高中化学选修三（人教版 课件）-第一章　原子结构与性质 1_2_1 34页

目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 一 二 三 一、元素周期表的结构及分区 目标导航 预习导引 一 二 三 目标导航 预习导引 一 二 三 3 . 元素的分区 (1) 按电子排布 , 把周期表里的元素划分成 5 个区 , 分别为 s 区 、 p 区 、 d 区 、 ds 区 、 f 区 。 (2) 元素周期表共有 16 个族 , 其中 s 区包括 Ⅰ A 、 Ⅱ A 族 ,p 区包括 Ⅲ A~ⅦA 、 0 族 ,d 区包括 Ⅲ B~ⅦB 族及 Ⅷ 族 ,ds 区包括 Ⅰ B 、 Ⅱ B 族 ,f 区包括 镧系 元素和 锕系 元素。 目标导航 预习导引 一 二 三 某元素的原子序数为 24, 试问 : (1) 此元素原子的电子总数是多少 ? (2) 它有多少个电子层 ? 有多少个能级 ? (3) 它的外围电子排布 ( 价电子层 ) 是怎样的 ? 它的价电子层的电子总数是多少 ? (4) 它属于第几周期 ? 第几族 ? 主族还是副族 ? 属于哪个区 ? (5) 它有多少个未成对电子 ? 答案 : (1)24 　 (2)4 个电子层 ;7 个能级　 (3)3d 5 4s 1 ;6 (4) 第四周期 ; 第 ⅥB 族 ; 副族 ;d 区　 (5)6 个 目标导航 预习导引 一 二 三 二、元素周期系 1 . 碱金属元素基态原子的核外电子排布 目标导航 预习导引 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电子的排布发生 周期性 的重复。随着元素原子的核电荷数递增 , 每到出现碱金属 , 就开始建立一个新的 电子层 , 随后最外层上的电子逐渐增多 , 最后达到 8 个电子 , 出现稀有气体 ; 然后又开始由 碱金属 到 稀有气体 , 如此循环往复 —— 这就是元素周期系中的一个个周期。 元素周期系的实质是什么 ? 答案 : 元素的原子核外电子排布发生周期性的变化。 目标导航 预习导引 一 二 三 三、金属元素与非金属元素在元素周期表中的位置 1 . 金属元素和非金属元素的分界线为沿 B 、 Si 、 As 、 Te 、 At 与 Al 、 Ge 、 Sb 、 Po 之间所画的一条连线 , 非金属性较强的元素处于元素周期表的 右上方 位置 , 金属性强的元素处于元素周期表的 左下方 位置。 2 . 处于 d 区、 ds 区和 f 区的元素全部是 金属 元素。 s 区的元素除氢外 , 也全部是 金属 元素。 目标导航 预习导引 一 二 三 为什么处于非金属三角区边缘的元素常被称为半金属或准金属 ? 答案 : 因为同周期中主族元素从左到右 , 金属性逐渐减弱 , 非金属性逐渐增强 , 同周期内非金属元素一般位于周期表右侧 ; 同主族元素从上到下 , 非金属性逐渐减弱 , 金属性逐渐增强 , 同主族元素中非金属元素位于周期表上方 ; 所以在元素周期表中非金属元素主要集中在右上三角区内。由于元素的金属性和非金属性之间并没有严格的界线 , 处于非金属三角区边缘的元素 , 虽是非金属但往往表现出一定的金属性 , 如具有金属光泽 , 表现出一定的导电性等 , 所以常被称为半金属或准金属。 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 一、原子核外电子排布与周期的划分 周期与能层序数 n 有关。核外电子的能层数为 n 时 , 该元素属于第 n 周期 , 即该元素原子有 n 个电子层 , 就属于第 n 周期。元素原子的电子层数 = 能层数 = 周期序数。 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 我们把构造原理中能量相近的能级划分为一组 , 按能量由低到高可分为不同的能级组。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。请你与同组同学合作完成下表 , 并思考各周期中所含元素种类数与相应能级组所能容纳的最多电子数之间的关系。 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 答案 : 元素种类数 ( 从上到下依次是 ):2 　 8 　 8 　 18 　 18 　 32 相应能级组所能容纳的最多电子数 ( 从上到下依次是 ):2 　 8 　 8 　 18 　 18 　 32 各周期所含元素的种类数等于相应能级组所能容纳的最多电子数 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 【例 1 】 某化学学习小组在学习元素周期系和周期的划分时提出了以下观点 : ① 周期系的形成是由原子的结构决定的　 ② 元素周期系中第 Ⅰ A 族元素统称为碱金属元素　 ③ 每一周期的元素原子外围电子排布均是从 n s 1 开始至 n s 2 n p 6 结束　 ④ 元素周期系中的每一周期元素的种类数均相等　 ⑤ 基态原子核外电子排布式为 1s 2 2s 2 2p 3 和 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 的两元素位于同一周期　 ⑥ 周期序数越大 , 该周期所含金属元素一般越多。你认为正确的是 ( 　　 ) ( 导学号 52700012) A. ①⑥ B. ①②③⑤⑥ C. ①④⑥ D. ②③⑤ 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 解析 : ① 元素周期系的形成原因是元素的原子核外电子排布呈周期性变化 , 而核外电子排布是由原子的结构决定的 , 故该观点正确 ; ② 第 Ⅰ A 族元素除氢元素之外统称为碱金属元素 , 故该观点错误 ; ③ 第一周期的元素原子外围电子排布从 1s 1 开始到 1s 2 结束 , 故该观点错误 ; ④ 元素周期系中的每一周期元素的种类数并不总是一样多 , 如第一周期元素的种类数为 2, 第二周期元素的种类数为 8, 故该观点错误 ; ⑤ 1s 2 2s 2 2p 3 位于第二周期 , 而 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 位于第三周期 , 故该观点错误 ; ⑥ 从元素周期表上不难看出 , 随着周期序数的增大 , 周期所含金属元素的数目一般越多 , 故该观点正确。 答案 : A 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 具有下列电子层结构的原子 , 其对应元素一定属于同一周期的是 ( 　　 ) A. 两种原子的电子层上全部是 s 电子 B.3p 能级上只有一个空轨道的原子和 3p 能级上只有一个未成对电子的原子 C. 最外层电子排布式为 2s 2 2p 6 的原子和最外层电子排布式为 2s 2 2p 6 的离子 D. 原子核外的 M 层上的 s 能级和 p 能级都充满了电子 , 而 d 能级上尚未有电子的两种原子 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 解析 : 电子层上全都是 s 电子的原子有氢、氦、锂、铍 ,A 项错 ;3p 能级上只有一个空轨道的原子是硅 ,3p 能级上只有一个未成对电子的原子是铝或氯 ,B 项对 ; 最外层电子排布式为 2s 2 2p 6 的原子是氖 , 最外层电子排布式为 2s 2 2p 6 的离子有氟离子、钠离子、镁离子等 ,C 项错 ;M 层上的 s 能级和 p 能级都填满电子 , 而 d 能级上尚未有电子的原子有氩、钾、钙 ,D 项错。 答案 : B 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 二、原子核外电子排布与族的划分 1 . 族划分的标准。同族元素原子价电子层的电子总数相同 , 价电子层的电子总数和价电子层决定族的划分。 2 . 元素所在的族与元素原子价电子层的电子总数之间的关系。第 Ⅰ A 、 Ⅱ A 族元素原子价电子层分别为 n s 1 、 n s 2 ; 第 Ⅲ A~ⅦA 族元素原子价电子层为 n s 2 n p 1~5 ; 第 Ⅲ B~ⅦB 族元素原子价电子层为 ( n- 1)d 1~5 n s 1~2 ; 第 Ⅷ 族元素原子价电子层为 ( n- 1)d 6~10 n s 0~2 ; 第 Ⅰ B~ Ⅱ B 族元素原子价电子层为 ( n -1)d 10 n s 1~2 。 3 . 主族元素原子价电子层的电子总数 = 主族序数 , 且主族元素原子价电子层的电子只含 s 、 p 能级上的电子。 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 周期表中元素原子的 “ 外围电子排布 ” 简称 “ 价电子层 ”, 这是由于这些能级上的电子可在化学反应中发生变化。 1 . 填写下表中第三周期元素原子价电子层及价电子层的电子总数 , 并仔细观察周期表 , 思考主族元素原子价电子层的电子总数与主族序数的关系。 结论 : 　 。   一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 答案 : 主族元素原子价电子层的电子总数 = 主族序数 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 2 . 过渡元素 ( 镧系、锕系除外 ) 原子价电子层的电子总数是否等于族序数 ? 同一族的外围电子排布 ( 价电子层 ) 是否相同 ? 试分析过渡元素原子价电子层的电子总数与列序数有什么关系 ? 答案 : ① 第 Ⅲ B( 镧系、锕系除外 ) 、 Ⅳ B 、 ⅤB 、 ⅥB 、 ⅦB 及 Ⅷ 族第一列元素原子价电子层的电子总数等于族序数 , 第 Ⅰ B 、 Ⅱ B 族元素原子价电子层的 s 能级的电子数等于族序数 ;Ⅷ 族的第二、三列及 Ⅰ B 、 Ⅱ B 族元素原子价电子层的电子总数不等于族序数。 ② 同一族元素原子外围电子排布 ( 价电子层 ) 有差异。 ③ 过渡元素原子价电子层的电子总数等于列序数。 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 【例 2 】 某元素原子共有 3 个价电子 , 其中 1 个价电子位于第三能层 d 能级 , 试回答 : ( 导学号 52700013) (1) 该元素原子核外电子排布式为 　　　　　　 , 价电子的电子排布图为 　　　　　　　　 。   (2) 该元素的原子序数为 　　　 , 在周期表中的位置为 　　 , 该元素是 　　　 ( 填 “ 金属 ” 或 “ 非金属 ”) 元素 , 最高正化合价为 　　 价。   解析 : 由构造原理知 E (4s)< E (3d), 故 3d 能级上有一个电子时 ,4s 能级上应有 2 个电子 , 故该元素原子的电子排布式为 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 4s 2 , 为 21 号元素。 答案 : (1)1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 1 4s 2 (2)21 　第四周期第 Ⅲ B 族　金属　 +3 一 二 三 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 已知 M 2+ 的 3d 能级上有 6 个电子。试推断 : (1)M 的电子排布式为 　 。   (2)M 的最外层电子数为 　 。   (3) 元素 M 在周期表中的位置是 　 。   解析 : 因 3d 能级未满 , 故元素 M 应在过渡元素区 , 元素 M 一定为第四周期元素。该元素原子失电子时应先失去 4s 能级上的电子再失去 3d 能级上的电子 , 故 4s 能级上应有 2 个电子。综上可推知 M 的电子排布式为 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 , 应在第四周期第 Ⅷ 族 , 最外层有 2 个电子。 答案 : (1)1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 (2)2 (3) 第四周期第 Ⅷ 族 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 三、元素周期表的分区 1 . 主族元素原子价电子层的电子总数等于主族序数 s 区元素原子价电子层为 n s 1~2 , 价电子层的电子总数等于主族序数。 p 区元素原子价电子层为 n s 2 n p 1~6 , 价电子层的电子总数等于主族序数 ( 价电子层为 n s 2 n p 6 时为 0 族元素 ;He 除外 ,He 的价电子层为 1s 2 ) 。 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 5 个区的位置关系如下图所示 : 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 2 . 各区元素总结 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 点拨 (1)s 区 (H 除外 ) 、 d 区、 ds 区都是金属元素。 (2) 位于金属与非金属元素分界线左边的是每周期中最后一种金属元素 , 它们的共同点是周期序数 = 主族序数。 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 【例 3 】 已知几种元素原子的核外电子排布或外围电子排布情况 , 分别判断其元素符号、原子序数并指出其在周期表中所处的区、周期、族。 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 解析 : 由电子排布式判断 A 为 11 号元素 Na; 由原子结构示意图可知 x =26,B 为 26 号元素 Fe; 由外围电子排布式判断 C 为 29 号元素 Cu; 由电子排布式判断 D 为 16 号元素 S; 由基态原子的电子排布图判断 E 为 17 号元素 Cl 。 再根据最大能层序数等于周期序数 , 可以确定元素所处的周期 ; 元素 A 、 D 、 E 为主族元素 , 主族元素原子价电子层的电子总数等于主族序数 ;C 元素原子外围电子排布为 3d 10 4s 1 ,s 能级上的电子数为 1, 应为 ds 区的第 Ⅰ B 族。 答案 : A:Na 　 11 　 s 　三　 Ⅰ A B:Fe 　 26 　 d 　四　 Ⅷ C:Cu 　 29 　 ds 　四　 Ⅰ B D:S 　 16 　 p 　三　 ⅥA E:Cl 　 17 　 p 　 三　 ⅦA 一 二 三 知识精要 典题例解 迁移应用 元素周期表中 , 非金属元素存在的区域为 ( 　　 ) ( 导学号 52700014) A. 只有 s 区 B. 只有 p 区 C.s 区、 d 区和 ds 区 D.s 区和 p 区 解析 : 非金属元素除氢元素在 s 区外 , 其余的均在 p 区。 答案 : D 案例探究 方法总结 元素原子的外围电子排布与元素分区 某元素原子的简化电子排布式为 [Xe]4f 4 6s 2 , 其应在 ( 　　 ) A.s 区 B.p 区 C.d 区 D.f 区 解析 : 由元素原子的简化电子排布式可知其外围电子排布。该元素原子的外围电子排布为 4f 4 6s 2 , 满足 ( n -2)f 0~14 ( n -1)d 0~2 n s 2 的构型 , 最后一个电子填充在 f 能级 , 故为 f 区元素。 答案 : D 案例探究 方法总结 根据元素原子外围电子排布来确定该元素所在分区时 , 步骤为 : 先根据构造原理 , 结合电子排布式确定最后一个电子填充的能级 ; 然后根据最后那个电子填充的能级确定元素所在分区。