1、第2课时 核外电子排布与元素周期表、原子半径学习要求 1.了解核外电子的排布规律与元素周期表中周期、族划分的关系。2.了解核外电子排布与原子半径周期性变化的关系，能用原子结构的知识解释其周期性变化的原因。素养目标 通过学习认识到元素周期表周期和族的划分与核外电子排布的关系。知 识 梳 理 一、核外电子排布与元素周期表 1原子核外电子排布与周期的划分(1)鲍林近似能级图 能量相近的原子轨道属于；相邻能级组之间的能量差较，同一能级组内能级之间的能量差较。同一能级组大小(2)周期与能级组的关系 周期数 能级组 序号 能级组内 原子轨道 能级组内最多 容纳电子数 元素种 类数 1 1 1s 2 2 2
2、 2 2s、2p 8 8 3 3 3s、3p 8 8 4 4 4s、3d、4p 18 18 5 5 5s、4d、5p 18 18 6 6 6s、4f、5d、6p 32 32 7 7 7s、5f、6d、7p(未完)32 26(未完)(3)周期与核外电子排布的本质联系 元素周期表的七个周期分别对应个能级组。周期数。一个周期所包含的元素种类数对应能级组最多容纳的电子数。7电子层数2原子核外电子排布与族的划分(1)族的划分依据：族的划分与原子的和密切相关。(2)特点：一般来说，同族元素的价电子数目。价电子数价电子排布相同(3)规律：ns12ns2 ns15价电子数（最外层电子数）稀有气体元素价电子排布
3、：(He除外)。ns2np6（n-1）d110ns12ns8、9、10二、核外电子排布与原子半径 1影响因素 越大越大越大越小2变化规律 规律 原因 同主族元素(自上而下)原子半径逐渐 核电荷数增加对外层电子的吸引作用增加电子间的排斥作用 同周期元素(从左到右)原子半径逐渐(除稀有气体元素外)增加电子产生的电子间的排斥作用核电荷数增加导致的核对外层电子的吸引作用 增大小于减小小于同周期过 渡元素(从左到右)原子半径逐渐，但变化幅度不大 增加的电子都分布在轨道上，它对外层电子的排斥作用与核电荷增加带来的核对电子的有效吸引作用大致相当 减小(n1)d自 我 检 测 1判断正误，正确的打“”；错误的
4、打“”。(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。()(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。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2下列说法正确的是()A最外层电子排布式为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
5、的基态原子所对应元素一定是金属元素 Cd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 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
6、排布式为2s22p2，是碳元素，是非金属元素，D错误。答案 C 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()As区、p区、ds区Bs区、p区、d区 Cf区、p区、ds区Ds区、f区和ds区 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 学习任务一、核外电子排布与元素周期表【观图助学】1哪些族元素的族序数等于价电子数？提示 主族及BB族的族序数价电子数。2试分析原子序数为21的元素Sc位于哪一周期，哪一族？提示基态Sc原子核外电子排
7、布式为1s22s22p63s23p63d14s2，价电子排布式为3d14s2，根据最外层主量子数电子层数周期数，副族序数价电子数，可知Sc位于第4周期B族。3稀有气体元素原子具有特殊稳定性的原因是什么？提示 稀有气体原子最外层为全充满电子的结构是稀有气体元素原子具有特殊稳定性的内在原因。【名师点拨】一、核外电子排布与元素周期表 1原子核外电子排布与周期的划分(1)周期序数电子层数最外层电子所在轨道的主量子数。(2)周期元素数目相应能级组最多容纳的电子数。2原子核外电子排布与族的划分 族序数由该元素原子的价电子数决定。(1)主族(AA)的族序数价电子数原子最外层电子数。(2)0族：原子最外层电子
8、数等于8或2。(3)B、B族：族序数原子最外层电子数。(4)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。(5)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。3族序数与价电子排布(1)同主族元素原子的价电子排布完全相同。AA的价电子排布分别为ns1、ns2、ns2np1、ns2np2、ns2np3、ns2np4、ns2np5。(2)稀有气体的价电子排布式为1s2或ns2np6。(3)过渡元素同一纵行的价电子排布基本相同。第4周期部分过渡元素的价电子排布为 族序数 B B B B B 价电子排布 3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d
9、54s1 3d54s2 4.原子核外电子排布与元素周期表的分区 s区包含He和A、A两族元素；除氢、氦外，其余都是活泼的金属元素；p区包含AA和0族(He除外)元素；除氢、氦外，所有的非金属元素都在p区；d区包含BB和族(镧系和锕系除外)全是金属元素；ds区包含B和B族，全是金属元素；f区包含镧系和锕系，全是金属元素。s区、d区、ds区的元素，它们的原子最外层电子数均不超过2个，只有p区的元素原子最外层电子数可为38个。【典例1】某元素位于周期表中第4周期A族，则该元素的名称和价电子排布式均正确的是()A砷，4s24p3B溴，4s24p5 C磷，4s24p3D锑，5s25p 解析 由于该元素为
10、主族元素，价电子数主族序数，故价电子数为5，排除B项。又因周期数电子层数，排除D。由元素在周期表中的位置可知：元素的价电子排布式为4s24p3，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，为33号元素砷，故A项正确。答案 A 根据元素在周期表中的位置可以直接书写元素的价电子排布式并推导其原子序数。【变式训练1】回答下列问题：(1)某元素的原子序数为29，试回答：该基态原子的价电子排布式是_，核外电子有_个能级，有_个未成对电子。它属于第_周期_族。(2)元素金(Au)处于周期表中的第6周期，与Cu同族，Au原子最外层电子排布式为_。(3)某元素原子的电子排布式为Ar3d10
11、4s24p1，该元素处于元素周期表的第_周期_族。解 析 (1)根 据 核 外 电 子 排 布 规 律，该 元 素 原 子 的 核 外 电 子 排 布 式 应 为1s22s22p63s23p63d104s1，价电子排布式为3d104s1，所以有1个未成对电子，有7个能级。有四个电子层，所以为第4周期元素，价电子排布式为3d104s1，所以在B族。(2)Cu原子核外有29个电子，其核外电子排布式为Ar3d104s1，Au与Cu同族，则Au原子的最外层电子排布式为5d106s1。(3)该元素为主族元素，根据电子层周期序数，主族序数原子最外层电子数，该元素位于第4周期A族。答案(1)3d104s1
12、7 1 4 B(2)5d106s1(3)4 A 根据元素原子的电子排布式可以直接推断元素在周期表中的位置。【变式训练2】价电子排布式为5s25p1的元素，位于周期表中()A第4周期第A族B第5周期第A族 C第5周期第A族D第4周期第A族 解析 电子层数周期数，价电子数主族元素的族序数，所以该元素位于第5周期第A族。答案 B 学习任务二、微粒半径大小的比较【观图助学】1电子层数越多，原子半径越大吗？提示 不一定。如锂原子半径大于氯原子半径。2举例说明电子层结构相同的微粒，其微粒半径大小的比较有什么规律？提示 电子层结构相同的微粒，核电荷数越大，原子核对电子的引力越大，其微粒半径越小。例如：r(N
13、3)r(O2)r(F)r(Na)r(Mg2)r(Al3)。【名师点拨】判断微粒半径大小的规律(1)同周期，从左到右，原子半径依次减小。(2)同主族，从上到下，原子或同价态离子半径均增大。(3)阳离子半径小于对应的原子半径，阴离子半径大于对应的原子半径，如r(Na)r(Na)，r(S)r(Cl)r(K)r(Ca2)。(5)不同价态的同种元素的离子，核外电子多的半径大，如r(Fe2)r(Fe3)，r(Cu)r(Cu2)。(1)不同周期不同主族元素原子半径比较：找出其中一种元素的同主族元素作为参照进行比较，如比较P与F原子半径的大小，可引入N元素，可通过原子半径PNF比较。(2)对于离子的半径比较：
14、要借助于电子层结构相同的离子半径和元素周期律进行判断。【典例2】下列微粒半径大小比较错误的是()AKNaLiBNaMg2Al3 CMg2NaFDClFF 解析 同主族，由上到下微粒半径逐渐增大，A项正确；核外电子排布相同的微粒，核电荷数越大，微粒半径越小，B项正确；C项应该为FNaMg2；D项可引入Cl，顺序为ClClFF，正确。答案 C 有关微粒半径大小的比较可以按“一层二核三电子”法分析“一层”：先比较电子层数，一般电子层越多，半径越大。“二核”：当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。“三电子”：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。【变式训练3】已知短周期元素的离子
15、aA2、bB、cC3、dD都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是()A原子半径ABDC B原子序数dcba C离子半径C3DBA2 D单质的还原性ABDC 解析 aA2、bB、cC3、dD都是短周期元素的离子，电子层结构相同，其在周期表中的相对位置关系可表示为 答案 C cC3 dD bB aA2 因而四种元素的原子序数由大到小的顺序为abdc；元素原子半径的大小顺序为r(B)r(A)r(C)r(D)；电子层结构相同的离子，阴离子半径必大于阳离子半径，且带负电荷越多半径越大，阳离子带正电荷越多半径越小，故离子半径由大到小的顺序为r(C3)r(D)r(B)r(A2)。单质中同周期的A、B为金属，A原子序数大于B，故还原性应为BA；同周期非金属元素C、D，C的原子序数小于D，C的还原性应大于D。【变式训练4】具有下列电子排布式的原子中，半径最大的是()A1s22s22p63s23p5B1s22s22p3 C1s22s22p2D1s22s22p63s23p4 误认为同周期从左到右元素离子的半径逐渐减小。解析 由核外电子排布知识可知A为氯原子，B为氮原子，C为碳原子，D为硫原子。根据同周期从左到右原子半径逐渐减小，同主族原子半径由上到下逐渐增大，当最外层电子数目相差不大时，一般电子层数越多，原子半径越大，故原子半径最大的是硫原子。答案 D
