原子结构与元素周期表

1、原子结构与元素周期表第一课时 基态原子核外电子排布复习复习回顾顾 1、画出钠原子的原子结构示意图，并分析各层电子能量。 2、必修2中学习到的核外电子有哪些规律？ 3、根据量子理论数分析，氢原子核外的1个电子的4个量子数分别是？136号元素基态原子的核外电子排布理论分析u基态原子是处于能量最低状态下的原子,基态原子的核外电子排布,决定了元素周期表的划分和原子半径的变化规律。u要认识基态原子的核外电子排布，必需要掌握排布原则和电子在原子轨道上的排布顺序。 基态原子的核外电子排布三大原则 u 能量最低原理：u核外电子的排布要使整个原子的能量最低，以形成稳定结构。u 泡利不相容原理：u一个原子轨道中最

2、多只能容纳两个电子，并且这两个电子的自旋方向必须相反。u 洪特规则： u对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，应尽可能的分占不同的轨道并且自旋方向相同。 u多电子原子中，电子填充电子轨道时，一般先填满能量低的轨道，再填能量高的轨道 能量最低原理u原子轨道能量的高低存在以下规律：u1、相同电子层上原子轨道能量的高低： nsnpndnfu2、.形状相同的原子轨道能量的高低： 1s2s3s4su3、电子层和形状相同的原子轨道的能量相等，如2px、2py、2pz轨道的能量相等 比较较下列轨轨道能量的高低 1. 3px 2s 2. 3d 4s基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序 轨道能量由低到高

3、的顺序：1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d当出现d 轨道时，电子按ns、(n-1)d、np 顺序排布，这样的排布方式使体系的能量最低，这一规律叫“能级交错”泡利不相容原理 内内容：每个个原子轨轨道上最多只能容纳纳两个两个自旋状态状态不同的电电子。 即每个个原子轨轨道最多只容纳两个电纳两个电子。 思考回答： 下列能级级可最多可容纳纳多少个电个电子？ 2s 3p 4f 3s 2p 3d 5s 4d 5p 问问：电电子有几种种不同自旋状态状态？ 两种两种洪特规则 在能量相同的轨轨道上排布时时，电电子尽尽可能分占不同的轨轨道，且自旋状态状态相同洪特规则实

4、际上是为了更好的遵循能量最低原则，根据光谱实验结果，洪特进一步指出，能量相同的原子轨道在全满（p6p6和d10d10 ）、半满（p3p3和d5d5）和全空（p0p0和d0d0 ）状态时，体系能量最低，原子最稳定。二、基态态原子核外电电子排布的表示 1、电子排布式 用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数 2、轨道表示式+624电子排布式电子排布式电子层：原子轨道：原子轨道数：容纳的电子数：1s2K L1s 2s2p1 132电电子排布式问问：每个个原子轨轨道排几个电个电子？在原子轨轨道符号号的右上角写写上该轨该轨道排入的电电子数数的式子。222s22p2电电子层数层数轨轨道类类型该轨该

5、轨道上排入的电电子数数 为为了避免电电子排布式书写过书写过繁，可以把内内层电层电子已达达到稀有气气体结构结构的部分写写成“原子实实”，以稀有气气体的元素符号号外加方括号号表示。 如Na Ne3S1 原子实排布式原子实排布式价电子一般化学反应只涉及到外层原子轨道上的电子，人们称这些电子为价电子主族元素的价电子：最外层电子过渡金属元素的价电子：外围电子例题例题: :画出下列元素的轨道表示式画出下列元素的轨道表示式: :6 6C C：1111NaNa：轨道表示式的书写格式：轨道表示式的书写格式： 轨轨 道道 表表 示示 式式轨道类型轨道类型轨道框轨道框( (一个轨道一个框，能量相同的轨道连在一起一个

6、轨道一个框，能量相同的轨道连在一起) ) s s1 p1 p3 d3 d5 f-75 f-7；电子及自旋状态电子及自旋状态(、) )。练习：写出练习：写出118号元素原子的电子排布式和号元素原子的电子排布式和轨道表示式轨道表示式练习：写出练习：写出1936号元素原子的电子排布式和号元素原子的电子排布式和轨道表示式轨道表示式u其中24Cr24Cr：1 1s2 22 2s2 22 2p6 63 3s2 23 3p6 63 3d5 54 4s1 1 和 29Cu29Cu：1 1s2 22 2s2 22 2p6 63 3s2 23 3p6 63 3d10104 4s1 1符合洪特规则中的半满、全满状态

7、。一些离子的核外电子排布式 Fe2+：1s22s22p63s23p63d6 Fe3+： 1s22s22p63s23p63d5原子结构与元素周期表第二课时 原子结构与元素周期表周期周期短周期短周期长周期长周期第第1周期周期(H-He)：2 种元素种元素第第2周期周期(Li-Ne)：8 种元素种元素第第3周期周期(Na-Ar)：8 种元素种元素第第4周期周期(K-Kr)：18 种元素种元素第第5周期周期(Rb-Xe)：18 种元素种元素第第6周期周期(Cs-Rn)：32 种元素种元素不完全周期不完全周期第第7周期：周期：26种元素种元素镧镧57La 镥镥71Lu 共共15 种元素称镧系元素种元素称

8、镧系元素锕锕89Ac 铹铹103Lr 共共15 种元素称锕系元素种元素称锕系元素周期序数周期序数 = = 电子层数电子层数（横行）（横行）知识回顾：知识回顾：元素周期表的结构（由元素周期表的结构（由周期周期与与族族构成）构成）（应（应32种）种） 族族主族：主族：副族：副族：A , A , A , A ,A , A , A 第第VIII 族：族：稀有气体元素稀有气体元素主族序数主族序数= =最外层电子数最外层电子数（纵行）（纵行） 零族：零族：共七个主族共七个主族B , B , B , B ,B , B , B 共七个副族共七个副族三个纵行三个纵行(第第8、9、10），位），位于于 B 与与B

9、中间中间 知识回顾：知识回顾：元素周期表的结构元素周期表的结构（由周期与与族构构成）元素周期表从元素周期表从左到右族顺序依次左到右族顺序依次为：为：A , A , B , B ,B , B , B，第第VIII 族族； B , B , A , A ,A , A , A，零族零族1、写出每个周期开头第一个元素的最外层电子的排布式？ns1 (n表示电子层数)第一周期：s2其它周期：ns2np6 (n为电子层数)2、写出每个周期最后一个元素的最外层电子的排布式？3、同族主族元素的价电子层有何规律？相同4、同族过渡元素的价电子层有何规律？相同或价电子层上的电子总数相等5、零族元素的价电子层有何规律？除

10、氦外，其它相同周期系碱金属原子序数周期电子排布式简化电子排布式稀有气体电子排布式Li3210NeNa113Ne3s118ArK194Ar4s136KrRb375Kr5s154XeCs556Xe6s186Rn每周期，电子排布每周期，电子排布最外层总是从最外层总是从1个到个到8个个，元素，元素从碱金属到稀有气体从碱金属到稀有气体。价电电子层层：外围电围电子排布碱金属原子序数周期电子排布式价电子排布稀有气体价电子排布Li3210Ne2s22p6Na1133s118Ar3s23p6K1944s136Kr4s24p6Rb3755s154Xe5s25p6Cs5566s186Rn6s26p6每周期，电子排布

11、每周期，电子排布最外层总是从最外层总是从1个到个到8个个，元素，元素从碱金属到稀有气体从碱金属到稀有气体。核外电子排布与周期的划分能级能级能级组数（周能级组数（周期数）期数）能级组内最多电子数能级组内最多电子数（周期中的元素数）（周期中的元素数）周期名称周期名称1s12特短周期特短周期2s,2p28短周期短周期3s,3p38短周期短周期4s,3d,4p418长周期长周期5s,4d,5p518长周期长周期6s,4f,5d,6p632长周期长周期7s,5f,6d,7p7(32)不完全周期不完全周期1）除第一周期外, 各周期均以填充 s 轨道的元素开始, 并以填充满p 轨道的元素告终. 1s1 1s

12、22s1 2s22p63s1 3s23p64s1 4s24p65s1 5s25p66s1 6s26p6外围电子数有外围电子数有1 8个个2）周期元素数目=相应能级组中原子轨道所 能容纳的电子总数3）元素所在周期的判断：周期数=电子层数周期周期能级组能级组 能级组内原子轨能级组内原子轨道道 元素数目元素数目电子最大容电子最大容量量 1 1s 2 2 2 2s 2p 8 8 3 3s 3p 8 8 4 4s 3d 4p 18 18 5 5s 4d 5p 18 18 6 6s 4f 5d 6p 32 32 7 7s 5f 6d (未完未完) 26 (未完未完) 未满未满1）外围电围电子结构结构相同2

13、）元素所在族的判断：主族元素：主族序数=外围电子数=最外层电子数副族元素：以外围（n-1）d+ns的电子总数判断A、电子总数为37，BBB、电子总数为810，C、电子总数为1112，B和B核外电子排布与族的划分原子结构与元素在周期表中位置的关系（1）周期数=最大能层数（钯除外，因为46Pd Kr4d10,最大能层数是4，但在第五周期）（2）外围电子总数决定排在哪一族 如：29Cu 3d104s1 10+1=11（第11列） 所以，是IB。整理：元素周期表的重新分区1、s区：特点： 价电子数=主族序数=最外层电子数 并不是所有价电子层为ns1或ns2的元素都在S区， He除外（它在p区）注意：除

14、H外，都是金属元素含A与A共两族两列；价电子层为ns1或ns2(n1)元素周期表的重新分区2、p区：特点： 价电子总数=主族序数（零族除外）注意： He在p区，但它无p电子含A至A及零族共六族六列；价电子层为ns2 np1-6(n2) ,以非金属元素为主元素周期表的重新分区3、d区：特点：价电子总数=副族序数;若总数为8、9、10，则为族。 有元素在d区但并不符合(n-1)d1-9ns1-2规则，如：46Pd 4d10。注意：均为金属元素；含B至B和族共六族八列 (镧系和锕系属f区)；价电子层为(n-1)d1-9ns1-2元素周期表的重新分区4、ds区：含B与B共两族两列；可理解为电子先填满(

15、n-1)d (n4) ，再填ns,即价电子层为(n-1)d10ns1或ns2，价电子总数=所在的列序数特点：均为金属元素；且d轨道电子一般不参与化学键的形成。元素周期表的重新分区5、f区：包括镧系与锕系；价电子层(n-2)f0-14(n-1)d0-2ns2说明：由于最外层电子数基本相同，(n-1)d电子数也基本相同，因此镧系元素化学性质相似；锕系元素化学性质也相似。A01AAAAAA2p区区3s区区BBBBBBB4d区区ds区区567镧系镧系f区区锕系锕系元素周期表的五个分区问问：为为什么么s区区、d区区、ds区区的元素都是金属属(除H外)？ s区、d区、ds区的元素最外层电子数为1-2个电子

16、，在反应中易失去，所以都是金属。 因此随核电荷数递增，基态原子的电子按如下顺序填入核外电子运动轨道：1S，2S，2P，3S，3P，4S，3d ，4P。其中，S、P、d 分别有 1、3 、5个轨道，每个轨道只能容纳两个自旋方向相反的电子，当原子最外层的轨道能量相同时，最后几个电子的排布要符合洪特规则。 当出现d 轨道时，电子按ns、(n-1)d、np 顺序排布，这样的排布方式使体系的能量最低，这一规律叫“能级交错”电子在原子轨道上的排布顺序 原子核外电子排布的表示方法 u电子排布式：u用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数；为了避免电子排布式过于繁琐，可以把内层电子达到稀有气体结构的部分以相应稀有气体元素符号外加方括号表示。u如：Na:1Na:1s2 22 2s2 22 2p6 63 3s1 1 或 Na:Ne3Na:Ne3s1