《原子结构与元素的性质(第二课时)》课件

《原子结构与元素的性质（第二课时）》构性位周期族分区电子层数最外层电子数(主族)电子填入的最后能级元素周期律元素的性质随元素原子的核电荷数递增发生周期性递变原子序数＝质子数＝核外电子数元素周期律原子半径电离能元素周期律原子半径电离能原子半径的递变规律影响原子半径的因素原子半径减小原子半径增大原子半径的递变规律影响原子半径的因素电子的能层数

核电荷数原子半径的周期性的递变影响问题如何用这两种因素解释原子半径的递变规律？作品原子半径的递变规律原子半径增大能层占主导作品原子半径的递变规律原子半径减小原子半径增大能层占主导核电荷数占主导小结原子半径核电荷数能层数原子半径呈现周期性的递变元素周期律原子半径电离能原子半径的递变规律影响原子半径的因素4Li+O2

2Li2O△4Na+O2

2Na2O2Na+2H2O

2NaOH+H2↑2K+2H2O

2KOH+H2↑碱金属元素的化学性质的相似性碱金属元素的化学性质加热Na加热KK与水反应Na与水反应碱金属元素的化学性质碱金属元素的化学性质的递变性（递变性、相似性）元素的性质（宏观）原子结构（微观）反映决定金属性核外电子排布从原子的核外电子排布解释碱金属元素的化学性质的相似性与递变性。碱金属元素的化学性质2s13s14s15s16s1作品1价电子排布Li-1e-Li+Na-1e-

Na+K-1e-K+Cs-1e-Cs+Rb-1e-Rb+碱金属元素的化学性质0.1520.1860.2270.2480.265原子半径/nm能层增加原子半径增大2s13s14s15s16s1作品2价电子排布碱金属元素的化学性质ns1强金属性相似性元素的性质（宏观）原子结构（微观）反映决定递变性原子半径碱金属元素的化学性质电离能电离能

气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。电离能M(g)M+(g)+e-

M+(g)M2+(g)+e-

第一电离能第二电离能…………电离能越小

电离能越大气态原子（离子）越易失电子气态原子（离子）越难失电子电离能碱金属元素的化学性质与电离能原子序数第一电离能（kJ·mol-1）原子序数第一电离能（kJ·mol-1）活动1随原子序数递增，同周期或者同族元素的第一电离能有什么规律？电离能的递变规律作品1原子序数第一电离能（kJ·mol-1）电离能的递变规律作品2原子序数第一电离能（kJ·mol-1）电离能的递变规律作品3原子序数第一电离能（kJ·mol-1）电离能的递变规律作品3原子序数第一电离能（kJ·mol-1）电离能的递变规律2s22p13s23p12s22p43s23p42s22p33s23p3电离能的递变规律原子序数第一电离能（kJ·mol-1）电离能的递变规律原子序数第一电离能（kJ·mol-1）电离能原子半径/电离能呈现周期性的递变小结原子半径核电荷数能层数电离能气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能元素的性质（宏观）原子结构（微观）反映决定第一电离能的递变性？活动2影响第一电离能的因素影响第一电离能的因素第一电离能降低半径增大金属性增强影响第一电离能的因素作品1作品2影响第一电离能的因素原子半径减小第一电离能升高（总趋势）第一电离能随原子序数变化的曲线图原子半径随原子序数变化的曲线图假想的镜子影响第一电离能的因素元素的第一电离能的周期性递变规律与原子半径和核外电子排布的周期性变化密切相关影响第一电离能的因素元素周期律原子半径电离能电离能及其递变规律电离能与化合价的联系活动3考察逐级电离能和元素常见化合价的关系电离能与化合价的联系Na(g)Na+(g)+e-

Na+(g)Na2+(g)+e-

作品14066作品24066Na(g)Na+(g)+e-

Na+(g)Na2+(g)+e-

1s22s22p63s11s22s22p61s22s22p61s22s22p5Ne的核外电子排布是1s22s22p6，与Na+一样作品2元素的性质（宏观）原子结构（微观）反映决定化合价核外电子排布逐级电离能的差值实验数据电离能与化合价的联系7136282电离能与化合价的联系7136282Mg(g)Mg+(g)+e-

1s22s22p63s2电离能与化合价的联系1s22s22p63s17136282Mg(g)Mg+(g)+e-

1s22s22p63s2Mg+(g)Mg2+(g)+e-

1s22s22p63s1电离能与化合价的联系1s22s22p63s11s22s22p67136282Mg(g)Mg+(g)+e-

1s22s22p63s21s22s22p63s1Mg+(g)Mg2+(g)+e-

1s22s22p63s11s22s22p6Mg2+(g)Mg3+(g)+e-

1s22s22p61s22s22p5难电离能与化合价的联系12399288830电离能与化合价的联系12399288830Al(g)Al+(g)+e-

1s22s22p63s23p11s22s22p63s2Al+(g)Al2+(g)+e-

1s22s22p63s21s22s22p63s1Al2+(g)Al3+(g)+e-

1s22s22p63s11s22s22p6难1s22s22p61s22s22p5Al3+(g)Al4+(g)+e-

电离能与化合价的联系总结电离能原子半径应用化合价判断核电荷数能层数电离能……原子半径/电离能呈现周期性的递变气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能总结电离能原子半径应用化合价判断核电荷数能层数电离能……原子半径/电离能呈现周期性的递变气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能探究1核外电子排布与元素周期表的关系【问题探究】某课外兴趣小组研究了元素原子价层电子排布与元素周期表的关系,采用列表法分析如下:表一:主族元素的价层电子排布与族序数的关系主族序数ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA价层电子排布式ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5表二:过渡元素的价层电子排布

族序数ⅢBⅣB…ⅦB价层电子排布式(n-1)d1ns2(n-1)d2ns2…(n-1)d5ns2族序数Ⅷ(特殊元素除外)ⅠBⅡB价层电子排布式(n-1)d6~8ns2(n-1)d10ns1(n-1)d10ns2思考下列问题:(1)价电子排布式为5s25p1的元素,在元素周期表中处于什么位置?据此分析元素的价电子排布与元素在周期表中的位置有何关系。提示

该元素位于第五周期第ⅢA族。元素能级中最高能层序数=周期序数,主族元素原子的价层电子数=该元素在周期表中的主族序数。(2)某元素位于周期表中第四周期第ⅤA族,你能否据此写出该元素原子的价电子排布式和电子排布式?提示

该元素的价电子排布式为4s24p3;电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。(3)原子序数1~36的某元素基态原子的最外层电子排布式为ns2,该元素可能属于哪一族?提示

0族(He)、第ⅡA族、第ⅡB族、第ⅢB族、第ⅣB族、第ⅤB族、第ⅦB族、第Ⅷ族。【深化拓展】价层电子与核外电子排布的关系主族元素的价电子为该元素原子的最外层电子。如碱金属元素原子的价电子排布为ns1。副族元素的价电子与其最外层电子和次外层d电子有关(镧系、锕系元素还与倒数第3层的f电子有关)。如铁元素原子的价电子排布式为3d64s2。【素能应用】典例1(2021银川高二检测)某元素位于元素周期表中第四周期第ⅤA族,则该元素的名称和价层电子排布式均正确的是(

)A.砷,4s24p3 B.溴,4s24p5C.磷,3s23p3 D.锑,5s25p3答案

A解析

由该元素在元素周期表中的位置可知,其价层电子排布式为4s24p3,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,为33号元素砷,故A项正确。变式设问

(1)上述例题中所选元素的原子核外未成对电子数是多少?答案

由于该元素原子的价层电子排布式为4s24p3,4p轨道上的3个电子均为未成对电子。(2)上述例题除正确选项外,其他三项中的元素分别在元素周期表中的哪一周期,哪一族?答案

B项,第四周期第ⅦA族;C项,第三周期第ⅤA族;D项,第五周期第ⅤA族。规律总结

主族元素在元素周期表中位置的判断方法由元素价层电子排布式可推知其在元素周期表中的位置及化合价。(1)周期序数=电子层数;(2)主族序数=价层电子数(最外层电子数)=最高化合价(O、F除外);(3)主族序数-8=最低化合价(H除外)。变式训练1下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的叙述正确的是(

)A.原子价层电子排布为ns2np1~6的元素一定是主族元素B.基态原子最外电子层的p能级上有5个电子的元素一定是第ⅦA族元素C.原子的价层电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素一定位于第ⅢB~ⅦB族D.基态原子N能层上只有1个电子的元素一定是主族元素答案

B解析

除He外,0族元素原子的价层电子排布均为ns2np6,0族元素不是主族元素;基态原子最外电子层的p能级上有5个电子,即价层电子排布为ns2np5,该元素一定处于第ⅦA族;原子的价层电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素处于第Ⅷ族;基态原子N能层上只有1个电子的元素,除主族元素K外,还有过渡金属元素Cu、Cr。探究2元素周期表的分区【问题探究】根据核外电子排布,可把元素周期表划分为五个区,即s区、p区、d区、ds区和f区,具体如下图所示:思考下列问题:(1)在s区中,族序数最大、原子序数最小的元素是什么元素?该元素原子价层电子的电子云是什么形状?提示

s区包括第ⅠA族、第ⅡA族,其中族序数最大,原子序数最小的元素为Be,其电子排布式为1s22s2,价层电子的电子云形状为球形。(2)Fe元素处于元素周期表中的哪个区?写出Fe2+、Fe3+的电子排布式。这两种离子哪一种更稳定?为什么?提示

Fe位于元素周期表中的d区;Fe2+、Fe3+的电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5,由离子的电子排布式可知Fe3+的3d能级为“半充满”,所以其稳定性强于Fe2+。(3)某元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,该元素位于元素周期表中的哪一区?是何种元素?提示

该元素位于元素周期表中的ds区;元素名称为锌,元素符号为Zn。【深化拓展】各区内元素分布及原子结构特点分区元素分布价层电子排布元素性质特点s区第ⅠA族、第ⅡA族ns1~2除氢外都是活泼金属元素p区第ⅢA~ⅦA族、0族ns2np1~6(He除外)最外层电子参与成键(0族元素一般不考虑)d区第ⅢB~ⅦB族、第Ⅷ族(n-1)d1~9ns1~2(Pd除外)次外层d能级中的电子不同程度地参与化学键的形成分区元素分布价层电子排布元素性质特点ds区第ⅠB族、第ⅡB族(n-1)d10ns1~2都是金属元素f区镧系、锕系(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2镧系元素化学性质相近;锕系元素化学性质相近【素能应用】典例2元素X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的价层电子排布式为ns(n-1)np(n+1),则下列说法不正确的是(

)A.Y元素原子的价层电子排布式为3s23p