資源簡介

(共63張PPT)
第一章　
原子結構與性質
第二節　
原子結構與元素的性質
第1課時　
原子結構與元素周期表
[明確學習目標]
1．進一步認識周期表中原子結構和位置、價態、元素數目等之間的關系。
2．知道最外層電子排布和價電子層的含義。
3．認識周期表中各區及元素周期表的規律。
4．知道周期表中各區、周期、族元素的原子結構和位置間的關系。
[核心素養對接]
1．宏觀辨識與微觀探析：通過辨識原子結構及價層電子排布與元素在周期表中的位置之間有關系，形成“結構決定性質”的觀念。
2．證據推理與模型認知：通過原子價層電子排布特點與各區元素化學性質的關系，建立運用模型解釋現象的本質和規律。
課前篇
·
自主學習固基礎
一、元素周期律、元素周期系和元素周期表
[知識梳理]
1．元素周期律：_________________________________
__________________。
2．元素周期系：_________________________________。
元素的性質隨元素原子的核電荷數遞增發生周期性遞變
元素按其原子核電荷數遞增排列的序列
3．元素周期表：________________________，元素周期系只有一個，元素周期表多種多樣。
4．三張有重要歷史意義的周期表
(1) 門捷列夫周期表
門捷列夫周期表又稱________周期表，重要特征是_________________________________________________________________________________________。
呈現元素周期系的表格
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
(2) 維爾納周期表
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。
(3) 玻爾元素周期表
玻爾元素周期表特別重要之處是把21～28、39～46等元素用______框起。他已經認識到，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_________。
特長式周期表　
上下對齊
方框　
內層軌道　
32種元素
二、構造原理與元素周期表
1．元素周期表的基本結構
(1) 周期元素種數的確定
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，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。
周期 ns～np 電子數 元素數
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
(2) 元素周期表的形成
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：
若將p段與p段對齊，d段與d段對齊、f段單獨列出，將1s2與p段末端對齊，則得到書末的元素周期表
2．元素周期表探究
(1) 元素周期表的結構
元素周期表
短周期：3個(第一、二、三周期)
長周期：4個(第四、五、六、七周期)
周期：7個
(共7個橫行)
族：16個
(共18個縱列)
主族：7個(第ⅠA～ⅦA主族)
副族：7個(第ⅢB～ⅦB族，第ⅠB～ⅡB族)
Ⅷ族：1個(第8、9、10縱列)
0族：1個(稀有氣體元素)
(2) 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，而第ⅠB、ⅡB族這2個縱列的元素的核外電子排布為(n－1)d10ns1，可理解為先填滿了____________能級而后再填充________能級而得名ds區。5個區的位置關系如圖所示。
能級符號　
(n－1)d　
ns
②根據元素的金屬性和非金屬性分區
3．元素的對角線規則
(1) 在元素周期表中，某些主族元素與其右下方的主族元素(如圖)的有些性質是相似的(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)，這種相似性被稱為“對角線規則”。
(2) 處于“對角線”位置的元素，它們的性質具有相似性。
[自我排查]
一、微判斷
(1) 每個周期的價層電子排布都是從ns1開始，到ns2np6結束(　　)
(2) 各周期所含元素數目各不相同，且隨著周期數增加逐漸增加(　　)


二、嘗試解答
1．在元素周期表中非金屬元素存在于哪個區？
2．主族元素在哪個區？p區只包含主族元素嗎？
提示：非金屬元素除H屬于s區外，其他均屬于p區。
提示：主族元素在s區和p區；p區包含第ⅢA～ⅦA族和0族。
課堂篇
·
重點難點要突破
研習1 元素周期表
[探究活動]
門捷列夫周期表
[問題探討]
1869年，門捷列夫制作了歷史上第一張周期表，如圖是該表的修訂版，又稱短式周期表。門捷列夫周期表最重要的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(第八族是鐵、鈷、鎳等“三素組”)。至今，仍在使用主副族和第八族等名詞，但有些概念是不同的，如過渡元素等。大家可以思考一下，我們
現在所使用的元素周期表與門捷列夫制作的第一張周期表在哪些方面作了改進？
提示：門捷列夫的元素周期表已經和我們現在的非常類似了。隨著科學的發展，元素周期表中未知元素留下的空位先后被填滿，當原子結構的奧秘被發現時，編排依據由相對原子質量改為原子的質子數，形成現行的元素周期表。
[重點講解]
元素周期律、元素周期系和元素周期表
(1)元素周期律
①定義：元素的性質隨原子的核電荷數遞增發生周期性遞變，這一規律叫做元素周期律。
②實質：元素性質的周期性變化是元素原子的核外電子排布周期性變化的必然結果。
(2) 元素周期系
①含義：元素按其原子核電荷數遞增排列的序列稱為元素周期系。這個序列中的元素性質隨著核電荷數的遞增發生周期性的遞變。
②特點：
(3) 元素周期表
元素周期表是呈現元素周期系的表格。元素周期系與元素周期表的關系如下：
注意：從1869年門捷列夫制作出歷史第一張元素周期表至今，人們根據元素周期系繪制出的元素周期表有幾十種(如教材中介紹的幾種形式及教材最后給出的最常見的元素周期表)。
[典例1]　下列說法正確的是(　　)
A．第四、五、六周期的副族元素均為10種
B．第三周期和第四周期的同主族元素的原子序數一定相差18
C．元素周期表的形成是由原子的結構決定的
D．元素周期表中第四周期ⅤA族的元素與第三周期ⅡA族的元素核電荷數相差13
C
解析：第四、五周期的副族元素均為7種，因第六周期含鑭系元素，故該周期的副族元素超過了10種，A項錯誤；第三周期和第四周期的同主族元素位于周期表過渡元素左側時原子序數相差8，如Na、K的原子序數相差8，B項錯誤；元素周期表的形成是元素原子核外電子排布呈周期性變化的結果，而核外電子排布是由原子的結構決定的，C項正確；第四周期ⅤA族的元素為As，原子序數為33，第三周期ⅡA族的元素為Mg，原子序數為12，則二者核電荷數相差21，D項錯誤。
[舉一反三]
1．下列說法錯誤的是(　　)
A．元素周期律揭示元素性質隨核電荷數遞增而呈現周期性變化的規律
B．元素按其原子核電荷數遞增排列的序列稱為元素周期系
C．元素周期表是元素周期律的具體表現形式
D．元素周期表和元素周期系均有多種形式
D
解析：元素周期系只有一種形式，元素周期表卻有多種形式，故D項錯誤。
2．元素周期表中共有18個縱列，從左到右依次為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列的元素原子最外層電子排布為ns2
C．第1列和第18列所含元素種類相同且最多
D．第8列沒有非金屬元素
D
解析：A錯，第1列除堿金屬元素外還包含氫元素。B錯，稀有氣體氦的最外層電子排布為1s2。C錯，包含元素最多的是第3列，因為它還包含鑭系和錒系元素，共32種。
研習2 構造原理與元素周期表
[探究活動]
[問題探討]
1．元素周期表共有幾個周期？周期數與構造原理中的能層有何關系？
提示：元素周期表共有7個周期；周期數等于該元素基態原子的電子排布中的最高能層數。
2．同一周期第1列(第ⅠA族)和最后一列(0族)元素原子的電子排布通式是什么？
提示：同一周期第ⅠA族元素原子的電子排布式為ns1，0族元素原子(He為1s2除外)的電子排布式為ns2np6。
3．除第一周期外，每一周期都是從ns能級開始，以np能級結束，每一周期中能級排列與該周期所含元素種數之間有何關系？試一一列出。依據上述排列規則，預測第八周期排滿所含元素種數是多少？
提示：每一周期從ns能級開始以np能級結束遞增的核電荷數(或電子數)等于每個周期里的元素數目。具體數據如下：
周期 電子排布 起始→終止(ns→np) 元素種數
二 2s→2p 8
三 3s→3p 8
四 4s→3d→4p 18
五 5s→4d→5p 18
六 6s→4f→5d→6p 32
七 7s→5f→6d→7p 32
根據構造原理可知，第八周期(即第8能層)起始(第ⅠA族)為8s，終止(0族)為8p，其起始→終止的電子排布為8s→5g→6f→7d→8p。其中g為能級，含9個原子軌道，最多容納18個電子，則第八周期排滿時元素種數為2＋18＋14＋10＋6＝50(8s25g186f147d108p6)。
4．為什么第一周期結尾元素的電子排布跟同族的其他周期元素不同？
提示：第一周期元素的原子只有一個能層，只有1s能級，無p能級，最多只能容納 2個電子，而其他周期結尾元素原子最外層有ns、np兩個能級，最多可排8個電子，因此不相同。
[重點講解]
1．各區元素化學性質及價層電子排布特點：
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(堿金屬元素和堿土金屬元素)
p區 第ⅢA～ ⅦA族、0族 ns2np1～6(除氦外，最后的電子填在np上) 最外層電子參與反應，隨著最外層電子數目增加，非金屬性增強，金屬性減弱(0族除外)
d區 第ⅢB～ⅦB族(鑭系、錒系除外)、第Ⅷ族 (n－1)d1～10ns0～2[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(鈀除外)，因此d軌道上的電子可以不同程度地參與化學鍵的形成
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軌道上的電子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
2．族和分區的關系
(1)主族：s區和p區。(ns＋np)的電子數＝族序數。
(2)0族：p區。(ns＋np)的電子數＝8(或2)。
(3)副族：d區＋ds區＋f區。
①d區中[(n－1)d＋ns]的電子數＝族序數(第Ⅷ族部分元素除外)；
②當8≤[(n－1)d＋ns]的電子數≤10時，則為第Ⅷ族元素；
③ds區中(n－1)d全充滿，ns的電子數＝族序數。
[典例2]　某基態原子，價層電子排布式為4d15s2，則下列說法正確的是(　　)
A．該元素原子處于能量最低狀態時，原子中有3個未成對電子
B．該元素屬于d區元素
C．該元素原子的M層共有8個電子
D．該元素原子最外層有3個電子
B
解析：根據核外電子排布規律，該元素基態原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2。則該元素基態原子中有1個未成對電子，M層上共有18個電子，最外層有2個電子。該元素電子最后填入的是4d能級，則該元素屬于d區。
1．最活潑的金屬元素(放射性元素除外)、最活潑的非金屬元素，常溫下單質呈液態的金屬(價層電子排布式為5d106s2)元素分別位于下面元素周期表中的(　　)
A．s區、p區、ds區
B．s區、p區、d區
C．f區、p區、ds區
D．s區、f區、ds區
[舉一反三]
A
解析：最活潑的金屬元素是銫，在第ⅠA族，位于s區；最活潑的非金屬元素是氟，在第ⅦA族，位于p區；常溫下單質呈液態的金屬是汞，汞的價層電子排布式為5d106s2，在第ⅡB族，位于ds區。
2．基態原子的核外電子排布式為[Kr]4d105s1的元素所在的區、周期和族為(　　)
A．p區、第五周期、第ⅠB族
B．ds區、第五周期、第Ⅷ族
C．d區、第四周期、第ⅠB族
D．ds區、第五周期、第ⅠB族
D
解析：該元素基態原子的核外電子排布式是[Kr]4d105s1，該元素位于ds區。位于元素周期表第11列，即第ⅠB族。該元素基態原子中能量最高的能層為O層，故位于第五周期。
演習篇
·
學業測試速達標
1．已知某元素＋2價離子的電子排布式為1s22s22p63s23p6，該元素在周期表中屬于(　　)
A．第ⅤB族 B．第ⅡB族
C．第Ⅷ族 D．第ⅡA族
D
解析：由題意推知，該元素的價層電子排布式為4s2，故該元素位于第四周期ⅡA族。
2．下列各組元素屬于p區的是(　　)
A．原子序數為1,2,7的元素
B．O，S，P
C．Fe，Ar，Cl
D．Na，Li，Mg
B
解析：A項中的H位于s區；C中Fe位于d區，D項均位于s區
3．已知某元素+3價離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，該元素在周期表中的位置是(　　)
A．第三周期Ⅷ族，p區
B．第三周期ⅤB族，ds區
C．第四周期Ⅷ族，d區
D．第四周期ⅤB族，f區
C
解析：＋3價離子的核外有23個電子，則原子核外有26個電子，26號元素是鐵，位于第四周期Ⅷ族，d區。
4．(雙選)元素X、Y、Z在周期表中的相對位置如圖所示。已知Y元素原子的價層電子排布式為nsn－1npn＋1，則下列說法不正確的是(　 　)
A．Y元素原子的價層電子排布式為4s24p4
B．Y元素在周期表的第三周期ⅥA族
C．X元素所在周期中所含金屬元素最多
D．Z元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3
AC
解析：因為Y元素原子的價層電子排布式中出現了np能級，故其ns能級一定排滿且只能為2個電子，則n－1＝2，n＝3，即Y元素原子的價層電子排布式為3s23p4，處于第三周期ⅥA族，A項錯誤，B項正確；Y為S元素，X為F元素，第二周期所含非金屬元素最多，C項錯誤；Z為As元素，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3，D項正確。
5．指出下列元素是主族元素還是副族元素，并確定其在元素周期表中的位置。
(1)1s22s22p63s1是________族元素，位于周期表中第________周期________族，屬于________區元素。
(2)[Kr]4d105s25p2是________族元素，位于周期表中第________周期________族，屬于________區元素。
主　
三　
ⅠA　
s　
主
五　
ⅣA
p　
(3)[Ar]3d14s2是________族元素，位于周期表中第________周期________族，屬于________區元素。
(4)[Ar]3d104s1是________族元素，位于周期表中第________周期________族，屬于________區元素。
副
四　
ⅢB
d　
副　
四　
ⅠB　
ds
解析：(1)最后一個電子填充在s軌道，屬于s區元素，為主族元素；族序數＝ns電子數，即為1，在第三周期ⅠA族。
(2)最后一個電子填充在p軌道，屬于p區元素，為主族元素；族序數＝ns＋np電子數，即2＋2＝4，在第五周期ⅣA族。
(3)最后一個電子填充在d軌道，且小于10，屬于d區元素，為副族元素，族序數＝(n－1)d＋ns電子數，即1＋2＝3，在第三周期ⅢB族。
(4) 最后一個電子填充在d軌道，且等于10，屬于ds區元素，為副族元素。族序數＝ns電子數，即為1，在第四周期ⅠB族。
本課結束
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