化学人教版(2019)选择性必修2 1.2.1原子结构与元素周期表(共42张ppt)

文档属性

名称 化学人教版(2019)选择性必修2 1.2.1原子结构与元素周期表(共42张ppt)
格式 zip
文件大小 5.8MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-01-19 11:19:04

图片预览

文档简介

(共42张PPT)
原子结构与元素周期表
第1课时
1.元素周期系
(1)含义:元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系。
(2)原子序数=核电荷数=质子数=原子的核外电子数。
2.元素周期表
呈现元素周期系的表格。
目标一 元素周期系和元素周期表
门捷列夫周期表
第四周期开始每个周期截成两截
前五个周期元素种类被完全确定
维尔纳的特长式元素周期表
镧系
不完全
新增电子填入内层轨道
玻尔元素周期表
3.元素周期系和元素周期表的关系
元素周期系只有一个,元素周期表多种多样。第一张元素周期表是由门捷列夫制作的。
元素周期系
决定
呈现
元素周期表
只有一种
绘制
若干种
形形色色的周期表
4.构造原理和元素周期表
(1)元素形成元素周期系的根本原因是元素的原子核外电子排布发生周期性的重复。
(2)根据构造原理得出的核外电子排布,可以解释元素周期系的基本结构。例如:第一周期从1s1开始,以1s2结束;其余各周期总是从ns能级开始,以np能级结束,其间递增的核电荷数(或电子数)就等于每个周期里的元素种类数。
1s 2s→2p 3s→3p 4s→3d→4p 5s→4d→5p 6s→4f→ 5d→6p 7s→5f→
6d→7p
周期 一 二 三 四 五 六 七
元素数 2 8 8 18 18 32 32
递增的核电荷数=元素种数
周期数=最外层电子所在轨道所处的电子层数
周 期 外围电子排布 各周期增 加的能级 元素
种类
第ⅠA族 0族 最外层最多容纳电子数
一 1s1 1s2 2 1s 2
二 2s1 2s22p6 8 2s、2p 8
三 3s1 3s23p6 8 3s、3p 8
四 4s1 4s24p6 8 4s、3d、4p 18
五 5s1 5s25p6 8 5s、4d、5p 18
六 6s1 6s26p6 8 6s、4f、5d、6p 32
七 7s1 7s27p6 8 7s、5f、6d、7p 32
元素种数
七个能级组
分别对应
七个周期
能级组最多容纳电子数
等于
本周期所包含的
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,可以得到如下元素周期表:
  
【思考】如何将其变成书末的元素周期表?
p
f
d
s
s
p
s
d
p
f
s
d
p
d
s
p
p
s
变变变
s
s
s
s
s
s
s
s
p
p
p
p
p
p
d
d
d
d
s
0
第18列
第8、9、10列

s
s
s
s
s
s
镧系
锕系
f
f
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅤA
ⅣA
ⅥA
ⅦA
ⅠB
ⅡB
ⅢB
ⅣB
ⅥB
ⅦB
ⅤB

18列
周期
7行
演变为:
第一周期
第二周期
第三周期
第四周期
第五周期
第六周期
第七周期
2 种
8 种
8 种
18种
18种
32种
32种
0族
主族
主族
副族
副族
第VIII族
过渡元素
再探周期表
同族元素价电子数与族序数有何关系?
(3)主族元素和副族元素的价层电子排布:
列数 1 2 13 14 15 16 17
族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
价层电子 排布式 ____ ____ ____ ____ _______ ______ ________
价层电子数 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____
结论:同主族元素原子的价层电子排布完全相同,价层电子全部排布在ns或 ns 、np轨道上。价层电子数与族序数相同。
ns1
ns2
ns2np1
ns2np2
ns2np3
ns2np4
ns2np5
2
4
5
6
7
3
1
主族元素的价层电子排布式、价层电子数
副族元素的价层电子排布式、价层电子数(以第四周期为例):
列数 3 4 5 6 7 11 12
副族元素 21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 29Cu 30Zn
族序数 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____
价层电子 排布式 _____ _____ _____ _____ _____ ______ ______
价层 电子数 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____
结论:副族元素同一纵列原子的价层电子排布基本相同,价层电子排布为(n-1)d1~10ns1~2。第ⅢB~ⅦB族的价层电子数与族序数相同,第ⅠB族、ⅡB族价层电子数与族序数不同。
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
ⅦB
ⅠB
ⅡB
3d104s1
3d34s2
3d54s1
3d54s2
3d24s2
3d14s2
3d104s2
3
4
7
5
6
11
12
(3)主族元素和副族元素的价层电子排布:
稀有气体元素
零族:
价层电子:(n-1)d6~8ns2
价层电子:ns2或ns2np6
第Ⅷ族:
三个纵行(8、9、10),位于Ⅶ B 与ⅠB中间
【易错提醒】对价电子的错误认识:
(1)主族元素:价电子数=最外层电子数。副族和第Ⅷ族元素(过渡元素)的价电子还包括部分内层电子
(2)同一族元素的价电子排布不一定相同,如过渡元素中的镧系元素和锕系元素就不相同,在第Ⅷ族中部分元素的价电子排布也不相同。
1.正误判断
(1)价层电子一定是最外层电子(  )
(2)元素的价层电子数一定等于其所在族的族序数(  )
(3)同一族元素的价层电子数一定相同(  )
(4)基态原子的N能层上只有一个电子的元素,一定是第ⅠA族元素(  )
(5)原子的价层电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素一定是过渡元素(  )
×
×
×
×

导思
2.元素周期表有多少列?各列的价层电子数为多少?
提示 18列。从左向右,第1~12列中,除了第3列中的镧系和锕系外,其他的价层电子数都等于列数;第13~18列,除了第18列中的稀有气体外,其他的价层电子数都等于列数减10。除了镧系、锕系和稀有气体外,同列元素价层电子数相同。
导思
1.若某原子的价层电子排布式为4d15s2,则下列说法正确的是
A.该元素位于元素周期表中第五周期第ⅢB族
B.该元素原子价层电子数为2
C.该元素为非金属元素
D.该元素原子N能层共有8个电子

导练
该原子的价层电子排布式为4d15s2,该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2,该元素位于元素周期表中第五周期第ⅢB族,所以该元素原子价层电子数为3,故A正确、B错误;
该元素是金属元素,故C错误;
N能层的电子排布为4s24p64d1,共有9个电子,故D错误。
2.某元素基态原子的价层电子排布式是3d64s2,下列有关该元素的说法错误的是
A.该元素位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族
B.该元素只有2个价层电子
C.该元素的+3价离子比+2价离子的氧化性强
D.常温下,其单质难溶于浓硝酸

导练
该基态原子的价层电子排布式为3d64s2,则其电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,该元素位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族,该元素基态原子价层电子数为8,故A正确、B错误;
该元素是第26号元素Fe,Fe3+的氧化性大于Fe2+的氧化性,故C正确;
常温下Fe遇浓硝酸钝化,故D正确。
(1)价层电子排布和元素周期表的关系
①原子的电子层数=能级中最高能层序数=周期序数。
②主族元素原子的价层电子数=该元素在元素周期表中的主族序数。
归纳总结
族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
价层电 子排布 ns1 ns2 ns2 np1 ns2 np2 ns2 np3 ns2 np4 ns2 np5 ns2np6
(除He为1s2外)
③过渡元素(除镧系、锕系外,以第四周期为例)
元素周期表中列数 族序数 价层电子排布
3 ⅢB (n-1)d1ns2
4 ⅣB (n-1)d2ns2
5 ⅤB (n-1)d3ns2
6 ⅥB (n-1)d5ns1
7 ⅦB (n-1)d5ns2
8~10 Ⅷ (n-1)d6~8ns2
11 ⅠB (n-1)d10ns1
12 ⅡB (n-1)d10ns2
(2)价层电子排布与元素的最高正价
①当主族元素失去全部价电子后,表现出该元素的最高化合价,最高正价=主族序数(O、F除外)。
②第ⅢB~ⅦB族可失去ns和(n-1)d轨道上的全部电子,所以最高正价=族序数。
③第Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的部分(n-1)d电子,所以最高正价低于族序数(8),只有Ru和Os可表现正八价。
④第ⅠB族可失去ns1电子和部分(n-1)d电子,所以第ⅠB族的族序数<最高正价,第ⅡB族只失去ns2电子,第ⅡB族的族序数=最高正价。
周期 元素 数目 外围电子排布
ⅠA-ⅡA ⅢB-Ⅷ ⅠB-ⅡB ⅢA-ⅦA 0族
1 2 1s1 1s2
2 8 2s1~2 2s22p1~5 2s22p6
3 8 3s1~2 3s23p1~5 3s23p6
4 18 4s1~2 3d1~84s2 3d104s1~2 4s24p1~5 4s24p6
5 18 5s1~2 4d1~85s2 4d105s1~2 5s25p1~5 5s25p6
6 32 6s1~2 4f1~146s25d1~106s2 5d106s1~2 6s26p1~5 6s26p6
目标二 元素周期表的分区
ⅠA 0
ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
s区
p区
d区
ds区
f区
ns1~2
电子填充的最后一个能级是s能级
电子填充的最后一个能级是p能级
电子填充的最后一个能级是d能级
d
s
p
ds
f
除H外,其余为活泼金属
除H外,所有非金属元素都在p区
均为金属元素,性质相似
均为金属元素
均为金属元素,结构相似
1.正误判断
(1)除短周期外,其他周期均有18种元素(  )
(2)碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素(  )
(3)在元素周期表中,所有非金属都位于p区(  )
(4)价层电子数与最高化合价相等的元素一定是主族元素(  )
(5)次外层全充满而最外层有不成对电子的元素一定是主族元素(  )
(6)元素周期表5个区中都有金属元素(  )
×
×
×
×
×

导思
2.为什么副族元素又称为过渡元素?
提示 由于副族元素是从典型的金属元素过渡到非金属元素的中间元素,因而又被称为过渡元素。
3.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?
提示 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为半金属或类金属。
导思
1.按电子排布,可以把周期表中的元素划分为5个区,以下元素属于p区的是
A.Fe B.Mg C.Br D.Cu

导练
p区的的元素包括第ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族和0族,Fe在d区,Cu在ds区,Mg是第ⅡA族的元素,在s区,只有Br在p区。
2.下列说法正确的是
A.所有金属元素都分布在d区和ds区
B.最外层电子数为2的元素都分布在s区
C.元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
D.基态原子的p能级上半充满的元素不一定位于p区

s区除H外均为金属元素,A项错误;
He、Zn等虽然最外层电子数为2,但却不是s区元素,B项错误;
元素周期表中第ⅢB族~第ⅡB族为过渡元素,全部为金属元素,C项正确。
导练
1.据报道,我国科研人员在兰州首次合成了镤元素的一种同位素镤-239,并测知其原子核内有148个中子,现有A元素的一种同位素,比镤-239的原子核内少54个质子和100个中子,则A元素在元素周期表中的位置是
A.第三周期第ⅠA族 B.第四周期第ⅠA族
C.第五周期第ⅠA族 D.第三周期第ⅡA族

1
2
3
自我测试
镤元素的质子数=质量数-中子数=239-148=91,所以A元素的质子数为91-54=37,第37号元素在周期表中的位置为第五周期第ⅠA族。
4
2.已知某元素基态原子的价层电子排布为(n-1)dansb(a、b均为大于0的正整数),下列有关说法正确的是
A.该元素一定位于元素周期表中的d区
B.该元素一定位于元素周期表中的ds区
C.该元素的族序数为a+b
D.该元素一定为金属元素

自我测试
1
2
3
4
基态原子的价层电子排布为(n-1)dansb的元素分布在d区和ds区,包括所有的副族,都是过渡元素,都是金属元素,D正确,A、B不正确;
第ⅠB、ⅡB族的族序数为a+b-10,C不正确。
自我测试
1
2
3
4
3.下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的价层电子排布特点的有关叙述正确的是
A.Cu位于元素周期表中第四周期第ⅠB族,属于ds区元素
B.O的基态原子中,2p能级为半充满,属于p区元素
C.最外层电子排布式为4s1,该元素一定属于第ⅠA族
D.最外层电子排布式为ns2np1,该元素可能是第ⅢA族或第ⅢB族
自我测试
1
2
3

4
自我测试
1
2
3
氧元素的2p能级有4个电子,不是半充满,故B错误;
最外层电子排布式为4s1,该元素不一定位于第ⅠA族,如铜的最外层电子排布式为4s1,但铜属于第ⅠB族,故C错误;
最外层电子排布式为ns2np1,该元素位于第ⅢA族,故D错误。
4
(1)在s区中,族序数最大、原子序数最小的元素,其原子的价层电子的电子云形状为______。
4.在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时,人们发现价层电子排布相似的元素集中在一起。据此,人们将元素周期表分为5个区,如图所示。请回答下列问题:
球形
自我测试
1
2
3
4
s区为第ⅠA族、第ⅡA族,符合条件的元素为Be,其电子排布式为1s22s2,价层电子的电子云形状为球形。
(2)在d区中,族序数最大、原子序数最小的元素,其常见离子的电子排布式为_____________________________
________________________,其中较稳定的是________。
Fe2+:1s22s22p63s23p63d6、
自我测试
1
2
3
4
Fe3+:1s22s22p63s23p63d5
Fe3+
d区为第ⅢB~ⅦB族(不包括镧系、锕系)、第Ⅷ族,族序数最大且原子序数最小的元素为Fe,其常见离子为Fe2+、Fe3+,电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5,由离子的电子排布式可知Fe3+的3d能级为半充满状态,其稳定性大于Fe2+。
(3)在ds区中,族序数最大、原子序数最小的元素,其原子的价层电子排布式为________。
3d104s2
自我测试
1
2
3
4
符合条件的元素为Zn,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,其价层电子排布式为3d104s2。
(4)在p区中,第二周期第ⅤA族元素原子的价层电子的
轨道表示式为________________________。
自我测试
1
2
3
4
符合题意的元素为N,其价层电子的轨道表示式为 。
(5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚,它们在_____区中。
f
自我测试
1
2
3
4
铀和钚均为锕系元素,位于f区。