1、第二节 原子结构与元素的性质第1课时原子结构与元素周期表发 展 目 标体 系 构 建1.能从微观角度理解原子结构与元素周期表中位置的关系，能从原子价电子数目、价电子排布的角度解释元素周期表中元素的分区及周期和族的划分。2.通过原子结构和元素在周期表中的位置分析推理其他元素的位置及性质，培养学生的模型认知能力。一、元素周期律、元素周期系和元素周期表1元素周期律：元素性质随着原子序数递增发生周期性的重复。2元素周期系：按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系。3元素周期表：呈现元素周期系的表格。微点拨：元素周期系只有一个，元素周期表多种多样。二、构造原理与元素周期表1核外电子排布与周期的划分(
2、1)电子排布与周期划分的本质联系周期外围电子排布各周期增加的能级元素种数A族0族最外层最多容纳电子数一1s11s221s2二2s12s22p682s、2p8三3s13s23p683s、3p8四4s14s24p684s、3d、4p18五5s15s25p685s、4d、5p18六6s16s26p686s、4f、5d、6p32七7s17s27p687s、5f、6d、7p32(2)规律：周期序数电子层数。本周期包含的元素种数对应能级组所含原子轨道数的2倍对应能级组最多容纳的电子数。2核外电子排布与族的划分(1)划分依据：取决于原子的价电子数目和价层电子排布。(2)特点：同族元素的价电子数目和价层电子排
3、布相同。(3)规律对主族元素，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(见下表)。价电子数与族序数相同。族序数AAAAAAA价电子排布ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5稀有气体元素：价电子排布为ns2np6(He除外)。某元素位于周期表中第四周期A族，你能否据此书写出该元素的价电子排布式、电子排布式？提示元素的价电子排布式为4s24p3，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。三、再探元素周期表1元素周期表的结构2元素周期表的分区(1)根据核外电子排布根据核外电子排布，可把周期表里的元素划分成5个
4、区：s区、p区、d区、ds区和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的符号。(2)根据元素金属性与非金属性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角位置，金属性较强的元素处于元素周期表的左下角位置。处于d区、ds区和f区的元素全部是金属元素。s区的元素除氢外，也全部是金属元素。根据周期表分区的依据，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。则p区元素价电子都是ns2np16吗？价电子为ns12的元素一定都在s区吗？提示都不是。p区He元素的价电子为2s2，可作为这两个问
5、题的特例。1判断正误(对的在括号内打“”，错的在括号内打“”。)(1)除零族外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数()(2)碱金属元素是指第A族的所有元素()(3)价电子数与最高化合价相等的元素一定是主族元素()(4)元素周期表5个区中都有金属元素()2元素周期表中，非金属元素存在的区域为()A只有s区B只有p区Cs区、d区和ds区Ds区和p区Ds区存在非金属元素H，大部分非金属元素存在于p区，而d区、ds区及f区的元素全部为金属元素。3写出具有下列电子排布的微粒的核电荷数、元素符号，以及在周期表中的位置。(1)A原子：1s22s22p5_、_；第_族、第_周期。(2)B：
6、1s22s22p63s23p6_、_；第_族、第_周期。(3)C原子：He2s22p3_、_；第_族、第_周期。(4)外围电子排布为3d54s2的原子：_、_；第_族、第_周期。解析(1)对于原子，核电荷数核外电子数，确定A元素为F，位于周期表中第二周期第A族。(2)对于阴离子，核电荷数核外电子数所带电荷数18117，故B为Cl；位于周期表中第三周期第A族。(3)将简化电子排布式还原为电子排布式，即1s22s22p3，判断C原子为N；位于周期表中第二周期第A族。(4)由构造原理知该元素原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，确定为Mn元素，位于第四周期第B族。答案(1)9F
7、A二(2)17ClA三(3)7NA二(4)25MnB四原子结构与元素周期表分区的关系元素周期表分区的简图如下所示：元素周期表的分区(1)在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素是什么元素？该元素原子的价电子的电子云什么形状？提示：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)Fe元素处于周期表中的哪个区？Fe2、Fe3的电子排布式怎样书写？两种离子更稳定的是谁？为什么？提示：Fe位于d区，常见离子为Fe2、Fe3，电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5，由离子的电子排布式可知Fe3的3
8、d轨道“半充满”，其稳定性强于Fe2。(3)某元素的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，据此判断该元素位于周期表中的哪一区？是何种元素？提示：该元素为Zn，位于ds区。各区元素的特点包括的元素价电子排布化学性质s区第A、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)d
9、10ns12(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)f014(n1)d02ns2镧系元素的化学性质非常相近，锕系元素的化学性质也非常相近1下列说法中正确的是()A所有金属元素都分布在d区和ds区B最外层电子数为2的元素都分布在s区C元素周期表中B族到B族10个纵行的元素都是金属元素Ds区均为金属元素Cs区除H外均为金属元素，A、D错；He、Zn等虽最外层电子数为2却不分布在s区元素，B错；周期表中B族B族为过渡元素，全部为金属元素，C正确。2元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的价电子排布式为ns(n1)np
10、(n1)，则下列说法不正确的是()XYZA.Y元素原子的价电子排布式为4s24p4BY元素在周期表的第三周期第A族CX元素位于元素周期表的p区DZ元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3AY元素原子的价电子排布式为ns(n1)np(n1)，由n12可得n3，Y元素原子的价电子排布式为3s23p4，则Y元素位于第三周期第A族，Z位于第四周期第A族，价电子排布式为4s24p3，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。X、Y、Z最外层电子填充在p轨道上，故X、Y、Z均位于p区。根据原子结构特征判断元素在周期表中的位置电子排布式价电子排布式1
11、关于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周期表中，元素所在的族序数等于原子的最外层电子数B元素周期表在不断完善与发展，A错误；俄国化学家门捷列夫制作了第一张元素周期表，C错误；周期表中副族的族序数不一定等于原子的最外层电子数。2下列是某些元素基态原子的电子排布式，其中表示第三周期元素的是()A1s22s1B1s22s22p5C1s22s22p63s2D1s22s22p63s23p64s1C元素所在的周期数与最高能层
12、序数n有关，原子的核外电子的最高能层序数为n时，该元素属于第n周期。故第三周期元素的最高能层序数为3，故选C。3按电子排布，可把周期表里的元素划分成5个区，以下元素属于s区的是()AFe BMg CAl DLaB周期表在分区时，依据最后一个电子所进入的能级来分(ds区除外)，若最后一个电子进入s轨道则为s区。A项Fe的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，为d区；B项Mg的电子排布式为1s22s22p63s2 ，为s区；C项Al的电子排布式为1s22s22p63s23p1，为p区；D项La为镧系元素，属于f区。4下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述正确的是(
13、)A原子的价电子排布式为ns2np16的元素一定是主族元素B基态原子的p能级上有5个电子的元素一定是第A族元素C原子的价电子排布式为(n1)d68ns2的元素一定位于第B第B族D基态原子的N层上只有1个电子的元素一定是主族元素B0族元素原子的价电子排布式为1s2(氦)或ns2np6，故A项错误；原子的价电子排布式为(n1)d68ns2的元素位于第族，故C项错误；基态原子的N层上只有1个电子的元素除了主族元素外，还有部分副族元素，如Cu、Cr，故D项错误。5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能级
14、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族元素原子价轨道表示式为_。(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元素为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区符合条件的元素为Zn，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，价电子排布式为3d104s2；(4)该题中符合题意的元素为N，其价轨道表示式为；(5)铀和钚均为锕系元素，位于f区。答案(1)球形(2)Fe2：1s22s22p63s23p63d6，Fe3：1s22s22p63s23p63d5Fe3(3)3d104s2(4) (5) f
