高中化學選修三（人教版課件）-第一章　原子結構與性質1.2.1

目標導航預習導引目標導航預習導引一二三一、元素周期表的結構及分區目標導航預習導引一二三目標導航預習導引一二三3.元素的分區(1)按電子排布,把周期表里的元素劃分成5個區,分別為s區、p區、d區、ds區、f區。(2)元素周期表共有16個族,其中s區包括ⅠA、ⅡA族,p區包括ⅢA~ⅦA、0族,d區包括ⅢB~ⅦB族及Ⅷ族,ds區包括ⅠB、ⅡB族,f區包括鑭系元素和錒系元素。目標導航預習導引一二三某元素的原子序數為24,試問:(1)此元素原子的電子總數是多少?(2)它有多少個電子層?有多少個能級?(3)它的外圍電子排布(價電子層)是怎樣的?它的價電子層的電子總數是多少?(4)它屬于第幾周期?第幾族?主族還是副族?屬于哪個區?(5)它有多少個未成對電子?答案:(1)24

(2)4個電子層;7個能級(3)3d54s1;6(4)第四周期;第ⅥB族;副族;d區(5)6個目標導航預習導引一二三二、元素周期系1.堿金屬元素基態原子的核外電子排布目標導航預習導引一二三2.元素周期系的形成元素周期系的形成是由于元素的原子核外電子的排布發生周期性的重復。隨著元素原子的核電荷數遞增,每到出現堿金屬,就開始建立一個新的電子層,隨后最外層上的電子逐漸增多,最后達到8個電子,出現稀有氣體;然后又開始由堿金屬到稀有氣體,如此循環往復——這就是元素周期系中的一個個周期。元素周期系的實質是什么?答案:元素的原子核外電子排布發生周期性的變化。目標導航預習導引一二三三、金屬元素與非金屬元素在元素周期表中的位置1.金屬元素和非金屬元素的分界線為沿B、Si、As、Te、At與Al、Ge、Sb、Po之間所畫的一條連線,非金屬性較強的元素處于元素周期表的右上方位置,金屬性強的元素處于元素周期表的左下方位置。2.處于d區、ds區和f區的元素全部是金屬元素。s區的元素除氫外,也全部是金屬元素。目標導航預習導引一二三為什么處于非金屬三角區邊緣的元素常被稱為半金屬或準金屬?答案:因為同周期中主族元素從左到右,金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強,同周期內非金屬元素一般位于周期表右側;同主族元素從上到下,非金屬性逐漸減弱,金屬性逐漸增強,同主族元素中非金屬元素位于周期表上方;所以在元素周期表中非金屬元素主要集中在右上三角區內。由于元素的金屬性和非金屬性之間并沒有嚴格的界線,處于非金屬三角區邊緣的元素,雖是非金屬但往往表現出一定的金屬性,如具有金屬光澤,表現出一定的導電性等,所以常被稱為半金屬或準金屬。一二三知識精要思考探究典題例解遷移應用一、原子核外電子排布與周期的劃分周期與能層序數n有關。核外電子的能層數為n時,該元素屬于第n周期,即該元素原子有n個電子層,就屬于第n周期。元素原子的電子層數=能層數=周期序數。一二三知識精要思考探究典題例解遷移應用我們把構造原理中能量相近的能級劃分為一組,按能量由低到高可分為不同的能級組。同一能級組內,各能級能量相差較小,各能級組之間能量相差較大。請你與同組同學合作完成下表,并思考各周期中所含元素種類數與相應能級組所能容納的最多電子數之間的關系。一二三知識精要思考探究典題例解遷移應用一二三知識精要思考探究典題例解遷移應用答案:元素種類數(從上到下依次是):2

8

8

18

18

32相應能級組所能容納的最多電子數(從上到下依次是):2

8

8

18

18

32各周期所含元素的種類數等于相應能級組所能容納的最多電子數一二三知識精要思考探究典題例解遷移應用【例1】

某化學學習小組在學習元素周期系和周期的劃分時提出了以下觀點:①周期系的形成是由原子的結構決定的②元素周期系中第ⅠA族元素統稱為堿金屬元素③每一周期的元素原子外圍電子排布均是從ns1開始至ns2np6結束④元素周期系中的每一周期元素的種類數均相等⑤基態原子核外電子排布式為1s22s22p3和1s22s22p63s23p3的兩元素位于同一周期⑥周期序數越大,該周期所含金屬元素一般越多。你認為正確的是(

)(導學號52700012)A.①⑥ B.①②③⑤⑥C.①④⑥ D.②③⑤一二三知識精要思考探究典題例解遷移應用解析:①元素周期系的形成原因是元素的原子核外電子排布呈周期性變化,而核外電子排布是由原子的結構決定的,故該觀點正確;②第ⅠA族元素除氫元素之外統稱為堿金屬元素,故該觀點錯誤;③第一周期的元素原子外圍電子排布從1s1開始到1s2結束,故該觀點錯誤;④元素周期系中的每一周期元素的種類數并不總是一樣多,如第一周期元素的種類數為2,第二周期元素的種類數為8,故該觀點錯誤;⑤1s22s22p3位于第二周期,而1s22s22p63s23p3位于第三周期,故該觀點錯誤;⑥從元素周期表上不難看出,隨著周期序數的增大,周期所含金屬元素的數目一般越多,故該觀點正確。答案:A一二三知識精要思考探究典題例解遷移應用具有下列電子層結構的原子,其對應元素一定屬于同一周期的是(

)A.兩種原子的電子層上全部是s電子B.3p能級上只有一個空軌道的原子和3p能級上只有一個未成對電子的原子C.最外層電子排布式為2s22p6的原子和最外層電子排布式為2s22p6的離子D.原子核外的M層上的s能級和p能級都充滿了電子,而d能級上尚未有電子的兩種原子一二三知識精要思考探究典題例解遷移應用解析:電子層上全都是s電子的原子有氫、氦、鋰、鈹,A項錯;3p能級上只有一個空軌道的原子是硅,3p能級上只有一個未成對電子的原子是鋁或氯,B項對;最外層電子排布式為2s22p6的原子是氖,最外層電子排布式為2s22p6的離子有氟離子、鈉離子、鎂離子等,C項錯;M層上的s能級和p能級都填滿電子,而d能級上尚未有電子的原子有氬、鉀、鈣,D項錯。答案:B一二三知識精要思考探究典題例解遷移應用二、原子核外電子排布與族的劃分1.族劃分的標準。同族元素原子價電子層的電子總數相同,價電子層的電子總數和價電子層決定族的劃分。2.元素所在的族與元素原子價電子層的電子總數之間的關系。第ⅠA、ⅡA族元素原子價電子層分別為ns1、ns2;第ⅢA~ⅦA族元素原子價電子層為ns2np1~5;第ⅢB~ⅦB族元素原子價電子層為(n-1)d1~5ns1~2;第Ⅷ族元素原子價電子層為(n-1)d6~10ns0~2;第ⅠB~ⅡB族元素原子價電子層為(n-1)d10ns1~2。3.主族元素原子價電子層的電子總數=主族序數,且主族元素原子價電子層的電子只含s、p能級上的電子。一二三知識精要思考探究典題例解遷移應用周期表中元素原子的“外圍電子排布”簡稱“價電子層”,這是由于這些能級上的電子可在化學反應中發生變化。1.填寫下表中第三周期元素原子價電子層及價電子層的電子總數,并仔細觀察周期表,思考主族元素原子價電子層的電子總數與主族序數的關系。結論:

。

一二三知識精要思考探究典題例解遷移應用答案:主族元素原子價電子層的電子總數=主族序數一二三知識精要思考探究典題例解遷移應用2.過渡元素(鑭系、錒系除外)原子價電子層的電子總數是否等于族序數?同一族的外圍電子排布(價電子層)是否相同?試分析過渡元素原子價電子層的電子總數與列序數有什么關系?答案:①第ⅢB(鑭系、錒系除外)、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB及Ⅷ族第一列元素原子價電子層的電子總數等于族序數,第ⅠB、ⅡB族元素原子價電子層的s能級的電子數等于族序數;Ⅷ族的第二、三列及ⅠB、ⅡB族元素原子價電子層的電子總數不等于族序數。②同一族元素原子外圍電子排布(價電子層)有差異。③過渡元素原子價電子層的電子總數等于列序數。一二三知識精要思考探究典題例解遷移應用【例2】

某元素原子共有3個價電子,其中1個價電子位于第三能層d能級,試回答:(導學號52700013)(1)該元素原子核外電子排布式為

,價電子的電子排布圖為

。

(2)該元素的原子序數為

,在周期表中的位置為

,該元素是

(填“金屬”或“非金屬”)元素,最高正化合價為

價。

解析:由構造原理知E(4s)<E(3d),故3d能級上有一個電子時,4s能級上應有2個電子,故該元素原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d14s2,為21號元素。答案:(1)1s22s22p63s23p63d14s2(2)21第四周期第ⅢB族金屬+3一二三知識精要思考探究典題例解遷移應用已知M2+的3d能級上有6個電子。試推斷:(1)M的電子排布式為

。

(2)M的最外層電子數為

。

(3)元素M在周期表中的位置是

。

解析:因3d能級未滿,故元素M應在過渡元素區,元素M一定為第四周期元素。該元素原子失電子時應先失去4s能級上的電子再失去3d能級上的電子,故4s能級上應有2個電子。綜上可推知M的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,應在第四周期第Ⅷ族,最外層有2個電子。答案:(1)1s22s22p63s23p63d64s2(2)2(3)第四周期第Ⅷ族一二三知識精要典題例解遷移應用三、元素周期表的分區1.主族元素原子價電子層的電子總數等于主族序數s區元素原子價電子層為ns1~2,價電子層的電子總數等于主族序數。p區元素原子價電子層為ns2np1~6,價電子層的電子總數等于主族序數(價電子層為ns2np6時為0族元素;He除外,He的價電子層為1s2)。一二三知識精要典題例解遷移應用5個區的位置關系如下圖所示:一二三知識精要典題例解遷移應用2.各區元素總結

一二三知識精要典題例解遷移應用點撥(1)s區(H除外)、d區、ds區都是金屬元素。(2)位于金屬與非金屬元素分界線左邊的是每周期中最后一種金屬元素,它們的共同點是周期序數=主族序數。一二三知識精要典題例解遷移應用【例3】

已知幾種元素原子的核外電子排布或外圍電子排布情況,分別判斷其元素符號、原子序數并指出其在周期表中所處的區、周期、族。一二三知識精要典題例解遷移應用解析:由電子排布式判斷A為11號元素Na;由原子結構示意圖可知x=26,B為26號元素Fe;由外圍電子排布式判斷C為29號元素Cu;由電子排布式判斷D為16號元素S;由基態原子的電子排布圖判斷E為17號元素Cl。再根據最大能層序數等于周期序數,可以確定元素所處的周期;元素A、D、E為主族元素,主族元素原子價電子層的電子總數等于主族序數;C元素原子外圍電子排布為3d104s1,s能級上的電子數為1,應為ds區的第Ⅰ