高二化学（人教版）学案选择性必修二第一章第二节第1课时原子结构与元素周期表

第二节原子结构与元素的性质学习目标重点难点1.能从原子价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.能说出元素的原子半径、电离能和电负性的含义,能描述主族元素的第一电离能、电负性变化的一般规律,能从电子排布的角度对这一规律进行解释。能说明电负性大小与原子在化合物中吸引电子能力的关系,能利用电负性判断元素的金属性与非金属性的强弱。3.深化对元素性质和原子结构之间联系的认识和理解。重点元素的原子结构与元素周期表结构的关系;元素的原子半径、第一电离能和电负性的周期性变化。难点元素周期表的分区;电离能、电负性的含义以及与元素其他性质的关系。第1课时原子结构与元素周期表新知探究(一)——元素周期律、元素周期系和元素周期表1.元素周期律(1)元素周期律的发现史1869年,门捷列夫发现,按相对原子质量从小到大的顺序排列得到一个元素序列;1913年,莫塞莱提出原子序数的概念。(2)元素周期律:元素的性质随递增而呈周期性的变化。

2.元素周期系和元素周期表(1)概念:元素按其原子序数(即原子核电荷数)递增排列的序列称为元素周期系。元素周期表是呈现元素周期系的表格。(2)元素周期系与元素周期表的关系(3)元素周期系中每周期起止元素及元素数周期序数一二三四起止元素H~HeLi~NeNa~ArK~Kr元素数周期序数五六七—起止元素Rb~XeCs~RnFr~Og—元素数—[题点多维训练]1.下列叙述不正确的是()A.门捷列夫元素周期表是按相对原子质量从小到大的顺序将元素排列起来B.元素周期律是元素性质随着原子序数递增发生周期性重复的规律C.元素周期表是呈现元素周期系的表格D.元素周期表和元素周期系均只有一个2.为纪念门捷列夫发表第一张元素周期表(部分如下)150周年,联合国宣布2019年为“国际化学元素周期表年”。关于下表的说法正确的是()A.表中数字代表元素的原子序数B.表中元素的排列依据是元素的原子结构C.推测表中“?=70”指代的元素的最高化合价为+4D.每一纵列都对应现在常用的元素周期表中的一族3.已知A为第ⅡA族元素,B为第ⅢA族元素,它们的原子序数分别为m和n,且A、B为同一周期的元素,下列关系式错误的是()A.n=m+1B.n=m+11C.n=m25D.n=m25D.n=m+104.下列各表中的数字代表的是原子序数,表中数字所表示的元素与它们在元素周期表中的位置相符的是()5.下列各图为元素周期表的一部分,表中的数字为原子序数,其中M的原子序数为37的是()|思维建模|由元素周期表中元素原子序数的序差确定位置(1)同周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数之差有以下三种情况:第二、三周期(短周期)相差1,第四、五周期相差11,第六、七周期相差25。(2)同一主族上下相邻元素的原子序数可能相差2、8、18、32。若A、B是同主族相邻周期元素,A、B所在周期分别有m和n种元素。如图:xAm种元素yBn种元素,当A、B在ⅠA族或ⅡA族时,y=x+m。A、B在ⅢA族~0族时,y=x+n。新知探究(二)——构造原理与元素周期表1.核外电子排布与周期的划分第一周期从能级开始,以结束,其余周期总是从ns能级开始,以结束。

周期数元素数能级组排布最多容纳电子数一21s2二88三88四1818五185s4d5p18六326s4f5d6p32七327s5f6d7p32结论:各周期递增的核电荷数(或电子数)等于每个周期里的元素数。2.核外电子排布与族的划分(1)核外电子排布与主族、0族的划分族序数价电子排布式列数价电子数ⅠA11ⅡA22ⅢA133ⅣA144ⅤA155ⅥA166ⅦA1770族(除He外)

188[微点拨]对主族元素,价电子全部排布在ns或ns、np轨道上,价层电子数与族序数相同。(2)核外电子排布与副族的划分纵列数族序数价层电子排布价层电子排布电子数3ⅢB(n1)d1ns24ⅣB(n1)d2ns25ⅤB(n1)d3ns2,4d45s16ⅥB(n1)d5ns1,5d46s27ⅦB(n1)d5ns28Ⅷ(n1)d6ns2,4d75s19(n1)d7ns2,4d85s1103d84s2,4d10,5d96s111ⅠB(n1)d10ns112ⅡB(n1)d10ns2(3)注意事项①同族元素的价层电子数相同,价层电子排布相似:②副族元素最外层电子数不超过2(Pd例外),都是金属元素。③价层电子排布的电子数等于该元素所在的纵列数。3.各族元素的最高正化合价与族序数的关系①主族元素当失去全部价层电子后,表现该元素的最高化合价,即最高正价=主族序数(O、F除外)。②第ⅢB~ⅦB族可失去ns和(n1)d轨道上的全部电子,即最高正价=族序数。③第Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的部分(n1)d电子,部分元素如Ru和Os可表现+8价,Fe最高表现为+6价,所以该族元素最高正价≤族序数(Ⅷ)。④第ⅠB族可失去ns1电子和部分(n1)d电子,所以第ⅠB族的族序数<最高正价,第ⅡB族只失去ns2电子,第ⅡB族的族序数=最高正价。4.元素周期表的分区(1)根据元素金属性与非金属性分区金属元素和非金属元素的分界线为沿B、Si、As、Te、At与Al、Ge、Sb、Po之间所画的一条连线,非金属性较强的元素处于元素周期表的位置,金属性较强的元素处于元素周期表的位置。

(2)根据核外电子排布分区①分区:除ds区外,按构造原理最后填入电子的能级的符号,把周期表里的元素划分成s区、p区、d区、ds区和f区。处于d区、ds区和f区的元素全部是元素。s区的元素除外,也全部是金属元素。

②各区元素的特点包括的元素价层电子排布化学性质s区第ⅠA、ⅡA族ns1~2(最后的电子填在ns上)除氢外,都是活泼金属元素(碱金属和碱土金属元素)p区第ⅢA~ⅦA族、0族ns2np1~6(最后的电子填在np上,He填在ns上)随着最外层电子数目的增加,非金属性增强,金属性减弱d区第ⅢB~ⅦB族、Ⅷ族(n1)d1~9ns1~2[最后的电子填在(n1)d上]均为过渡金属,由于d轨道都未充满电子,因此d轨道可以不同程度地参与化学键的形成ds区第ⅠB、ⅡB族(n1)d10ns1~2[(n1)d全充满]均为过渡金属,d轨道已充满电子,因此d轨道一般不再参与化学键的形成f区镧系、锕系(n2)f0~14(n1)d0~2ns2镧系元素的化学性质非常相近,锕系元素的化学性质也非常相近5.元素的对角线规则在元素周期表中,如图所示,某些主族元素与其右下方的主族元素的有些性质具有相似性,被称为对角线规则。例如,锂与钠虽属同一主族,但锂与钠的性质相差较远,而锂的化学性质与镁更相似。①锂和镁都能直接与N2反应生成氮化物(Li3N、Mg3N2)。②锂和镁在O2中燃烧,不生成过氧化物,而只生成氧化物(Li2O、MgO)。③锂和镁的氢氧化物在加热时都可分解生成氧化物(Li2O、MgO)和H2O。④锂和镁的碳酸盐均不稳定,受热均能分解生成相应氧化物和CO2。⑤含锂和镁的某些盐,如碳酸盐、磷酸盐等均难溶于水。应用化学按矿泉水特征组分达到国家标准的主要类型分为九大类:①偏硅酸矿泉水;②锶矿泉水;③锌矿泉水;④锂矿泉水;⑤硒矿泉水;⑥溴矿泉水;⑦碘矿泉水;⑧碳酸矿泉水;⑨盐类矿泉水。国家标准中规定的九项界限指标包括锂、锶、锌、硒、溴化物、碘化物、偏硅酸、游离二氧化碳和溶解性总固体,矿泉水中必须有一项或一项以上达到界限指标的要求,其要求含量分别为(单位:mg·L1)锂、锌、碘化物均≥0.2,硒≥0.01,溴化物≥1.0,偏硅酸≥25,游离二氧化碳≥250和溶解性总固体≥1000。1.填写下表中元素的价层电子排布式及分区。元素名称价层电子排布式分区硅锶锂硒溴碘碳2.从上表中可看出,元素周期表分区的依据是什么?[题点多维训练]题点(一)原子核外电子排布与元素周期表中位置1.下列说法正确的是()A.所有金属元素都分布在d区和ds区B.最外层电子数为2的元素都分布在s区C.元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素D.基态原子的p能级上半充满的元素不一定位于p区2.下列叙述错误的是()A.原子序数为110的元素在周期表中位于第七周期第Ⅷ族B.符号为N的能层最多能容纳的电子数为32C.4p轨道填充一半的元素,其原子序数是33D.某元素+3价离子的价层电子排布为3d5,该元素在周期表中的ds区3.下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的价层电子排布特点的有关叙述正确的是()A.Cu位于元素周期表中第四周期第ⅠB族,属于ds区元素B.O的基态原子中,2p能级为半充满,属于p区元素C.最外层电子排布式为4s1,一定属于第ⅠA族D.最外层电子排布式为ns2np1,该元素可能是第ⅢA族或第ⅢB族4.(1)砷原子的最外层电子排布式是4s24p3,在元素周期表中,砷元素位于第周期族;最高价氧化物的化学式为,砷酸钠的化学式是。

(2)已知下列元素在周期表中的位置,写出它们价层电子排布式和元素符号:①第四周期ⅣB族:;②第五周期ⅦA族:。题点(二)对角线规则5.仔细观察如图,回答下列问题:(1)B的原子结构示意图为,B元素位于元素周期表的第周期第族。

(2)铍的最高价氧化物的水化物是(填“酸性”“碱性”或“两性”)化合物,证明这一结论的有关离子方程式是。

(3)根据元素周期律知识,硼酸酸性比碳酸,理由是。(4)根据Mg在空气中的燃烧情况,Li在空气中燃烧生成的产物为(用化学式表示)。

|思维建模|价层电子排布确定元素位置的方法(1)周期序数=电子层数=最高能层序数。(2)主族元素的族序数=价层电子数。(3)第ⅢB到第ⅦB族的价层电子排布为(n1)d1~5ns1~2(镧系、锕系及钯除外),族序数=价层电子数。如锰的价层电子排布为3d54s2,它位于元素周期表中第四周期第ⅦB族。课下请完成课时跟踪检测(四)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新知探究(一)1.(2)原子序数2.(3)28818183232[题点多维训练]1.选D元素周期表多种多样,元素周期系只有一个,D项错误。2.选C表中数字有小数,不可能是原子序数,代表元素的相对原子质量,故A错误;表中元素的排列依据是相对原子质量的大小,故B错误;推测表中“?=70”和C、Si在同一横行,属于同主族,所以元素的最高化合价为+4,故C正确;每一横行都对应现在常用的元素周期表中的同一族,故D错误。3.选D若A、B为第二、三周期元素,n=m+1;若A、B为第四、五周期元素,n=m+11;若A、B为第六、七周期元素,n=m+25。4.选D根据元素周期表可知,3号和11号元素应该位于同一主族,11号元素的上面是3号元素,故A错误;4和5号元素,12和13号元素间都有10个空列,为7个副族和1个Ⅷ族,不可能相邻,故B错误;1号和11号元素之间相隔一个周期,第一列应为1、3、11、19,故C错误;根据元素周期表可知,8号和9号相邻,9号下面是17号,17号下面是35号,35号和36号相邻,故D正确。5.选BM的原子序数为37,位于第五周期,同族上下周期的核外电子数差18,即上层元素原子序数为19,下层元素原子序数为55,则符合题意的为B。新知探究(二)1.1s11s2np2s2p3s3p4s3d4p2.(1)ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5ns2np6(2)34567894.(1)右上角左下角(2)①金属氢[应用化学]1.提示:元素名称价层电子排布式分区硅3s23p2p锶5s2s锂2s1s硒4s24p4p溴4s24p5p碘5s25p5p碳2s22p2p2.提示:最后填入电子的轨道能级符号作为该区的符号。[题点多维训练]1.选Cs区除H外均为金属元素,故A项错误;He、Zn等虽然最外层电子数为2,但却不是s区元素,B项错误;元素周期表中第ⅢB族~第ⅡB族为过渡元素,全部为金属元素,C项正确。2.选D原子序数为110的元素与118号元素序数相差8,118号元素位于第七周期0族,故110的元素位于第七周期第Ⅷ族,A正确;符号为N的能层有4个能级,分别是4s、4p、4d、4f,故最多可容纳32个电子,B正确;根据能量最低原理,4p轨道填充一半的元素,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,原子序数是33,C正确;某元素+3价离子的价层电子排布为3d5,其原子核外电子数为23+3=26,为Fe元素,处于周期表中第四周期第Ⅷ族,位于周期表的d区,D错误。3.选A铜位于第四周期第ⅠB族,属于ds区元素,故A正确;氧元素的2p能级有4个电子,不是半充满,故B错误;最外层电子排布式为4s1,该元素不一定位于第ⅠA族,如铜的最外层电子排布式为4s1,但铜属于第ⅠB族,故C错误;最外层电子排布式为ns2np1,该元素位于第ⅢA族,故D错误。4.解析:(1)砷原子最外层电子排布式是4s24p3,可知砷原子有4个电子层,价层电子数为5,由电子层数=周期序数可知,砷元素在第四周期,由主族序数=价层电子数=最高正价可知,砷元素位于第ⅤA族,最高价氧化