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1、第二第二节原子原子结构与元素的性构与元素的性质第第1课时原子原子结构与元素周期表构与元素周期表学业要求学业要求素养对接素养对接1.知知道道元元素素周周期期表表中中分分区区、周周期期和和族族的的元元素素原原子子核核外外电子子排排布布特特征征，了了解解元元素素周周期期表表的的应用价用价值。2.能能从从原原子子价价电子子数数目目和和价价电子子排排布布的的角角度度解解释元素周期表的分区、周期和族的划分。元素周期表的分区、周期和族的划分。模模型型认知知：建建构构元元素素周周期期表表模模型型，并并利利用用模模型型分分析析和和解解释一一些些常常见元元素的性素的性质。微微观探探析析：从从微微观角角度度解解释元
2、元素素周周期表的分区、周期和族的划分。期表的分区、周期和族的划分。知知 识 梳梳 理理一、元素周期表的结构一、元素周期表的结构1.周期周期(横行横行)短短288长181832322.族族(纵行纵行)3.元素的分区元素的分区(1)按按电子子排排布布，把把周周期期表表里里的的元元素素划划分分成成_个个区区，分分别为_、_、_、_、_。(2)元素周期表共有元素周期表共有_个族，其中个族，其中s区包括区包括_族，族，p区包括区包括_族族，d区区包包括括_族族及及_族族(镧系系、锕系系除除外外)，ds区区包包括括_族族，f区包括区包括_元素和元素和_元素。元素。A、A、A、A、A、A、AB、B、B、B、
3、B、B、B8、9、10BB5spdfds16A、AAA、0BBB、B镧系系锕系系【自主思考】【自主思考】1.由由碱碱金金属属元元素素在在周周期期表表中中的的位位置置和和价价电电子子排排布布式式，可可以以看看出出碱碱金金属属元元素素所所在在的的周周期与电子层数有何关系？期与电子层数有何关系？提示提示碱金属元素的周期数电子层数。碱金属元素的周期数电子层数。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元素基态原子的核外电子排布碱金属碱金属原子序数原子序数周期周期基基态原子的原子的电子排布式子排布式基基态原子的原子的电子排布子排布图锂3二二1s22s1或或_钠11三三_或或_
4、He2s11s22s22p63s1Ne3s1钾19四四_或或_铷37五五_或或_铯55六六Xe6s11s22s22p63s23p64s1Ar4s11s22s22p63s23p63d104s24p65s1Kr5s12.元素周期系形成的原因元素周期系形成的原因元元素素周周期期系系的的形形成成是是由由于于元元素素的的原原子子核核外外电子子的的排排布布发生生_的的重重复复。随随着着元元素素原原子子的的核核电荷荷数数递增增，每每到到出出现碱碱金金属属，就就开开始始建建立立一一个个新新的的_，随随后后最最外外层上上的的电子子逐逐渐增增多多，最最后后达达到到_个个电子子，出出现稀稀有有气气体体；然然后后又又
5、开开始始由由_到到_，如此循，如此循环往复往复这就是元素周期系中的一个个周期。就是元素周期系中的一个个周期。周期性周期性电子子层8碱金属碱金属稀有气体稀有气体三、元素周期表的分区三、元素周期表的分区1.按按电子子排排布布式式中中最最后后填填入入电子子的的能能级符符号号可可将将元元素素周周期期表表分分为_、_、_、_四四个个区区，而而B、B族族的的元元素素的的核核外外电子子因因先先填填满_能能级而而后再填充后再填充_能能级而得名而得名ds区。如下区。如下图：spdf(n1)dns2.元元素素周周期期表表中中，非非金金属属元元素素处于于元元素素周周期期表表的的_位位置置，金金属属性性强强的的元元素
6、素处于元素周期表的于元素周期表的_位置。位置。右上角右上角左下方左下方【自主思考】【自主思考】2.结合元素周期表，分析各族元素的族序数与价电子排布的关系。结合元素周期表，分析各族元素的族序数与价电子排布的关系。提提示示主主族族元元素素的的价价电电子子排排布布为为ns12或或ns2np15，族族序序数数等等于于价价电电子子数数；零零族族元元素素的的价价电电子子排排布布为为ns2np6(He除除外外)；过过渡渡元元素素BB族族元元素素的的价价电电子子排排布布为为(n1)d10ns12，族族序序数数与与最最外外层层电电子子数数相相等等，BB族族元元素素的的价价电电子子排排布布为为(n1)d15ns1
7、2，族序数等于价电子数。，族序数等于价电子数。1.判断正判断正误，正确的打，正确的打“”；错误的打的打“”“”。(1)每一周期都是从活每一周期都是从活泼金属元素开始，以稀有气体元素金属元素开始，以稀有气体元素结束。束。()(2)元素周期表中，元素周期表中，7个横行是个横行是7个周期，个周期，18个个纵行就是行就是18个族。个族。()(3)周期表中周期表中B族族B族族为过渡元素，全部渡元素，全部为金属元素。金属元素。()(4)s区元素都是金属元素，区元素都是金属元素，p区元素都是非金属元素。区元素都是非金属元素。()(5)最外最外层电子排布子排布为ns1或或ns2的元素一定是的元素一定是为金属元
8、素。金属元素。()(6)元素原子的价元素原子的价电子不一定是最外子不一定是最外层电子。子。()自自 我我 检 测答案答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2.下列下列说法中正确的是法中正确的是()A.所有非金属元素都分布在所有非金属元素都分布在p区区B.最外最外层电子数子数为2的元素都分布在的元素都分布在s区区C.元素周期表中第元素周期表中第B族到第族到第B族族10个个纵行的元素都是金属元素行的元素都是金属元素D.同一主族元素从上到下，金属性呈周期性同一主族元素从上到下，金属性呈周期性变化化解解析析非非金金属属元元素素中中氢氢在在s区区，其其余余非非金金属属元元素素均均分分布布在在p区
9、区，A项项错错误误；最最外外层层电电子子数数为为2的的元元素素可可能能在在s区区(如如Mg)、p区区(如如He)或或d区区(如如Ti、Fe)等等，B项项错错误误；同同主主族族元元素素从从上上到到下下，金金属属性性增增强强，非非金金属属性性减减弱弱，属属性性质质递递变变而而不不是是周周期期性性变变化化，D项错误。项错误。答案答案C3.最最活活泼的的金金属属元元素素、最最活活泼的的非非金金属属元元素素、常常温温下下呈呈液液态的的金金属属(价价电子子排排布布为5d106s2)元素分元素分别位于下面元素周期表中的位于下面元素周期表中的()A.s区、区、p区、区、ds区区 B.sB.s区、区、p区、区、
10、d区区C.f区、区、p区、区、ds区区 D.sD.s区、区、f区和区和ds区区解解析析最最活活泼泼的的金金属属元元素素在在A族族，s区区；最最活活泼泼的的非非金金属属元元素素(是是氟氟)在在A族族，p区；汞的价电子排布为区；汞的价电子排布为5d106s2，在，在B族，族，ds区。区。答案答案A学习任务一原子结构与元素周期表的关系学习任务一原子结构与元素周期表的关系【合作交流】【合作交流】原原子子结构构早早在在初初中中就就以以微微观形形式式出出现过，但但受受到到学学生生当当时知知识能能力力的的限限制制，并并没没能能对原原子子结构构有有深深层次次的的理理解解。在在高高中中化化学学教教材材中中，通通
11、过原原子子结构构与与元元素素周周期期表表性性质的介的介绍，进一步一步阐明了其明了其规律性。律性。1.主族元素从左到右外围电子排布有何特点？主族元素从左到右外围电子排布有何特点？提示提示主族元素从左到右外围电子排布从主族元素从左到右外围电子排布从ns1ns2np5。2.外外围围电电子子排排布布为为5s25p1的的元元素素，在在元元素素周周期期表表中中处处于于什什么么位位置置？据据此此分分析析元元素素的的外围电子排布与周期表位置有何关系？外围电子排布与周期表位置有何关系？提提示示该该元元素素位位于于第第五五周周期期第第A族族。元元素素能能级级中中最最高高能能层层序序数数周周期期序序数数，主主族族元
12、素原子的外围电子数该元素在周期表中的主族序数。元素原子的外围电子数该元素在周期表中的主族序数。3.某某元元素素位位于于周周期期表表中中第第四四周周期期A族族，你你能能否否据据此此书书写写出出该该元元素素的的价价电电子子排排布布式式、电子排布式？电子排布式？提示提示元素的价电子排布式为元素的价电子排布式为4s24p3，电子排布式为，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。【点【点拨提升】核外提升】核外电子排布与族的关系子排布与族的关系(1)主族元素的价主族元素的价电子排布子排布主族序数主族序数AAAAAAA价价电子排布子排布ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3
13、ns2np4ns2np5主族元素的族序数价主族元素的族序数价电子子总数最高正价数最高正价(O、F除外除外)。同主族元素原子的价同主族元素原子的价电子排布相同，价子排布相同，价电子全部排布在子全部排布在ns或或nsnp轨道上。道上。(2)稀有气体的价稀有气体的价电子排布子排布为1s2或或ns2np6。(3)过渡元素渡元素(副族和副族和族族)(第四周期第四周期为例例)的价的价电子排布子排布族序数族序数价价电子排布子排布B(n1)d1ns2B(n1)d2ns2B(n1)d3ns2B(n1)d5ns1B(n1)d5ns2(n1)d68ns2B(n1)d10ns1B(n1)d10ns2BB族族：族族序序
14、数数价价电子子数数原原子子最最外外层ns电子子数数次次外外层(n1)d电子子数数最高正价。最高正价。族：原子最外族：原子最外层ns电子数次外子数次外层(n1)d电子数之和分子数之和分别为8、9、10。B和和B的族序数原子最外的族序数原子最外层电子数。子数。(4)0族最外族最外层电子排布子排布为1s2或或ns2np6。【例例1】某某元元素素位位于于周周期期表表中中第第四四周周期期第第A族族，则该元元素素的的名名称称和和该元元素素原原子子价价电子排布式均正确的是子排布式均正确的是()A.砷，砷，4s24p3B.溴，溴，4s24p5C.磷，磷，4s24p3D.锑，5s25p3解解析析由由于于该该元元
15、素素为为主主族族元元素素，价价电电子子数数主主族族序序数数，故故价价电电子子数数为为5，排排除除B项项；又又因因周周期期数数电电子子层层数数，排排除除D；由由元元素素在在周周期期表表中中的的位位置置可可知知：元元素素原原子子的的价价电电子子排排布布式式为为4s24p3，电电子子排排布布式式为为1s22s22p63s23p63d104s24p3，该该元元素素为为33号号元元素砷，故素砷，故A项正确。项正确。答案答案A原子结构与元素在周期表中的位置是有一定的关系的。原子结构与元素在周期表中的位置是有一定的关系的。(1)原原子子核核外外电电子子层层数数决决定定所所在在周周期期数数；周周期期数数最最大
16、大能能层层数数(钯钯除除外外，46Pd：Kr4d10，最大能层数是，最大能层数是4，但是在第五周期，但是在第五周期)。(2)外外围围电电子子总总数数决决定定排排在在哪哪一一族族。如如：29Cu：3d104s1，10111尾尾数数是是1且且有有d轨轨道道，所以是所以是B族。族。(3)每周期起始元素和结束元素的价电子排布为每周期起始元素和结束元素的价电子排布为ns1和和ns2np6(第一周期为第一周期为1s2)。【变式式训练】1.原子的价原子的价电子排布式子排布式为3d104s1的元素在周期表中位于的元素在周期表中位于()A.第五周期第第五周期第B族族 B.B.第五周期第第五周期第B族族C.第四周
17、期第第四周期第B族族 D.D.第四周期第第四周期第B族族解解析析该该元元素素原原子子的的核核外外电电子子排排布布式式为为1s22s22p63s23p63d104s1，即即该该原原子子含含有有4个个能能层层，位位于于第第四四周周期期，其其价价电电子子排排布布式式为为3d104s1，属属于于第第B族族元元素素，所所以以该该元元素位于第四周期第素位于第四周期第B族，故选族，故选D。答案答案D2.已已知知某某元元素素2价价离离子子的的电子子排排布布式式为1s22s22p63s23p6，则该元元素素在在周周期期表表中中属属于于()A.第第B族族 B.B.第第B族族C.第第族族 D.D.第第A族族解解析析
18、根根据据核核外外电电子子排排布布规规律律，可可知知该该元元素素的的原原子子最最外外层层只只有有2个个电电子子，而而且且应应该排布在第四电子层上，该元素在周期表中的位置应该是第四周期第该排布在第四电子层上，该元素在周期表中的位置应该是第四周期第A族。族。答案答案D3.某元素原子最外某元素原子最外层只有只有1个个电子，最高子，最高电子子层n4。问：(1)符合上述条件的元素，可以有符合上述条件的元素，可以有_种；原子序数分种；原子序数分别为_。(2)写出相写出相应元素原子的元素原子的简化化电子排布式，并指出在周期表中的位置。子排布式，并指出在周期表中的位置。_。解解析析(1)题题给给元元素素原原子子
19、最最高高电电子子层层n4，最最外外层层只只有有一一个个电电子子，则则该该电电子子在在4s轨轨道道上上，所所以以最最外外层层电电子子排排布布为为4s1。次次外外层层：当当最最外外层层已已经经填填入入电电子子时时，次次外外层层的的3s和和3p应应已已充充满满；而而3d轨轨道道的的电电子子数数可可为为0、5、10。这这三三种种情情况况的的原原子子序序数数分分别别为为19、24和和29，即，即K、Cr和和Cu三种元素。三种元素。答答案案(1)319、24、29(2)K：Ar4s1，第第四四周周期期第第A族族；Cr：Ar3d54s1，第四周期第第四周期第B族；族；Cu：Ar3d104s1，第四周期第，第
20、四周期第B族族学习任务二原子结构与元素周期表的分区学习任务二原子结构与元素周期表的分区【合作交流】【合作交流】1.元素周期表划分区的依据是什么？元素周期表划分区的依据是什么？提示提示依据是原子的价层电子排布。依据是原子的价层电子排布。2.区的名称与电子的能级符号之间有什么关系？区的名称与电子的能级符号之间有什么关系？提示提示区的名称来自于按构造原理最终填入电子的能级的符号区的名称来自于按构造原理最终填入电子的能级的符号(除除ds区外区外)。3.Fe元元素素处处于于周周期期表表中中的的哪哪个个区区？Fe2、Fe3的的电电子子排排布布式式怎怎样样书书写写？两两种种离离子子更更稳定的是谁？为什么？稳
21、定的是谁？为什么？提提示示Fe位位于于d区区，常常见见离离子子为为Fe2、Fe3，电电子子排排布布式式分分别别为为1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5，由由离离子子的的电电子子排排布布式式可可知知Fe3的的3d轨轨道道“半半充充满满”，其其稳稳定定性强于性强于Fe2。4.某某元元素素的的电电子子排排布布式式为为1s22s22p63s23p63d104s2，据据此此判判断断该该元元素素位位于于周周期期表表中中的的哪哪一区？是何种元素？一区？是何种元素？提示提示该元素为该元素为Zn，位于，位于ds区。区。【点【点拨提升】提升】元元素素的的金金属属性性与与非非金
22、金属属性性之之间并并没没有有严格格的的界界限限。“硼硼砹”分分界界线附附近近的的元元素素通常既表通常既表现出一定的金属性，又表出一定的金属性，又表现出一定的非金属性。出一定的非金属性。【例例2】已已知知几几种种元元素素原原子子的的核核外外原原子子结构构或或核核外外电子子排排布布或或价价电子子排排布布情情况况，分分别判断其元素符号、原子序数并指出其在周期表中的位置。判断其元素符号、原子序数并指出其在周期表中的位置。解解析析由由电电子子排排布布式式判判断断A为为11号号元元素素Na；由由原原子子结结构构示示意意图图可可知知x26，B为为26号号元元素素Fe；由由价价电电子子排排布布式式判判断断C为
23、为29号号元元素素Cu；由由电电子子排排布布式式判判断断D为为16号号元元素素S；由基态原子的电子排布图判断；由基态原子的电子排布图判断E为为17号元素号元素Cl。再再根根据据最最大大能能层层序序数数等等于于周周期期序序数数确确定定元元素素所所处处的的周周期期；元元素素A、D、E为为主主族族元元素素，主主族族元元素素的的价价电电子子总总数数等等于于主主族族序序数数；C元元素素的的价价电电子子排排布布式式为为3d104s1，s能能级级电电子子数为数为1，应为，应为ds区的第区的第B族。族。答案答案A：Na11s三三AB：Fe26d四四C：Cu29ds四四BD：S16p三三AE：Cl17p三三A族
24、和分区的关系族和分区的关系(1)主族：主族：s区和区和p区。区。(nsnp)的电子数族序数。的电子数族序数。(2)0族：族：p区。区。(nsnp)的电子数的电子数8(或或2)。(3)副族：副族：d区区ds区区f区。区。d区中区中(n1)dns的电子数族序数的电子数族序数(第第族部分元素除外族部分元素除外)。当当8(n1)dns的电子数的电子数10时，则为第时，则为第族元素。族元素。ds区中区中(n1)d全充满，全充满，ns的电子数族序数。的电子数族序数。【变式式训练】4.已已知知某某元元素素3价价离离子子的的核核外外电子子排排布布式式为1s22s22p63s23p63d5，则该元元素素在在元元
25、素素周周期表中的位置是期表中的位置是()A.第三周期第第三周期第族，族，p区区B.第三周期第第三周期第B族，族，ds区区C.第四周期第第四周期第族，族，d区区D.第四周期第第四周期第B族，族，f区区解解析析该该3价价离离子子的的核核外外有有23个个电电子子，则则基基态态原原子子核核外外有有26个个电电子子，26号号元元素素是铁，其位于第四周期第是铁，其位于第四周期第族，且位于族，且位于d区。区。答案答案C5.下列下列说法正确的是法正确的是()A.所有金属元素都分布在所有金属元素都分布在d区和区和ds区区B.最外最外层电子数子数为2的元素都分布在的元素都分布在s区区C.元素周期表中第元素周期表中
26、第B族到第族到第B族族10个个纵行的元素都是金属元素行的元素都是金属元素D.s区均区均为金属元素金属元素解解析析部部分分金金属属在在s区区或或p区区，故故A错错误误。s区区除除H外外均均为为金金属属元元素素，故故D项项错错误误。He、Zn等等元元素素的的原原子子最最外外层层电电子子数数为为2，但但却却不不是是s区区元元素素，B项项错错误误。元元素素周周期期表中第表中第B族第族第B族的元素为过渡元素，全部为金属元素，族的元素为过渡元素，全部为金属元素，C项正确。项正确。答案答案C6.有有A、B、C、D、E五五种种元元素素。其其中中A为第第四四周周期期元元素素，与与D可可形形成成11和和21原原子
27、子个个数数比比的的化化合合物物；B为第第四四周周期期过渡渡元元素素，最最高高化化合合价价为7；C和和B是是同同周周期期的的元元素素，具具有有相相同同的的最最高高化化合合价价；D的的价价电子子排排布布式式为nsnnpn2，E元元素素的的基基态原原子子核外有核外有7个原子个原子轨道填充了道填充了电子。子。(1)试 写写 出出 下下 面面 三三 种种 元元 素素 的的 元元 素素 符符 号号 ： A_、 B_、C_。(2)写出写出D2的的电子排布式：子排布式：_。基基态E原子的原子的电子排布式：子排布式：_。(3)B位于位于_族，族，C位于位于_族。族。解解析析由由B为为第第四四周周期期过过渡渡元元
28、素素，最最高高化化合合价价为为7可可推推出出B是是锰锰元元素素；C和和B是是同同周周期期的的元元素素，具具有有相相同同的的最最高高化化合合价价，则则C是是溴溴元元素素；D的的价价电电子子排排布布式式为为nsnnpn2，D是是氧氧元元素素；A与与D可可形形成成11和和21原原子子个个数数比比的的化化合合物物，A是是钾钾元元素素。B位位于于第第四四周周期期，最最高高价价为为7价价，根根据据族族序序数数等等于于价价电电子子数数可可知知B位位于于第第B族族，Br原原子子最最外外层层也也是是7个个电电子子，属属于于主主族族元元素素，位位于于A族族。E元元素素的的基基态态原原子子核核外外有有7个原子轨道填
29、充了电子，其核外电子排布式为个原子轨道填充了电子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，该元素应为，该元素应为Al。答案答案(1)KMnBr(2)1s22s22p61s22s22p63s23p1(3)BA7.在在研研究究原原子子核核外外电子子排排布布与与元元素素周周期期表表的的关关系系时，人人们发现价价电子子排排布布相相似似的的元元素素集集中中在在一一起起。据据此此，人人们将将元元素素周周期期表表分分为五五个个区区，并并以以最最后后填填入入电子子的的轨道道能能级符号作符号作为该区的符号，如区的符号，如图所示。所示。(1)在在s区区中中，族族序序数数最最大大、原原子子序序数数最最小小
30、的的元元素素，原原子子的的价价电子子的的电子子云云形形状状为_。(2)在在d区区中中，族族序序数数最最大大、原原子子序序数数最最小小的的元元素素，常常见离离子子的的电子子排排布布式式为_，其其中中较稳定定的的是是_。(3)在在ds区区中中，族族序序数数最最大大、原原子子序序数数最最小小的的元元素素，原原子子的的价价电子子排排布布式式为_。(4)在在 p区区 中中 ， 第第 二二 周周 期期 第第 A族族 元元 素素 原原 子子 价价 电 子子 排排 布布 图 为_。(5)当今常用于核能开当今常用于核能开发的元素是的元素是铀和和钚，它，它们在在_区中。区中。解解析析(1)s区区为为第第A族族、第
31、第A族族，符符合合条条件件的的元元素素为为Be，其其电电子子排排布布式式为为1s22s2，价电子的电子云形状为球形。，价电子的电子云形状为球形。(2)d区区为为第第B族族第第B族族、第第族族，族族序序数数最最大大且且原原子子序序数数最最小小的的为为Fe，常常见见离离子子为为Fe2、Fe3，电电子子排排布布式式为为1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5，由由离离子的电子排布式可知子的电子排布式可知Fe3的的3d轨道轨道“半充满半充满”，其稳定性强于，其稳定性强于Fe2。(3)ds区符合条件的为区符合条件的为Zn，其电子排布式为，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，价电子排布式为，价电子排布式为3d104s2。(4)该题中符合题意的为该题中符合题意的为N，价电子排布图为，价电子排布图为 。(5)铀和钚均为锕系元素，位于铀和钚均为锕系元素，位于f区。区。
