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(共44張PPT)
第一章
第二節 原子結構與元素的性質
0
第1課時：原子結構與元素周期表
元素的發現時間軸
聯合國教科文組織總干事阿祖萊說：“化學元素周期表不僅僅是對宇宙中所有已知原子進行排序的列表，它本質上是幫助我們更好地了解我們周圍世界的一個窗口。”
元素周期律元素的性質隨著原子序數遞增發生現周期性的重復。
1869年，門捷列夫的第一張元素周期表
原子序數是按相對原子質量從小到大的順序將元素排列起來，得到一個元素序列，并從最輕的元素氫開始進行編號。
1913年，英國物理學家莫塞萊
原子序數即原子核電荷數
元素周期律元素的性質隨元素原子的核電荷數遞增發生周期性遞變。
1.元素周期律、元素周期系和元素周期表
(1) 元素周期律：
元素的性質隨原子的核電荷數遞增發生周期性遞變，這一規律叫做元素周期律
(2) 元素周期系：
元素按其原子核電荷數遞增排列的序列稱元素周期系
原子序數＝核電荷數＝質子數=核外電子數
原子結構與元素周期表
(3) 元素周期表
呈現元素周期系的表格
元素周期系只有一個，元素周期表多種多樣。
原子結構與元素周期表
1.元素周期律、元素周期系和元素周期表
(3) 元素周期表
呈現元素周期系的表格
原子結構與元素周期表
1.元素周期律、元素周期系和元素周期表
三張有重要歷史意義的周期表
特征
短式周期表
①從第四周期開始每個周期結成兩段
②第1~7族分主副，第八族稱過渡元素（鐵、鈷、鎳等“三素組”）
門捷列夫短式周期表
（1869年）
配位化學鼻祖維爾納
特長式周期表
維爾納特長式周期表
（1905年）
各族元素、過渡金屬、稀有氣體、鑭系和錒系，各有各的位置。
它確定了前五個周期的元素種類
每個周期一行，
同族元素上下對齊。
Be、Mg的位置與現今周期表不同
(2\8\8\18\18)
玻爾元素周期表
（1922年）
把21～28、39～46等元素用 框起
方框
認識到
框內元素的原子新增加的電子是填入_____________的
內層軌道
他已經用原子結構解釋元素周期系
確定了第六周期為_______種元素
說明
32
鑭系元素基態原子有4f 電子
2.構造原理與元素周期表
(1)構造原理與價層電子排布：
要求：寫出1~36號元素基態原子的電子排布式及價層電子排布式。
原子結構與元素周期表
1s
2s 2p
3s 3p
4s 3d 4p
5s 4d 5p
6s 4f 5d 6p
7s 5f 6d 7p
原子結構與元素周期表
2.構造原理與元素周期表
(1)構造原理與價層電子排布：
1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p
能級組之間能量相差較大，
能級組之內能量相差很小
能級組
能量相近的合并成一組
共七個能級組，也就形成了7個周期 。
ns→(n-2)f→(n-1)d →np
周期 序數 電子 層數 價層電子 填入的能級 電子數 元素
種數
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
2
8
8
18
18
32
32
構造原理得出的核外電子排布
解釋
元素周期系的基本結構
每周期的元素種數
＝
以填充ns(堿金屬)開始、填滿np（稀有氣體）結束遞增的核電荷數（或電子數）(第1周期除外）
2
2+6=8
2+6=8
2+10+6=18
2+14+10
+6=32
(2)原子核外電子排布與元素周期表
① 能級組與元素的周期特點和種類
原子結構與元素周期表
2.構造原理與元素周期表
②能級組與元素周期表：
1s
2s 2p
3s 3p
4s 3d 4p
5s 4d 5p
6s 4f 5d 6p
7s 5f 6d 7p
s
p
f
d
s
s
p
s
d
p
f
s
d
p
d
s
p
p
s
若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，可以得到如下元素周期表：
【思考與討論】如何將其變成書末的元素周期表？
(2)原子核外電子排布與元素周期表
原子結構與元素周期表
2.構造原理與元素周期表
p
d
s
s
p
s
d
p
s
d
p
d
s
p
p
s
s
f
f
若將p段與p段對齊，d段與d段對齊、f段單獨列出，將1s2與p段末端對齊，則得到書末的元素周期表
能級組與元素周期表：
(1)除短周期外,其他周期均有18種元素 (　 　)
(2)每一周期都是堿金屬元素開始，稀有氣體元素結束。( )
(3)元素周期表有7個橫行，即7個周期;有18個縱列，即18個族。 (　　)
(4)價電子數與最高化合價相等的元素一定是主族元素 (　　)
(5)次外層全充滿而最外層有不成對電子的元素一定是主族元素 (　 　)
(6)主族元素的原子價電子層排布都含s，但都不含d (　　)
　　
√ 　　
課堂練習1：判斷正誤(正確的打“√”,錯誤的打“×”)
× 　　
× 　　
× 　　
× 　　
× 　　
課堂練習2：下列關于原子核外電子排布與元素在周期表中位置關系的敘述中,正確的是(　　)
A.原子價電子排布為ns2np1~6的元素一定是主族元素
B.基態原子最外電子層的p能級上有5個電子的元素一定是第ⅦA族元素
C.原子的價電子排布為(n-1)d6~8ns2的元素一定位于第ⅢB~ⅦB族
D.基態原子N能層上只有1個電子的元素一定是主族元素
B
再探元素周期表
(1) 元素周期表共有幾個周期？每個周期有多少種元素？
【探究】P21
為什么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？
7 個
2，8，8，18，18，32，32
只有一個電子層，能級只有1s能級
18列
Ⅰ~ⅦA族、Ⅰ~ⅦB 和Ⅷ、0族
構造原理與元素周期表
原子核外電子排布與族的關系
ⅠA 原子 序數 周期 基態原子的電子排布 價層電子
排布
鋰 3 二
鈉 11 三
鉀 19 四
銣 37 五
銫 55 六
2s1
6s1
4s1
5s1
3s1
ⅡA 原子 序數 周期 基態原子的電子排布 價層電子
排布
鈹 4 二
鎂 12 三
鈣 20 四
鍶 38 五
鋇 56 六
2s2
6s2
4s2
5s2
3s2
第ⅠA族：
價層電子排布通式
第ⅡA族：
（n=周期序數=電子層數）
ns1
ns2
[He]2s1
[Ne]3s1
[Ar]4s1
[Kr]5s1
[Xe]6s1
[He]2s2
[Ne]3s2
[Ar]4s2
[Kr]5s2
[Xe]6s2
構造原理與元素周期表
主族序數=價層電子數
構造原理與元素周期表
原子核外電子排布與族的關系
主族：ns1→ns2np5，且主族序數=最外層電子數=價層電子數
0族：He為1s2，其他為ns2np6
主族序數 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
價電子構型
ns1
ns2
ns2np1
ns2np2
ns2np3
ns2np4
ns2np5
ⅢB-ⅦB：族序數 = 價層電子數
ⅠB-ⅡB：族序數 = 最外層電子數
構造原理與元素周期表
原子核外電子排布與族的關系
副族序數 ⅢB ～VB VIB ⅦB
價電子構型
Ⅷ ⅠB ⅡB
(n-1)d1-3ns2
(n-1)d5ns1
(n-1)d5ns2
(n-1)d6~8ns1~2
(n-1)d10ns1
(n-1)d10ns2
ⅢB ～ⅦB族和第Ⅷ族:
(n-1)d1-8ns1-2
ⅠB 、ⅡB族:
(鑭系、錒系除外)
(n-1)d10ns1-2
(Pd：4d10除外)
副族
[(n-1)d軌道為全充滿狀態]
副族最外層電數都是 1~2（Pd除外），全都是金屬元素。
再探元素周期表
【探究】P21
(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？
18列
ns1~2
ns2np1~6
(n－1)d1~10ns1~2
相等（除0族中的He）
構造原理與元素周期表
【討論】
(1) 為什么副族元素又稱為過渡元素？
從金屬元素過渡到非金屬元素的中間元素
過渡元素價層電子數跟它們的族序數有什么關系？
ⅢB-ⅦB：族序數 = 價層電子數
ⅠB-ⅡB：族序數 = 最外層電子數
寫出它們的價層電子排布通式。
(n－1)d1~10ns1~2 (除鑭系和錒系）
構造原理與元素周期表
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
元素周期表的結構
總結：
7個周期
(7個橫行)
短周期
第四、五、六、七周期，每周期所含元素的種類數分別是 ：____、_____、_____ 、_____ 。
第一、二、三周期，每周期所含元素的種類數分別是：____、_____、_____。
長周期：
2
8
8
18
18
32
32
個數 元素周期表中有___個縱列，共有____個族 特點 主族元素的族序數＝_____________ 分類 主族 共有___個，包括第____________________________________族
副族 共有___個，包括第ⅠB、ⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB族
Ⅷ族 包括第__________三個縱列
0族 占據元素周期表的第___縱列，最外層電子數為__(He為2)
18
16
最外層電子數
7
ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA
7
8、9、10
18
8
元素周期表的結構
總結：
s
p
ds
d
f
f
電子填充的最后一個能級是s能級
電子填充的最后一個能級是d能級
電子填充的最后一個能級是p能級
電子填充的最后一個能級是 f 能級
構造原理與元素周期表
(2) 按照核外電子排布，可把元素周期表劃分成5個區，如圖1-19所示。除ds區外，各區的名稱來自按構造原理最后填入電子的能級的符號。
s區
d區
ds區
p區
s區、d區、ds區、 p區分別有幾個列？
【討論】
s區有2列，d區有8列，ds區有2列、 p區有6列。
構造原理與元素周期表
s區
d區
ds區
p區
為什么s區(除氫元素)、d區和ds區的元素都是金屬元素？
【討論】
s區元素的價層電子排布通式為nsl~2，d區元素的價層電子排布通式為(n-1)d1~9ns1-2，ds區元素的價層電子排布通式為(n-1)d10ns1-2，它們的最外層電子數均不超過2，化學反應中容易失去電子，所以s區(除氫元素外)、d區和ds區的元素都是金屬元素。
構造原理與元素周期表
課堂練習1：下列說法錯誤的是（ ）
A. s區元素的原子價電子層排布都是s結尾
B. d區元素的原子價電子層排布都是ds結尾
C. ds元素的原子價電子層排布都是ds結尾
D. p區元素的原子價電子層排布都是sp結尾
E. F. 過渡元素的原子價電子層排布都是ds結尾
G. ds區元素的原子d軌道一定全滿
B D F
課堂練習2：下列說法正確的是( @56@ )。
A.所有金屬元素都分布在 d 區和 ds 區
B.最外層電子數為2的元素都分布在 s 區
C.元素周期表中第 ⅢB 族到第 ⅡB 族10個縱行的元素都是金屬元素
D. s 區均為金屬元素
C
【討論】
(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
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
構造原理與元素周期表
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？
由于元素價電子層結構和元素周期表中元素性質遞變規律決定的。同周期元素由左向右非金屬逐漸增強，金屬性逐漸減弱；同主族元素從上到下非金屬性逐漸減弱，金屬性逐漸增強。結果使元素周期表右上角區域主要呈現非金屬性。
【討論】
(4) 在周期表里找出Cr和Cu的價層電子。它們的電子排布符合構造原理嗎 此外還有哪些元素的基態原子電子排布不符合構造原理
構造原理與元素周期表
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(它們的3d軌道達到半充滿或全充滿結構，是一種能量較低的穩定結構）
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
119號元素的基態原子最外層電子排布為為8s1
第八周期應有50種元素
2s1
3s1
4s1
5s1
6s1
7s1
8s1
1s1
119
8s
→5g
→6f
→7d
→8p
2+18+14+10+6=50
8s
→5g
→6f
→7d
→8p
構造原理與元素周期表
【討論】
(5) 預言119號元素基態原子最外層電子排布，并預測第八周期有多少種元素
下列各元素是主族元素還是副族元素？位于周期表的第幾周期和哪個族？屬于哪個區？
（課本29頁第9題）
（1）1s22s22p63s23p5
（2）[Kr]4d105s25p2
（3）[Ar]3d34s2
（4）[Ar]3d104s1
（5）[Ar]4s1
主族
主族
副族
主族
副族
第三周期第ⅦA族
p區
第五周期第ⅣA族
p區
第四周期第ⅤB族
d區
第四周期第ⅠB族
ds區
第四周期第ⅠA族
s區
構造原理與元素周期表
某些主族元素與其右下方的主族元素(如圖)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
處于“對角線”位置的元素，它們的性質具有相似性（注意化合價不同）
【思考與討論】P22
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與水反應都十分緩慢。
元素 Li Na Be Mg
沸點/℃ 1 341 881.4 2 467 1 100
1.鋰和鎂的相似性
a.鋰與鎂的沸點較為接近：
對角線規則
c. 能直接與氮氣反應：
1.鋰和鎂的相似性
d. 鋰和鎂的氫氧化物加熱分解：
生成相應的氮化物Li3N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，
相應的鎂鹽也難溶于水。
對角線規則
2. 鈹和鋁的相似性
2）都可與酸、堿反應放出氫氣：
3）鈹在濃硝酸中也發生鈍化
1）二者的氧化物Al2O3和BeO的熔點和硬度都很高
對角線規則
4）氧化物和氫氧化物都具有兩性：
既能溶于強酸又能溶于強堿溶液
Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O，
Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O
Be(OH)2＋2HCl=BeCl2＋2H2O，
Be(OH)2＋2NaOH=Na2BeO2＋2H2O
2. 鈹和鋁的相似性
5）BeCl2和AlCl3都是共價化合物，易升華。
對角線規則
3. 硼和硅的相似性
1. 自然界中B與Si均以化合物的形式存在。
2. B與Si的單質都易與強堿反應，且不與稀酸反應：
2B＋2KOH＋2H2O = 2KBO2＋3H2↑，
Si＋2KOH＋H2O= K2SiO3＋2H2↑
對角線規則
課堂練習：仔細觀察如圖,回答下列問題:
(1)B的原子結構示意圖為　　　　　,B元素位于元素周期表的第　　周期 族。
(2)鈹的最高價氧化物對應的水化物是　　　化合物(填“酸性”“堿性”或“兩性”),證明這一結論的有關離子方程式是　　　　　　 　　 。
二
ⅢA
兩性
Be(OH)2+2OH-=BeO22-+2H2O
Be(OH)2+2H+=Be2++2H2O
(3)根據周期律知識,硼酸酸性比碳酸　　,理由是　　　　　　　　　　。
(4)根據Mg在空氣中的燃燒情況,Li在空氣中燃燒生成的產物為　　 　 (用化學式表示)。
弱
硼的非金屬性比碳弱
Li2O、Li3N
類比：Mg在空氣中與O2、CO2、N2反應得MgO、Mg3N2
原子結構與元素周期表
元素周期表、元素周期系、元素周期律
構造原理與元素周期表
對角線規則
原子序數
元素性質隨著__________遞增發生周期性的重復
元素按原子__________遞增排列的序列
核電荷數
呈現元素周期系的表格
元素周期系只有一個，
元素周期表多種多樣。
周期序數=基態原子的能層數
某些主族元素與其右下方的主族元素
有些性質是相似的。
ⅢB-ⅦB：族序數 = 價層電子數
ⅠB-ⅡB：族序數 = 最外層電子數
Ⅰ A-ⅦA：族序數 = 價層電子數
族序數
課堂小結
THANKS
謝謝聆聽

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