】 原子核外電子排布與元素周期表中位置的關(guān)系 (1)由原子核外電子排布確定元素原子所在的位置。 最大能層序數(shù)為周期序數(shù)； 外圍電子數(shù)目決定族序數(shù)。 (2)元素所在位置確定元素原子核外電子排布。 元素所在的位置(周期、族)，確定原子序數(shù)(即核外電子數(shù)目)，根據(jù)構(gòu)造原理確定核外電子排布。,(3)在相互推導(dǎo)中特別注意特殊性的應(yīng)用。 ①核外電子排布是半滿、全滿和全空時(shí)能量最低。 ②特別注意ⅠB族和ⅡB族以及第Ⅷ族元素外圍電子數(shù)不等于族序數(shù)，而等于縱列數(shù)。,【微思考】 (1)元素周期表中共有七個(gè)周期，每一個(gè)周期開頭第一個(gè)元素和最后一個(gè)元素的最外層電子排布式是否相同？ 提示：不同，因?yàn)榈?周期只排布s電子層，所以電子數(shù)ns1變?yōu)閚s2就達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，而其余的均符合ns1到ns2np6的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。,(2)元素周期表共有18列，周期表中元素的外圍電子簡稱“價(jià)電子”，化合價(jià)與最外層電子總數(shù)什么關(guān)系？它們的化學(xué)性質(zhì)有何聯(lián)系？,提示：對于主族元素，價(jià)電子數(shù)就等于最外層電子數(shù)，也等于元素的最高正價(jià)(O、F除外)；對于副族元素，外圍電子不僅包括最外層電子，還包括部分內(nèi)層電子，所以價(jià)電子層有兩個(gè)甚至多個(gè)能級，價(jià)電子數(shù)等于外圍電子數(shù)，也等于最高正價(jià)(有例外，即ⅠB、ⅡB和Ⅷ族元素的外圍電子數(shù)等于縱列數(shù)而不等于最高正價(jià))；化學(xué)性質(zhì)與價(jià)電子數(shù)相關(guān)(主族元素是最外層電子數(shù)，過渡元素為外圍電子中的價(jià)電子數(shù))。,【典題訓(xùn)練】(2014·聊城高二檢測)X、Y、Z是3種短周期元素，其中X、Y位于同一主族，Y、Z位于同一周期，X原子的最大能層的電子數(shù)是能層數(shù)的3倍，Z原子的核外電子數(shù)比Y原子少1。下列說法不正確的是 ( ) A.三種元素都處于p區(qū) B.Y元素的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式可表示為H2YO4 C.X、Y、Z的氣態(tài)氫化物在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的狀態(tài)相同 D.原子半徑由大到小排列順序?yàn)閆YX,【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下3點(diǎn)： (1)由核外電子排布推導(dǎo)元素在周期表中的位置。 (2)元素分區(qū)與核外電子的關(guān)系。 (3)元素周期表中的規(guī)律變化。,【解析】選C。X、Y、Z都是短周期元素，X原子的最大能層電子數(shù)是能層數(shù)的3倍，則X有2個(gè)電子層，最外層電子數(shù)為6，故X為氧元素；X、Y位于同一主族，故Y為硫元素；Y、Z位于同一周期，Z原子的核外電子數(shù)比Y原子少1，故Z為磷元素。所以三種元素都處于p區(qū)，故A正確；Y為硫元素，最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式可表示為H2SO4，故B正確；氫化物分別為H2O、H2S、PH3，其中只有H2O標(biāo)準(zhǔn)狀況下不是氣態(tài)，其余為氣態(tài)，故C錯(cuò)誤；同周期自左而右原子半徑減小，同主族自上而下原子半徑增大，所以原子半徑PSO，即ZYX，故D正確。,【方法規(guī)律】元素位置和結(jié)構(gòu)的互推方法 1.原子結(jié)構(gòu)和元素在周期表中的位置的互推： (1)電子層數(shù)=周期數(shù)。 (2)主族元素的最外層電子數(shù)=族序數(shù)。 (3)主族元素的最高正價(jià)(O、F除外)=族序數(shù)=8-|最低負(fù)價(jià)|。 2.依據(jù)元素的原子序數(shù)推斷元素在周期表中的位置：依據(jù)核外每個(gè)電子層最多排布電子規(guī)律、每個(gè)周期元素種數(shù)，推出稀有氣體的原子序數(shù)，結(jié)合周期表中各縱行的排列規(guī)律，確定未知元素所在的周期及族。,【變式訓(xùn)練】(2014·綿陽高二檢測)以下是一些元素原子的外圍電子排布，其中屬于主族元素的是 ( ) A.4f126s2 B.3d64s2 C.4s24p6 D.5s2,【解析】選D。主族元素的外圍電子排布為nsy(y為1～2)或ns2npx(x為1～5)。外圍電子排布為4f126s2，為鑭系元素，屬于副族元素，故A不符合；外圍電子排布為3d64s2，為Ⅷ族元素，屬于過渡元素，故B不符合；外圍電子排布為4s24p6，為0族元素，故C不符合；外圍電子排布為5s2，處于ⅡA族，屬于主族元素，故D符合。,【加固訓(xùn)練】(2014·泰安高二檢測)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表存在著內(nèi)在聯(lián)系。根據(jù)已學(xué)原子結(jié)構(gòu)及晶體知識，請回答下列問題： (1)具有(n-1)d10ns2電子構(gòu)型的元素位于周期表中 族。 (2)被譽(yù)為“21世紀(jì)的金屬”的鈦(Ti)元素原子的價(jià)電子排布式為 。,(3)寫出鋁元素原子的核外電子排布式 。 (4)寫出3p軌道上有2個(gè)未成對電子的元素的符號： 。 (5)請寫出鉻元素基態(tài)原子的核外電子排布式： 。,【解析】具有(n-1)d10ns2電子構(gòu)型的元素為ds區(qū)的第ⅡB族；鈦元素為22號元素，所以價(jià)電子排布為3d24s2；金屬鋁為13號元素，則電子排布式為1s22s22p63s23p1；3p軌道上有兩個(gè)未成對電子，則一定為第3周期元素，由于有兩個(gè)未成對電子，則可能只有兩個(gè)p電子，或者有四個(gè)p電子，即為Si或S；鉻元素(24號)基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1。 答案：(1)ⅡB (2)3d24s2 (3)1s22s22p63s23p1 (4)Si(或S) (5)1s22s22p63s23p63d54s1,二、元素周期表的分區(qū) 1.周期表的分區(qū)：按電子排布，可把元素周期表分為5個(gè)區(qū)：s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)、f區(qū)。,2.金屬和非金屬元素的劃分：,3.元素周期表結(jié)構(gòu)記憶口訣：七橫十八縱、三短加四長，七主分兩邊，七副中間站，零族排末尾，八族括三縱；鑭錒單獨(dú)列，每系占一格。 4.元素周期表中族和分區(qū)的關(guān)系： (1)主族：s區(qū)和p區(qū)。(ns+np)的電子數(shù)=族序數(shù)。 (2)0族：p區(qū)。(ns+np)的電子數(shù)=8(或2)。,(3)副族：d區(qū)+ds區(qū)+f區(qū)。 ①d區(qū)中[(n-1)d+ns]的電子數(shù)=族序數(shù)(第Ⅷ族部分元素除外)。 ②當(dāng)8≤[(n-1)d+ns]的電子數(shù)≤10時(shí)，則為第Ⅷ族元素。 ③ds區(qū)中(n-1)d全充滿，ns的電子數(shù)=族序數(shù)。,【警示】 價(jià)電子數(shù)≠外圍電子數(shù) (1)主族元素：族序數(shù)=原子的最外層電子數(shù)=價(jià)電子數(shù)。 (2)副族元素：大多數(shù)族序數(shù)=(n-1)d+ns的電子數(shù)=價(jià)電子數(shù)。 而在d區(qū)的第Ⅷ族和ds區(qū)中，外圍電子數(shù)目等于縱列數(shù)，不等于價(jià)電子數(shù)。 (3)0族元素，外圍電子數(shù)：He為1s2，其他稀有氣體為ns2np6，價(jià)電子數(shù)為0。,【微思考】 為什么s區(qū)(除氫外)、d區(qū)和ds區(qū)的元素都是金屬元素？ 提示：s區(qū)有2個(gè)縱列(1和2)，d區(qū)有8個(gè)縱列，ds區(qū)有2個(gè)縱列，從元素價(jià)電子層結(jié)構(gòu)可以看出：s區(qū)、d區(qū)和ds區(qū)在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)容易失去最外層電子及倒數(shù)第二層的d電子，呈現(xiàn)金屬性，所以s區(qū)(除氫外)、d區(qū)和ds區(qū)的元素都是金屬元素。,【典題訓(xùn)練】(2014·西安高二檢測)在研究原子核外電子排布與元素周期表的關(guān)系時(shí)，人們發(fā)現(xiàn)價(jià)電子排布相似的元素集中在一起。據(jù)此，人們將元素周期表分為五個(gè)區(qū)，并以最后填入電子的能級符號作為該區(qū)的符號，如圖所示。,(1)在s區(qū)中，族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素，原子的價(jià)電子的電子云形狀為 。 (2)在d區(qū)中，族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素，常見離子的電子排布式為 ，其中較穩(wěn)定的是 。 (3)在ds區(qū)中，族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素，原子的價(jià)電子排布式為 。,(4)在p區(qū)中，第2周期第ⅤA族元素原子的價(jià)電子排布圖為 。 (5)當(dāng)今常用于核能開發(fā)的元素是鈾和钚，它們在 區(qū)中。,【解析】(1)s區(qū)為ⅠA族、ⅡA族，符合條件的元素為Be，其電子排布式為1s22s2，價(jià)電子的電子云形狀為球形。 (2)d區(qū)為ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族，族序數(shù)最大且原子序數(shù)最小的為Fe，常見離子為Fe2+、Fe3+，電子排布式為1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5，由離子的電子排布式可知Fe3+的3d軌道“半滿”，其穩(wěn)定性大于Fe2+。,(3)ds區(qū)符合條件的為Zn，其電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2，價(jià)電子排布式為3d104s2。 (4)該題中符合題意的為N，電子排布圖為(5)鈾和钚均為錒系元素，位于f區(qū)。 答案：(1)球形 (2)Fe2+：1s22s22p63s23p63d6， Fe3+：1s22s22p63s23p63d5 Fe3+ (3)3d104s2 (4) (5)f,【互動(dòng)探究】 (1)p區(qū)共有幾個(gè)縱列？所有元素都有p電子嗎？ 提示：p區(qū)共有6個(gè)縱列(13～18)，其中氦元素只有2個(gè)1s電子，無p電子。 (2)d區(qū)中原子序數(shù)最小的、價(jià)電子層的軌道都處于半滿狀態(tài)的是哪種元素？ 提示：24號鉻元素。價(jià)電子排布為3d54s1。,【變式訓(xùn)練】某元素簡化電子排布式為[Xe]4f46s2，其應(yīng)在 ( ) A.s區(qū) B.p區(qū) C.d區(qū) D.f區(qū) 【解析】選D。元素在周期表中的分區(qū)，取決于元素原子的最后一個(gè)電子所進(jìn)入的能級，因最后一個(gè)電子進(jìn)入f能級，所以該元素為f區(qū)元素。,