2026高中化学人教版选择性必修2《物质结构与性质》第一章第1课时　原子结构与元素周期表课件

第一章原子结构与性质第二节原子结构与元素的性质第1课时原子结构与元素周期表1.知道元素周期表中的分区、周期和族及元素原子核外电子排布特征,能从原子价层电子数目和价层电子排布的角度解释元素周期表的分区、周期和族的划分。2.了解元素周期律(表)的应用价值,能列举元素周期律(表)的应用。3.通过原子价层电子排布特点与各区元素化学性质关系的学习,学会运用模型解释现象的本质和规律。学习目标一、原子结构与元素周期表二、元素周期表的分区目录CONTENTS课后巩固训练一、原子结构与元素周期表知能通关1.元素周期律、元素周期系和元素周期表(1)概念原子序数名称内涵元素周期律元素性质随着____________的递增发生_________________元素周期系元素按其____________递增排列的序列

元素周期表呈现元素周期系的表格。元素周期系只有一个,元素周期表多种多样周期性的变化原子序数

(2)元素周期律实质元素性质的周期性变化是元素原子的________________周期性变化的必然结果。

(3)元素周期系的形成

核外电子排布(4)元素周期系与元素周期表的关系下列有关元素周期律、系、表的说法正确的是________________________。

①元素周期律揭示元素性质随原子核电荷数递增而呈现周期性变化的规律②元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系③元素周期表是呈现元素周期系的表格④元素周期表和元素周期系均有多种形式小题对点过①②③2.构造原理和元素周期表(1)根据构造原理得出的核外电子排布,可以解释元素周期系的基本结构。例如:第一周期从________开始,以________结束;其余各周期总是从________能级开始,以________能级结束,其间递增的核电荷数(或电子数)就等于每个周期里的____________。

1s1

1s2s→2p3s→3p4s→3d→4p5s→4d→5p6s→4f→5d→6p7s→5f→6d→7p周期一二三四五六七元素数288181832321s2nsnp元素数(2)元素周期表中,同族元素价层电子数________(镧系、锕系、稀有气体元素除外),这是同族元素性质相似的结构基础。

(3)族序数和价层电子数的关系主族元素:价层电子数=最外层电子数;副族(过渡元素)的价层电子还包括部分内层电子。相同(1)过渡元素价层电子数跟它们的族序数有什么关系?写出它们的价层电子排布通式。______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)预言119号元素基态原子最外层电子排布,第八周期有多少种元素。__________________________________________________________________。

小题对点过

第ⅢB族元素~第ⅦB族元素的价层电子数等于它们的族序数(除镧系、锕系外);第Ⅷ族有3列元素,其族序数等于该族的第1列元素的价层电子数;第ⅠB族、第ⅡB族的价层电子数等于族序数加10。过渡元素的价层电子排布通式为(n-1)d1~10ns1~2(镧系和锕系、钯除外)119号元素基态原子最外层电子排布为8s1;第八周期应有50种元素(3)正误判断①价层电子一定是最外层电子(

)②元素的价层电子数一定等于其所在族的族序数(

)③同一族元素的价层电子数一定相同(

)④基态原子的N能层上只有一个电子的元素,一定是第ⅠA族元素(

)⑤原子的价层电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素一定是过渡元素(

)××××√价层电子排布和元素周期表的关系(1)原子的电子层数=能级中最高能层序数=周期序数。(2)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,0族元素(除He外)原子的价层电子数为8。族序数ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0价层电子排布ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5ns2np6(除He为1s2外)(3)过渡元素(除镧系、锕系、钯外,以第四周期为例)。周期表中列数族序数价层电子排布3ⅢB(n-1)d1ns24ⅣB(n-1)d2ns25ⅤB(n-1)d3ns26ⅥB(n-1)d5ns17ⅦB(n-1)d5ns28~10Ⅷ(n-1)d6~8ns211ⅠB(n-1)d10ns112ⅡB(n-1)d10ns21.若某原子的价层电子排布为4d15s2,下列说法正确的是(

)A.该元素位于元素周期表中第五周期第ⅢB族B.该元素原子价层电子数为2C.该元素为非金属元素D.该元素原子N能层共有8个电子解析该原子的价层电子排布为4d15s2,该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2,该元素位于元素周期表中第五周期第ⅢB族,所以该元素原子价层电子数为3,故A正确、B错误;该元素是金属元素,故C错误;N能层的电子排布为4s24p64d1,共有9个电子,故D错误。

A2.已知某元素+2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6,该元素在周期表中属于(

)A.第ⅤB族 B.第ⅡB族C.第Ⅷ族 D.第ⅡA族解析由题意推知,该元素的价层电子排布为4s2,故该元素位于第四周期第ⅡA族。

D3.下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是(

)A.第ⅡA族基态原子最外层电子排布均为ns2B.第三、四周期同主族元素的原子序数均相差8C.第四周期第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数相差11D.除第一周期外,其余各周期的原子核外电子排布总是从

ns开始,以np结束解析第三、四周期同主族元素的原子序数第ⅠA、ⅡA族均相差8。第ⅢA族~ⅦA族均相差18,B错误,故选B。

B4.原子序数小于36的某原子最外层电子排布式为ns1,则该原子在元素周期表中不可能位于(

)A.第ⅠA族 B.第ⅥB族C.第Ⅷ族 D.第ⅠB族解析第ⅠA族元素基态原子的最外层电子排布式为ns1,A项不符合题意;第ⅥB族的Cr元素基态原子的最外层电子排布式为4s1,B项不符合题意;第Ⅷ族的元素如Fe、Co、Ni基态原子的最外层电子排布式都为4s2,C项符合题意;第ⅠB族的Cu元素基态原子的最外层电子排布式为4s1,D项不符合题意。

C由元素的价层电子排布判断其在周期表中的位置规律价层电子排布x或y的取值周期表中位置nsxx=1,2第n周期第xA族(说明:书写时,x、y应换成相应的罗马字母表示,下同)(He除外)ns2npxx=1,2,3,4,5第n周期第(2+x)A族x=6第n周期第0族(n-1)dxnsyx+y≤7第n周期第(x+y)B族7<x+y≤10第n周期第Ⅷ族(n-1)d10nsxx=1,2第n周期第xB族二、元素周期表的分区知能通关1.根据元素的金属性和非金属性分区在元素周期表中,金属和非金属之间存在着一条“分界线”,在这条“分界线”附近可以找到适合下列材料的元素是________。

A.耐高温材料

B.新型农药C.半导体材料

D.新型催化剂C小题对点过2.原子结构与元素周期表的分区按照核外电子排布,可把元素周期表划分成5个区。除ds区外,一般来说各区的名称来自按构造原理最后填入电子的____________的符号。

(1)s区:包括第____________族元素,价层电子排布为________________,最后一个电子填在____________能级上,除氢元素外均属于活泼金属元素。

(2)p区:包括第__________族以及__________族元素,价层电子排布为__________(除He)外,最后一个电子填在____________能级上,为非金属元素、稀有气体元素和少数金属元素。

能级ⅠA、ⅡAns1~2nsⅢA~ⅦA0ns2np1~6np(3)d区:包括第____________族元素(除镧系、锕系外),价层电子排布为____________(钯除外),最后一个电子填在____________能级上,为过渡金属元素。

(4)ds区:包括第____________族元素,价层电子排布为____________,可理解为先填满了(n-1)d能级而后再填充____________能级,为过渡金属元素。

(5)f区:包括____________元素,价层电子排布为(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2。

ⅢB~Ⅷ(n-1)d1~9ns1~2(n-1)dⅠB、ⅡB(n-1)d10ns1~2ns镧系和锕系(1)元素周期表按能级符号划分区的依据是什么?各区的名称与电子的能级符号之间有什么关系?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)下列关于元素周期表分区的说法正确的是________________________。

①所有金属元素都分布在d区和ds区②最外层电子数为2的元素都分布在s区③元素周期表中第ⅢB族~第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素④基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区

小题对点过

划分区的依据是原子的核外电子排布。各区的名称来自按构造原理最终填入电子的能级的符号(除ds区外),ds区可理解为先填满了(n-1)d能级后再填充ns能级,因而得名ds区

③④3.元素的对角线规则(1)在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素(如图)的有些性质是相似的,这种相似性被称为对角线规则。(2)实例分析:锂和镁的相似性①锂和镁在氧气中燃烧时只生成对应的氧化物,并且Li2O和MgO与水反应都十分缓慢。②锂和镁都能直接与氮气反应生成相应的氮化物Li3N和Mg3N2。③锂和镁的氢氧化物在加热时,可分解为Li2O和H2O或MgO和H2O。④在碱金属的氟化物、碳酸盐和磷酸盐中,只有锂盐是难溶于水的,相应的镁盐也难溶于水。根据对角线规则回答下列问题:(1)铍和铝的相似性①铍与铝都可与酸、碱反应放出________,并且铍在浓硝酸中也发生________。

②二者的氧化物和氢氧化物都既能溶于强酸又能溶于强碱溶液,如Al(OH)3+3HCl===________________________,

Al(OH)3+NaOH===________________________;

氢气小题对点过钝化AlCl3+3H2ONa[Al(OH)4]Be(OH)2+2HCl===________________________,

Be(OH)2+2NaOH===________________________。

③二者的氧化物Al2O3和BeO的熔点和硬度都很高。④BeCl2和AlCl3都是共价化合物,易________________________。

(2)硼和硅的相似性①自然界中B与Si均以化合物的形式存在。②B与Si的单质都易与强碱反应,且不与稀酸反应:2B+2KOH+2H2O===________________________,

Si+2KOH+H2O===________________________。

③硼烷和硅烷的稳定性都比较差,且都易________________。

④硼和硅的卤化物的熔、沸点比较低,易挥发,易水解。

BeCl2+2H2ONa2[Be(OH)4]升华2KBO2+3H2↑K2SiO3+2H2↑水解1.下列说法正确的是(

)A.2p、3p、4p能级的轨道数依次增多B.所有非金属元素都分布在p区C.最外层电子数为2的元素都分布在s区

D.元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族的10个纵列的元素都是金属元素解析A项,相同能级的原子轨道数目相同,错误;B项,除氢元素处于s区,其他非金属元素都处于p区,错误;C项,最外层电子数为2,可能在d区(如Mn)、ds区(如Zn),也可能为p区(如He),或在s区(第ⅡA族),错误;D项,元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素,称为过渡元素,全部为金属,正确。

D2.指出下列元素是主族元素还是副族元素,在元素周期表中的什么位置?(1)核外电子排布式为1s22s22p63s2的元素,是________族元素,位于元素周期表中第__________________周期第________族,属于________区元素。

(2)核外电子排布式为[Kr]4d105s25p2的元素,是________族元素,位于元素周期表中第________________周期第________族,属于________区元素。

(3)核外电子排布式为[Ar]3d14s2的元素,是______族元素,位于元素周期表中第________周期第________族,属于________区元素。

(4)核外电子排布式为[Ar]3d104s1的元素,是________族元素,位于元素周期表中第__________________周期第________族,属于________区元素。

主三ⅡAs主五ⅣAp副四ⅢBd副四ⅠBds解析(1)最后一个电子填充在s轨道,属于s区,为主族元素。族序数=ns的电子数,即族序数为2,位于第三周期第ⅡA族。(2)最后一个电子填充在p轨道,属于p区,为主族元素。族序数=(ns+np)的电子数,即族序数为2+2=4,位于第五周期第ⅣA族。(3)最后一个电子填充在d轨道,且小于10,属于d区,为副族元素。族序数=[(n-1)d+ns]的电子数,即族序数为1+2=3,位于第四周期第ⅢB族。(4)(n-1)d轨道电子数等于10,属于ds区,为副族元素。族序数=ns的电子数,即族序数为1,位于第四周期第ⅠB族。3.在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时,人们发现价层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5个区,如图所示。请回答下列问题:(1)在s区中,族序数最大、原子序数最小的元素,其原子的价层电子的电子云轮廓图为________形。

(2)在d区中,族序数最大、原子序数最小的元素,其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,其原子的价层电子排布为____________________________。

(4)在p区中,第二周期第ⅤA族元素原子的价层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。

球Fe2+:1s22s22p63s23p63d6、Fe3+:1s22s22p63s23p63d5Fe3+3d104s2f课后巩固训练A级

合格过关练选择题只有1个选项符合题意题组一

原子结构与元素周期表1.下列基态原子的最外层电子排布式表示的元素,不一定属于主族元素的是(

)A.1s2 B.3s23p1 C.4s2 D.4s24p5解析A项,基态原子的最外层电子排布式1s2,为He,0族元素,一定不属于主族元素,不符合题意;B项,基态原子的最外层电子排布式3s23p1,为第三周期第ⅢA族元素,一定属于主族元素,不符合题意;C项,基态原子的最外层电子排布式4s2,可能是第ⅡA族或过渡元素,不一定属于主族元素,符合题意;D项,基态原子的最外层电子排布式4s24p5,为第四周期的第ⅦA族元素,一定属于主族元素,不符合题意。

C2.基态原子价层电子排布式为5s25p1的元素,在周期表中的位置是(

)A.第四周期第ⅤA族 B.第五周期第ⅢA族C.第五周期第ⅣA族 D.第四周期第ⅢA族解析根据价层电子排布式可知,该元素位于第五周期,p

能级上电子数不为

6,为主族元素。对于主族元素,周期序数等于基态原子核外电子占据的最高能层序数,主族序数等于基态原子最外层电子数,故该元素位于周期表中第五周期第ⅢA族。

B3.我国的纳米基础研究能力已经跻身于世界的前列,例如曾被选为我国年度十大科技成果之一的就是合成一种一维的纳米材料,其化学式为RN。已知该化合物中与氮离子结合的Rn+核外有28个电子,则R位于元素周期表中(

)A.第三周期第ⅤA族 B.第四周期第ⅢA族C.第五周期第ⅢA族 D.第四周期第ⅤA族解析RN中N为-3价,则R为+3价,即n=3,因R3+核外有28

个电子,故

R

原子核外有

31

个电子,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1,则R位于元素周期表中第四周期第ⅢA族,B

项正确。

B4.具有以下结构的基态原子,一定属于主族元素原子的是(

)①最外层有3个电子的原子②最外层电子排布为ns2的原子③最外层有3个未成对电子的原子④次外层无未成对电子的原子A.①④ B.②③ C.①③ D.②④解析①原子最外层有3个电子,对应的元素位于第ⅢA族,符合题意;②原子最外层电子排布为ns2,对应的元素可能是稀有气体元素、副族元素,如He、Zn、Fe,不符合题意;③原子最外层有3个未成对电子,对应的元素处于第ⅤA族,符合题意;④原子次外层无未成对电子,可能为主族元素,如O,可能为0族元素,如Ar,也可能是副族元素,例如Zn等,不符合题意。

C题组二

元素周期表的分区与对角线规则5.下列说法中正确的是(

)A.s区元素都是金属元素B.s区元素都是非金属元素C.0族在p区D.所有非金属元素都在p区解析s区包括第ⅠA族、第ⅡA族,既有金属元素又有非金属元素(H元素);p区包括第ⅢA族、第ⅣA族、第ⅤA族、第ⅥA族、第ⅦA族和0族。

C6.(2024·大庆高二期中)下列有关元素周期表分区的说法错误的是(

)A.p区不包含副族元素B.第五周期有15种f区元素C.d区、ds区均不存在非金属元素D.s区所有元素的p能级电子均为全充满或全空状态解析p区是最后一个电子填充到p能级上(He除外),包括第ⅢA族至0族,不包括副族元素,故A说法正确;f区指的是镧系和锕系,镧系和锕系在第六、第七周期的第ⅢB族,第五周期不含f区元素,故B说法错误;d区和ds区元素为过渡元素,过渡元素都是金属元素,故C说法正确;s区的价层电子排布式为ns1~2,s区所有元素的p能级电子均为全充满或全空状态,故D说法正确。

B7.前四周期元素中,基态原子的4s能级中只有1个电子且位于d区的元素共有(

)A.0种 B.1种 C.2种 D.3种解析基态原子的4s能级中只有1个电子,则该元素最外层仅有的一个电子位于4s能级,即4s1,该原子4s能级未填充满,一是按照能级顺序正常填充的结果:1s22s22p63s23p64s1,为19K元素,位于s区;二是按照洪特规则的特例填充的结果:1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1,为24Cr和29Cu,29Cu位于ds区,位于d区的元素只有1种。

B8.金属钛(22Ti)因具有密度小、强度大、无磁性等优良的机械性能,被广泛地应用于军事、医学等领域。已知钛有48Ti、49Ti、50Ti等同位素,下列关于金属钛的叙述不正确的是(

)A.上述钛原子中,中子数不可能为22B.钛元素在元素周期表中处于第四周期C.钛的不同同位素在元素周期表中处于不同的位置D.钛元素是d区的过渡元素解析题给三种同位素原子中,中子数最小为26,故A项正确;Ti位于第四周期第ⅣB族,属于d区的过渡元素,故B、D项正确;同种元素的不同同位素在元素周期表中的位置相同,故C项错误。

C9.有A、B、C、D、E五种元素。其中A为第四周期主族元素,与D可形成原子个数比为1∶1和2∶1的化合物;B为第四周期过渡金属元素,最高化合价为+7价;C和B是同周期的元素,具有相同的最高化合价;D原子的价层电子排布为nsnnpn+2,E元素的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子。(1)写出下面元素的元素符号:A________B________C________D____________________________。

(2)写出基态D2-的电子排布式:____________________________。

基态E原子的电子排布式:____________________________。

(3)B位于第__________族,C位于第____________________________族。

KMnBrO1s22s22p61s22s22p63s23p1ⅦBⅦA解析由B为第四周期过渡金属元素,最高化合价为+7价可推出B是锰元素;C和B是同周期的元素,具有相同的最高化合价,则C是溴元素;D原子的价层电子排布为nsnnpn+2,则D是氧元素;A与D可形成原子个数比为1∶1和2∶1的化合物,且为第四周期主族元素,则A是钾元素。E元素的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,该元素应为Al。B级

素养培优练10.(2024·襄阳五中期中)已知某元素+3价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,该元素在周期表中的位置是(

)A.第三周期第Ⅷ族,p区 B.第三周期第ⅤB族,ds区C.第四周期第Ⅷ族,d区 D.第四周期第ⅤB族,f区解析由题意可知,该元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,其原子核外电子数为23+3=26,该元素为Fe,原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,处于周期表中第四周期第Ⅷ族,d区。

C11.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表述正确的是(

)

B12.元素周期表共有18个纵列,从左到右排为1~18纵列,即碱金属是第1纵列,稀有气体是第18纵列。按这种规定,下列说法正确的是(

)A.第9纵列元素中完全是金属元素B.第15纵列元素的原子最外层电子的排布式为ns2np5C.最外层电子排布式为ns2的元素都在第2纵列D.第10、11纵列为ds区的元素,形成化合物种类最多的元素在第14纵列解析第9纵列元素为第Ⅷ族元素,全部属于金属元素,A项符合题意;第15纵列为第ⅤA族元素,其最外层电子的排布式为ns2np3,B项不符合题意;最外层电子排布式为ns2的元素除第ⅡA族(第2纵列)外,还有He以及部分过渡金属元素,C项不符合题意;ds区元素是第11、12纵列元素,D项不符合题意。

A13.元素周期表中,某些主族元素与其右下方主族元素(如图所示)的有些性质是相似的,这种相似性被称为“对角线规则”。则下列叙述错误的是(

)A.Be能和强碱溶液反应产生H2B.Li在空气中燃烧生成Li2O2C.BeO既能溶于强酸溶液又能溶于强碱溶液D.硼酸钠溶液呈碱性解析Al能与

NaOH

溶液反应生成H2,则

Be也能和强碱溶液反应产生H2,故

A项正确;根据Mg在空气中燃烧生成MgO可知,Li

在空气中燃烧生成Li2O,故B项错误;根据Al2O3既能溶于强酸溶液又能溶于强碱溶液可知,BeO既能溶于强酸溶液又能溶于强碱溶液,故

C项正确;根据硅酸为弱酸可知,硼酸也为弱酸,硅酸钠溶液呈碱性,所以硼酸钠溶液也呈碱性,故

D项正确。

B14.甲元素原子的L能层上只有一个空原子轨道;乙元素原子的核电荷数为33。根据甲、乙两元