1、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课程目标核心素养建构1.掌握原子结构与元素周期表的关系，进一步熟悉元素周期表的结构。2.能够从原子结构的角度认识元素周期表中区的划分。原子结构与元素周期表元素周期系元素周期表周期族分区知 识 梳 理 短一、元素周期表的结构 1.周期（横行）周期第一周期：种元素第二周期：种元素第三周期：种元素周期第四周期：种元素第五周期：种元素第六周期：种元素第七周期：种元素 288长181832322.族（纵行）主族；共七个主族副族：共七个副族第族：三个纵行（），位于 与 之间0族：稀有气体元素 A、A、A、A、A、A、AB、B、B、B、B、B、B8
2、、9、10BB（1）按电子排布，把周期表里的元素划分成个区，分别为、_、_、_。（2）元素周期表共有个族，其中s区包括 族，p区包括 族，d区包括 族及 族（镧系、锕系除外），ds区包括 族，f区包括元素和元素。3.元素的分区 5spdfds16A、AAA、0BBB、B镧系锕系某元素的原子序数为24，试问：（1）此元素原子的电子总数是多少？（2）它有多少个电子层？有多少个能级？（3）它的价电子构型是怎样的？它的价电子数是多少？（4）它属于第几周期？第几族？主族还是副族？属于哪个区？（5）它有多少个未成对电子？答案（1）24（2）4个电子层；7个能级（3）3d54s1；价电子数为6（4）第四周期
3、；第B族；副族；d区（5）有6个【自主思考】二、元素周期系 1.碱金属元素基态原子的核外电子排布 碱 金属 原子 序数 周期 基态原子的 电子排布式 基态原子的 电子排布图 锂 3 二 1s22s1或_ 钠 11 三 _或 _ He2s11s22s22p63s1Ne3s1钾 19 四 _或_ 铷 37 五 _或 _ 铯 55 六 Xe6s1 1s22s22p63s23p64s1Ar4s11s22s22p63s23p63d104s24p65s1Kr5s1元素周期系的形成是由于元素的原子核外电子的排布发生的重复。随着元素原子的核电荷数递增，每到出现碱金属，就开始建立一个新的，随后最外层上的电子逐渐
4、增多，最后达到个电子，出现稀有气体；然后又开始由到，如此循环往复这就是元素周期系中的一个个周期。2.元素周期系形成的原因 周期性电子层8碱金属稀有气体答案 元素的原子核外电子的排布发生周期性的重复。【自主思考】1.元素周期系的实质是什么？答案 0族（He）、A族、B族、B族、B族、B族、B族、族。2.原子序数136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？1.按电子排布式中最后填入电子的能级符号可将元素周期表分为_、_、_、_四个区，而B、B族的元素的核外电子因先填满能级而后再填充能级而得名ds区。如下图：三、元素周期表的分区 spdf（n-1）dns2.元素周期表中，
5、非金属元素处于元素周期表的位置，金属性强的元素处于元素周期表的位置。右上角左下方答案 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，虽是非金属但往往表现出一定的金属性，如具有金属光泽，表现出一定的导电性等，所以常被称为半金属或准金属。【自主思考】1.为什么处于非金属三角区边缘的元素常被称为半金属或准金属？答案 这是由元素的价电子层结构和元素周期表中元素性质的递变规律决定的，在元素周期表中，同周期主族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。2.为什么在
6、元素周期表中非金属主要集中在右上角三角区？效 果 自 测（1）每一周期都是从活泼金属元素开始，以稀有气体元素结束。（）（2）元素周期表中，7个横行是7个周期，18个纵行就是18个族。（）（3）周期表中B族B族为过渡元素，全部为金属元素。（）（4）s区元素都是金属元素，p区元素都是非金属元素。（）（5）最外层电子排布为ns1或ns2的元素一定是为金属元素。（）（6）元素原子的价电子不一定是最外层电子。（）1.判断正误，正确的打“”；错误的打“”。答案（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（7）有同学总结出如下规律：当某元素的电子层数最外层电子数1 时，该元素是金属元素。（）A.最外层电子排布
7、式为ns2的基态原子所对应元素一定位于A族 B.最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素一定是金属元素 C.d区元素的原子一定都有d轨道电子 D.基态原子价电子排布式为nsnnpn的元素一定是金属元素 2.下列说法正确的是（）解析 最外层电子排布式为ns2的基态原子所对应元素可能是He（1s2），也可能是B族元素（n1）d10ns2等，不一定是A族元素，故A错误。最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素中最特殊的是H，H不是金属元素，其他最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素都是金属元素，B错误。d区元素原子的价电子排布式为（n1）d19ns12（钯为4d10），原子的核外电子最
8、后排布在（n1）d上，故C正确。价电子排布式符合nsnnpn的元素只有n2这一种情况，该元素的价电子排布式为2s22p2，是碳元素，是非金属元素，D错误。答案 C 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 3.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（）解析 最活泼的金属元素在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 提示 族的划分依据是原子的价电子排布，周期系形成的原因是元素原子核外电子排布的周期性
9、重复。探究一 原子结构与元素周期表的关系【探究讨论】1.族的划分依据是什么？周期系形成的原因是什么？提示 周期序数原子电子层数原子最外层能层序数 2.周期序数与原子核外电子排布的关系？（1）主族元素的价电子排布【点拨提升】核外电子排布与族的关系 主族序数 A A A A A A A 价电子排布 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 主族元素的族序数价电子总数最高正价（O、F除外）。同主族元素原子的价电子排布相同，价电子全部排布在ns或nsnp轨道上。（2）稀有气体的价电子排布为1s2或ns2np6。（3）过渡元素（副族和族）（第四周期为例）的价电
10、子排布 族序数 价电子排布 B（n1）d1ns2 B（n1）d2ns2 B（n1）d3ns2 B（n1）d5ns1 B（n1）d5ns2 （n1）d68ns2 B（n1）d10ns1 B（n1）d10ns2 BB族：族序数价电子数原子最外层ns电子数次外层（n1）d电子数最高正价。族：原子最外层ns电子数次外层（n1）d电子数之和分别为8、9、10。B和B的族序数原子最外层电子数。（4）0族最外层电子排布为1s2或ns2np6。A.砷，4s24p3B.溴，4s24p5 C.磷，4s24p3D.锑，5s25p3 解析 由于该元素为主族元素，价电子数主族序数，故价电子数为5，排除B项；又因周期数电
11、子层数，排除D；由元素在周期表中的位置可知：元素原子的价电子排布式为4s24p3，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，该元素为33号元素砷，故A项正确。答案 A【典题例证1】某元素位于周期表中第四周期第A族，则该元素的名称和该元素原子价电子排布式均正确的是（）（1）符合上述条件的元素，可以有 种；原子序数分别为 。（2）写出相应元素原子的简化电子排布式，并指出在周期表中的位置。_。解析（1）题给元素原子最高电子层n4，最外层只有一个电子，则该电子在4s轨道上，所以最外层电子排布为4s1。次外层：当最外层已经填入电子时，次外层的3s和3p应已充满；而3d轨道的电子数可
12、为0、5、10。这三种情况的原子序数分别为19、24和29，即K、Cr和Cu三种元素。答案（1）3 19、24、29（2）K：Ar4s1，第四周期第A族；Cr：Ar3d54s1，第四周期第B族；Cu：Ar3d104s1，第四周期第B族【学以致用1】某元素原子最外层只有1个电子，最高电子层n4。问：试总结归纳各区元素原子的价电子排布、元素的位置及类别。提示 探究二 原子结构与元素周期表的分区【探究讨论】分区 元素位置 价电子排布式 元素种类及性质特点 s区 A族、A族 ns12 原子的核外电子最后排布在ns能级上，属于活泼金属（氢除外），为碱金属和碱土金属 p区 AA族及0族元素 ns2np16
13、 原子的核外电子最后排布在np能级上，为非金属和少数金属 d区 BB族（镧系、锕系除外）以及族（n1）d19ns12（钯除外）原子的核外电子最后排布在（n1）d上，为过渡金属 ds区 B族、B族（n1）d10ns12 核外电子先填满（n1）d能级而后再填充ns能级，为过渡金属 f区 镧系和锕系元素（n2）f014（n1）d02ns2 镧系元素化学性质相近；锕系元素化学性质相近 元素的金属性与非金属性之间并没有严格的界限。“硼砹”分界线附近的元素通常既表现出一定的金属性，又表现出一定的非金属性。【点拨提升】【典题例证2】已知几种元素原子的核外原子结构或核外电子排布或价电子排布情况，分别判断其元素
14、符号、原子序数并指出其在周期表中的位置。元素 元素符号 原子序数 区 周期 族 A 1s22s22p63s1 B C 3d104s1 D Ne3s23p4 E 解析 由电子排布式判断A为11号元素Na；由原子结构示意图可知x26，B为26号元素Fe；由价电子排布式判断C为29号元素Cu；由电子排布式判断D为16号元素S；由基态原子的电子排布图判断E为17号元素Cl。再根据最大能层序数等于周期序数确定元素所处的周期；元素A、D、E为主族元素，主族元素的价电子总数等于主族序数；C元素的价电子排布式为3d104s1，s能级电子数为1，应为ds区的第B族。答案 A：Na 11 s 三 A B：Fe 2
15、6 d 四 C：Cu 29 ds 四 B D：S 16 p 三 A E：Cl 17 p 三 A【学以致用2】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五个区，并以最后填入电子的轨道能级符号作为该区的符号，如图所示。（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 A 族 元 素 原 子 价 电
16、 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 区为第A 族、第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 区为第B 族第B 族、第族，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“半充满”，其稳定性强于 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。（4）该题中符合题意的为 N，价电子排布图为。（5）铀和钚均为锕系元素，位于 f 区。答案（1）球形（2）Fe2：1s22s22p63s23p63d6，Fe3：1s22s22p63s23p63d5 Fe3（3）3d104s2（4）（5）f