2.2.1原子核核外電子排布的周期性 課件 高二上學(xué)期化學(xué)蘇教版（2019）選擇性必修2

專題二

原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)第二單元

元素性質(zhì)的遞變規(guī)律2.2.1原子核外電子排布的周期性

元素周期表中區(qū)的劃分核心素養(yǎng)目標(biāo)宏觀辨識(shí)與微觀探析：能精準(zhǔn)闡述原子核外電子排布的周期性規(guī)律，包括最外層電子數(shù)和外圍電子排布的周期性變化細(xì)節(jié)，從原子結(jié)構(gòu)層面深刻理解元素性質(zhì)遞變根源，準(zhǔn)確剖析元素在周期表中的位置與電子排布關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)宏觀周期表與微觀電子結(jié)構(gòu)的深度融合認(rèn)知。精準(zhǔn)剖析元素周期表不同區(qū)元素的電子排布特點(diǎn)及性質(zhì)差異，明晰從金屬到非金屬的過(guò)渡規(guī)律，深度洞察元素性質(zhì)遞變趨勢(shì)與電子結(jié)構(gòu)變化的內(nèi)在邏輯。證據(jù)推理與模型認(rèn)知：依據(jù)原子核外電子排布規(guī)則及周期性變化證據(jù)，構(gòu)建原子結(jié)構(gòu)與元素周期表位置、性質(zhì)的嚴(yán)密邏輯推導(dǎo)模型，熟練精準(zhǔn)推導(dǎo)元素在周期表中的位置、族序數(shù)、化合價(jià)等關(guān)鍵信息，強(qiáng)化邏輯推理能力與模型應(yīng)用能力。精準(zhǔn)運(yùn)用元素周期表分區(qū)模型及電子排布特征，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)未知元素（如119號(hào)元素）性質(zhì)及周期元素?cái)?shù)目，深度體會(huì)模型在化學(xué)認(rèn)知與研究中的關(guān)鍵價(jià)值，提升基于模型的創(chuàng)新探索能力。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)原子核外電子排布周期性規(guī)律的深度內(nèi)涵及清晰表象，涵蓋各周期電子層數(shù)、軌道類型、外圍電子排布形式及數(shù)目的精準(zhǔn)變化規(guī)律，助力學(xué)生系統(tǒng)構(gòu)建元素周期律知識(shí)體系核心框架。元素周期表s、p、d、ds、f區(qū)的科學(xué)精準(zhǔn)劃分依據(jù)、核心特征及典型元素代表，包括各區(qū)元素外圍電子排布通式、元素性質(zhì)漸變規(guī)律及金屬性與非金屬性的過(guò)渡節(jié)點(diǎn)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)周期表結(jié)構(gòu)與功能的深度理解。難點(diǎn)第四周期及后續(xù)周期過(guò)渡元素復(fù)雜多變的外圍電子排布規(guī)律解析，包括(n-1)d與ns軌道電子填充順序、能級(jí)交錯(cuò)對(duì)電子排布及元素性質(zhì)影響機(jī)制，助力學(xué)生突破知識(shí)難點(diǎn)，深化對(duì)多電子原子結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的理性認(rèn)識(shí)。元素周期表不同區(qū)元素性質(zhì)差異根源剖析及金屬性非金屬性過(guò)渡本質(zhì)闡釋，如d區(qū)元素d軌道參與成鍵致使性質(zhì)獨(dú)特性、半金屬元素邊界性質(zhì)微觀成因，引導(dǎo)學(xué)生從電子結(jié)構(gòu)微觀視角深度詮釋宏觀性質(zhì)漸變規(guī)律，提升知識(shí)整合與深度理解能力。課前導(dǎo)入請(qǐng)大家把目光聚焦于元素周期表，思索這樣一個(gè)問(wèn)題：表中元素的排列僅僅是隨意拼湊，還是蘊(yùn)含著某種深邃的內(nèi)在邏輯呢？從氫元素起始，順著周期表前行，元素的性質(zhì)似有一條無(wú)形的絲線巧妙串聯(lián)。為何鋰、鈉、鉀等堿金屬元素在化學(xué)反應(yīng)中總是如此活潑，急切地奉獻(xiàn)出最外層電子？又為何氟、氯、溴等鹵族元素對(duì)電子有著強(qiáng)烈的“渴望”，以形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)為目標(biāo)？這些元素性質(zhì)的獨(dú)特“個(gè)性”與它們?cè)咏Y(jié)構(gòu)中核外電子的排布究竟存在何種緊密的關(guān)聯(lián)？帶著這些饒有趣味的疑問(wèn)，讓我們一同踏入今天的知識(shí)殿堂——原子核外電子排布的周期性，去深度挖掘元素周期表背后隱匿的電子結(jié)構(gòu)密碼，領(lǐng)略化學(xué)世界中結(jié)構(gòu)與性質(zhì)完美契合的深邃之美，開(kāi)啟這場(chǎng)探秘之旅。元素周期表是如何被填滿的？原子核外電子排布的周期性PART01填寫(xiě)下表：周期外圍電子排布各周期增加的軌道類型元素?cái)?shù)目ⅠA族0族最多可容納的外圍電子數(shù)11s11s221s222s12s22p682s、2p833s13s23p683s、3p844s14s24p684s、3d、4p1855s15s25p685s、4d、5p1866s16s26p686s、4f、5d、6p3277s17s27p687s、5f、6d、7p32觀察分析上表，分析討論核外電子排布的周期性變化規(guī)律。(1)最外層電子數(shù)目的變化除第1周期外，每隔一定數(shù)目的元素，元素原子的最外層電子數(shù)重復(fù)出現(xiàn)從1逐漸遞增到8的變化。(2)外圍電子排布的變化第2、3周期從左到右，元素原子的外圍電子排布呈現(xiàn)從ns1到ns2np6的變化；從第4周期開(kāi)始，從左到右，元素原子的外圍電子排布呈現(xiàn)從ns1經(jīng)過(guò)(n－1)d1～10ns1～2逐漸過(guò)渡到ns2np6?？偨Y(jié)：核外電子排布的周期性變化規(guī)律：每隔一定數(shù)目的元素，元素原子的外圍電子排布重復(fù)出現(xiàn)從ns1到ns2np6的周期性變化(第1周期除外)。1.完成下列表格：第4周期過(guò)渡元素中族序數(shù)及外圍電子排布式。周期表中列數(shù)族序數(shù)外圍電子排布外圍電子排布式3ⅢB(n－1)d1ns23d14s24ⅣB(n－1)d2ns23d24s25ⅤB(n－1)d3ns23d34s26ⅥB(n－1)d5ns13d54s17ⅦB(n－1)d5ns23d54s28～10Ⅷ(n－1)d6～8ns23d6～84s211ⅠB(n－1)d10ns13d104s112ⅡB(n－1)d10ns23d104s2思考討論2.預(yù)言119號(hào)元素基態(tài)原子最外層電子排布；預(yù)言第8周期有多少種元素。思考討論119號(hào)元素基態(tài)原子最外層電子排布為8s1；第8周期應(yīng)有50種元素。3．同一族元素的外圍電子排布一定相同嗎？不一定，過(guò)渡元素中的鑭系和錒系元素的外圍電子排布不相同，在第Ⅷ族中部分元素的外圍電子排布也不相同。歸納總結(jié)(1)外圍電子排布和周期表的關(guān)系①原子的電子層數(shù)＝能級(jí)中最高電子層序數(shù)＝周期序數(shù)。②主族元素原子的外圍電子數(shù)＝該元素在周期表中的主族序數(shù)。族序數(shù)ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA外圍電子排布ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5歸納總結(jié)(2)外圍電子排布與元素的最高正價(jià)①當(dāng)主族元素失去全部外圍電子后，表現(xiàn)出該元素的最高化合價(jià)，最高正價(jià)＝主族序數(shù)(O、F除外)。②第ⅢB～ⅦB族可失去ns和(n－1)d軌道上的全部電子，所以，最高正價(jià)＝族序數(shù)。③第Ⅷ族可失去最外層的s電子和次外層的部分(n－1)d電子，所以最高正價(jià)低于族序數(shù)(8)，只有Ru和Os可表現(xiàn)正八價(jià)。④第ⅠB族可失去ns1電子和部分(n－1)d電子，所以第ⅠB族的族序數(shù)＜最高正價(jià)，第ⅡB族只失去ns2電子，第ⅡB族的族序數(shù)＝最高正價(jià)。(3)對(duì)外圍電子認(rèn)識(shí)的誤區(qū)提醒①外圍電子不一定是最外層電子，只有主族元素的外圍電子才是最外層電子。對(duì)于過(guò)渡元素還包括部分內(nèi)層電子。②元素的外圍電子數(shù)不一定等于其所在族的族序數(shù)，這只對(duì)主族元素成立，部分過(guò)渡元素是不成立的。③同一族元素的外圍電子排布不一定相同，如過(guò)渡元素中的鑭系元素和錒系元素就不相同，在第Ⅷ族中部分元素的外圍電子排布也不相同。像第

Ⅷ

族的鐵（Fe），其外圍電子排布為3d?4s2，外圍電子數(shù)為8，但族序數(shù)是8，并非簡(jiǎn)單對(duì)應(yīng)。歸納總結(jié)典例解析若某原子的外圍電子排布式為4d15s2，則下列說(shuō)法正確的是(

)A．該元素位于周期表中第5周期ⅢB族B．該元素原子外圍電子數(shù)為2C．該元素為非金屬元素D．該元素原子N電子層共有8個(gè)電子【解析】該原子的外圍電子排布式為4d15s2，該元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2，該元素位于周期表中第5周期ⅢB族，故A正確；該原子的外圍電子排布式為4d15s2，所以該元素原子外圍電子數(shù)為3，故B錯(cuò)誤；該元素是金屬元素，故C錯(cuò)誤；第N電子層的電子排布為4s24p64d1，共有9個(gè)電子，故D錯(cuò)誤。A元素周期表中區(qū)的劃分PART02根據(jù)核外電子的排布分區(qū)（1）按電子排布式中最后填入電子的能級(jí)符號(hào)可將元素周期表分為s、p、d、f4個(gè)區(qū)，而第ⅠB、第ⅡB族這2個(gè)縱列的元素的核外電子因先填滿了(n－1)d軌道而后再填充ns軌道而得名ds區(qū)。5個(gè)區(qū)的位置關(guān)系如圖所示。根據(jù)核外電子的排布分區(qū)（2）各區(qū)元素的外圍電子排布特點(diǎn)分區(qū)元素分布外圍電子排布元素性質(zhì)特點(diǎn)s區(qū)ⅠA族、ⅡA族ns1～2除氫元素外都是較活潑的金屬元素p區(qū)ⅢA～ⅦA族、0族ns2np1～6除惰性氣體外，最外層電子參與反應(yīng)d區(qū)ⅢB～ⅦB族、Ⅷ族(n－1)d1～9ns1～2d軌道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金屬元素根據(jù)元素的金屬性和非金屬性分區(qū)金屬元素、非金屬元素在元素周期表中的位置沿著元素周期表中硼、硅、砷、碲、砹

、與鋁、鐠、銻釙、拉之間畫(huà)一條線,線的左邊是金屬元素(氫除外)線的右邊是非金屬元素。非金屬元素主要集中在元素周期表右上角的三角區(qū)內(nèi)。在元素周期表中位于金屬和非金屬分界線上的元素兼有金屬和非金屬的性質(zhì),位于此處的元素(如硼、硅、鍺、砷、銻等)常被稱為半金屬或類金屬(一般可用作半導(dǎo)體材料)。金屬與非金屬交界處元素的性質(zhì)特點(diǎn)課外擴(kuò)展——對(duì)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的有些性質(zhì)是相似的,這種相似性被稱為對(duì)角線規(guī)則,如圖所示。以鋰和鎂的相似性為例：①在氧氣中燃燒生成氧化物，而其他堿金屬則易生成過(guò)氧化物、超氧化物；②能直接與氮作用，生成氮化物L(fēng)i3N、Mg3N2，而其他堿金屬不與氮直接反應(yīng)；③氟化物、碳酸鹽、磷酸鹽都難溶于水，而其他堿金屬的相應(yīng)鹽易溶于水等。典例解析下列說(shuō)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(gè)縱列的元素都是金屬元素D．基態(tài)原子的p能級(jí)上半充滿的元素不一定位于p區(qū)【解析】s區(qū)除H外均為金屬元素，A項(xiàng)錯(cuò)誤；He、Zn等雖然最外層電子數(shù)為2，但卻不是s區(qū)元素，B項(xiàng)錯(cuò)誤；元素周期表中第ⅢB族～第ⅡB族為過(guò)渡元素，全部為金屬元素，C項(xiàng)正確。C課堂小結(jié)PART03元素周期表的分區(qū)原子核外電子的排布規(guī)律21原子核外電子排布的周期性外圍電子排布的變化最外層電子數(shù)目的變化元素的分區(qū)各區(qū)元素的電子排布特點(diǎn)核外電子排布的周期性規(guī)律原子核外電子排布與周期表的關(guān)系課堂練習(xí)PART041．下列敘述正確的是(

)A．除0族元素外，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)B．除短周期外，其他周期均有18種元素C．副族元素中沒(méi)有非金屬元素D．堿金屬元素是指第ⅠA族的所有元素C2．下面元素周期表中全部是金屬元素的區(qū)域?yàn)?

)A．只有s區(qū)

B．只有d區(qū)C．s區(qū)、d區(qū)和ds區(qū)

D．d區(qū)和ds區(qū)D3．閃爍著銀白色光澤的金屬鈦(22Ti)因具有密度小、強(qiáng)度大、無(wú)磁性等優(yōu)良的機(jī)械性能，被廣泛地應(yīng)用于軍事、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，號(hào)稱“崛起的第三金屬”。已知鈦有48Ti、49Ti、50Ti等同位素，下列關(guān)于金屬鈦的敘述不正確的是(

)A．上述鈦原子中，中子數(shù)不可能為22B．鈦元