2025春高二化學(xué)選擇性必修2 （配人教版）第一章 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 第二節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì) 第1課時(shí) 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表

原子結(jié)構(gòu)與元素周期表第1課時(shí)第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過探究原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系,能從微觀角度說明周期表中原子結(jié)構(gòu)和位置、價(jià)態(tài)、元素種類等之間的關(guān)系。2.通過認(rèn)識元素周期表的分區(qū),能從原子價(jià)電子數(shù)目、價(jià)層電子排布的角度解釋元素周期表中元素的分區(qū)、周期和族的劃分及其與各區(qū)元素化學(xué)性質(zhì)的關(guān)系。3.通過已知的原子結(jié)構(gòu)和元素在周期表中的位置關(guān)系,能分析推理其他元素的位置及原子結(jié)構(gòu)。任務(wù)分項(xiàng)突破『自主梳理』1.元素周期律、元素周期系和元素周期表(1)元素周期律:元素的性質(zhì)隨原子序數(shù)遞增而呈周期性的變化。(2)元素周期系和元素周期表。學(xué)習(xí)任務(wù)1探究原子結(jié)構(gòu)與元素周期表原子序數(shù)原子核電荷數(shù)元素周期系22.構(gòu)造原理與元素周期表(1)核外電子排布與周期的劃分。電子排布與周期劃分的本質(zhì)聯(lián)系第一周期從

開始,以

結(jié)束;其余各周期總是從

能級開始,以

結(jié)束。8818181s11s2nsnp(2)規(guī)律。①每一周期對應(yīng)一個(gè)能級組。②周期序數(shù)=能級組中最大能層序數(shù)。③本周期包含的元素種數(shù)=對應(yīng)能級組所含原子軌道數(shù)的2倍=對應(yīng)能級組最多容納的電子數(shù)。④現(xiàn)行元素周期表共分為7個(gè)周期。ⅠA(3)核外電子排布與族的劃分。①劃分依據(jù)及特點(diǎn):同族元素的

相同,這是同族元素性質(zhì)相似的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。②規(guī)律。A.同主族元素原子的價(jià)層電子排布完全相同,如第ⅠA族元素基態(tài)原子價(jià)層電子排布式為ns1,價(jià)層電子數(shù)與族序數(shù)

。B.過渡元素最外層電子排布式均為

(Pd為4d10除外),所以均為

元素。③現(xiàn)行元素周期表有18個(gè)縱行,共分為

個(gè)族。價(jià)層電子數(shù)相同ns1～2金屬16『互動(dòng)探究』1869年俄國科學(xué)家門捷列夫制作了歷史上第一張?jiān)刂芷诒?他將當(dāng)時(shí)已知的63種元素按相對原子質(zhì)量大小并以表的形式排列,把有相似化學(xué)性質(zhì)的元素放在同一列,制成門捷列夫周期表,又稱短式周期表,是現(xiàn)代元素周期表的雛形。探究核外電子排布與元素周期表的關(guān)系問題1:元素周期表中周期和族的劃分依據(jù)是什么?提示:元素周期表中周期的劃分依據(jù)是元素原子的電子層數(shù),而族的劃分依據(jù)則是元素原子的價(jià)層電子數(shù)。問題2:某元素基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為4s24p1,則該元素在元素周期表中處于什么位置?提示:第四周期第ⅢA族。問題3:某元素位于周期表中第四周期第ⅥA族,試寫出該元素的名稱及其基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式和電子排布式。提示:該元素為硒,基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為4s24p4,電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p4。問題4:門捷列夫周期表中第Ⅷ族(鐵、鈷、鎳等“三素組”)稱為過渡元素,現(xiàn)在的長式周期表中過渡元素原子價(jià)層電子排布有何規(guī)律?第Ⅷ族元素原子的價(jià)層電子數(shù)是否都等于其族序數(shù)?提示:過渡元素的原子,價(jià)層電子排布為(n-1)d1～10ns1～2(鑭系、錒系、鈀除外),雖然同一副族元素原子的電子層數(shù)從上到下逐漸增加,但價(jià)層電子排布卻基本相同。第Ⅷ族元素原子的價(jià)層電子排布為(n-1)d6～9ns1～2(鈀為4d10),并不都等于其族序數(shù)。歸納拓展1.核外電子排布與周期的劃分(1)元素周期系的形成。(2)原子核外電子排布與元素周期表中周期劃分的本質(zhì)聯(lián)系。2.核外電子排布與族序數(shù)之間的聯(lián)系(1)主族元素的價(jià)層電子排布。主族序數(shù)ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA價(jià)層電子排布ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5①主族元素的族序數(shù)=價(jià)層電子總數(shù)=最高正價(jià)(O、F除外)。②同主族元素原子的價(jià)層電子排布相同,價(jià)層電子全部排布在ns或nsnp軌道上。(2)稀有氣體的價(jià)層電子排布為1s2或ns2np6。(3)過渡元素(以第四周期為例)的價(jià)層電子排布:族序數(shù)價(jià)層電子排布ⅢB3d14s2ⅣB3d24s2ⅤB3d34s2ⅥB3d54s1ⅦB3d54s2Ⅷ3d6～84s2ⅠB3d104s1ⅡB3d104s2(4)有關(guān)規(guī)律。①主族元素的最外層電子數(shù),即價(jià)層電子數(shù)為其族序數(shù)。②第ⅢB～第ⅦB族元素原子的價(jià)電子數(shù)目等于族序數(shù)。③第Ⅷ族元素原子的價(jià)層電子排布為(n-1)d6～9ns1～2(鈀除外,為4d10),其價(jià)層電子數(shù)為其在周期表中的列數(shù)。④第ⅠB族和第ⅡB族ns電子數(shù)為其族序數(shù)。⑤稀有氣體元素單獨(dú)列為0族。『題組例練』1.下列基態(tài)原子的最外層電子排布式表示的元素,不一定屬于主族元素的是(

)A.2s2 B.3s23p1 C.4s2 D.4s24p5√解析:基態(tài)原子的最外層電子排布式2s2,為Be,為第二周期第ⅡA族元素,一定屬于主族元素,A項(xiàng)不符合題意;基態(tài)原子的最外層電子排布式3s23p1,為第三周期第ⅢA族元素,一定屬于主族元素,B項(xiàng)不符合題意;基態(tài)原子的最外層電子排布式4s2,可能是第ⅡA族元素或過渡元素,不一定屬于主族元素,C項(xiàng)符合題意;基態(tài)原子的最外層電子排布式4s24p5,為第四周期第ⅦA族元素,一定屬于主族元素,D項(xiàng)不符合題意。2.下列關(guān)于價(jià)層電子排布式為3d54s2的元素的說法不正確的是(

)A.原子序數(shù)為25B.價(jià)層電子數(shù)為7C.位于第四周期第ⅦB族D.位于第四周期第ⅤB族√解析:題給元素原子的最大電子層數(shù)為4,應(yīng)位于元素周期表第四周期,3d和4s能級電子數(shù)之和為7,應(yīng)在第7列,位于第ⅦB族,價(jià)層電子數(shù)為7,原子序數(shù)為25,故D錯(cuò)誤。3.已知下列元素基態(tài)原子的核外電子排布,分別判斷其元素符號、原子序數(shù)并指出其在周期表中的位置。元素元素符號原子序數(shù)區(qū)周期族A:1s22s22p63s1B:C:3d104s1D:[Ne]3s23p4E:Na11s三ⅠAFe26d四ⅧCu29ds四ⅠBS16p三ⅥACl17p三ⅦA解析:由電子排布式判斷A為11號元素Na;由原子結(jié)構(gòu)示意圖可知x=26,B為26號元素Fe;由價(jià)層電子排布式判斷C為29號元素Cu;由電子排布式判斷D為16號元素S;由基態(tài)原子的軌道表示式判斷E為17號元素Cl。再根據(jù)最大能層序數(shù)等于周期序數(shù)確定元素所處的周期;元素A、D、E為主族元素,主族元素的價(jià)層電子總數(shù)等于主族序數(shù);C元素的價(jià)層電子排布式為3d104s1,s能級電子數(shù)為1,應(yīng)為ds區(qū)的第ⅠB族。學(xué)習(xí)任務(wù)2再探元素周期表『自主梳理』1.元素周期表的分區(qū)(1)根據(jù)核外電子的排布分區(qū)。按構(gòu)造原理最后填入電子的

可將元素周期表分為s、p、d、f4個(gè)區(qū),而第ⅠB、第ⅡB族這2個(gè)縱列的元素的核外電子因先填滿了

能級而后再填充

能級而得名ds區(qū)。5個(gè)區(qū)的位置關(guān)系如圖所示。能級符號(n-1)dns(2)根據(jù)元素的金屬性和非金屬性分區(qū)。2.元素的對角線規(guī)則(1)在元素周期表中,某些主族元素與右下方的主族元素(如圖)的有些性質(zhì)是相似的(如鋰和鎂在過量的氧氣中燃燒均生成正常氧化物,而不是過氧化物),這種相似性被稱為對角線規(guī)則。(2)處于“對角線”位置的元素,它們的性質(zhì)具有相似性。[示例]鋰與鈉雖屬于同一主族,但鋰與鈉的性質(zhì)相差較大,而鋰的化學(xué)性質(zhì)與鎂更相似。如①鋰和鎂在O2中燃燒,并不生成過氧化物,都只生成氧化物(

、MgO)。②鋰和鎂都能直接與N2反應(yīng)生成氮化物(

、Mg3N2)。③鋰和鎂的氫氧化物在加熱時(shí)都可分解生成氧化物(

、MgO)和H2O。④鋰和鎂的碳酸鹽均不穩(wěn)定,受熱均能分解生成相應(yīng)氧化物和

。⑤含鋰和鎂的某些鹽,如碳酸鹽、磷酸鹽等均

溶于水。Li2OLi3NLi2OCO2難『互動(dòng)探究』探究元素性質(zhì)與元素周期表的分區(qū)問題1:s區(qū)的元素都是金屬元素嗎?哪些區(qū)的元素都是金屬元素?提示:s區(qū)的氫元素為非金屬元素。d區(qū)、ds區(qū)、f區(qū)的元素都是金屬元素。問題2:鉻元素的基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式如何表示?它的電子排布符合構(gòu)造原理嗎?此外還有哪些元素的基態(tài)原子電子排布不符合構(gòu)造原理,它們位于周期表哪個(gè)區(qū)?提示:3d54s1。不符合。Mo、Cu、Ag、Au基態(tài)原子電子排布不符合構(gòu)造原理;鉻、鉬位于元素周期表d區(qū)的第ⅥB族,銅、銀、金位于元素周期表ds區(qū)的第ⅠB族。問題3:鍺元素在元素周期表中位于哪個(gè)分區(qū)?與鍺一樣處于非金屬與金屬分界線上的元素常被稱為半金屬或類金屬,為什么?提示:鍺的價(jià)層電子排布式為4s24p2,位于p區(qū)。在元素周期表中位于金屬和非金屬分界線上的元素兼有金屬和非金屬的性質(zhì),位于此處的元素(如硼、硅、鍺、砷、銻等)常被稱為半金屬或類金屬(一般可用作半導(dǎo)體材料)。問題4:為什么在元素周期表中非金屬元素主要集中在右上角三角區(qū)?提示:右上角三角區(qū)元素的p區(qū)元素能層較少,容易得到電子達(dá)到相對穩(wěn)定結(jié)構(gòu),呈現(xiàn)非金屬性,屬于非金屬元素。歸納拓展1.各區(qū)元素原子的價(jià)層電子排布、元素的位置及性質(zhì)分區(qū)元素分布價(jià)層電子排布元素性質(zhì)特點(diǎn)s區(qū)第ⅠA族、第ⅡA族ns1～2除氫外,這些元素都是活潑金屬元素p區(qū)第ⅢA～第ⅦA族、0族ns2np1～6通常是最外層電子參與反應(yīng)d區(qū)第ⅢB～第ⅦB族、第Ⅷ族(除鑭系、錒系外)(n-1)d1～9ns1～2d軌道可以不同程度地參與化學(xué)鍵的形成ds區(qū)第ⅠB族、第ⅡB族(n-1)d10ns1～2金屬元素f區(qū)鑭系、錒系(n-2)f0～14(n-1)d0～2ns2鑭系元素化學(xué)性質(zhì)相近,錒系元素化學(xué)性質(zhì)相近2.金屬與非金屬交界處元素的性質(zhì)特點(diǎn)在元素周期表中位于金屬和非金屬分界線附近的元素兼有金屬和非金屬的性質(zhì),位于此處的元素(如硼、硅、鍺、砷、銻等)常被稱為半金屬或類金屬(一般可用作半導(dǎo)體材料)?！侯}組例練』題點(diǎn)一元素周期表的結(jié)構(gòu)與分區(qū)1.下列說法正確的是(

)A.s區(qū)均為金屬元素B.最外層電子數(shù)為2的元素都分布在s區(qū)C.元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10個(gè)縱列的元素都是金屬元素D.所有金屬元素都分布在d區(qū)和ds區(qū)√解析:氫元素在s區(qū),屬于非金屬元素,A錯(cuò)誤;氦元素原子的最外層電子數(shù)為2,在p區(qū),部分副族元素最外層電子數(shù)為2,在d區(qū)或ds區(qū),不在s區(qū),B錯(cuò)誤;元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10個(gè)縱列的元素,稱為過渡元素,全部為金屬元素,C正確;大部分金屬元素都分布在d區(qū)和ds區(qū),少數(shù)金屬元素分布在s區(qū)和p區(qū),D錯(cuò)誤。2.已知某些元素在元素周期表中的位置如圖所示。下列說法正確的是(

)A.表中五種元素位于3個(gè)不同的區(qū)B.元素④的基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為3d104s2,與它具有相同最外層電子數(shù)的元素只可能處于ds區(qū)C.元素①②③的基態(tài)原子中,未成對電子數(shù)之比為1∶3∶4D.元素⑤的原子結(jié)構(gòu)示意圖為,其屬于金屬元素√解析:表中五種元素依次位于s、p、d、ds和p區(qū),共4個(gè)不同的區(qū),故A錯(cuò)誤;元素④為鋅,其基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為3d104s2,最外層電子數(shù)為2,屬于ds區(qū)元素,與它具有相同最外層電子數(shù)的元素很多,例如Be、Mg等第ⅡA族元素最外層電子數(shù)均為2,屬于s區(qū)元素,也有Fe等位于d區(qū)等最外層電子數(shù)為2的元素,故B錯(cuò)誤;元素①②③分別是H、O、Fe,它們的基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式分別為1s1、2s22p4、3d64s2,未成對電子數(shù)分別為1、2和4,故未成對電子數(shù)之比為1∶2∶4,故C錯(cuò)誤;元素⑤位于第四周期第ⅣA族,為32號元素鍺(Ge),屬于金屬元素,故D正確。題點(diǎn)二元素在元素周期表中的位置推斷3.已知元素原子的下列結(jié)構(gòu)或性質(zhì),能確定其在元素周期表中位置的是(

)A.某元素原子的第二電子層電子排布圖為

B.某元素在某種化合物中的化合價(jià)為+4價(jià)C.某元素原子的最外層上電子數(shù)為6D.某元素原子的價(jià)層電子排布式為5s25p1√解析:A項(xiàng)只能說明該元素的L層有8個(gè)電子,無法確定其在周期表中的位置,不符合題意;僅通過化合價(jià)無法確定元素在周期表中的位置,B項(xiàng)不符合題意;根據(jù)最外層電子數(shù)只能確定族序數(shù),無法確定周期數(shù),C項(xiàng)不符合題意;D項(xiàng)可確定該元素在第五周期第ⅢA族,符合題意。4.已知某元素+3價(jià)離子的基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d3,該元素在周期表中的位置正確的是(

)A.第三周期第ⅢB族,d區(qū)B.第三周期第ⅣB族,d區(qū)C.第四周期第ⅤB族,d區(qū)D.第四周期第ⅥB族,d區(qū)√解析:題給元素+3價(jià)離子的基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d3,則該元素原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1,該元素的最高能層為第四能層,所以是第四周期元素,價(jià)層電子排布式為3d54s1,所以是第ⅥB族元素,位于d區(qū),選D。思維建模根據(jù)原子結(jié)構(gòu)特征判斷元素在元素周期表中的位置5.鎂、鋰在元素周期表中具有特殊“對角線”關(guān)系,它們的性質(zhì)相似。下列有關(guān)鋰的性質(zhì)的敘述,不正確的是(

)A.Li2SO4能溶于水B.LiOH是易溶于水、受熱不分解的強(qiáng)堿C.Li遇濃硫酸不產(chǎn)生“鈍化”現(xiàn)象D.Li2CO3受熱分解,生成Li2O和CO2√解析:對于Li及其化合物不熟悉,但是對于Mg及其化合物比較熟悉,故用類比的方法解答此題。本題選B。題點(diǎn)三對角線規(guī)則的應(yīng)用『知識整合提升』學(xué)科素養(yǎng)測評原子結(jié)構(gòu)與元素周期表存在著內(nèi)在聯(lián)系,按要求回答下列問題。(1)根據(jù)元素電子排布可以確定元素在周期表中的位置。①具有(n-1)d10ns2電子排布的元素位于周期表中第

族。

ⅡB解析:(1)①具有(n-1)d10ns2電子排布的元素位于周期表第ⅡB族。②基態(tài)金原子的價(jià)層電子排布式為5d106s1,試判斷金元素在元素周期表中位于第

周期第

族。

六解析:②金元素基態(tài)原子的價(jià)層電子排布式為5d106s1,應(yīng)位于第六周期第ⅠB族。ⅠB③已知某元素+2價(jià)離