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(共25張PPT)
第二節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表
第二課時(shí) 核外電子排布與元素周期表
德米特里·伊萬諾維奇·門捷列夫
(1834-1907)是俄羅斯偉大的化學(xué)家，自然科學(xué)基本定律化學(xué)元素周期表的創(chuàng)始人。
1869年3月2日，門捷列夫經(jīng)過苦苦思索，驚喜地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)所有的已知元素按相對原子質(zhì)量遞增的順序排列起來，并且性質(zhì)相似元素依一定的間隔出現(xiàn)。世界上第一章元素周期表出現(xiàn)了。
1.通過認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)及價(jià)電子排布與元素在周期表中位置的關(guān)系,建立原子核外電子排布規(guī)律(結(jié)構(gòu))與元素周期表中族、周期劃分(位置)的周期性變化規(guī)律(性質(zhì))的深層關(guān)聯(lián)。（宏觀辨識與微觀探析）
2.能夠根據(jù)價(jià)電子排布式推斷元素在周期表中的位置。（證據(jù)推理與模型認(rèn)知）
1.知道元素周期表中分區(qū)、周期和族的元素原子核外電子排布特征。
2.了解元素周期表的應(yīng)用價(jià)值。
體會(huì)課堂探究的樂趣，
汲取新知識的營養(yǎng)，
讓我們一起 吧！
進(jìn)
走
課
堂
寫出下列元素、離子的核外電子排布式
【課前練習(xí)】
①鈧Sc ②鈦Ti ③釩V ④鉻 Cr ⑤錳Mn ⑥鐵 Fe ⑦鈷 Co ⑧鎳Ni ⑨ 銅 Cu ⑩鋅 Zn Fe2+ Fe3+ 鉀K 鈣Ca
①Sc 1s22s22p63s23p63d14s2； ②Ti 1s22s22p63s23p63d24s2；
③V 1s22s22p63s23p63d34s2； ④Cr 1s22s22p63s23p63d54s1；
⑤Mn 1s22s22p63s23p63d54s2 ； ⑥Fe 1s22s22p63s23p63d64s2；
⑦Co 1s22s22p63s23p63d74s2 ； ⑧Ni 1s22s22p63s23p63d84s2；
⑨Cu 1s22s22p63s23p63d104s1 ； ⑩Zn 1s22s22p63s23p63d104s2；
K 1s22s22p63s23p64s1 Ca 1s22s22p63s23p64s2
元素周期表三次重要發(fā)展
門捷列夫周期表
維爾納的特長式周期表
波爾元素周期表
【溫故知新】
元素周期表的結(jié)構(gòu)
原子核外電子排布、原子軌道的能級與周期表之間有什么樣的關(guān)系？
【活動(dòng)探究】
閱讀教材，了解鮑林近似能級圖，能級組與元素周期表的周期之間的對應(yīng)關(guān)系，同一能級組和不同能級組間的能量關(guān)系。
價(jià)電子的概念，主族元素和過渡元素的原子的價(jià)電子的組成，價(jià)電子的表示方法。
原子核外的電子排布與周期表的周期劃分的本質(zhì)聯(lián)系，周期與量子數(shù)n的關(guān)系。
(1)核外電子排布與周期的劃分
鮑林近似能級圖與周期
一.核外電子排布與元素周期表
周期序數(shù) 對應(yīng)能級組 原子軌道數(shù) 最多容納電子數(shù) 價(jià)電子排布式 元素種數(shù)
ⅠA族 0族
1 1s
2 2s2p
3 3s3p
4 4s3d4p
5 5s4d5p
6 6s4f5d6p
7 7s5f6d7p
1
4
4
9
9
16
16
2
8
8
18
18
32
32
1s1
2s1
3s1
4s1
5s1
6s1
7s1
1s2
2s22p6
3s23p6
4s24p6
5s25p6
6s26p6
7s27p6
2
8
8
18
18
32
32
周期與能級組、原子軌道的對應(yīng)關(guān)系
1.各周期均以填充 s 軌道開始, 以p 軌道結(jié)束（第1周期除外）
2.周期元素?cái)?shù)目=相應(yīng)能級組中原子軌道所能容納的電子總數(shù)
3.周期數(shù)=電子層數(shù)
元素種數(shù)
關(guān)于原子中電子的能級高低，我國化學(xué)家徐光憲對這一問題也進(jìn)行過深入的研究，提出判斷外層電子能級高低的（n+0.7 ）規(guī)則。其中n就是代表電子層的量子數(shù)， 是用于描述電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的另一個(gè)量子數(shù)，對于s、p、d、f能級， 分別取 0、1、2、3。就原子的外層電子來說，（n+0.7 ）越大，則能級越高。將（n+0.7 ）值的第一位數(shù)字相同的能級合并為一組，稱為"能級組"。例如，4s、3d和4p的（n+0.7 ）依次等于4.0、4.4和4.7，它們的第一位數(shù)字都是 4，故都屬于第四能級組。由此，徐光憲做出與鮑林相同的能級排序和能級組劃分。值得注意的是，不同原子的原子軌道能級順序不盡相同，并不存在一個(gè)普適的能級順序，不論是鮑林還是徐光憲所列出的能級順序都只有近似意義。
徐光憲外層電子能級順序與能級組
資料在線
(2）核外電子與族的劃分
請你仔細(xì)觀察元素周期表中各族元素的價(jià)電子排布情況，思考核外電子排布與族的劃分之間有什么內(nèi)在聯(lián)系。
【交流研討】
1.主族元素原子的價(jià)電子排布與過渡元素原子的價(jià)電子排布有什么區(qū)別？
2.同一主族元素原子的價(jià)電子排布有什么特點(diǎn)？主族序數(shù)與什么有關(guān)？
3.同一族過渡元素原子的價(jià)電子排布有什么特點(diǎn)？其族序數(shù)與什么有關(guān)？
① 族的劃分與核外電子排布的關(guān)系
族的劃分與原子的價(jià)電子數(shù)目和價(jià)電子排布密切相關(guān)。
② 各族核外電子排布的特點(diǎn)
價(jià)電子排布為ns2np6(He除外)
ns1~2或ns2np1~5
價(jià)電子數(shù)
（n-1）d1~10ns1~2
主族元素
過渡元素
稀有氣體元素：
價(jià)電子排布：
族序數(shù)=
價(jià)電子排布：
族序數(shù)
ⅢB~ⅦB族：族序數(shù)=
ⅠB族和ⅡB族：族序數(shù)=
價(jià)電子數(shù)
ns電子數(shù)
（2）核外電子與族的劃分
元素周期表分為5個(gè)區(qū)，以最后填入電子的軌道能級符號作為該區(qū)的符號。
（3）元素周期表的分區(qū)
分區(qū) 價(jià)電子排布 元素分布
s區(qū) ns1～2 ⅠA、ⅡA族、He
p區(qū) ns2np1～6 ⅢA族～ⅦA族、0族(He除外)
d區(qū) (n－1)d1～9ns1～2(Pd除外) ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族(鑭系、錒系除外)
ds區(qū) (n－1)d10ns1～2 ⅠB族、ⅡB族
f區(qū) (n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2 鑭系、錒系
各區(qū)元素的原子最外層電子排布特點(diǎn)
【歸納總結(jié)】
②非金屬元素的最高正化合價(jià)和它的最低負(fù)化合價(jià)的絕對值之和等于8。
（4）元素化合價(jià)與價(jià)電子排布的關(guān)系
①除Ⅷ族、ⅠB族的某些元素和0族元素外，(主族)元素的最高化合價(jià)等于所在的族序數(shù)。
③稀有氣體元素原子的電子層結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此稀有氣體元素的化合價(jià)在通常情況下為0。
拓展視野
核外電子排布與元素周期表的分區(qū)
根據(jù)各區(qū)元素所處的位置，可以總結(jié)出每個(gè)區(qū)的元素的原子最外層電子排布的特點(diǎn)，以及它們可能具有的化學(xué)性質(zhì)。
s區(qū)元素∶主要包括元素周期表中的IA 族堿金屬元素和ⅡA族堿土金屬元素，它們的原子的價(jià)電子分布在s軌道上，價(jià)電子排布為ns1~2。這些元素的原子分別容易失去1個(gè)或2個(gè)電子，形成 +1價(jià)或 +2 價(jià)陽離子。除氫外，這些元素都是活潑金屬元素。
p 區(qū)元素∶包括元素周期表中ⅢA族、ⅣA 族、VA族、ⅥA 族、WA 族和0族共6族元素，它們原子的價(jià)電子排布為 ns2np1-6（氦除外）。隨著最外層電子數(shù)目的增加，原子越來越難失電子，越來越容易得電子。
s區(qū)元素、p區(qū)元素包括所有的主族元素及0族元素，其共同的特點(diǎn)是原子的價(jià)電子都排布在最外電子層上。因此，這兩區(qū)元素的原子通常是最外層電子參與化學(xué)反應(yīng)。
拓展視野
核外電子排布與元素周期表的分區(qū)
d區(qū)元素∶包括除鑭系、錒系外的從ⅢB 族到Ⅷ族的元素。該區(qū)元素原子的價(jià)電子排布為（n-1）d1~9ns1-2。一般地，最外層有1~2個(gè)電子，元素原子的核外電子排布的差別主要在（n-1）d軌道上。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(xué)鍵的形成。
ds 區(qū)元素∶包括IB族、IIB 族元素，它們的原子的（n-1）d軌道為充滿電子的軌道，價(jià)電子排布為（n-1）d10ns1~2。
f區(qū)元素∶包括鑭系元素和鋼系元素，它們的原子的價(jià)電子排布為（n-2）f0-14(n-1）d0~2ns ，最后填入的電子進(jìn)入（n-2）f原子軌道。由于最外層的電子數(shù)基本相同，（n-1）d的電子數(shù)也基本相同，因此鑭系元素的化學(xué)性質(zhì)非常相近，鋼系元素的化學(xué)性質(zhì)也非常相近。
核外電子排布與元素周期表
周期
周期序數(shù)=電子層數(shù)
周期序數(shù)=電子層數(shù)
族
族序數(shù)=價(jià)電子數(shù)
主族元素
價(jià)電子排布：ns1~2或ns2np1~5
ⅢB族～ⅦB族序數(shù)=價(jià)電子數(shù) ⅠB、ⅡB族族序數(shù)=ns電子數(shù)
過渡元素
價(jià)電子排布：（n-1）d1~10ns1~2
稀有元素
價(jià)電子排布為ns2np6（He除外）
周期表的分區(qū)
s區(qū) ns1~2
p區(qū) ns2np1~6
d區(qū) （n-1）d1~9ns1~2
ds區(qū) （n-1）d10ns1~2
ds區(qū) （n-2）f0~14（n-1）d0~2ns2
1．指出下列元素在周期表中的位置：
(1)基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s1的元素：
第___周期、____族。
(2)基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2的元素：
第____周期、____族。
(3)基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1的元素：
第_____周期、_____族。
(4)基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p5的元素：
第_____周期、_____族。
4
ⅠA
4
ⅤB
4
ⅠB
3
ⅦA
2．下列說法不正確的是(　　)
A．某基態(tài)原子外圍電子排布式為4f75d16s2，該元素位于周期表中第6
周期ⅢB族
B．在元素周期表中，s區(qū)、d區(qū)和ds區(qū)的元素都是金屬元素
C．當(dāng)碳原子的核外電子排布 由
轉(zhuǎn)變?yōu)? 時(shí)，釋放能量，由激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)化成基態(tài)。
D．非金屬元素形成的共價(jià)化合物中，原子的最外層電子數(shù)不一定是2或8
B
3．已知某元素＋3價(jià)離子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，則該元素在元素周期表中的位置是(　　)
A．第3周期Ⅷ族，p區(qū)
B．第3周期ⅤB族，ds區(qū)
C．第4周期Ⅷ族，d區(qū)
D．第4周期ⅤB族，f區(qū)
C
4．（雙選）下列關(guān)于原子核外電子排布與元素在周期表中位置關(guān)系的表述中，正確的是(　　)
A．基態(tài)原子的N層上只有一個(gè)電子的元素一定是ⅠA族元素
B．基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為(n－1)d10ns2的元素一定是副族元素
C．基態(tài)原子的p能級半充滿的元素一定位于p區(qū)
D．基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為(n－1)dxnsy的元素的族序數(shù)一定為x＋y
BC
5．甲元素原子的L電子層上只有一個(gè)空原子軌道；乙元素原子的核電荷數(shù)為33。根據(jù)甲、乙兩元素的信息，回答有關(guān)問題：
(1)甲的元素符號是________；其軌道表示式為________________。
(2)乙元素原子的最外層電子排布式為____________，其在元素周期表中的位置是____________________。
(3)甲屬于________區(qū)元素，乙屬于________區(qū)元素。
C
4s24p3
第4周期ⅤA族
p
p

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