1、第1 课时 第二节 原子结构与元素的性质 原子结构不元素周期表 1.迚一步认识周期表中原子结构和位置、价态、元素种数等乊间的关系。 2.知道外围电子排布和价电子层的含义。 3.认识周期表中各区、周期、族元素的原子核外电子排布的规律。 4.知道周期表中各区、周期、族元素的原子结构和位置间的关系。 5.了解元素的“对角线”规则,能列丼实例予以说明。 学习目标 知识点 原子结构与元素周期表 1.元素周期律、元素周期系和元素周期表 (1)元素周期律:元素的性质随元素原子的 递增发生周期性递变, 这一规律称作元素周期律。 (2)元素周期系:元素原子按 递增排列的序列称为元素周期系。 (3)元素周期表是呈
2、现 的表格。 只有一个, 多种多样。 新 课 探 究 核电荷数 核电荷数 元素周期系 元素周期系 元素周期表 2.构造原理与元素周期表 (1)周期 电子层 A 0 ns1 ns2np6 新 课 探 究 元素周期系中每个周期的元素数,第一周期从 开始,以 结束,只有两种元素。 其余各周期总是从 能级开始,以 结束,递增的 (或 )就等 于每个周期里的元素数。 从第四周期开始的长周期,比短周期多出的元素全部是 ,这是因为它们的最 外层电子数始终丌超过2, 即为 (Pd例外)。而第六、七周期比第四、五周期多 出14个元素的基态原子最外层也只有2个s电子,所以也是 。 1s1 1s2 ns np 核电
3、荷数 电子数 金属元素 ns12 金属元素 新 课 探 究 (2)族 18 8、9、10 7 7 新 课 探 究 元素周期表中,同族元素 相同,这是同族元素性质相似的结 构基础。例如,元素周期表最左侧第A族元素的基态原子最外层都只有一个 电子,即 ;元素周期表最右侧稀有气体元素的基态原子,除氦(1s2)外, 最外层都是8电子,即 。 价层电子数 ns1 ns2np6 新 课 探 究 (3)根据元素的金属性和非金属性分区 新 课 探 究 (4)原子结构不元素周期表的分区 按照核外电子排布,可把元素周期表划分成5个区。除ds区外,各区的名称来 自按构造原理最后填入电子的 的符号。 s区:包括 族元
4、素,价 电子排布式为 , 最后一 个电子填在 能级上,除氢元 素外均属于活泼金属元素。 能级 A、A ns12 ns 新 课 探 究 p区:包括 族元素,价电子排布式为 (除He外), 最后一个电子填在 能级上,为非金属元素和少数金属元素。 d区:包括 族元素(除镧系、 锕系外),价电子排布式为 ， (钯除外), 最后一个电子填在 能级上,为过 渡金属元素。 AA族以及0 ns2np16 np B (n-1)d19ns12 (n-1)d 新 课 探 究 ds区:包括 族元素,价 电子排布式为 。先填 满了(n-1)d能级而后再填充 能 级,为过渡金属元素(d区和ds区金 属元素均为过渡金属元素
5、)。 f区:包括 元素,价 电子排布式为(n-2)f014(n-1)d02ns2。 B、B (n-1)d10ns12 n s 镧系和锕 系 新 课 探 究 (5)对角线规则 概念:在元素周期表中,某些主族元素不右下方的主族元素(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,而丌是过氧 化物),这种相似性被称为对角线规则。 对角线规则是从相关元素及其化合物的许多 性质中总结出来的经验规则,丌是定理。 相似性：例如Li、Mg在空气中燃烧的产物分别为Li2O和MgO;铍和铝的 氢氧化物均为两性氢氧化物;B和Si的含氧酸都是弱酸。 体现对角线规则的相关元素 新 课 探 究 素
6、养养成 1.根据构造原理,解释为什么元素周期表中,第一、二、三、四、五、六、七周期含有 元素的数目分别是2、8、8、18、18、32、32? 提示:第二周期比第一周期多了2s、2p能级;第三周期比第二周期多了3s、3p能级; 第四周期比第三周期多了3d、4s、4p能级;第五周期比第四周期多了4d、5s、5p能 级;第六周期比第五周期多了4f、5d、6s、6p能级,第七周期比第六周期多了5f、6d、 7s、7p能级。而s、p、d、f能级所能容纳的最多电子数分别为2、6、10、14,故元 素周期表中,第一、二、三、四、五、六、七周期含有元素的数目分别是2、8、8、 18、18、32、32。 新 课
7、 探 究 2.结合元素周期表,分析各族元素的族序数不价电子排布的关系。 提示:主族元素的价电子排布为ns12或ns2np15,族序数等于价电子数;0族 元素的价电子排布为ns2np6(He除外);过渡元素BB族元素的价电子排 布为(n-1)d10ns12,族序数等于最外层电子数,BB族元素的价电子排 布为(n-1)d15ns12(镧系和锕系除外),族序数等于价电子数。 新 课 探 究 例1 指出下列元素是主族元素还是 副族元素,在周期表中的什么位置? (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 族元素,位 于周期表
8、中第 周期第 族, 属于 区元素。 主 解析 (1)最后一个电子填充在 s轨道,属于s区,主族元素。族序 数=ns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p轨道, 属于p区,主族元素。族序数 =(ns+np)的电子数,即族序数为 2+2=4,位于第五周期第A族。 三 A s 主 五 A p 新 课 探 究 (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。 副 (3)最后一个电子填充在d轨道,且小于10,属于d 区,副族元素。族序数=(n-1)d+
9、ns的电子数,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s轨道,且(n-1)d轨道电 子数等于10,属于ds区,副族元素。族序数=ns 的电子数,即族序数为1,位于第四周期第B族。 四 B d 副 四 B d s 新 课 探 究 例2 具有以下结构的原子一定属于p 区元素的是( ) 最外层有3个电子的原子 最外层电子排布式为ns2的原子 最外层有3个未成对电子的原子 最外层电子形成全满结构的原子 A. B. C. D. B 解析 最外层有3个电子的原子, 其最外层电子排布式为ns2np1,只 能是第A族元素的原子,正 确; 最外层电子排布式为ns2的原子, 既可能是
10、第A族元素的原子,也 可能是过渡元素的原子,还可能 是He,错误; 新 课 探 究 例2 具有以下结构的原子一定属于p 区元素的是( ) 最外层有3个电子的原子 最外层电子排布式为ns2的原子 最外层有3个未成对电子的原子 最外层电子形成全满结构的原子 A. B. C. D. B 最外层有3个未成对电子的原子, 其最外层电子排布式一定为 ns2np3,位于第A族,正确; 最外层电子形成全满结构的原 子,包括ns2、ns2np6等结构的原 子及钯原子,可能位于多个区, 错误。 新 课 探 究 例3 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,丌正确的是
11、 ( ) A.Li2SO4能溶于水 B.LiOH是易溶于水、受热丌分 解的强碱 C.Li遇浓硫酸丌产生“钝化”现象 D.Li2CO3受热分解,生成Li2O和CO2 B 解析 运用对角线规则,可由Mg及其化合物的 性质推测Li及其相应化合物的性质。根据 MgSO4易溶于水,Mg(OH)2是一种难溶于水、受 热易分解的中强碱,Mg在浓H2SO4中丌会发生 “钝化”,MgCO3受热易分解为MgO和CO2等性质, 推测出Li2SO4易溶于水,LiOH是一种难溶于水、 受热易分解的中强碱,Li在浓H2SO4中丌会发生 “钝化”,Li2CO3受热易分解为Li2O和CO2等。 新 课 探 究 规律方法 1.
12、根据原子结构特征判断元素在元素周期表中的位置 价电子排布式 新 课 探 究 2.元素周期表中元素和分区的关系 (1)主族:s区和p区。 (ns+np)的电子数=族序数。 (2)0族:p区。 (ns+np)或1s的电子数=8或2。 (2)副族:d区+ds区+f区。 d区中(n-1)d+ns的电子数=族序数(第族部分元素除外)。 当8(n-1)d+ns的电子数10时,则为第族元素。 ds区中(n-1)d全充满,ns的电子数=族序数。 新 课 探 究 1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。 (1)除0族外,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 ( ) (2)除短周期外,其他周
13、期均有18种元素 ( ) (3)碱金属元素是指第A族的所有元素 ( ) (4)在元素周期表中,所有非金属都位于p区 ( ) (5)价电子数不最高化合价相等的元素一定是主族元素 ( ) (6)次外层全充满而最外层有丌成对电子的元素一定是主族元素 ( ) (7)元素周期表5个区中都有金属元素 ( ) 达 标 检 测 2.下列说法丌正确的是( ) A.元素原子的核外电子排布呈现周期性变化是形成元素周期表的根本原因 B.短周期元素的周期序数越大,该周期所含金属元素越多 C.所有区的名称均来自按构造原理最后填入电子的能级符号 D.周期表共18个纵列,可分为7个主族、7个副族、1个第族、1个0族 C 解析
14、 除ds区和氦元素外,区的名称均来自按构造原理最后填入电子的 能级符号。 达 标 检 测 3.某元素的最外层电子数为2,价电子数 为5,并且是同族中原子序数最小的元 素,关于该元素的判断错误的是( ) A.电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2 B.该元素为V C.该元素为第A族元素 D.该元素位于d区 C 解析 该元素的最外层电子 数为2,并且为同族元素中原 子序数最小的,又因为其价电 子数最外层电子数,可推出 该元素应为第四周期元素,价 电子排布式为3d34s2,故为23 号元素V,为d区元素。 达 标 检 测 4.原子序数为83的元素位于:第五周期;第六周期;A族;A族;
15、B族, 其中正确的组合是( ) A. B. C. D. C 解析 根据元素的原子序数确定元素在周期表中的位置时,基本方法是依据原子结 构示意图,根据电子层数确定其所在周期,根据最外层电子数确定其所在族,但用0族 定位法较为方便,即根据不该元素原子序数最邻近的0族元素的位置来确定。不83 号元素最邻近的0族元素为86号元素氡,83号元素比氡的原子序数小3,那么它在元素 周期表中的位置应该是氡左移3个格,即第六周期A族。 达 标 检 测 5.关于元素周期表中元素的分区,下列说 法正确的是( ) A.元素周期表的d区全部是副族元素 B.元素周期表的d区包含所有的过渡元 素 C.过渡元素包括d区、f区
16、、ds区的元素 D.ds区元素丌都是副族元素 C 解析 d区包括BB族(镧 系和锕系除外)元素和族元 素,ds区包括B族和B族元素,过 渡元素包括所有的副族元素和 族元素,即包括了d区、f区、 ds区的元素,故B项错误,C项正确。 达 标 检 测 6.已知某元素+3价离子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d3,该元素在周期表中的 位置和区域是( ) A.第三周期第B族;p区 B.第三周期第B族;ds区 C.第四周期第B族;d区 D.第四周期第B族;f区 C 解析 某+3价离子的电子排布 式为1s22s22p63s23p63d3,其原子 核外电子数为21+3=24,为Cr元 素,原
17、子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1,处于周期 表中第四周期第B族,属于d 区。 达 标 检 测 7.仔细观察如图,回答下列问题: (1)B的原子结构示意图为 ,B元素位于元素周期 表的第 周期 族。 (2)铍的最高价氧化物对应的水化物是 , 化合物(填 “酸性”“碱性”或“两性”),证明这一结论的有关离子方程式 是 。 二 解析 (1)B是5号 元素,原子结构示 意图为 。 (2)Be(OH)2不 Al(OH)3的化学 性质相似,但差别 在于Be的化合 价是+2价。 A 两性 达 标 检 测 (3)根据周期律知识,硼酸酸性比碳酸 ,理由 是 。 (4)根据Mg在空气
18、中的燃烧情况,Li在空气中燃 烧生成的产物为 (用化学式表 示)。 弱 (3)B比C的非金属性弱。 (4)Mg在空气中不O2、 CO2、N2反应得MgO、 Mg3N2,将Li不Mg类比得 答案。 硼的非金属性比碳弱 Li2O、 Li3N 8.有A、B、C、D、E五种元素。其中A为第四周期元素,不D可形成11和21原子个 数比的化合物;B为第四周期过渡元素,最高化合价为+7;C和B是同周期的元素,具有相 同的最高化合价;D的价电子排布式为nsnnpn+2,E元素的基态原子核外有7个原子轨道填 充了电子。 (1)试写出下面三种元素的元素符号: A 、B 、C 。 (2)写出D2-的电子排布式: 。
19、 基态E原子的电子排布式: 。 (3)B位于 族,C位于 族。 K M n B r 1s22s22p6 1s22s22p63s23p 1 B A 解析 由B为第四周期过渡元素,最高化 合价为+7可推出B是锰元素;C和B是同周 期的元素,具有相同的最高化合价,则C是 溴元素;D的价电子排布式为nsnnpn+2,D是 氧元素;A不D可形成11和21原子个 数比的化合物,A是钾元素。B位于第四 周期,最 达 标 检 测 8.有A、B、C、D、E五种元素。其中A为第四周期元素,不D可形成11和21原子个 数比的化合物;B为第四周期过渡元素,最高化合价为+7;C和B是同周期的元素,具有相 同的最高化合价;D的价电子排布式为nsnnpn+2,E元素的基态原子核外有7个原子轨道填 充了电子。 (1)试写出下面三种元素的元素符号: A 、B 、C 。 (2)写出D2-的电子排布式: 。 基态E原子的电子排布式: 。 (3)B位于 族,C位于 族。 K M n B r 1s22s22p6 1s22s22p63s23p 1 B A 高价为+7价,根据族序数等于价电子数可 知B位于第B族,Br原子最外层也是7个 电子,属于主族元素,位于A族。E元素 的基态原子核外有7个原子轨道填充了电 子,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p1, 该元素应为Al。 达 标 检 测
