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1、核外电子排布和元素周期表,复习：基态原子的核外电子排布三大原则,能量最低原则： 核外电子的排布要使整个原子的能量最低，以形成稳定结构。 泡利不相容原理： 一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，并且这两个电子的自旋方向必须相反。 洪特规则： 对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，应尽可能的分占不同的轨道并且自旋方向相同。 洪特规则的特例： 对于能量相同的轨道(同一电子亚层)，当电子排布处于全满（s2、p6、d10、f14）、半满（s1、p3、d5、f7）、全空（s0、p0、d0、f0）时比较稳定，整个体系的能量最低。,鲍林近似能级图,科学探究,1.元素周期表共有几个周期？每个周期各有多少中元
2、素？写出每一周期开头第一个元素和结尾元素的最外层电子排布通式。为什么第一周期结尾元素的电子排布跟其他周期不同？,2.元素周期表共有多少个纵列？周期表上元素的“外围电子排布”简称“价电子层”，这是由于这些能级上的电子数可在化学反应中发生变化。每个纵列的价电子层的电子数是否相等？,知识回顾：元素周期表的结构,七横十八纵，横行叫周期共有七周期，三四分长短，第七不完全；纵行叫做族共有十六族（七主七副一八一零），八族最特殊三行为一族。,交流研讨请根据136号元素原子的电子排布， 参照鲍林近似能级图，尝试分析原子中电子排 布与元素周期表中周期划分的内在联系。,1.周期的划分与什么有关？ 2.每一周期中所能
3、容纳的元素种数与什么有关？ 3.周期序数与什么有关？,展示电子排布的周期表,一、核外电子排布与周期的划分,1）除第一周期外, 各周期均以填充 s 轨道的元素开始, 并以填充满p 轨道的元素告终.（第一周期除外）,2）周期元素数目=相应能级组中原子轨道所 能容纳的电子总数,3）元素所在周期的判断：周期数=电子层数（n）,练习书写20号钙原子、24号铬原子、29号铜原 子和35号溴原子的价电子排布。,Ca 4s2 Cr 3d54s1 Cu 3d104s1 Br 4s24p5,讨论分析元素周期表回答： 1.主族元素原子的价电子排布与过渡元素原子的 价电子排布有什么区别？ 2.同一主族元素原子的价电子
4、排布有什么特点？ 主族序数与什么有关？ 3.同一族过渡元素原子的价电子排布有什么特点？ 其族序数与什么有关？,写出碱金属元素基态原子的电子排布,3,二,1s22s1或He2s1,11,三,1s22s22p63s1或Ne3s1,19,四,1s22s22p63s23p64s1或Ar4s1,37,五,1s22s22p63s23p63d104s24p65s1或Kr5s1,55,六,1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1或Xe6s1,结论：,1、同族原子最外层电子排布一般相同 2、1、2纵行电子排在S亚层:nS1、nS2 312纵行电子排在d亚层上： （n1）d1n
5、S2（n1）d10nS2 1318纵行电子排在P亚层上： nS2nP1nS2nP6,各族元素原子的价电子排布,1）外围电子结构一般相同,2）元素所在族的判断：,主族元素：主族序数=外围电子数=最外层电子数,副族元素：以外围（n-1）d+ns的电子总数判断,A、电子总数为37，BB B、电子总数为810， C、电子总数为1112，B和B,二、核外电子排布与族的划分,规律:由元素的价电子结构判断.1.nsX n 周期 XA 族 （1S2为 0族） 2.ns2npX n 周期 (2+X)A 族 （=8为0族）3.(n-1)dXnsY n 周期(X+Y)B 族 (X+Y7) X+Y7时为n 周期VII
6、I族4.(n-1)d10nsX n 周期XB 族,练习:写出下列价电子结构所对应的周期表的位置 A. 4s24p5 B. 3d54s1 C. 4d105s2 D. 5s1 E. 3d74s2 F. 6s26p6 G. 1s2,核外电子排布与区的划分,1S2,1S2,按照电子排布，可把周期表的元素划分为5个区：s区、d区、ds区、p区、f区。,划分区的依据是什么？ s区、d区、ds区、p区分别有几个纵列？,【想一想】,依据外围电子的排布特征，看最后一个电子填充的轨道类型。,最后1个电子填充在 轨道上，价电子的构型是 或 ，位于周期表的 侧，包括 和 族，它们都是 ，容易失去电子形成 或 价离子。
7、,s区元素,ns,ns1,ns2,左,A,A,活泼金属,+1,+2,最后1个电子填充在 轨道上，价电子构型是 ，位于周期表 侧， 包 括 族元素。大部分为 元素。,p区元素,np,ns2np16,右,AA、零族,非金属,s区和p区的共同特点是：最后1个电子都排布在 ，除零族外，最外层电子的总数等于该元素的 。除零族外，s区和p区的元素都是主族元素。,最外层,族序数,它们的价层电子构型是 ，最后1个电子基本都是填充在 轨道上，位于长周期的中部。这些元素都是 ，常有可变化合价，为过渡元素。它包 括 族元素。,d区元素,(n1)d19ns2,(n1)d,金属,B,价层电子构型是 ，即次外层d轨道是
8、的，最外层轨道上有12个电子。它们既不同于s区，也不同于d区，称为ds区，它包括 族，处于周期表d区和p区之间。它们都是 ，也属过渡元素。,ds区元素,(n1)d10ns12,充满,B和B,金属,最后1个电子填充在f轨道上，价电子构型是：（n2）f 014ns2,或(n 2)f 014、(n1)d 02ns2，它包括镧系和锕系元素（各有14种元素）。,f区元素,A、A族,A零族,B族,B、B族,镧系和锕系,ns1、ns2,ns2np16,(n1)d19ns2,(n1)d10ns12,（n2）f014ns2,各区元素特点：,活泼金属,大多为非金属,过渡元素,过渡元素,小结,过渡元素,例题某元素原
9、子共有3个价电子，其中一个价电子 的四个量子数为n3， l2， m2， ms+1/2。 试回答： （1）写出该元素原子核外电子排布式。 （2）指出该元素的原子序数，在周期表中所处的 分区、周期数和族序数，是金属还是非金属以及 最高正化合价。,答案: 核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2 原子序数为21, 处于周期表中的d区第4周期 B族， 是金属元素，最高正价为3.,三.核外电子排布与原子半径,1.原子半径的概念 假定原子是一个实心球体,用统计方法测定的半径. 2.原子半径的测定 常用法: 固体密度(d)-1摩尔原子的体积(Vm)- 一个原子体积(V)按球的体积公式求半径
10、(r) 练习1:写出求半径的一般公式. 练习题:已知:金属铜的密度d=8.9g.cm-3,求铜原子的半径.,原子半径的几种形式(见书P17图1-2-9),(1)共价半径. 按分子中两原子核间距离是两原子的半径和进行测定的数据.(常用数据) (2)金属半径 由金属晶体中原子之间最短距离计算而得. (3)范得华半径 由分子晶体中原子之间最短距离计算而得. 由图可知: 一般有下列关系: 范得华半径金属半径共价半径,【分析图1-2-10主族元素的原子半径变化示意图】 1.观察同一周期元素原子半径的变化. 2.观察同一主族元素原子半径的变化.,1.同一周期主族元素原子半径从左到右逐渐变小,而且减小 的趋
11、势越来越弱。这是因为每增加一个电子，核电荷相应 增加一个正电荷，正电荷数增大，对外层电子的吸引力增 大，使外层的电子更靠近原子核，所以同一周期除了稀有 气体外原子半径是逐渐减小的。但由于增加的电子都在同 一层，电子之间也产生了相互排斥，就使得核电荷对电子 的吸引力有所减弱。所以半径变化的趋势越来越小,归纳小结,2.同一主族元素原子半径从上而下逐渐变大。这是因为每增加一个电子层，就使得核电荷对外层的电子的吸引力变小，而距离增加得更大，所以导致核对外层电子的吸引作用处于次要地位，原子半径当然逐渐变大。,B,练习 1. 以下说法中正确的是（ ） A、玻尔的原子轨道模型可以解释大多数原子的线状光谱 的
12、形成原因。 B、线状光谱特征谱线对应的光的频率与原子中能级之间 的能量差可表示为h=|Ej-Ei| C、氢原子的1s电子云是平面圆形，其中的每一个小黑点 代表一个电子。 D、在s轨道上运动的所有电子的能量是相同的。,2. 下列离子中，半径最大的是（ ） A、O2- B、S2- C、Mg2+ D、Cl-,B,3. 下列有关多电子原子的叙述中，正确的是（ ） A. 在一个多电子原子中，不可能有两个运动状态完全相 同的电子 B. 在一个多电子原子中，不可能有两个能量相同的电子 C. 在一个多电子原子中，N层上的电子能量肯定比M层上 的电子能量高 D. 某一多电子原子的3p亚层上仅有两个电子，它们必然 自旋相反,A,作业：A、B、C、D是短周期元素，A元素的最高价氧 化物的水化物与它的气态氢化物反应得到离子化合 物，1mol该化合物含有42mol电子，B原子的最外层 电子排布式为nsnnp2n。C、D两原子的最外层电子 数分别是内层电子数的一半。C元素是植物生长的营 养元素之一。试写出： （1）A、B元素形成的酸酐的化学式 。 （2）D元素的单质与水反应的化学方程式 。 （3）A、C元素气态氢化物的稳定性大小： （用分子式表示。） （4）A、B、C、D四种元素中电负性最大的是 (用元素符号表示,下同),第一电离能最小的是 。,
