1、第一章,原子结构与性质,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,新课情境呈现,元素周期表的发现与未来 从门捷列夫发现元素周期表以来，人们一直都在思考这样一个问题：“元素周期表的终点在哪里？” 自1940年美国科学家麦克米伦和西博格通过人工合成93号元素镎和94号元素钚以来，科学家就开始“制造”元素的工作。从元素周期表中可以看出，自95号元素镅起，都是人工合成的元素。 当100号元素镄之后的元素一个一个被合成出来后，科学家发现：随着原子序数的增加，它们的寿命一个比一个短。100号元素镄的寿命为82天，到了105号，最多能活34秒，107号更是短命，只活了2毫秒。人们不禁要问
2、：“元素周期表快到尽头了吗？”,科学总是极其富有生命力的！109号元素活了5毫秒。尽管它生命短暂，但比107号元素活得长，好兆头，再往后的元素寿命可能会回升。 科学家在认真研究了各种原子核的稳定性规律和原子核的可能结构后，发现了一个有趣的结论：质子或中子数目为2、8、20、28、50、82、114、126或184(科学家把这些数称为“幻数”)的原子核比较稳定，质子数和中子数均为幻数的原子核更稳定。 根据这个“幻数”理论，科学家预言：114个质子和184个中子的超重原子核114号元素将会是一种很稳定、寿命更长的元素。,1999年，俄美科学家小组宣布共同发现114号元素，其寿命长达30秒以上。而后
3、科学家又相继宣布发现了118和116号元素。 科学的发展永无止境，人类对元素的认识还将继续下去。今天的成就不是元素周期表的终点！,课前新知预习,一、元素周期系 1碱金属元素基态原子的核外电子排布：,1s22s22p63s1,Ne3s1,1s22s22p63s23p64s1,Ar4s1,1s22s22p63s23p63d104s24p65s1,Kr5s1,1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1,Xe6s1,2稀有气体元素基态原子的核外电子排布：,1s22s22p6 1s22s22p63s23p6 1s22s22p63s23p63d104s24p6 1s22s
4、22p63s23p63d104s24p64d105s25p6 1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6,3周期系的形成： (1)随着元素原子核电荷数的递增，每到出现_，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_；然后又开始由_到_，循环往复形成了周期系。 (2)元素形成周期系的根本原因是_发生周期性的重复。,碱金属,稀有气体,碱金属,稀有气体,元素的原子核外电子排布,二、元素周期表 1周期和族： (1)周期：具有相同的_的元素按照原子序数_的顺序排列成一横行。,电子层数,递增,(2)族：周期表中，有_
5、个纵列，除_三个纵列叫第族，其余15个纵列每一个纵列标作一个族。,18,8、9、10,2分区： (1)根据核外电子排布，可把周期表里的元素划分成5个区：s区、p区、d区、ds区、f区。除ds区外，区的名称来自按构造原理_的能级的符号。,最后填入电子,(2)根据元素的金属性和非金属性。,预习自我检测,1思考辩析： (1)原子价电子排布式为3d84s2的元素属于s区。 ( ) (2)非金属元素都分布在p区。( ) (3)外围电子数目决定元素所在的族。( ) (4)处于非金属三角区边缘的元素可称为半金属或准金属。 ( ) 2从原子结构看，元素周期表中同一横行的短周期元素，具有相同的 ( ) A核电荷
6、数 B能层数 C最外层电子数 D能级数,B,3下列说法不正确的是( ) A元素原子的核外电子排布呈现周期性变化是形成元素周期性的根本原因 B周期序号越大，该周期所含金属元素越多 C所有区的名称均来自按构造原理最后填入电子的能级符号 D周期表共18个纵列，可分为7个主族7个副族，1个第族，1个0族 解析：除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。,C,4(2018河北定州期中)外围电子构型为3d104s1的元素的原子在周期表中应位于( ) A第五周期B族 B第五周期B族 C第四周期B族 D第四周期B族 解析：该元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10
7、4s1，根据电子排布式知，该原子含有4个能层，所以位于第四周期，其价电子排布式为3d104s1，属于第B族元素，所以该元素位于第四周期第B族，故选D。,D,5下列说法中正确的是( ) A所有非金属元素都分布在p区 B最外层电子数为2的元素都分布在s区 C元素周期表中第B族到第B族10个纵行的元素都是金属元素 D同一主族元素从上到下，金属性呈周期性变化 解析：非金属元素中氢在s区，其余非金属元素均分布在p区，A项错误；最外层电子数为2的元素可能在s区(如Mg)、p区(如He)或d区(如Ti、Fe)等，B项错误；同主族元素从上到下，金属性增强，非金属性减弱，属性质递变而不是周期性变化，D项错误。,
8、C,6最活泼的金属、最活泼的非金属、常温下呈液态的金属(价电子排布为5d106s2)分别位于下面元素周期表中的( ) As区、p区、ds区 Bs区、p区、d区 Cf区、p区、ds区 Ds区、f区、ds区 解析：如果考虑放射性元素，最活泼的金属是Fr，如果不考虑放射性元素，最活泼的金属是Cs、而Cs和Fr都属于第A族元素，位于s区；最活泼的非金属是F2，F位于p区；常温下呈液态的金属为Hg，Hg属于过渡元素，其价电子排布为5d106s2，可知Hg属于第六周期第B族元素，位于ds区。,A,课堂探究研析,1核外电子排布与周期的划分 根据构造原理，将能量相近的能级分为一组，按能量由低到高可分为七个能级
9、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。 (1)每一能级组对应一个周期。 (2)每一周期元素原子的外围电子排布和元素种数,知识点一 原子结构与元素周期表的关系,2核外电子排布与族的划分 族的划分依据是原子的价层电子排布 (1)同主族元素原子的价层电子排布完全相同，价电子全部排布在ns或nsnp轨道上。价电子数与族序数相同。 (2)稀有气体的价电子排布为1s2或ns2np6。 (3)过渡元素(副族和族)同一纵行原子的价层电子排布基本相同。价电子排布为(n1)d110ns12。BB族的价电子数与族序数相同，第B、B族和第族不相同。,提示：元素周期系的形成是由于元素原子的核外
10、电子的排布发生了周期性的变化。元素周期系的周期并不是单调的，这是由于随着核电荷数的递增，电子在能级里的填充顺序遵循构造原理。,已知某元素2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，该元素在周期表中位于( ) AVB族 BB族 C族 DA族 解析：解该题一定应注意看清是“2价”离子的电子排布式，根据核外电子排布规律，可知该元素的原子最外层只有2个电子，而且应该排布在第4电子层上，该元素在周期表中的位置应该是第4周期第A族。,D,变式训练1 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都是s电子 B3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上有一
11、个未成对电子的原子 C最外层电子排布式为2s22p6的原子和最外层电子排布式为2s22p6的离子 D原子核外的M层上的s能级和p能级都填满了电子，而d轨道上尚未排有电子的两种原子,B,解析：电子层上全部都是s电子的原子核外电子排布式有1s1、1s2、1s22s1、1s22s2，显然不一定属于同一周期，故A错误。3p轨道上只有1个空轨道的原子为硅，3p轨道上只有1个未成对电子的原子为铝或氯，属于同一周期。最外层电子排布式为2s22p6的原子为Ne，最外层电子排布式为2s22p6的离子为O2、F、Na、Mg2、Al3，不一定属于同一周期。M层上的s轨道和p轨道都填满了电子，而d轨道上尚未有电子的原
12、子有Ar(1s22s22p63s23p6)、K(1s22s22p63s23p64s1)、Ca(1s22s22p63s23p64s2)，不一定属于同一周期。,知识点二 各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点,提示：(1)元素周期表的ds区只有两列，第11列铜、银、金和第12列的锌、镉、汞，由于该区开始的第11列铜、银、金按构造原理的电子排布应该为(n1)d9ns2，而事实上却是(n1)d10ns1，可理解为先填满了(n1)d能级，而后再填充ns能级，因而得名ds区。 (2)族和分区的关系： 主族：s区和p区。(nsnp)的电子数族序数。 0族：p区。(nsnp)的电子数8(或2)。 副族：d区
13、ds区f区。 Ad区中(n1)dns的电子数族序数(第族部分元素除外)； B当8(n1)dns的电子数10时，则为第族元素。 Cds区中(n1)d全充满，ns的电子数族序数。,下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述中，正确的是( ) A基态原子的N层上只有一个电子的元素，一定是A族元素 B原子的价电子排布为(n1)d68ns2的元素一定是副族元素 C基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区 D基态原子的价电子排布为(n1)dxnsy的元素的族序数一定为xy,C,解析：基态原子的N层上只有一个电子的元素，是A族元素，也可能为铬元素或者铜元素，A错误；原子的价电子排布为(n1)d
14、68ns2的元素是第族元素，不是副族元素，B错误；基态原子的p能级上半充满的元素的基态原子价电子排布式为ns2np3，则一定属于p区元素，C正确；基态原子的价电子排布为(n1)dxnsy的元素的族序数可能为xy(xy7)、可能为第族(10xy7)、还可能为y(x10)，D错误。,变式训练2 已知某些元素在周期表中的位置如图所示：,D,解析：元素2和元素5均位于p区，A项错误；元素4为锌，其基态原子的价电子排布式为3d104s2，最外层电子数为2的元素还包括s区的Be、Mg等，d区的Ti、Mn、Fe等，p区的He等，B项错误；元素1、2、3分别是H、O、Mn，它们的基态原子的价电子排布式分别为1
15、s1、2s22p4、3d54s2，故其未成对电子数之比为125，C项错误；元素5位于第四周期A族，原子结构示意图正确，由于其周期序数等于主族序数，故为准金属，D项正确。,学科核心素养,元素周期系的远景 元素的存在，是与原子结构的稳定性，特别是与原子核的稳定性有关。人们发现，原子序数大于83的元素，都是放射性元素，而原子序数在92之后的元素，全部是用人工方法合成的元素。目前已公认了112号元素的合成方法(1999年合成了114号元素)。那么，新的人工合成的元素究竟还有多少种？,物理学家根据原子核结构理论计算，认为周期系最后可能出现的是原子序数为175的元素。人工合成的元素，将会完成第7周期(零族元素的原子序数应为118)，并进入第8周期，甚至第9周期在未来的第8、9周期中，原子中的电子依次填充新的电子亚层5g亚层和6g亚层。依照已有的规律，可以推知g亚层最多能容纳18个电子。 由此可以预见，第8、9周期都将有50种元素，是超长周期。在这两个周期里，将有“超锕系”和“新超锕系”的5g6f和6f7f内过渡系。,课堂达标验收,课 时 作 业,
