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第一章 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
第二節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)
課時(shí)一 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.深入認(rèn)識(shí)元素周期表的基本結(jié)構(gòu)；
2.能從原子價(jià)電子數(shù)目和價(jià)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，促進(jìn)對(duì)“位置”與“結(jié)構(gòu)”關(guān)系的理解。
航天
藥物
海洋
通訊
元素
知識(shí)回顧
元素周期表的結(jié)構(gòu)
7個(gè)周期
（7橫行）
短周期
長(zhǎng)周期
第一周期
第二周期
第三周期
第四周期
第五周期
第六周期
第七周期
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
周期序數(shù) = 電子層數(shù)(能層數(shù))
知識(shí)回顧
元素周期表的結(jié)構(gòu)
（18縱行）
16個(gè)族
7個(gè)主族
8個(gè)副族
零族
ⅠA , ⅡA , ⅢA , ⅣA ,ⅤA , ⅥA , ⅦA
8、9、10三個(gè)縱行
稀有氣體元素
He Ne Ar Kr Xe Rn Og
主族序數(shù)=最外層電子數(shù)=最高正化合價(jià)數(shù)
（O、F除外）
元素周期律、元素周期系、元素周期表
01
元素周期律、元素周期系、元素周期表
1869年 門捷列夫元素周期表
按相對(duì)原子質(zhì)量排序
01
元素周期律、元素周期系、元素周期表
按相對(duì)原子質(zhì)量從小到大的順序?qū)⒃嘏帕衅饋?lái)，得到一個(gè)元素序列，并從最輕的元素氫開(kāi)始進(jìn)行編號(hào)，稱為原子序數(shù)。
1869年，門捷列夫發(fā)現(xiàn)，元素的性質(zhì)隨著元素原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化，這個(gè)規(guī)律叫作元素周期律。
門捷列夫
原子序數(shù)
核電荷數(shù)
=
元素周期律為元素的性質(zhì)隨著元素核電荷數(shù)的遞增而呈周期性變化。
我們把元素按照其原子核電荷數(shù)遞增排列的序列稱為元素周期系。
莫塞萊
=
質(zhì)子數(shù)
=
核外電子數(shù)
01
元素周期律、元素周期系、元素周期表
三張有重要?dú)v史意義的周期表
門捷列夫短式周期表
從第四周期開(kāi)始每個(gè)周期截成兩截，第1-7族分主族副族，第八族稱為過(guò)渡元素（第八族是鐵、鈷、鎳等“三素組”）。
01
元素周期律、元素周期系、元素周期表
維爾納的特長(zhǎng)式周期表
每個(gè)周期一行，各族元素、過(guò)渡金屬、稀有氣體、鑭系、錒系，各有各的位置，同族元素上下對(duì)齊；前五個(gè)周期的元素種類被完全確定。表中的Be、Mg的位置與現(xiàn)今周期表不同。
01
元素周期律、元素周期系、元素周期表
玻爾元素周期表
把21～28、39～46等元素用 框起
方框
認(rèn)識(shí)到
框內(nèi)元素的原子新增加的電子是填入_____________的
內(nèi)層軌道
他已經(jīng)用原子結(jié)構(gòu)解釋元素周期系
確定了第六周期為_(kāi)______種元素
說(shuō)明
32
構(gòu)造原理與元素周期表
02
構(gòu)造原理與元素周期表
根據(jù)基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式找規(guī)律。
【學(xué)習(xí)任務(wù)1】
第一周期：
從 開(kāi)始，以 結(jié)束
1s1
1s2
1s1
2s1
3s1
4s1
1s2
2s2
3s2
4s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
4p6
2s2
2p1
2s2
2p2
2s2
2p3
2s2
2p4
2s2
2p5
3s2
3p1
3s2
3p2
3s2
3p3
3s2
3p4
3s2
3p5
4s2
4p1
4s2
4p2
4s2
4p3
4s2
4p4
4s2
4p5
3d1
4s2
3d2
4s2
3d3
4s2
3d5
4s1
3d5
4s2
3d6
4s2
3d7
4s2
3d8
4s2
3d10
4s1
3d10
4s2
其余各周期：
從 能級(jí)開(kāi)始，以 能級(jí)結(jié)束
ns
np
（n=周期序數(shù)=電子層數(shù)）
寫出12號(hào)、29號(hào)元素的基態(tài)原子的電子排布式，判斷屬于哪個(gè)周期？
周期序數(shù)=基態(tài)原子的能層數(shù)
02
構(gòu)造原理與元素周期表
【學(xué)習(xí)任務(wù)2】
探究原子核外電子排布與周期的關(guān)系
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
2
8
8
18
18
32
32
構(gòu)造原理得出的核外電子排布
解釋
元素周期系的基本結(jié)構(gòu)
每周期的元素種數(shù)
＝
以ns開(kāi)始、np結(jié)束遞增的核電荷數(shù)（或電子數(shù)）
2
8
8
18
18
32
32
02
構(gòu)造原理與元素周期表
1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s→4f→5d→6p→7s→5f→6d→7p
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
能級(jí)組
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 。
02
構(gòu)造原理與元素周期表
思考：若以一個(gè)方格代表一種元素，每個(gè)周期排一橫排，并按s、p、d、f分段，左側(cè)對(duì)齊，可以得到如下元素周期表：
p
f
d
s
s
p
s
d
p
f
s
d
p
d
s
p
p
s
s
02
構(gòu)造原理與元素周期表
再探元素周期表
1、元素周期表共有幾個(gè)周期？每個(gè)周期有多少種元素？
【探究】
為什么第一周期結(jié)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(jià)層電子數(shù)各為多少？同列元素價(jià)層電子數(shù)是否相等
元素周期表可分為哪些族？族序有什么規(guī)律？
7 個(gè)
2，8，8，18，18，32，32
只有一個(gè)電子層，能級(jí)只有1s能級(jí)
18列
Ⅰ~ⅦA族、Ⅰ~ⅦB 和Ⅷ、0族
02
構(gòu)造原理與元素周期表
原子核外電子排布與族的關(guān)系
ⅠA 原子 序數(shù) 周期 基態(tài)原子的電子排布 價(jià)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(shù) 周期 基態(tài)原子的電子排布 價(jià)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(jià)層電子排布通式
第ⅡA族：
（n=周期序數(shù)=電子層數(shù)）
ns1
ns2
[He]2s1
[Ne]3s1
[Ar]4s1
[Kr]5s1
[Xe]6s1
[He]2s2
[Ne]3s2
[Ar]4s2
[Kr]5s2
[Xe]6s2
02
構(gòu)造原理與元素周期表
族 價(jià)層電子
排布通式
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
ns1
ns2
ns2np1
ns2np2
ns2np3
ns2np4
ns2np5
主族序數(shù)=價(jià)層電子數(shù)
原子核外電子排布與族的關(guān)系
02
構(gòu)造原理與元素周期表
原子核外電子排布與族的關(guān)系
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
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)
(n－1)d1ns2
(n－1)d3ns2
(n－1)d5ns1
(n－1)d5ns2
(n－1)d6～8ns2
(n－1)d10ns1
(n－1)d10ns2
(n－1)d2ns2
02
構(gòu)造原理與元素周期表
2、元素周期表共有多少列？各列的價(jià)層電子數(shù)各為多少？同列元素價(jià)層電子數(shù)是否相等
元素周期表可分為哪些族？族序有什么規(guī)律？
18列
ns1~2
ns2np1~6
(n－1)d1~10ns1~2
相等（除0族中的He）
再探元素周期表
【探究】
02
構(gòu)造原理與元素周期表
【討論】
1.為什么副族元素又稱為過(guò)渡元素？
從金屬元素過(guò)渡到非金屬元素的中間元素
過(guò)渡元素價(jià)層電子數(shù)跟它們的族序數(shù)有什么關(guān)系？
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)
寫出它們的價(jià)層電子排布通式。
(n－1)d1~10ns1~2
02
構(gòu)造原理與元素周期表
s區(qū)
d區(qū)
ds區(qū)
p區(qū)
以最后填入的電子的能級(jí)符號(hào)作為該區(qū)的符號(hào)。
元素周期表可分為5個(gè)區(qū)。
2.s區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)、 p區(qū)分別有幾個(gè)列？
s區(qū)有2列，d區(qū)有8列，ds區(qū)有2列、 p區(qū)有6列。
【討論】
02
構(gòu)造原理與元素周期表
(2) 為什么s區(qū)(H除外)、d區(qū)、ds區(qū)的元素都是金屬元素？
最外層電子數(shù)為1～2個(gè)( 始終不超過(guò)2 )，即為ns1-2（Pd例外），容易失去電子（H除外）
(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？
處于非金屬與金屬分界線上的元素：
既能表現(xiàn)出一定的非金屬性，又能表現(xiàn)出一定的金屬性
【討論】
02
構(gòu)造原理與元素周期表
【討論】
(4) Cr和Cu的價(jià)層電子排布符合構(gòu)造原理么？還有哪些不符合？
Nb、Mo、Ru、Pd、Ag、Pt、Au等
不符合；
(5) 預(yù)言119號(hào)元素基態(tài)原子最外層電子排布，并預(yù)測(cè)第八周期有多少種元素。
8s1
50 種
02
構(gòu)造原理與元素周期表
1s 2s→ 2p 3s→ 3p 4s→3d →4p 5s→ 4d→5p 6s→4f→ 5d→6p 7s→5f→
6d→7p
周期 一 二 三 四 五 六 七
元素?cái)?shù) 2 8 8 18 18 32 32
預(yù)言第八周期有多少種元素？
【思考與討論】
價(jià)層電子填入的能級(jí)順序：
8s → 5g → 6f → 7d → 8p
元素個(gè)數(shù)為：
50 種
2 + 18 + 14 + 10 + 6 = 50 種
02
構(gòu)造原理與元素周期表
【練習(xí)】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(gè)族？屬于哪個(gè)區(qū)？（課本29頁(yè)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(qū)
第五周期第ⅣA族
p區(qū)
第四周期第ⅤB族
d區(qū)
第四周期第ⅠB族
ds區(qū)
第四周期第ⅠA族
s區(qū)
02
構(gòu)造原理與元素周期表
【深度思考】
1.s區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)、 p區(qū)分別有幾個(gè)列？
s區(qū)有兩列，d區(qū)有8列，ds區(qū)有兩列、 p區(qū)有6列。
02
構(gòu)造原理與元素周期表
2.為什么s區(qū)(H除外)、d區(qū)、ds區(qū)的元素都是金屬元素？
s區(qū)的最外層電子數(shù)為1～2個(gè)，容易失去電子（H除外），所以都是金屬元素；
d區(qū)和ds區(qū)的最外層電子數(shù)始終不超過(guò)2，即為ns1-2（Pd例外）。而第六、第七周期比第四、第五周期多出14個(gè)元素的基態(tài)原子最外層也只有2個(gè)s電子，所以也是金屬元素。
【深度思考】
02
構(gòu)造原理與元素周期表
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(qū)內(nèi)？
右上角三角區(qū)的p區(qū)元素，能層數(shù)少，容易得到電子達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)非金屬性，屬于非金屬元素。
【深度思考】
02
構(gòu)造原理與元素周期表
【深度思考】
4.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？
處于非金屬與金屬分界線上的元素既能表現(xiàn)出一定的非金屬性，又能表現(xiàn)出一定的金屬性，因此這些元素常被稱為半金屬或類金屬。
02
構(gòu)造原理與元素周期表
【深度思考】
5.為什么副族元素又稱為過(guò)渡元素？
由于副族元素是從典型的金屬元素過(guò)渡到非金屬元素的中間元素，因而又被稱為過(guò)渡元素。
02
構(gòu)造原理與元素周期表
1.已知Se的價(jià)層電子排布式為4s24p4，請(qǐng)分析Se元素所在的周期、族、分區(qū)、最高/最低化合價(jià)
2.預(yù)言119號(hào)元素基態(tài)原子核外電子排布式、價(jià)層電子排布式，并預(yù)測(cè)其位置、分區(qū)、最高化合價(jià)
第四周期、第ⅥA族、p區(qū)、最高化合價(jià)+6/最低化合價(jià)-2
[Og]8s1、8s1、第八周期第ⅠA族、s區(qū)、最高化合價(jià)+1
【總結(jié)提升】
對(duì)角線規(guī)則
03
對(duì)角線規(guī)則
【思考與討論】
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。
鋰和鎂：
在過(guò)量的氧氣中燃燒均生成正常氧化物，而不是過(guò)氧化物
處于“對(duì)角線”位置的元素，它們的性質(zhì)具有相似性。
03
對(duì)角線規(guī)則
b.在過(guò)量的氧氣中燃燒均生成正常氧化物，而不是過(guò)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
1.鋰和鎂的相似性
a.鋰與鎂的沸點(diǎn)較為接近：
03
對(duì)角線規(guī)則
1.鋰和鎂的相似性
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。
03
對(duì)角線規(guī)則
2.鈹和鋁的相似性
2）都可與酸、堿反應(yīng)放出氫氣：
3）鈹在濃硝酸中也發(fā)生鈍化
1）二者的氧化物Al2O3和BeO的熔點(diǎn)和硬度都很高
03
對(duì)角線規(guī)則
2.鈹和鋁的相似性
4）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
5）BeCl2和AlCl3都是共價(jià)化合物，易升華。
03
對(duì)角線規(guī)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(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↑
04
課堂總結(jié)
原子結(jié)構(gòu)與元素周期表
元素周期表、元素周期系、元素周期律
構(gòu)造原理與元素周期表
對(duì)角線規(guī)則
原子序數(shù)
元素性質(zhì)隨著__________遞增發(fā)生周期性的重復(fù)
元素按原子__________遞增排列的序列
核電荷數(shù)
呈現(xiàn)元素周期系的表格
元素周期系只有一個(gè)，
元素周期表多種多樣。
周期序數(shù)=基態(tài)原子的能層數(shù)
某些主族元素與其右下方的主族元素
有些性質(zhì)是相似的。
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)
Ⅰ A-ⅦA：族序數(shù) = 價(jià)層電子數(shù)
族序數(shù)
課堂練習(xí)
05
課堂練習(xí)
1.價(jià)層電子排布為4d55s1的元素在周期表中的位置是（ ）
A.第四周期第ⅠB族 B.第五周期第ⅠB族
C.第四周期第ⅥB族 D.第五周期第ⅥB族
D
由于該元素的最高能級(jí)為5s，所以處于第五周期，價(jià)層電子排布為4d55s1，所以位于第ⅥB族。
05
課堂練習(xí)
2.下列關(guān)于價(jià)層電子排布為3s23p4的粒子描述正確的是（ ）
A.該元素在元素周期表中位于p區(qū)
B.它的核外電子排布式為[Ne]3s23p4
C.該元素為氧元素
D.其軌道表示式為
A
該元素為硫元素，S元素在元素周期表中位于p區(qū)，故A正確、C錯(cuò)誤；
S元素核外電子排布式為[Ne]3s23p4，故B錯(cuò)誤；
05
課堂練習(xí)
2.下列關(guān)于價(jià)層電子排布為3s23p4的粒子描述正確的是（ ）
A.該元素在元素周期表中位于p區(qū)
B.它的核外電子排布式為[Ar]3s23p4
C.該元素為氧元素
D.其軌道表示式為
A
S原子核外電子排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪特規(guī)則，其軌道
表示式為 ，故D錯(cuò)誤。
05
課堂練習(xí)
3.下列關(guān)于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的價(jià)層電子排布特點(diǎn)的有關(guān)敘述正確的是（ ）
A.Cu位于元素周期表中第四周期第ⅠB族，屬于ds區(qū)元素
B.O的基態(tài)原子中，2p能級(jí)為半充滿，屬于p區(qū)元素
C.最外層電子排布式為4s1，一定屬于第ⅠA族
D.最外層電子排布式為ns2np1，該元素可能是第ⅢA族或第ⅢB族
A
銅位于第四周期第ⅠB族，屬于ds區(qū)元素，故A正確；
氧元素的2p能級(jí)有4個(gè)電子，不是半充滿，故B錯(cuò)誤；
05
課堂練習(xí)
最外層電子排布式為4s1，該元素不一定位于第ⅠA族，如銅的最外層電子排布式為4s1，但銅屬于第ⅠB族，故C錯(cuò)誤；
最外層電子排布式為ns2np1，該元素位于第ⅢA族，故D錯(cuò)誤。
05
課堂練習(xí)
4.下列說(shuō)法正確的是（ ）
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.元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10個(gè)縱列的元素都是金屬元素
D.基態(tài)原子的p能級(jí)上半充滿的元素不一定位于p區(qū)
C
s區(qū)除H外均為金屬元素，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；
He、Zn等雖然最外層電子數(shù)為2，但卻不是s區(qū)元素，B項(xiàng)錯(cuò)誤；
元素周期表中第ⅢB族～第ⅡB族為過(guò)渡元素，全部為金屬元素，C項(xiàng)正確。
05
課堂練習(xí)
5.世界矚目的港珠澳大橋是世界上最長(zhǎng)的斜拉橋，橋受力部件采用高強(qiáng)度拉力鋼索(如圖)。鋼索表面的合金保護(hù)層含有鋅、鋁和少量釩，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（ ）
A.鋅位于元素周期表的d區(qū)
B.基態(tài)Al原子的電子占據(jù)最高能級(jí)的電子云 輪廓圖為啞鈴形
C.釩位于元素周期表中第四周期第ⅤB族
D.釩的價(jià)層電子排布為3d34s2
A
第三周期稀有氣體元素的原子序數(shù)為18，鋅的原子序數(shù)為30,30－18＝12，則鋅在周期表中處于第四周期第ⅡB族，在ds區(qū)，故A錯(cuò)誤；
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課堂練習(xí)
基態(tài)Al原子核外電子占據(jù)的最高能級(jí)為3p能級(jí)，電子云輪廓圖為啞鈴形，故B正確；
第三周期稀有氣體元素的原子序數(shù)為18，釩的原子序數(shù)為23，23－18＝5，則釩在周期表中處于第四周期第ⅤB族，故C正確；
釩的原子序數(shù)為23，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2，則釩的價(jià)層電子排布為3d34s2，故D正確。
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