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江西省鹰潭市第一中学人教版高中化学选修3 物质结构与性质 第一章 第二节 原子结构与元素的性质(第1课时)


江西省教育信息技术研究“十二五”规 划2012年度课题《基于网络的高中化学 课件库的建设与应用研究》 (课题编号:GDK-2012-G-72883)
主持人:桂耀荣

2013-9-28

江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣

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新课标人教版高中化学课件系列
选修3 物质结构与性质

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
江西省鹰潭市第一中学 桂耀荣

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原子结构与元素周期表

【教学目标】 认识原子结构与元素周期系的关 系,了解周期系的应用价值。

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原子结构与元素周期表

知识回顾:元素周期表的结构(由周期与族构成) 第1周期(H--He):2 种元素

短周期

第2周期(Li--Ne):8 种元素

第3周期(Na--Ar):8 种元素
第4周期(K--Kr):18 种元素

周期

长周期

第5周期(Rb--Xe):18 种元素

(横行)

第6周期(Cs--Rn):32 种元素 镧57La – 镥71Lu 共15 种元素称镧系元素

不完全周期第7周期:26种元素 (应32种)
锕89Ac – 铹103Lr 共15 种元素称锕系元素 周期序数 = 电子层数(能层数)
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原子结构与元素周期表

知识回顾:元素周期表的结构(由周期与族构成)

主族: ⅠA, ⅡA, ⅢA, ⅣA,ⅤA, ⅥA, ⅦA
共七个主族

副族: ⅠB, ⅡB, ⅢB, ⅣB,ⅤB, ⅥB, ⅦB 第VIII 族: 三个纵行(第8、9、10),位 (纵行) 于Ⅶ B 与ⅠB中间 零族: 稀有气体元素 主族序数=最外层电子数=价电子数=最高正价数 元素周期表从左到右族顺序依次为:
___________________________
ⅠA , ⅡA , ⅢB , ⅣB ,ⅤB , ⅥB , ⅦB,第VIII 族; ⅠB , ⅡB , ⅢA , ⅣA ,ⅤA , ⅥA , ⅦA,零族



共七个副族

___________________________

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原子结构与元素周期表

一、原子结构与元素周期表
写出原子的电子排布式:
碱金属 原子序 周 数 期 电子排 布式 简化电子 排布式 稀有气 体 简化电子排布 式

Li
Na

3
11

2
3

10Ne
18Ar

K
Rb Cs

19
37 55

4
5 6

36Kr
54Xe 86Rn

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原子结构与元素周期表

思考:每周期的规律:
碱金属 Li 原子序 数 3 周 期 2 电子排 布式 简化电子 排布式 [He] 2s1 稀有气 体
10Ne

电子排布式

Na K Rb Cs

11 19 37 55

3 4 5 6

[Ne]3s1 [Ar]4s1 [Kr]5s1 [Xe]6s1

18Ar 36Kr 54Xe 86Rn

每周期,电子排布最外层总是从1个到8个,元素从碱金属到稀有气体。
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原子结构与元素周期表

价电子层:外围电子排布
碱金属 Li 原子序 数 3 周 期 2 电子排 布式 价电子排 布 2s1 稀有气 体
10Ne

价电子排布 2s22p6

Na K Rb Cs

11 19 37 55

3 4 5 6

3s1 4s1 5s1 6s1

18Ar 36Kr 54Xe 86Rn

3s23p6 4s24p6 5s25p6 6s26p6

每周期,电子排布最外层总是从1个到8个,元素从碱金属到稀有气体。
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原子结构与元素周期表

结论
?随着原子序数的增加,元素原子的外围 电子层排布呈现周期性的变化: 每隔一定数目的元素,元素原子的外围电 子层排布重复出现从ns1 到 ns2np6 的周期 性变化。 ?最外层电子数:从1到8 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。
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原子结构与元素周期表

一、原子结构与元素周期表
(一)元素周期系的形成
(1)周期系的形成
随着元素原子的核电荷数的递增,每到出现

碱金属 __________,就开始建立一个新的电子层,随后最外
层上的电子逐渐增多,最后达到8个电子,出现

稀有气体 周期 _____________;这样形成一个_______,循环往复形
成周期系。 原子核外电子排布 (2)原因:___________________的周期性重复。
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原子结构与元素周期表

一、原子结构与元素周期表 (二)原子的电子排布与周期的划分
(1)观察周期表,我们会发现,每一周期的第一种元素 碱金属 (除第一周期外)是 ________, 最外层电子排布 稀有气体 为______,每一周期的最后一种元素都是__________, ns1 这些元素的最外层电子排布除He为1s2 外,其余都是 ns2np6 __________. (2)观察周期表发现周期表中周期序数等于该周期中 能层数 元素的______.

结论:随着核电荷数的增加,核外电子的排布发生周 期性的变化。
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思考与探究
你能否根据原子结构与各周期中元素种数的 关系分析元素周期系周期发展规律?
周期 一 二 三 四 五 六 七 八

元素 数目 金属 元素 数目

2
0

8
2

8
3

18
14

18
15

32
30

26 32


? 50

31

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原子结构与元素周期表

归纳:
( 3)、随着核电荷数的递增,电子在能级里的填 充顺序遵循构造原理,元素周期系的周期不是单调 的,每一周期里元素的数目不总是一样多,而是随 着周期序号的递增渐渐增多。因而,我们可以把元 素周期系的周期发展形象的比喻成螺壳上的螺旋。

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原子结构与元素周期表

元素周期系周期发展像螺壳上的螺旋
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原子结构与元素周期表

科 学 探 究:P14 1、写出每个周期开头第一个元素的最外层电子的 排布式? ns1 (n表示电子层数) 2、写出每个周期最后一个元素的最外层电子的排布式? 第一周期:s2 其它周期:ns2np6 (n为电子层数) 3、同族主族元素的价电子层有何规律? 相同

4、同族过渡元素的价电子层有何规律? 价电子层上的电子总数相等 5、零族元素的价电子层有何规律? 除氦外,其它相同
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原子结构与元素周期表

(三)原子的电子排布与族的划分
在周期中有18个纵列,除零族元素中He(1s2)与 其它稀有气体ns2np6不同外,一般说来,其它每 个族序数和价电子数是一般相等的。

主族元素:主族序数=原子的最外层电子数 =价电子数 副族元素:副族序数(大多数) =(n-1)d+ns的电子数 =价电子数
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原子结构与元素周期表

课堂练习
1、已知某元素的原子序数是25,写出该元素原子的 价电子层结构式,并指出该元素所属的周期和族。

其排布式为[Ar]3d54s2,
由于最高能级组数为4,其中有7个价电 子,故该元素是第四周期ⅦB族。

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原子结构与元素周期表

按照电子排布,可把周期表的元素划分为5个区: s区、p区、d区、ds区、f区。划分区的依据是 什么? s区、d区、p区分别有几个纵列?

思考与探究

区的名称来自按照构造原理最后填充的能级的符号
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原子结构与元素周期表

(四)元素周期表的分区

1、s区: 含ⅠA与ⅡA共两族两列;价
电子层为ns1或2(n≥1)

特点: 价电子数=主族序数=最外层电子数 注意:①并不是所有价电子层为ns1或2的元素
都在S区, He除外(它在p区)

②除H外,都是金属元素
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原子结构与元素周期表

2、p区:

含ⅢA至ⅦA及零族共六族六列; 价电子层为ns2 np1-6(n≥2) ,

特点: ①价电子总数=主族序数(零族除外)
②以非金属元素为主

注意:He在p区,但它无p电子
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原子结构与元素周期表

3、d区:

含ⅢB至ⅦB和Ⅷ族共六族八列 (镧系和锕系属f区); 价电子层为(n-1)d1-9ns1-2

特点:

①均为金属元素;

②价电子总数=副族序数;
若价电子总数为8、9、10,则为Ⅷ族。
1-9ns1-2

注意:有元素在d区但并不符合(n-1)d

规则,

如:46Pd 4d10。 说明: 核外电子的排布规律只是经验总结,并不是 所有元素都一定符合。
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原子结构与元素周期表

3、d区:

含ⅢB至ⅦB和Ⅷ族共六族八列 (镧系和锕系属f区); 价电子层为(n-1)d1-9ns1-2

特点:

①均为金属元素;

②价电子总数=副族序数;
若价电子总数为8、9、10,则为Ⅷ族。
1-9ns1-2

注意:有元素在d区但并不符合(n-1)d

规则,

如:46Pd 4d10。 说明: 核外电子的排布规律只是经验总结,并不是 所有元素都一定符合。
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原子结构与元素周期表

4、ds区: 含ⅠB与ⅡB共两族两列; 价电子层为 (n-1)d10ns1或2

特点: ①价电子总数=所在的列序数
②均为金属元素;且d轨道电子全 充满,一般不参与化学键的形成。

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原子结构与元素周期表

5、f区: 包括镧系与锕系; 价电子层(n-2)f0-14(n-1)d0-2ns2

说明:

由于最外层电子数基本相同, (n-1)d电子数也基本相同,一般 是(n-2)f的电子数不同,因此镧系 元素化学性质相似;锕系元素化 学性质也相似。
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原子结构与元素周期表

ⅠA

元素周期表的五个分区
ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA

0

1 2 3 4 5 6 7

ⅢB

Ⅳ B

ⅤB

Ⅵ B

ⅦB



ⅠB

ⅡB

s区

p区 d区 ds区
f区

镧系 锕系

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原子结构与元素周期表

小结:(四)原子的电子构型和元素的分区 S 区元素:最外层构型是ns1和ns2。IA和 IIA族元 素。 除H外,其余为活泼金属。 p区元素:最外层电子构型从ns2np1~ns2np6的元素。 即IIIA~VIIA族、零族元素。除H外,所有非金属元 素都在p区。 d区元素:包含第IIIB族到VIII族元素。最外层电 子数皆为1~2个,均为金属元素,性质相似。 ds区元素:包括IB族和IIB族元素,最外层电子数 皆为1~2个,均为金属元素 。 f区元素:包括镧系和锕系元素。最外层电子数基 本相同,化学性质相似。
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原子结构与元素周期表

小结:
s区 元素分 布(族) 外围电 子排布 元素性 质特点
区全是金属元素,非金属元素主要集中 区。 主族主要含 区,副族(过渡元素)主要含 区。
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p 区

d 区

ds 区

原子结构与元素周期表

小结:分区与外围电子排布的关系 s区 元素分 IA、 布(族)IIA p 区 d 区 ds 区 IB、IIB (n-1)d10ns1-2

IIIA→0 IIIB→ VIII 外围电 ns1-2 ns2np1-6 (n-1)d1-10 子排布 ns1-2 元素性 金属元 非金属 金属元素 质特点 素 元素

金属元素

d、ds、f 区全是金属元素,非金属元素主要集中 P 区。 主族主要含 s、p 区,副族(过渡元素)主要含 d、ds 区。
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原子结构与元素周期表

科学探究:六个问题
1. 横行:问题1 七个周期;

2,8,8,18,18,32种,不完全;
最外层的排布式的通式为ns1 ns2np6;

因为第一周期只有1s能级,电子排布式只能为1s2

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原子结构与元素周期表

2.纵列:问题2

每个纵列的价电子构型和 它们的族序数有什么联系?

?18个纵列; ?相等【除零族元素He(1s2)外】

主族:价电子层为ns或ns np型,价电子为最外层 电子 副族:价电子层一般出现d、f原子轨道等

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原子结构与元素周期表

3. 周期表的区域划分:问题3

纵列数:

S区:2列(IA、IIA)
d区:8列(IIIB---VIII) P区:6列(IIIA---VIIA、0) ds区:2列(IB、IIB) f区:镧系、锕系
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原子结构与元素周期表

3. 周期表的区域划分:问题3 问:为什么s区、d区、ds区的元素都是金属 (除H外)?

s区、d区、ds区的元素最外层

电子数为1-2个电子,在反应中
易失去,所以都是金属。

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原子结构与元素周期表

4. 族:问题4
7主族:IA---VIIA 7副族:IIIB---IIB 第Ⅷ族

0族
副族元素包括d区、ds区元素,介于s区元素(主要 是金属元素)和p区(主要是非金属)元素之间,处 于由金属向非金属过渡的区域,因此,把副族元素

又称为过渡元素
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原子结构与元素周期表

问题5:
这是由元素的价电子层结构和元素周期表中元 素性质的递变规律决定的。 同周期元素从左到右非金属性增强 同主族从上到下非金属性减弱,金属性增强 结果使元素周期表右上角三角区内的元素主要 呈现出非金属性。

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原子结构与元素周期表

问题5:
这是由元素的价电子层结构和元素周期表中元 素性质的递变规律决定的。 同周期元素从左到右非金属性增强 同主族从上到下非金属性减弱,金属性增强 结果使元素周期表右上角三角区内的元素主要 呈现出非金属性。

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原子结构与元素周期表

问题6:
由于元素的金属性和非金属性没有严格的界限, 处于非金属三角区边缘的元素既能表现出一 定的非金属性,又能表现出一定的金属性, 因此这些元素常被称为半金属或准金属。

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原子结构与元素周期表

课堂练习
1、已知某元素在周期表中位于第五周期、ⅥA族 位置上。试写出该元素基态原子的价电子排布式、 电子排布式并分析该元素在哪区?

由于是ⅥA族, 4d必是全充满的, 所以价电子排布为5s25p4, 电子排布式 [Kr]4d105s25p4

属P区
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原子结构与元素周期表

2、下列元素是主族元素还是副族元素? 第几周期?第几族?
P区,主族,第三周期,第VIIA族 ds区,副族,第四周期,第IB族

(1)1s2 2s2 2p6 3s2 3p5 (2)[Ar]3d10 4s1

3、由下列元素在周期表中的位置,给出 其原子的价电子层构型
(3)第四周期第VIA族 (4)第四周期第IVB族
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4S24P4 3d24S2
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原子结构与元素周期表

4、下列说法错误的是(
A. B. C. D. E.



S区元素的原子价电子层排布都是s结尾 d区元素的原子价电子层排布都是ds结尾 ds元素的原子价电子层排布都是ds结尾 p区元素的原子价电子层排布都是sp结尾 主族元素的原子价电子层排布都含s,但都 不含d F. 过渡元素的原子价电子层排布都是ds结尾 G. ds区元素的原子d轨道一定全满
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Thanks 谢谢您的观看!

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