高中化学 第1章 第2节 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3 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 第一章 1869年2月 俄国化学家门捷列夫将当时已发现的63种元素列成元素周期表 并留下一些空格 预示着这些元素的存在 在元素周期表的指导下 人们 按图索骥 找出了这些元素 据美国 科学新闻 杂志报道 美国劳伦斯 伯克利国家实验室的victorninov领导的研究小组 用大约100万万亿 即1018 个氪离子对一个铅靶轰击10多天 终于得到118号元素的3个原子 后者又很快衰变成116号 114号和其他元素 这一结果令科学家们兴奋不已 他们说预计还将有更多的超重元素被发现 看到这些令人吃惊的成果 伯克利实验室的kengregorich预计 该实验室和德国重离子研究中心以及俄罗斯的研究人员不久将会用氪离子来轰击铋靶子 以获得119号元素 由于119号元素会衰变成尚未发现的117 115和113号元素 所以科学家有可能一次就获得4种新元素 学习目标 1 碱金属元素基态原子的电子排布 11 1s22s22p63s1 ne 3s1 19 1s22s22p63s23p64s1 37 55 2 元素周期系随着元素原子的 递增 每到出现 就开始建立一个新的 随后最外层上的电子数逐渐增多 最后达到 个电子 出现 然后又开始由 到 如此循环往复形成周期系 3 元素周期表 1 周期 每周期所含元素种数从第一到第七周期种类数分别为 核电荷数 碱金属 电子层 8 稀有气体 碱金属 稀有气体 2 8 8 18 18 32 26 每周期开头及结尾元素的最外层电子排布开头元素 结尾元素 2 族 纵列与族 ns1 ns2或ns2np6 价电子层元素的 简称 价电子层 是由于这些能级上的电子数可在化学反应中发生变化 每个纵列的价电子层的电子总数 相等 3 按结构分区 s区主要包括第 a和第 价电子排布为 容易失去价电子而形成阳离子 除氢外 这些元素都是 元素 外围电子排布 一定 a族 ns1 2 金属 p区包括从第 a到 共六族元素 价电子排布为 氦除外 d区包括第 到第 元素 镧系和锕系元素除外 ds区 包括第 b族和第 f区 包括 系和 系元素 0族 ns2np1 6 b族 族 b族 镧 锕 自主探究 1 每一周期的元素 按原子序数递增的顺序 最外层电子都是从1个逐渐增加到8个吗 提示 不是 第一周期只有k层 当k层为最外层时 最多只能容纳2个电子 2 1 元素原子的价电子就是最外层电子吗 2 过渡元素的最外层电子有什么特点 提示 1 不是 主族元素的最外层电子是价电子 过渡元素的价电子还可能包括次外层的d电子或倒数第三层的f电子 2 过渡元素的最外层电子有1个或2个 3 由碱金属元素在周期表中的位置和价电子排布式 可以看出碱金属元素所在的周期与电子层数有何关系 提示 碱金属元素的周期数 电子层数4 最外层电子排布为ns1或ns2的元素是否一定为金属元素 提示 不一定 如h的最外层电子排布为1s1 he的最外层电子排布为1s2 但它们均是非金属元素 5 为什么在元素周期表中非金属主要集中在右上角三角区 提示 这是由元素的价电子层结构和元素周期表中元素性质递变规律决定的 在元素周期表中 同周期元素从左到右非金属性逐渐增强 金属性逐渐减弱 同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱 金属性逐渐增强 结果使元素周期表右上角三角区域内的元素主要呈现出非金属性 6 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 提示 由于元素的金属性和非金属性之间并没有严格的界线 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 这些元素常被称为半金属或准金属 教材点拨 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 典例透析 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 1 2014 盐城模拟 某元素原子的电子排布式为 ar 3d104s24p1 根据原子核外电子排布与元素在元素周期表中的位置关系 完成下列各题 1 该元素处于元素周期表的第 周期 该周期的元素种数是 2 该元素处于元素周期表的第 族 该族的非金属元素种数是 3 该元素处于元素周期表的 区 该区包括 族的元素 变式训练 解析 根据元素原子有4个电子层容纳了电子 该元素处于第四周期 该周期共有18种元素 根据轨道能量顺序和族的相对顺序可以确定该元素位于第 a族 本族元素只有一种非金属元素 硼 根据价电子的电子排布式4s24p1可以确定该元素在p区 由该区元素的价层电子的电子排布式为ns2np1 6 可以确定包括该元素的区的族有 a a族 0族 答案 1 四18 2 a1 3 p a a 0 教材点拨 2 过渡元素均为金属元素 但金属元素却不都是过渡元素 如碱金属 碱土金属等 3 处于金属与非金属交界线 又称梯形线 附近的非金属元素具有一定的金属性 被称为半金属或准金属 但不能叫两性非金属 2 根据核外电子排布 1 分区 2 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 典例透析 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 解析 1 s区为 a族 a族 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 2 1 在上面元素周期表中全部是金属元素的区域为 a ab bc cd d 变式训练 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 答案 1 b 2 h 3 如下表 mgbc 解析 3s23p6可表示稀有气体 ar 阴离子 s2 阳离子 k 粒子结构示意图c中 其核外电子数大于核电荷数 代表阴离子17cl d项 其核外电子数小于核电荷数 代表阳离子mg2 a项一般代表氯原子的外围电子排布 答案 c 2 2014 保定一中期中 最活泼的金属元素 最活泼的非金属元素 常温下呈液态的金属 价电子排布为5d106s2 元素分别位于下面元素周期表中的 a s区 p区 ds区b s区 p区 d区c f区 p区 ds区d s区 f区和ds区 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 a 3 2014 山东实验中学检测 双选 具有以下结构的原子对应的元素 一定属于主族元素的是 a 最外层有3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 答案 ac 4 2014 辽宁五校联考 已知x y为短周期元素 可形成原子个数比为1 3的化合物 若y的原子序数为m 则x的原子序数为 m 4 m 4 m 8 m 2 m 6 其中正确的组合为 a 只有 b 只有 c 只有 d 全部 答案 d 5 2014 郑州预测 现用的长式周期表 由左到右为18列 碱金属 包括氢元素 为第1列 0族为第18列 按这个规定 下列说法中不正确的是 a 第2列中肯定没有非金属元素b 第3列中元素种数最多c 第17列的第一种元素对应的最高价氧化物的水化物是最强的含氧酸d 第15列元素的氢化物组成通式可用rh3表示 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 负化合价为 3 d项正确 答案 c 点评 如果取消族序号 按由左至右的顺序将元素周期表标为18列 那么 a a族分别为第1 2列 a a族分别对应第13 17列 b b族分别对应第11 12列 b b族分别对应第3 7列 族对应第8 9 10列 0族对应第18列 巧合的是 13 17列元素的列序号的个位数与元素的主族序数 最外层电子数 最高化合价相一致 所含元素最多的周期是第6周期 有32种元素 所含元素最多的族是第 b族 有32种元素 含镧系 锕系元素 6 2014 试题调研 已知元素周期表中共有18纵行 下图中实线表示元素周期表的边界 按电子排布 可把周期表里的元素划分为下列几个区 s区 p区 d区 ds区等 除ds区外 其他区的名称来自构造原理最后填入的电子的能级符号 解析 解答本题应注意以下两点 元素周期表的分区及其外围电子排布特点 原子轨道在全空 半充满和全充满时能量最低 最稳定 依据构造原理最后填入的电子的能级符号 将元素周期表划分为几个区 对于24号元素 其核外价电子排布似乎应该是3d44s2 而实际上是3d54s1 原因是能量相同的轨道处于全空 全充满和半充满时能量最低 而29号元素也正是因为这一点排成3d104s1 而不是3d94s2 故29号 30号元素所在纵行归为ds区 所以该同学认为d区内6 7纵行的部分元素可以排在ds区是有道理的 对于fe3 比fe2 稳定的原因也可从铁的核外电子排布特点来解释 fe3 的价电子排布式为3d5 为半充满状态 比fe2 的价电子排布式3d6稳定 答案 1 如下图 2 ds 3 k cr cu 4 fe的价电子排布式为3d64s2 fe2 和fe3 的价电子排布式分别为3d6 3d5 依据 能量相同的轨道处于全空 全充满和半充满时