1、第第1 1课时课时 原子结构与元素周期表原子结构与元素周期表 素养 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。 学习目标 课前自主学习 知识铺垫 必备知识 正误判断 1.原子核外电子排布遵循构造原理,电子从低能级向高能级进行填 充。 2.元素周期表有七个周期,其中第一、二、三周期是短周期,第 四、五、六、七周期是长周期。 3.元素周期表中有18列,分为16个族,主族有7个,副族有7个,
2、一个0族 和一个族。 课前自主学习 知识铺垫 必备知识 正误判断 1.元素周期律、元素周期系和元素周期表 (1)原子序数=核电荷数=质子数=原子的核外电子数。 (2)元素性质随着原子序数的递增发生周期性的变化,称之为元素周 期律。 (3)按原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系。 (4)元素周期表是呈现元素周期系的表格。第一张元素周期表是由 门捷列夫制作的。 课前自主学习 知识铺垫 必备知识 正误判断 2.构造原理与元素周期表 (1)根据构造原理,除第一周期外,其余周期总是从ns能级开始,以np 能级结束,递增的核电荷数(或电子数)等于该周期的元素数。 (2)周期和族。 课前自主学习 知识铺
3、垫 必备知识 正误判断 周期:把具有相同电子层数的元素,按照原子序数递增的顺序排 列成横行,每一个横行称为一个周期。 课前自主学习 知识铺垫 必备知识 正误判断 族:周期表中,有18个纵列,8、9、10三个纵列叫第族,其余15个 纵列每一个纵列标作一个族。 课前自主学习 知识铺垫 必备知识 正误判断 (3)分区: 根据核外电子排布,可把周期表里的元素划分成5个区:s区、p区、 d区、ds区、f区。除ds区外,区的名称来自按构造原理最后填入电子 的能级的符号。 根据元素的金属性和非金属性,划分为金属元素区(周期表左下方) 和非金属元素区(周期表右上方)。 (4)对角线规则 某些主族元素与右下方的
4、主族元素的某些性质是相似的,这种相似 性称之为对角线规则。如Li和Mg在过量的氧气中燃烧生成正常氧 化物,而不是过氧化物。 【微思考】某元素的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,据此判断 该元素在周期表中的位置,并指出属于周期表中的哪一区元素? 提示:第四周期第B族;位于ds区。 课前自主学习 知识铺垫 必备知识 正误判断 1.周期序数越大,该周期所含金属元素越多。 ( ) 2.非金属元素都分布在p区。( ) 3.外围电子数目决定元素所在的族。( ) 4.价电子排布式为3d84s2的元素属于s区。( ) 5.处于非金属三角区边缘的元素可称为半金属或类金属。( ) 答案:1
5、. 2. 3. 4. 5. 课堂深度探究 探究1 探究2 素养脉络 随堂检测 核外电子排布与元素周期表的关系核外电子排布与元素周期表的关系 问题探究 元素周期系周期性发展就像螺壳上的螺旋 课堂深度探究 探究1 探究2 素养脉络 随堂检测 (1)外围电子排布为5s25p1的元素,在元素周期表中处于什么位置?据 此分析元素的外围电子排布与元素在周期表中的位置有何关系? 提示:该元素位于第五周期第A族。元素能级中最高能层序数= 周期序数,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。 (2)某元素位于周期表中第四周期A族,你能否据此写出该元素的 价电子排布式和电子排布式? 提示:该元素的价
6、电子排布式为4s24p3;电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p3。 (3)原子序数136的某元素基态原子的最外层电子排布式为ns2,该 元素可能属于哪一族? 提示:0族(He)、A族、B族、B族、B族、B族、B族、 族。 课堂深度探究 探究1 探究2 素养脉络 随堂检测 深化拓展 1.核外电子排布与周期的划分 (1)每一周期元素原子的外围电子排布与元素种类。 周 期 外围电子排布 各周期增 加的能级 元素 种类 第A族 0族 最外层最多容纳电子数 一 1s1 1s2 2 1s 2 二 2s1 2s22p6 8 2s、2p 8 三 3s1 3s23p6 8 3s、3p
7、8 四 4s1 4s24p6 8 4s、3d、4p 18 五 5s1 5s25p6 8 5s、4d、5p 18 六 6s1 6s26p6 8 6s、4f、5d、 6p 32 七 7s1 7s27p6 8 7s、5f、6d、 7p 32 课堂深度探究 探究1 探究2 素养脉络 随堂检测 (2)核外电子排布与周期划分的关系。 根据构造原理,将能量相近的能级分为一组,按能量由低到高可 分为7个能级组,同一能级组内,各能级能量相差较小,各能级组之间 能量相差较大。 每一个能级组对应一个周期,且该能级组中最高的能级对应的能 层数等于元素的周期序数。 课堂深度探究 探究1 探究2 素养脉络 随堂检测 2.
8、核外电子排布与族的关系 (1)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(镧系、锕系元素还与次次外层的f电子有关)。如铁元 素的价电子排布式为3d64s2。 课堂深度探究 探究1 探究2 素养脉络 随堂检测 (2)主族元素。 主族元素的族序数=原子的最外层电子数。同主族元素原子的价 电子排布相同,价电子全部排布在ns或nsnp能级上(如下表所示)。 当主族元素原子的价电子全部失去或偏离时,表现出该元素的最高 正价(O、F除外)。 (3)稀有气体元素的价电子排布为ns2np6(He为1s2)。 主族
9、序数 A A A A A A A 价电子 构型 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 课堂深度探究 探究1 探究2 素养脉络 随堂检测 (4)过渡元素(副族和第族)同一纵列原子的价电子排布基本相 同(如下表所示)。 第B族B族可失去ns和(n-1)d能级上的全部电子,所以,最高正 价数=族序数。 第族可失去最外层的s电子和次外层的部分(n-1)d电子,其最高 正价一般低于族序数(8),只有Ru和Os可表现出+8价。 第B族可失去ns电子和部分(n-1)d电子,所以第B族的族数最 高正价,第B族只失去ns2电子,第B族的族序数=其最高正价。 族序数
10、 B B B 价电子构型 (n-1)d1ns2 (n-1)d2ns2 (n-1)d5ns2 族序数 B B 价电子构型 (n-1)d68ns2 (n-1)d10ns1 (n-1)d10ns2 课堂深度探究 探究1 探究2 素养脉络 随堂检测 素能应用 典例1下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的 叙述中,正确的是( ) A.原子价电子排布为ns2np16的元素一定是主族元素 B.基态原子最外电子层的p能级上有5个电子的元素一定是第A 族元素 C.原子的价电子排布为(n-1)d68ns2的元素一定位于第BB族 D.基态原子N能层上只有1个电子的元素一定是主族元素 答案:B 课堂深度探
11、究 探究1 探究2 素养脉络 随堂检测 解析:除He外,0族元素原子的价电子排布均为ns2np6,0族元素不是 主族元素;基态原子最外电子层的p能级上有5个电子,即价电子排 布为ns2np5,该元素一定处于第A族;原子的价电子排布为(n- 1)d68ns2的元素处于第族;基态原子N能层上只有1个电子的元素, 除主族元素K外,还有过渡金属元素Cu、Cr。 规律总结 已知某元素原子的外围电子排布,可推断该元素在周期 表中的具体位置。依据最大能层数确定所在周期序数;依据外围电 子数确定所在族序数。(1)对于主族元素,原子的最大能层数等于周 期序数,价电子数等于主族序数;(2)第BB族,原子的价电子数
12、 等于族序数;(3)第B、B族要根据ns能级上的电子数来划分。 课堂深度探究 探究1 探究2 素养脉络 随堂检测 变式训练1外围电子构型为3d104s1的元素在周期表中位于( ) A.第五周期第B族 B.第五周期第B族 C.第四周期第B族 D.第四周期第B族 答案:D 解析:该元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1, 根据电子排布式可知,该原子有4个能层,所以位于第四周期;其价电 子排布式为3d104s1,属于第B族元素,所以该元素位于第四周期第 B族,故选D。 课堂深度探究 探究1 探究2 素养脉络 随堂检测 元素周期表的分区元素周期表的分区 问题探究 根
13、据元素原子的核外电子排布对元素周期表分区 (1)在s区中,族序数最大、原子序数最小的元素是什么元素?该元素 原子价电子的电子云什么形状? 提示:s区包括第A族、第A族,符合条件的元素为Be,其电子排 布式为1s22s2,价电子的电子云形状为球形。 课堂深度探究 探究1 探究2 素养脉络 随堂检测 (2)Fe元素处于周期表中的哪个区?写出Fe2+、Fe3+的电子排布式;这 两种离子哪一种更稳定?为什么? 提示:Fe位于元素周期表中的d区,常见离子为Fe2+、Fe3+,电子排布 式分别为1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5,由离子的电子排 布式可知Fe3+的3
14、d能级“半充满”,其稳定性强于Fe2+。 (3)某元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,据此判断该 元素位于周期表中的哪一区?是何种元素? 提示:该元素位于元素周期表中的ds区;元素名称为锌,元素符号为 Zn。 课堂深度探究 探究1 探究2 素养脉络 随堂检测 深化拓展 1.根据元素的性质,对元素周期表分区 根据元素的性质(金属性和非金属性),将元素周期表分为金属元素 区和非金属元素区,如下图所示: 课堂深度探究 探究1 探究2 素养脉络 随堂检测 2.根据原子核外电子排布,对元素周期表分区 (1)根据元素周期表中元素原子的外围电子排布,划分为五个区,即s 区、p
15、区、d区、ds区和f区,具体如下图所示: 课堂深度探究 探究1 探究2 素养脉络 随堂检测 (2)各区内元素分布及原子结构特点。 分区 元素分布 外围电子排布 元素性质特点 s区 第A族、第A族 ns12 除氢外都是活泼金属 元素 p区 第A族A族、0族 ns2np16 (He除外) 最外层电子参与成键 (0族元素一般不考虑) d区 第B族 B族、第族 (n-1)d19ns12 (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B族、第B族 (n-1)d10ns12 金属元素 f区 镧系、锕系 (n-2)f014 (n-1)d02ns2 镧系元素化学性质相 近;锕系元
16、素化学性 质相近 课堂深度探究 探究1 探究2 素养脉络 随堂检测 素能应用 典例2已知某元素基态原子的价电子排布为(n-1)dansb(a、b均为大 于0的正整数),下列有关说法正确的是( ) A.该元素一定位于元素周期表中的d区 B.该元素一定位于元素周期表中的ds区 C.该元素的族序数为a+b D.该元素一定为金属元素 答案:D 解析:该元素基态原子的价电子排布为(n-1)dansb,该元素为过渡元 素,该元素可能位于周期表中的d区或ds区。若该元素处于第 BB族,原子的价电子数等于族序数,即族序数为a+b,否则不存 在这一关系。 课堂深度探究 探究1 探究2 素养脉络 随堂检测 规律总
17、结 解答与元素周期表分区相关的问题时,要特别注意:(1)主 族元素的最外层电子即为外围电子(价电子),过渡元素的外围电子 一般包括最外层的s电子和次外层的d电子,有的还包括倒数第三层 的f电子;(2)s区元素原子的价电子特征排布为ns12,价电子数等于主 族序数;(3)p区元素原子的价电子特征排布为ns2np16(He除外),价电 子总数等于主族序数(0族除外);(4)s区(H除外)、d区、ds区和f区都 是金属元素。 课堂深度探究 探究1 探究2 素养脉络 随堂检测 变式训练2下列各组元素都属于p区的是( ) A.原子序数为1、2、7的元素 B.O、S、P C.Fe、Ar、Cl D.Na、L
18、i、Mg 答案:B 解析:A项中的氢元素及D项中的Na、Li、Mg均属于s区,C项中的 Fe属于d区。 课堂深度探究 探究1 探究2 素养脉络 随堂检测 课堂深度探究 探究1 探究2 素养脉络 随堂检测 1.根据核外电子排布特点,铜元素在元素周期表中属于( ) A.s区 B.p区 C.d区 D.ds区 答案:D 2.按核外电子层结构,可把周期表里的元素划分成5个区,以下元素 属于s区的是( ) A.Fe B.Mg C.As D.Cu 答案:B 解析:最外层只有12个s电子,次外层无d电子,价电子排布为 ns12(包括A、A族)的元素属于s区元素,只有Mg符合。 课堂深度探究 探究1 探究2 素
19、养脉络 随堂检测 3.(双选)下面元素周期表中全部是金属元素的区域为( ) A.s区 B.p区 C.d区 D.ds区 答案:CD 课堂深度探究 探究1 探究2 素养脉络 随堂检测 4.某元素R基态原子的价电子排布为5s25p1,则R元素在元素周期表 中的位置是( ) A.第四周期第A族 B.第五周期第A族 C.第五周期第A族 D.第四周期第A族 答案:B 课堂深度探究 探究1 探究2 素养脉络 随堂检测 5.指出下列元素是主族元素还是副族元素,及其在元素周期表中的 位置。 (1)1s22s22p63s2是 族元素,位于周期表中第 周期第 族,属于 区元素。 (2)Kr4d105s25p2是 族
20、元素,位于周期表中第 周期第 族,属于 区元素。 (3)Ar3d14s2是 族元素,位于周期表中第 周期第 族,属于 区元素。 (4)Ar3d104s1是 族元素,位于周期表中第 周期第 族,属于 区元素。 课堂深度探究 探究1 探究2 素养脉络 随堂检测 答案:(1)主 三 A s (2)主 五 A p (3)副 四 B d (4)副 四 B ds 解析:(1)最后一个电子填充在3s能级,属于s区,主族元素。族序数 =ns能级中的电子数,即族序数为2,位于第三周期第A族。 (2)最后一个电子填充在5p能级,属于p区,主族元素。族序数 =(ns+np)电子数,即族序数为2+2=4,位于第五周期第A族。 (3)最后一个电子填充在3d能级,3d能级小于10,属于d区,副族元素。 族序数=(n-1)d+ns电子数,即族序数为1+2=3,位于第四周期第B 族。 (4)最后一个电子填充在3d能级,且3d能级电子数等于10,属于ds区, 副族元素。族序数=ns电子数,即族序数为1,位于第四周期第B族。
