1.2.1 原子结构与元素周期表 课件 (共25张PPT)

(共25张PPT)
认识元素周期表的基本结构，能从原子价电子数目和价电子排布的角度解释元素周期表的分区、周期和族的划分，促进对“位置”与“结构”关系的理解。
1.2.1　原子结构与元素周期表
教
学
目
标
教
学
重
点
教
学
难
点
元素的原子结构与元素周期表结构的关系
元素周期表的分区
短周期：第一、二、三周期 2、8、8
长周期：第四、五、六、七周期 18、18、32、32
周期
族
主族（ⅠA ~ Ⅶ A，7个纵行）
副族（ ⅠB ~ Ⅶ B，7个纵行）
Ⅷ族（第8，9，10纵行）
零族（稀有气体）
周期序数 = 电子层数（能层数）
主族序数=最外层电子数=价电子数=最高正价数
【复习】元素周期表的结构
十八纵行七横行,七主七副0和Ⅷ
三长三短一不全,镧系锕系排下边
一、元素周期律、元素周期系和元素周期表
1.元素周期律：
元素的性质随原子核电荷数递增发生周期性递变的规律叫做元素周期律
2.元素周期系：
元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系。
3.元素周期表
(1)元素周期表是呈现元素周期系的表格。
(2)元素周期系与元素周期表的关系：
元素周期系只有一个，
元素周期表多种多样。
元素周期系周期性发展就像螺壳上的螺旋。
特征：
从第四周期开始每个周期载成两段，族分I～VIII和0族。
①门捷列夫周期表：
短式周期表
4.三张有重要历史意义的周期表
②玻尔元素周期表
玻尔周期表中用方框框起原子新增加的电子是填入内层轨道的。
玻尔周期表中用直线连接前后周期相关元素(同族元素)，原因它们的价电子数相等
③维尔纳的特长式周期表
… … …
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 Y Zr Nb Mo … Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
Cs Ba La Ce Nd Pr … … Sm Eu Gd Tb Ho Er Tm Yb … … Ta W … Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi … … …
… Ra Laα Th … … … … … U … … … … Ac … … … … … … … … … … … … Pbα Biα Teα … …
确定了前五周期的元素种类-2、8、8、18、18，但第六、七周期因镧系和锕系元素种类未知而未定。现今的元素周期表与维尔纳周期表相似，但也有差异，Be、Mg的位置与现今周期表不同。
1、原子核外电子排布与周期的划分
周 期 价电子排布 各周期的能级 对应能级组 最多容纳电子数 元素
种类
第ⅠA族 0族
一 1s1 1s2 1s 2 2
二 2s1 2s22p6 2s、2p 8 8
三 3s1 3s23p6 3s、3p 8 8
四 4s1 4s24p6 4s、3d、4p 18 18
五 5s1 5s25p6 5s、4d、5p 18 18
六 6s1 6s26p6 6s、4f、5d、6p 32 32
七 7s1 7s27p6 7s、5f、6d、7p 32 32
二、构造原理与元素周期表
周期所含元素数目＝相应能级组最多容纳的电子数
问题一：元素周期表共有几个周期？每个周期各有多少种元素？为什么第一周期结尾元素的电子排布跟同族的其他周期元素的不同
周期
短周期
长周期
第1周期：2 种元素
第2周期：8 种元素
第3周期：8 种元素
第4周期：18 种元素
第5周期：18 种元素
第6周期：32 种元素
第7周期：32种元素
7横行
再探元素周期表
最外层不超过8个电子,K层作为最外层不超过2个电子。
(1)根据构造原理，第一周期从1s1开始，以1s2结束，只有两种元素；其余周期元素原子核外电子总是从 级开始，以 能级结束，递增的核电荷数(或电子数)等于该周期里的 。
ns
nsnp
元素数
(2)每一个能级组对应一个周期，其最高的能级对应的能层数 元素的周期序数。
等于
思考：元素周期表中周期的划分与原子结构的哪部分有关？
电子层数
讨论1：预言119号元素基态原子最外层电子排布和第八周期有多少种元素。
119号元素的基态原子最外层电子排布为为8s1
第八周期应有50种元素
2．构造原理与元素周期表
图1-17　左侧对齐的周期表（一周期一行）
　　1950年国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）推荐了一张元素周期表，书末的元素周期表就是参照其新版制作的。请问：怎样将图1-17变成书末的元素周期表？
若以一个方格代表一种元素，每个周期排一横排，并按s、p、d、f分段，左侧对齐，可以得到如下图1-17的元素周期表：
思考与讨论1
p
f
d
s
s
p
s
d
p
f
s
d
p
d
s
p
p
s
s
①主族序数=最外层电子数=价电子数
A、电子总数为3~7，ⅢB~ⅦB
B、电子总数为8~10，Ⅷ
C、电子总数为11~12，ⅠB和ⅡB
②副族和Ⅷ族元素：以外围(n-1)d+ns的电子总数判断
2、原子核外电子排布与族的关系
再探元素周期表
问题二：元素周期表共有多少个列 各列的价层电子数各为多少 同列元素价层电子数是否相等 元素周期表可分为哪些族 族序有什么规律
18列;各列的价层电子数分别为1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,3,4,5,6,7,8(He除外);
同列元素价层电子数相等;元素周期表可分为七主、七副、0和Ⅷ族;主族元素族序数=最外层电子数＝价电子数,0族最外层电子数He为2,其余均为8;
ⅠB~ⅡB族序数＝ns电子数；ⅢB~ⅦB族序数＝价电子数；
Ⅷ族:第8列元素的价电子数=族序数 第9列元素的价电子数为9
第10列元素的价电子数为10
按照电子排布，可把周期表的元素划分为5个区：s区、 p区、d区、ds区、f区。划分区的依据是什么？ 区的名称与电子的能级符号之间有什么关系？
(2)区的名称按构造原理最后填充的能级的符号划分(ds区除外)
3、原子核外电子排布与元素周期表的分区
(1)划分区的依据:
原子的价电子排布
①s区:
包括ⅠA、ⅡA族元素，价电子排布式为ns1~2，除氢元素外均属于活泼金属元素。
(3)各区元素的价电子排布特点
②p区:
包括ⅢA~ⅦA族以及0族元素，价电子排布式为ns2np1~6(除He外)，最后一个电子填在np能级上，为非金属元素和少数金属元素，最外层电子参与反应。
③d区:金属元素
包括ⅢB~Ⅷ族元素(除镧系、锕系外)，价电子排布式为(n-1)d1~9ns1~2(钯除外)，d轨道可以不同程度地参与化学键的形成，金属元素
④ds区:
包括ⅠB、ⅡB族元素，价电子排布式为(n-1)d10ns1~2。由于d轨道已填满电子，因此d轨道一般不参与化学键的形成，金属元素
⑤f区:
包括镧系和锕系元素，价电子排布式为(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2。
1、(1)1s22s22p63s2是____族元素，位于周期表中第_____周期第______族，属于____区元素。
(2) [Ar] 3d14s2是______族元素，位于周期表中第____周期第______族，属于____区元素。
(3) [Ar] 3d104s2是______族元素，位于周期表中第____周期第______族，属于____区元素。
主
三
ⅡA
s
副
四
ⅢB
d
副
四
ⅡB
ds
问题三：为什么在元素周期表中非金属主要集中在右上角三角区内
再探元素周期表
这是由元素的价电子结构和元素周期表中元素性质递变规律决定的，在元素周期表中，同周期的元素从左到右非金属性渐强，同主族元素从上到下非金属性渐弱，结果使元素周期表右上角的元素主要呈现非金属性。
讨论2：为什么副族元素又称为过渡元素？过渡元素价层电子数跟它们的族序数有什么关系 写出它们的价层电子排布通式。
副族元素元素处于金属元素向非金属元素过渡的区域，因此又把它称为过渡元素。
过渡元素价层电子数跟它们的族序数的关系是：
第ⅢB族到第ⅦB族元素的价层电子数等于它们的族序数
第Ⅷ族有3列元素，其族序数等于该族的第1列元素的价层电子数；
过渡元素的价层电子排布通式为（n-1)dl-10ns1-2(除镧系和锕系）。
第IB族、第ⅡB族的族序数等于它们的最外层电子数
讨论3：按照核外电子排布，可把元素周期表划分成5个区，如图1-19所示。除ds区外，各区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。s区、d区和p区分别有几个列 为什么s区(除氢元素)、d区和s区的元素都是金属元素？
s区、d区和p区分别有2、8、6列。
s区元素的价层电子排布通式为nsl~2，d区元素的价层电子排布通式为(n-1)d1~9ns1-2，ds区元素的价层电子排布通式为(n-1)d10ns1-2，它们的最外层电子数均不超过2，化学反应中容易失去电子，所以s区(除氢元素外)、d区和ds区的元素都是金属元素。
讨论4：处于非金属与金属分界线上的元素常被称为半金属或类金属，为什么
处于非金属与金属分界线上的元素既能表现出一定的非金属性，又能表现出一定的金属性，因此，这些元素常被称之为半金属或准金属。
讨论5：在周期表里找出Cr和Cu的价层电子。它们的电子排布符合构造原理吗 此外还有哪些元素的基态原子电子排布不符合构造原理
Cr的价层电子排布式为3d54s1，Cu的价层电子排布式为3d104s1，不符合构造原理(它们的3d轨道达到半充满或全充满结构，是一种能量较低的稳定结构）。
此外，Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Pt、Au、La、Ce、Gd、Ac、Th、Pa、U、Np、Cm等的基态原子电子排布均不符合构造原理。
①对角线规则是从相关元素及其化合物的许多
性质中总结出来的经验规则,不是定理。
体现对角线规则的相关元素
在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素(如图)的有些性质是相似的(如锂和镁在过量的氧气中燃烧均生成正常氧化物,而不是过氧化物),这种相似性被称为对角线规则。
②相似性：例如Li、Mg在空气中燃烧的产物分别为Li2O和MgO;铍和铝的氢氧化物均为两性氢氧化物;B和Si的含氧酸都是弱酸。
【思考与讨论】P22
思考与讨论2
与酸反应 与碱反应
单质
氧化物
氢氧化物
如铍、铝两元素的性质相似性
(2)铍的最高价氧化物的水化物是______(填“酸性”“碱性”或“两性”)化合物，证明这一结论的有关离子方程式是__________________________________
两性
Be(OH)2＋2H＋===Be2＋＋2H2O
(4)根据Mg在空气中的燃烧情况，Li在空气中燃烧生成的产物为______
______(用化学式表示)。
Li2O、
Li3N
(3)根据周期律知识，硼酸酸性比碳酸____，理由是___________________。
弱
硼的非金属性比碳弱
2.仔细观察下图，回答下列问题：
(1)B的原子结构示意图为_______，B元素位于元素周期表的第____周期第_____族。
二
ⅢA
电子排布与周期
电子排布与族
周期序数=能层数
主族元素：族序数=价电子数
s区、d区、ds区、p区、f区
电子排布和元素的分区
副族元素：大多数族次=（n-1)d+ns的电子数=价电子数
原子结构与元素周期表
课堂小结