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第二節(jié)　原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)
第一課時(shí)　原子結(jié)構(gòu)與元素周期表
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.了解元素周期系與元素周期表之間的關(guān)系。
2.知道元素周期表中分區(qū)、周期和族的元素原子核外電子排布特征,
了解元素周期表的應(yīng)用價(jià)值。
3.能從原子價(jià)層電子數(shù)目和價(jià)層電子排布的角度解釋元素周期表的分區(qū)、周期和族的劃分。
4.建構(gòu)元素周期表模型,并利用模型分析和解釋一些常見元素的性質(zhì)。
門捷列夫的第二張?jiān)刂芷诒?br/>三張有重要?dú)v史意義的周期表
維爾納的特長式周期表
三張有重要?dú)v史意義的周期表
三張有重要?dú)v史意義的周期表
元素周期系的形成
(1)形成:
隨著元素原子核電荷數(shù)的遞增,每到出現(xiàn)堿金屬,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)稀有氣體;然后又開始由堿金屬到稀有氣體,
如此循環(huán)往復(fù)——這就是元素周期系中的一個(gè)個(gè)周期。
(2)原因:
元素周期系的形成是由于元素的原子核外電子的排布發(fā)生周期性的重復(fù)。
元素周期系的形成
(3)元素周期系中各周期所含元素種類的變化規(guī)律:
隨著核電荷數(shù)的遞增,電子在能級(jí)里的填充順序遵循構(gòu)造原理;
元素周期系的周期不是單調(diào)的;
每一周期里元素的數(shù)目并不總是一樣多,而是隨周期序號(hào)的遞增
漸漸增多,同時(shí)金屬元素的數(shù)目也逐漸增多。
可以把元素周期系的周期發(fā)展形象地比喻成螺殼上的螺旋。
原子結(jié)構(gòu)與元素周期表
1.元素周期律、元素周期系和元素周期表
(1)元素周期律的含義:元素的性質(zhì)隨元素原子的核電荷數(shù)遞增發(fā)生周期性遞變。
(2)元素周期系:元素按其原子核電荷數(shù)遞增排列的序列稱為元素周期系。
(3)元素周期系與元素周期表的關(guān)系:
①元素周期表是呈現(xiàn)元素周期系的表格。
②元素周期系只有一個(gè),元素周期表多種多樣。
上表中的實(shí)線是元素周期表部分邊界,請?jiān)诒碇杏脤?shí)線補(bǔ)全元素周期表邊界。
一、現(xiàn)行元素周期表
1.原子序數(shù)
(1)含義:按照元素在元素周期表中的順序給元素編號(hào),得到原子序數(shù)。
(2)原子序數(shù)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系:
2.編排原則
原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)
3.元素周期表的結(jié)構(gòu)
(1)周期。
①個(gè)數(shù):元素周期表中有7個(gè)周期。
②特點(diǎn):每一周期中元素原子的電子層數(shù)相同。
③分類:
短周期:包括第一、二、三周期。
長周期:包括第四、五、六、七周期。
周期數(shù)=電子層數(shù)
3.元素周期表的結(jié)構(gòu)
(2)族。
①個(gè)數(shù):元素周期表中有18個(gè)縱行,但只有16個(gè)族。
②特點(diǎn):元素周期表中
③分類。
主族:在族序數(shù)后標(biāo)A,如周期表中第16縱行表示為第ⅥA族。
副族:在族序數(shù)后標(biāo)B(除了第Ⅷ族),如周期表中第6縱行表示為第ⅥB族。
0族:最外層電子數(shù)為8(He為2),其化合價(jià)通常為0。
④常見族的特別名稱。
第ⅠA族(除H):堿金屬元素;第ⅦA族:鹵族元素;0族:稀有氣體元素。
主族元素的族序數(shù)=最外層電子數(shù)
元素周期表中從第ⅢB族到第ⅡB族共10個(gè)縱行,共68種元素,全部為金屬元素,統(tǒng)稱為過渡元素。
(3).過渡元素
周期 序數(shù) 電子 層數(shù) 價(jià)層電子 填入的能級(jí) 電子數(shù) 元素
種數(shù)
1 1
2 2
3 3
4 4
5 5
6 6
7 7
1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p
能級(jí)組之間能量相差較大，能級(jí)組之內(nèi)能量相差很小
能量相近的合并成一組,共七個(gè)能級(jí)組，也就形成了7個(gè)周期 。
二、核外電子排布與元素周期表
1.核外電子排布與周期的劃分
根據(jù)構(gòu)造原理,將能量相近的能級(jí)分為一組,按能量由低到高可分為
七個(gè)能級(jí)組,同一能級(jí)組內(nèi),各能級(jí)能量相差較小,各能級(jí)組之間能量相差較大。
族 價(jià)層電子排布通式
原子核外電子排布與族的關(guān)系
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
ns1
ns2
ns2np1
ns2np2
ns2np3
ns2np4
ns2np5
主族元素的族序數(shù)=最外層電子數(shù)
=價(jià)層電子數(shù)
族 價(jià)層電子排布通式
Ⅰ B
Ⅱ B
Ⅲ B
Ⅳ B
Ⅴ B
Ⅵ B
Ⅶ B
Ⅷ
(n－1)d1ns2
(n－1)d2ns2
(n－1)d3ns2
(n－1)d5ns1
(n－1)d5ns2
(n－1)d6～8ns2
(n－1)d10ns1
(n－1)d10ns2
ⅢB-ⅦB：族序數(shù) = 價(jià)層電子數(shù)
ⅠB-ⅡB： 族序數(shù) = 最外層電子數(shù)
1.元素的分區(qū)
(1)按電子排布,把周期表里的元素劃分成5個(gè)區(qū),分別為
(2)元素周期表共有16個(gè)族,其中
s區(qū)包括 族, p區(qū)包括 族,
d區(qū)包括 族及 族, ds區(qū)包括 族,
f區(qū)包括 元素和 元素。
三、核外電子排布與周期表的分區(qū)
s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)、f區(qū)。
ⅠA、ⅡA
ⅢA~ⅦA、0
ⅢB~ⅦB
Ⅷ
ⅠB、ⅡB
鑭系
錒系
2.各區(qū)元素化學(xué)性質(zhì)及原子最外層電子排布的特點(diǎn)
因?yàn)橥芷谥髯逶貜淖蟮接?金屬性減弱,非金屬性增強(qiáng),同周期內(nèi)非金屬元素位于右邊;
同主族從上到下,非金屬性減弱,金屬性增強(qiáng),同主族非金屬元素位于上方;所以在元素周期表中非金屬主要集中在右上三角區(qū)內(nèi)。
由于元素的金屬性和非金屬性之間并沒有嚴(yán)格的界線,處于非金屬三角區(qū)邊緣的元素,雖是非金屬元素但往往表現(xiàn)出一定的金屬性,如具有金屬光澤、具有一定的導(dǎo)電性等,所以常被稱為半金屬或準(zhǔn)金屬。
為什么處于非金屬三角區(qū)邊緣的元素常被稱為半金屬或準(zhǔn)金屬
對(duì)角線規(guī)則
某些主族元素與其右下方的主族元素(如圖)的有些性質(zhì)是相似的。
處于“對(duì)角線”位置的元素，它們的性質(zhì)具有相似性。
b.在過量的氧氣中燃燒均生成正常氧化物，而不是過氧化物，
并且Li2O和MgO與水反應(yīng)都十分緩慢。
元素 Li Na Be Mg
沸點(diǎn)/℃ 1 341 881.4 2 467 1 100
鋰和鎂的相似性
a.鋰與鎂的沸點(diǎn)較為接近：
c. 能直接與氮?dú)夥磻?yīng)：
d. 鋰和鎂的氫氧化物加熱分解：
生成相應(yīng)的氮化物L(fēng)i3N和Mg3N2。
Li2O、H2O和MgO、H2O。
e. 在堿金屬的氟化物、碳酸鹽和磷酸鹽中：
只有鋰鹽是難溶于水的.
相應(yīng)的鎂鹽也難溶于水。
鈹和鋁的相似性
b.都可與酸、堿反應(yīng)放出氫氣：
c.鈹在濃硝酸中也發(fā)生鈍化
a.二者的氧化物Al2O3和BeO的熔點(diǎn)和硬度都很高
d.氧化物和氫氧化物都具有兩性：
既能溶于強(qiáng)酸又能溶于強(qiáng)堿溶液
Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O
Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O
Be(OH)2＋2HCl=BeCl2＋2H2O
Be(OH)2＋2NaOH=Na2BeO2＋2H2O
e.BeCl2和AlCl3都是共價(jià)化合物，易升華。
硼和硅的相似性
a.自然界中B與Si均以化合物的形式存在。
b.B與Si的單質(zhì)都易與強(qiáng)堿反應(yīng)，且不與稀酸反應(yīng)：
2B＋2KOH＋2H2O = 2KBO2＋3H2↑
Si＋2KOH＋H2O= K2SiO3＋2H2↑
下列說法中正確的是　(　　)
A．所有金屬元素都分布在d區(qū)和ds區(qū)
B．最外層電子數(shù)為2的元素都分布在s區(qū)
C．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
D．s區(qū)均為金屬元素
C
某元素的原子序數(shù)為29,試問:
(1)此元素原子的電子總數(shù)是多少
(2)它有多少個(gè)電子層 基態(tài)原子中電子占據(jù)多少個(gè)能級(jí)
(3)它的外圍電子排布式是什么
(4)它屬于第幾周期 是主族還是副族 第幾族
(5)它有多少個(gè)未成對(duì)電子
答案：(1)29　(2)4個(gè)電子層;7個(gè)能級(jí)
(3)3d104s1　(4)第四周期;副族;ⅠB族
(5)有1個(gè)未成對(duì)電子
指出下列元素是主族元素還是副族元素,在周期表中的位置是什么
(1)1s22s22p63s2是　　族元素,位于周期表中第　　周期第　　族,屬于　　　區(qū)元素;
(2)[Kr]4d105s25p2是　　族元素,位于周期表中第　　周期第　　族,屬于　　區(qū)元素;
(3)[Ar]3d14s2是　　族元素,位于周期表中第　　周期第　　族,屬　　　區(qū)元素;
(4)[Ar]3d104s1是　　族元素,位于周期表中第　　　周期第　　族,屬于　　區(qū)元素。
答案：(1)主　三　ⅡA　s　(2)主　五　ⅣA　p
(3)副　四　ⅢB　d　(4)副　四　ⅠB　ds
下列關(guān)于原子核外電子排布與元素在周期表中位置關(guān)系的表述中,不正確的是(　　)A.基態(tài)原子的N層上只有一個(gè)電子的元素,可能是ⅠA族元素B.原子的價(jià)電子排布為(n-1)d6~8ns2的元素一定是副族元素C.基態(tài)原子p能級(jí)上半充滿的元素一定位于p區(qū)D.基態(tài)原子的價(jià)電子排布為(n-1)dxnsy的元素的族序數(shù)一定為x+y
D
肯定屬于同族元素且性質(zhì)相似的是(　　)A.原子電子排布式: A為1s22s2,B為1s2B.結(jié)構(gòu)示意圖:A為 B為
C.A原子基態(tài)時(shí)2p能級(jí)上有1個(gè)未成對(duì)電子,
B原子基態(tài)時(shí)3p能級(jí)上也有1個(gè)未成對(duì)電子D.A原子基態(tài)時(shí)2p能級(jí)上有一對(duì)成對(duì)電子,
B原子基態(tài)時(shí)3p能級(jí)上也有一對(duì)成對(duì)電子
D
具有下列價(jià)電子排布的元素位于周期表中哪個(gè)區(qū),是金屬元素還是非金屬元素
(1)ns2(n≠1)
(2)ns2np4
(3)(n-1)d5ns2
(4)(n-1)d8ns2
(1)s區(qū),金屬元素　
(2)p區(qū),非金屬元素(釙為金屬元素)　
(3)d區(qū),金屬元素　
(4)d區(qū),金屬元素

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