高中化學(xué)魯科版 (2019)選擇性必修2第2節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表說(shuō)課ppt課件

這是一份高中化學(xué)魯科版 (2019)選擇性必修2第2節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表說(shuō)課ppt課件，共48頁(yè)。PPT課件主要包含了課前自主學(xué)習(xí)，3d4p，4d5p，電子層，元素種，參與化學(xué)反應(yīng)，最外層，次外層，倒數(shù)第三層，s23p5等內(nèi)容，歡迎下載使用。
學(xué)習(xí)任務(wù)一　 核外電子排布與周期的劃分任務(wù)驅(qū)動(dòng):元素周期表中的周期分為短周期、長(zhǎng)周期,為什么不同周期中容納的元素?cái)?shù)量不同呢?周期數(shù)與所含元素種類數(shù)量之間又有什么關(guān)系呢?1.鮑林近似能級(jí)圖(1)能量相近的原子軌道屬于同一能級(jí)組;(2)不同能級(jí)組之間的能量差較___,同一能級(jí)組內(nèi)能級(jí)之間的能量差較___。
2.周期與能級(jí)組的關(guān)系
6s、4f、5d、6p
3.周期與核外電子排布的本質(zhì)聯(lián)系(1)元素周期表的七個(gè)周期分別對(duì)應(yīng)7個(gè)能級(jí)組。(2)周期與量子數(shù)(電子層數(shù))相關(guān),周期數(shù)=_______數(shù)。(3)一個(gè)能級(jí)組最多容納的電子數(shù)=對(duì)應(yīng)周期所包含的_______數(shù)。
4.價(jià)電子(1)定義:最外能級(jí)組中那些有可能_____________的電子,稱為價(jià)電子。(2)規(guī)律:主族元素價(jià)電子只包括_______電子,過(guò)渡元素原子的價(jià)電子除_______電子外,還包括_______的部分電子,甚至___________的電子。(3)舉例:寫(xiě)出下列基態(tài)原子的價(jià)電子的排布式。Na:___,Cl:______,Fe:______。
【想一想】所有元素原子的價(jià)電子數(shù)都一定等于其原子的最外層電子數(shù)嗎?提示:不一定。價(jià)電子是指與元素化學(xué)性質(zhì)有密切關(guān)系的電子。主族元素原子的價(jià)電子就是元素原子的最外層電子,過(guò)渡元素原子的價(jià)電子不僅是最外層電子,還包括次外層電子,某些元素原子的倒數(shù)第3層電子也是價(jià)電子。如鐵原子3d軌道上的電子也能參與化學(xué)反應(yīng),也屬于價(jià)電子。
學(xué)習(xí)任務(wù)二　 核外電子排布與族的劃分任務(wù)驅(qū)動(dòng):　我們知道,元素周期表中有十八個(gè)縱列,分成了7個(gè)主族,7個(gè)副族,一個(gè)0族和一個(gè)Ⅷ族,那么這些族的劃分依據(jù)是什么?各族元素的價(jià)電子排布有何特點(diǎn)呢?1.族的劃分依據(jù):族的劃分與原子的_________和___________密切相關(guān)。2.特點(diǎn):一般來(lái)說(shuō),同族元素的價(jià)電子數(shù)目相同。
3.規(guī)律: 0族元素(稀有氣體元素)→價(jià)電子排布:ns2np6(He除外)。
4.應(yīng)用:除Ⅷ族、ⅠB族的某些元素和0族元素外,元素的_____________等于它所在族的序數(shù)。
【做一做】指出下列元素在周期表中的位置:(1)基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s2的元素:第__周期____族。(2)基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2的元素:第__周期____族。(3)基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2的元素:第__周期____族。(4)基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p5的元素:第__周期____族。
探究任務(wù)　 核外電子排布與元素周期表的關(guān)系【教材情境】這是教材上的元素周期表,仔細(xì)觀察該表,結(jié)合有關(guān)知識(shí)思考以下有關(guān)問(wèn)題:
【問(wèn)題探究】1.哪些族元素的族序數(shù)等于價(jià)電子數(shù)?提示:主族及ⅢB～ⅦB族的族序數(shù)=價(jià)電子數(shù)。2.同一族的元素的價(jià)電子排布都相同嗎?提示:不相同。同一主族元素的價(jià)電子排布相同,但是副族、Ⅷ族以及0族元素的價(jià)電子排布不一定相同。
3.試分析原子序數(shù)為21的元素Sc位于哪一周期,哪一族?提示:基態(tài)Sc原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d14s2,價(jià)電子排布式為3d14s2,根據(jù)電子層數(shù)=周期數(shù),副族序數(shù)=價(jià)電子數(shù),可知Sc位于第4周期ⅢB族。4.稀有氣體元素原子具有特殊穩(wěn)定性的原因是什么?提示:稀有氣體原子最外層為全充滿電子的結(jié)構(gòu)是稀有氣體元素原子具有特殊穩(wěn)定性的內(nèi)在原因。
【探究總結(jié)】1.原子核外電子排布與周期的劃分(1)周期序數(shù)=電子層數(shù)=最外層電子所在軌道的量子數(shù)。(2)周期元素?cái)?shù)目=相應(yīng)能級(jí)組最多容納的電子數(shù)。
2.原子核外電子排布與族的劃分(1)主族(ⅠA～ⅦA)的族序數(shù)=價(jià)電子數(shù)=原子最外層電子數(shù)。(2)0族:原子最外層電子數(shù)等于8或2。(3)ⅠB、ⅡB族:族序數(shù)=原子最外層電子數(shù)。(4)ⅢB～ⅦB族:族序數(shù)=價(jià)電子數(shù)=原子最外層ns電子數(shù)+次外層(n-1)d電子數(shù)=最高正價(jià)。(5)Ⅷ族:原子最外層ns電子數(shù)+次外層(n-1)d電子數(shù)之和,分別為8、9、10。
3.族序數(shù)與價(jià)電子排布(1)同主族元素原子的價(jià)電子排布完全相同。ⅠA～ⅦA族的價(jià)電子排布分別為ns1、ns2、ns2np1、ns2np2、ns2np3、ns2np4、ns2np5。(2)稀有氣體的價(jià)電子排布式為1s2或ns2np6。(3)過(guò)渡元素同一縱列的價(jià)電子排布基本相同。
第4周期部分過(guò)渡元素的價(jià)電子排布為
4.原子核外電子排布與元素周期表的分區(qū)s區(qū)包含ⅠA、ⅡA兩族元素;除氫外,其余都是活潑的金屬元素;p區(qū)包含ⅢA～ⅦA族和0族元素;除氫外,所有的非金屬元素都在p區(qū);d區(qū)包含ⅢB～ⅦB族和Ⅷ族(鑭系和錒系除外)全是金屬元素;ds區(qū)包含ⅠB和ⅡB族,全是金屬元素;f區(qū)包含鑭系和錒系,全是金屬元素。s區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)的元素,它們的原子最外層電子數(shù)均不超過(guò)2個(gè),只有p區(qū)的元素原子最外層電子數(shù)可為3～8個(gè)。
【典例】(2020·淄博高二檢測(cè))據(jù)報(bào)道,我國(guó)科研人員在蘭州首次合成了鏷元素的一種同位素鏷-239,其價(jià)電子排布式為5f26d17s2?，F(xiàn)有A元素的一種同位素,比鏷-239的原子核內(nèi)少54個(gè)質(zhì)子,則A元素在周期表中的位置是(　　)A.第3周期ⅠA族 B.第4周期ⅠA族C.第5周期ⅠA族 D.第3周期ⅡA族
【解題指南】解答本題需注意以下兩點(diǎn):(1)價(jià)電子排布式的含義;(2)核外電子排布與元素在周期表中的位置關(guān)系。【解析】選C。根據(jù)鏷-239的價(jià)電子排布式可知其質(zhì)子數(shù)為91,則A元素的該種同位素的質(zhì)子數(shù)為91-54=37,該原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p65s1,該元素位于第5周期ⅠA族。
【延伸探究】(1)A元素和鏷元素分別位于元素周期表的哪一個(gè)區(qū)域?提示:A元素位于s區(qū),鏷元素位于f區(qū)。A元素的價(jià)電子排布式為5s1,故位于s區(qū),鏷-239的價(jià)電子排布式為5f26d17s2,位于元素周期表的f區(qū)。(2)A元素和鏷-239原子中未成對(duì)電子分別有幾個(gè)?提示:A元素5s軌道有一個(gè)未成對(duì)電子,鏷元素5f、6d的3個(gè)電子均為未成對(duì)電子。
【探究訓(xùn)練】1.(雙選)具有下列電子層結(jié)構(gòu)的原子,其對(duì)應(yīng)的元素一定屬于同一周期的是( 　)A.兩種元素原子的電子層上全部都是s電子B.3p能級(jí)上只有一個(gè)空軌道的原子和3p能級(jí)上只有一個(gè)未成對(duì)電子的原子C.最外層電子排布為2s22p6的原子和最外層電子排布為2s22p6的離子D.原子核外的M層上的s、p能級(jí)上都填滿了電子,而d軌道電子未充滿的兩種原子
【解析】選B、D。元素原子的電子層上全部都是s電子,即1s1或1s2或1s22s1或1s22s2,對(duì)應(yīng)的元素為H、He、Li、Be,它們可能屬于第1周期或第2周期;3p能級(jí)上只有一個(gè)空軌道的原子即:1s22s22p63s23p2,是Si元素;3p能級(jí)上只有1個(gè)未成對(duì)電子的原子即:1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5,是Al元素或Cl元素,都屬于第3周期。最外層電子排布為2s22p6的原子是Ne原子,屬于第2周期元素;最外層電子排布為2s22p6的離子可能為O2-、F-、N3-、Na+、Mg2+、Al3+,不一定屬于同一周期元素。原子核外M層上的s、p能級(jí)上都填滿電子,而d軌道電子未充滿的原子,一定是第四周期的過(guò)渡元素,故屬于同一周期。
2.(2020·棗莊高二檢測(cè))回答下列問(wèn)題:(1)某元素的原子序數(shù)為29,試回答:①該基態(tài)原子的價(jià)電子排布式是________________,核外電子有________個(gè)能級(jí),有________個(gè)未成對(duì)電子。?②它屬于第________周期________族。?(2)元素金(Au)處于周期表中的第6周期,與Cu同族,Au原子價(jià)電子排布式為_(kāi)________________.(3)某元素原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1,該元素處于元素周期表的第________周期________族。?
【解析】(1)根據(jù)核外電子排布規(guī)律,該元素原子的核外電子排布式應(yīng)為1s22s22p63s23p63d104s1,價(jià)電子排布式為3d104s1,所以此元素在ⅠB族,有1個(gè)未成對(duì)電子,有7個(gè)能級(jí)。此元素有四個(gè)電子層,所以為第4周期元素。(2)Cu原子核外有29個(gè)電子,其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,Au與Cu同族,則Au原子的價(jià)電子排布式為5d106s1。(3)該元素為主族元素,根據(jù)電子層=周期序數(shù),主族序數(shù)=原子最外層電子數(shù),該元素位于第4周期ⅢA族。答案:(1)①3d104s1　7　1　 ②4?、馚　(2)5d106s1　(3)4　ⅢA
【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.價(jià)電子排布式為5s25p1的元素,位于周期表中的(　　)A.第4周期第ⅤA族B.第5周期第ⅢA族C.第5周期第ⅠA族D.第4周期第ⅢA族【解析】選B。電子層數(shù)=周期數(shù),價(jià)電子數(shù)=主族元素的族序數(shù),所以該元素位于第5周期第ⅢA族。
2.某元素原子最外層只有1個(gè)電子,最高電子層n=4。問(wèn):(1)符合上述條件的元素,可以有________種;原子序數(shù)分別為_(kāi)_______。?(2)寫(xiě)出相應(yīng)元素原子的電子排布式,并指出在周期表中的位置。______________________。?
【解析】(1)題給元素原子最高電子層n=4,最外層只有一個(gè)電子,則該電子在4s軌道上,所以最外層電子排布為4s1。次外層:當(dāng)最外層已經(jīng)填入電子時(shí),次外層的3s和3p應(yīng)已充滿;而3d軌道的電子數(shù)可為0、5、10。這三種情況的原子序數(shù)分別為19、24和29,即K、Cr和Cu三種元素。(2)K、Cr和Cu三種元素分別位于第四周期第ⅠA族、ⅥB族、ⅠB族。
答案: (1)3　19、24、29(2)K:1s22s22p63s23p64s1,第四周期第ⅠA族;Cr:1s22s22p63s23p63d54s1,第四周期第ⅥB族;Cu:1s22s22p63s23p63d104s1,第四周期第ⅠB族
1.(雙選)(2020·承德高二檢測(cè))具有以下結(jié)構(gòu)的原子,一定屬于主族元素的是(　　)A.最外層有一個(gè)電子的原子B.最外層電子排布式為ns2np3的原子C.最外層有3個(gè)未成對(duì)電子的原子D.次外層無(wú)未成對(duì)電子的原子
【解析】選B、C。在元素周期表中,凡s區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)的元素,它們的原子最外層電子數(shù)均不超過(guò)2個(gè),只有p區(qū)的元素原子最外層電子數(shù)可為3～8個(gè),則最外層有一個(gè)電子的原子可能是ⅠA族、ⅥB族(如Cr:3d54s1)、ⅠB族(如Cu:3d104s1)元素的原子,不一定是主族元素,A不正確;最外層電子排布式為ns2np3的原子屬于ⅤA族,B正確;原子最外層有3個(gè)未成對(duì)電子的元素,其原子最外層有5個(gè)電子,一定是主族元素,C正確;原子次外層無(wú)未成對(duì)電子的有全部主族元素、0族元素、ⅠB和ⅡB族元素,D不正確。
2.下列說(shuō)法中正確的是(　　)A.所有非金屬元素都分布在p區(qū)B.最外層電子數(shù)為2的元素都分布在s區(qū)C.元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10個(gè)縱列的元素都是金屬元素D.同主族元素從上到下,金屬性呈周期性變化【解析】選C。非金屬元素中氫在s區(qū),其余非金屬元素均分布在p區(qū),A項(xiàng)錯(cuò)誤;最外層電子數(shù)為2的元素可能在s區(qū)(如Mg)、p區(qū)(如He)、d區(qū)(如Ti、Fe)或ds區(qū)(如Zn)等,B項(xiàng)錯(cuò)誤;同主族元素從上到下,金屬性逐漸增強(qiáng),非金屬性逐漸減弱,是遞變性質(zhì)而不是周期性變化,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
3.(2020·衡水高二檢測(cè))鐳在1898年由居里夫人及她丈夫皮埃爾·居里發(fā)現(xiàn)。鐳的價(jià)電子排布是7s2。下面關(guān)于鐳的性質(zhì)的描述中不正確的是(　　) A.在化合物中呈+2價(jià)B.單質(zhì)與水反應(yīng)放出氫氣C.氫氧化物呈兩性D.碳酸鹽難溶于水
【解析】選C。由鐳的價(jià)電子排布可知鐳處于第7周期ⅡA族,與Mg、Ca、Ba同主族,且同族中在Ba元素之下,按同主族元素性質(zhì)規(guī)律,可知其氫氧化物呈強(qiáng)堿性,不可能呈兩性。
4.前四周期元素的基態(tài)原子中,未成對(duì)電子數(shù)與其所在周期數(shù)相同的元素有(　　)A.3種B.4種C.5種D.6種【解析】選C。符合題意的元素有H(1s1)、C(2s22p2)、O(2s22p4)、P(3s23p3)、Fe(3d64s2)。
5.(2020·焦作高二檢測(cè))在研究原子核外電子排布與元素周期表的關(guān)系時(shí),人們發(fā)現(xiàn)價(jià)電子排布相似的元素集中在一起。據(jù)此,人們將元素周期表分為五個(gè)區(qū),并以最后填入電子的軌道能級(jí)符號(hào)作為該區(qū)的符號(hào),如圖所示。元素周期表的五個(gè)分區(qū)
(1)在s區(qū)中,族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素,原子的價(jià)電子的電子云形狀為_(kāi)_______。?(2)在d區(qū)中,族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素,常見(jiàn)離子的電子排布式為_(kāi)_____________________________,其中較穩(wěn)定的是________。?(3)在ds區(qū)中,族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素,原子的價(jià)電子排布式為_(kāi)___________。?(4)在p區(qū)中,第二周期第ⅤA族元素原子價(jià)電子的軌道表示式為_(kāi)_____。?(5)當(dāng)今常用于核能開(kāi)發(fā)的元素是鈾和钚,它們?cè)赺___________區(qū)中。?
【解析】(1)s區(qū)為第ⅠA族、第ⅡA族,符合條件的元素為Be,其電子排布式為1s22s2,價(jià)電子的電子云形狀為球形。(2)d區(qū)為第ⅢB族～第ⅦB族、第Ⅷ族,族序數(shù)最大且原子序數(shù)最小的為Fe,常見(jiàn)離子為Fe2+、Fe3+,電子排布式為1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5,由離子的電子排布式可知Fe3+的3d軌道“半充滿”,其穩(wěn)定性強(qiáng)于Fe2+。
(3)ds區(qū)符合條件的為Zn,其電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2,價(jià)電子排布式為3d104s2。(4)該題中符合題意的為N,價(jià)電子的軌道表示式為 。(5)鈾和钚均為錒系元素,位于f區(qū)。
答案:(1)球形(2)Fe2+:1s22s22p63s23p63d6,Fe3+:1s22s22p63s23p63d5　Fe3+(3)3d104s2(4) 　 (5)f
6.(2020·煙臺(tái)高二檢測(cè))完成下列小題。(1)填表
(2)某元素原子共有3個(gè)價(jià)電子,其中一個(gè)價(jià)電子位于第3電子層d軌道,試回答:①該元素核外電子排布式為_(kāi)_______,價(jià)電子的軌道表示式為_(kāi)_______。?②該元素的元素符號(hào)為_(kāi)_______,在周期表中的位置為_(kāi)_______,該元素最高正化合價(jià)為_(kāi)_______價(jià)。?(3)某元素M2+的3d軌道上有5個(gè)電子,試推出:①M(fèi)原子的核外電子排布式為_(kāi)________________。?②M原子的最外層和最高能級(jí)組中電子數(shù)分別為_(kāi)_____、__________.③M元素在元素周期表中的位置為第________周期________族。?
【解析】(1)①最后一個(gè)電子填充在s軌道,屬于s區(qū)元素,為主族元素。族序數(shù)=ns電子數(shù),即為2,在第3周期第ⅡA族。②最后一個(gè)電子填充在p軌道,屬于p區(qū)元素,為主族元素。族序數(shù)=ns+np電子數(shù),即2+2=4,在第5周期第ⅣA族。③最后一個(gè)電子填充在d軌道,且等于10,屬于ds區(qū)元素,為副族元素。族序數(shù)=ns電子數(shù),即為1,在第4周期ⅠB族。(2)因E(4s)