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1、第一章 原子结构与性质第二节 原子结构与元素的性质第1课时 原子结构与元素周期表知识回顾元素周期表的结构元素周期表的结构7个周期个周期(7横行)横行)短周期短周期长周期长周期第一周期第一周期第二周期第二周期第三周期第三周期第四周期第四周期第五周期第五周期第六周期第六周期第七周期第七周期2 种元素种元素8 种元素种元素8 种元素种元素18 种元素种元素18 种元素种元素32 种元素种元素32 种元素种元素周期序数=电子层数(能层数)知识回顾元素周期表的结构元素周期表的结构(18纵行)纵行)16个个族族7个主族个主族8个个副族副族 零族零族A,A,A,A,A,A,A B,B,B,B,B ,,B,B
2、8、9、10三个纵行三个纵行稀有气体元素稀有气体元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Og 主族序数=最外层电子数=最高正化合价数 (O、F除外)1869年年,门捷列夫在总结和对比当时已知的六十多种元素的,门捷列夫在总结和对比当时已知的六十多种元素的性质之后,制作了历史上的第一张元素周期表。性质之后,制作了历史上的第一张元素周期表。短式周期表 门捷列夫:原子序数门捷列夫:原子序数=相对原子质量从小到大的顺序。相对原子质量从小到大的顺序。元素周期律:元素的性质随着原子序数递增而发生周期性的递变。元素周期律:元素的性质随着原子序数递增而发生周期性的递变。1913年,英国物理学家莫塞莱用实验证明
3、:年,英国物理学家莫塞莱用实验证明:原子序数原子序数=核电荷数核电荷数=质子数。质子数。人们把元素这一按照其原子的人们把元素这一按照其原子的核电荷数核电荷数递增排列的序列递增排列的序列称称为为元素周期系元素周期系。特长式周期表1905年,维尔纳制作了一张特长式周期表。年,维尔纳制作了一张特长式周期表。1922 年,玻尔获诺贝尔奖时做了题为年,玻尔获诺贝尔奖时做了题为“原子结构原子结构”的报告,其中有一张周期表用原子结构来解释了周期系。的报告,其中有一张周期表用原子结构来解释了周期系。元素周期表是呈现元素周期元素周期表是呈现元素周期系的表格。系的表格。元素周期系只有一个元素周期系只有一个,元素周
4、期表多种多样。元素周期表多种多样。元素周期表与原子结构究竟有着元素周期表与原子结构究竟有着怎样密切的关系呢?怎样密切的关系呢?观察元素周期表各元素的原子的价层电子排布式,回答下列问题:观察元素周期表各元素的原子的价层电子排布式,回答下列问题:元素数元素数28818183232周期周期1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p4f5d6p6s5f6d7p7s一一二二三三四四五五六六七七1、根据构造原理,可以解释元素周期系的基本结构:根据构造原理,可以解释元素周期系的基本结构:除第一周期外,其余周期总是从除第一周期外,其余周期总是从 能级开始,以能级开始,以 能级结能级结束,递增的核电荷数束,递
5、增的核电荷数(或电子数或电子数)等于该周期的等于该周期的 。nsnp元素数周期序数=最高能层序数(Pd除外)任务一:核外电子排布与周期的关系周周期期价层电子排布价层电子排布各周期增各周期增加的能级加的能级元素元素数数第第A族族0族族最外层最外层最多最多容纳容纳电子数电子数一一22二二88三三88四四818五五818六六832七七832观察元素周期表各元素的原子的价层电子排布式,填写下列表格:观察元素周期表各元素的原子的价层电子排布式,填写下列表格:1s12s13s14s15s16s17s11s22s22p63s23p64s24p65s25p66s26p67s27p61s2s、2p3s、3p4s
6、、3d、4p5s、4d、5p6s、4f、5d、6p7s、5f、6d、7p每个周期的元素数每个周期的元素数=增加的能级容纳的最多电子数增加的能级容纳的最多电子数(4)在周期表里找出在周期表里找出Cr和和Cu的价层电子。它们的电子排布符合构的价层电子。它们的电子排布符合构造原理吗造原理吗?此外还有哪些元素的基态原子电子排布不符合构造原理此外还有哪些元素的基态原子电子排布不符合构造原理?(5)预言)预言119号元素基态原子最外层电子排布;预言第八周期有多号元素基态原子最外层电子排布;预言第八周期有多少种元素。少种元素。Cr的价层电子排布式为的价层电子排布式为3d54s1,Cu的价层电子排布式为的价层
7、电子排布式为3d104s1,不符合构造原理,不符合构造原理(它们的它们的3d轨道达到半充满或全充满结构,是一种轨道达到半充满或全充满结构,是一种能量较低的稳定结构能量较低的稳定结构)。此外。此外,Mo、Ag、Au、Ru、Pd、Nb、Pt、Rh、La、Ce、Gd、Ac、Th、Pa、U、Np、Cm等的基态原子电子等的基态原子电子排布均不符合构造原理。排布均不符合构造原理。119号元素的基态原子最外层电子排布为号元素的基态原子最外层电子排布为8s1。第八周期应有第八周期应有50种元素。种元素。探究探究讨论讨论(书书21页页)主族序数主族序数AAAAAAA价电子排布式价电子排布式列数列数1213141
8、51617价电子数价电子数ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np51234567主族从主族从IAA族,价层电子全部排布在族,价层电子全部排布在ns或或nsnp能级上。能级上。主族序数=价层电子数=最外层电子数将下列各主族元素的价电子数、价电子排布式填入表中将下列各主族元素的价电子数、价电子排布式填入表中任务二:核外电子排布与族的关系副族副族元素元素21Sc22Ti23V24Cr25Mn29Cu30Zn26Fe27Co28Ni族数族数价电价电子排子排布式布式价电价电子数子数 BBBBBBB3d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d104s13
9、d104s23456以第四周期副族元素为例,填写下表以第四周期副族元素为例,填写下表73d64s23d74s23d84s289101112过渡元素价层电子排布为过渡元素价层电子排布为(n1)d110ns12。BB族族:价层电子数价层电子数=族序数族序数副族副族元素元素21Sc22Ti23V24Cr25Mn29Cu30Zn26Fe27Co28Ni族数族数价电价电子排子排布式布式价电价电子数子数 BBBBBBB3d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d104s13d104s23456以第四周期副族元素为例,填写下表以第四周期副族元素为例,填写下表73d64s23d74s23d
10、84s289101112第第族族:族序数族序数=该族的第该族的第1列元素的价层电子数列元素的价层电子数第第B、第第B族:族序数族:族序数=最外层最外层(ns)电子数电子数副族副族元素元素21Sc22Ti23V24Cr25Mn29Cu30Zn26Fe27Co28Ni族数族数价电价电子排子排布式布式价电价电子数子数 列数列数BBBBBBB3d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d104s13d104s23456以第四周期副族元素为例,填写下表以第四周期副族元素为例,填写下表73d64s23d74s23d84s2891011123456789101112过渡元素原子的价层电子数
11、过渡元素原子的价层电子数=纵列数纵列数(镧系、锕系除外镧系、锕系除外)。1、主族元素原子的价层电子全部排布在、主族元素原子的价层电子全部排布在ns或或nsnp轨道轨道上,即上,即主族元素的价层电子数主族元素的价层电子数=最外层电子数最外层电子数=族序数族序数。2、过渡元素原子的价层电子排布为、过渡元素原子的价层电子排布为(n1)d110ns12(镧镧系、锕系、系、锕系、Pd除外除外),价层电子数,价层电子数=纵列数纵列数(镧系、锕系镧系、锕系除外除外)。任务二:核外电子排布与族的关系1、正误判断正误判断(1)价电子一定是最外层电子价电子一定是最外层电子()(2)元素的价电子数一定等于其所在族的
12、族序数元素的价电子数一定等于其所在族的族序数()(3)同一族元素的价电子数一定相同同一族元素的价电子数一定相同()(4)基态原子的基态原子的N层上只有一个电子的元素,一定是第层上只有一个电子的元素,一定是第A族元素族元素()(5)原子的价电子排布为原子的价电子排布为(n1)d68ns2的元素一定是过渡元的元素一定是过渡元素素()2、已已知知某某元元素素2价价离离子子的的电电子子排排布布式式为为1s22s22p63s23p6,该元素在周期表中属于(该元素在周期表中属于()A.第第B族族 B.第第B族族C.第第族族 D.第第A族族D D任务三:元素周期表的分区按金属元素与非金属元素分区按金属元素与
13、非金属元素分区金属元素区非金属元素区副族元素副族元素处于金属元素向处于金属元素向非金属元素非金属元素过渡的区域,过渡的区域,又又称为称为过渡元素过渡元素。探究探究讨论讨论(书书21页页)(3)处于非金属与金属分界线上的元素常被称为半金属或类金属,)处于非金属与金属分界线上的元素常被称为半金属或类金属,为什么?为什么?由于由于元素的金属性和非金属性之间并没有严格的界限,处于金元素的金属性和非金属性之间并没有严格的界限,处于金属与非金属属与非金属分界线上分界线上的元素既能表现出一定的的元素既能表现出一定的金属性,金属性,又能表现出又能表现出一定的一定的非金属性,非金属性,因此这些元素常被称为半金属
14、或类金属。因此这些元素常被称为半金属或类金属。A0AAAAAABBBBBBB任务三:元素周期表的分区按电子排布分区按电子排布分区ns2ns1s区区p区区ns2np1ns2np6d区区(按构造原理按构造原理最后填入电子的能级符号最后填入电子的能级符号分为分为s、p、d、f区,区,第第B、B族可理解为先填满族可理解为先填满(n-1)d能级能级,再再填填入入ns能级而得名能级而得名ds区区)f区区ds区区f区区探究探究讨论讨论(书书21页页)(2)按照核外电子排布,可把元素周期表划分成按照核外电子排布,可把元素周期表划分成5个区个区,如图,如图1-19所示。除所示。除ds区外,各区的名称来自按构造原
15、理最后填入电子的能级区外,各区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。的符号。s区、区、d区和区和p区分别有几个列?为什么区分别有几个列?为什么s区区(除氢元素除氢元素)、d区和区和ds区的元素都是金属元素?区的元素都是金属元素?s区有区有2列,列,d区有区有8列,列,p区有区有6列。列。s区区元素的价层电子排布通式为元素的价层电子排布通式为ns12,d区区元素的价层电子排布元素的价层电子排布通式为通式为(n-1)d19ns12,ds区区元素的价层电子排布通式为元素的价层电子排布通式为(n-1)d10ns12,它们的最外层电子数均不超过,它们的最外层电子数均不超过2,在化学反应中容易失去
16、电子,在化学反应中容易失去电子,所以所以s区区(除除H外外)、d区和区和ds区的元素都是金属元素。区的元素都是金属元素。根据原子结构特征判断元素在元素周期表中的位置电子排布式电子排布式确定确定价层电子价层电子排布式排布式ns12ns2np16(n-1)d10ns12(n-1)d19ns12p区区ds区区d区区s区区分区分区 族族主族元素的价层电子数主族元素的价层电子数=族序数族序数IA、A副族元素价层电子数副族元素价层电子数=纵列数纵列数AA、0族族IB、BBB、族族周期序数周期序数=最高能层序数最高能层序数1、下列各元素是主族元素还是副族元素?位于周期表、下列各元素是主族元素还是副族元素?位
17、于周期表中的第几周期和哪个族?属于哪个区?中的第几周期和哪个族?属于哪个区?(1)1s22s22p63s23p5(2)Kr4d105s25p2(3)Ar3d34s2(4)Ar3d104s1(5)Ar4s1主族主族 第三周期第第三周期第A族族p区区主族主族 第五周期第第五周期第A族族p区区副族副族 第四周期第第四周期第B族族d区区副族副族 第四周期第第四周期第B族族ds区区主族主族 第四周期第第四周期第A族族s区区2、下列说法正确的是下列说法正确的是()A.所有金属元素都分布在所有金属元素都分布在d区和区和ds区区B.最外层电子数为最外层电子数为2的元素都分布在的元素都分布在s区区C.元元素素周
18、周期期表表中中第第B族族到到第第B族族10个个纵纵列列的的元元素素都都是金属元素是金属元素D.基态原子的基态原子的p能级上半充满的元素不一定位于能级上半充满的元素不一定位于p区区C3、下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的价层电子排布特点的有关叙述正确的是(价层电子排布特点的有关叙述正确的是()A.O的基态原子中,的基态原子中,2p能级为半充满,属于能级为半充满,属于p区元素区元素B.Cu位于元素周期表中第四周期第位于元素周期表中第四周期第B族,属于族,属于ds区元素区元素C.最外层电子排布式为最外层电子排布式为4s1,一定属于第,一定属于
19、第A族族D.最外层电子排布式为最外层电子排布式为ns2np1,该元素可能是第,该元素可能是第A族或第族或第B族族B B4、已知基态已知基态R2的核外电子排布式为的核外电子排布式为Ar3d7,则有关,则有关R元素的说法错误的是元素的说法错误的是()A.质子数为质子数为27 B.在周期表中位于第在周期表中位于第B族族C.在周期表中处于在周期表中处于d区区 D.属于过渡金属元素属于过渡金属元素B B任务四:对角线规则 在元素周期表中,某些在元素周期表中,某些主族主族元素与元素与右下方右下方的的主族主族元元素的有些性质是相似的,这种相似性被称为对角线规则。素的有些性质是相似的,这种相似性被称为对角线规
20、则。它是一种它是一种经验规则经验规则。与酸反应与酸反应与碱反应与碱反应单质单质氧化物氧化物氢氧化物氢氧化物如铍、铝两元素的性质相似性如铍、铝两元素的性质相似性2Al2O3+6H+=2Al3+3H2O2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H22Al+6H+=2Al3+3H2Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2OAl(OH)3+3H+Al3+3H2OAl(OH)3 +OH-AlO2-+2H2O Be+2H+=2Be2+H2Be+2OH-=BeO22-+H2BeO+2H+=Be2+H2OBeO+2OH-=BeO22-+H2OBe(OH)2+2H+=Be2+2H2O Be(OH)2+OH-=
21、BeO22-+2H2O仔细仔细观察观察下下图图,回答下列问题,回答下列问题:(1)B的原子结构示意图为的原子结构示意图为_,B元素位于元素周期表的第元素位于元素周期表的第_周期第周期第_族族。(2)铍的最高价氧化物的水化物是铍的最高价氧化物的水化物是_(填填“酸性酸性”“碱性碱性”或或“两性两性”)化合物,证明这一结论的有关离子方程式是化合物,证明这一结论的有关离子方程式是_(3)根据周期律知识,硼酸酸性比碳酸根据周期律知识,硼酸酸性比碳酸_,理由是,理由是_。二二A两性两性Be(OH)22H=Be22H2O弱弱硼的非金属性比碳弱硼的非金属性比碳弱(4)根根据据Mg在在空空气气中中的的燃燃烧烧情情况况,Li在在空空气气中中燃燃烧烧生生成成的的产产物为物为_(用化学式表示用化学式表示)。Li2O、Li3N