第1課時 原子結構與元素周期表

1、 金太陽教育研究院1第2節(jié)原子結構與元素的性質第1課時原子結構與元素周期表第一章原子結構與性質2020導學案課堂同步用書選修3第頁2第2節(jié)第1課時1. 進一步認識周期表中原子結構和元素周期表的關系。2. 知道外圍電子排布和價電子層的含義。3. 認識周期表中各區(qū)、周期、族元素的原子核外電子排布的規(guī)律。4. 知道周期表中各區(qū)、周期、族元素的原子結構和位置間的關系。第頁3第2節(jié)第1課時導入新課從門捷列夫發(fā)現元素周期表以來,人們一直都在思考這樣一個問題:“元素周期表的終點在哪里?”自1940年美國科學家麥克米倫和西博格通過人工合成93號元素镎和94號元素钚以來,科學家就開始了“制造” 元素的工作。從元

2、素周期表中可以看出,自95號元素镅起,都是人工合成的元素。當100號元素鐨之后的元素逐個被合成出來后,科學家發(fā)現: 隨著原子序數的增加,它們的壽命一個比一個短。100號元素鐨的壽命為82天,到了105號,最多能活34秒,107號更是短命,只活了2毫秒。人們不禁要問:“元素周期表快到盡頭了嗎?”第頁4第2節(jié)第1課時科學總是極其富有生命力的!科學家經研究后發(fā)現了一個有趣的結論:質子或中子數目為2、8、20、28、50、82、114、126或184(科學家把這些數稱為“幻數”)的原子核比較穩(wěn)定,質子數和中子數均為幻數的原子核更穩(wěn)定。根據這個“幻數”理論,科學家:114個質子和184個中子的超重原子核

3、114號元素將會是一種更穩(wěn)定、壽命更長的元素。1999年,俄美科學家小組宣布共同發(fā)現114號元素,其壽命長達30秒以上。而后科學家又相繼宣布發(fā)現了118和116號元素?？茖W的發(fā)展永無止境,人類對元素的認識還將繼續(xù)下去。元素周期表有什么結構?從中能找出哪些規(guī)律?第頁5第2節(jié)第1課時第 1 層級知識記憶與理解目錄 第 2 層級思維探究與創(chuàng)新 第 3 層級技能應用與拓展 第 4 層級總結評價與反思知識記憶與理解思維探究與創(chuàng)新技能應用與拓展總結評價與反思第頁6第2節(jié)第1一課章時返回目錄一、元素周期系的形成1.周期系的形成(1)堿金屬元素基態(tài)原子的核外電子排布答案6元素原子序數周期基態(tài)原子的電子排布式鋰

4、321s22s1或He 2s1鈉1131s22s22p63s1或Ne3s1鉀1941s22s22p63s23p64s1或Ar4s1銣3751s22s22p63s23p63d104s24p65s1或Kr5s1銫5561s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1或Rn6s1知識記憶與理解思維探究與創(chuàng)新技能應用與拓展總結評價與反思第頁7第2節(jié)第1一課章時返回目錄(2)稀有氣體元素基態(tài)原子的核外電子排布答案7元素原子序數周期基態(tài)原子的電子排布式氦211s2氖1021s22s22p6氬1831s22s22p63s23p6氪3641s22s22p63s23p63d104s2

5、4p6氙5451s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6氡8661s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6知識記憶與理解思維探究與創(chuàng)新技能應用與拓展總結評價與反思第頁8第2節(jié)第1一課章時返回目錄(3)形成圖示2.成因原子核外電子排布的周期性重復。答案8知識記憶與理解思維探究與創(chuàng)新技能應用與拓展總結評價與反思第頁9第2節(jié)第1一課章時返回目錄二、元素周期表1.結構9知識記憶與理解思維探究與創(chuàng)新技能應用與拓展總結評價與反思第10頁第2節(jié)第1一課章時返回目錄2.周期、族與分區(qū)(1)周期:具有相同 電子層數的元素按照原子

6、序數 遞增的順序排列成一橫行。A0ns1ns2np610知識記憶與理解思維探究與創(chuàng)新技能應用與拓展總結評價與反思第11頁第2節(jié)第1一課章時返回目錄(2)族:周期表中,有 18個縱列,除 8、9、10 三個縱列叫第族,其余15個縱列每一個縱列標作一個族。(3)分區(qū):按電子排布,可把元素周期表中元素分為A、B、C、D、E區(qū)。11知識記憶與理解思維探究與創(chuàng)新技能應用與拓展總結評價與反思第12頁第2節(jié)第1一課章時返回目錄A、Aa.A區(qū)為 s區(qū),包括族元素,價電子排布式為,最后一個電子填ns12充在 ns能級上,除氫元素外均屬于活潑金屬,為堿金屬和堿土金屬。b.B區(qū)為 d區(qū),包括 BB以及 族元素,價電

7、子排布式為 (n-1)d19ns12(鈀除外),最后一個電子填在 (n-1)d能級上,為過渡金屬。B、Bc.C區(qū)為 ds區(qū),包括族元素,價電子排布式為 (n-1)d10ns12,(n-1)d全充滿,最后的電子填充在 ns能級上,為過渡金屬(d區(qū)和ds區(qū)金屬均為過渡金屬)。AA以及0d.D區(qū)為 p區(qū),包括ns2np16族元素,價電子排布式為,最后一個電子填充在 np能級上,為非金屬和少數金屬。e.E區(qū)為 f區(qū),包括鑭系和錒系元素,價電子排布式為(n-2)f014(n-1)d02ns2,稱為內過渡元素或內過渡系。12知識記憶與理解思維探究與創(chuàng)新技能應用與拓展總結評價與反思第13頁第2節(jié)第1一課章時

8、返回目錄微思考1元素周期表有七個周期,每一個周期第一個元素和最后一個元素的最外層電子排布式的通式是否相同?【答案】不同,因為第一周期只排布s電子層,所以電子數1s1變?yōu)?s2就達到穩(wěn) 定結構,而其余的均符合ns2到ns2np6的穩(wěn)定結構。微思考2元素周期表共有18列,周期表中元素的外圍電子簡稱“價電子”,這是因為這些能級上的電子數可在化學反應中發(fā)生變化。每一個縱列的價電子層的電子總數有什么關系?它們的化學性質有何聯系?答案13知識記憶與理解思維探究與創(chuàng)新技能應用與拓展總結評價與反思第14頁第2節(jié)第1一課章時返回目錄【答案】對于主族元素和0族元素,價電子數就等于最外層電子數,也等于元素的最高正價

9、;對于副族元素,外圍電子不僅包括最外層電子數,還包括部分內層電子, 所以價電子層有兩個甚至多個能級,價電子數等于外圍電子數,也等于最高正價(B、B和族除外,其元素的外圍電子數等于縱列數而不等于最高正價)?；?學性質與價電子數相關(主族元素是最外層電子數,過渡元素為外圍電子中的價電子數)。14知識記憶與理解思維探究與創(chuàng)新技能應用與拓展總結評價與反思第15頁第2節(jié)第1一課章時返回目錄C1.從原子結構看,元素周期表中同主族的短周期元素,具有相同的()。A.核電荷數C.最外層電子數B.能層數D.能級數15知識記憶與理解思維探究與創(chuàng)新技能應用與拓展總結評價與反思第16頁第2節(jié)第1一課章時返回目錄2.下列

10、說法不正確的是()。CA. 元素原子的核外電子排布呈現周期性變化是形成元素周期系的根本原因B. 周期序數越大,該周期所含金屬元素越多C. 所有區(qū)的名稱均來自按構造原理最后填入的電子的能級符號D. 元素周期表共18個縱列,可分為7個主族7個副族、1個族、1個0族【解析】除ds區(qū)外,其他區(qū)的名稱均來自按構造原理最后填入的電子的能級符號。16知識記憶與理解思維探究與創(chuàng)新技能應用與拓展總結評價與反思第17頁第2節(jié)第1一課章時返回目錄B3.下列各組元素屬于p區(qū)的是(A.原子序數為1、2、7的元素B.O、S、PC. Fe、Ar、ClD. Na、Li、Mg)?！窘馕觥吭有驍禐?的元素屬于s區(qū),A項錯誤;F

11、e為過渡元素,屬于d區(qū),C項錯誤;Na、Li、Mg均屬于s區(qū),D項錯誤。17知識記憶與理解思維探究與創(chuàng)新技能應用與拓展總結評價與反思第18頁第2節(jié)第1一課章時返回目錄4.甲元素是第三周期p區(qū)元素,其最低化合價為-1價;乙元素是第四周期d區(qū)元素,其最高化合價為+4價,請將表格補充完整?！窘馕觥扛鶕}意,甲元素處于周期表p區(qū),為主族元素,其最低化合價為-1價,則它的價電子排布式為3s23p5;乙元素處于第四周期d區(qū),其最高化合價為+4價,所以它的價電子排布式為3d24s2。18元素價電子排布周期族金屬或非金屬甲乙知識記憶與理解思維探究與創(chuàng)新技能應用與拓展總結評價與反思第19頁第2節(jié)第1一課章時返回

12、目錄【答案】19元素價電子排布周期族金屬或非金屬甲3s23p5三A非金屬乙3d24s2四B金屬思維探究與創(chuàng)新技能應用與拓展總結評價與反思第20頁知識記憶與理解第2節(jié)第1一課章時返回目錄探究1：核外電子排布與元素周期表1.除氦外,0族最外層電子排布有何特點?【答案】除氦外,0族最外層均有8個電子,最外層電子排布式為ns2np6。2. 同周期主族元素從左到右最外層電子的排布有何特點?【答案】從ns1ns2np6。3. 最外層電子排布式為ns1或ns2的元素是否一定為金屬元素?【答案】不一定。如H的最外層電子排布式為1s1,He的最外層電子排布 式為1s2,但它們均是非金屬元素。20思維探究與創(chuàng)新技

13、能應用與拓展總結評價與反思第21頁知識記憶與理解第2節(jié)第1一課章時返回目錄已知M2+的3d軌道上有6個電子。試推斷:1s22s22p63s23p63d64s2(1)M原子的電子排布式為。(2) M原子的最外層電子數為 2。(3) M元素在周期表中的位置為 第四周期族?！窘馕觥恳?d軌道未充滿,4p軌道肯定無電子,故M應在過渡元素區(qū),M一定為第四周期元素。該元素失電子時應先失去4s電子再失3d電子,故4s軌道應有2個電子。 綜上可推知M的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,應在第四周期族,最外層有2 個電子。21思維探究與創(chuàng)新技能應用與拓展總結評價與反思第22頁知識記憶與理解

14、第2節(jié)第1一課章時返回目錄探究2：元素周期表區(qū)域的劃分1. s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)元素最后填入的電子的能級符號分別是什么?【答案】 ns;np;nd。2. 元素周期表劃分區(qū)的依據是什么?【答案】原子的價層電子排布。22思維探究與創(chuàng)新技能應用與拓展總結評價與反思第23頁知識記憶與理解第2節(jié)第1一課章時返回目錄3. 某元素位于周期表中第四周期A族,你能否據此書寫出該元素原子的價電子排布式和電子排布式?【答案】該元素原子的價電子排布式為4s24p3,電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3。4. 某元素原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2,該元素位于周期表中

15、的哪一區(qū)?是何種元素?【答案】該元素為Zn,位于ds區(qū)。23思維探究與創(chuàng)新技能應用與拓展總結評價與反思第24頁知識記憶與理解第2節(jié)第1一課章時返回目錄下列關于原子核外電子排布與元素在周期表中位置關系的表述中,正確的是)。(CA. 基態(tài)原子的N層上只有一個電子的元素,一定是第A族元素B. 原子的價電子排布式為(n-1)d68ns2的元素一定是副族元素C.基態(tài)原子的p能級上半充滿的元素一定位于p區(qū)D.基態(tài)原子的價電子排布式為(n-1)dxnsy的元素的族序數一定為x+y24思維探究與創(chuàng)新技能應用與拓展總結評價與反思第25頁知識記憶與理解第2節(jié)第1一課章時返回目錄【解析】基態(tài)原子的N層上只有一個電子

16、的元素是第A族元素,也可能為鉻元素或銅元素,A項錯誤;原子的價電子排布式為(n-1)d68ns2的元素是第族元 素,不是副族元素,B項錯誤;基態(tài)原子的p能級上半充滿的元素的基態(tài)原子價電 子排布式為ns2np3,則一定屬于p區(qū)元素,C項正確;基態(tài)原子的價電子排布式為(n-1)dxnsy的元素的族序數可能為x+y(x+y7),可能為第族(10x+y7),還可能為y(x=10),D項錯誤。25思維探究與創(chuàng)新技能應用與拓展總結評價與反思第26頁知識記憶與理解第2節(jié)第1一課章時返回目錄一、核外電子排布與元素周期表1.族與原子的價電子排布的關系主族:周期表有7個主族,AA。凡內層軌道全充滿,最后1個電子填

17、入ns或np軌道上的,都是主族元素(稀有氣體元素除外),價層電子的總數等于族數(用羅馬數字表示),即等于ns、np兩個軌道上電子數目的總和。副族元素:周期表有BB七個副族。凡最后一個電子填入(n-1)d軌道上的都屬于副族;BB族元素,價電子總數等于(n-1)d、ns兩個軌道電子數目的總和,也等于其族數。B、B族由于其(n-1)d軌道已經填滿,所以最外層ns軌道上電子數等于其族數。族:它處在周期表的中間,共有3個縱列。第四周期族最后1個電子填在3d軌道上, 與副族元素同屬于過渡元素,價電子總數是810。26思維探究與創(chuàng)新技能應用與拓展總結評價與反思第27頁知識記憶與理解第2節(jié)第1一課章時返回目錄

18、2.原子核外電子層數決定元素所在的周期,周期數=能層數;原子的價電子總數決定元素所在的族。二、元素周期表中族和分區(qū)的關系1.主族:s區(qū)和p區(qū)。(ns+np)的電子數=族序數。2.0族:p區(qū)。(ns+np)的電子數=8(或2)。3.副族:d區(qū)+ds區(qū)+f區(qū)。(1)d區(qū)中(n-1)d+ns的電子數=族序數(第族部分元素除外)。(2)當8(n-1)d+ns的電子數10時,則為第族元素。(3)ds區(qū)中(n-1)d全充滿,ns的電子數=族序數。27技能拓展與應用總結評價與反思第28頁知識記憶與理解思維探究與創(chuàng)新第2節(jié)第1一課章時返回目錄C1.元素周期表中,尋找催化劑材料的區(qū)域為(A.s區(qū)B.p區(qū)C. d區(qū)和ds區(qū)D. f區(qū))?！窘馕觥恳话阍谶^渡元素區(qū)尋找催化劑材料,過渡元素區(qū)包括d區(qū)和ds區(qū)。28技能拓展與應用總結評價與反思第29頁知識記憶與理解思維探究與創(chuàng)新第2節(jié)第1一課章時返回目錄2.某元素原子簡化電子排布式為Xe4f46s2,該元素應在元素周期表的()。DA.s區(qū)B.p區(qū)C.d區(qū)D.f區(qū)【解析】元素周期表的5個分區(qū),除ds區(qū)外,其他區(qū)的名稱均取決于元素原子的最后一個電子所填