原子结构与元素周期表

襄樊四中高二化学组交流讨论：(1)什么是元素周期律？(2)元素的性质包括哪些方面？(3)元素性质周期性变化的根本原因是什么？元素周期律——元素周期律是指元素性质随核电荷数递增发生周期性的递变——元素原子核外电子排布的周期性变化是导致元素性质周期性变化的根本原因。金属性与非金属性；元素的主要化合价；原子半径；元素第一电离能；电负性。周期短周期长周期不完全周期一二三四五六七(288)(181832)26…周期序数=电子层数族主族副族第VIII族0族(第IA族→第VIIA族)(第IB族→第VIIB族)(共3列)(稀有气体)过渡元素主族序数=最外层电子数每周期的元素排列(一、七除外)：碱金属→活泼非金属→稀有气体ns1→→→ns2np6=元素最高正价主族元素最高正价+|最低负价|=8一、原子结构与元素周期表元素周期表编排原则：⑴按原子序数的递增顺序从左到右排列⑵将电子层数相同的元素排列成一个横行(周期）⑶把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行。（族）Na11钠H1氢He2氦Li3锂Be4铍B5硼C6碳N7氮O8氧F9氟Ne10氖Mg12镁Al13铝Si14硅P15磷S16硫Cl17氯Ar18氩K19钾Ca20钙1234Ga31镓Ge32锗As33砷Se34硒Br35溴Kr36氪He2氦B5硼C6碳N7氮O8氧F9氟Ne10氖Al13铝Si14硅P15磷S16硫Cl17氯Ar18氩IIIAIVAVAVIAVIIA0Na11钠H1氢Li3锂Be4铍Mg12镁K19钾Ca20钙IAIIA1234Sc21钪Ti22钛V23钒Cr24铬Mn25锰Fe26铁Co27钴Ni28镍Cu29铜Zn30锌IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIBA：主族B：副族Ga31镓Ge32锗As33砷Se34硒Br35溴Kr36氪构造原理：1s；2s2p；3s3p；4s3d4p；5s4d5p;6s4f5d6p；7s5f6d请同学们写出ⅠA和零族的简化电子排布式周期ⅠA零族能级组元素数目一1s11s21s2二[He]2s1[He]2s22p62s2p8三[Ne]3s1[Ne]3s23p63s3p8四[Ar]4s1[Ar]3d104s24p64s3d4p18五[Kr]5s1[Kr]4d105s25p65s4d5p18六[Xe]6s1[Xe]4f145d106s26p66s4f5d7p32七[Rn]7s1……1、周期的划分1）除第一周期外,各周期均以填充s轨道的元素开始,并以填充满p轨道的元素告终.（第一周期除外）1s11s22s12s22p63s13s23p64s14s24p65s15s25p66s16s26p6外围电子数有18个2）周期元素数目＝相应能级组中原子轨道所能容纳的电子总数3）元素所在周期的判断：周期数＝电子层数周期能级组能级组内原子轨道元素数目电子最大容量1Ⅰ1s222Ⅱ2s2p883Ⅲ3s3p884Ⅳ4s3d4p18185Ⅴ5s4d5p18186Ⅵ6s4f5d6p32327Ⅶ7s5f6d(未完)23(未完)未满随着原子序数的增加，元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化：每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从ns1到ns2np6的周期性变化。2、族的划分1）外围电子结构相同2）元素所在族的判断：①主族元素：主族序数=外围电子数=最外层电子数(ns+np或ns)②副族元素：以外围（n-1）d+ns的电子总数判断A、ⅢB~ⅦB，电子总数为3~7B、Ⅷ，电子总数为8~10C、ⅠB和ⅡB，电子总数为11~12按照电子排布，可把周期表的元素划分为5个区：s区、d区、ds区、p区、f区。划分区的依据是什么？s区、d区、p区分别有几个纵列？区的名称来自按照构造原理最后填充的能级的符号思考与探究3、区的划分spdsdf最后1个电子填充在ns轨道上，价电子的构型是ns1或ns2，位于周期表的左侧，包括ⅠA和ⅡA族，它们都是活泼金属，容易失去电子形成+1或+2价离子。s区元素ⅠA和ⅡA族s区和p区的共同特点是：最后1个电子都排布在最外层，最外层电子的总数等于该元素的族序数。s区和p区就是按族划分的周期表中的主族和0族。最后1个电子填充在np轨道上，价层电子构型是ns2np1～6，位于周期表右侧，包括ⅢA～ⅦA族元素。大部分为非金属。0族稀有气体也属于p区。p区元素ⅢA～ⅦA族和0族元素它们的价层电子构型是(n－1)d1～10ns1～2，最后1个电子基本都是填充在倒数第二层(n－1)d轨道上的元素，位于长周期的中部。这些元素都是金属，常有可变化合价，称为过渡元素。它包括ⅢB～ⅦB族和Ⅷ族元素。d区元素ⅢB～ⅦB族和Ⅷ族元素价层电子构型是(n－1)d10ns1～2，即次外层d轨道是充满的，最外层轨道上有1～2个电子。它们既不同于s区，也不同于d区，故称为ds区，它包括ⅠB和ⅡB族，处于周期表d区和p区之间。它们都是金属，也属过渡元素。ds区元素ⅠB和ⅡB族最后1个电子填充在f轨道上，价电子构型是：（n－2）f0～14ns2,或(n–2)f0～14(n－1)d0～2ns2，它包括镧系和锕系元素（各有15种元素）。f区元素镧系和锕系元素元素的外围电子构型与其在周期表中的位置的关系外围电子构型中无d电子的为元素，分布在区、区；若有d电子的则为过渡元素，包括族、族，分布在区、区最外层电子数≥3的元素在区S区ds区d区p区f区包括元素价电子排布化学性质s区p区d区ds区f区ⅠA、ⅡA族ⅢA～ⅦA族和0族元素ⅢB～ⅦB族和Ⅷ族ⅠB、ⅡB族镧系和锕系ns1、ns2ns2np1～6(n－1)d1～10ns1～2(n－1)d10ns1～2各区元素特点活泼金属（H除外）大多为非金属过渡元素过渡元素小结思考：为什么s区、d区、ds区的元素都是金属(除H外)？s区、d区、ds区的元素最外层电子数为1-2个电子，在反应中易失去，所以都是金属。1.为什么副族元素又称为过渡元素？2.为什么在元素周期表中非金属元素主要集中在右上角三角区内（如图）？处于非金属三角区边缘的元素常被称为半金属或准金属。为什么？思考：副族元素处于金属元素向非金属元素过渡的区域，因此，又把副族元素称为过渡元素。1.为什么副族元素又称为过渡元素？2.为什么在元素周期表中非金属元素主要集中在右上角三角区内（如图）？处于非金属三角区边缘的元素常被称为半金属或准金属。为什么？这是由元素的价电子结构和元素周期表中元素性质递变规律决定的，在元素周期表中，同周期的元素从左到右非金属性渐强，同主族元素从上到下非金属性渐弱，结果使元素周期表右上角的元素主要呈现非金属性。处于非金属三角区边缘的元素既能表现出一定的非金属性，又能表现出一定的金属性，因此，这些元素常被称之为半金属或准金属。课堂小结:1、原子的电子排布与周期的划分2、原子的电子排布与族的划分主族元素：族序数=原子的最外层电子数=价电子数副族元素：大多数族次=（n-1)d+ns的电子数=价电子数（d全满除外）3、原子的电子构型和元素的分区周期序数=电子层数5个区：s区、d区、ds区、p区、f区。一、原子结构与元素周期表电子构型与周期表1s1———————————————1s22s1———————————————2p63s1———————————————3p64s1—3d184s2——3d104s1-2—4p1———4p65s1—4d185s2——4d105s1-2—5p1———5p66s1—5d1——4f114——5d10—————6p67s1—6d1——5f114——6d27(tobecontinued)1.已知某元素的原子序数为25，试写出该元素原子的电子排布式，并指出该元素在周期表中所属周期、族和区。课堂练习3d54s2第四周期第ⅥIB族d区2.已知某元素在周期表中位于第五周期、ⅥA族位置上。试写出该元素基态原子的价电子排布式、电子排布式并分析该元素在哪区？由于是ⅥA族，4d必是全充满的，所以价电子排布为5s25p4，电子排布式[Kr]4d105s25p4属P区课堂练习3.已知一元素的价层电子结构为3d54s2，试确定其在周期表中的位置。第四周期，ⅦB族。4.试确定32号元素在周期表中的位置。第四周期，ⅣA族5.判断处于第三周期，ⅣA族元素的价层电子结构、原子序数。[Ne]3s23p2，第14号元素课堂练习已学过的元素周期律知识回顾最外层e-数：______________元素原子化合物结构性质原子半径：________________主要化合价：_______________元素性质：__________________最高价氧化物的水化物：_______________氢化物由单质直接合成的条件：____________稳定性：__________________元素周期律的本质是________________________，元素周期表是元素周期律的表现.周期表的横行称为_____，现有__行；纵列称为_____，有____列。核外电子周期性排布周期7族18同周期1~8(K层例外)横减竖增(不包括稀有气体)同周期+1~+7(F、O例外);-4~-1同周期金属性递减、非金属性递增同周期碱性递减、酸性递增左右渐易、上下渐难左右渐强、上下渐弱元素周期表概念192021222324252627282930313233343536KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrRbSrCsBa57-71At85FrRa89-103107**VIIILiBeBCNOFNe0123456镧系LaCePrNdPmSmEuGdTdDyHoErTmYbLu周期表与周期律HHeIIIAIVAVAVIAVIIAIAIIIBIVBVBVIBVIIBIIAAlSiPSClArIBIIBNaMg主族副族零族第VIII族非金属短周期镧系元素稀有气体金属放射元素人造元素过渡元素催化剂、耐高温、耐腐蚀元素周期表意义制农药半导体不完全周期长周期元素性质周期律非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强金属性逐渐增强金属性逐渐增强7二、元素周期律包括：定义：元素的性质随核电核数递增发生周期性的递变元素的主要化合价、金属性和非金属性、原子半径、第一电离能和电负性等的周期性的变化1.原子半径的周期性变化原子半径的大小取决于______、______两个因素；电子的能层越多，电子之间的负电排斥使原子半径_____；核电荷数越大，核对电子的引力越大，将使原子半径_____。能层数核电荷数增大缩小思维拓展：微粒半径的比较方法⑴首先看微粒的电子层数，电子层越多则微粒半径越大；⑵电子层数相同时再看微粒的核电荷数，核电荷数越大则微粒的半径越小；⑶电子层数和核电荷数都相同，则看最外层电子数。最外层电子数多，半径大。反之，半径小。下列微粒中，半径大小的次序正确的是A．K+＞Ca2+＞Cl-＞S2-B．Ca2+＞K+＞S2-＞Cl-C．Ca2+＜K+＜Cl-＜S2-D．S2-＜Cl-＜K+＜Ca2+C2.元素电离能及其周期性变化第一电离能:P18M（g）-e－→M+（g）意义：可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度．第一电离能数值越小，原子越容易失去一个电子．什么是电离能？M（g）－e-→M+（g）I1M+（g）－e-→M2+（g）I2一般I3I2I1元素的第一电离能大致有何周期性？同一周期：由左至右大致增大同一主族：由上至下大致减小010203040506005001000150020002500BaCsXeSrRbKrCaKArMgNaNeBeLiHeH电离能/(kJ.mol-1)原原原原ONFNeHe价电子构型与电离能I1NaAlMgSPClHe电离能最大LiNaKRbCs半满全满LiBeBCNOFNe电离能有何用途？不同元素的电离能有何递变规律？电离能有何意义？电离能衡量原子的失电子能力电离能主要决定于核电荷数、原子半径、价电子构型。同主族：价电子构型同，原子半径增大，I减小；同周期：核电荷数增加,原子半径减小,