資源簡介 (共53張PPT)原子結構與元素的性質課題人教版2019選擇性必修2第二節 原子結構與元素的性質第一章 原子結構與性質第一章 原子結構與性質第一節 原子結構第二節 原子結構與元素的性質2019人教版選擇性必修21、元素周期律、元素周期系和元素周期表2、構造原理和元素周期表3、原子半徑和電離能4、電負性第一節 原子結構與元素的性質每一周期元素原子的外圍電子排布與元素種類關系周 期 外圍電子排布 最外層最多容納電子數 各周期增 加的能級 元素種類ⅠA族 0族 一 1s1 1s2 2 1s 2二 2s1 2s22p6 8 2s、2p 8三 3s1 3s23p6 8 3s、3p 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外圍電子排布與元素種類知識回顧原子結構與元素的性質第二課時構造原理與元素周期表走進《選擇性必修2》,探索結構世界的奧秘,從學習原子結構與元素性質開始!原子結構與元素周期表原子結構與元素周期表結構有什么關系呢?導入一、原子結構與元素周期表周期 類別 電子層數 元素種類數 原子序數一 短周期 1 2二 2 8 三 3 8 四 長周期 4 18 五 5 18 六 6 32(含鑭系15種) 七 7 32(含錒系15種) 同周期內的原子序數從左到右,依次遞增 。2、構造原理與元素周期表原子結構與元素周期表(1)元素周期表的結構:根據構造原理得出的核外電子排布,可以解釋元素周期系的基本結構ⅰ.能級組的劃分根據構造原理,將能量相近的能級分為一組,按能量由低到高可分為7個能級組。a.能級組的能量:同一能級組內,各能級能量相差較小,各能級組之間能量相差較大。原子結構與元素周期表①周期:七橫七周期,三短四長(1)元素周期表的結構能級組7s 5f 6d 7p6s 4f 5d 6p5s 4d 5p4s 3d 4p3s 3p2s 2p1s2、構造原理與元素周期表b.能級組與周期:每個能級組對應一個周期,各能級組填充的電子數為該周期的元素種類數。能級組1s2s 2p3s 3p4s 3d 4p5s 4d 5p6s 4f 5d 6p7s 5f 6d 7p拓展能級組的劃分與元素周期表的結構從ns能級開始以np結束遞增的核電荷數(或電子數)就等于每個周期里的元素種數。ⅰ.能級能量ⅱ.周期序數:能級組中最高的能級對應的能層數等于元素的周期序數。原子結構與元素周期表①周期:七橫七周期,三短四長(1)元素周期表的結構元素形成周期系的根本原因是元素的原子核外電子的排布發生周期性的重復。除第一周期外,其余各周期均以填充ns能級的元素(堿金屬)開始,并以填充滿np能級(稀有氣體)的元素結束。c.周期結構特點:第一周期元素從1s1開始,到1s2結束,只有兩種元素。ⅲ.核外電子排布與周期:根據構造原理得出的核外電子排布與周期中元素種類數的關系原子結構與元素周期表①周期:七橫七周期,三短四長(1)元素周期表的結構元素周期系中每個周期的元素數,第一周期從1s1開始,以1s2結束,只有兩種元素。中間按照構造原理依次排滿各能級。其余各周期總是從ns能級開始,以np結束,遞增的核電荷數(或電子數)就等于每個周期里的元素數。具體數據如下:最高能級的能層數等于周期表的周期序數思考2、觀察周期表每個周期的能級組有哪些能級組成,與每周期元素的種類有什么關系?周期 對應能級組 對應能級組容納最多電子數 周期中所含元素的數目一 1s二 2s→2p三 3s→3p四 4s→3d→4p五 5s→4d→5p六 6s→4f→5d→6p七 7s→5f→6d→7p2288881818181832323232拓展同一能級組內,各能級能量相差較小核外電子排布與周期的劃分1234567其中,每一小方格代表一種元素2種元素8種元素8種元素18種元素18種元素32種元素32種元素圖1-17(課本P20)原子結構與元素周期表ⅳ.核外電子排布與元素種類:以一個方格代表一種元素,每個周期排一橫排,并按s、p、d、f分段,左側對齊,可得到如下周期表:①周期:七橫七周期,三短四長(1)元素周期表的結構1234567原子結構與元素周期表(1)元素周期表的結構從第四周期開始的長周期,比短周期多出的元素全部是金屬元素,這是因為它們的最外層電子數始終不超過2,即為ns1~2(Pd例外)。而第六、七周期比第四、五周期多出14個元素的基態原子最外層也只有2個s電子,所以也是金屬元素。 多出18種元素的電子全部填充在d能級上多出14種元素的電子全部填充在f能級上周期 ns→np 電子數 元素種類數一 1s1~2二 2s1~2 2p1~6三 3s1~2 3p1~6四 4s1~2 3d1~10 4p1~6五 5s1~2 4d1~10 5p1~6六 6s1~2 4f1~14 5d1~10 6p1~6七 7s1~2 5f1~14 6d1~10 7p1~6遞增的核電荷數==元素個數2288881818181832323232第八周期?拓展Open up an exhibition各能級組的電子排布與元素種類訓練1.已知一元素的價層電子結構為3d54s2,試確定其在周期表中的位置。第四周期,ⅦB族。訓練2.試確定32號元素在周期表中的位置。第四周期,ⅣA族[Ar]3d104s24p2鞏固訓練1950年國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)推薦一張元素周期表,書末的元素周期表就是參照其新版制作的。請問:怎樣將圖1-17變成書末的元素周期表?思考與討論(課本P20)思考與交流圖1-17(課本P20)pfdsspsdpfsdpdspps變變變s變成書末的元素周期表的方法如下:123456712345671H2He在元素周期表中,把1s1的1H和1s2的2He分拆為ⅠA族和0族。該縱行只有He的最外層是s能級,其他元素最外均為p能級列 數 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18類 別 主族 副族 VIII族 副族 主族 0族名 稱 I A II A III B IV B V B VI B VII B 第VIII族 IB II B III A IV A V A VI A VII A 0族②族:十八列十六族,七主七副一VIII一0族ⅰ.價層電子數(價電子): 主族元素的價電子為該元素原子的最外層電子。副族元素的價電子與其最外層和次外層電子有關。鑭系、錒系還與次次外層的f電子有關。原子結構與元素周期表(1)元素周期表的結構主族元素族序數等于原子最外層電子數2、構造原理與元素周期表如堿金屬元素的基態原子價電子排布為ns1b.稀有氣體元素的價電子:元素周期表最右側稀有氣體元素的基態原子,除氦(1s2)外,最外層都是8電子,即ns2np6。ⅰ.價層電子數在周期表中同族元素價層電子數相同,這是同族元素性質相似的結構基礎。a.主族元素的價電子:主族元素的價電子為該元素原子的最外層電子。原子結構與元素周期表②族:十八列十六族,七主七副一VIII一0族(1)元素周期表的結構2、構造原理與元素周期表主族序數 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA價層電子構型 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5原子結構與元素周期表②族:十八縱十六族,七主七副一VIII一0族(1)元素周期表的結構ⅰ.價層電子數c.副族元素的價電子:副族元素的價電子與其最外層電子和次外層電子有關(鑭系、錒系元素還與次次外層的f電子有關)。如鐵元素的價電子排布式為3d64s2主族元素族序數等于原子最外層電子數ⅱ.主族元素:同主族元素原子的價電子排布相同,價電子全部排布在ns或nsnp能級上。族序數 ⅢB ⅣB … ⅦB價層電子構型 (n-1)d1ns2 (n-1)d2ns2 … (n-1)d5ns2族序數 Ⅷ ⅠB ⅡB 價層電子構型 (n-1)d6~8ns2 (n-1)d10ns1 (n-1)d10ns2 原子結構與元素周期表②族:十八縱十六族,七主七副一VIII一0族(1)元素周期表的結構ⅳ.過渡元素:過渡元素(副族和第Ⅷ族)同一縱列原子的價電子排布基本相同。ⅲ.稀有氣體元素:稀有氣體元素的價電子排布為ns2np6,但He元素的價電子為1s2。其中第VIII族46號元素鈀(Pd)的價電子為4d102、構造原理與元素周期表1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18在元素周期表中,縱行數(列數)、價電子數與族序數的關系如下:ns1~2ns2np1~6鑭系、錒系元素價層電子排布中學不作要求(n-1)d1 ~10ns1~2(n-2)f 0~14(n-1)d0~2ns2周期表中縱行數與族序數關系拓展0族訓練3.判斷處于第三周期,ⅣA族元素的價層電子結構、原子序數。[Ne]3s23p2,第14號元素鞏固訓練(2)原子結構與元素周期表的分區原子結構與元素周期表①按核外電子排布式分區:按核外電子排布式中最后填入電子的能級符號可將元素周期表 (第IB族、第ⅡB族除外)分為s、p、d、f 四個區。其中第IB族、第ⅡB族元素的原子核外電子因先填滿了(n-1)d能級而后填充ns能級而得名ds區。這5個區的位置關系如圖所示。2、構造原理與元素周期表ⅰ.s區:包括ⅠA、ⅡA族,價電子排布為ns1~2,最后一個電子填在ns能級上,除氫元素外均屬于活潑金屬元素。 價電子數 == 主族序數==最外層電子數原子結構與元素周期表(2)原子結構與元素周期表的分區①按核外電子排布式分區但并不是所有價電子層為ns1或 ns2的元素都分布在S區。如He元素在p區2、構造原理與元素周期表ⅱ.p區:包括ⅢA~ⅦA族及0族元素,價電子排布式為ns2np1~6(He1s2除外),最后一個電子填在np能級上,為非金屬元素和少數金屬元素。 價電子總數==主族序數==最外層電子數注意:雖然稀有元素He分布在p區,但它價電子層無p電子。原子結構與元素周期表(2)原子結構與元素周期表的分區①按核外電子排布式分區除了稀有元素(零族)以外:ⅲ.d區:包括ⅢB~Ⅷ族元素(除鑭系、錒系),價電子排布式為(n-1)d1~9ns1~2(鈀除外),最后一個電子填在(n-1)d能級上,為過渡金屬元素。 價電子總數==副族序數(縱行數即列序數)原子結構與元素周期表(2)原子結構與元素周期表的分區①按核外電子排布式分區其中價電子總數是8、9、10為第Ⅷ族d區的元素均為金屬元素,在d區的元素并不都符合價電子排布(n-1)d1-9ns1-2規則。如46Pd價電子4d10ⅳ.ds區:包括ⅠB、ⅡB族元素,價電子排布式為(n-1)d10ns1~2。先填滿了(n-1)d能級再填充ns能級,為過渡金屬元素(d區和ds區金屬元素均為過渡金屬元素)。 原子結構與元素周期表價電子總數==所在的列序數(2)原子結構與元素周期表的分區①按核外電子排布式分區ds區的元素均是金屬元素;且d軌道電子全充滿,一般不參與化學鍵的形成(但Cu的3d10參與)。ⅴ.f區:包括鑭系和錒系元素,價電子排布式為 (n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2。 外圍電子特點:價電子總數為3~17,最外層電子數為2由于最外層電子數基本相同ns2,價層電子一般是次次外層(n-2)f排布的電子數不同。原子結構與元素周期表(2)原子結構與元素周期表的分區①按核外電子排布式分區鑭系和錒系化學性質也相似。各有14種元素訓練4、已知某元素的原子序數為25,試寫出該元素原子的電子排布式,并指出該元素在周期表中所屬周期、族和區。解析: 1s22s22p63s23p6 3d54s2或 [Ar] 3d54s2n=4,屬于第四周期∵ 最外層電子數+次外層d電子數 = 7∴ 為VIIB族3d電子未充滿,應屬于d 區元素。鞏固訓練分 區 元素位置 價層電子排布式 元素種類及性質特點s區 IA族、ⅡA族p區 ⅢA~ⅦA族及0族d區 ⅢB~ⅦB族(除鑭系和錒系) 及Ⅷ族ns1-2ns2np1-6(He除外)(n-1)d1-9 ns1-2(Pd除外)原子的核外電子最后排布在ns能級上,屬于活潑金屬元素(H除外),為堿金屬元素和堿土金屬元素。原子的核外電子最后排布在np能級(He為s能級)上,為非金屬元素和少數金屬元素。為過渡金屬元素,原子的核外電子最后排布在(n-1)d能級上,d軌道可以不同程度地參與化學鍵的形成。拓展各區元素原子的價層電子排布分 區 元素 位置 價層電子 排布式 元素種類及性質特點ds區 IB族、ⅡB族f區 鑭系和錒系小結:對于主族和0族元素,價層電子數等于ns能級上的電子數或ns+np能級上的電子總數;對于副族(鑭系和錒系除外)和第VIII族,價層電子數等于(n-1)d+ns能級上的電子總數。(n-1)d10ns1-2(n-2)f 0-14(n-1) d0-10ns2為過渡金屬元素,核外電子先填滿(n-1)d能級而后再填充ns能級,由于d軌道已填滿電子,因此d軌道一般不參與化學鍵的形成。鑭系元素化學性質相似;錒系元素化學性質相似。拓展各區元素原子的價層電子排布解答與元素周期表分區相關的問題時,要特別注意:規律總結(1)主族元素的最外層電子即為外圍電子(價電子),過渡元素的外圍電子一般包括最外層的s電子和次外層的d電子,有的還包括倒數第三層的f電子。(2)s區元素原子的價電子特征排布為ns1~2,價電子數等于主族序數。(3)p區元素原子的價電子特征排布為ns2np1~6 (除He),價電子總數等于主族序數(除0族)。(4)s區(除H)、d區、ds區和f區都是金屬元素拓展元素周期表分區與外圍電子訓練5、已知某元素在周期表中位于第五周期、ⅥA族位置上。試寫出該元素基態原子的價電子排布式、電子排布式并分析該元素在哪區?解析:由于是ⅥA族元素, 4d必然是全充滿,所以價電子排布為5s25p4。電子排布式:[Kr]4d105s25p4屬于P區鞏固訓練②按金屬元素與非金屬元素分區ⅰ.金屬、非金屬元素在元素周期表中的位置沿著周期表中硼、硅、砷、碲、砹、與鋁、鍺、銻、釙、之間畫一條線,線的左邊是金屬元素(氫除外),線的右邊是非金屬元素。圖1-18 (P21):周期表中的非金屬三角區原子結構與元素周期表(2)原子結構與元素周期表的分區非金屬元素要集中在元素周期表右上角的三角區內。如右圖所示2、構造原理與元素周期表金屬元素區域金屬元素區域在元素周期表中位于金屬和非金屬分界線上的元素兼有金屬和非金屬的性質,位于此處的元素(如硼、硅、鍺、砷、銻等)常被稱為半金屬或類金屬。圖1-20(P22):體現對角線規則的相關元素ⅱ.金屬與非金屬交界處元素的性質特點這些元素可用作半導體材料 。原子結構與元素周期表②按金屬元素與非金屬元素分區(2)原子結構與元素周期表的分區(3)對角線規則在元素周期表中,某些主族元素與右下方的主族元素的有些性質是相似的,這種相似性被稱為對角線規則。圖1-20(P22):體現對角線規則的相關元素原子結構與元素周期表2、構造原理與元素周期表如鋰和鎂在過量的氧氣中燃燒均生成正常氧化物,而不是過氧化物。如圖右圖所示LI與Mg、Be與Al、B與Si等元素之間形成對角線關系,符合對角線規則,某些性質相似再探元素周期表探究 (課本P21)[問 題]仔細考察書末周期表,你能提出哪些問題?例如:(1)元素周期表共有幾個周期?每個周期有多少種元素?為什么第一周期結尾元素的電子排布跟同族的其他元素的不同?現行元素周期表包含118種元素,共有七個周期,元素種類數依次為2、8、8、18、18、32、32。第一周期結尾元素(He)原子核外只有2個電子,根據構造原理,其電子排布式為1s2。與該元素同族的其他周期元素Ne、Ar、Kr、Xe、Rn等,原子核外電子數依次增加了8、8、18、18、32。根據構造原理,它們的最外層電子排布通式為ns2np6。所以,第一周期結尾元素的電子排布跟同族的其他周期元素的不同。(2)元素周期表共有多少列?各列的價層電子數各為多少?同列元素價層電子數是否相等?元素周期表可分為哪些族?族序有什么規律?周期表共有18個列。從左向右,第1~12列中,除第3列中的鑭系和錒系以外,其他價層電子數都等于列數;第13~18列(主族)中,除第18列中的氦以外,其他的價層電子數都等于列數減10。除鑭系、錒系和氦以外,同列元素價層電子數相等。元素周期表所劃分的族及族序數,從左向右排列如下:IA族、ⅡA族;ⅢB族→ⅦB族;Ⅷ族;IB族、ⅡB族;ⅢA族→ⅦA族;0族。原子結構與元素周期表從周期表中元素性質遞變規律來說,同周期從左到右非金屬性逐漸增強(不包括0族),同主族從下向上非金屬性逐漸增強。綜上可知,在周期表中非金屬主要集中在右上角三角區內。處于非金屬三角區邊緣的元素,既能表現出一定的非金屬性,又能表現出一定的金屬性,因此,這些元素常被稱之為半金屬或準金屬。原子結構與元素周期表(3)為什么在元素周期表中非金屬主要集中在右上角三角區內(如圖1-18)?從原子結構方面看,周期表中右上角三角區的價層電子排布為ns2np1-6(He除外),價層電子數較大,較容易得電子,失電子相對較難。圖1-18(P21)(1)為什么副族元素又稱為過渡元素?過渡元素的價層電子數跟它們的族序數有什么關系?寫出它們的價層電子排布通式。原子結構與元素周期表副族元素介于s區和p區之間,處于由金屬元素向非金屬元素過渡的區域,因此又稱為過渡元素。過渡元素價層電子數跟它們的族序數的關系是:第ⅢB族到第ⅦB族元素的價層電子數等于它們的族序數;第Ⅷ族有3列元素,其族序數等于該族的第1列元素的價層電子數;第IB族、第ⅡB族的族序數等于它們的最外層電子數。過渡元素的價層電子排布通式為(n-1)d1-10ns2(除鑭系和錒系)。回答上述問題和你提出的問題,并整理出你對元素周期表的新認識。[討 論][解釋與整理](2)按照核外電子排布,可把元素周期表劃分成5個區。除ds區外,各區名稱來自按構造原理最后填入電子的能級符號。 s區、d區和p區分別有幾個列?為什么s區(除氫元素)、d區和ds區的元素都是金屬元素?原子結構與元素周期表s區有2列,d區有8列,p區有6列。s區元素的價層電子排布為ns1-2,d區元素的價層電子排布為(n-1)d1-9ns1-2,ds區元素的價層電子排布為(n-1)d10ns2,它們的最外層電子數均不超過2,在化學反應中容易失去電子,表現金屬性。所以s區(除氫元素之外)、d區和ds區的元素都是金屬元素。圖1-19(P21)(4)在周期表里找出Cr和Cu的價層電子。它們的電子排布符號構造原理嗎?此外還有哪些元素的基態原子電子排布不符合構造原理 ?原子結構與元素周期表(3)處于非金屬與金屬分界線上的元素常被稱為半金屬或類金屬,為什么?由于元素的金屬性和非金屬性之間并沒有嚴格的界限,處于非金屬與金屬分界線上的元素既能表現出一定的非金屬性,又能表現出一定的金屬性,因此這些元素常被稱為半金屬或類金屬。Cr的價層電子排布式為3d54s1,Cu的價層電子排布式為3d104s1,不符合構造原理。此外Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Pt、Au、La、Ce、Gd、Ac、Th、Pa、U、Np、Cm等的基態原子電子排布均不符合構造原理。(5)預言119號元素基態原子最外層電子排布;預言第八周期有多少種元素。原子結構與元素周期表119號元素應位于第八周期第IA族,故基態原子最外層電子排布為8s1;元素種數分別為:2×12、2×22、2×22、2×32、2×32、2×42、2×42。以此預測第八周期元素種數為2×52= 50(種)。在元素周期表中,某些主族元素與右下方的主族元素(如圖1-20)的有些性質是相似的(如鋰和鎂在過量的氧氣中燃燒均生成正常氧化物,而不是過氧化物),這種相似性被稱為對角線規則。 圖1-20(P22) :體現對角線規則的相關元素思考與討論(課本P22)(1)對角線規則是從相關元素及其化合物的許多性質中總結出來的經驗規則。在科學研究中,你對類似對角線規則這樣的經驗規則有何看法?(2)以“對角線規則”為關鍵詞,利用互聯網搜索有關資料,比較鋰和鎂、鈹和鋁、硼和硅三對元素及其化合物性質的相似性。思考與交流規則:周期表中的某些主族元素其某些性質與右下方元素相似與酸反應 與堿反應單質氧化物氫氧化物如鈹、鋁兩元素的性質相似性2Al+6H+===2Al3++3H2↑2Al+2OH-+2H2O===2AlO2-+3H2↑Be+2H+==Be2++H2↑Be+2OH-==BeO22-+H2↑Al2O3+6H+==2Al3++3H2OAl2O3+2OH-==2AlO2-+H2OBeO+2H+==Be2++H2OBeO+2OH-===BeO22-+H2OAl(OH)3+3H+===Al3++3H2OAl(OH)3+OH-===AlO2-+2H2OBe(OH)2+2H+===Be2++2H2OBe(OH)2+2OH-===BeO22-+2H2O原子結構與元素周期表在離子反應中,AlO2-可用表[Al(OH)4]-(2)原子的電子排布與周期的劃分:按核外電子排布的最后填入電子的能級符號,可將元素周期分為s、p、d、ds、f 五個區。ⅰ.主族元素:族序數等于原子的最外層電子數等于價電子數一、原子結構與元素周期表課 堂 小 結板書提綱2、構造原理與元素周期表ⅱ.副族元素:大多數縱行數等于(n-1)d+ns的電子數 等于價電子數 (鑭系和錒系除外)(1)元素周期表的結構①周期:七橫七周期,三短四長②族:十八列十六族,七主七副一VIII一0族外圍電子構型為3d104s1的元素在周期表中位于( )A.第五周期第ⅠB族B.第五周期第ⅡB族C.第四周期第ⅦB族D.第四周期第ⅠB族解析:該元素的基態原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,根據電子排布式可知,該原子有4個能層,所以位于第四周期;其價電子排布式為3d104s1,屬于第ⅠB族元素,所以該元素位于第四周期第ⅠB族,故選D。D練習1、已知某元素基態原子的價電子排布為(n-1)dansb(a、b均為大于0的正整數),下列有關說法正確的是( )A.該元素一定位于元素周期表中的d區B.該元素一定位于元素周期表中的ds區C.該元素的族序數為a+bD.該元素一定為金屬元素解析:該元素基態原子的價電子排布為(n-1)dansb,該元素為過渡元素,該元素可能位于周期表中的d區或ds區。若該元素處于第ⅢB~ⅦB族,原子的價電子數等于族序數,即族序數為a+b,否則不存在這一關系。D練習2、下列各組元素都屬于p區的是( )A.原子序數為1、2、7的元素B.O、S、PC.Fe、Ar、ClD.Na、Li、Mg解析:A項中的氫元素及D項中的Na、Li、Mg均屬于s區,C項中的Fe屬于d區。B練習3、練習4、按核外電子層結構,可把周期表里的元素劃分成5個區,以下元素屬于s區的是( )A.Fe B.Mg C.As D.Cu解析:最外層只有1~2個s電子,次外層無d電子,價電子排布為ns1~2(包括ⅠA、ⅡA族)的元素屬于s區元素,只有Mg符合。B 展開更多...... 收起↑ 資源預覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫