高中化学第二节第1课时学案

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

[核心素养发展目标] 1.通过辨识原子结构及价层电子排布与元素在周期表中的位置之间的关系，形成“结构决定性质”的观念。2.认识周期表中各区及元素周期表的规律，培养学生的模型认知能力。

一、元素周期系和元素周期表

1．含义

元素按其原子核电荷数递增排列的序列，称为元素周期系。元素周期表是呈现元素周期系的表格。

2．元素周期系的形成

(1)每一周期从碱金属元素开始到稀有气体元素结束，最外层电子排布从n s1递增到n s2n p6(第一周期除外)，但元素周期系的周期不是单调的，每一周期里元素的数目不总是一样多。

(2)元素形成周期系的根本原因是元素的原子核外电子排布发生周期性的重复。

(3)根据构造原理得出的核外电子排布，可以解释元素周期系的基本结构。例如，第一周期从1s1开始，以1s2结束；其余各周期总是从n s能级开始，以n p能级结束，其间递增的核电荷数(或电子数)就等于每个周期里的元素数。

(4)元素周期表中，同族元素价层电子数相同，这是同族元素性质相似的结构基础。

(1)价层电子一定是最外层电子()

(2)元素的价层电子数一定等于其所在族的族序数()

(3)同一族元素的价层电子数一定相同()

(4)基态原子的N层上只有一个电子的元素，一定是第ⅠA族元素()

(5)基态原子的价层电子排布为(n－1)d6～8n s2的元素一定是过渡元素()

答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√

1．过渡元素、价层电子数跟它们的族序数有什么关系？写出它们的价层电子排布通式。

提示第ⅢB族元素到第ⅦB族元素的价层电子数等于它们的族序数(除镧系、锕系外)；第Ⅷ族有3列元素，其族序数等于该族的第1列元素的价层电子数；第ⅠB族、第ⅡB族的价层电子数等于族序数加10。过渡元素的价层电子排布通式为(n－1)d1～10n s1～2(镧系和锕系除外)。

2．预言119号元素基态原子最外层电子排布；预言第八周期有多少种元素。

提示119号元素基态原子最外层电子排布为8s1；第八周期应有50种元素。

3．同一族元素的价层电子排布一定相同吗？

提示过渡元素中的镧系和锕系元素的价层电子排布不相同，在第Ⅷ族中部分元素的价层电子排布也不相同。

1．若某原子的价层电子排布式为4d15s2，则下列说法正确的是()

A．该元素位于元素周期表中第五周期第ⅢB族

B．该元素原子价层电子数为2

C．该元素为非金属元素

D．该元素原子N能层共有8个电子

答案A

解析该原子的价层电子排布式为4d15s2，该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2，该元素位于元素周期表中第五周期第ⅢB族，故A正确；该原子的价层电子排布式为4d15s2，位于元素周期表第ⅢB族，所以该元素原子价层电子数为3，故B错误；该元素是金属元素，故C错误；第N能层的电子排布式为4s24p64d1，共有9个电子，故D错误。

2．已知某元素＋2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，该元素在周期表中属于()

A．第ⅤB族B．第ⅡB族

C．第Ⅷ族D．第ⅡA族

答案D

解析由题意推知，该元素的价层电子排布为4s2，故该元素位于第四周期第ⅡA族。

(1)价层电子排布和元素周期表的关系

①原子的电子层数＝能级中最高能层序数＝周期序数。

②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。

③过渡元素(除镧系、锕系外，以第四周期为例)。

(2)价层电子排布与元素的最高正价

①当主族元素失去全部价层电子后，表现出该元素的最高化合价，最高正价＝主族序数(O、F除外)。

②第ⅢB～ⅦB族可失去n s和(n－1)d轨道上的全部电子，所以，最高正价＝族序数。

③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，所以最高正价低于族序数(8)，只有Ru和Os 可表现正八价。

④第ⅠB族可失去n s1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n s2电子，第ⅡB族的族序数＝最高正价。

二、元素周期表的分区

1．元素周期表的分区

(1)根据核外电子的排布分区

按核外电子排布和构造原理最后填入电子的能级符号，可将元素周期表分为s、p、d、f 4个区，而第ⅠB、第

ⅡB族这2个纵列的元素的核外电子因先填满了(n－1)d能级而后再填充n s能级而得名ds区。5个区的位置关系如图所示。

(2)根据元素的金属性和非金属性分区

2．元素的对角线规则

(1)在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素(如图)的有些性质是相似的，这种相似性被称为对角线规则。

(2)处于“对角线”位置的元素，它们的性质具有相似性。

(3)对角线规则示例

锂与钠虽属同一主族，但锂与钠的性质相差较远，而锂的化学性质与镁更相似。如

①锂和镁在O2中燃烧，并不生成过氧化物，都只生成氧化物(Li2O、MgO)。

②锂和镁都能直接与N2反应生成氮化物(Li3N、Mg3N2)。

③锂和镁的氢氧化物在加热时都可分解生成氧化物(Li2O、MgO)和H2O。

④锂和镁的碳酸盐均不稳定，受热均能分解生成相应氧化物和CO2。

⑤含锂和镁的某些盐，如碳酸盐、磷酸盐等均难溶于水。

1．s区、d区、p区分别有几个列？

提示s区有2列；d区有8列，p区有6列。

2．为什么s区(H除外)、d区、ds区的元素都是金属元素？

提示因为s区(H除外)、d区和ds区元素的最外层电子数为1～2个。

3．处于非金属与金属分界线上的元素常被称为半金属或类金属，为什么？