高中化学选修三（人教版 课件）-第一章　原子结构与性质 1.2.1.pptx

1、第二节第二节 原子结构与元素的性质原子结构与元素的性质 第第 1 课时课时 原子结构与元素周期表原子结构与元素周期表 目标导航 预习导引 1.进一步认识周期表中原子结构和位置、 元素化合价、 元素性质 等之间的关系。 2.知道外围电子排布和价电子层的含义。 3.认识周期表中各区、 各周期、 各族元素的原子核外电子排布的 规律。 4.知道周期表中各区、 各周期、 各族元素的原子结构和位置间的 关系 1.熟悉周期表中原子结构和位置、 元素化合价、 元素性质等之间 的关系。 2.能掌握周期表中各区、 各周期、 各族元素的原子核外电子排布 的规律。 3.熟悉周期表中各区、 各周期、 各族元素的原子结构

2、和位置间的 关系 目标导航 预习导引 一 二 三 一、元素周期表的结构及分区一、元素周期表的结构及分区 1.周期(横行) 短周期 第一周期:2种元素 第二周期:8 种元素 第三周期:8种元素 18周期 第四周期:长种元素 第五周期:18 种元素 第六周期:32种元素 第七周期 目标导航 预习导引 一 二 三 2.族(纵行) 主族:A、A、A、A、A、A、A 共七个主族 副族:B、B、B、B、B、B、B 共七个副族 第族:三个纵行(8、9、10),位于B 与B之间 0 族:稀有气体元素 目标导航 预习导引 一 二 三 3.元素的分区 (1)按电子排布,把周期表里的元素划分成5个区,分别为s区、p

3、区、 d区、ds区、f区。 (2)元素周期表共有16个族,其中s区包括A、A族,p区包括 AA、0族,d区包括BB族及族,ds区包括B、B族,f 区包括镧系元素和锕系元素。 目标导航 预习导引 一 二 三 某元素的原子序数为24,试问: (1)此元素原子的电子总数是多少? (2)它有多少个电子层?有多少个能级? (3)它的外围电子排布(价电子层)是怎样的?它的价电子层的电子 总数是多少? (4)它属于第几周期?第几族?主族还是副族?属于哪个区? (5)它有多少个未成对电子? 答案:(1)24 (2)4个电子层;7个能级 (3)3d54s1;6 (4)第四周期;第B族;副族;d区 (5)6个 目

4、标导航 预习导引 一 二 三 二、元素周期系二、元素周期系 1.碱金属元素基态原子的核外电子排布 碱 金属 原子 序数 周期 基态原子的电子排布式 基态原子的电子排布图 锂 3 二 1s22s1或He2s1 钠 11 三 1s22s22p63s1或Ne3s1 钾 19 四 1s22s22p63s23p64s1 或Ar4s1 铷 37 五 1s22s22p63s23p63d10 4s24p65s1或Kr5s1 铯 55 六 Xe6s1 目标导航 预习导引 一 二 三 2.元素周期系的形成 元素周期系的形成是由于元素的原子核外电子的排布发生周期 性的重复。随着元素原子的核电荷数递增,每到出现碱金属

5、,就开 始建立一个新的电子层,随后最外层上的电子逐渐增多,最后达到8 个电子,出现稀有气体;然后又开始由碱金属到稀有气体,如此循环 往复这就是元素周期系中的一个个周期。 元素周期系的实质是什么? 答案:元素的原子核外电子排布发生周期性的变化。 目标导航 预习导引 一 二 三 三、金属元素与非金属元素在元素周期表中的位置三、金属元素与非金属元素在元素周期表中的位置 1.金属元素和非金属元素的分界线为沿B、Si、As、Te、At与Al、 Ge、Sb、Po之间所画的一条连线,非金属性较强的元素处于元素 周期表的右上方位置,金属性强的元素处于元素周期表的左下方位 置。 2.处于d区、ds区和f区的元素

6、全部是金属元素。s区的元素除氢 外,也全部是金属元素。 目标导航 预习导引 一 二 三 为什么处于非金属三角区边缘的元素常被称为半金属或准金属? 答案:因为同周期中主族元素从左到右,金属性逐渐减弱,非金属 性逐渐增强,同周期内非金属元素一般位于周期表右侧;同主族元 素从上到下,非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增强,同主族元素中非 金属元素位于周期表上方;所以在元素周期表中非金属元素主要集 中在右上三角区内。由于元素的金属性和非金属性之间并没有严 格的界线,处于非金属三角区边缘的元素,虽是非金属但往往表现 出一定的金属性,如具有金属光泽,表现出一定的导电性等,所以常 被称为半金属或准金属。 一 二

7、三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 一、原子核外电子排布与周期的划分一、原子核外电子排布与周期的划分 周期与能层序数n有关。核外电子的能层数为n时,该元素属于第 n周期,即该元素原子有n个电子层,就属于第n周期。元素原子的电 子层数=能层数=周期序数。 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 我们把构造原理中能量相近的能级划分为一组,按能量由低到高 可分为不同的能级组。同一能级组内,各能级能量相差较小,各能 级组之间能量相差较大。请你与同组同学合作完成下表,并思考各 周期中所含元素种类数与相应能级组所能容纳的最多电子数之间 的关系。 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解

8、 迁移应用 周期 元素种类数 相应能级组中所含能级 相应能级组所能 容纳的最多电子数 一 1s 二 2s 2p 三 3s 3p 四 4s 3d 4p 五 5s 4d 5p 六 6s 4f 5d 6p 七 7s 5f 6d 7p(现无 7p) 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 答案:元素种类数(从上到下依次是):2 8 8 18 18 32 相应能级组所能容纳的最多电子数(从上到下依次是):2 8 8 18 18 32 各周期所含元素的种类数等于相应能级组所能容纳的最多电子 数 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 【例1】 某化学学习小组在学习元素周期系和周期的

9、划分时提 出了以下观点:周期系的形成是由原子的结构决定的 元素周 期系中第A族元素统称为碱金属元素 每一周期的元素原子 外围电子排布均是从ns1开始至ns2np6结束 元素周期系中的每 一周期元素的种类数均相等 基态原子核外电子排布式为 1s22s22p3和1s22s22p63s23p3的两元素位于同一周期 周期序数越 大,该周期所含金属元素一般越多。你认为正确的是( ) (导学 号52700012) A. B. C. D. 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 解析:元素周期系的形成原因是元素的原子核外电子排布呈周 期性变化,而核外电子排布是由原子的结构决定的,故该观点正确;

10、第A族元素除氢元素之外统称为碱金属元素,故该观点错误; 第一周期的元素原子外围电子排布从1s1开始到1s2结束,故该观点 错误;元素周期系中的每一周期元素的种类数并不总是一样多, 如第一周期元素的种类数为2,第二周期元素的种类数为8,故该观 点错误;1s22s22p3位于第二周期,而1s22s22p63s23p3位于第三周期, 故该观点错误;从元素周期表上不难看出,随着周期序数的增大, 周期所含金属元素的数目一般越多,故该观点正确。 答案:A 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 具有下列电子层结构的原子,其对应元素一定属于同一周期的是 ( ) A.两种原子的电子层上全部是s电子

11、 B.3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上只有一个未成对 电子的原子 C.最外层电子排布式为2s22p6的原子和最外层电子排布式为 2s22p6的离子 D.原子核外的M层上的s能级和p能级都充满了电子,而d能级上 尚未有电子的两种原子 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 解析:电子层上全都是s电子的原子有氢、氦、锂、铍,A项错;3p 能级上只有一个空轨道的原子是硅,3p能级上只有一个未成对电子 的原子是铝或氯,B项对;最外层电子排布式为2s22p6的原子是氖,最 外层电子排布式为2s22p6的离子有氟离子、钠离子、镁离子等,C 项错;M层上的s能级和p能级都填满电子,而d

12、能级上尚未有电子的 原子有氩、钾、钙,D项错。 答案:B 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 二、原子核外电子排布与族的划分二、原子核外电子排布与族的划分 1.族划分的标准。同族元素原子价电子层的电子总数相同,价电 子层的电子总数和价电子层决定族的划分。 2.元素所在的族与元素原子价电子层的电子总数之间的关系。 第A、A族元素原子价电子层分别为ns1、ns2;第AA族元 素原子价电子层为ns2np15;第BB族元素原子价电子层为(n- 1)d15ns12;第族元素原子价电子层为(n-1)d610ns02;第BB 族元素原子价电子层为(n-1)d10ns12。 3.主族元素原子价

13、电子层的电子总数=主族序数,且主族元素原 子价电子层的电子只含s、p能级上的电子。 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 周期表中元素原子的“外围电子排布”简称“价电子层”,这是由于 这些能级上的电子可在化学反应中发生变化。 1.填写下表中第三周期元素原子价电子层及价电子层的电子总 数,并仔细观察周期表,思考主族元素原子价电子层的电子总数与 主族序数的关系。 主族序数 A A A A A A A 元素符号 Na Mg Al Si P S Cl 价电子层 价电子层的电子总数 同主族元素原子价电子层 结论: 。 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 答案: 主族元素原子

14、价电子层的电子总数=主族序数 主族序数 A A A A A A A 元素符号 Na Mg Al Si P S Cl 价电子层 3s1 3s2 3s23p1 3s23p2 3s23p3 3s23p4 3s23p5 价电子层的 电子总数 1 2 3 4 5 6 7 同主族元素 原子价电子层 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 2.过渡元素(镧系、锕系除外)原子价电子层的电子总数是否等于 族序数?同一族的外围电子排布(价电子层)是否相同?试分析过渡 元素原子价电子层的电子总数与列序数有什么关系? 答

15、案:第B(镧系、锕系除外)、B、B、B、B及族 第一列元素原子价电子层的电子总数等于族序数,第B、B族 元素原子价电子层的s能级的电子数等于族序数;族的第二、三 列及B、B族元素原子价电子层的电子总数不等于族序数。 同一族元素原子外围电子排布(价电子层)有差异。 过渡元素原子价电子层的电子总数等于列序数。 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 【例2】 某元素原子共有3个价电子,其中1个价电子位于第三能 层d能级,试回答: (导学号52700013) (1)该元素原子核外电子排布式为 ,价电子的电子排 布图为 。 (2)该元素的原子序数为 ,在周期表中的位置为 ,该元 素是 (填

16、“金属”或“非金属”)元素,最高正化合价为 价。 解析:由构造原理知E(4s)E(3d),故3d能级上有一个电子时,4s能 级上应有2个电子,故该元素原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d14s2,为21号元素。 答案:(1)1s22s22p63s23p63d14s2 (2)21 第四周期第B族 金属 +3 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 已知M2+的3d能级上有6个电子。试推断: (1)M的电子排布式为 。 (2)M的最外层电子数为 。 (3)元素M在周期表中的位置是 。 解析:因3d能级未满,故元素M应在过渡元素区,元素M一定为第 四周期元素。该元素原子

17、失电子时应先失去4s能级上的电子再失 去3d能级上的电子,故4s能级上应有2个电子。综上可推知M的电 子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,应在第四周期第族,最外层有2 个电子。 答案:(1)1s22s22p63s23p63d64s2 (2)2 (3)第四周期第族 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 三、元素周期表的分区三、元素周期表的分区 1.主族元素原子价电子层的电子总数等于主族序数 s区元素原子价电子层为ns12,价电子层的电子总数等于主族序 数。p区元素原子价电子层为ns2np16,价电子层的电子总数等于主 族序数(价电子层为ns2np6时为0族元素;He除外,H

18、e的价电子层为 1s2)。 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 5个区的位置关系如下图所示: 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 2.各区元素总结 元素分布 原子外围电子 排布(价电子层) 元素性质特点 s 区 A、A 族 ns12(最后的电子 填在 ns 能级上) 除氢外,都是活泼金属元 素 p 区 AA 族、 0 族 ns2np16(最后的电 子填在 np 能级 上,He 除外) d 区 B(除镧系、 锕系外) B、族 (n-1)d19ns12(Pd 除外)最后的电子 填在(n-1)d 能级 上 均为过渡金属元素,由于 d 能级都未充满电子(Pd 除 外),因此 d 能级上的电

19、子 可以不同程度地参与化学 键的形成 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 元素分布 原子外围电子 排布(价电子层) 元素性质特点 ds 区 B、B 族 (n-1)d10ns12 均为金属元素 f 区 镧系、锕系 (n-2)f014(n-1)d02ns2 镧系元素化学性质非常相 近;锕系元素化学性质也非 常相近 点拨(1)s区(H除外)、d区、ds区都是金属元素。 (2)位于金属与非金属元素分界线左边的是每周期中最后一种金属 元素,它们的共同点是周期序数=主族序数。 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 【例3】 已知几种元素原子的核外电子排布或外围电子排布情 况,分别判断其元素符号、

20、原子序数并指出其在周期表中所处的区、 周期、族。 元素 元素符号 原子序数 区 周期 族 A 1s22s22p63s1 B C 3d104s1 D Ne3s23p4 E 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 解析:由电子排布式判断A为11号元素Na;由原子结构示意图可知 x=26,B为26号元素Fe;由外围电子排布式判断C为29号元素Cu;由电 子排布式判断D为16号元素S;由基态原子的电子排布图判断E为17 号元素Cl。 再根据最大能层序数等于周期序数,可以确定元素所处的周期; 元素A、D、E为主族元素,主族元素原子价电子层的电子总数等于 主族序数;C元素原子外围电子排布为3d104s1

21、,s能级上的电子数为1, 应为ds区的第B族。 答案:A:Na 11 s 三 A B:Fe 26 d 四 C:Cu 29 ds 四 B D:S 16 p 三 A E:Cl 17 p 三 A 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 元素周期表中,非金属元素存在的区域为( ) (导学号 52700014) A.只有s区 B.只有p区 C.s区、d区和ds区 D.s区和p区 解析:非金属元素除氢元素在s区外,其余的均在p区。 答案:D 案例探究 方法总结 元素原子的外围电子排布与元素分区 某元素原子的简化电子排布式为Xe4f46s2,其应在( ) A.s区 B.p区 C.d区 D.f区 解析:由元素原子的简化电子排布式可知其外围电子排布。该元素 原子的外围电子排布为4f46s2,满足(n-2)f014(n-1)d02ns2的构型,最后 一个电子填充在f能级,故为f区元素。 答案:D 案例探究 方法总结 根据元素原子外围电子排布来确定该元素所在分区时,步骤为: 先根据构造原理,结合电子排布式确定最后一个电子填充的能级; 然后根据最后那个电子填充的能级确定元素所在分区。