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第二節 原子結構與元素的性質
第一章 原子結構與性質
人教版（2019）高中化學選擇性必修二
第一課時
教學目標
了解三張有重要歷史意義的周期表，了解元素周期表的發展歷史。
1
通過自主探究元素周期表，理解構造原理與元素周期表之間的聯系。
3
知道元素周期律、元素周期系和元素周期表的概念。
2
“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。”
——奧德蕾·阿祖萊
資料
化學元素周期表年
情景微課堂
隨著元素數目在19世紀的增多，每一種元素都具有不同的特性，化學家們開始感到他們像是迷失在一座茂密的叢林中：自然界究竟有多少種元素？它們之間的內在關系怎樣？有沒有規律？怎樣分類？
終于俄國化學家門捷列夫從雜亂無章的元素迷宮中理出了一個頭緒。門捷列夫為了研究元素的分類和規律，把當時已知的幾十種元素的主要性質和原子量寫在一張張的小卡片上，反復進行排列，比較它們的性質，探索它們之間的聯系。1869年，他正式提出元素周期律，它在周期表中排列了當時已經知道的63種元素。
1650-2017年發現元素的種類數
元素的發現
元素的發現
古代發現的元素
截止到1789年新發現的元素
截止到1869年門捷列夫提出元素周期表時新發現的元素
截止到1923年新發現的元素
截止到1945年新發現的元素
截止到2000年新發現的元素
至今為止新發現的元素
元素周期表的內涵？
作品
元素周期表的發展
維爾納的特長式周期表
元素周期表的發展
配位化學鼻祖
玻爾元素周期表
元素周期表的發展
原子結構與
元素周期表
元素周期律
元素周期系
元素周期表
構造原理與
元素周期表
原子結構與
元素周期表
元素周期律
元素周期系
元素周期表
構造原理與
元素周期表
一、元素周期律
1869年，門捷列夫發現，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，稱為原子序數。這個序列中的元素性質隨著原子序數遞增發生周期性的重復，這一規律被門捷列夫稱作元素周期律。
任務一：元素周期律、元素周期系和元素周期表
二、元素周期系
1913年，英國物理學家莫塞萊證明原子序數即原子核電荷數。隨后元素周期律表述為元素的性質隨元素原子的核電荷數遞增發生周期性遞變。元素的這一按其原子核電荷數遞增排列的序列稱為元素周期系。
任務一：元素周期律、元素周期系和元素周期表
原子序數＝核電荷數＝質子數
莫塞萊
三、元素周期表
元素周期表是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。
門捷列夫的短式周期表
物質的性質（宏觀）
元素周期表中的位置
元素周期律
原子結構
（微觀）
波爾元素周期表
構
性
位
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
原子序數＝質子數
歸納小結
ⅠA 0
H ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA He
Li Be B C N O F Ne
Na Mg ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB Al Si P S Cl Ar
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Sn As Se Br Kr
活動1 回憶并書寫1～36號元素的基態原子的價電子排布式
再探元素周期表
ⅠA 0
1s1 ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 1s2
2s1 2s2 2s22p1 2s22p2 2s22p3 2s22p4 2s22p5 2s22p6
3s1 3s2 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB 3s23p1 3s23p2 3s23p3 3s23p4 3s23p5 3s23p6
4s1 4s2 3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d44s2 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d94s2 4s24p1 4s24p2 4s24p3 3s23p4 4s24p5 4s24p6
3d104s2
Cr
Mn
V
Cu
Zn
Ni
3d34s2
3d44s2
3d54s2
3d84s2
3d94s2
3d104s2
3d34s2
3d54s1
3d54s2
3d84s2
3d104s1
3d104s2
23
24
25
23
24
25
28
29
30
28
29
30
作品
活動2 仔細考察書末的元素周期表并思考
如何用原子的核外電子排布，解釋元素周期系的結構？
原子的核外電子排布與周期的劃分有什么關系？
再探元素周期表
IA
0
第一周期
共2種元素
1s1
1s2
IA
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
0
第二周期
2s1
2s2
共8種元素
2s22p6
任務二：元素周期表與構造原理
元素在元素周期表中的位置
原子結構
解釋
核外電子排布
IA
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
0
第三周期
3s1
3s2
共8種元素
3s23p6
第四周期
IA
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
0
4s1
4s2
3d14s2
IIIB
IVB
VB
VIB
VIIB
VIII
IB
IIB
3d104s2
4s24p6
IA
IIA
IIIB
IIIB
IVB
VB
VIB
VIIB
VIII
IB
IIB
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
0
第六周期
共32種元素
6s
4f
5d
6p
2 + 14 + 10 + 6 = 32
IA
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
0
第五周期
5s1
5s2
4d15s2
IIIB
IVB
VB
VIB
VIIB
VIII
IB
IIB
4d105s2
5s25p6
任務二：元素周期表與構造原理
元素在元素周期表中的位置
原子結構
解釋
核外電子排布
周期
元素數
1s
2s
2p
3s
3p
4s
3d
4p
5s
4d
5p
4f
5d
6p
6s
5f
6d
7p
7s
……
一
二
三
四
五
六
七
2
8
8
18
18
32
32
任務二：元素周期表與構造原理
活動2 仔細考察書末的元素周期表并思考
3.原子的核外電子排布與族的劃分有什么關系？
再探元素周期表
ⅠA 0
ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
ns2np5
ns1
ns2
ns2np1
ⅠA 0
ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
ns1
ns2np5
ns2np6
ⅠA 0
ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
過渡元素
3d能級
ⅠA 0
ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
(n-1)d1ns2
①同主族元素原子的 完全相同，價電子全部排布在 或 軌道上。價電子數與 相同。
②稀有氣體的價電子排布為 或 。
③過渡元素(副族)同一縱行原子的價層電子排布基本相同。價電子排布為 ， 的價電子數與族序數相同，第 族和第 族不相同。
價層電子排布
ns
nsnp
族序數
1s2
ns2np6
(n－1)d1～10ns1～2
ⅢB～ⅦB族
ⅠB、ⅡB
Ⅷ
活動2 仔細考察書末的元素周期表并思考
4.為什么過渡元素都是金屬元素？
再探元素周期表
+20
2
8
8
2
+26
2
8
14
2
4s2
原子結構示意圖
價層電子排布
3d64s2
元素周期表中的過渡元素
ⅠA 0
1s1 ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 1s2
2s1 2s2 2s22p1 2s22p2 2s22p3 2s22p4 2s22p5 2s22p6
3s1 3s2 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB 3s23p1 3s23p2 3s23p3 3s23p4 3s23p5 3s23p6
4s1 4s2 4s24p1 4s24p2 4s24p3 3s23p4 4s24p5 3s23p6
5s1 5s2 5s25p1 5s25p2 5s25p3 5s25p4 5s25p5 5s25p6
6s1 6s2 6s26p1 6s26p2 6s26p3 6s26p4 6s26p5 6s26p6
7s1 7s2
活動3 寫出IA族和IIA族元素基態原子的價電子排布
活動4 寫出IIIA族到0族元素基態原子的價電子排布
ns2
ns1
ns2np6
元素周期表中的過渡元素
ns2np1
ⅠA 0
ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
s區
p區
d區
ds區
活動5 解釋分區的來由
f區
ns1～2
元素周期表與分區
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p能級
電子填充的最后一個能級是d能級
s區
ns1～2
Li - 1e- Li+
Na - 1e- Na+
K - 1e- K+
Cs - 1e- Cs+
Rb - 1e- Rb+
Be - 2e- Be2+
Mg - 2e- Mg2+
Ca - 2e- Ca2+
Ba- 2e- Ba2+
Sr- 2e- Sr2+
……
……
元素周期表與分區
0
ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
p區
ns2np1～6
電子填充的最后一個能級是p能級
越來越難失電子
越來越易得電子
元素周期表與分區
對角線規則：
元素周期表中的某些主族元素其某些性質與 元素相似。
右下方
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
元素周期表遠景圖
活動6 預測119號元素基態原子最外層電子排布
作品
2s1
3s1
4s1
5s1
6s1
7s1
8s1
1s1
119
構
性
位
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
原子序數＝質子數
歸納小結
分區
電子填入的最后能級
周期
族
電子層數
最外層電子數(主族)
分區 元素分布 外圍電子排布 元素性質特點
s區 第ⅠA族、第ⅡA族 ns1~2 除氫外都是活潑金屬元素
p區 第ⅢA族~ⅦA族、0族 ns2np1~6(He除外) 最外層電子參與成鍵(0族元素一般不考慮)
d區 第ⅢB族~ ⅦB族、第Ⅷ族 (n-1)d1~9ns1~2(Pd除外) 次外層d能級中的電子不同程度地參與化學鍵的形成
ds區 第ⅠB族、第ⅡB族 (n-1)d10ns1~2 金屬元素
f區 鑭系、錒系 (n-2)f0~14 (n-1)d0~2ns2 鑭系元素化學性質相近；錒系元素化學性質相近
[課堂 專練]
B
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