《1-2-原子结构与元素周期表》PPT课件(鲁科版选修3)

第二节原子结构与元素周期表一、基态原子的核外电子排布1、电子优先排布在能量低的电子层里，先排满K层，再排L层。2、每个电子层最多容纳的电子数为2n2（n为电子层数）。3、最外层电子数不超过8个（K为2个），次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。（一低四不超）上述规律相互制约，相互联系？？？内容回顾：1、原子核外空间由里向外划分为不同的电子层2、同一电子层的电子也可以在不同的轨道上运动3、不同的轨道的能量不同电子层一二三四五六七……符号KLMNOPQ……最多电子数28183250……电子层一二三四五轨道类型1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p……n轨道数1491625…..n2最多电子数28183250…..2n2比较下列轨道能量的高低1.nsnpndnf2.1s2s3s4s3.2px2py2pz4.3Px2S5.3d4s==?1、原子核外电子的排布所遵循的原理：（1）、能量最低原理电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道一、基态原子的核外电子排布基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序1、原子核外电子的排布所遵循的原理：一、基态原子的核外电子排布（2）、泡利不相容原理每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子【交流研讨】C：最外层的p能级上有三个规道可能写出的基态C原子最外层p能级上两个电子的可能排布：②2p:③③2p:①2p：④2p1、原子核外电子的排布所遵循的原理：一、基态原子的核外电子排布（3）、洪特规则在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同据此可表示核外电子排布：P11、P122、19～36号元素的基态原子的核外电子排布【活动探究】尝试写出19～36号元素K～Kr的原子的核外电子排布式。钾K：1s22s22p63s23p64s1；钙Ca：1s22s22p63s23p64s2；铬Cr：1s22s22p63s23p63d54s1；铁Fe：1s22s22p63s23p63d64s2；钴Co：1s22s22p63s23p63d74s2；铜Cu：1s22s22p63s23p63d104s1；锌Zn：1s22s22p63s23p63d104s2；溴Br：1s22s22p63s23p63d104s24p5；氪Kr：1s22s22p63s23p63d104s24p6对于能量相同的轨道(同一电子亚层)，当电子排布处于全满（s2、p6、d10、f14）、半满（s1、p3、d5、f7）、全空（s0、p0、d0、f0）时比较稳定，整个体系的能量最低。洪特规则的特例：3、价电子：过渡金属元素的价电子：与化学性质密切相关的外层原子轨道上的电子主族元素的价电子：最外层电子外围电子包括d能级和s能级因此随核电荷数递增，基态原子的电子按如下顺序填入核外电子运动轨道：1S，2S，2P，3S，3P，4S，3d，4P……。其中，S、P、d分别有1、3、5个轨道，每个轨道只能容纳两个自旋方向相反的电子，当原子最外层的轨道能量相同时，最后几个电子的排布要符合洪特规则。当出现d轨道时，电子按ns、(n-1)d、np顺序排布，这样的排布方式使体系的能量最低，这一规律叫“能级交错”小结：1、电子在原子轨道上的排布顺序小结：2、基态原子的核外电子排布三大原则能量最低原则：核外电子的排布要使整个原子的能量最低，以形成稳定结构。泡利不相容原理：一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，并且这两个电子的自旋方向必须相反。洪特规则：对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，应尽可能的分占不同的轨道并且自旋方向相同。小结：3、原子核外电子排布的表示方法电子排布式：用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数；为了避免电子排布式过于繁琐，可以把内层电子达到稀有气体结构的部分以相应稀有气体元素符号外加方括号表示。如：Na:1s22s22p63s1或Na:[Ne]3s1。其中24Cr：1s22s22p63s23p63d54s1和29Cu：1s22s22p63s23p63d104s1符合洪特规则中的半满、全满状态。作业：1、写出1~18号元素原子的电子排布式和价电子排布式作业格式:元素符号电子排布式价电子排布式H1S11S1He1S21S2Li1S22S1或[He]2S12S12、背诵1~36号元素原子的元素名称和对应原子序数知识回顾：元素周期表的结构周期族短周期（第一，二，三周期，2，8，8）长周期（第四，五，六周期，18，18，32）不完全周期（第七周期，26）主族（ⅠA~ⅦA，7个纵行）副族（ⅠB~ⅦB，7个纵行）Ⅷ族（8，9，10纵行）零族展示电子排布的周期表[交流研讨]请根据1~36号元素原子的电子排布，参照鲍林近似能级图，尝试分析原子中电子排布与元素周期表中周期划分的内在联系。1.周期的划分与什么有关？2.每一周期中所能容纳的元素种数与什么有关？3.周期序数与什么有关？二、1、核外电子排布与周期的划分能级能级组数（周期数）能级组内最多电子数（周期中的元素数）周期名称1s12短周期2s,2p28短周期3s,3p38短周期4s,3d,4p418长周期5s,4d,5p518长周期6s,4f,5d,6p632长周期7s,5f,6d,7p7(32)不完全周期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)26(未完)未满[练习]书写20号钙原子、24号铬原子、29号铜原子和35号溴原子的价电子排布。Ca4s2Cr3d54s1Cu3d104s1Br4s24p5[讨论]1.主族元素原子的价电子排布与过渡元素原子的价电子排布有什么区别？2.同一主族元素原子的价电子排布有什么特点？主族序数与什么有关？3.同一族过渡元素原子的价电子排布有什么特点？其族序数与什么有关？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②副族元素：以外围（n-1）d+ns的电子总数判断A、电子总数为3~7，ⅢB~ⅦBB、电子总数为8~10，ⅧC、电子总数为11~12，ⅠB和ⅡB2、核外电子排布与族的划分规律:由元素的价电子结构判断.1.nsXn周期XA族2.ns2npXn周期(2+X)A族3.(n-1)dXnsYn周期(X+Y)B族(X+Y≤7)X+Y7时为n周期VIII族4.(n-1)d10nsXn周期XB族练习:写出下列价电子结构所对应的周期表的位置A.4s24p5B.3d54s1C.4d105s2D.5s1E.3d74s2F.6s26p6G.1s2选讲周期元素数目外围电子排布ⅠA－ⅡAⅢB－ⅧⅠＢ－ⅡＢⅢＡ－ⅦＡ０族１21S11S2２8２S1－22S22p1－52S22p6３18３S1－23S23p1－53S23p6４18４S1－2３d1－94s23d104s1－24S24p1－54S24p6５32５S1－24d1－95s24d105s1－25S25p1－55S25p6６32６S1－24f1－145d1－105d106s1－26S26p1－56S26p6周期元素数目外围电子排布ⅠA－ⅡAⅢB－ⅧⅠＢ－ⅡＢⅢＡ－ⅦＡ０族１21S1２8２S1－22S22p1－52S22p6３18３S1－23S23p1－53S23p6４18４S1－2３d1－94s23d104s1－24S24p1－54S24p6５32５S1－24d1-95s24d105s1－25S25p1－55S25p6６32６S1－24f1－145d1－105d106s1－26S26p1－56S26p61S2周期元素数目外围电子排布ⅠA－ⅡAⅢB－ⅧⅠＢ－ⅡＢⅢＡ－ⅦＡ０族１21S11S2２8２S1－22S22p1－52S22p6３18３S1－23S23p1－53S23p6４18４S1－2３d1－94s23d104s1－24S24p1－54S24p6５32５S1－24d1-95s24d105s1－25S25p1－55S25p6６32６S1－24f1－145d1－105d106s1－26S26p1－56S26p6周期元素数目外围电子排布ⅠA－ⅡAⅢB－ⅧⅠＢ－ⅡＢⅢＡ－ⅦＡ０族１21S11S2２8２S1－22S22p1－52S22p6３18３S1－23S23p1－53S23p6４18４S1－2３d1－94s23d104s1－24S24p1－54S24p6５32５S1－24d1－95s24d105s1－25S25p1－55S25p6６32６S1－24f1－145d1－105d106s1－26S26p1－56S26p6周期元素数目外围电子排布ⅠA－ⅡAⅢB－ⅧⅠＢ－ⅡＢⅢＡ－ⅦＡ０族１21S1２8２S1－22S22p1－52S22p6３18３S1－23S23p1－53S23p6４18４S1－2３d1－94s23d104s1－24S24p1－54S24p6５32５S1－24d1-95s24d105s1－25S25p1－55S25p6６32６S1－25d1－104f1－145d106s1－26S26p1－56S26p61S2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、ds区、p区分别有几个纵列？【想一想】依据外围电子的排布特征，看最后一个电子填充的轨道类型。最后1个电子填充在轨道上，价电子的构型是或，位于周期表的侧，包括和族，它们都是，容易失去电子形成或价离子。s区元素nsns1ns2左ⅠAⅡA活泼金属+1+2最后1个电子填充在轨道上，价电子构型是，位于周期表侧，包括族元素。大部分为元素。p区元素npns2np1～6右ⅢA～ⅦA、零族非金属s区和p区的共同特点是：最后1个电子都排布在，除零族外，最外层电子的总数等于该元素的。除零族外，s区和p区的元素都是主族元素。最外层族序数它们的价层电子构型是，最后1个电子基本都是填充在轨道上，位于长周期的中部。这些元素都是，常有可变化合价，为过渡元素。它包括族元素。d区元素(n－1)d1～9ns2(n－1)d金属ⅢB～Ⅷ价层电子构型是，即次外层d轨道是的，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，称为ds区，它包括族，处于周期表d区和p区之间。它们都是，也属过渡元素。ds区元素(n－1)d10ns1～2充满ⅠB和ⅡB金属最后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14种元素）。f区元素包括元素价电子排布元素分类s区p区d区ds区f区ⅠA、ⅡA族ⅢA～零族ⅢB～Ⅷ族ⅠB、ⅡB族镧系和锕系ns1、ns2ns2np1～6(n－1)d1～9ns2(n－1)d10ns1～2（n－2）f0～14ns2各区元素特点：活泼金属大多为非金属过渡元素过渡元素小结过渡元素[例题]某元素原子共有3个价电子，其中一个价电子的四个量子数为n＝3，l＝2，m＝2，ms＝+1/2。试回答：（1）写出该元素原子核外电子排布式。（2）指出该元素的原子序数，在周期表中所处的分区、周期数和族序数，是金属还是非金属以及最高正化合价。答案:核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2原子序数为21,处于周期表中的d区第4周期ⅢB族，是金属元素，最高正价为＋3.作业•1、教材第19页第4题、20页第8题；•2、看书复习巩固、预习。三.核外电子排布与原子半径1.原子半径的概念假定原子是一个实心球体,用统计方法测定的半径.2.原子半径的测定常用法:固体密度(d)--1摩尔原子的体积(Vm)--一个原子体积(V