【公開課】原子結(jié)構(gòu)與元素周期表高二化學課件（人教版2019選擇性必修2）

第1課時

原子結(jié)構(gòu)與元素周期表第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)

1869年，門捷列夫發(fā)現(xiàn)，元素的性質(zhì)按照原子序數(shù)(相對原子質(zhì)量)遞增的順序呈現(xiàn)周期性變化。這一排列的序列稱為元素周期系。

后來證實原子序數(shù)實際是核電荷數(shù)。即元素的性質(zhì)隨著核電荷數(shù)遞增呈現(xiàn)周期性變化—元素周期律。一、元素周期律、元素周期系和元素周期表P18④元素周期表：

。①元素周期律：

。②元素周期系：

。呈現(xiàn)周期系的表格元素的性質(zhì)隨元素原子的核電荷數(shù)遞增發(fā)生周期性遞變元素按其原子核電荷數(shù)遞增排列的序列元素周期系只有一個，元素周期表多種多樣。一、元素周期律、元素周期系和元素周期表P18③元素形成周期系的原因是：

的必然結(jié)果元素原子核外電子排布呈周期性(1)門捷列夫周期表門捷列夫周期表又稱

周期表，重要特征是______________________。短式從第四周期開始每個周期截成兩截，第1～7族分主副族，第八族稱為過渡元素④三張有重要歷史意義的周期表一、元素周期律、元素周期系和元素周期表P18(2)維爾納周期表維爾納周期表是

，每個周期一行，各族元素、過渡金屬、稀有氣體、鑭系和錒系，各有各的位置，同族元素

，它確定了前五個周期的元素種類。特長式周期表上下對齊一、元素周期律、元素周期系和元素周期表P18④三張有重要歷史意義的周期表前五個周期元素種類被完全確定(3)玻爾元素周期表玻爾元素周期表特別重要之處是把21～28、39～46等元素用

框起，這說明他已經(jīng)認識到，這些框內(nèi)元素的原子新增加的電子是填入_______的，他已經(jīng)用原子結(jié)構(gòu)解釋元素周期系了，玻爾元素周期表確定了第六周期為

。方框內(nèi)層軌道32種元素一、元素周期律、元素周期系和元素周期表P18④三張有重要歷史意義的周期表新增電子填入內(nèi)層軌道鑭系為紀念門捷列夫發(fā)表第一張元素周期表(部分如下)150周年，聯(lián)合國宣布2019年為“國際化學元素周期表年”。關于下表的說法正確的是A.表中數(shù)字代表元素的原子序數(shù)B.表中元素的排列依據(jù)是元素的原子結(jié)構(gòu)C.推測表中“？＝70”指代的元素的最高

化合價為＋4D.每一縱列都對應現(xiàn)在常用的元素周期表

中的一族理解應用√相對原子質(zhì)量相對原子質(zhì)量的大小“？＝70”和C、Si在同一橫排，屬于同主族每一橫行元素周期表二、構(gòu)造原理與元素周期表1.元素周期表的結(jié)構(gòu)周期：7個(共7個橫行)短周期：3個(第一、二、三周期)長周期：4個(第四、五、六、七周期)族：16個(共18個縱行)主族：7個(ⅠA

～ⅦA

族)副族：8個(ⅢB

～ⅦB族、第Ⅷ族和ⅠB

、ⅡB族)由稀有氣體元素構(gòu)成

0族：(1個)所含元素種類：28818183232鑭系錒系7橫18縱周期序數(shù)=電子層數(shù)=能層序數(shù)——過渡元素=最高正價數(shù)主族族序數(shù)=原子最外層電子數(shù)=價電子數(shù)(O、F除外)短周期長周期7橫18縱一八又一零，二、三主副分零族IAIIAIIIAIVAVIAVIIAIBIIBIIIBIVBVBVIBVIIB第VIII族VA7橫18縱縱列序數(shù)12345678～10族ⅠAⅡAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧ縱列序數(shù)1112131415161718族ⅠBⅡBⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0一八又一零，二、三主副分零族IAIIAIIIAIVAVIAVIIAIBIIBIIIBIVBVBVIBVIIB第VIII族VA7橫18縱常把“構(gòu)造原理”中能量接近的原子軌道劃分為一個“能級組”。2.構(gòu)造原理與元素周期表1s2s2p7s5f6d7p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p能量逐漸增大2.構(gòu)造原理與元素周期表周期新增能級組電子最大容量周期含元素種數(shù)一二三四五六七1s2s2p7s5f6d7p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p3218188823232181888232周期序數(shù)=原子的電子層=能級中最高能層序數(shù)ⅠA0HⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAHeLiBeBCNOFNeNaMgⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡBAlSiPSClArKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaSnAsSeBrKr書寫1～36號元素的基態(tài)原子的價電子排布式第二周期2s12s22s22p6第三周期3s13s23s23p6第一周期1s11s2第四周期4s14s24s24p13d104s2→……3d14s2→……4s24p6ⅠA01s1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA1s22s12s22s22p12s22p22s22p32s22p42s22p52s22p63s13s2ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB3s23p13s23p23s23p33s23p43s23p53s23p64s14s23d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s23d104s13d104s24s24p14s24p24s24p33s23p44s24p54s24p6書寫1～36號元素的基態(tài)原子的價電子排布式→……→……2s22p13s23p1第五周期？第六周期？第七周期？第五周期5s15s24d15s24d105s25s25p6→……5s25p1→……第六周期第七周期6s4f5d6p7s5f6d7p除第一周期外，其余周期總是從

能級開始，以

能級結(jié)束，遞增的核電荷數(shù)(或電子數(shù))等于該周期里的

。nsnsnp元素種類第二周期2s12s22s22p6第三周期3s13s23s23p6第一周期1s11s2第四周期4s14s24s24p13d104s2→……3d14s2→……4s24p6→……→……2s22p13s23p1214106214106歸納總結(jié)：2.構(gòu)造原理與元素周期表ⅠA01s1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA1s22s12s22s22p12s22p22s22p32s22p42s22p52s22p63s13s2ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB3s23p13s23p23s23p33s23p43s23p53s23p64s14s23d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s23d104s13d104s24s24p14s24p24s24p33s23p44s24p54s24p6主族序數(shù)ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA價電子構(gòu)型①主族：ns1→ns2np5，且主族序數(shù)=最外層電子數(shù)=價層電子數(shù)②0族：He為1s2，其他為ns2np63.各族元素價層電子排布特點ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5ⅠA01s1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA1s22s12s22s22p12s22p22s22p32s22p42s22p52s22p63s13s2ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB3s23p13s23p23s23p33s23p43s23p53s23p64s14s23d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s23d104s13d104s24s24p14s24p24s24p33s23p44s24p54s24p63.各族元素價層電子排布特點族序數(shù)ⅢBⅣB…ⅦB價電子構(gòu)型…ⅧⅠBⅡB(n-1)d1ns2(n-1)d2ns2(n-1)d5ns2(n-1)d6~9ns1~2(n-1)d10ns1(n-1)d10ns2ⅢB

～ⅦB族和第Ⅷ族:(n-1)d1-9ns1-2ⅠB

、ⅡB族:(鑭系、錒系除外)(n-1)d10ns1-2(Pd：4d10除外)③副族[(n-1)d軌道為全充滿狀態(tài)]3.各族元素價層電子排布特點①主族：ns1→ns2np5，且主族序數(shù)=最外層電子數(shù)=價層電子數(shù)②0族：He為1s2，其他為ns2np6ⅢB

～ⅦB族和第Ⅷ族:(n-1)d1-9ns1-2ⅠB

、ⅡB族:(鑭系、錒系除外)(n-1)d10ns1-2(Pd：4d10除外)③副族[(n-1)d軌道為全充滿狀態(tài)]ⅢB～ⅦB族：族序數(shù)=價電子數(shù)ⅠB

、ⅡB族：族序數(shù)=最外層ns軌道上的電子數(shù)歸納總結(jié)：(鑭系和錒系除外)=最外層電子數(shù)【即(n-1)d+ns能級的電子數(shù)】(n-1)d+ns能級的電子數(shù)之和，若分別為8、9、10，則分別是第Ⅷ族的列序數(shù)。Ⅷ族：4.元素周期表的分區(qū)按電子排布，把周期表里的元素劃分成5個區(qū)——s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)、f區(qū)。除ds區(qū)外，區(qū)的名稱來自按構(gòu)造原理最后填入電子的能級符號ⅠA0ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB1s11s22s13s14s12s23s24s22s22p13s23p14s24p12s22p23s23p24s24p22s22p33s23p34s24p32s22p43s23p44s24p42s22p53s23p54s24p52s22p63s23p64s24p6spns1ns2ns2np5ns2np1ns2np6ddsf4.元素周期表的分區(qū)電子填充的最后一個能級是p能級電子填充的最后一個能級是d能級f電子填充的最后一個能級是f能級電子填充的最后一個能級是s能級例外元素周期表按電子排布分為5個區(qū)：s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)、f區(qū)。ns1～2ns2np1～61s2He:唯一沒有p軌道的p區(qū)元素(n－1)d1～9ns1～2(n－1)d10ns1～2d軌道不滿(鈀除外)d軌道全滿→s區(qū)、p區(qū)均為主族元素和稀有氣體元素，且除H外，所有非金屬元素都位于p區(qū)；副族元素全部位于d區(qū)、ds區(qū)和f區(qū)4.元素周期表的分區(qū)Pd4d10(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2ns1～2ns2np1～61s2He:唯一沒有p軌道的p區(qū)元素(n－1)d1～9ns1～2(n－1)d10ns1～2d軌道不滿(鈀除外)d軌道全滿Pd4d10為什么過渡元素都是金屬元素？最外層電子不超過2，ns1-2(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2分區(qū)元素分布外圍電子排布式元素性質(zhì)特點s區(qū)p區(qū)d區(qū)ds區(qū)f區(qū)4.元素周期表的分區(qū)→各區(qū)元素特點ⅠA族、ⅡA族ns1～2除氫外都是活潑金屬元素ⅢA族～ⅦA族0族ns2np1～6(n－1)d1～9ns1～2ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族ⅠB族、ⅡB族鑭系、錒系(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2(n－1)d10ns1～2過渡金屬元素鑭系元素化學性質(zhì)相近，錒系元素化學性質(zhì)相近d軌道也不同程度地參與化學鍵的形成最外層電子參與反應(稀有氣體除外)(鈀除外)※原子結(jié)構(gòu)與族的關系①主族(ⅠA～ⅦA)和副族ⅠB、ⅡB：

族序數(shù)＝原子最外層電子數(shù)(ns＋np和

ns)。②副族ⅢB～ⅦB：

族序數(shù)＝最外層(s)電子數(shù)＋次外層(d)電子數(shù)。③零族：

最外層電子數(shù)等于8或2。④Ⅷ族：最外層(s)電子數(shù)＋次外層(d)電子數(shù)。若之和分別為8、9、10，則分別是Ⅷ族第1、2、3列。圖1-17左側(cè)對齊的周期表（一周期一行）思考與討論：

1950年國際純粹與應用化學聯(lián)合會(IUPAC)推薦了一張元素周期表，書末的元素周期表就是參照其新版制作的。請問：怎樣將圖1-17變成書末的元素周期表？教材P20若以一個方格代表一種元素，每個周期排一橫排，并按s、p、d、f分段，左側(cè)對齊，可以得到如下元素周期表：pfdpdpfdpdpp變變變sssssss1.下列說法錯誤的是（

）A.s區(qū)元素的原子價電子層排布都是s結(jié)尾B.d區(qū)元素的原子價電子層排布都是ds結(jié)尾C.ds元素的原子價電子層排布都是ds結(jié)尾D.p區(qū)元素的原子價電子層排布都是sp結(jié)尾E.主族元素的原子價電子層排布都含s，但都不含dF.過渡元素的原子價電子層排布都是ds結(jié)尾G.ds區(qū)元素的原子d軌道一定全滿╳√√╳He:唯一沒有p軌道的p區(qū)元素√╳√BDFns1～246Pd:4d10(n－1)d10ns1～2(n－1)d10ns1～22、已知某元素在周期表中位于第五周期、ⅥA族位置上。

試寫出該元素基態(tài)原子的價電子排布式、電子排布式并分析該元素在哪區(qū)？

由于是ⅥA族，4d必是全充滿的，所以價電子排布為5s25p4。電子排布式：[Kr]4d105s25p4屬p區(qū)3、某元素的價電子結(jié)構(gòu)為3d54s2，試確定其在周期表中的位置。第四周期，ⅦB族。4、試確定32號元素在周期表中的位置。

第四周期，ⅣA族

[Ar]3d104s24p25、判斷處于第三周期，ⅣA族元素的價層電子結(jié)構(gòu)、原子序數(shù)。[Ne]3s23p2，第14號元素1、為什么副族元素又稱為過渡元素？副族元素處于s區(qū)元素(金屬元素)向p區(qū)元素(主要是非金屬元素)過渡的區(qū)域。P21再探元素周期表2、為什么在元素周期表中非金屬元素主要集中在右上角三角區(qū)內(nèi)（如圖）？該區(qū)域元素原子半徑小，最外層電子數(shù)多，易獲得電子，表現(xiàn)出非金屬性。P21再探元素周期表3、為什么處于非金屬三角區(qū)邊緣的元素常被稱為半金屬或準金屬？處于非金屬三角區(qū)邊緣的元素既能表現(xiàn)出一定的非金屬性，又能表現(xiàn)出一定的金屬性。【注意：不能叫兩性元素】P21再探元素周期表4.預測119號元素基態(tài)原子最外層電子排布；

預言第八周期有多少中元素。第八周期1192s13s14s15s16s17s18s11s1119P21再探元素周期表4.預測119號元素基態(tài)原子最外層電子排布；

預言第八周期有多少中元素。第八周期119[0g]8s25g186f147d108p68s→5g

→6f

→7d

→8p

2+18+14+10+6=5050元素的存在，是與原子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，特別是與原子核的穩(wěn)定性有關。人們發(fā)現(xiàn)，原子序數(shù)大于83(鉍之后)的元素，都是放射性元素，而原子序數(shù)在92之后(超鈾元素)的元素，全部是用人工方法合成的元素(Np、Pu在自然界中也有，但含量極微)。人們要問：新的人工合成的元素究竟還可以合成多少種？元素周期系的遠景物理學家根據(jù)原子核結(jié)構(gòu)理論計算，認為周期系最后可能出現(xiàn)的是原子序數(shù)為175的元素。人工合成的元素，將會進入第八周期，甚至第九周期。在未來的第八、九周期中，原子中的電子依次填充新的能級——5g能級和6g能級。依照已有的規(guī)律，可以推知g能級最多能容納18個電子。能級：s

p

d

f

g電子數(shù)：2

6

10

14

18由此可以預見，第八、九周期都將有50種元素，是超長周期。在這兩個周期里，將有“超錒系”和“新超錒系”的5g－6f和6g－7f內(nèi)過渡系(各為32種元素)。元素周期系的遠景元素周期表遠景圖元素周期律的未來(1)概念:在元素周期表中,某些主族元素與右下方的主族元素(如圖)的有些性質(zhì)是相似的(如鋰和鎂在過量的氧氣中燃燒均生成正常氧化物,而不是過氧化物),這種相似性被稱為對角線規(guī)則。體現(xiàn)對角線規(guī)則的相關元素5.對角線規(guī)則P22(2)對角線規(guī)則是從相關元素及其化合物的許多性質(zhì)中總結(jié)出來的經(jīng)驗規(guī)則,不是定理。元素LiNaBeMg沸點/℃1341881.4246711005.對角線規(guī)則P22(3)性質(zhì)的相似性：實例分析：①鋰和鎂的相似性a.鋰與鎂的沸點較為接近：b.鋰和鎂在氧氣中燃燒時只生成對應的氧化物.c.鋰和鎂與水的反應都十分緩慢，并且生成的氫氧化物難溶于水，附著于金屬表面阻礙反應的進行。d.鋰和鎂都能直接與氮氣反應:4Li＋O22Li2O3Mg＋N2Mg3N26Li+N22Li3N2Mg＋O22MgOe.在堿金屬的氟化物、碳酸鹽和磷酸鹽中，只有鋰鹽是難溶于水的，相應的鎂鹽也難溶于水Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O，

Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2OBe(OH)2＋2HCl=BeCl2＋2H2O，

Be(OH)2＋2NaOH=Na2BeO2＋2H2O5.對角線規(guī)則P22(3)性質(zhì)的相似性：實例分析：②鈹和鋁的相似性a.二者的單質(zhì)、氧化物和氫氧化物都既能溶于強酸又能溶于強堿溶液：b.二者的氧化物Al2O3和BeO的熔點和硬度都很高。d.BeCl2和AlCl3都是共價化合物，易升華。c.常溫下，鈹在濃硝酸中也發(fā)生鈍化。2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑Be＋2NaOH

=Na2BeO2＋

H2↑c.硼烷(BH3)和硅烷(SiH4)的穩(wěn)定性都比較差，且都易水解。5.對角線規(guī)則P22(3)性質(zhì)的相似性：實例分析：③硼和硅的相似性a.自然界中B與Si均以化合物的形式存在。b.B與Si的單質(zhì)都易與強堿反應，且不與稀酸反應：Si＋2NaOH＋H2O=Na2SiO3＋2H2↑2B＋2NaOH＋2H2O=2NaBO2＋3H2↑d.硼和硅的鹵化物的熔、沸點比較低，易揮發(fā)，易水解。仔細觀察如圖,回答下列問題:(1)B的原子結(jié)構(gòu)示意圖為

,B元素位于元素周期表的第

周期

族。

(2)鈹?shù)淖罡邇r氧化物對應的水化物是

化合物(填“酸性”“堿性”或“兩性”),證明這一結(jié)論的有關離子方程式是

。二ⅢA兩性Be(OH)2+2OH—=BeO22—+2H2OBe(OH)2+2H+=Be2++2H2O(3)根據(jù)周期律知識,硼酸酸性比碳酸

,理由是

。

(4)根據(jù)Mg在空氣中的燃燒情況,Li在空氣中燃燒生成的產(chǎn)物為

(用化學式表示)。

弱硼的非金屬性比碳弱Li2O、Li3N類比：Mg在空氣中與O2、CO2、N2反應得MgO、Mg3N2遷移練習：正誤判斷(1)價電子一定是最外層電子()(2)元素的價電子數(shù)一定等于其所在族的族序數(shù)()(3)同一族元素的價電子數(shù)一定相同()(4)基態(tài)原子的N層上只有一個電子的元素，一定是第ⅠA族元素()(5)原子的價電子排布為(n－1)d6～8ns2的元素一定是過渡元素()××××√1.下列說法中正確的是A.所有金屬元素都分布在d區(qū)和ds區(qū)B.元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10個縱列的元素都是金屬元素C.ns電子的能量不一定高于(n－1)p電子的能量D.電子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3違反了洪特規(guī)則B2.若某原子的價層電子排布式為4d15s2，則下列說法正確的是A.該元素位于周期表中第五周期第ⅢB族B.該元素原子價層電子數(shù)為2C.該元素為非金屬元素D.該元素原子N能層共有8個電子A3.已知某元素＋2價離子的電子排布式為1s22s22p63s23p6，該元素在周期表中屬于A.第ⅤB族

B.第ⅡB族C.第Ⅷ族

D.第ⅡA族D4.已知某元素基態(tài)原子的價電子排布為(n-1)dansb(a、b均為大于0的正整數(shù)),下列有關說法正確的是(

)A.該元素一定位于元素周期表中的d區(qū)B.該元素一定位于元素周期表中的ds區(qū)C.該元素的族序數(shù)為a+bD.該元素一定為金屬元素D5.下列說法正確的是A.所有金屬元素都分布在d區(qū)和ds區(qū)B.最外層電子數(shù)為2的元素都分布在s區(qū)C.元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10個縱列的元素都是金屬元素D.基態(tài)原子的p能級上半充滿的元素不一