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第二節 元素性質的遞變規律
課時1 原子核外電子排布的周期性
第二章 原子結構與元素性質
授課人：
學習目標
1.能從原子核外電子排布的規則理解核外電子排布的周期性，能從外圍電子排布的角度理解元素周期表中元素的分區及周期、族的劃分，培養宏觀辨識與微觀探析的化學學科核心素養。
2．通過原子結構與元素在周期表中的位置關系的相互推導，形成“結構—位置”的推導模型，強化證據推理與模型認知的化學學科核心素養。
一、原子核外電子排布的周期性
除第1周期外，每隔一定數目的元素，元素原子的最外層電子數重復出現從1逐漸增加到8的周期性變化。
1、最外層電子數目的變化
一、原子核外電子排布的周期性
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
元素周期表1～36號元素
請寫出1～36號元素的基態原子的價電子排布式
一、原子核外電子排布的周期性
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 3d94s1 3d104s2 4s24p1 4s24p2 4s24p3 3s23p4 4s24p5 4s24p6
1～36號元素的基態原子的價電子排布式
第2周期從左到右，元素原子的外圍電子排布呈現從2s1到2s22p6的變化；
2、外圍電子排布的變化
第3周期從左到右，元素原子的外圍電子排布呈現從3s1到3s23p6的變化。
一、原子核外電子排布的周期性
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 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d94s1 3d104s2 4s24p1 4s24p2 4s24p3 3s23p4 4s24p5 4s24p6
1～36號元素的基態原子的價電子排布式
2、外圍電子排布的變化
第4周期從左到右，元素原子的外圍電子排布從4s1經過3d1~104s1~2逐漸過渡到4s24p6；
一、原子核外電子排布的周期性
2、外圍電子排布的變化
第5周期從左到右，元素原子的外圍電子排布從5s1經過4d1~105s1~2逐漸過渡到5s25p6；
一、原子核外電子排布的周期性
第6周期從左到右，元素原子的外圍電子排布從6s1經過4f1~145d1~106s1~2逐漸過渡到6s26p6；
一、原子核外電子排布的周期性
核外電子排布的周期性變化規律可以表示為
每隔一定數目的元素，元素原子的外圍電子排布呈現從ns1到ns2np6的變化。
一、原子核外電子排布的周期性
一、原子核外電子排布的周期性
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
周期 對應能級組 對應能級組電子最大容量 周期中所含元素的數目
一 1s 2 2
二 2s、2p 8 8
三 3s、3p 8 8
四 4s、3d、4p 18 18
五 5s、4d、5p 18 18
六 6s、4f、5d、6p 32 32
七 7s、5f、6d、7p 32 32
一、原子核外電子排布的周期性
典例解析
例1 X、Y、Z三種主族元素的原子，其最外層電子排布分別為ns1、3s23p1和2s22p4，由這三種元素組成的化合物的化學式可能是(　　)
A．XYZ2 B．X2YZ3C．X2YZ2 D．XYZ3
A
一、原子核外電子排布的周期性
元素周期表中每一周期的第一個元素(除第一周期外)都是堿金屬，最外層電子排布式為ns1；
每一周期的最后一種元素都是稀有氣體元素，這些元素的最外層電子排布式都是ns2np6(He除外，為1s2)。
每一周期(除第一周期外)都是由堿金屬到稀有氣體，如此循環往復，這就是元素周期表中的一個個周期。
核外電子排布與周期的關系
一、原子核外電子排布的周期性
(1)元素周期表共有18列，16個族，其中第8、9、10三列為Ⅷ族。
(2)第1列的電子排布通式為ns1，第17列的電子排布通式為ns2np5。同列元素的外圍電子數不一定相等，如He的外圍電子數為2，其他同族元素的為8。
(3)ⅠA、ⅡA族的外圍電子排布通式是ns1～2，第ⅢA～ⅦA族的外圍電子排布通式是ns2np1～5，主族元素的外圍電子數＝族序數。
(4)除鑭系、錒系外，過渡元素外圍電子排布通式為(n－1)d1～10ns1～2(鈀為4d10)；其中第ⅢB～ⅦB族的外圍電子數＝族序數；第ⅠB、ⅡB的族序數＝最外層ns能級上的電子數。
原子核外電子排布與族的關系
二、元素周期表中區的劃分
原子的電子層數=能級中最高電子層序數=周期序數
外圍電子排布與周期表的關系
主族元素原子的外圍電子數=該元素在周期表中的主族序數
二、元素周期表中區的劃分
1s
2s
2p
3s
3p
4s
3d
4p
3ds
5s
4d
5p
4ds
6s
5d
6p
5ds
7s
6d
7p
6ds
4f
5f
4f
5f
二、元素周期表中區的劃分
根據元素原子的外圍電子排布的特征，可將元素周期表分成五個區域：
s區、p區、d區、ds區和f區
二、元素周期表中區的劃分
ⅠA 0
ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
s區
p區
d區
ds區
f區
ns1～2
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
分區的來由
ns1～2np1～6
二、元素周期表中區的劃分
①s區:包括ⅠA、ⅡA族元素,價電子排布式為ns1~2, 最后一個電子填在ns能級上,除氫元素外均屬于活潑金屬元素，為堿金屬和堿土金屬。

二、元素周期表中區的劃分
②p區:包括ⅢA~ⅦA族以及0族元素,價電子排布式為ns2np1~6(除He外),最后一個電子填在np能級上,為非金屬元素和少數金屬元素。
二、元素周期表中區的劃分
③d區:包括ⅢB~Ⅷ族元素(除鑭系、錒系外),價電子排布式為(n-1)d1~9ns1~2(鈀除外),最后一個電子填在(n-1)d能級上,為過渡金屬元素。
因為副族元素是從典型的金屬元素過渡到非金屬元素的中間元素，故又被稱為過渡元素
d軌道可以不同程度地參與化學鍵的形成
二、元素周期表中區的劃分
④ds區:包括ⅠB、ⅡB族元素,價電子排布式為(n-1)d10ns1~2。先填滿了(n-1)d能級而后再填充ns能級,為過渡金屬元素(d區和ds區金屬元素均為過渡金屬元素)。
由于d軌道已填滿電子，因此d軌道一般不參與化學鍵的形成。
二、元素周期表中區的劃分
⑤f區:包括鑭系和錒系元素,價電子排布式為
(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
二、元素周期表中區的劃分
沿著周期表中硼、硅、砷、碲、砹、與鋁、鍺、銻、釙之間畫一條線。
線的左邊是金屬元素(氫除外),線的右邊是非金屬元素。非金屬元素要集中在元素周期表右上角的三角區內。
按金屬元素與非金屬元素分區
金屬與非金屬交界處元素的性質特點
在元素周期表中位于金屬和非金屬分界線上的元素兼有金屬和非金屬的性質，位于此處的元素(如硼、硅、鍺、砷、銻等)常被稱為半金屬或類金屬(一般可用作半導體材料) 。
二、元素周期表中區的劃分
二、元素周期表中區的劃分
典例解析
例2 已知某些元素在周期表中的位置如圖所示，下列說法錯誤的是(　　)
A．元素②和⑤位于同一區
B．元素③的基態原子中，未成對電子數為5
C．與元素④具有相同最外層電子數的元素只可能處于ds區
D．s區(除元素①外)、d區和ds區的元素都是金屬元素
C
課堂小結
原子核外電子排布的周期性
元素周期表中區的劃分
不良反應
最外層電子數目的變化
外圍電子排布的變化
外圍電子排布與周期表的關系
s區
p區
d區
ds區
f區
隨堂練習
1、已知某元素的原子序數為31。下列說法錯誤的是(　　)
A．該元素位于周期表的p區
B．該元素在周期表中的位置是第4周期第ⅢA族
C．該元素的外圍電子排布式為3d104s24p1
D．與該元素同族的第3周期元素的最高價氧化物對應水化物具有兩性
C
隨堂練習
2、長式周期表共有18個列，從左到右排為1～18列，即堿金屬元素為第1列，稀有氣體元素為第18列。按這種規定，下列說法正確的是(　　)
A．第14列元素中未成對電子數是同周期元素中最多的
B．只有第2列元素原子的最外層電子排布為ns2
C．第4周期第8列元素是錳元素
D．第15列元素原子的外圍電子排布為ns2np3
D
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