高中化学 1.2.2 核外电子排布与元素周期表、原子半径课件 鲁科版选修3.ppt

1 2 3 4 1 原子核外电子排布与元素周期表中周期划分的本质联系 一个能级组最多所容纳的电子数等于对应周期所包含的元素种数 1 6周期所包含的元素种数分别是2 8 8 18 18 32 第7周期为不完全周期 周期与主量子数n有关 即周期序数 电子层数 1 2 3 4 2 族的划分与原子的价电子数目和价电子排布密切相关 同族元素原子的价电子数目相同 主族元素原子的价电子全部排布在最外层的ns或nsnp轨道上 并且主族元素所在族的序数 该元素原子的价电子数 对于过渡元素的原子 价电子排布为 n 1 d1 10ns1 2或 n 2 f0 14 n 1 d0 2ns2 b b族元素原子的价电子数目与族序数相等 1 2 3 4 3 由于原子并不是一个具有明确 边界 的实体 人们便假定原子是一个球体 并采用统计的方法来测定它的半径 1 2 3 4 4 同周期中 除稀有气体元素外 随着原子序数的增大 元素的原子半径自左到右逐渐减小 原因是增加电子产生的电子间的排斥作用小于核电荷增加导致的核对外层电子的吸引作用 同主族元素 随着原子序数的逐渐增大 原子半径自上而下逐渐增大 因为电子层的增加 使核电荷增加对电子所施加的影响处于次要地位 电子间的排斥作用占了主要地位 同一周期的过渡元素 自左到右原子半径的减小幅度越来越小 因为增加的电子都分布在 n 1 d轨道上 它对外层电子的排斥作用与核电荷增加带来的核对电子的吸引作用大致相当 使有效核电荷的变化幅度不大 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 探究一核外电子排布与元素周期表参照鲍林近似能级图 思考下列问题 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 1 在元素周期表中 同属长周期的4 5 6周期所包含的元素种类数分别为18 18 32 为什么 提示 据鲍林近似能级图 第4 5周期元素包含的能级为ns np n 1 d 共有9个原子轨道 最多容纳18个电子 对应两周期中各有18种元素 而第6周期所含的能级除ns np n 1 d外 还有 n 2 f 故多出7个原子轨道 14个电子 对应多出14种元素 共32种元素 2 根据鲍林近似能级图知e4s e3d 试分析21号元素sc所在的周期数是多少 提示 21号元素sc的价电子排布为3d14s2 虽然电子排布先排在4s轨道 后排在3d轨道 但sc元素原子的最外电子层是4s 4s电子的主量子数是4 故sc元素位于第4周期 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 一 元素周期表中周期划分的理论依据在我们学习了原子结构的量子力学模型基础上 元素周期表中周期 族的划分有了理论依据 鲍林原子轨道近似能级图 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 美国化学家鲍林根据大量光谱实验数据及理论计算 总结出多电子原子中能级高低的一般次序 并用图将其表示出来 这个图称为鲍林近似能级图 鲍林近似能级图的说明 一个小方框表示一个原子轨道 能量相同的原子轨道作为一个能级 并列连在一起 按能量由低到高排序 将能量相近的能级归为一个能级组 用较大线框框在一起 同一能级组内能级之间的能量差较小 相邻能级组之间的能量差较大 根据1 36号元素原子的电子排布 参照鲍林近似能级图 可以得出原子核外电子排布与元素周期表中周期划分的本质联系 一个能级组最多所能容纳的电子数等于对应的周期所包含的元素种数 所以周期表中的7个周期分别对应7个能级组 各周期所包含的元素种数分别是2 8 8 18 18 32 第7周期为不完全周期 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 周期与主量子数n相关 最外层电子所在轨道的主量子数为n时 该原子所属元素属于第n周期 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 二 核外电子排布与族序数之间的关系核外电子排布与族序数之间的关系可以按照下列方法进行判断 按电子填充顺序 由最后一个电子进入的情况决定 具体情况如下 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 说明 稀有气体元素的原子都具有全充满的电子层结构 这是稀有气体元素的原子具有特殊稳定性的内在原因 归纳总结元素的位置与原子结构的关系 1 周期序数由该元素原子中电子的最大主量子数 n 决定 2 族序数由该元素原子的价电子数决定 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 例题1 具有以下结构的原子 一定属于主族元素的是 导学号52720007 a 最外层有2个电子的原子b 最外层电子排布为ns2的原子c 最外层有3个未成对电子的原子d 次外层无未成对电子的原子解析 在元素周期表中 凡s区 d区 ds区的元素 它们原子的最外层电子数均不超过2个 只有p区元素原子的最外层电子数可为3 8个 则最外层有2个电子的原子不一定属于主族元素 故a项错误 最外层电子排布为ns2的原子除 a族元素外 还有稀有气体元素氦和许多过渡元素 故b项不正确 最外层有3个未成对的原子 其最外层有5个电子 ns2np3 一定是主族元素 故c项正确 次外层无未成对电子的原子包括全部主族元素 0族元素及 b b族元素 答案 c 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 方法技巧原子最外层有1个未成对电子的元素包括第 a a a族和 b族元素 原子最外层有2个未成对电子的元素包括 a族和 a族元素 原子最外层有3个未成对电子的元素在 a族 原子最外层没有未成对电子的元素包括 a族 0族和 b族元素 b 族元素的原子 次外层都有未成对电子 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 变式训练1某元素的原子序数为29 试问 1 此元素原子的电子总数是多少 2 它有多少个电子层 有多少个能级 3 它的价电子排布式是什么 4 它在元素周期表的什么位置 5 它有多少个未成对电子 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 解析 本题关键是正确写出原子核外电子排布式 根据排布式确定电子层 能级 价电子排布式及其在周期表中的位置等 答案 1 29 2 有4个电子层 7个能级 3 3d104s1 4 第4周期 b族 5 1个 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 探究二核外电子排布与原子半径1 是否电子层数多的元素的原子半径一定大于电子层数少的元素的原子半径 提示 不一定 原子半径的大小由核电荷数与电子层数两个因素综合决定 如碱金属元素的原子半径比它下一周期的卤族元素的原子半径大 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 2 为什么过渡元素的原子半径在同一周期内变化幅度不大 提示 同一周期过渡元素增加的电子都分布在 n 1 d轨道上 电子间的排斥作用与核对电子吸引作用大致相当 所以过渡元素的原子半径在同一周期内变化幅度不大 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 比较简单微粒半径大小的方法影响微粒半径的因素主要是核电荷数和电子层数 一般来说 同周期中 除稀有气体元素外 核电荷数越大 元素的原子半径越小 同主族中 电子层数越多 半径越大 主要有以下规律 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 特别提醒 三看 法快速判断简单微粒半径的大小 一看 电子层数 最外层电子数相同时 电子层数越多 半径越大 二看 核电荷数 当电子层结构相同时 核电荷数越大 半径越小 三看 核外电子数 当电子层数和核电荷数均相同时 核外电子数越多 半径越大 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 例题2 下列关于微粒半径的说法正确的是 a 电子层数少的元素的原子半径一定小于电子层数多的元素的原子半径b 核外电子层结构相同的单核粒子 半径相同c 质子数相同的不同单核粒子 电子数越多半径越大d 原子序数越大 原子半径越大解析 由于同周期从左到右 主族元素原子半径逐渐减小 故 a族的原子半径不一定比上一周期 a族元素原子半径大 如r li r s r cl 对于核外电子层结构相同的单核离子和原子 半径是不同的 质子数相同的不同单核粒子 阴离子半径 原子半径 阳离子半径 原子序数增大 原子半径不是一直增大 而是呈周期性变化 答案 c 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 方法技巧原子半径的大小可依据元素周期表同主族 同周期递变规律进行比较 对核外电子层结构相同的单核粒子或质子数相同的不同单核粒子的半径大小的比较 应从原子核对其最外层上电子的吸引力大小入手 进而比较其半径大小关系 探究一 探究二 问题引导 名师精讲 即时检测 变式训练2具有下列电子排布式的原子中 半径最大的是 a 1s22s22p63s23p1b 1s22s22p3c 1s22s22p2d 1s22s22p63s23p4解析 一般情况下 原子半径最大的原子应是电子层数最多的 一般来说 电子层数相同的原子 即同周期元素的原子从左到右原子半径减小 稀有气体除外 所以最外层电子数最少的原子半径最大 即先找电子层数最多的a d两项 再从a d两项中找电子数最少的a项 答案 a 探究一 探究二 即时检测 1 下列说法正确的是 a 常温常压下 只有一种元素的单质呈液态b 周期表中所有元素都是从自然界中发现的c 过渡元素不全是金属元素d 常温常压下 气态单质的分子都是由非金属元素的原子形成的解析 常温下 溴 汞的单质都呈液态 周期表中有的元素是人工合成的 过渡元素全是金属元素 常温常压下 气态单质全是由非金属元素 稀有气体 f cl o n h 的原子形成的 答案 d 探究一 探究二 即时检测 2 下列各组中的x和y两种基态原子 在周期表中一定位于同一族的是 a x原子和y原子最外层都只有一个电子b x原子的核外电子排布为1s2 y原子的核外电子排布为1s22s2c x原子的2p能级上有三个电子 y原子的3p能级上有三个电子d x原子核外m层上仅有两个电子 y原子核外n层上也仅有两个电子解析 原子最外层只有一个电子的元素不一定在同一族 如钠原子和铜原子的最外层都是一个电子 但是钠元素属于第 a族 而铜元素属于第 b族 a选项错误 b选项中x原子是he 属于0族元素 y原子是be 属于第 a族 b选项错误 x原子核外m层上仅有两个电子 x是镁原子 属于第 a族 n层上也仅有两个电子的原子除了钙原子 还有锌 铁等原子 d选项错误 答案 c 探究一 探究二 即时检测 3 几种短周期元素的原子半径及某些化合价见下表 分析判断下列说法正确的是 导学号52720008 a a的单质能将e单质从he3的溶液中置换出来b a h j的离子半径由大到小顺序是a j hc g元素的单质不存在同素异形体d i在db2中燃烧生成两种化合物 探究一 探究二 即时检测 解析 根据元素的化合价 结合其原子半径的大小 可推出a是氟 b是氧 d是碳 e是氯 g是磷 h是铝 i是镁 j是钠 分析可知 a的单质与水剧烈反应 不能将e cl2 单质从he3 alcl3 的溶液中置换出来 g 磷 存在同分异构体 白磷 红磷 i 镁 在db2 co2 中燃烧生成一种化合物和一种单质 则选项a c d均不正确 答案 b 探究一 探究二 即时检测 4 短周期元素x y z w q在元素周期表中的相对位置如下图所示 下列说法正确的是 a 元素x与元素z的最高正化合价之和的数值等于8b 原子半径的大小顺序为 r x r y r z r w r q c y2 和z3 的核外电子数和电子层数都不相同d 元素w的最高价氧化物对应的水化物的酸性比q的强解析 五种元素分别为n x o y al z s w cl q n的最高正化合价为 5 al的最高正化合价为 3 a选项正确 原子半径的大小顺序应为r z r w r q r x r y y2 o2 z3 al3 均为10e 离子 其核外电子数和电子层数均相同 酸性 hclo4 h2so4 答案 a 探究一 探究二 即时检测 5 已知x y和z三种元素的原子序数之和等于42 x元素原子的4p轨道上有3个未成对电子 y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子 x跟y可形成化合物x2y3 z元素可以形成 1价离子 请回答下列问题 1 x元素的基态原子的电子排布式为 该元素的符号是 2 y元素原子的价电子的轨道表示式为 该元素的名称是 3 已知化合物x2y3在稀硫酸溶液中可被金属锌还原为气态的xz3 产物还有znso4和h2o 该反应的化学方程式是 探究一 探究二 即时检测