【高中化学】原子结构与元素周期表 课件 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修2.pptx

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1、第一章原子结构与性质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俄国科学家门捷列夫俄国科学家门捷列夫2019年被联合国批准为年被联合国批准为“国际化学国际化学元素周期表年元素周期表年”。,同时也是化学元素同时也是化学元素周期表发明周期表发明150周年。周年。天才就是这样，终生努力，便成天才天才就是这样，终生努力，便成天才!诞生依据意义1869年，俄国化学家门捷列夫编制出第一张元素周期表按相对原子质量由小到大排列，将化学性质相似的元素放在同一纵列揭示了元素间的内在联系，成为化学发展史上的重要里程碑之一发展元素周期表中为未知元素留下的空位先后被填满现行编排依据：相对原子质量核电荷数，形成

2、现行的元素周期表1元元素周期表的发展历程素周期表的发展历程一、元素周期表一元素周期表的结构和编排规则1.原子序数定义：按照元素在周期表中的位置给元素编号，得到原子序数。原子序数与元素的原子结构之间存在着如下关系：原子序数质子数核电荷数核外电子数2.周期表编排规则：把电子层数相同的元素按照原子序数依次递增的顺序从左到右排列成一横行叫周期。把不同横行中最外层电子数相同的元素按照电子层数递增的顺序排列成纵行叫族。二周期和族1周期：元素周期表共有七个横行，每一横行称为一个周期，故元素周期表共有七个周期周期序数与电子层数的关系：周期序数=核外电子层数周期的分类元素周期表中，我们把1、2、3周期称为短周期

3、，4、5、6、7周期称为长周期。类别周期序数起止元素 包括元素种数 核外电子层数短周期1HHe212LiNe823NaAr83长周期4KKr1845RbXe1856CsRn3267Fr118号327二周期和族2族：元素周期表共有18个纵行，除了8、9、10三个纵行称为外，其余的每一个纵行称为一个族，故元素周期表共有16个族。族的序号一般用罗马数字表示。族的分类元素周期表中，我们把18个纵行共分为16个族，其中7个主族，7个副族，一个VIII族，一个0族。(本套书把第VIII族归为副族，不标B)a主族：由短周期元素和长周期元素共同构成的族，用A表示：A、IIA、IIIA、IVA、VA、VIA、V

4、IIAb副族：完全由长周期元素构成的族，用B表示：B、IIB、IIIB、IVB、VB、VIB、VIIBc第族：8、9、10三个纵行d零族：第18纵行，即稀有气体元素二周期和族主族序数与最外层电子数的关系：主族序数=最外层电子数各主族元素从上向下都是原子序数依次增大；族的别称A（除H外）称为碱金属元素A称为碱土金属元素A称为碳族元素A称为氮族元素A称为氧族元素A称为卤族元素副族和第族全部是金属元素；又称为过渡金属元素拓展：1-20号元素原子核外电子排布特点最外层电子数为1的原子有:H、Li、Na、K最外层电子数为2的原子有:He、Be、Mg、Ca最外层电子数=次外层电子数一半的原子:Li、Si最

5、外层电子数=次外层电子数的原子:Be、Ar最外层电子数=次外层电子数2倍的原子:C最外层电子数=次外层电子数3倍的原子:O最外层电子数=电子层数一半的原子:Li、Ca最外层电子数=电子层数的原子:H、Be、Al最外层电子数=电子层数2倍的原子:He、C、S最外层电子数=电子层数3倍的原子:O最外层电子数=内层电子数一半的原子:Li、P原子核内无中子的原子:1H1.位置与结构形成化合物种类最多的元素、单质是自然界硬度最大物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素是C空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是N地壳中含量最多的元素、氢化物沸点最高的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元

6、素是O等物质的量的单质最轻的元素是H,最轻的金属单质是Li单质在常温下呈液态的非金属元素是Br,金属元素是Hg元素的气态氢化物和它最高价氧化物对应的水化物能起化合反应的元素是N;能起氧化还原反应的元素是S元素的单质在常温下能与水反应并放出气体的短周期元素:Li、Na、F2.含量与物理性质一.元素周期律、元素周期系和元素周期表l原子结构与元素周期表元素周期律元素的性质随元素原子的核电荷数递增发生周期性递变元素周期系元素按其原子核电荷数递增排列的序列元素周期表呈现周期系的表格，元素周期系只有一个，元素周期表多种多样元素周期表能体现元素周期律，元素周期系只有一个，但元素周期表多种多样。又称短式周期表

7、；重要特征：从第四周期开始每个周期截成两截，第17族分主副族，第八族称为过渡元素。n三张有重要历史意义的周期表门捷列夫门捷列夫元素周期表(相对原子质量排序)维尔纳维尔纳周期表是特长式周期表，每个周期一行，各族元素、过渡金属、稀有气体、镧系和锕系，各有各的位置，同族元素上下对齐，它确定了前五个周期的元素种类。(2881818)维尔纳的特长式周期表个别有差异玻尔把2128、3946等元素用方框框起，这些框内元素的原子新增加的电子是填入内层轨道的，他已经用原子结构解释元素周期系了，玻尔确定了第六周期为32种元素，还用直线连接前后周期的相关元素(同族元素)，因为他已知它们的价电子数相等。玻尔构造原理与

8、元素周期表之间存在什么关系呢？问题探究问题探究二、构造原理与元素周期表1.核外电子排布与周期的划分核外电子排布与周期的划分(1)电子排布与周期划分的本质联系28 8 18 18 第一周期从_开始，以_结束；其余各周期总是从_能级开始，以_能级结束。1s11s2nsnp(2)规律每一周期对应一个能级组。周期序数能级组中最大能层序数。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=增加的能级容纳的最多电子数增加的能级容纳的最多电子数。(3)现行元素周期表共分为7个周期。(Pd除外)元素周期表的形成若以一个方格代表一种元素，每个周期排一个横排，并按s、p、d、f分段，左

9、侧对齐，可得到如下元素周期表：怎么和书末的元素周期表不一样呢？7s5f6d7p1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p元素周期表的形成将s与p段两端对齐将p段与p段对齐d段与d段对齐f段单独列出ns1ns2ns2np1-5(n-1)d1-8ns2nd10ns1-2一、原子结构与元素周期表一、原子结构与元素周期表重新认识元素周期表重新认识元素周期表最后填充的电子有的是s轨道；有的是p轨道；有的d轨道，所以元素周期表分成了_，_，_，_，_五个区s p d ds fs p d ds fIA IIAIA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB I

10、IIA IVA VA VIA VIIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA 0 0s sp pd ddsdsf f元素周期表的分区根据核外电子的排布分区按电子排布式中可将元素周期表分为s、p、d、f4个区，而B、B族这2个纵行的元素的核外电子可理解为先填满了_能级而后再填充 能级而得名ds区。能级符号(n1)dnsHeHe例外例外2.根据元素金属性与非金属性分区根据元素金属性与非金属性分区(1)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

11、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。(2)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。主族序数主族序数AAAAAAA价电子排布式价电子排布式列数列数121314151617价电子数价电子数ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np51234567主族从主族从IAA族，价层电子全部排布在族，价层电子全部排布在ns或或nsnp能级上。能级上。主族序数=价层电子数=最外层电子数将下列各主族元素的价电子数、价电子排布式填入表中将下列各主族元素的价电子数、价电子排布式填入表中核外电子排布与族的关系s s电子数电子数

12、电子数电子数/(/(/(/(s sp p)电子数电子数电子数电子数主族数主族数A A0 0HHeA AA AA AA AA AA ALiBeBCNOFNeNaMgB BB BB BB BB BB BB BKRbCsFr请写出下列零族元素的价电子排布式。请写出下列零族元素的价电子排布式。请你试一试请你试一试1s1s2 2n ns s2 2n np p6 62.2核外电子排布与族的划分核外电子排布与族的划分主族主族外围电子排布外围电子排布 n ns s1 12 2n ns s2 2n np p1 15 5外围电子数外围电子数s s或或或或 s sp p零族零族外围电子排布外围电子排布 1s1s2

13、2n ns s2 2n np p6 6副族副族元素元素21Sc22Ti23V24Cr25Mn29Cu30Zn26Fe27Co28Ni族数族数价电价电子排子排布式布式价电价电子数子数BBBBBBB3d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d104s13d104s23456以第四周期副族元素为例，填写下表以第四周期副族元素为例，填写下表73d64s23d74s23d84s289101112过渡元素价层电子排布为过渡元素价层电子排布为(n1)d110ns12。BB族族：价层电子数价层电子数=族序数族序数第第族族：族序数族序数=该族的第该族的第1列元素的价层电子数列元素的价层电子数

14、第第B、第第B族：族序数族：族序数=最外层最外层(ns)电子数电子数过渡元素原子的价层电子数过渡元素原子的价层电子数=纵列数纵列数(镧系、锕系除外镧系、锕系除外)。核外电子排布与族的划分核外电子排布与族的划分主族主族零族零族外围电子排布外围电子排布 1s2ns2np6过渡元素过渡元素外围电子排布外围电子排布(n n1 1)d d1 11010n ns s1 12 2族序数族序数B、B族族族数族数外围电子排布外围电子排布 ns12ns2np15外围电子数外围电子数s或或spB、B、B、B、B族族(n n1 1)d dn ns s 电子数电子数电子数电子数n ns s电子数电子数电子数电子数族数族

15、数(He除外)(除钯外)方方法技法技巧巧元素在周期表中位置的确定方法元素在周期表中位置的确定方法(1)原子序数小于20的元素，可直接依据原子结构示意图确定元素在周期表中的位置，其中能层数为周期数，最外层电子数为主族的族序数。(2)原子序数大于20的元素，可依据电子排布式确定元素在周期表中的位置具体方法如下：课后课后练习练习1 11、根据前四周期元素原子核外电子排布特点，回答下列问题：(1)价电子层有2个未成对电子的有_；有3个未成对电子的有_。(2)未成对电子数与周期数相等的元素有_。2、第四周期中，未成对电子数最多的元素是_(填名称)。(1)它位于_族。(2)核外电子排布式是_。(3)它有_

16、个能层，_个能级，_种运动状态不同的电子。(4)价电子排布式_，价电子排布图_。(5)属于_区。3、根据4s24p4回答问题：该元素位于_区，为第_周期_族，是_元素(填名称)。课后作业：课后作业：点金训练点金训练第二节第一课时第二节第一课时某元素某元素R基态原子的价电子排布为基态原子的价电子排布为5s25p1，则则R元素元素在元素周期表中的位置在元素周期表中的位置A.第四周期第第四周期第A族族B.第五周期第第五周期第A族族C.第五周期第第五周期第A族族D.第四周期第第四周期第A族族考考你自己考考你自己解析解析：最外层只有最外层只有12个个s电子电子，次外层无次外层无d电子电子，价电子排布为价

17、电子排布为ns12(包包括括A、A族族)的元素属于的元素属于s区元素区元素，只有只有Mg符合。符合。1.根据核外电子排布特点根据核外电子排布特点，铜元素在元素周期表中属于铜元素在元素周期表中属于A.s区区B.p区区C.d区区D.ds区区你学会了吗你学会了吗？2.按核外电子层结构按核外电子层结构，可把周期表里的元素划分成可把周期表里的元素划分成5个区个区，以下以下元素属于元素属于s区的是区的是A.FeB.MgC.AsD.Zn下面元素周期表中全部是金属元素的区域为下面元素周期表中全部是金属元素的区域为A.s区区B.p区区 C.d区区 D.ds区区看谁做得既准又快看谁做得既准又快指出下列元素是主族元

18、素还是副族元素指出下列元素是主族元素还是副族元素，及其在元素周期表中及其在元素周期表中的位置。的位置。1.1s22s22p63s2是是族元素族元素，位于周期表中第位于周期表中第周期第周期第_族族，属于属于区元素。区元素。2.Kr4d105s25p2是是族元素族元素，位于周期表中第位于周期表中第周期第周期第_族族，属于属于区元素。区元素。3.Ar3d14s2是是族元素族元素，位于周期表中第位于周期表中第周期第周期第_族族，属于属于区元素。区元素。4.Ar3d104s1是是族元素族元素，位于周期表中第位于周期表中第周期第周期第族族，属于属于区元素。区元素。问题解决问题解决主主s三三AA主主五五pB

19、副副四四dB副副四四ds（4）在周期表里找出在周期表里找出Cr和和Cu的价层电子。它们的电子排布符合构的价层电子。它们的电子排布符合构造原理吗造原理吗?此外还有哪些元素的基态原子电子排布不符合构造原理此外还有哪些元素的基态原子电子排布不符合构造原理?（5）预言）预言119号元素基态原子最外层电子排布；预言第八周期有多号元素基态原子最外层电子排布；预言第八周期有多少种元素。少种元素。Cr的价层电子排布式为的价层电子排布式为3d54s1，Cu的价层电子排布式为的价层电子排布式为3d104s1，不符合构造原理，不符合构造原理(它们的它们的3d轨道达到半充满或全充满结构，是一种轨道达到半充满或全充满结

20、构，是一种能量较低的稳定结构能量较低的稳定结构)。此外。此外,Mo、Ag、Au、Ru、Pd、Nb、Pt、Rh、La、Ce、Gd、Ac、Th、Pa、U、Np、Cm等的基态原子电子等的基态原子电子排布均不符合构造原理。排布均不符合构造原理。119号元素的基态原子最外层电子排布为号元素的基态原子最外层电子排布为8s1。第八周期应有第八周期应有50种元素。种元素。探究探究讨论讨论(书书21页页)1、正误判断正误判断(1)价电子一定是最外层电子价电子一定是最外层电子()(2)元素的价电子数一定等于其所在族的族序数元素的价电子数一定等于其所在族的族序数()(3)同一族元素的价电子数一定相同同一族元素的价电

21、子数一定相同()(4)基态原子的基态原子的N层上只有一个电子的元素，一定是第层上只有一个电子的元素，一定是第A族元素族元素()(5)原子的价电子排布为原子的价电子排布为(n1)d68ns2的元素一定是过渡元的元素一定是过渡元素素()2、已已知知某某元元素素2价价离离子子的的电电子子排排布布式式为为1s22s22p63s23p6，该元素在周期表中属于（该元素在周期表中属于（）A.第第B族族B.第第B族族C.第第族族D.第第A族族D D探究探究讨论讨论(书书21页页)（3）处于非金属与金属分界线上的元素常被称为半金属或类金属，）处于非金属与金属分界线上的元素常被称为半金属或类金属，为什么？为什么？

22、由于由于元素的金属性和非金属性之间并没有严格的界限，处于金元素的金属性和非金属性之间并没有严格的界限，处于金属与非金属属与非金属分界线上分界线上的元素既能表现出一定的的元素既能表现出一定的金属性，金属性，又能表现出又能表现出一定的一定的非金属性，非金属性，因此这些元素常被称为半金属或类金属。因此这些元素常被称为半金属或类金属。探究探究讨论讨论(书书21页页)（2）按照核外电子排布，可把元素周期表划分成按照核外电子排布，可把元素周期表划分成5个区个区，如图，如图1-19所示。除所示。除ds区外，各区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级区外，各区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。的符

23、号。s区、区、d区和区和p区分别有几个列？为什么区分别有几个列？为什么s区区(除氢元素除氢元素)、d区和区和ds区的元素都是金属元素？区的元素都是金属元素？s区有区有2列，列，d区有区有8列，列，p区有区有6列。列。s区区元素的价层电子排布通式为元素的价层电子排布通式为ns12，d区区元素的价层电子排布元素的价层电子排布通式为通式为(n-1)d19ns12，ds区区元素的价层电子排布通式为元素的价层电子排布通式为(n-1)d10ns12，它们的最外层电子数均不超过，它们的最外层电子数均不超过2，在化学反应中容易失去电子，在化学反应中容易失去电子，所以所以s区区(除除H外外)、d区和区和ds区的

24、元素都是金属元素。区的元素都是金属元素。1、下列各元素是主族元素还是副族元素？位于周期表、下列各元素是主族元素还是副族元素？位于周期表中的第几周期和哪个族？属于哪个区？中的第几周期和哪个族？属于哪个区？（1）1s22s22p63s23p5（2）Kr4d105s25p2（3）Ar3d34s2（4）Ar3d104s1（5）Ar4s1主族主族 第三周期第第三周期第A族族p区区主族主族 第五周期第第五周期第A族族p区区副族副族 第四周期第第四周期第B族族d区区副族副族 第四周期第第四周期第B族族ds区区主族主族 第四周期第第四周期第A族族s区区2、下列说法正确的是下列说法正确的是()A.所有金属元素都

25、分布在所有金属元素都分布在d区和区和ds区区B.最外层电子数为最外层电子数为2的元素都分布在的元素都分布在s区区C.元元素素周周期期表表中中第第B族族到到第第B族族10个个纵纵列列的的元元素素都都是金属元素是金属元素D.基态原子的基态原子的p能级上半充满的元素不一定位于能级上半充满的元素不一定位于p区区C3、下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的价层电子排布特点的有关叙述正确的是（价层电子排布特点的有关叙述正确的是（）A.O的基态原子中，的基态原子中，2p能级为半充满，属于能级为半充满，属于p区元素区元素B.Cu位于元素周期表中第四周期第位于元素周期表中第四周期第B族，属于族，属于ds区元素区元素C.最外层电子排布式为最外层电子排布式为4s1，一定属于第，一定属于第A族族D.最外层电子排布式为最外层电子排布式为ns2np1，该元素可能是第，该元素可能是第A族或第族或第B族族B B4、已知基态已知基态R2的核外电子排布式为的核外电子排布式为Ar3d7，则有关，则有关R元素的说法错误的是元素的说法错误的是()A.质子数为质子数为27B.在周期表中位于第在周期表中位于第B族族C.在周期表中处于在周期表中处于d区区D.属于过渡金属元素属于过渡金属元素B B