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1、 2017-2018 学年高二化学人教版选修三教学案11认识原子结构与元素周期系的关系。了解元素周期系的应用价值。 2了解元素的电离能、电负性的含义。能应用元素的电离能说明元素的某些性质。 3理解元素原子半径、元素的第一电离能、电负性的周期性变化。 4了解元素的“对角线规则” ，能列举实例予以说明。细读教材记主干1元素的周期序数与原子结构有何关系？如何确定主族元素的主族序数？ 提示：周期序数电子层数能层数；主族序数最外层电子数价电子数。 2每一周期(第一周期除外)都是从碱金属元素开始到稀有气体元素结束，外围电子排布从 ns1ns2np6(He 为 1s2)。递增3各区元素原子的外围电子排布。s
2、 区：ns12；p 区：ns2np16；d 区：(n1) d19ns12；ds 区：(n1)d10ns12。 4同周期，同主族，元素性质的变化规律是什么？ 提示：(1)同周期从左向右Error!Error! (2)同主族从上到下Error!Error! 5气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第 一电离能。同族元素从上到下第一电离能变小，同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋 势，但第A 族与第A 族、第A 族与第A 族之间出现反常。 6电负性是用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小的。同周期从左到右， 元素的电负性逐渐变大；同主族从上到下，元素的电负性逐渐
3、变小。新知探究1元素周期系 (1)碱金属和稀有气体元素原子的价电子排布对比2017-2018 学年高二化学人教版选修三教学案2周期碱金属价电子排布稀有气体价电子排布二锂2s1氖2s22p6三钠3s1氩3s23p6四钾4s1氪4s24p6续表周期碱金属价电子排布稀有气体价电子排布五铷5s1氙5s25p6六铯6s1氡6s26p6结论每一周期从碱金属元素开始到稀有气体元素结束，价电子排布从 ns1递增到 ns2np6，但元素周期系的周期不是单调的，每一周期里元素的数目并不总是一样多(2)元素周期系的形成 形成原因：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。 元素周期系的周期不是
4、单调的，每一周期里元素的数目并不一样多，而是随周期序 数的递增逐渐增多；同时，金属元素的数目也逐渐增多。 2元素周期表 (1)周期与族 周期：具有相同的电子层数的元素按照原子序数递增的顺序排列成的一个横行。 族：周期表中，有 18 个纵行，除 8、9、10 三个纵行叫第族外，其余 15 个纵行每 一个纵行标作一族。 (2)分区 根据核外电子排布，可把周期表里的元素划分成 5 个区：s 区、p 区、d 区、ds 区、 f 区。除 ds 区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级符号。根据元素的金属性和非金属性。名师点拨2017-2018 学年高二化学人教版选修三教学案31核外电子排布与元素周
5、期表 (1)核外电子排布与周期的划分 每一周期元素原子的外围电子排布和元素种数。外围电子排布周 期A0 族最外层容纳的电子 数各周期增 加的能级元素 种类11s11s221s222s12s22p682s、2p833s13s23p683s、3p8续表外围电子排布周 期A0 族最外层容纳的电 子数各周期增 加的能级元素 种类44s14s24p684s、3d、4p1855s15s25p685s、4d、5p1866s16s26p686s、4f、5d、6p3277s17s、5f、6d、7p32核外电子排布与周期划分的关系。 a根据构造原理，将能量相近的能级分为一组，按能量由低到高可分为七个能级组， 同一
6、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。 b每一能级组对应一个周期，且该能级组中最大的能层序数等于元素的周期序数。 (2)核外电子排布与族的划分：族的划分依据是原子的价层电子排布。 同主族元素原子的价层电子排布完全相同，价电子全部排布在 ns 或 ns np 轨道上， 价电子数与族序数相同。 稀有气体的价电子排布为 1s2或 ns2 np6。 过渡元素(副族和第族)同一纵列原子的价层电子排布基本相同(镧系、锕系元素除 外)。价电子排布为(n1)d110ns12，BB 族元素的价电子数与族序数相同。 2各区元素原子的价电子排布特点及化学性质包括的元素价电子排布化学性质s 区第A、
7、A 族ns12(最后的电子填在 ns 上)除氢外，都是活泼金属元 素(碱金属和碱土金属元 素)p 区第AA 族、 0 族ns2np16(最后的电子填在 np 上)随着最外层电子数目的增 加，非金属性增强，金属 性减弱d 区第BB、族(n1)d19ns12最后的电 子填在(n1)d 上均为过渡金属，由于 d 轨 道都未充满电子，因此 d 轨道可以不同程度地参与 化学键的形成ds 区第B、B 族(n1)d10ns12(n1)d 全 充满均为过渡金属，d 轨道已 充满电子，因此 d 轨道一 般不再参与化学键的形成f 区镧系、锕系(n2)f 014(n1)镧系元素的化学性质非常2017-2018 学年
8、高二化学人教版选修三教学案4d02ns2相近，锕系元素的化学性 质也非常相近 对点演练1(2016深圳高二检测)在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，人们发现价 电子排布相似的元素集中在一起。据此，人们将元素周期表分为五个区，并以最后填入电 子的轨道能级符号作为该区的符号，如图所示。(1)在 s 区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价电子的电子云形状为 _。 (2)在 d 区中，族序数最大、原子序数最小的元素，常见离子的电子排布式为 _，其中较稳定的是_。 (3)在 ds 区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价电子排布式为 _。 (4)在 p 区中，第二周期第A 族元素原
9、子价电子排布图为_。 (5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在_区中。 解析：(1)s 区为第A 族，第A 族，符合条件的元素为 Be，其电子排布式为 1s22s2，价电子的电子云形状为球形。(2)d 区为第B 族第B 族、第族，族序数最大 且原子序数最小的为 Fe，常见离子为 Fe2、Fe3，电子排布式为 1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5，由离子的电子排布式为可知 Fe3的 3d 轨道“半充 满” ，其稳定性强于 Fe2。(3)ds 区符合条件的为 Zn，其电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s2，价电子排布式为 3d104s
10、2。(4)该题中符合题意的为 N，电子排布图为：。(5)铀和钚均为锕系元素，位于 f 区。 答案：(1)球形 (2)Fe2：1s22s22p63s23p63d6， Fe3：1s22s22p63s23p63d5 Fe3 (3)3d104s2(4) (5)f新知探究1原子半径 (1)影响因素2017-2018 学年高二化学人教版选修三教学案5(2)变化规律 原子半径Error!Error! 2电离能 (1)电离能的概念 第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最 低能量叫做第一电离能，通常用 I1表示。 各级电离能：1 价气态正离子失去一个电子，形成2 价气态正离子所
11、需要的最低 能量叫做第二电离能，用 I2表示；2 价气态正离子再失去一个电子，形成3 价气态正 离子所需要的最低能量叫做第三电离能，用 I3表示；依次类推。 (2)元素第一电离能的意义 衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。第一电离能数值越小，原子越容易失去一 个电子。 (3)第一电离能的变化规律 同一周期，从左到右，元素的第一电离能呈升高的趋势。 同一主族，从上到下，元素的第一电离能下降。 3电负性 (1)键合电子 原子中用于形成化学键的电子称为键合电子。 (2)电负性 概念：用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小的参数，以氟的电负性为 4.0 作为相对标准。 变化规律：应用：判断金属
12、性、非金属性强弱。(3)对角线规则 在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的电负性接近，性质相似，被称 为“对角线规则” 。名师点拨1微粒半径大小的比较原子半径(1)同周期元素，随着原子序数递增，其原子半径逐渐减小。例：r(Na)2017-2018 学年高二化学人教版选修三教学案6r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)； (2)同主族元素，随着电子层数递增，其原子半径逐渐增大。例：r(Li) r(Cl)，r(Fe)r(Fe2)r(Fe3)； (2)电子层结构相同的微粒，核电荷数越大，半径越小。例：r(O2)r(F) r(Na)r(Mg2)r(Al3)； (3)带相同电
13、荷的离子，电子层数越多，半径越大。例：r(Li)r(Na)r(Mg2)2.电离能的变化规律及应用 (1)变化规律 第一电离能 a每个周期的第一种元素(氢元素或碱金属元素)第一电离能最小，稀有气体元素原子 的第一电离能最大，同周期中自左至右元素的第一电离能呈增大的趋势。 b同主族元素原子的第一电离能从上到下逐渐减小。 逐级电离能 a原子的逐级电离能越来越大。 首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离能较小，以后再失去的电子都是能级 较低的电子，所需要的能量较多。 b当电离能突然变大时说明电子的能层发生了变化，即同一能层中电离能相近，不同 能层中电离能有很大的差距。如表所示钠、镁、铝的电离能(k
14、J/mol)：元素 电离能NaMgAlI1496738578I24 5621 4511 817I36 9127 7332 745I49 54310 54011 575(2)应用 确定元素核外电子排布。如 Li：I1I2 B原子半径： C电负性： D最高正化合价： 解析：选 A 由四种元素基态原子电子排布式可知，1s22s22p63s23p4是 S 元素、1s22s22p63s23p3是 P 元素、1s22s22p3是 N 元素、1s22s22p5是 F 元素。同周期自左而 右第一电离能呈增大趋势，故第一电离能 NP，所以第一电离能 S故 A 正确；同周期自左而右原子半径减小，所以原子半径 PS
15、，NF，电子 层越多原子半径越大，故原子半径 PSNF，即，B 错误；同周期自左而右 电负性增大，所以电负性 P，D 错误。1(2016威海高二检测)关于元素周期律和元素周期表的下列说法中正确的是( ) A目前发现的所有元素占据了周期表里全部位置，不可能再有新的元素被发现 B根据原子的电子排布，可将周期表分为 s、d、ds、p、f 五个分区 C俄国化学家道尔顿为元素周期表的建立作出了巨大贡献 D同一主族的元素从上到下，金属性呈周期性变化 解析：选 B 现代元素周期表是按现在已知的 112 种元素编制，第七周期仍未排满。 随着科学技术的发展，一些新的元素将不断地被发现，现代元素周期表在不断完善和发展 中。在现代元素周期表中，根据原子的电子排布，可将周期表分为 s、d、ds、p、f 五个分 区。同一主族元素从上到下，金属性增强，非金属性减弱，属递变性质而不是周期性变化。2(2016正定高二检测)若某原子的外围电子排布式为 4d15s2，则下列说法正确的是( ) A该元素在元素周期表中的位置为第五周期第B 族 B该元素位于 s 区2017-2018 学年高二化学人教版选修三教学案8C该元素原子为非金属 D该元素原子 N
