原子結(jié)構(gòu)與元素周期表課件【教材精講精研】 下學(xué)期高二化學(xué)人教版（2019）選擇性必修2

POWERPOINT第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)第1課時(shí)

原子結(jié)構(gòu)與元素周期表第一章第二節(jié)第一課時(shí)1.了解元素周期律、元素周期系與元素周期表之間的關(guān)系。2.知道元素周期表中分區(qū)、周期和族的元素原子核外電子排布特征,了解元素周期表的應(yīng)用價(jià)值。3.能從原子價(jià)層電子數(shù)目和價(jià)層電子排布的角度解釋元素周期表的分區(qū)、周期和族的劃分。學(xué)習(xí)目標(biāo)古代發(fā)現(xiàn)的元素截止到1789年新發(fā)現(xiàn)的元素截止到1869年門捷列夫提出元素周期表時(shí)新發(fā)現(xiàn)的元素截止到1923年新發(fā)現(xiàn)的元素截止到1945年新發(fā)現(xiàn)的元素截止到2000年新發(fā)現(xiàn)的元素至今為止新發(fā)現(xiàn)的元素元素周期表的內(nèi)涵？一、元素周期律、元素周期系和元素周期表1、元素周期律

元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)遞增發(fā)生周期性遞變。莫塞萊原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)2、元素周期系

按其原子的核電荷數(shù)遞增排列的序列。元素周期表是呈現(xiàn)元素周期系的表格核電荷數(shù)這個(gè)序列中的元素性質(zhì)隨著核電荷數(shù)的遞增發(fā)生周期性的重復(fù)。元素周期系與元素周期表的關(guān)系：門捷列夫周期表短式周期表編排的依據(jù)：原子序數(shù)是相對原子質(zhì)量大小的順序序列特征：從第四周期開始每個(gè)周期結(jié)成兩段。族分I～VIII和0族3、三張有重要意義的周期表維爾納的特長式周期表確定了前五周期的元素種類Be、Mg的位置與現(xiàn)今周期表不同………H…HeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClArKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrRbSrYZrNbMo…RuRhPdAgCdInSnSbTeIXeCsBaLaCeNdPr……SmEuGdTbHoErTmYb……TaW…OsIrPtAuHgTlPbBi…………RaLaαTh……………U…………Ac………………………………PbαBiαTeα……玻爾已經(jīng)開始用原子結(jié)構(gòu)來解釋元素周期系，他把21-28、39-46等元素用方框框起來，因?yàn)檫@些框內(nèi)元素的原子新增的電子是填入內(nèi)層軌道的。

玻爾周期表還用直線連接前后周期的相關(guān)元素（同族元素），這是因?yàn)椴栆呀?jīng)知道，他們的價(jià)電子數(shù)相等。玻爾元素周期表美國化學(xué)家鮑林和鮑林能級圖二.構(gòu)造原理與元素周期表二、構(gòu)造原理與元素周期表元素周期表的結(jié)構(gòu)：根據(jù)構(gòu)造原理得出的核外電子排布，可以解釋元素周期系的基本結(jié)構(gòu)。ⅠA01s1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA1s22s12s22s22p12s22p22s22p32s22p42s22p52s22p63s13s2ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB3s23p13s23p23s23p33s23p43s23p53s23p64s14s23d14s23d24s23d34s23d44s23d54s23d64s23d74s23d84s23d94s24s24p14s24p24s24p33s23p44s24p54s24p63d104s23d54s13d104s1

第一周期從1s1開始,以1s2結(jié)束。其余各周期總是從ns能級開始,以np結(jié)束。1、思考與討論：周期的劃分與原子結(jié)構(gòu)（電子排布）有何關(guān)聯(lián)？1～36號元素的基態(tài)原子的價(jià)電子排布式周期ns→np電子數(shù)元素?cái)?shù)目一1s1～2二2s1～22p1～6三3s1～23p1～6四4s1～23d1～104p1～6五5s1～24d1～105p1～6六6s1～24f1～145d1～106p1～6七7s1～25f1～146d1～107p1～6結(jié)論：遞增的核電荷數(shù)（或電子數(shù)）=元素個(gè)數(shù)2288881818181832323232根據(jù)構(gòu)造原理得出的核外電子排布與周期中元素種類數(shù)的關(guān)系：

若以一個(gè)方格代表一種元素，每個(gè)周期排成一個(gè)橫排，并按s、p、d、f分段，左側(cè)對齊，可得到如下元素周期表pfdsspsdpfsdpdspps變變變s

提示：從第四周期開始的長周期,比短周期多出的元素全部是金屬元素,這是因?yàn)樗鼈兊淖钔鈱与娮訑?shù)始終不超過2,即為ns1~2(Pd例外)。而第六、七周期比第四、五周期多出14個(gè)元素的基態(tài)原子最外層也只有2個(gè)s電子,所以也是金屬元素。

2、思考與討論：查看元素周期表，原子的價(jià)電子排布與族的劃分有什么關(guān)系？ⅠA0ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡBns1ns2ns2np1ns2np5ns2np6（1）元素周期表中,同主族元素

相同，價(jià)層電子數(shù)（2）主族序數(shù)=價(jià)層電子數(shù)零族元素He除外。ⅠA0ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB3d能級過渡元素過渡元素處于金屬元素向非金屬元素過渡的區(qū)域。過渡元素的價(jià)層電子排布式(n-1)d1~10ns1~2(除鑭系和錒系）ⅠA0ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB(n-1)d1ns2(n-1)d10ns1(1)第IIIB族—第VIIB族的價(jià)層電子數(shù)等于它們的族序數(shù)(2)第IB族、第ⅡB族的族序數(shù)等于它們的最外層電子數(shù)總結(jié)：核外電子排布與族的劃分（1）價(jià)層電子排布與主族的關(guān)系（2）0族元素的價(jià)層電子排布式ns2np6(He除外)（3）價(jià)層電子排布與過渡元素的關(guān)系（以第四周期為例）①過渡元素處于金屬元素向非金屬元素過渡的區(qū)域。價(jià)層電子數(shù)(鑭系和錒系除外）價(jià)電子：主族元素的價(jià)電子為該元素原子的最外層電子，如堿金屬元素原子的價(jià)電子排布式為ns1。副族元素的價(jià)電子與其最外層電子和次外層電子有關(guān)，如鐵元素原子的價(jià)電子排布式為3d64s2?！疽族e(cuò)提醒】對價(jià)電子的錯(cuò)誤認(rèn)識(1)價(jià)電子不一定是最外層電子,只有主族元素的價(jià)電子才是最外層電子。對于過渡元素還包括部分內(nèi)層電子。(2)元素的價(jià)電子數(shù)不一定等于其所在族的族序數(shù),這只對主族元素成立,部分過渡元素是不成立的。(3)同一族元素的價(jià)電子排布不一定相同,如過渡元素中的鑭系元素和錒系元素就不相同,在第Ⅷ族中部分元素的價(jià)電子排布也不相同。三、元素周期表與分區(qū)ⅠA0ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡBs區(qū)ns1～2d區(qū)ds區(qū)p區(qū)f區(qū)電子填充的最后一個(gè)能級是s能級電子填充的最后一個(gè)能級是d能級電子填充的最后一個(gè)能級是p能級根據(jù)元素最后一個(gè)電子填充的能級的不同，將周期表中的元素分為5個(gè)區(qū)先填滿了(n-1)d能級而后填充ns能級①s區(qū):包括ⅠA、ⅡA族元素,價(jià)電子排布式為ns1~2,

最后一個(gè)電子填在ns能級上,除氫元素外均屬于活潑金屬元素。S區(qū)元素的族序數(shù)等于價(jià)層電子中S電子數(shù)

②p區(qū):包括ⅢA~ⅦA族以及0族元素,價(jià)電子排布式為ns2np1~6(除He外),最后一個(gè)電子填在np能級上,為非金屬元素和少數(shù)金屬元素。P區(qū)元素的族數(shù)等于S電子數(shù)和P電子數(shù)之和

③d區(qū):包括ⅢB~Ⅷ族元素(除鑭系、錒系外),價(jià)電子排布式為(n-1)d1~9ns1~2(鈀除外),最后一個(gè)電子填在(n-1)d能級上,為過渡金屬元素。

④ds區(qū):包括ⅠB、ⅡB族元素,價(jià)電子排布式為(n-1)d10ns1~2。先填滿了(n-1)d能級而后再填充ns能級,為過渡金屬元素(d區(qū)和ds區(qū)金屬元素均為過渡金屬元素)。

⑤f區(qū):包括鑭系和錒系元素,價(jià)電子排布式為(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2。稱為內(nèi)過渡元素⑥各區(qū)元素原子的價(jià)層電子排布、元素的位置及類別分區(qū)元素位置價(jià)層電子排布式元素種類及性質(zhì)特點(diǎn)s區(qū)IA族、ⅡA族ns1-2原子的核外電子最后排布在ns能級上，屬于活潑金屬元素(H除外),為堿金屬元素和堿土金屬元素p區(qū)ⅢA~ⅦA族及0族ns2np1-6(He除外)原子的核外電子最后排布在np能級(He為s能級)上，為非金屬元素和少數(shù)金屬元素d區(qū)ⅢB~ⅦB族(鑭系、錒系除外)以及Ⅷ族(n-1)d1-9ns1-2(Pd除外)為過渡金屬元素，原子的核外電子最后排布在(n-1)d能級上，d軌道可以不同程度地參與化學(xué)鍵的形成ds區(qū)IB族、ⅡB族(n-1)d10ns1-2為過渡金屬元素，核外電子先填滿(n-1)d能級而后再填充ns能級，由于d軌道已填滿電子，因此d軌道一般不參與化學(xué)鍵的形成f區(qū)鑭系和錒系(n-2)f0-14(n-1)d0-2ns2鑭系元素化學(xué)性質(zhì)相似；錒系元素化學(xué)性質(zhì)相似小結(jié)：對于主族和0族元素而言，價(jià)層電子數(shù)=ns能級上的電子數(shù)或ns+np能級上的電子總數(shù)對于副族（鑭系和錒系除外）和第VIII族而言，價(jià)層電子數(shù)=(n-1)d+ns能級上的電子總數(shù)2

8

8

18

18

32

32

主族序數(shù)

四、再探元素周期表1、元素周期表的結(jié)構(gòu)討論（2）：按照核外電子排布，可把元素周期表劃分成5個(gè)區(qū)，如圖1-19所示。除ds區(qū)外，各區(qū)的名稱來自按構(gòu)造原理最后填入電子的能級的符號。s區(qū)、d區(qū)和p區(qū)分別有幾個(gè)列?為什么s區(qū)(除氫元素)、d區(qū)和s區(qū)的元素都是金屬元素？

價(jià)層電子排布通式S區(qū)：nsl~2d區(qū)：(n-1)d1~9ns1-2ds區(qū)(n-1)d10ns1-2它們的最外層電子數(shù)均不超過2，化學(xué)反應(yīng)中容易失去電子，所以s區(qū)(除氫元素外)、d區(qū)和ds區(qū)的元素都是金屬元素。討論（3）：處于非金屬與金屬分界線上的元素常被稱為半金屬或類金屬，為什么?

由于元素的金屬性和非金屬性之間并沒有嚴(yán)格的界限，處于非金屬與金屬分界線上的元素既能表現(xiàn)出一定的非金屬性，又能表現(xiàn)出一定的金屬性，因此這些元素常被稱為半金屬或類金屬。電負(fù)性如何判斷其性質(zhì)更接近金屬還是非金屬呢？

討論(4)：在周期表里找出Cr和Cu的價(jià)層電子。它們的電子排布符合構(gòu)造原理嗎?此外還有哪些元素的基態(tài)原子電子排布不符合構(gòu)造原理?Cr：3d54s1，Cu：3d104s1不符合構(gòu)造原理。(它們的3d軌道達(dá)到半充滿或全充滿結(jié)構(gòu)，是一種能量較低的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)）。此外，Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Pt、Au、La、Ce、Gd、Ac、Th、Pa、U、Np、Cm等的基態(tài)原子電子排布均不符合構(gòu)造原理。討論(5)：預(yù)言119號元素基態(tài)原子最外層電子排布；預(yù)言第八周期有多少種元素。119號元素的基態(tài)原子最外層電子排布式為8s1第八周期應(yīng)有50種元素8s→5g→6f→7d→8p2+18+14+10+6=50①對角線規(guī)則是從相關(guān)元素及其化合物的許多性質(zhì)中總結(jié)出來的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則,不是定理。體現(xiàn)對角線規(guī)則的相關(guān)元素對角線規(guī)則

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②相似性：例如Li、Mg在空氣中燃燒的產(chǎn)物分別為Li2O和MgO;鈹和鋁的氫氧化物均為兩性氫