核外電子排布與元素周期表課件-高二化學(xué)魯科版選擇性必修2

第二節(jié)

原子結(jié)構(gòu)與元素周期表第二課時(shí)

核外電子排布與元素周期表德米特里·伊萬(wàn)諾維奇·門捷列夫(18341907)是俄羅斯偉大的化學(xué)家，自然科學(xué)基本定律化學(xué)元素周期表的創(chuàng)始人。1869年3月2日，門捷列夫經(jīng)過(guò)苦苦思索，驚喜地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)所有的已知元素按相對(duì)原子質(zhì)量遞增的順序排列起來(lái)，并且性質(zhì)相似元素依一定的間隔出現(xiàn)。世界上第一章元素周期表出現(xiàn)了。1.通過(guò)認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)及價(jià)電子排布與元素在周期表中位置的關(guān)系,建立原子核外電子排布規(guī)律(結(jié)構(gòu))與元素周期表中族、周期劃分(位置)的周期性變化規(guī)律(性質(zhì))的深層關(guān)聯(lián)。（宏觀辨識(shí)與微觀探析）2.能夠根據(jù)價(jià)電子排布式推斷元素在周期表中的位置。（證據(jù)推理與模型認(rèn)知）1.知道元素周期表中分區(qū)、周期和族的元素原子核外電子排布特征。2.了解元素周期表的應(yīng)用價(jià)值。

體會(huì)課堂探究的樂(lè)趣，汲取新知識(shí)的營(yíng)養(yǎng)，讓我們一起吧！進(jìn)走課堂寫出下列元素、離子的核外電子排布式【課前練習(xí)】①鈧Sc②鈦Ti③釩V④鉻Cr⑤錳Mn⑥鐵Fe⑦鈷Co⑧鎳Ni⑨銅Cu⑩鋅Zn?Fe2+?Fe3+?鉀K?鈣Ca①Sc1s22s22p63s23p63d14s2；②Ti1s22s22p63s23p63d24s2；③V1s22s22p63s23p63d34s2；④Cr1s22s22p63s23p63d54s1；⑤Mn1s22s22p63s23p63d54s2；⑥Fe1s22s22p63s23p63d64s2；⑦Co1s22s22p63s23p63d74s2；⑧Ni1s22s22p63s23p63d84s2；⑨Cu1s22s22p63s23p63d104s1；⑩Zn1s22s22p63s23p63d104s2；?K

1s22s22p63s23p64s1?Ca

1s22s22p63s23p64s2

元素周期表三次重要發(fā)展門捷列夫周期表維爾納的特長(zhǎng)式周期表波爾元素周期表【溫故知新】元素周期表的結(jié)構(gòu)原子核外電子排布、原子軌道的能級(jí)與周期表之間有什么樣的關(guān)系？【活動(dòng)探究】閱讀教材，了解鮑林近似能級(jí)圖，能級(jí)組與元素周期表的周期之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，同一能級(jí)組和不同能級(jí)組間的能量關(guān)系。價(jià)電子的概念，主族元素和過(guò)渡元素的原子的價(jià)電子的組成，價(jià)電子的表示方法。原子核外的電子排布與周期表的周期劃分的本質(zhì)聯(lián)系，周期與量子數(shù)n的關(guān)系。(1)核外電子排布與周期的劃分鮑林近似能級(jí)圖與周期一.核外電子排布與元素周期表周期序數(shù)對(duì)應(yīng)能級(jí)組原子軌道數(shù)最多容納電子數(shù)價(jià)電子排布式元素種數(shù)ⅠA族0族11s

22s2p

33s3p

44s3d4p

55s4d5p

66s4f5d6p

77s5f6d7p

144991616288181832321s12s13s14s15s16s17s11s22s22p63s23p64s24p65s25p66s26p67s27p628818183232周期與能級(jí)組、原子軌道的對(duì)應(yīng)關(guān)系1.各周期均以填充

s軌道開(kāi)始,以p軌道結(jié)束（第1周期除外）2.周期元素?cái)?shù)目=相應(yīng)能級(jí)組中原子軌道所能容納的電子總數(shù)3.周期數(shù)=電子層數(shù)元素種數(shù)

關(guān)于原子中電子的能級(jí)高低，我國(guó)化學(xué)家徐光憲對(duì)這一問(wèn)題也進(jìn)行過(guò)深入的研究，提出判斷外層電子能級(jí)高低的（n+0.7?）規(guī)則。其中n就是代表電子層的量子數(shù)，?是用于描述電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的另一個(gè)量子數(shù)，對(duì)于s、p、d、f能級(jí)，?分別取0、1、2、3。就原子的外層電子來(lái)說(shuō)，（n+0.7?）越大，則能級(jí)越高。將（n+0.7?）值的第一位數(shù)字相同的能級(jí)合并為一組，稱為"能級(jí)組"。例如，4s、3d和4p的（n+0.7?）依次等于4.0、4.4和4.7，它們的第一位數(shù)字都是4，故都屬于第四能級(jí)組。由此，徐光憲做出與鮑林相同的能級(jí)排序和能級(jí)組劃分。值得注意的是，不同原子的原子軌道能級(jí)順序不盡相同，并不存在一個(gè)普適的能級(jí)順序，不論是鮑林還是徐光憲所列出的能級(jí)順序都只有近似意義。徐光憲外層電子能級(jí)順序與能級(jí)組資料在線(2）核外電子與族的劃分

請(qǐng)你仔細(xì)觀察元素周期表中各族元素的價(jià)電子排布情況，思考核外電子排布與族的劃分之間有什么內(nèi)在聯(lián)系。【交流研討】1.主族元素原子的價(jià)電子排布與過(guò)渡元素原子的價(jià)電子排布有什么區(qū)別？2.同一主族元素原子的價(jià)電子排布有什么特點(diǎn)？主族序數(shù)與什么有關(guān)？3.同一族過(guò)渡元素原子的價(jià)電子排布有什么特點(diǎn)？其族序數(shù)與什么有關(guān)？①

族的劃分與核外電子排布的關(guān)系

族的劃分與原子的價(jià)電子數(shù)目和價(jià)電子排布密切相關(guān)。②

各族核外電子排布的特點(diǎn)價(jià)電子排布為ns2np6(He除外)ns1~2或ns2np1~5價(jià)電子數(shù)（n1）d1~10ns1~2主族元素過(guò)渡元素稀有氣體元素：價(jià)電子排布：族序數(shù)=價(jià)電子排布：族序數(shù)ⅢB~ⅦB族：族序數(shù)=ⅠB族和ⅡB族：族序數(shù)=價(jià)電子數(shù)ns電子數(shù)（2）核外電子與族的劃分元素周期表分為5個(gè)區(qū)，以最后填入電子的軌道能級(jí)符號(hào)作為該區(qū)的符號(hào)。（3）元素周期表的分區(qū)分區(qū)價(jià)電子排布元素分布s區(qū)ns1～2ⅠA、ⅡA族、Hep區(qū)ns2np1～6ⅢA族～ⅦA族、0族(He除外)d區(qū)(n－1)d1～9ns1～2(Pd除外)ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族(鑭系、錒系除外)ds區(qū)(n－1)d10ns1～2ⅠB族、ⅡB族f區(qū)(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2鑭系、錒系各區(qū)元素的原子最外層電子排布特點(diǎn)【歸納總結(jié)】②非金屬元素的最高正化合價(jià)和它的最低負(fù)化合價(jià)的絕對(duì)值之和等于8。（4）元素化合價(jià)與價(jià)電子排布的關(guān)系①除Ⅷ族、ⅠB族的某些元素和0族元素外，(主族)元素的最高化合價(jià)等于所在的族序數(shù)。③稀有氣體元素原子的電子層結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此稀有氣體元素的化合價(jià)在通常情況下為0。拓展視野核外電子排布與元素周期表的分區(qū)根據(jù)各區(qū)元素所處的位置，可以總結(jié)出每個(gè)區(qū)的元素的原子最外層電子排布的特點(diǎn)，以及它們可能具有的化學(xué)性質(zhì)。s區(qū)元素∶主要包括元素周期表中的IA族堿金屬元素和ⅡA族堿土金屬元素，它們的原子的價(jià)電子分布在s軌道上，價(jià)電子排布為ns1~2。這些元素的原子分別容易失去1個(gè)或2個(gè)電子，形成+1價(jià)或+2價(jià)陽(yáng)離子。除氫外，這些元素都是活潑金屬元素。p區(qū)元素∶包括元素周期表中ⅢA族、ⅣA族、VA族、ⅥA族、WA族和0族共6族元素，它們?cè)拥膬r(jià)電子排布為ns2np16（氦除外）。隨著最外層電子數(shù)目的增加，原子越來(lái)越難失電子，越來(lái)越容易得電子。s區(qū)元素、p區(qū)元素包括所有的主族元素及0族元素，其共同的特點(diǎn)是原子的價(jià)電子都排布在最外電子層上。因此，這兩區(qū)元素的原子通常是最外層電子參與化學(xué)反應(yīng)。拓展視野核外電子排布與元素周期表的分區(qū)d區(qū)元素∶包括除鑭系、錒系外的從ⅢB族到Ⅷ族的元素。該區(qū)元素原子的價(jià)電子排布為（n1）d1~9ns12。一般地，最外層有1~2個(gè)電子，元素原子的核外電子排布的差別主要在（n1）d軌道上。由于d軌道都未充滿電子，因此d軌道可以不同程度地參與化學(xué)鍵的形成。ds區(qū)元素∶包括IB族、IIB族元素，它們的原子的（n1）d軌道為充滿電子的軌道，價(jià)電子排布為（n1）d10ns1~2。f區(qū)元素∶包括鑭系元素和鋼系元素，它們的原子的價(jià)電子排布為（n2）f014(n1）d0~2ns2，最后填入的電子進(jìn)入（n2）f原子軌道。由于最外層的電子數(shù)基本相同，（n1）d的電子數(shù)也基本相同，因此鑭系元素的化學(xué)性質(zhì)非常相近，鋼系元素的化學(xué)性質(zhì)也非常相近。核外電子排布與元素周期表周期周期序數(shù)=電子層數(shù)周期序數(shù)=電子層數(shù)族族序數(shù)=價(jià)電子數(shù)主族元素價(jià)電子排布：ns1~2或ns2np1~5ⅢB族～ⅦB族序數(shù)=價(jià)電子數(shù)ⅠB、ⅡB族族序數(shù)=ns電子數(shù)

過(guò)渡元素價(jià)電子排布：（n1）d1~10ns1~2稀有元素價(jià)電子排布為ns2np6（He除外）周期表的分區(qū)s區(qū)ns1~2p區(qū)ns2np1~6d區(qū)（n1）d1~9ns1~2ds區(qū)（n1）d10ns1~2ds區(qū)（n2）f0~14（n1）d0~2ns21．指出下列元素在周期表中的位置：(1)基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s1的元素：第___周期、____族。(2)基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2的元素：第____周期、____族。(3)基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1的元素：第_____周期、_____族。(4)基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p5的元素：第_____周期、_____族。4ⅠA4ⅤB4ⅠB3ⅦA2．下列說(shuō)法不正確的是()A．某基態(tài)原子外圍電子排布式為4f75d16s2，該元素位于周期表中第6周期ⅢB族B．在元素周期表中，s區(qū)、d區(qū)和ds區(qū)的元素都是金屬元素C．當(dāng)碳原子的核外電子排布由轉(zhuǎn)變?yōu)闀r(shí)，釋放能量，由激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)化成基態(tài)。D．非金屬元素形成的共價(jià)化合物中，原子的最外層電子數(shù)不一定是2或8B3．已知某元素＋3價(jià)離子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，則該元素在元素周期表中的位置是()A．第3周期Ⅷ族，p區(qū)B．第3周期ⅤB族，ds區(qū)C．第4周期Ⅷ族，d區(qū)D．第4周期ⅤB族，f區(qū)C4．（雙選）下列關(guān)于原子核外電子排布與元素在周期表中位置關(guān)系的表述中，正確的是()A．基態(tài)原子的N層上只有一個(gè)電子的元素一定是ⅠA族元素B．基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為(n－1)d10ns2的元素一定是副族元素C．基態(tài)原子的p能級(jí)半充滿的元素一定位于p區(qū)D．基態(tài)原子的價(jià)