化学 第1章 第2节第2课时 核电外子排布与元素周期表、原子半径精品课件 鲁科版选修《物质结构与性质》.ppt

第2课时核电外子排布与元素周期表 原子半径 课程标准导航1 认识核外电子排布与元素周期表的关系 了解元素周期表中周期 族的划分依据 2 了解原子结构与原子半径周期性变化的联系 自主学习一 核外电子排布与周期的划分1 周期与能级组 原子轨道的对应关系 2 原子核外电子排布与元素周期表中周期划分的本质联系 3 周期数与电子层数的关系周期数 最外层电子的主量子数 想一想1 为什么4 5 6三周期中的元素种数为18 18 32种 试解释原因 提示 4 5周期包含的能级为ns np n 1 d 共有9个轨道 故元素种数为18 第6周期能级为ns np n 1 d和 n 2 f共16个轨道 故第6周期共32种元素 二 核外电子排布与族的划分1 族的划分与核外电子排布的关系族的划分取决于原子的价电子数目和排布 同族元素的价电子数目和排布 2 各族核外电子排布的特点 相同 ns1 2 ns2np1 6 价电子数 n 1 d1 10ns1 2 价电子数 ns电子数 ns2np6 he 想一想2 据能级图可知e4s e3d 试分析21号元素sc所在的周期数是多少 为哪一族 提示 21号sc的价电子排布式为3d14s2 故sc位于第4周期第 b族 三 核外电子排布与原子半径1 决定因素 2 变化规律 1 主族元素 2 过渡元素 同一周期自左至右原子半径逐渐 但变化幅度 减小 不大 想一想3 为什么过渡元素的半径变化不大 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的吸引作用大致相当 所以半径变化幅度不大 自主体验1 具有下列电子排布式的原子中 半径最大的是 a 1s22s22p63s2b 1s22s22p3c 1s22s22p5d 1s22s22p63s23p5解析 选a 由各原子的电子排布式知a为mg b为n c为f d为cl 根据元素在周期表中的位置可知mg半径最大 2 价电子排布为5s25p1的元素 在周期表中的位置是 a 第4周期第 a族b 第5周期第 a族c 第5周期第 a族d 第4周期第 a族解析 选b 因价电子分布在ns np轨道上 所以为主族元素 主量子数n为周期数 价电子数等于族序数 3 电子构型为 ar 3d104s2的元素是 a 稀有气体b 过渡元素c 主族元素d a族元素解析 选b 该元素的价电子排布式出现d轨道 且符合过渡元素价电子排布 n 1 d1 10ns1 2 应为过渡元素 探究导引1原子结构与元素周期表有什么关系 提示 电子层数 周期数 最外层电子数 主族序数 核电荷数 原子序数 探究导引2元素周期表有多少周期 多少族 提示 周期 三短三长一不全 族 七主 七副 一捌 一0族 其中 族占3列 探究导引3价电子数与族序数的关系 提示 主族元素价电子数 主族序数 最外层电子数 过渡元素的价电子数 副族序数 b b 过渡元素ns电子数 b b族序数 要点归纳1 核外电子排布与周期的划分根据原子核外电子排布原则 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 周期序数 电子层数 2 周期 能级组 元素数目的对应关系 2 核外电子排布与族的划分族的划分依据是原子的价电子排布 1 同主族元素原子的价电子排布完全相同 价电子全部排布在ns或ns np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族元素的价电子数与族序数相同 即时应用1 指出下列元素是主族还是副族元素 位于周期表中第几周期 第几族 1 1s22s22p63s23p5 2 kr 4d105s25p2 3 ar 3d24s2 4 ar 3d104s1 5 ar 4s1 解析 根据其价电子构型确定在元素周期表中的位置 再确定其所在周期和族 n取最大时 n值就是所在的周期数 价电子的个数就是所在的族序数 如果价电子出现d电子 就是副族 只出现s p的就是主族元素或0族 对于前36号元素和主族元素可以通过以上方法快速的进行判断 答案 1 第3周期 a族 2 第5周期 a族 3 第4周期 b族 4 第4周期 b族 5 第4周期 a族 探究导引1s区的元素都是金属元素吗 提示 不是 氢元素是非金属元素 探究导引2p区的元素都是非金属元素吗 提示 不是 如铅为金属元素 探究导引3过渡元素的最外层电子数有何特点 提示 最外层电子数为1或2 要点归纳1 根据核外电子排布划分 1 分区 2 各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点 2 根据金属元素与非金属元素划分 特别提醒 1 最外层电子数大于或等于3 小于等于7的元素都是主族元素 2 金属与非金属没有严格的界定 在金属元素区和非金属元素区分界线两侧的元素 往往既表现金属的某些性质又表现非金属的某些性质 即时应用2 在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时 人们发现价电子排布相似的元素集中在一起 据此 人们将元素周期表分为五个区 并以最后填入电子的轨道能级符号作为该区的符号 如图所示 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2周期第 a族元素原子价电子的轨道表示式为 5 当今常用于核能开发的元素是铀和钚 它们在 区中 解析 1 s区为 a族 a族 he 符合条件的元素为be 其电子排布式为1s22s2 价电子的电子云形状为球形 2 d区为 b族 b族 族 族序数最大且原子序数最小的为fe 常见离子为fe2 fe3 电子排布式为 1s22s22p63s23p63d6 1s22s22p63s23p63d5 由离子的电子排布式可知fe3 的3d轨道 半充满 其稳定性大于fe2 3 ds区符合条件的为zn 其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2 价电子排布式为3d104s2 4 该题中符合题意的为n 价电子轨道表示式为 5 铀和钚均为锕系元素 位于f区 答案 1 球形 2 fe2 1s22s22p63s23p63d6 fe3 1s22s22p63s23p63d5fe3 3 3d104s2 探究导引1同周期从左到右原子半径如何变化 提示 依次减小 稀有气体除外 探究导引2第3周期元素的原子形成的离子中 半径最小的是哪种离子 提示 al3 探究导引3cl 与cl两种微粒半径大小如何 为什么 提示 r cl r cl 因为cl 与cl核电荷数相同 电子层数相同 而两者的电子排斥力cl 大于cl 故r cl r cl 要点归纳影响粒子半径的因素主要是核电荷数和电子层数 同周期中 核电荷数越大 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 即时应用3 已知短周期元素的离子aa2 bb cc3 dd 都具有相同的电子层结构 则下列叙述中正确的是 a 原子半径 a b d cb 原子序数 d c b ac 离子半径 c d b ad 单质的还原性 a b d c 解析 选c 首先根据离子结构推断4种元素在元素周期表中的相对位置 均为短周期元素则原子序数均在18以下 阳离子应该位于阴离子的下一周期 a b为第3周期的镁 钠 c d为第2周期的氮 氟 已知某元素 3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5 则该元素在元素周期表中属于 a b族b b族c 族d a族 思路点拨 先根据离子的电子排布式改写为原子的电子排布式 再根据价电子排布式判断元素在周期表中的位置 解析 题中相应原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2 从而再根据族的划分方法 可知其价电子排布为 n 1 d6ns2 所以该元素应属于 族 答案 c 下列元素的原子半径依次减小的是 a c n o fb s si al mgc b be mg nad mg na k ca 思路点拨 解决此题的关键要注意两点 一是弄清元素在周期表中的位置 二是熟记半径变化规律 解析 在元素周期表中 同一周期从左到右元素的原子半径逐渐减小 同一主族从上到下元素的原子半径逐渐增大 a项中元素原子半径依次减小 b c项中元素原子半径均依次增大 d项中元素原子半径na mg 可知b c d项均不符合题意 答案 a 规律方法 可用 三看 法快速判断简单微粒半径大小 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 根据核外电子排布推测元素种类 经典案例 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元素可以形成负一价离子 请回答下列问题 1 x元素原子基态时的电子排布式为 该元素的符号是 2 y元素原子的价层电子的轨道表示式为 该元素的