高中化學(xué) 第1章 原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì) 第2節(jié) 第2課時(shí) 核外電子排布與元素周期表課件 魯科版選修2-魯科版高二選修2化學(xué)課件

1、第2課時(shí)核外電子排布與元素周期表1.通過認(rèn)識(shí)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),培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析的化學(xué)核心素養(yǎng)。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,培養(yǎng)證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)。知識(shí)鋪墊必備知識(shí)正誤判斷元素周期表的結(jié)構(gòu) 知識(shí)鋪墊必備知識(shí)正誤判斷1.核外電子排布與周期的劃分(1)隨著原子序數(shù)的遞增,元素原子的最外層電子排布呈周期性的變化:每隔一定數(shù)目的元素,元素原子的最外層電子排布重復(fù)出現(xiàn)從ns1到ns2np6的周期性變化。知識(shí)鋪墊必備知識(shí)正誤判斷(2)鮑

2、林近似能級(jí)圖與周期。 知識(shí)鋪墊必備知識(shí)正誤判斷(3)周期序數(shù)與電子層數(shù)的關(guān)系。周期序數(shù)=電子層數(shù)知識(shí)鋪墊必備知識(shí)正誤判斷2.核外電子排布與族的劃分(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)。主族元素原子的價(jià)電子全部排在最外層的s或s、p軌道上;主族元素的族序數(shù)與原子的最外層電子數(shù)相同,也與該元素的最高正化合價(jià)一致(O、F除外)。稀有氣體元素原子的價(jià)電子排布為1s2或ns2np6。過渡元素的原子價(jià)電子排布為(n-l)d110ns12,由此可以看出,雖然同一副族元素的電子層數(shù)從上到下逐漸增加,但價(jià)電子排布卻基本相同。BB族元素原

3、子的價(jià)電子數(shù)目等于族序數(shù)。B和B族是根據(jù)ns軌道上有l(wèi)個(gè)還是2個(gè)電子來(lái)劃分的。知識(shí)鋪墊必備知識(shí)正誤判斷3.元素周期表的分區(qū)(1)元素周期表分為5個(gè)區(qū)。知識(shí)鋪墊必備知識(shí)正誤判斷(2)元素的化合價(jià)與核外電子排布的關(guān)系。元素的化合價(jià)與原子的核外電子排布尤其是價(jià)電子排布有著密切的關(guān)系。除族、B族的某些元素和0族元素外,元素的最高化合價(jià)等于它所在族的序數(shù),如Sc、Ti、V、Cr、Mn的最高化合價(jià)分別為+3、+4、+5、+6、+7。一般來(lái)說,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(duì)值之和等于8。稀有氣體元素的化合價(jià)在通常情況下為0。過渡元素的價(jià)電子較多且所在軌道的能量相差不大,因此過渡元素具有多種

4、價(jià)態(tài),如錳元素的化合價(jià)為+2+7。知識(shí)鋪墊必備知識(shí)正誤判斷【微思考1】每一周期都是從活潑金屬開始,然后到稀有氣體結(jié)束嗎?提示:不是。第1周期是從H開始的,氫元素是非金屬元素?！疚⑺伎?】最外層電子排布式為ns2的基態(tài)原子對(duì)應(yīng)元素一定位于A族嗎?提示:不一定。比如He(1s2)、B族的過渡元素。知識(shí)鋪墊必備知識(shí)正誤判斷判斷下列說法是否正確,正確的打“”,錯(cuò)誤的打“”。1.最外層電子排布式為ns1的基態(tài)原子所對(duì)應(yīng)元素一定是金屬元素。()2.d區(qū)元素的原子一定都有d軌道電子。()3.基態(tài)原子價(jià)電子排布式為nsnnpn的元素一定是金屬元素。()4.元素周期表5個(gè)區(qū)中都有非金屬元素。()5.價(jià)電子數(shù)與最

5、高化合價(jià)相等的元素一定是主族元素。()6.除0族外,短周期元素的最高化合價(jià)在數(shù)值上都等于該元素所屬的族序數(shù)。()答案:1.2.3.4.5.6.探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)核外電子排布與元素周期表核外電子排布與元素周期表問題探究1.在元素周期表中,同屬長(zhǎng)周期的4、5、6周期所包含的元素種類數(shù)分別為18、18、32,為什么?提示:據(jù)鮑林近似能級(jí)圖,第4、5周期元素包含的能級(jí)為ns、np、(n-1)d,共有9個(gè)原子軌道,最多容納18個(gè)電子,對(duì)應(yīng)兩周期中各有18種元素;而第6周期所含的能級(jí)除ns、np、(n-1)d外,還有(n-2)f能級(jí),故多出7個(gè)原子軌道,可多填充14個(gè)電子,對(duì)應(yīng)多出14種元素,共

6、32種元素。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)2.只有主族元素的族序數(shù)等于價(jià)電子數(shù)嗎?同一族的元素價(jià)電子排布都相同嗎?提示:都不是。主族、BB族元素原子的價(jià)電子數(shù)=族序數(shù)。同一主族元素的價(jià)電子排布相同,同一副族、族以及0族元素的價(jià)電子排布不一定相同。3.“s區(qū)元素都是金屬元素,p區(qū)元素都是非金屬元素”,該說法正確嗎?提示:不正確。s區(qū)元素有非金屬元素H,其他均為金屬元素;p區(qū)元素既包含金屬元素,也包含非金屬元素。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)深化拓展1.如果取消族序數(shù),按由左至右的順序?qū)⒃刂芷诒順?biāo)為18列,那么A、A族分別為第1、2列,AA族分別對(duì)應(yīng)第1317列,B、B族分別對(duì)應(yīng)第11、12列,BB

7、族分別對(duì)應(yīng)第37列,族對(duì)應(yīng)第8、9、10列,0族對(duì)應(yīng)第18列。2.由元素的價(jià)電子層排布式可知元素在周期表中的位置,如價(jià)電子排布式為3s23p5的原子對(duì)應(yīng)的元素為第3周期A族元素,即:周期序數(shù)=電子層數(shù)=最高電子層序數(shù),主族序數(shù)=價(jià)電子數(shù)。同樣,由主族元素在元素周期表中的位置可以推斷其價(jià)電子排布式。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)3.各區(qū)元素的原子最外層電子排布特點(diǎn) 分區(qū)價(jià)電子排布元素分布s區(qū)ns12A、A族p區(qū)ns2np16A族A族、0族d區(qū)(n-1)d19ns12(Pd除外)B族B族、族(鑭系、錒系除外)ds區(qū)(n-1)d10ns12B族、B族f區(qū)(n-2)f014(n-1)d02ns2鑭系、錒

8、系探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)素能應(yīng)用典例1(2020山東煙臺(tái)第二中學(xué)高二月考)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A族元素B.原子的價(jià)電子排布為(n-1)d68ns2的元素一定是副族元素C.基態(tài)原子的p能級(jí)上半充滿的元素一定位于p區(qū)D.基態(tài)原子的價(jià)電子排布為(n-1)dxnsy的元素的族序數(shù)一定為x+y探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)答案:C解析:基態(tài)原子的N層上只有一個(gè)電子的元素,可能為K、Cr或Cu,只有K為A族元素,Cr、Cu為副族元素,故A錯(cuò)誤;副族元素的d能級(jí)電子數(shù)為10或15,原子的價(jià)電子排布為(n-1)

9、d68ns2的元素為族元素,故B錯(cuò)誤;基態(tài)原子的p能級(jí)上半充滿的元素,電子最后填充p能級(jí),屬于p區(qū),故C正確;對(duì)于B族、B族元素,族序數(shù)等于外圍電子排布中s能級(jí)中的電子數(shù),即為y,故D錯(cuò)誤。方法規(guī)律 由電子排布式來(lái)推斷元素時(shí)有這樣的規(guī)律:最外層np能級(jí)上有電子的一定是主族或0族元素,其內(nèi)層已飽和,n為周期序數(shù),若是主族元素則最外層電子數(shù)即為主族序數(shù);若最外層只有ns能級(jí)上有電子,價(jià)電子排布為(n-1)d110ns12,則為過渡元素。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)變式訓(xùn)練1-1(雙選)(2020山東濟(jì)寧高二期末)周期表中共有18個(gè)縱列,從左到右分別為第118列。按這種規(guī)定,下列說法正確的是()A.

10、第1列不都是堿金屬元素B.只有第2列的元素原子最外層電子排布為ns2C.第1列和第18列所含元素?cái)?shù)目不同D.第8列沒有非金屬元素探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)答案:AD解析:第1列為A族,其中H是非金屬元素,Li、Na、K、Rb、Cs、Fr是堿金屬,A正確;原子最外層電子排布為ns2的并非只有A族元素,還有He元素等,B錯(cuò)誤;第1列為A族,其含有H、Li、Na、K、Rb、Cs、Fr這7種元素;第18列為0族元素,其含有He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn、Og這7種元素,故這兩列所含元素?cái)?shù)目相同,C錯(cuò)誤;第8列所含元素有Fe、Ru、Os、Hs,無(wú)非金屬元素,D正確。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)變式

11、訓(xùn)練1-2(2020河南洛陽(yáng)高二期末)已知某些元素在周期表中的位置如圖所示:下列說法正確的是()A.表中五種元素位于5個(gè)不同的區(qū)B.元素4的基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為3d104s2,與它具有相同最外層電子數(shù)的元素只可能處于ds區(qū)C.元素1、2、3的基態(tài)原子中,未成對(duì)電子數(shù)之比為1 3 5D.元素5的原子結(jié)構(gòu)示意圖為探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)答案:D解析:由元素在周期表中的位置可知元素1、2、3、4、5分別是H、O、Mn、Zn、Ge。H在s區(qū);O、Ge在p區(qū);Mn在d區(qū);Zn在ds區(qū),表中五種元素位于4個(gè)不同的區(qū),A項(xiàng)錯(cuò)誤;元素Zn基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為3d104s2,最外層電子排布為4s2,

12、與它具有相同最外層電子數(shù)的元素可能處于ds區(qū)或s區(qū),B項(xiàng)錯(cuò)誤;元素1、2、3對(duì)應(yīng)元素H、O、Mn的基態(tài)原子中,未成對(duì)電子數(shù)分別為1、2、5,比值為1 2 5,C項(xiàng)錯(cuò)誤;元素5為Ge,核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p2,則原子結(jié)構(gòu)示意圖為 ,D說法正確。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)元素在周期表中位置的判斷方法元素在周期表中位置的判斷方法問題探究1.某元素的價(jià)電子排布式為4d55s1,該元素位于周期表中的哪一區(qū)?提示:因其價(jià)電子排布為4d55s1,故應(yīng)位于元素周期表中的d區(qū)。2.根據(jù)鮑林近似能級(jí)圖知E4sE3d,試分析21號(hào)元素Sc位于哪個(gè)周期?提示:21號(hào)元素Sc

13、的價(jià)電子排布為3d14s2,雖然電子先排在4s軌道,后排在3d軌道,但Sc元素原子的最外電子層是第四層,故Sc元素位于第4周期。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)深化拓展1.由基態(tài)原子的價(jià)電子排布式給元素定位(1)主族元素:元素的周期序數(shù)=價(jià)電子的電子層序數(shù),元素的族序數(shù)=價(jià)電子總數(shù)。(2)0族元素:價(jià)電子排布式為ns2np6(He為1s2),0族元素的周期序數(shù)=外圍電子的電子層序數(shù)。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)(3)副族元素:副族元素的周期序數(shù)=價(jià)電子排布中最高電子層序數(shù)。副族元素族序數(shù)與價(jià)電子排布的對(duì)應(yīng)關(guān)系:B族:價(jià)電子排布為(n-1)d10ns1。B族:價(jià)電子排布為(n-1)d10ns2。BB

14、族:價(jià)電子排布為(n-1)dxns2,元素的族序數(shù)為x+2(個(gè)別例外)。如Mn原子的價(jià)電子排布式為3d54s2,它在周期表中位于第4周期B族。族:價(jià)電子排布為(n-1)dxns02,價(jià)電子總數(shù)為8、9或10。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)2.根據(jù)0族元素原子序數(shù)判斷元素的位置(1)0族元素在元素周期表中的位置及原子序數(shù)。稀有氣體元素HeNeArKrXeRnOg周期序數(shù)1234567原子序數(shù)21018365486118探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)(2)判斷方法:由某元素原子序數(shù)與鄰近的稀有氣體元素原子序數(shù)的大小關(guān)系判斷其周期序數(shù),進(jìn)而判斷元素所處的縱列數(shù),再根據(jù)縱列數(shù)和族的位置關(guān)系確定其位置。元素

15、原子序數(shù)小于鄰近的稀有氣體元素原子序數(shù)時(shí),該元素與稀有氣體元素位于同周期,縱列數(shù)=18-(稀有氣體原子序數(shù)-該元素原子序數(shù))。元素原子序數(shù)大于鄰近的稀有氣體元素原子序數(shù)時(shí),該元素位于稀有氣體元素下一周期,縱列數(shù)=該元素原子序數(shù)-稀有氣體原子序數(shù)。例如:判斷原子序數(shù)為38的元素在周期表中的位置,根據(jù)38與36接近,38-36=2,可知該元素位于第5周期A族。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)素能應(yīng)用典例2(雙選)(2020江蘇徐州第一中學(xué)高二月考)下列各項(xiàng)敘述中,正確的是()A.Na、Mg、Al的未成對(duì)電子數(shù)依次增多B.價(jià)電子排布式為4s24p3的元素位于第4周期A族,是p區(qū)元素C.2p和3p軌道電子

16、云圖空間取向相同,能量不相等D.氮原子的最外層軌道表示式為:探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)答案:BC 解析:Na、Mg、Al三種元素的電子排布式分別為:1s22s22p63s1、1s22s22p63s2、1s22s22p63s23p1,未成對(duì)電子數(shù)分別為1、0、1,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)價(jià)電子排布式4s24p3可知,該元素共有四個(gè)電子層,位于第4周期,最外層有5個(gè)電子,位于第A族,在周期表中位于p區(qū),B項(xiàng)正確;2p和3p軌道電子云圖空間取向相同,離原子核越遠(yuǎn),能量越高,因此2p軌道能量小于3p軌道能量,C項(xiàng)正確;D項(xiàng)所給氮原子的最外層軌道表示式違背了洪特規(guī)則,正確的最外層軌道表示式為 ,D項(xiàng)錯(cuò)誤。探究1

17、探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)變式訓(xùn)練2-1(2020河南洛陽(yáng)第一高級(jí)中學(xué)高二月考)某元素原子價(jià)電子排布式為3d54s2,其應(yīng)在()A.第4周期A族B.第4周期B族C.第4周期A族D.第4周期B族答案:D解析:價(jià)電子排布式為3d54s2的元素,其原子核外電子排布式為Ar3d54s2,其質(zhì)子數(shù)為25,為Mn元素,則位于周期表中第4周期B族。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)變式訓(xùn)練2-2某元素的最外層電子數(shù)為2,價(jià)電子數(shù)為5,并且是同族中原子序數(shù)最小的元素,關(guān)于該元素的判斷錯(cuò)誤的是()A.電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2B.該元素為VC.元素為B族元素D.該元素屬于過渡元素答案:C解析:

18、某元素的最外層電子數(shù)為2,價(jià)電子數(shù)為5,最外層電子數(shù)和價(jià)電子數(shù)不相等,應(yīng)存在d能級(jí)電子,并且是同族中原子序數(shù)最小的元素,則價(jià)電子排布式為3d34s2,對(duì)應(yīng)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2,為第4周期B族元素,為V元素,屬于過渡元素,故A、B、D正確,C錯(cuò)誤。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)1.(2020黑龍江牡丹江三中高二期末)已知下列元素原子的最外層電子排布式,其中不一定能表示該元素為主族元素的是()A.3s23p3B.4s2C.4s24p1D.3s23p5答案:B解析:最外層電子排布式為3s23p3的元素是P,屬于主族元素,故A不符合題意

19、;最外層電子排布式為4s2的不一定是主族元素,如Fe、Zn等過渡元素,故B符合題意;最外層電子排布式為4s24p1的是Ga,位于第A族,屬于主族元素,故C不符合題意;最外層電子排布式為3s23p5的是Cl,屬于主族元素,故D不符合題意。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)2.尋找優(yōu)良的半導(dǎo)體材料,應(yīng)在周期表的哪個(gè)位置尋找()A.s區(qū)B.p區(qū)C.d區(qū)D.ds區(qū)答案:B解析:優(yōu)良的半導(dǎo)體材料通常在金屬與非金屬的交界線附近尋找,這一區(qū)域?qū)儆趐區(qū)。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)3.下列說法中正確的是()A.s區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)都是金屬元素B.p區(qū)都是主族元素C.所有族中B族中元素種類最多D.最外層電子數(shù)為2的元素都分布在s區(qū)答案:C解析:氫元素位于s區(qū),氫元素屬于非金屬元素,所以s區(qū)的元素不全是金屬元素,d區(qū)、ds區(qū)都是金屬元素,故A錯(cuò)誤;零族元素也在p區(qū),故B錯(cuò)誤;B族存在鑭系、錒系,含有32種元素,在所有族中B族中元素種類最多,故C正確;B族元素原子最外層電子數(shù)為2,在ds區(qū),不在s區(qū),故D錯(cuò)誤。探究1探究2素養(yǎng)脈絡(luò)隨堂檢測(cè)4.(2019山西實(shí)驗(yàn)中學(xué)高二月