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原子結構與元素的性質
第一章·第二節
第一課時
原子結構與元素周期表
PART 01
元素周期律
元素周期系
元素周期表
門捷列夫
按相對原子質量從小到大的順序排列
從最輕的元素氫開始進行編號
原子序數
元素性質隨著____________遞增發生周期性的重復
1、元素周期律
原子序數
元素周期系只有一個，元素周期表多種多樣。
莫塞萊
證明: 原子序數 即 原子核電荷數
元素性質隨著原子的__________遞增發生周期性遞變
元素按原子_____________遞增排列的序列
2、元素周期系
核電荷數
核電荷數
3、關系
三張有重要歷史意義的周期表
門捷列夫的第二張短式元素周期表
三張有重要歷史意義的周期表
一張神奇的表
1871年門捷列夫
預言
類鋁（Ea）
相對原子質量約為69
密度約為5.9 g/cm3～6.0g/cm3
熔點應該很低
可用分光鏡發現其存在
1875年發現后
測定
鎵（Ga）
相對原子質量約為69.72
密度約為5.94 g/cm3
熔點30.1℃
鎵是用分光鏡發現的
1866年12月12日，維爾納出生在法國阿爾薩斯的一個鐵匠家庭，1871年普魯士入侵法國，家鄉成了德占區，但他家仍堅持說法語，他從小倔強，有反抗精神。
進入蘇黎世大學后，雖數學和幾何總是不及格，但幾何的空間概念和豐富想象力使他在化學中發揮了巨大作用。
1893年，他發表了"論無機化合物的結構"一文，大膽提出了劃時代的配位理論，這是無機化學和配位化學結構理論的開端。
1894年他與博士姑娘結婚并加入瑞士籍，后來擔任蘇黎世化學研究所所長，他開始從事有機化學，后轉向無機化學，最后全神貫注于配位化學。他的主要著作有"立體化學手冊"，"論無機化合物的結構"，"無機化學領域的新觀點"等。由于對配位理論的貢獻，1913年獲諾貝爾化學獎。
科學家簡介
維爾納
維爾納的特長式周期表
三張有重要歷史意義的周期表
玻爾是第一個對元素周期表進行物理解釋的科學家，他在1916年對門捷列夫提出的元素周期表進行了仔細研究，當時的是按相對原子質量來排列的。
玻爾首次按照電子組態的周期性進行排列，給予了元素周期表物理化的解釋。
1922年，玻爾獲諾貝爾獎時做了題為“原子結構（The Structure of the a Atom）”報告，有一張元素周期表。
資料在線
三張有重要歷史意義的周期表
PART 02
構造原理和
元素周期表
周期的分類
周期
橫
7個
三短
一、 二、 三
四長
四、 五、 六、 七
（2種）
（8種）
（8種）
（18種）
（18種）
（32種）
（32種）
元素周期律表的結構
觀察與思考
族的分類
主族
主族
副族
副族
Ⅷ族
零族
族
縱
16個
7主
7副
1個
1個
縱行數 1 2
族序數 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
縱行數 3 4 5 6 7 11 12
族序數
Ⅷ
0
周期
橫
7個
三短
一、 二、 三
四長
四、 五、 六、 七
（2種）
（8種）
（8種）
（18種）
（18種）
（32種）
（32種）
元素周期律表的結構
構造原理與元素周期表
之間存在什么關系呢？
根據基態原子的價層電子排布式找規律。
第一周期：
從 開始，以 結束
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 能級開始，以 能級結束
ns
np
（n=周期序數=電子層數）
寫出12號、29號元素的基態原子的電子排布式，判斷屬于哪個周期？
周期序數=基態原子的能層數
探究原子核外電子排布與周期的劃分
周期 序數 電子 層數 各周期 增加的能級 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ns開始、np結束遞增的核電荷數（或電子數）
2
8
8
18
18
32
32
周期 價層電子排布 各周期增加的能級 元素種數
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
規律：①周期序數＝ ＝ ②本周期包含的元素種數＝ 的2倍
＝對應能級組最多容納的電子數（遞增的核電荷數或電子數）
對應能級組所含原子軌道數
原子電子層數
原子最外層能層序數
1.劃分依據：取決于原子的價層電子數目和價層電子排布。主族元素的價層電子為該元素原子的最外層電子。如堿金屬元素原子的價層電子排布為ns1。副族元素的價層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)。如鐵元素的價層電子排布式為3d64s2。2.特點：同族元素的價層電子數目和價層電子排布相同。
核外電子排布與族的劃分
族序數 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
價層電子排布 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5
3.規律①主族元素的族序數＝價電子總數＝最高正價(O、F除外)。同主族元素原子的價層電子排布完全相同，價層電子全部排布在ns或ns、np軌道上
核外電子排布與族的劃分
3.規律：②過渡元素(副族和Ⅷ族)(第四周期為例)的價電子排布
核外電子排布與族的劃分
族序數 價電子排布
ⅢB (n－1)d1ns2
ⅣB (n－1)d2ns2
ⅤB (n－1)d3ns2
ⅥB (n－1)d5ns1
ⅦB (n－1)d5ns2
Ⅷ (n－1)d6～8ns2
ⅠB (n－1)d10ns1
ⅡB (n－1)d10ns2
注意 ①ⅢB→ⅦB族：族序數＝價電子數＝原子最外層ns電子數＋次外層(n－1)d電子數＝最高正價。②Ⅷ族：原子最外層ns電子數＋次外層(n－1)d電子數之和分別為8、9、10。③ⅠB和ⅡB的族序數＝原子最外層電子數。
3.規律：
③0族最外層電子排布為1s2或ns2np6。
核外電子排布與族的劃分
【即學即練1】
1．關于價電子排布式為
的元素的說法不正確的是
A．原子序數為25 B．價電子數為7C．位于第四周期ⅦB族 D．位于第四周期VB族
2．某元素位于周期表中第四周期ⅤA族，則該元素的名稱和價電子排布式均正確的是A．砷，4s24p3 B．溴，4s24p5
C．磷，4s24p3 D．銻，5s25p3
3．根據下列微粒的最外層電子排布，能確定該元素在元素周期表中位置的是(　　)A．4s1 B．3d104sn
C．nsnnp3n D．ns2np3
√
√
√
如何將下圖變成書末的元素周期表呢？
p
f
d
s
s
p
s
d
p
f
s
d
p
d
s
p
p
s
s
元素周期表的分區
按核外電子排布式中最后填入電子的能級符號可將元素周期表(ⅠB族、ⅡB族除外)分為s、p、d、f 以及ds這5個區
p
f
d
s
s
p
s
d
p
f
s
d
p
d
s
p
p
s
s
元素周期表的分區
元素周期表的分區
①金屬元素和非金屬元素的分界線為
沿 與 之間所畫的一條連線，非金屬性較強的元素處于元素周期表的 位置，金屬性較強的元素處于元素周期表的 位置。
B、Si、As、Te、At
Al、Ge、Sb、Po
右上角
左下角
元素周期表的分區
②處于d區、ds區和f區的元素全部是 元素。s區的元素除 外，也全部是金屬元素。
金屬
氫
元素周期表的分區
③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交界處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)常被稱為準金屬或半金屬(一般可用作半導體材料)。
【探究討論】課本P21
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
s區
d區
ds區
p區
以最后填入的電子的能級符號作為該區的符號。
元素周期表可分為5個區。
2.s區、d區、ds區、 p區分別有幾個列？
s區有2列，d區有8列，ds區有2列、 p區有6列。
【探究討論】課本P21
(2) 為什么s區(H除外)、d區、ds區的元素都是金屬元素？
最外層電子數為1～2個( 始終不超過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：
既能表現出一定的非金屬性，又能表現出一定的金屬性
【探究討論】課本P21
(4) Cr和Cu的價層電子排布符合構造原理么？還有哪些不符合？
Nb、Mo、Ru、Pd、Ag、Pt、Au等
不符合；
(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。
8s1
【探究討論】課本P21
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
元素數 2 8 8 18 18 32 32
預言第八周期有多少種元素？
價層電子填入的能級順序：
8s → 5g → 6f → 7d → 8p
元素個數為：
2 + 18 + 14 + 10 + 6 = 50 種
【探究討論】課本P21
各區元素的特點
包括的元素 價層電子排布 化學性質
s區 第ⅠA、ⅡA族 ns1～2 (最后的電子填在ns上) 除氫外，都是活潑金屬元素(堿金屬和堿土金屬元素)
p區 第ⅢA～ⅦA族、0族 ns2np1～6 (最后的電子填在np上) 隨著最外層電子數目的增加，非金屬性增強，金屬性減弱
d區 第ⅢB～ⅦB、Ⅷ族 (n－1)d1～9ns1～2[最后的電子填在(n－1)d上] 均為過渡金屬，由于d軌道都未充滿電子，因此d軌道可以不同程度地參與化學鍵的形成
各區元素的特點
包括的元素 價層電子排布 化學性質
ds區 第ⅠB、ⅡB族 (n－1)d10ns1～2 [(n－1)d全充滿] 均為過渡金屬，d軌道已充滿電子，因此d軌道一般不再參與化學鍵的形成
f區 鑭系、錒系 (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2 鑭系元素的化學性質非常相近，錒系元素的化學性質也非常相近
【即學即練2】
1．下列說法正確的是A．所有金屬元素都分布在d區和ds區
B．元素周期表中IIIB～IIB族10個縱列的元素都是金屬元素C．原子最外層電子數為2的元素都分布在s區
D．s區均為金屬元素
2．周期表中共有18個縱列，從左到右分別為1～18列，按這種規定，下列說法正確的是A．第1列是堿金屬元素
B．只有第2列的元素原子價電子排布為ns2C．第1列和第18列所含元素種數不同
D．第8列沒有非金屬元素
√
√

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