原子結構與元素周期表教學反思（原子結構與元素周期表）

2023-09-20 02:55:10 1

學習目標

1.知道原子核外電子排布呈現周期性變化是導致元素性質周期性變化的原因。

2.知道元素周期表中分區、周期和族的元素原子核外電子排布特徵，了解元素周期表的應用價值。

1．元素周期律、元素周期系和元素周期表

(1)原子序數：按相對原子質量由小到大的順序將元素排列起來，得到一個元素序列，並從最輕的元素氫開始進行編號得到的序數。

(2)元素周期律：元素的性質隨元素原子的核電荷數遞增發生周期性遞變的規律。

(3)元素周期系和元素周期表

按元素原子的核電荷數遞增排列的序列叫元素周期系。元素周期表是呈現元素周期系的06(□)表格。元素周期系只有一個，元素周期表多種多樣。

2．構造原理與元素周期表

(1)核外電子排布與元素周期系的基本結構

①根據構造原理得出的核外電子排布可以解釋元素周期系中每個周期的元素數。第一周期從1s1開始，以1s2結束，只有兩種元素。其餘各周期總是從ns能級開始，以np結束，而從ns能級開始以np結束遞增的核電荷數(或電子數)就等於每個周期裡的元素數。

②周期、能級組、元素種類的對應關係

(2)核外電子排布與元素周期表的分區

按電子排布式中最後填入電子的能級的符號可將元素周期表分為s、p、d、f 4個區，而ⅠB、ⅡB族這2個縱行的元素的核外電子可理解為先填滿了（n－1)d能級而後再填充ns能級而得名ds區。5個區的位置關係如下圖所示：

3．元素在周期表中的位置與元素原子的結構、性質間的關係

(1)在元素周期表中，同族元素價層電子數相同，是同族元素性質相似的結構基礎。

(2)長周期比短周期多出的元素，其原子的最外層電子數始終不超過2(Pd除外)，所以它們全部是金屬元素。

1．判斷正誤，正確的畫「√」，錯誤的畫「×」。

(1)元素原子的價電子就是最外層電子。(　　)

(2)除氦外，0族價層電子排布式為ns2np6。(　　)

(3)最外層電子排布式為ns1或ns2的元素一定為金屬元素。(　　)

(4)價電子排布式為4s24p3的元素位於第四周期第ⅤA族，是p區元素。(　　)

(5)在元素周期表中，s區、d區和ds區的元素都是金屬元素。(　　)

2．價層電子排布式為3d104s2的元素在周期表中的位置是(　　)

A．第三周期ⅦB族 B．第三周期ⅡB族

C．第四周期ⅦB族 D．第四周期ⅡB族

3.某元素原子的電子排布式為[Ar]3d104s24p1，根據原子核外電子排布與元素在元素周期表中的位置關係，完成下列各題：

(1)該元素處於元素周期表的第________周期，該周期的元素種數是________。

(2)該元素處於元素周期表的第________族，該族的非金屬元素種數是________。

(3)試推測該元素處於元素周期表的________區，該區包含族的種類是________。

1．核外電子排布與周期的劃分

(1)原子核外電子排布與元素周期表中周期劃分的本質聯繫

(2)每周期第一種元素的最外層電子的排布式為ns1。每周期結尾元素的最外層電子排布式除He為1s2外，其餘為ns2np6。即最外層電子所在軌道的主量子數n與其對應的周期序數相等。

(3)周期數與電子層數的關係：周期數＝電子層數。

2．核外電子排布與族的劃分

族的劃分與原子的價電子數目和價電子排布密切相關，一般情況下，同族元素原子的價電子數目相同。具體地講：

(1)主族元素原子的價電子全部排布在最外層的ns或nsnp軌道上；主族元素的族序數與該元素原子的價電子數相同，也與該元素的最高正化合價相一致(F、O除外)。

(2)過渡元素的原子，價電子排布為(n－1)d1～10ns1～2(鑭系、錒系、鈀除外)，由此可以看出，雖然同一副族元素的電子層數從上到下逐漸增加，但價電子排布卻基本相同。

①ⅢB～ⅦB族元素原子的價電子數目等於族序數。

②Ⅷ族元素原子的價電子排布為(n－1)d6～9ns1～2(鈀除外，為4d10)。

③ⅠB族和ⅡB族則是根據ns軌道上有1個還是2個電子來劃分的。

(3)0族元素，除氦元素外，稀有氣體元素原子的最外層電子排布均為ns2np6。這種全充滿電子的結構是稀有氣體元素原子具有特殊穩定性的內在原因。

[規律]　由元素的價電子排布判斷其在周期表中的位置的規律

易錯警示

對價電子認識的誤區

(1)價電子不一定是最外層電子，只有主族元素的價電子才是最外層電子。對於過渡元素還包括部分內層電子。

(2)元素的價電子數不一定等於其所在族的族序數，對部分過渡元素是不成立的。

(3)同一族元素的價電子排布不一定相同，如過渡元素中的鑭系元素和錒系元素就不相同，在第Ⅷ族中部分元素的價電子排布也不相同。

[練1]　某元素＋3價離子的電子排布式為

1s22s22p63s23p63d5，則該元素在周期表中位於(　　)

A．ⅤB族 B．ⅢB族

C．Ⅷ族 D．ⅤA族

知識點二　核外電子排布與周期表的分區及性質特點

按照核外電子排布，可把元素周期表分成5個區。除ds區外，各區的名稱來自按構造原理最後填入電子的能級符號，其性質特點如下

元素周期表中的對角線規則

在元素周期表中，某些主族元素與其右下方的另一主族元素的某些性質是相似的，這稱為對角線規則。常見的是下表中對角線上的元素：

具體地講：

(1)鋰和鎂的相似性

①鋰與鎂的沸點較為接近：

②鋰和鎂在氧氣中燃燒分別生成對應的氧化物：

4Li＋O2點燃(=====)2Li2O,2Mg＋O2點燃(=====)2MgO。

③鋰和鎂與水的反應都比鈉與水的反應緩慢，並且生成的氫氧化物都難溶於水，覆蓋在金屬表面阻礙反應的繼續進行。

④鹼金屬中只有鋰在室溫下能與氮氣反應生成Li3N，同樣鎂也能與氮氣發生反應生成Mg3N2。

⑤在鹼金屬的氟化物、碳酸鹽和磷酸鹽中，鋰鹽是難溶於水的，相應的鎂鹽也難溶於水。

(2)鈹和鋁的相似性

①鈹和鋁都可與酸、鹼反應放出氫氣，並且鈹在濃硝酸中也發生鈍化。

②BeO和Al2O3都是兩性氧化物：BeO＋2HCl===BeCl2＋H2O，BeO＋2KOH===K2BeO2＋H2O；BeO、Al2O3硬度大、熔點高；Be(OH)2和Al(OH)3都是兩性氫氧化物。

③BeCl2和AlCl3都是共價化合物，易升華。

④可溶性的鈹、鋁鹽易水解：Be2＋＋2H2OBe(OH)2＋2H＋，Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋。

1．下列有關元素周期系的敘述正確的是(　　)

A．元素周期系中第ⅠA族元素又稱為鹼金屬元素

B．元素周期系中每一周期元素的種類均相等

C．元素周期系的形成原因是核外電子排布的周期性變化

D．每一周期的元素最外層電子數均是1→8，周而復始

2．某化學學習小組在學習元素周期表和周期的劃分時提出了以下觀點：①周期表的形成是由原子的結構決定的；②元素周期表中第ⅠA族元素統稱為鹼金屬元素；③每一周期的元素原子外圍電子排布均是從ns1開始至ns2np6結束；④元素周期表的每一周期元素的種類均相等；⑤基態原子核外電子排布式為1s22s22p3和1s22s22p63s23p3的兩元素位於同一周期；⑥一般周期序數越大，該周期所含金屬元素越多。你認為正確的是(　　)

A．①⑥ B．①②③⑤⑥

C．①④⑥ D．②③⑤

3．根據下列基態原子的最外層電子排布，能確定該元素在元素周期表中位置的是(　　)

A．4s1 B． 3sn

C．nsnnp3n D．ns2np3

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