高中化学 第1章 原子结构与性质 第2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课件 新人教版选修3.ppt

成才之路 化学 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 选修 原子结构与性质 第一章 第二节原子结构与元素的性质 第一章 第1课时原子结构与元素周期表 元素周期表的发现与未来从门捷列夫发现元素周期表以来 人们一直都在思考这样一个问题 元素周期表的终点在哪里 自1940年美国科学家麦克米伦和西博格通过人工合成93号元素镎和94号元素钚以来 科学家就开始 制造 元素的工作 从元素周期表中可以看出 自95号元素镅起 都是人工合成的元素 当100号元素镄之后的元素一个一个被合成出来后 科学家发现 随着原子序数的增加 它们的寿命一个比一个短 100号元素镄的寿命为82天 到了105号 最多能活34秒 107号更是短命 只活了2毫秒 人们不禁要问 元素周期表快到尽头了吗 科学总是极其富有生命力的 109号元素活了5毫秒 尽管它生命短暂 但比107号元素活得长 好兆头 再往后的元素寿命可能会回升 科学家在认真研究了各种原子核的稳定性规律和原子核的可能结构后 发现了一个有趣的结论 质子或中子数目为2 8 20 28 50 82 114 126或184 科学家把这些数称为 幻数 的原子核比较稳定 质子数和中子数均为幻数的原子核更稳定 根据这个 幻数 理论 科学家预言 114个质子和184个中子的超重原子核 114号元素将会是一种很稳定 寿命更长的元素 1999年 俄美科学家小组宣布共同发现114号元素 其寿命长达30秒以上 而后科学家又相继宣布发现了118和116号元素 科学的发展永无止境 人类对元素的认识还将继续下去 今天的成就不是元素周期表的终点 一 元素周期系1 碱金属元素基态原子的核外电子排布 1s22s22p63s1 ne 3s1 1s22s22p63s23p64s1 ar 4s1 1s22s22p63s23p63d104s24p65s1 kr 5s1 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1 xe 6s1 1s22s22p6 1s22s22p63s23p6 1s22s22p63s23p63d104s24p6 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d10 6s26p6 2 稀有气体元素基态原子的核外电子排布 3 周期系的形成 1 随着元素原子核电荷数的递增 每到出现 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 然后又开始由 到 循环往复形成了周期系 2 元素形成周期系的根本原因是 发生周期性的重复 碱金属 稀有气体 碱金属 稀有气体 元素的原子核外电子排布 二 元素周期表1 周期和族 1 周期 具有相同的 的元素按照原子序数 的顺序排列成一横行 电子层数 递增 a 0 ns1 ns2np6 2 族 周期表中 有 个纵列 除 三个纵列叫第 族 其余15个纵列每一个纵列标作一个族 18 8 9 10 2 分区 1 根据核外电子排布 可把周期表里的元素划分成5个区 s区 p区 d区 ds区 f区 除ds区外 区的名称来自按构造原理 的能级的符号 最后填入电子 2 根据元素的金属性和非金属性 答案 1 2 3 4 答案 b 答案 d解析 元素原子核外电子排布的周期性变化 是元素性质周期性变化的根本原因 答案 d解析 元素周期表的5个分区 除ds区外 区的名称取决于元素原子的最后一个电子所填入的能级的符号 因最后一个电子填入f能级 所以该元素为f区元素 答案 c 解析 非金属元素中氢在s区 其余非金属元素均分布在p区 a项错误 最外层电子数为2的元素可能在s区 如mg p区 如he 或d区 如ti fe 等 b项错误 同主族元素从上到下 金属性增强 非金属性减弱 属性质递变而不是周期性变化 d项错误 答案 c 解析 第2列为第 a族元素 全部都是金属元素 故a项正确 第3列为第 b族 含有锕系和镧系元素 故该列元素种类最多 第17列为第 a族 第一种元素为f元素 它没有正化合价 而第二种元素氯元素对应的最高价氧化物的水化物是最强的含氧酸 即为hclo4 故该项错误 第15列为第va族 该列元素最外层电子数均为5个 最低化合价为 3 d项正确 1 核外电子排布与周期的划分根据构造原理 将能量相近的能级分为一组 按能量由低到高可分为七个能级组 同一能级组内 各能级能量相差较小 各能级组之间能量相差较大 1 每一能级组对应一个周期 原子结构与元素周期表的关系 2 每一周期元素原子的外围电子排布和元素种数 2 核外电子排布与族的划分族的划分依据是原子的价层电子排布 1 同主族元素原子的价层电子排布完全相同 价电子全部排布在ns或nsnp轨道上 价电子数与族序数相同 2 稀有气体的价电子排布为1s2或ns2np6 3 过渡元素 副族和 族 同一纵行原子的价层电子排布基本相同 价电子排布为 n 1 d1 10ns1 2 b b族的价电子数与族序数相同 第 b b族和第 族不相同 提示 元素周期系的形成是由于元素原子的核外电子的排布发生了周期性的变化 元素周期系的周期并不是单调的 这是由于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 解析 因3d轨道未满 4d轨道肯定无电子 故m应在过渡元素区 m一定为第四周期元素 该元素失电子时应先失去4s电子再失3d电子 故4s轨道应有2个电子 综上可推知m的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2 应在第四周期第 族 最外层有2个电子 答案 1 1s22s22p63s23p63d64s2 2 2 3 第四周期第 族提示 由元素的价电子排布式可知元素在周期表中的位置 如本题中m的价电子排布式应为3d64s2 可确定元素m是fe 在第四周期第 族 电子层数 周期数 主族元素 价电子数 族序数 答案 c解析 某元素的原子的价电子构型是3s23p4 它在周期表中的位置是第三周期 a族 各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点 提示 1 元素周期表的ds区只有两列 第11列铜 银 金和第12列的锌 镉 汞 由于该区开始的第11列铜 银 金按构造原理的电子排布应该为 n 1 d9ns2 而事实上却是 n 1 d10ns1 可理解为先填满了 n 1 d能级 而后再填充ns能级 因而得名ds区 2 族和分区的关系 主族 s区和p区 ns np 的电子数 族序数 0族 p区 ns np 的电子数 8 或2 副族 d区 ds区 f区 a d区中 n 1 d ns 的电子数 族序数 第 族部分元素除外 b 当8 n 1 d ns 的电子数 10时 则为第 族元素 c ds区中 n 1 d全充满 ns的电子数 族序数 1 在s区中 族序数最大 原子序数最小的元素 原子的价电子的电子云形状为 2 在d区中 族序数最大 原子序数最小的元素 常见离子的电子排布式为 其中较稳定的是 3 在ds区中 族序数最大 原子序数最小的元素 原子的价电子排布式为 4 在p区中 第二周期第va族元素原子价电子排布图为 5 当今常用于核能开发的元素是铀和钚 它们在 区中 变式训练2 已知某些元素在周期表中的位置如图所示 答案 d解析 元素2和元素5均位于p区 a项错误 元素4为锌 其基态原子的价电子排布式为3d104s2 最外层电子数为2的元素还包括s区的be mg等 d区的ti mn fe等 p区的he等 b项错误 元素1 2 3分别是h o mn 它们的基态原子的价电子排布式分别为1s1 2s22p4 3d54s2 故其未成对电子数之比为1 2 5 c项错误 元素5位于第四周期 a族 原子结构示意图正确 由于其周期序数等于主族序数 故为准金属 d项正确 答案 b解析 a中的1号元素是氢元素 位于s区 c中的fe位于d区 d中的所有元素都位于s区 答案 a解析 最活泼的金属元素 是铯 在 a族 s区 最活泼的非金属元素 是氟 在 a族 p区 汞的价电子排布为5d106s2 在 b族 ds区 答案 d解析 最大能层数为6 所以在第六周期 由5d16s2知在第 b族 答案 ac 解析 在元素周期表中 凡s区 d区 ds区的元素 它们的原子最外层电子数均不超过2个 只有p区原子的最外层电子数可为3 8个 最外层有3个电子的原子对应元素肯定是主族元素且在第 a族 故a正确 而最外层有3个未成对电子的原子 其最外层有5个电子 ns2np3 故c正确 最外层电子排布为ns2的原子除第 a族外 还有稀有气体元素氦和许多过渡元素 故b不正确 次外层无未成对电子的原子对应元素包括全部主族元素 0族元素及第 b b族元素 故d不正确 2 有人认为形成化合物最多的元素不是 a族的碳元素 而是另一种短周期元素 请你根据学过的化学知识判断这一元素是 3 现有甲 乙两种短周期元素 室温下 甲元素单质在冷的浓硫酸或空气中 表面都生成致密的氧化膜 乙元素原子核外m电子层与k电子层上的电子数相等 用元素符号将甲 乙两元素填写在上面元素周期表中对应的位置 甲 乙两元素相比较 金属性较强的是 填元素符号 可以验证该结论的实验是 a 将在空气中放置已久的这两种元素的块状单质分别放入热水中b 将这两种元素的单质粉末分别和同浓度的盐酸反应c 将这两种元素的单质粉末分别和热水作用 并滴入酚酞溶液d 比较这两种元素的气态氢化物的稳定性 解析 1 根据元素周期表中金属元素 非金属元素的分布情况 元素周期表中的a区为金属和非金属 h 共存区 b区为过渡元素全部是金属元素 c区为金属元素和非金属元素共存区 d区为零族元素 所以选b 2 碳氢均为可以形成无机物和有机物的元素 c h是形成有机化合物的主要元素 而无机物中碳形成的化合物不如氢形成的化合物多 所以应为h元素 3 根据第 问中的信息结合元素化合物的知识可知甲为al 乙为mg 同周期元素金属性逐渐减弱 说明mg的金属性较强 验证该结论的实验依据是金属性强弱判断规律 金属单质与水或酸反应放出氢气的难易程度可知正确选项应为b c 本题考查了周期表中的元素分布 如全部是金属区的 应注意h元素在周期表中位置的特殊性 常温下能在浓硫酸中形成致密氧化膜的有铁和铝 但是常温下铁不能在空气中形成致密的氧化膜 而发生腐蚀生成铁锈 由于铝在表面能形成致密的氧化膜 从而阻止了反应的进一步发生 所以铝虽然是活泼金属 但是耐腐蚀 元素周期系的远景元素的存在 是与原子结构的稳定性 特别是与原子核的稳定性有关 人们发现 原子序数大于83的元素 都是放射性元素 而原子序数在92之后的元素 全部是用人工方法合成的元素 目前已公认了112号元素的合成方法 1999年合成了114号元素 那么 新的