鲁科版学高中化学原子结构与元素周期表核外电子排布与元素周期表原子半径教案选修

[学习目标定位] １．了解核外电子排布规律与元素周期表中周期、族划分的关系，并能解释它们之间的变化规律。２．了解原子半径的意义及其测定方法，知道原子半径与原子核外电子排布的关系，并能解释原子半径在周期表中的变化规律。

一、核外电子排布与元素周期表

１．原子核外电子排布与周期的划分

（１）填写下表：

周期

价电子排布最外层最多容

纳电子数

各周期增加能级元素种数ⅠA族0族

１１s１１s２２１s２２２s１２s２２p68２s、２p8３３s１３s２３p68３s、３p8４４s１４s２４p68４s、３d、４p１8５５s１５s２５p68５s、４d、５p１8

66s１6s２6p686s、４f、５d、

6p

３２

77s１7s２7p687s、５f、6d、7p３２

（２）观察分析上表，讨论原子核外电子排布与周期划分的本质联系。

１根据能级能量的差异，可将能量相近的能级分为七个能级组，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。

２每一个能级组对应一个周期，且该能级组中最大的电子层数等于元素的周期序数。

３一个能级组最多容纳的电子数等于对应的周期所含的元素种数。

２．原子核外电子排布与族的划分

（１）将下列各主族元素的价电子数、价电子排布式填入表中：

（２）以第４周期副族元素为例，填写下表：

（３）依据上述表格，分析讨论族的划分与原子核外电子排布的关系。

族的划分依据与原子的价电子数目和价电子排布密切相关。

１同主族元素原子的价电子排布相同，价电子全部排布在最外层的n s或n s n p轨道上。族序数与价电子数相同。

２稀有气体的价电子排布为１s２或n s２n p6。

３过渡元素（副族和第Ⅷ族）同一纵行原子的价电子排布基本相同。价电子排布式为（n—１）d１～１0n s １～２，第ⅢB～ⅦB族的族序数与价电子数相同，第ⅠB、ⅡB族的族序数＝n s轨道上的电子数，第Ⅷ族的价电子数分别为8、9、１0。

３．原子核外电子排布与区的划分

ds区ⅠB、ⅡB（n—１）d１0n s１～２

f区ⅢB （n—２）f0～１４（n—１）

d0～２n s２

（１）最外层电子排布与周期表的关系

１原子的电子层数＝能级中最高能层序数＝周期序数

２主族元素原子的最外层电子数＝主族元素原子的价电子数＝主族序数

（２）对价电子认识的误区提醒

１价电子不一定是最外层电子，只有主族元素的价电子才是最外层电子。对于过渡元素还包括部分内层电子。

２元素的价电子数不一定等于其所在族的族序数。这只对主族元素成立，对部分过渡元素是不成立的。３同一族元素的价电子排布不一定相同，如过渡元素中的镧系元素和锕系元素就不相同，在第Ⅷ族中部分元素的价电子排布也不相同。

例１价电子排布式为５s２５p３的元素是（）

A．第５周期ⅢA族B．５１号元素

C．非金属元素D．Te

答案B

解析５s２５p３，５指的是电子层数，即属于第５周期，价电子指的是最外层电子数，主族元素所在族序数等于最外层电子数，即属于第ⅤA族元素，属于主族元素，又因为最后一个电子填充在p能级上，属于p区，按照核外电子排布的规律，推出此元素是锑（Sb），B正确。

例２按电子排布，可以把周期表中的元素划分为５个区，以下元素属于p区的是（）A．FeB．MgC．BrD．Cu

答案C

解析Fe的外围电子排布式为３d6４s２，属于d区元素，A错误；Mg的外围电子排布式为３s２，属于s 区元素，B错误；Br的外围电子排布式为４s２４p５，属于p区元素，C正确；Cu的外围电子排布式为３

d１0４s１，属于ds区元素，D错误。

二、核外电子排布与原子半径

１．由于原子并不是一个具有明确“边界”的实体，人们便假定原子是一个球体，并采用统计的方法来测定它的半径。

２．微粒半径大小的判断方法规律

（１）同周期元素的原子半径、最高价阳离子半径、最低价阴离子半径：随着核电荷数增多，都依次减小（稀有气体除外）。

（２）同主族元素的原子半径、相同价态阳离子半径和阴离子半径：随着核电荷数增多，都依次增大。（３）核外电子排布（即电子层结构）相同的离子半径：随核电荷数增多，半径依次减小。

（４）同种元素形成的粒子半径：阳离子<中性原子<阴离子，且阳离子价态越高，半径越小。

如：r（Fe３＋）

（５）核电荷数和电子数都不同的粒子，一般要找参照物。如比较Al３＋和S２—的半径大小，可找出与Al ３＋电子数相同，与S２—同一主族的元素O２—来比较，因为r（Al３＋）

例３下列微粒半径大小比较错误的是（）

A．K>Na>Li B．Na＋>Mg２＋>Al３＋

C．Mg２＋>Na＋>F—D．Cl—>F—>F

答案C

解析同主族，由上到下微粒半径逐渐增大，A项正确；核外电子排布相同的微粒，核电荷数越大，微粒半径越小，B项正确；C项应该为F—>Na＋>Mg２＋；D项可引入Cl，顺序为Cl—>Cl>F—>F，正确。

“三看”比较微粒半径的大小

“一看”电子的能层数：当电子的能层数不同时，能层数越多，半径越大。

“二看”核电荷数：当电子的能层数相同时，核电荷数越大，半径越小。

“三看”核外电子数：当电子的能层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。

例４已知短周期元素的离子a A２＋、b B＋、c C３—、d D—都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是