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第二節 原子結構與元素性質
第1課時
第一章 原子結構與性質
考點
構造原理與元素周期表
元素周期律、元素
周期系和元素周期表
01
02
思考：構造原理與元素周期表之間存在什么關系呢？
元素周期律、元素周期系和元素周期表
原子結構與元素周期表
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
元素周期系
元素按其原子核電荷數遞增排列的序列
元素周期表
呈現周期系的表格，元素周期系只有一個，元素周期表多種多樣
三張有重要歷史意義的周期表
門捷列夫
門捷列夫第二張元素周期表
元素周期律、元素周期系和元素周期表
※ 又稱 周期表；
短式
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。
※ 重要特征：
維爾納
※ 維爾納周期表是 ，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 ，它確定了前五個周期的元素種類。
特長式周期表
上下對齊
維爾納的特長式周期表
三張有重要歷史意義的周期表
元素周期律、元素周期系和元素周期表
※ 重要之處：
把21～28、39～46等元素用____框起，這些框內元素的原子新增加的電子是填入__________的，他已經用原子結構解釋元素周期系了，玻爾元素周期表確定了第六周期為__________。
方框
內層軌道
32種元素
波爾
三張有重要歷史意義的周期表
元素周期律、元素周期系和元素周期表
玻爾元素周期表
例1、為紀念門捷列夫發表第一張元素周期表150周年，聯合國宣布2019年為“國際化學元素周期表年”，關于下表的說法正確的是( )
A. 表中數字代表元素的原子序數
B. 表中元素的排列依據是元素的原子結構
C. 推測表中“？＝70”指代的元素的最高化合價為＋4
D. 每一縱列都對應現在常用的元素周期表中的一族
C
※ 第一周期：從1s1開始，以1s2結束，只有兩種元素；
周期 ns～np 電子數 元素數目
一 1s1～2
二 2s1～22p1～6
三 3s1～23p1～6
四 4s1～23d1～104p1～6
五 5s1～24d1～105p1～6
六 6s1～24f1～145d1～106p1～6
七 7s1～25f1～146d1～107p1～6
2
2
8
8
8
8
18
18
18
18
32
32
32
32
※ 其余各周期：總是從ns能級開始，以np結束，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目。
元素周期表的基本結構——周期元素種數的確定
構造原理與元素周期表
※ 若以一個方格代表一種元素，每個周期排一個橫排，并按s、p、d、f分段，左側對齊，可得到如下元素周期表：
怎么和書末的元素周期表不一樣呢？
元素周期表的基本結構——元素周期表的形成
構造原理與元素周期表
將2s2與p段末端對齊
將p段與p段對齊
d段與d段對齊
f段單獨列出
元素周期表的基本結構——元素周期表的形成
構造原理與元素周期表
每一橫行叫一周期，共7個周期。
7個周期
(7個橫行)
※ 短周期
第四、五、六、七周期，每周期所含元素的種類數分別是 ：____、_____、_____ 、_____ 。
第一、二、三周期，每周期所含元素的種類數分別是：____、_____、_____。
※ 長周期
2
8
8
18
18
32
32
元素周期表探究——元素周期表的結構
構造原理與元素周期表
周期：
每一縱行叫一族
元素周期表探究——元素周期表的結構
構造原理與元素周期表
族：
個數 元素周期表中有____個縱列，共有____個族
特點 主族元素的族序數＝_________________
分類 主族 共有___個，包括第___________________________________族
副族 共有___個，包括第ⅠB、ⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB族
Ⅷ族 包括第__________三個縱列
0族 占據元素周期表的第____縱列，最外層電子數為___(He為2)
18
16
最外層電子數
7
ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA
7
8、9、10
18
8
元素周期表探究——元素周期表的分區
① 根據核外電子的排布分區：
按電子排布式中最后填入電子的 可將元素周期表分為s、p、d、f 4個區，而ⅠB、ⅡB族這2個縱行的元素的核外電子因先填滿了
能級而后再填充 能級而得名ds區。
能級符號
(n－1)d
ns
IA 0
1s1 IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 1s2
2s1 2s2 2s2 2p1 2s2 2p2 2s22p3 2s2 2p4 2s2 2p5 2s22p6
3s1 3s2 IIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB 3s2 3p1 3s2 3p2 3s23p3 3s2 3p4 3s2 3p5 3s23p6
4s1 4s2 3d1 4s2 3d2 4s2 3d3 4s2 3d5 4s1 3d5 4s2 3d6 4s2 3d7 4s2 3d8 4s2 3d104s1 3d104s2 4s2 4p1 4s2 4p2 4s24p3 4s2 4p4 4s2 4p5 4s24p6
5s1 5s2 4d15s2 4d2 5s2 4d4 5s1 4d5 5s1 4d5 5s2 4d7 5s1 4d8 5s1 4d10 4d105s1 4d105s2 5s2 5p1 5s2 5p2 5s25p3 5s2 5p4 5s2 5p5 5s25p6
6s1 6s2 鑭系 5d2 6s2 5d3 6s2 5d4 6s2 5d5 6s2 5d6 6s2 5d7 6s2 5d9 6s1 5d106s1 5d106s2 6s2 6p1 6s2 6p2 6s26p3 6s2 6p4 6s2 6p5 6s26p6
7s1 7s2 錒系 6d2 7s2 6d3 7s2
例2、寫出s區、p區、d區、ds區價電子排布式的通式
ns1～2
ns2np1～6 (He除外)
(n－1)d1～9ns1～2 (鈀除外)
(n-1)d10
ns1～2
練、寫出基態13Al、24Cr、26Fe、29Cu、30Zn、33As各元素原子的核外電子排布式，并判斷它們在元素周期表中的位置和分區。
(1) ______________________、___________________、______；
(2) ______________________、___________________、______；
(3) ______________________、___________________、______；
(4) _____________________、___________________、______；
(5) ______________________、___________________、______；
(6) ______________________、___________________、______。
[Ne]3s23p1
第三周期第ⅢA族
p區
[Ar]3d54s1
第四周期第ⅥB族
d區
[Ar]3d64s2
第四周期第Ⅷ族
d區
[Ar]3d104s1
第四周期第IB族
ds區
[Ar]3d104s2
第四周期第ⅡB族
ds區
[Ar]3d104s23p3
第四周期第ⅤA族
p區
電子
排布式
確定
價電子
排布式
元素
的分區
確定
s區
ns2np1～6
ns1～2
ⅠB：
ⅠA：
ns1
ns2
(n－1)d1～9ns1～2
p區
ⅢA~ⅦA(外圍電子數=族序數)
0族 (排滿)
(n－1)d10ns1～2
d區
ⅢB~ⅦB (外圍電子數=族序數)
Ⅷ
ds區
(n－1)d10ns1
(n－1)d10ns2
ⅡA：
ⅡB：
方法總結：根據原子結構特征判斷元素在元素周期表中的位置
構造原理與元素周期表
元素周期表探究——元素周期表的分區
② 根據元素的金屬性與非金屬性分區：
IA 0
1s1 IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 1s2
2s1 2s2 2s2 2p1 2s2 2p2 2s22p3 2s2 2p4 2s2 2p5 2s22p6
3s1 3s2 IIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB 3s2 3p1 3s2 3p2 3s23p3 3s2 3p4 3s2 3p5 3s23p6
4s1 4s2 3d1 4s2 3d2 4s2 3d3 4s2 3d5 4s1 3d5 4s2 3d6 4s2 3d7 4s2 3d8 4s2 3d104s1 3d104s2 4s2 4p1 4s2 4p2 4s24p3 4s2 4p4 4s2 4p5 4s24p6
5s1 5s2 4d15s2 4d2 5s2 4d4 5s1 4d5 5s1 4d5 5s2 4d7 5s1 4d8 5s1 4d10 4d105s1 4d105s2 5s2 5p1 5s2 5p2 5s25p3 5s2 5p4 5s2 5p5 5s25p6
6s1 6s2 鑭系 5d2 6s2 5d3 6s2 5d4 6s2 5d5 6s2 5d6 6s2 5d7 6s2 5d9 6s1 5d106s1 5d106s2 6s2 6p1 6s2 6p2 6s26p3 6s2 6p4 6s2 6p5 6s26p6
7s1 7s2 錒系 6d2 7s2 6d3 7s2
過渡元素
半金屬或類金屬
Al
Li
Be
Mg
Si
B
元素的對角線規則：在元素周期表中，某些主族元素與其右下方的主族元素的有些性質是相似的。
構造原理與元素周期表
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
對角線規則——實例分析：
① 鋰和鎂的相似性
a. 鋰與鎂的沸點較為接近
元素 Li Na Be Mg
沸點/℃ 1 341 881.4 2 467 1 100
b. 鋰與鎂在氧氣中燃燒時只生成對應的氧化物，且Li2O和MgO與水反應都十分緩慢。
c. 鋰和鎂與水的反應都十分緩慢，并且生成的氫氧化物難溶于水，附著于金屬表面阻礙反應的進行。
d. 鋰和鎂都能直接與氮氣反應生成相應的氮化物Li3N和Mg3N2。
e. 鋰和鎂的氫氧化物在加熱時，可分解為Li2O、MgO和H2O。
f. 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，相應的鎂鹽也難溶于水。
對角線規則——實例分析：
② 鈹和鋁的相似性
a. 鈹與鋁都可與酸、堿反應放出H2，且鈹在濃硝酸中也發生鈍化。
b. 二者的氧化物和氫氧化物都既能溶于強酸又能溶于強堿溶液：
________________________________________________________；
________________________________________________________。
c. 二者的氧化物Al2O3和BeO的熔點和硬度都很高。
d. BeCl2和AlCl3都是共價化合物，易升華。
Al(OH)3＋3HCl＝AlCl3＋3H2O， Al(OH)3＋NaOH＝NaAlO2＋2H2O
Be(OH)2＋2HCl＝BeCl2＋2H2O，Be(OH)2＋2NaOH＝Na2BeO2＋2H2O
對角線規則——實例分析：
③ 硼和硅的相似性
a. 自然界中B與Si均以化合物的形式存在。
b. B與Si的單質都易與強堿反應，且不與稀酸反應：
_________________________________________________________；
_________________________________________________________。
c. 硼烷和硅烷的穩定性都比較差，且都易水解。
d. 硼和硅的鹵化物的熔、沸點比較低，易揮發，易水解。
Si＋2KOH＋H2O＝K2SiO3＋2H2↑
2B＋2KOH＋2H2O＝2KBO2＋3H2↑
元素的發現時間軸
1、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
2、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_______；
(3)M元素在周期表中的位置__________________。
D
1s22s22p63s23p63d64s2
2
第四周期Ⅷ族
3、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_____周期第______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)。
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
Li2O、Li3N
4、在研究原子核外電子排布與元素周期表的關系時，人們發現價電子排布相似的元素集中在一起。據此，人們將元素周期表分為5個區，如圖所示。請回答下列問題：
(1) 在s區中，族序數最大、原子序數最小的元素，其原子的價電子的電子云形狀為_______。
(2)在d區中，族序數最大、原子序數最小的元素，其常見離子的電子排布式為___________________________
______________________________________________，其中較穩定的是______。
(3)在ds區中，族序數最大、原子序數最小的元素，其原子的價電子排布式為______。
(4)第二周期第ⅤA族元素原子的價電子的軌道表示式為___________________。
球形
Fe2＋：1s22s2 2p63s23p63d6
Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5
Fe3＋
3d104s2
原子結構與元素周期表
構造原理與元素周期表
元素周期系
元素周期表
元素周期表
的基本結構
元素周期表探究
元素的對角線規則
元素周期律
三張有重要歷史意義的周期表
周期元素種數的確定
元素周期表的形成
元素周期表的結構
元素周期表的分區
第二節
原子結構與元素的性質
第1課時
THANKS
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