用选修三第二节原子结构与元素的性质

最外层电子排布从1个电子(ns1)到 8个电子(ns2np6)呈周期性变化.
结论：随着核电荷数的增加，核外电子的 排布发生周期性的变化。
新课：
一、原子结构与元素周期表
（一）．元素周期系的形成
(1)周期系的形成 随着元素原子的核电荷数的递增，每到出现 __碱__金__属____，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 ___稀__有__气__体____；这样形成一个____周__期_，循环往复形 成周期系。
价电子层上的电子总数相等
5、零族元素的价电子层有何规律？
除氦外，其它相同
(三)原子的电子排布与族的划分
在周期中有18个纵列,除零族元素中He （1s2）与其它 稀有气体ns2np6不同外,一般说来,其它每个
族序数和价电子数是一般相等的.
主族元素：主族序数=原子的最外层电子数 =价电子数
副族元素：副族序数（大多数） =（n-1)d+ns的电子数 =价电子数
课堂练习
• 1、已知某元素的原子序数是25，写出该元 素原子的价电子层结构式，并指出该元素所 属的周期和族。
其排布式为[Ar]3d54s2，
由于最高能级组数为4，其中有7个价电 子，故该元素是第四周期ⅦB族。
思考与探究
按照电子排布，可把周期表的元素划分为5个区：
s区、 p区、d区、ds区、f区。划分区的依据
2、p区：含价Ⅲ电A子至层Ⅶ为An及s2零np族1-共6(n六≥族2)六, 列；
特点： ①价电子总数=主族序数（零族除外
②以非金属元素为主
注意：He在p区，但它无p电子
3、d区：含ⅢB至ⅦB和Ⅷ族共六族八列
(镧系和锕系属f区)； 价电子层为(n-1)d1-9ns1-2
特点：①均为金属元素；
②价电子总数=副族序数;
B.铝的第一电离能比镁的第一电离能大 反常现象
C.在所有元素中，氟的第一电离能最大.
最大的是稀有气体的元素：He
D.钾的第一电离能比镁的第一电离能大.
K〈Na〈Mg
课堂练习：
• 2．在下面的电子结构中,第一电离能最小
的原子可能是 ( C )
• A ns2np3
d区元素:包含第IIIB族到VIII族元素。最外层电 子数皆为1~2个，均为金属元素，性质相似。 ds区元素:包括IB族和IIB族元素，最外层电子数 皆为1~2个，均为金属元素 。
f区元素：包括镧系和锕系元素。最外层电子数基 本相同，化学性质相似。
问：为什么s区、d区、ds区的元素
都是金属(除H外)？
复习回忆
二、原子结构和性质周期性变化
（1）同一周期元素结构和性质具有一定的递变性；从左
到右原子半径逐渐 减小 ，失电子能力逐渐 减弱 ，得电 子能力逐渐 增强 ，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐 渐 增强 ，对应氢化物的稳定性逐渐 增强；最高价氧 化物对应的水化物的酸性逐渐 增强 ；碱性逐渐 减弱 ；
（1）Ca > AI (2) Na+ < Na
(3) Cl- > Cl (4)K+ Ca2+ S2- CI-
S2->CI->K+>Ca2+
课堂练习2： 具有相同电子层结构的三种微粒An+、Bn-、C
下列分析正确的是（ BC ）
A.原子序数关系：C>B>A B.微粒半径关系： Bn-> An+ C. C微粒是稀有气体元素的原子. D. 原子半径关系是：A<B<C
(2)原因：_原__子__核_外__电__子__排__布_____的周期性重复。
新课：
一、原子结构与元素周期表 (二)原子的电子排布与周期的划分
(1)观察周期表,我们会发现,每一周期的第一种元素 (除第一_n_周s_1 期__外_,)每是一_周碱__期金__的属__最_后, 一最种外元层素电都子是排布为 _稀__有_气__体_____ , 这些元素的最外层电子排布除He为
第6周期(Cs--Rn)：32 种元素 镧57La – 镥71Lu 共15 种元素称镧系元素
不完全周期第7周期：26种元素
锕89Ac –Байду номын сангаас铹103Lr 共15 种元素称锕系元素
周期序数 = 电子层数（能层数）
知识回顾：元素周期表的结构（由周期与族构成）
主族：ⅠA , ⅡA , ⅢA , ⅣA ,ⅤA , ⅥA , ⅦA
若价电子总数为8、9、10，则为Ⅷ族。
注意：有元素在d区但并不符合(n-1)d1-
9ns1-2规则，如：46Pd 4d10。
说明： 核外电子的排布规律只是经验总结，并不是
所有元素都一定符合。
4、ds区：
含ⅠB与ⅡB共两族两列；
价电子层为
(n-1)d10ns1或2
特点： ①价电子总数=所在的列序数
②均为金属元素；且d轨道电子全 充满，一般不参与化学键的形成。
3、电离能的意义：
① 电离能是衡量气态原子失去电子难易的物理量。 元素的电离能越小，表示气态时越容易失去电子，即 元素在气态时的金属性越强。
②判断原子失去电子的数目或形成的阳离子的电荷
学与问： 1.碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么关系？
碱金属元素的 第一电离能越小，金属的活泼性就越强。
2.为什么原子逐级电离能越来越大？这些数据跟钠、镁、铝的化合 价有何关系？
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。
课堂练习
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，
《高中化学》选修3
第一章原子结构与性质
第二节 原子结构与 元素的性质
知识回顾：元素周期表的结构（由周期与族构成）
短周期
第1周期(H--He)：2 种元素 第2周期(Li--Ne)：8 种元素 第3周期(Na--Ar)：8 种元素
周期
（横行）
第4周期(K--Kr)：18 种元素
长周期 第5周期(Rb--Xe)：18 种元素
（二）电离能（阅读课本Ｐ18）
1、概念
气态电中性基态原子失去一个电子转化为 气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。 用符号Ｉ1表示，单位：kj/mol
从一价气态基态正离子中再失去一个电子所需 要的能量叫做第二电离能。符号Ｉ2
思考与探究： 观察图1-21，总结第一电离能的变化规律：
原子的第一电离能随核电荷 数递增有什么规律？（同周 期、同主族）
电子排布式 [Kr]4d105s25p4
属P区
新课：
二、元素周期律
1．定义
• 元素的性质随（核电荷数 ）的递增发生周
期性的递变，称为元素的周期律。
2．实质
元素原子 核外电子排布的周期性变化．
1、原子半径
元素周期表中的同 周期主族元素从左到 右，原子半径的变化 趋势如何？应如何理 解这种趋势？周期表 中的同主族元素从上 到下，原子半径的变 化趋势如何？应如何 理解这种趋势？
1s2 外,其余都是_____n_s_2n_p_6_.
(元2)素观的察_周_能_期层_表_数_发. 现周期表中周期序数等于该周期中
结论：随着核电荷数的增加，核外电子的排布发生周 期性的变化。
思考与探究
2、你能否根据原子结构与各周期中元素种 数的关系分析元素周期系周期发展规律？
周期 一 二 三 四 五 六 七 八
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
4 s区
5
6
7镧系 锕系
d区
ds区
f区
p区
小结：(四)原子的电子构型和元素的分区
S 区元素：最外层构型是ns1和ns2。IA和 IIA族元 素。 除H外，其余为活泼金属。
p区元素：最外层电子构型从ns2np1~ns2np6的元素。 即IIIA~VIIA族、零族元素。除H外，所有非金属元 素都在p区。
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
（四）、元素周期表的分区
1、s区：含ⅠA与ⅡA共两族两列；价
电子层为ns1或2(n≥1)
特点：价电子数=主族序数=最外层电子数
注意：①并不是所有价电子层为ns1 或2的元素都在S区， He除外 （它在p区）
②除H外，都是金属元素
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。
思考：
1. 为什么副族元素及VIII族又称为过渡元素？
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？
1. 为什么副族元素与VIII族又称为过渡元素？
元素 数目
2
8
8
18 18 32 2362 ？50
金属 0 2 3 14 15 30 ？
元素 数目
31
归纳：
（ 3）、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，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，而是随着周期序号的递增渐渐 增多。因而，我们可以把元素周期系的周期 发展形象的比喻成螺壳上的螺旋。
因为首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离能较小， 以后再失去电子都是能级较低的电子，所需要的能量多；同时 失去电子后，阳离子所带的正电荷对电子的引力更强，从而电 离能越来越大。
看逐级电离能的突变。
课堂练习：
A 下列说法正确的是（
）
A.第3周期所含的元素中钠的第一电离能最小
从左到右呈现递增趋势（最小的是碱金属）
（2）同一主族元素结构和性质具有一定的相似性和递变
性；同一主族，从上到下：原子半径逐渐 增大 ，失电子 能力逐渐 增强 ，得电子能力逐渐 减弱 ，金属性逐 渐 增强，非金属性逐渐 减弱；对应氢化物的稳定性 逐渐 减弱 ；最高价氧化物对应的水化物的酸性逐 渐 减弱 ；碱性逐渐 增强 ；
思考与探究
1、以第三周期为例，写出钠、镁、铝、硅、磷、 硫、氯、氩基态原子的简化电子排布式并观 察原子的核外电子排布变化有什么规律？
二、元素周期律
（一）原子半径： 1、影响因素:
原子半径 的大小
取决于
2、规律：
1、电子的能层数 2、核电荷数 3、核外电子数
（1）电子层数不同时,电子层数越多,原子半径越大。 （2）电子层相同时,核电荷数越大，原子半径越小。
（3）电子层、核电荷数都相同时,电子数越多， 原子半径越大。
课堂练习1： 比较下列微粒的半径的大小：
5、f区： 包括镧系与锕系；
价电子层(n-2)f0-14(n-1)d0-2ns2
说明：
由于最外层电子数基本相同， (n-1)d电子数也基本相同，一般 是(n-2)f的电子数不同，因此镧系 元素化学性质相似；锕系元素化 学性质也相似。
元素周期表的五个分区
ⅠA
0
1
ⅡA
ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
2
3
元素周期系周期发展像螺壳上的螺旋
科 学 探 究：书14 1、写出每个周期开头第一个元素的最外层电 子的排布式？
ns1 (n表示电子层数)
2、写出每个周期最后一个元素的最外层电子的 排布式？
第一周期：s2 其它周期：ns2np6 (n为电子层数)
3、同族主族元素的价电子层有何规律？ 相同
4、同族过渡元素的价电子层有何规律？
副族元素和VIII族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。
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。
元素的第一电离能呈周期性变化
2、元素第一电离能的变化规律：
1）同周期： a、从左到右呈现递增趋势（最小的是碱金属，最大的是 稀有气体的元素； b、第ⅡA元素>ⅢA的元素；第ⅤA元素>ⅥA元素
（第ⅡA元素和第ⅤA元素的反常现象如何解释？） ⅤA半充满、 ⅡA全充满结构
2）同主族的元素自上而下第一电离能逐渐减少。
共七个主族
副族：ⅠB , ⅡB , ⅢB , ⅣB ,ⅤB , ⅥB , ⅦB
族
共七个副族
（纵行）第VIII
族：三个纵行(第8、9、10），位 于Ⅶ B 与ⅠB中间
零族：稀有气体元素
主族序数=最外层电子数=价电子数=最高正价数
元素周期表从左到右族顺序依次为：
_Ⅰ 族_A__,_Ⅱ_A__,_Ⅲ_B__,_Ⅳ__B_,_Ⅴ_B__, _Ⅵ_B__,_Ⅶ_B_，第VIII 族；_Ⅰ__B__, Ⅱ__B__,_Ⅲ__A_,_Ⅳ__A_,_Ⅴ_A__, _Ⅵ_A__, _Ⅶ_A，零