高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 原子结构优质课课件ppt

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 原子结构优质课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了课前·新知导学，核电荷数，质子数，主族元素的族序，元素原子的核电荷数，元素周期系，门捷列夫，元素数，电子层数，ns1等内容，欢迎下载使用。
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
　　　　　元素周期律等概念和相关关系式1．等量关系(1)原子序数＝____________＝__________＝原子的核外电子数。(2)电子层数＝________数；最外层电子数＝________________数。
2．相关概念(1)元素性质随着____________________递增发生________性递变，称之为元素周期律。按原子核电荷数递增排列的_________称为元素周期系。(2)元素周期表是呈现________________的表格。第一张元素周期表是由______________制作的。
元素的最外层电子数一定等于元素所在周期表中的族序数吗？
【答案】不一定，只有主族元素的最外层电子数才等于族序数。
　　　俄罗斯科学家用含20个质子的钙的一种原子轰击含95个质子的镅原子，结果4次成功合成4个第115号元素的原子。这4个原子生成数微秒后衰变成第113号元素。下列有关叙述正确的是(　　)A．115号元素在第六周期B．113号元素在第七周期ⅢA族C．115号和113号元素都是非金属元素D．镅元素和115号元素不在同一周期【答案】B
【解析】第一至七周期中，0族元素的原子序数依次为2、10、18、36、54、86、118。第七周期的首位元素是87号元素，位于ⅠA族；112号是第七周期中最后的过渡元素，位于ⅡB族；118号是第七周期中的0族元素(不是金属元素)。
　　　　　构造原理与元素周期表的结构1．编排原则：根据构造原理，除第一周期外，其余周期总是从_______能级开始，以________能级结束，递增的核电荷数(或电子数)等于该周期的__________。
(1)周期：把具有相同____________的元素，按照原子序数递增的顺序排列成横行，每一个横行称为一个周期。(2)族：周期表中，有18个纵列，8、9、10三个纵列叫第________族，其余15个纵列每一个纵列标作一个族。
3．分区(1)根据核外电子排布，可把周期表里的元素划分成________个区：____________________________。除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。(2)根据元素的金属性和非金属性，划分为__________区(周期表左下方)和____________区(周期表右上方)。
s区、p区、d区、ds区、f区　
4．对角线规则某些主族元素与______方的主族元素的某些性质是相似的，这种相似性称之为对角线规则。如Li和Mg在过量的氧气中燃烧生成正常氧化物，而不是过氧化物。
某元素的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，据此判断该元素在周期表中的位置，并指出属于周期表中的哪一区元素。
【答案】第四周期第ⅡB族；位于ds区。
　　　判断正误。(正确的画“√”，错误的画“×”)(1)一般地，周期序数越大，该周期所含金属元素越多。 (　　)(2)非金属元素都分布在p区。(　　)(3)同族元素价层电子数相同。(　　)(4)价层电子排布为3d84s2的元素属于s区。(　　)【答案】(1)√　(2)×　(3)√　(4)×
任务一　核外电子排布与元素周期表的关系
元素周期系周期性发展就像螺壳上的螺旋
(1)价层电子排布为5s25p1的元素，在元素周期表中处于什么位置？据此分析元素的价层电子排布与元素在周期表中的位置有何关系。【答案】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ⅤA族，你能否据此写出该元素的价层电子排布和电子排布式？【答案】该元素的价层电子排布式为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？【答案】0族(He)、ⅡA族、ⅡB族、ⅢB族、ⅣB族、ⅤB族(Nb除外)、ⅦB族、Ⅷ族(Ru、Rh、Pd、Pt除外)。
1．核外电子排布与周期的划分(1)根据构造原理，将能量相近的能级分为一组，按能量由低到高可分为7个能级组，同一能级组内，各能级能量相差较小，各能级组之间能量相差较大。(2)每一个能级组对应一个周期，且该能级组中最高的能级对应的能层数等于元素的周期序数。(3)每个周期排布的元素种数分别为2、8、8、18、18、32、32。
2．核外电子排布与族的关系(1)价层电子。①主族元素的价层电子为该元素原子的最外层电子。如碱金属元素原子的价层电子排布为ns1。②副族元素的价层电子与其最外层电子和次外层电子有关(镧系、锕系元素还与倒数第三层的f电子有关)。如铁元素的价层电子排布为3d64s2。
(2)主族元素。①主族元素的族序数＝原子的最外层电子数。②同主族元素原子的价层电子排布相同，价层电子构型为ns1～2或ns2np1～6。③当主族元素原子的价层电子全部失去或偏离时，表现出该元素的最高正价(O、F除外)，等于价层电子数。(3)稀有气体元素价层电子排布为ns2np6(He为1s2)。
(4)过渡元素。①同一纵列原子的价层电子排布基本相同，价层电子构型为(n－1)d1～10ns1～2。②第ⅢB族～ⅦB族可失去ns和(n－1)d能级上的全部电子，所以最高正价数＝族序数；第Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的部分(n－1)d电子，其最高正价一般低于族序数(8)，只有Ru和Os可表现出＋8价；第ⅠB族可失去ns电子和部分(n－1)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＝其最高正价。
　　　　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中，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式均为ns2np6,0族元素不是主族元素，A错误；基态原子最外电子层的p能级上有5个电子，即价层电子排布式为ns2np5，该元素一定处于第ⅦA族，B正确；原子的价层电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素处于第Ⅷ族，C错误；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，D错误。
　　　　价层电子构型为3d104s1的元素在周期表中位于(　　)A．第五周期第ⅠB族B．第五周期第ⅡB族C．第四周期第ⅦB族D．第四周期第ⅠB族【答案】D【解析】该元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p6 3d104s1, 根据电子排布式可知，该原子有4个能层，所以位于第四周期；其价层电子排布式为3d104s1，属于第ⅠB族元素，所以该元素位于第四周期第ⅠB族，故选D。
任务二　元素周期表的分区
根据元素原子的核外电子排布对元素周期表分区。
(1)周期表中的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？【答案】s区包括第ⅠA族、第ⅡA族，符合条件的元素为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？【答案】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“半充满”，其稳定性强于Fe2＋。(3)某元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，据此判断该元素位于周期表中的哪一区？是何种元素？【答案】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。
1．根据元素的性质，对元素周期表分区根据元素的性质(金属性和非金属性)，将元素周期表分为金属元素区和非金属元素区，如下图所示：
2．根据原子核外电子排布，对元素周期表分区(1)根据元素周期表中元素原子的价层电子排布，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：
(2)各区内元素分布及原子结构特点。
　　　　已知某元素基态原子的价层电子排布为(n－1)dansb(a、b均为大于0的正整数)，下列有关说法正确的是(　　)A．该元素一定位于元素周期表中的d区B．该元素一定位于元素周期表中的ds区C．该元素的族序数为a＋bD．该元素一定为金属元素【答案】D
【解析】该元素基态原子的价层电子排布式为(n－1)dansb，该元素为过渡元素，该元素可能位于周期表中的d区或ds区。若该元素处于第ⅢB～ⅦB族，原子的价层电子数等于族序数，即族序数为a＋b，否则不存在这一关系。
【名师点拨】由元素的价层电子排布判断其在周期表中的位置的规律
　　　　下列各组元素都属于p区的是(　　)A．原子序数为1、2、7的元素B．O、S、PC．Fe、Ar、ClD．Na、Li、Mg【答案】B【解析】A项中的氢元素及D项中的Na、Li、Mg均属于s区，C项中的Fe属于d区。
由价层电子排布判断周期表中的位置易出现的误区例1　具有如下电子层结构的原子，其相应元素一定属于同一主族的是(　　)A．3p能级上有2个未成对电子的原子和4p能级上有2个未成对电子的原子B．3p能级上只有1个空轨道的原子和4p能级上只有1个空轨道的原子C．最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s22p6的原子D．最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s2的原子错解：A或C或D
错因分析：当p能级上有2个或者4个电子时，p能级上都有2个未成对电子，所以相应元素可能是第ⅣA族，也可能是第ⅥA族，A不符合题意；p能级上有3个原子轨道，当有1个空轨道时，另两个轨道各容纳了1个电子，加上s能级上的2个电子，最外层是4个电子，所以不管哪个能层，只要np能级上有一个空轨道，就属于第ⅣA族，B符合题意；最外层电子排布为1s2的原子是He，最外层电子排布为2s22p6的原子是Ne，两者都属于0族元素，题干中要求属于主族元素，C不符合题意；最外层电子排布为1s2的原子为He，而最外层电子排布为2s2的原子为Be，D不符合题意。
满分策略：落实规律总结及关系，如已知某元素原子的价层电子排布，可推断该元素在周期表中的具体位置。依据最大能层数确定所在周期序数；依据价层电子数确定所在族序数。(1)对于主族元素，原子的最大能层数等于周期序数，价层电子数等于主族序数。(2)第ⅢB～ⅦB族，原子的价层电子数等于族序数。(3)第ⅠB、ⅡB族要根据ns能级上的电子数来划分。正解：B
核外电子排布与周期表分区的关系易出现误区例2　元素周期表共有18个纵列，从左到右排为1～18列，即碱金属是第1列，稀有气体是第18列。下列说法正确的是(　　)A．第9列元素中不完全是金属元素B．第15列元素的原子最外层电子排布为ns2np3C．最外层电子排布为ns2的元素都在第2列D．第10、11列为ds区的元素，形成化合物种类最多的元素在第14列
错解：C错因分析：第9列元素为第Ⅷ族元素，全部是金属元素，A错误；第15列为第ⅤA族元素，其最外层电子排布式为ns2np3，B正确；最外层电子排布为ns2的元素除第ⅡA族(第2列)外，还有He以及部分过渡元素，C错误；ds区元素是第11、第12列元素，D错误。
满分策略： 解答与元素周期表分区相关的问题时，要特别注意以下几点。(1)主族元素的最外层电子(价层电子)，过渡元素的价层电子一般包括最外层的s电子和次外层的d电子，有的还包括倒数第三层的f电子。(2)s区元素原子的价层电子特征排布为ns1～2，价电子数等于主族序数。
(3)p区元素原子的价层电子特征排布为ns2np1～6(He除外)，价电子总数等于主族序数(0族除外)。(4)s区(H除外)、d区、ds区和f区都是金属元素。正解：B
1．根据核外电子排布特点，铜元素在元素周期表中属于(　　)A．s区B．p区C．d区D．ds区【答案】D【解析】铜的价层电子排布式为3d104s1，属于ds区。
2．按核外电子层结构，可把周期表里的元素划分成5个区，以下元素属于s区的是(　　)A．FeB．MgC．AsD．Cu【答案】B【解析】最外层只有1～2个s电子，次外层无d电子，价层电子排布式为ns1～2(包括ⅠA、ⅡA族)的元素属于s区元素，只有Mg符合。
3．下列说法中正确的是(　　)A．所有非金属元素都分布在p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个纵行的元素都是金属元素D．同一主族元素从上到下，金属性呈周期性变化【答案】C
【解析】氢元素在s区，属于非金属元素，A错误；第ⅡB族最外层电子数为2，在ds区，不在s区，B错误；元素周期表中ⅢB族到第ⅡB族10个纵行的元素，称为过渡元素，全部为金属元素，C正确；同一主族元素从上到下，金属性逐渐增强，不呈周期性变化，D错误。
4．下列各组元素属于s区的是(　　)A．原子序数为1、6、7的元素B．S、O、PC．Fe、Ar、ClD．Na、Li、Mg【答案】D
5．已知：5X－＋XO＋6H＋===3X2＋3H2O，下列关于短周期元素X在周期表中的位置的说法正确的是(　　)A．第二周期ⅤA族B．第二周期ⅦA族C．第三周期ⅤA族D．第三周期ⅦA族【答案】D【解析】根据题干中离子方程式可知，X常见化合价为－1价，则X为ⅦA族，且X有正价，为短周期元素，则X为Cl，在周期表中位置是第三周期ⅦA族，D正确。
6．指出下列元素是主族元素还是副族元素，及其在元素周期表中的位置。(1)1s22s22p63s2是______族元素，位于周期表中第________周期第______族，属于______区元素。 (2)[Kr]4d105s25p2是______族元素，位于周期表中第______周期第______族，属于______区元素。
(3)[Ar]3d14s2是______族元素，位于周期表中第________周期第______族，属于______区元素。 (4)[Ar]3d104s1是______族元素，位于周期表中第________周期第______族，属于______区元素。 【答案】(1)主　三　ⅡA　s　(2)主　五　ⅣA　p(3)副　四　ⅢB　d　(4)副　四　ⅠB　ds
【解析】(1)最后一个电子填充在3s能级，属于s区，主族元素。族序数＝ns能级中的电子数，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5p能级，属于p区，主族元素。族序数＝(ns＋np)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3d能级，3d能级小于10，属于d区，副族元素。族序数＝[(n－1)d＋ns]电子数，即族序数为1＋2＝3，位于第四周期第ⅢB族。(4)最后一个电子填充在3d能级，且3d能级电子数等于10，属于ds区，副族元素。族序数＝ns电子数，即族序数为1，位于第四周期第ⅠB族。