第1章　第2节　第2课时　核外电子排布与元素周期表课件PPT

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高中同步学案优化设计GAO ZHONG TONG BU XUE AN YOU HAU SHE JI第1章2021内容索引课前篇 素养初探课堂篇 素养提升1.通过认识原子结构及价电子排布与元素在周期表中位置的关系,建立原子核外电子排布规律(结构)与元素周期表中族、周期划分(位置)的周期性变化规律(性质)的深层关联,培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。2.通过根据价电子排布式推断元素在周期表中的位置,培养证据推理与模型认知的化学核心素养。课前篇 素养初探知识铺垫元素周期表的结构 自主梳理1.核外电子排布与周期的划分(1)随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子排布呈周期性的变化:每隔一定数目的元素,元素原子的最外层电子排布重复出现从ns1到ns2np6的周期性变化。(2)鲍林近似能级图与周期。 (3)价电子①价电子为最外能级组中那些有可能参与化学反应的电子。②为了便于研究化学性质与核外电子的关系,人们常常只表示出原子的价电子排布式。如基态铁原子的价电子排布式为3d64s2。③对于主族元素来说,价电子就是最外层电子。而对于副族和Ⅷ族元素来说,价电子不仅包括最外层电子,还可能包括次外层d轨道的电子,有的还包括倒数第三层f轨道的电子。(4)周期序数与电子层数的关系。周期序数=电子层数。2.核外电子排布与族的划分(1)族的划分与核外电子排布的关系。族的划分与原子的价电子数目和价电子排布密切相关。(2)各族核外电子排布的特点。①主族元素原子的价电子全部排在最外层的s或s、p轨道上;主族元素的族序数与原子的最外层电子数相同,也与该元素的最高正化合价一致(O、F除外)。②稀有气体元素原子的价电子排布为1s2或ns2np6。③过渡元素的原子价电子排布为(n-l)d1~10ns1~2,由此可以看出,虽然同一副族元素的电子层数从上到下逐渐增加,但价电子排布却基本相同。ⅢB~ⅦB族元素原子的价电子数目等于族序数。ⅠB和ⅡB族是根据ns轨道上有l个还是2个电子来划分的。3.元素周期表的分区(1)元素周期表分为5个区。 (2)元素的化合价与核外电子排布的关系。元素的化合价与原子的核外电子排布尤其是价电子排布有着密切的关系。①除Ⅷ族、ⅠB族的某些元素和0族元素外,元素的最高化合价等于它所在族的序数,如Sc、Ti、V、Cr、Mn的最高化合价分别为+3、+4、+5、+6、+7。②一般来说,非金属元素的最高正化合价和它的最低负化合价的绝对值之和等于8。③稀有气体元素的化合价在通常情况下为0。④过渡元素的价电子较多且所在轨道的能量相差不大,因此过渡元素具有多种价态,如锰元素的化合价为+2~+7。【微思考1】每一周期都是从活泼金属开始,然后到稀有气体结束吗?提示 不是。第1周期是从H开始的,氢元素是非金属元素。【微思考2】最外层电子排布式为ns2的基态原子对应元素一定位于ⅡA族吗?提示 不一定。比如He(1s2)、ⅡB族的过渡元素。自我检测1.正误判断:(1)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。(　　)(2)d区元素的原子一定都有d轨道电子。(　　)(3)基态原子价电子排布式为nsnnpn的元素一定是金属元素。(　　)(4)元素周期表5个区中都有非金属元素。(　　)(5)价电子数与最高化合价相等的元素一定是主族元素。(　　)(6)除0族外,短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数。(　　)× √ × × × × 2.某元素原子的M层有4个p电子,下列叙述错误的是(　　)A.N层不含电子 B.该元素是硫元素C.L层一定有8个电子 D.原子最外层电子数为4答案 D解析 原子M层有4个p电子,原子外围电子排布式为3s23p4,该元素是硫元素,则L层一定有8个电子,N层不含电子,原子最外层电子数为6,所以错误的为D项。课堂篇 素养提升问题探究1.在元素周期表中,同属长周期的4、5、6周期所包含的元素种类数分别为18、18、32,为什么?提示 据鲍林近似能级图,第4、5周期元素包含的能级为ns、np、(n-1)d,共有9个原子轨道,最多容纳18个电子,对应两周期中各有18种元素;而第6周期所含的能级除ns、np、(n-1)d外,还有(n-2)f能级,故多出7个原子轨道,可多填充14个电子,对应多出14种元素,共32种元素。2.只有主族元素的族序数等于价电子数吗?同一族的元素价电子排布都相同吗?提示 都不是。主族、ⅢB~ⅦB族元素原子的价电子数=族序数。同一主族元素的价电子排布相同,同一副族、Ⅷ族以及0族元素的价电子排布不一定相同。3.“s区元素都是金属元素,p区元素都是非金属元素”,该说法正确吗?提示 不正确。s区元素有非金属元素H,其他均为金属元素;p区元素既包含金属元素,也包含非金属元素。深化拓展1.如果取消族序数,按由左至右的顺序将元素周期表标为18列,那么ⅠA、ⅡA族分别为第1、2列,ⅢA~ⅦA族分别对应第13~17列,ⅠB、ⅡB族分别对应第11、12列,ⅢB~ⅦB族分别对应第3~7列,Ⅷ族对应第8、9、10列,0族对应第18列。2.由元素的价电子层排布式可知元素在周期表中的位置,如价电子排布式为3s23p5的原子对应的元素为第3周期ⅦA族元素,即:周期序数=电子层数=最高电子层序数,主族序数=价电子数。同样,由主族元素在元素周期表中的位置可以推断其价电子排布式。3.各区元素的原子最外层电子排布特点 素能应用典例1(2020山东烟台第二中学高二月考)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中,正确的是(　　)A.基态原子的N层上只有一个电子的元素,一定是ⅠA族元素B.原子的价电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素一定是副族元素C.基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区D.基态原子的价电子排布为(n-1)dxnsy的元素的族序数一定为x+y答案 C解析 基态原子的N层上只有一个电子的元素,可能为K、Cr或Cu,只有K为ⅠA族元素,Cr、Cu为副族元素,故A错误;副族元素的d能级电子数为10或1~5,原子的价电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素为Ⅷ族元素,故B错误;基态原子的p能级上半充满的元素,电子最后填充p能级,属于p区,故C正确;对于ⅠB族、ⅡB族元素,族序数等于外围电子排布中s能级中的电子数,即为y,故D错误。方法规律由电子排布式来推断元素时有这样的规律:最外层np能级上有电子的一定是主族或0族元素,其内层已饱和,n为周期序数,若是主族元素则最外层电子数即为主族序数;若最外层只有ns能级上有电子,价电子排布为(n-1)d1~10ns1~2,则为过渡元素。变式训练1-1周期表中共有18个纵列,从左到右分别为第1~18列。按这种规定,下列说法正确的是(　　)A.第1列都是碱金属元素B.只有第2列的元素原子最外层电子排布为ns2C.第1列和第18列所含元素数目不同D.第8列没有非金属元素答案 D解析 第1列为ⅠA族,其中H是非金属元素,Li、Na、K、Rb、Cs、Fr是碱金属,A错误;原子最外层电子排布为ns2的并非只有ⅡA族元素,还有He元素等,B错误;第1列为ⅠA族,其含有H、Li、Na、K、Rb、Cs、Fr这7种元素;第18列为0族元素,其含有He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn、Og这7种元素,故这两列所含元素数目相同,C错误;第8列所含元素有Fe、Ru、Os、Hs,无非金属元素,D正确。变式训练1-2(2020河南洛阳高二期末)已知某些元素在周期表中的位置如图所示:下列说法正确的是(　　)A.表中五种元素位于5个不同的区B.元素4的基态原子的价电子排布式为3d104s2,与它具有相同最外层电子数的元素只可能处于ds区C.元素1、2、3的基态原子中,未成对电子数之比为1∶3∶5D.元素5的原子结构示意图为答案 D 解析 由元素在周期表中的位置可知元素1、2、3、4、5分别是H、O、Mn、Zn、Ge。H在s区;O、Ge在p区;Mn在d区;Zn在ds区,表中五种元素位于4个不同的区,A项错误;元素Zn基态原子的价电子排布式为3d104s2,最外层电子排布为4s2,与它具有相同最外层电子数的元素可能处于ds区或s区,B项错误;元素1、2、3对应元素H、O、Mn的基态原子中,未成对电子数分别为1、2、5,比值为1∶2∶5,C项错误;元素5为Ge,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2,则原子结构示意图为D说法正确。 问题探究1.某元素的价电子排布式为4d55s1,该元素位于周期表中的哪一区?提示 因其价电子排布为4d55s1,故应位于元素周期表中的d区。2.根据鲍林近似能级图知E4s