2020-2021学年第一章 原子结构与性质第二节 原子结构与元素的性质学案

第一章　原子结构与性质

第二节   原子结构与元素的性质

1.2.1　原子结构与元素周期表

1.熟知原子结构与元素周期表的关系，进一步熟悉元素周期表的结构。

2.能够从原子结构的角度认识元素周期表中区的划分。

教学重点：原子核外电子排布与元素周期表分区的关系

教学难点：原子核外电子排布与元素周期表分区的关系

【旧知回顾】

一、元素周期表的结构

注意：镧57La–镥71Lu共15种元素称镧系元素；锕89Ac–铹103Lr共15种元素称锕系元素

【新知学习】

一、元素周期系

(1)含义：元素按其原子             排列的序列称为元素周期系。这个序列中的元素性质随着核电荷数的递增发生           的重复

(2)特点：

各周期元素原子的核外电子排布重复出现从       到       (除第一周期)的周期性变化。

二、构造原理与元素周期表

1、原子核外电子排布与周期的关系

(1)根据构造原理得到的核外电子排布，可以解释元素周期系的基本结构。

①第一周期从          开始，以        结束，只有两种元素。

②其余各周期总是从         能级开始，以         能级结束，

③而从     能级开始以         能级结束递增的核电荷数（或电子数）就等于每个周期里的           。具体数据如下：

1s     2s 2p     3s 3p   4s 3d 4p    5s 4d 5p    6s 4f 5d 6p     7s……

(2)若以一个方格代表一种元素，每个周期排一个横行，并按s、p、d、f分段，左侧对齐。

2、原子核外电子排布与族的关系

(1)将下列各主族元素的价电子数、价电子排布式填入表中

(2)以第四周期副族元素为例，填写下表

[总结归纳]

①       同主族元素原子的                        完全相同，价电子全部排布在       或     

    轨道上。价电子数与                相同。

②稀有气体的价电子排布为         或               。

②       过渡元素(副族和Ⅷ族)同一纵行原子的价层电子排布基本相同。价电子排布为       ，     

        的价电子数与族序数相同，第       族和第        族不相同。

3、元素周期表的分区

(1)按电子排布分区

各区元素的价电子排布特点

(2)按金属元素与非金属元素分区

沿着周期表中            与           之间画一条线，线的左边是金属元素（氢除外），线的右边是非金属元素。

金属与非金属交界处元素的性质特点：在元素周期表中位于金属和非金属分界线上的元素兼有金属和非金属的性质，位于此处的元素（如硼、硅、锗、砷、锑等）常被称为半金属或类金属（一般可用作半导体材料）。
[思考交流]

(1)    为什么副族元素又称为过渡元素？

(2)    为什么在元素周期表中非金属元素主要集中在右上角三角区内？处于非金属三角区边缘的元素常被称为半金属或准金属。为什么？

(3)    在周期表里找出Cr和Cu的价层电子，它们的电子排布符合构造原理吗？此外还有哪些元素的基态原子电子排布不符合构造原理？

(4)    预言119号元素基态原子最外层电子排布；预言第八周期有多少种元素?

(5)对角线规则：元素周期表中的某些主族元素其某些性质与             元素相似。

如铍、铝两元素的性质相似性

【答案】

【旧知回顾】

2  8   8   18   18    32    32     50

ⅠA , ⅡA , ⅢA , ⅣA ,ⅤA , ⅥA , ⅦA               

ⅠB , ⅡB  , ⅢB , ⅣB ,ⅤB , ⅥB , ⅦB

三个纵行(8、9、10），位于Ⅶ B 与ⅠB中间       稀有气体元素

【新知学习】

一、核电荷数递增      周期性    ns1            ns2np6

二、构造原理与元素周期表

1、1s1   1s2      ns    np    ns  np   元素数    2  8  8  18  18  32     

2、(1)ns1    ns2   ns2np1    ns2np2    ns2np3    ns2np4     ns2np5 

 1   2   3  4   5   6   7

(2)ⅢB  ⅣB  ⅤB   ⅥB    ⅦB    ⅠB   ⅡB   

3d14s2     3d24s2     3d34s2      3d54s1      3d54s2     3d104s1   3d104s2

3    4   5    6    7    11    12

[总结归纳]

①       价电子      ns   ns、np     原子的最外层电子数。

②       ns2np6      1s2   

③       (n－1)d1～10ns1～2    ⅢB～ⅦB族        第ⅠB、ⅡB族      第Ⅷ族

3、(1)  ⅠA族、ⅡA族    ns1～2     ⅢA族～ⅦA族、0族     ns2np1～6    

ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族     (n－1)d1～9ns1～2    ⅠB族、ⅡB族   (n－1)d10ns1～2   

(2)金属    非金属

[思考交流]

(1)副族元素处于金属元素向非金属元素过渡的区域，因此，又把副族元素称为过渡元素

(2) 由元素的价电子结构和元素周期表中元素性质递变规律可知，在元素周期表中，同周期的元素从左到右非金属性渐强，同主族元素从上到下非金属性渐弱，结果使元素周期表右上角的元素主要呈现非金属性。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，这些元素常被称之为半金属或准金属。

(3) Cr和Cu的价层电子，它们的电子排布不符合构造原理，Mo、Ag、Au基态原子电子排布不符合构造原理。

(4)119号元素基态原子最外层电子排布8s1，第八周期有50中元素。

(5)右下方的主族元素

1. 下列有关元素周期表及元素周期律的说法错误的是

A. N能层的能级数最多为3个
B. Cu元素在元素周期表的ds区
C. F元素在同周期中电负性最大
D. 根据对角线规则，铍和铝的化学性质具有相似性

【答案】A

【解析】

A.N能层的能级数为4个，故A错误；
B.根据Cu元素在元素周期表位置判断，Cu元素在元素周期表的ds区，故B正确；
C.F元素的非金属性最强，所以F元素在同周期中电负性最大，故C正确；
D.对角线规则为：沿周期表中金属与非金属分界线方向对角的两主族元素性质相似，铍和铝位置关系符合对角线规则，物质的化学性质相似，故D正确。
故选A。

2. 元素的分区及在元素周期表中的位置与元素原子的结构密不可分，下列说法正确的是      

A. 所有非金属元素都分布在p区
B. s区元素的最后一个电子进入p轨道或者s轨道
C. 元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素
D. 所有金属元素都是过渡元素

【答案】C

【解析】

A.周期表中大部分非金属都分布在p区，但氢元素分布在s区，故A错误；
B.s区元素最后一个电子都进入s轨道，故B错误；
C.元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素，故C正确；
D.周期表中主族中的金属元素不属于过渡元素，故D错误。
故选C。

3. 已知某基态原子的电子排布式为，该元素在周期表中的位置和区分别是   

A. 第四周期ⅡB族；s区 B. 第四周期ⅧB族；d区
C. 第四周期Ⅷ族；d区 D. 第四周期Ⅷ族；ds区

【答案】C

【解析】

由原子的电子排布式为可知共有4个电子层，为第四周期元素，价电子排布式为，为d区元素，位于第四周期Ⅷ族。
故选C。
4.元素周期表中，铍与铝处于对角线的位置，它们的性质相似。试回答：

元素在周期表的位置______________________。

比较、、微粒半径的大小_______________________。

下列有关Be性质的推断正确的是_______________________。

是一种轻金属，能与冷水反应

氧化铍具有高熔点

常温时，溶液的

已知： ，写出与水反应的方程式__________________。

【答案】第二周期第ⅡA族


 

【解析】

铍与铝处于对角线的位置，Al位于第三周期ⅢA族，可知Be位于第二周期第ⅡA族；
故答案为：第二周期第ⅡA族；
具有相同电子层结构的离子中原子序数大的离子半径小，电子层越多，离子半径越大，则离子半径为  ；
故答案为：；
与冷水不反应，可知Be是一种轻金属，但不能与冷水反应，故a错误；
的熔点高，可知氧化铍具有高熔点，故b正确；
氯化铝溶液显酸性，可知常温时，溶液的，故c正确；
故答案为：bc；
由可知，，则与水反应的方程式为：，
故答案为：。
5.元素周期表的形式多种多样，如图是扇形元素周期表的一部分，对比中学常见元素周期表，思考扇形元素周期表的填充规律，回答下列问题：
 

写出在长式周期表中的位置：________________。

在元素中，金属性最强的是________填元素符号，元素形成的简单离子半径由小到大的顺序是________________用离子符号表示。

中元素的最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是________填化学式。写出和的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式：________________________。

表中元素和可以形成一种淡黄色物质X，与水反应转移的电子数为_____。

表中元素和可形成一种相对分子质量为66的共价化合物Y，Y分子中各原子均达到8电子稳定结构，Y的电子式为________________________。

【答案】第四周期第Ⅷ族

；

；

【解析】

由元素在周期表中的位置可知，元素分别为H、C、N、O、F、Na、Mg、Al、S、Cl、Fe。
为Fe元素，在长式周期表中的位置第四周期第Ⅷ族；
在元素中，金属性最强的是Na；离子电子层数越多，其离子半径越大，电子层结构相同的离子，离子半径随着原子序数增大而减小，离子半径由小到大的顺序是；
非金属性越强最高价氧化物对应水化物的酸性越强，氯的非金属性强于硫，所以酸性较强的是 ；氢氧化铝与氢氧化钠反应的离子方程式为；
表中元素和可以形成一种淡黄色物质X为过氧化钠，，反应转移，与水反应转移电子数为 ；
表中元素元素和元素可形成一种相对分子质量为66的共价化合物Y为，Y分子中各原子均达到8电子稳定结构，Y的电子式为。