第二节 原子结构与元素的性质

第二节 原子结构与元素的性质
第一课时
【学习目标】
1. 进一步认识周期表中原子结构和位置、价态、元素数目等之间的关系
2. 知道外围电子排布和价电子层的涵义
3. 认识周期表中各区、周期、族元素的原子核外电子排布的规律
4. 知道周期表中各区、周期、族元素的原子结构和位置间的关系
一、原子结构与元素周期表
1、周期：一个横行为一个周期，共 个周期。
周期分类 周期序数 电子层数（能层数） 起始元素外围电子排布 结束元素外围电子排布 元素种数 金属元素种数
短周期 1
2
3
长周期 4
5
6
7
【小结】
（1）原子核外的最大能层数与元素在周期表中的周期序数的关系为： （Pd除外）
（2）除第一周期外，每一周期均从 元素开始，以 元素结束，外围电子排布从 开始到 结束。即每一周期元素原子的最外层电子数均从 到 。
（3）随周期序数的增加，每一周期元素数目逐渐 （为什么？），每一周期金属元素的数目也逐渐 。
2、族
　　　　 个横行，即 个周期　
　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　 个主族，
个纵行（列），共 族 个副族，
　　　　　　　　　　　　　　　　 第Ⅷ族（包括 3个纵行）
　　　　　　　　　　　　　　　　 个零族（稀有气体元素）
【结合元素周期表思考】
（1）每一纵列的外围电子（价层）排布
①主族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
纵列数
价层电子排布
价层电子总数
结论 同一主族元素的价层电子排布 ，价层电子总数 ，并且主族序数等于
②副族
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB ⅠB ⅡB
纵列数
价层电子排布
价层电子总数
结论 同一副族元素的价层电子排布 ，价层电子总数 ， 族中且族序数等于价层电子总数。
③0族和Ⅷ族
0族 Ⅷ族
纵列数
价层电子排布
价层电子总数
结论
【小结1】每个纵列的价电子层排布 相同，原因是
每个纵列的价层电子总数是否相等？ 。
（ 2）元素周期表的分区：
按电子排布，可把周期表里的元素划分成5个区，除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。
元素周期表的分区与元素价电子排布的关系
s区 p区 d区 ds区 f区
价层电子的排布式 ns1～2 ns2np1～6 (n－1)d1～9ns1～2 (n－1)d10ns1～2 (n－2)f1～14(n－1)d0～2ns2
族序数
纵列数
是否都是金属 除 外
【小结1】S区（除H外）、d区和ds区都是金属元素，原因是
【小结2】d区和ds区的元素又称为过渡元素，原因是
【小结3】除H外，非金属元素集中在p区右上角区域，原因是
非金属三角区边缘的元素常被称为准金属或半金属，原因是
【练习】
1、已知某元素在周期表中位于第五周期、ⅥA族位置上。试写出该元素基态原子的价层电子排布式、
并分析该元素在哪区？
2、已知一元素的价层电子结构为3d54s2，试确定其在周期表中的位置。
3、已知某元素A的电子排布式为1s22s22p63s23p3，则A元素处于____周期____族。
4、第三周期元素中，基态原子轨道表示式中存在着空轨道的元素有（ ）种。
A . 1 B. 2 C. 3 D. 4
5、下列说法正确的是（　 ）。
A．第4 、5 、6周期的B族元素均为10个
B．相同主族元素的价电子层排布一定相同
C．第三和第四周期的相同主族元素的原子序数一定相差18
D．过渡元素位于周期表的第3到第12纵列
6、下列说法正确的是（ ）。
A. 基态时，相同周期的两种元素原子所含的能级和能层是一样的。
B．基态时，稀有气体元素原子的价层电子数都为8。
C．基态时，同种元素的原子和离子的轨道排布式一样。
D．非金属元素原子的d轨道一定不填充电子或填满电子。
7、基态原子的最外层电子排布式为ns1的元素一定是 （ ）。
A．非金属元素 B.金属元素 C.主族元素 D.非金属元素或金属元素
第二课时
二、元素周期律
【基础回顾】
（1）元素周期律是指元素的 随原子序数的递增呈 变化的规律
（2）元素的性质随核电荷数递增呈周期性的变化”是指 的周期性变化、 的周期性变化、 的周期性变化、 的周期性变化。
（3）具体递变规律
同周期（左→右） 同主族（上→下）
核电荷数 逐渐
电子层数
原子半径 逐渐 逐渐
简单离子半径
化合价 最高正价由 → 最低负价数 → 最高正价和负价数 ，最高正价数= =
元素的金属性和非金属性 金属性逐渐 ，非金属性逐渐 金属性逐渐 ，非金属性逐渐 。
最高价氧化物的水化物的酸碱性 酸性逐渐 ，碱性逐渐 。 酸性逐渐 ，碱性逐渐 。
气态氢化物的稳定性、还原性。 稳定性逐渐 ，还原性逐渐 ， 稳定性逐渐 ，还原性逐渐 。
单质的熔沸点、密度
周期表中金属性和非金属性最强的元素分别为 和 ，它们在周期表中的位置分别为
和
1、原子半径的周期性变化：影响原子半径的因素有 和
同周期原子半径逐渐 ，同主族原子半径逐渐 。
2、电离能的周期性变化
①定义：第一电离能； 态电 性基态原子失去 个电子，转化为气态基态正离子所需要的 叫做第一电离能。符号： ，单位
保证最低能量的条件： 、 、
Ⅰ、第二电离能I2、第三电离能I3、I4、I5的定义？同一元素的第二电离能比第一电离能大还是小？
为什么？
Ⅱ、第一电离能越大，表明该元素的原子越易失电子还是越难失电子？第一电离能越大，金属性
越 。
② 原子第一电离能的变化规律
【结论】
Ⅰ、周周期元素，从左至右，随原子序数的递增，第一电离能呈 趋势；同族元素，从上至下，第一电离能呈 趋势。第一电离能越小，越 失去电子，金属的活泼性越 。
Ⅱ、为什么同周期ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能分别比ⅢA、ⅥA族元素的第一电离能高？Zn的第一电离能比Ga大？试用洪特规则解释。
Ⅲ、下表从上到下的数据是Na、Mg、Al的逐级电离能，这些数据跟Na、Mg、Al的化合价有什么联系？
元 素电离能(kJ·mol－1) 钠 镁 铝
I1 496 738 578
I2 4562 1451 1817
I3 6912 7733 2745
I4 9543 10540 11575
I5 13353 13630 14830
I6 16610 17995 18376
【应用】
i．判断金属元素的活泼性：第一电离能越小，越 失去电子，金属的活泼性越 。
第一电离能大小关系：I1(Na) I1(Mg)；I1(Cs) I1(Na)。
ii．判断金属元素的化合价：同一种元素的逐级电离能的大小关系是：I1＜I2＜I3＜I4＜I5……，可以根据电离能发生 来判断金属元素的化合价。
3、电负性周期性变化
①定义：电负性是原子在化学键中对键合电子____ 能力的标度，常用符号x表示。x为相对值，无单位。
②含义：电负性的大小体现了元素的金属性与非金属性的强弱，电负性越大的元素的非金属性越 ，电负性越 元素的金属性越强。
③变化规律：同周期元素从左往右，电负性逐渐 ，同主族元素从上往下，电负性逐渐 。
的电负性最大； 的电负性最小。
④应用：
应用1、用于比较元素金属性、非金属性的相对强弱。一般地，金属的电负性小于1.8，非金属的电负性一般大于1.8。电负性越小，其金属性越 ；电负性越大，其非金属性越 。
应用2、判断化学键类型。一般认为如果两种成键元素原子间的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成离子键；如果两种成键元素原子间的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键。
应用3、判断化合物中，元素化合价的正负。
三、对角线规则
在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素的性质相似，称为“对角线规则”。
例如，锂和镁在过量氧气中燃烧，都只生成氧化物（Li2O、MgO），不形成过氧化物；铍和铝的氢氧化物都是两性氢氧化物，既可以与酸反应，又可以溶于强碱中发生反应；而硼和硅的含氧酸都是弱酸，且强度很接近。
【思考】请用电负性知识解释对角线规则
【练习】
1、写出Al、Al2O3、Al(OH)3分别与非氧化性强酸和强碱反应的离子方程式
2、写出Be 与NaOH反应的化学方程式和离子方程式
3、对Na、Mg、Al的有关性质的叙述正确的是 （ ）
A．碱性：NaOHC．电负性：Na>Mg>Al D．还原性：Na>Mg>Al
4、已知X、Y元素同周期，且电负性X＞Y，下列说法错误的是 ( )
A、X与Y形成化合物是，X可以显负价，Y显正价
B、第一电离能可能Y小于X
C、最高价含氧酸的酸性：X对应的酸性弱于于Y对应的
D、气态氢化物的稳定性：HmY小于HmX
5、电负性的大小也可以作为判断金属性和非金属性强弱的尺度下列关于电负性的变化规律正确的是（ ）
A．周期表从左到右，元素的电负性逐渐变大
B．周期表从上到下，元素的电负性逐渐变大
C．电负性越大，金属性越强 D．电负性越小，非金属性越强
周期表
s
d
ds
p
f
52
54
56
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
500
1000
1500
2500
2000
原子序数
第一电离能/kJ·mol－1
H
He
Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
Ar
K
Ca
Sc
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
Ga
Ge
As
Se
Br
Kr
Rb
Sr
Te
I
Xe
Cs
Ba
La
Li
Be
B
Si
Al
Mg