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(共39張PPT)
原子結構與元素周期表
1869年，門捷列夫制作了歷史上第一張周期表
門捷列夫的短時周期表
門捷列夫第一張元素周期表（手稿）
美國Life雜志在1949年5月發布的一張螺旋形狀的元素周期表
設計感十足的元素周期表
迪斯尼制作的元素周期表
設計感十足的元素周期表
周期表手環
設計感十足的元素周期表
水彩周期表
設計感十足的元素周期表
設計感十足的元素周期表
圣塔克拉拉大學Sheehan教授制作的顯示各元素豐度的周期表（面積越大代表該元素在地球的含量越高）
這些設計感十足的周期表，是根據什么編排出來的？
一、元素周期律、元素周期系和元素周期表
1.元素周期律
元素的性質隨元素原子的核電荷數遞增發生周期性遞變。
2.元素周期系
元素按核電荷數遞增排列的序列。
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。
2. 原子序數、核電荷數、質子數與核外電子數的關系
原子序數 = 核電荷數 = 質子數 = 核外電子數
注意：
1. 元素周期系與元素周期表的關系
元素周期表
（只有一種）
（有若干種）
元素周期系
決定
呈現
三張有重要意義的元素周期表
門捷列夫的短式周期表
重要特征是從第四周期開始每個周期截成兩截，第1~7族分主副族，第八族稱為過渡元素。
1905年，配位化學鼻祖維爾納制作了一張特長式周期表
三張有重要意義的元素周期表
每個周期一行，各族元素、過渡金屬、稀有氣體、鑭系和錒系，各有各的位置，同族元素上下對齊，特長式周期表確定了前五個周期的元素種類。
1922年，玻爾繪制了一張元素周期表，特別重要之處是把21-28、39-46等元素用方框框起。
玻爾用原子結構解釋周期系，他已經認識到，這些框內元素的原子新增加的電子是填入內層軌道的。
玻爾元素周期表確定了第六周期為32種元素。
三張有重要意義的元素周期表
ⅠA
1
2
3
4
5
6
7
0 該周期元素種數
ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
ⅡA
副族和Ⅷ族
元素周期表各周期容納的元素種數各為多少？
請結合構造原理解釋原因
2
8
8
18
18
32
32
二、構造原理與元素周期表
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。
（1）周期（七橫七周期，三短四長）
從上到下 類別 各周期原子的電子層數 各周期最多容納的元素種類數
第一周期 短周期 1 2
第二周期 2 8
第三周期 3 8
第四周期 長周期 4 18
第五周期 5 18
第六周期 6 32（含鑭系15種元素）
第七周期 7 32（含錒系15種元素）
（2）核外電子排布與周期的劃分
周期 外圍電子排布 各周期增加的能級 元素
種類
第ⅠA族 0族 最外層最多容納電子數 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
表：每一周期元素原子的外圍電子排布與元素種類
二、構造原理與元素周期表
注意：核外電子排布與周期劃分的關系
① 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，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。
② 每一個能級組對應一個周期，且該能級組中最高的能級對應的能層數等于元素的周期序數。
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。
（3）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
第一周期從1s1開始，以1s2結束，只有兩種元素。
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。
二、構造原理與元素周期表
周期 能級組 元素種數
一
二
三
四
五
六
七
2
8
8
18
18
32
32
1s
2s→2p
3s→3p
4s→3d→4p
5s→4d→5p
6s→4f→5d→6p
7s→5f→6d→7p
遞增的核電荷數 = 元素個數
（4）族（十八縱行十六族，七主七副一VIII一0）
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 第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
注意：
1. 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。
2. 電子層數 = 周期序數
3. 主族元素族序數 = 原子最外層電子數
（5）核外電子排布與族的關系
元素周期表中，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。主族元素的價電子為該元素原子的最外層電子。
如堿金屬元素的基態原子的價電子排布為ns1。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。
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。
若以一個方格代表一種元素，每個周期排成一個橫排，并按 s、p、d、f 分段，左側對齊，可得到如下元素周期表：
思考與討論：1950年國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）推薦了一張元素周期表，書末的元素周期表就是參照其新版制作的。
請問：怎樣將上述周期表變成書末的元素周期表？
ⅠA
ⅡA
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
Ⅷ
ⅠB
ⅡB
ⅦB
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
周期表同一主族元素電子排布式有何規律
價層電子數相同
ns1
ns2
ns2np1→ ns2np5
ns2
np6
三、元素周期表的分區
1. 按照構造原理最后填入電子的能級符號不同，分為s、p、d、f 4個區
先填滿 (n-1)d 能級而后再填充 ns 能級
三、元素周期表的分區
2. 根據元素的金屬性和非金屬性分區
非金屬
金屬
三、元素周期表的分區
2. 根據元素的金屬性和非金屬性分區
為什么在元素周期表中非金屬主要集中在右上角三角區？
從原子結構方面來說，元素周期表中右上角三角區的元素，大多數的價層電子排布為ns2np1-6(He除外)，價層電子數較大，得電子相對容易，失電子相對困難。
從元素周期表中元素性質遞變規律來說，同周期元素從左到右非金屬性逐漸增強(不包括0族元素)，同主族元素從下向上非金屬性逐漸增強。
綜上可知，在元素周期表中非金屬主要集中在右上角三角區內。
三、元素周期表的分區
2. 根據元素的金屬性和非金屬性分區
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。
三、元素周期表的分區
分區及其元素特點
分區 族 價層電子排布式 元素分類
s 區 ⅠA、ⅡA 族 ns1～2 活潑金屬（除H）
p 區 ⅢA～0 族 ns2 np1～6 大多為非金屬
d 區 ⅢB ～ Ⅷ 族 (n－1)d1～8 ns2 過渡金屬
ds 區 ⅠB、ⅡB 族 (n－1)d10 ns1～2 過渡金屬
f 區 鑭系和錒系 (n－2)f0～14 (n－1)d0～2 ns2 過渡金屬
四、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。
Li Be B
Mg Al Si
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
請分別寫出Al、Be和NaOH溶液反應的離子方程式
2Al+2OH－+2H2O === 2AlO2－+3H2↑
Be+2OH－=== BeO22－+H2↑
判斷正誤
× × × × × × √
(1) 除0族外，短周期元素的最高化合價在數值上都等于該元素所屬的族序數 （ ）
(2) 除短周期外，其他周期均有18種元素 （ ）
(3) 堿金屬元素是指第ⅠA族的所有元素 （ ）
(4) 在元素周期表中，所有非金屬都位于p區 （ ）
(5) 價電子數與最高化合價相等的元素一定是主族（ ）
(6) 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（ ）
(7) 元素周期表5個區中都有金屬元素（ ）
1. 下列對元素周期表的認識正確的是（ ）
A. 有9行7個周期
B. 有16列16個族
C. 有三個短周期四個長周期
D. 非金屬元素存在于主族與副族中
C
2.下列敘述中正確的是（ ）
除0族元素外，短周期元素的最高化合價在數值上都等于該元素所屬的
族序數
B. 除短周期外，其他周期均有18種元素
C. 副族元素中沒有非金屬元素
D. 堿金屬元素是指第ⅠA族的所有元素
C
3. 外圍電子排布為4d55s1的元素在周期表中的位置是（ ）
A. 第四周期ⅠB族
B. 第五周期ⅠB族
C. 第四周期ⅥB族
D. 第五周期ⅥB族
D
4.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
5. 已知M2＋的3d軌道中有6個電子。試推斷：
(1)M原子的電子排布式。
(2)M原子的最外層電子數為多少？
(3)M元素在周期表中的位置。
第四周期Ⅷ族
1s22s22p63s23p63d64s2
2
6.仔細觀察下圖，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)鈹的最高價氧化物的水化物是________(填“酸性”“堿性”或“兩性”)化合物，證明這一結論的有關離子方程式是______________________________________________________________________。
(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)。
Li2O、Li3N
二
ⅢA
兩性
Be(OH)2＋2OH－===BeO22-＋2H2O
Be(OH)2＋2H＋===Be2＋＋2H2O
弱
硼的非金屬性比碳弱
一、元素周期律、元素周期系和元素周期表
1.元素周期律
2.元素周期系
3.元素周期表
二、構造原理與元素周期表
1.原子的電子排布與周期的劃分：
2.原子的電子排布與族的劃分
主族元素：族序數 = 原子的最外層電子數 = 價電子數
副族元素：大多數族序數 =（n-1)d + ns 的電子數=價電子數
3.原子的電子構型和元素的分區:
周期序數 = 能層數
5個區：s區、d區、ds區、p區、f區

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