1．認識原子結(jié)構(gòu)與元素周期系的關(guān)系。了解元素周期系的應用價值。2．了解元素的電離能、電負性的含義。能應用元素的電離能說明元素的某些性質(zhì)。3．理解元素原子半徑、元素的第一電離能、電負性的周期性變化。4．了解元素的“對角線規(guī)則”，能列舉實例予以說明。 細讀教材記主干1．元素的周期序數(shù)與原子結(jié)構(gòu)有何關(guān)系？如何確定主族元素的主族序數(shù)？提示：周期序數(shù)＝電子層數(shù)＝能層數(shù)；主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)＝價電子數(shù)。2．每一周期(第一周期除外)都是從堿金屬元素開始到稀有氣體元素結(jié)束，外圍電子排布從 ns1ns2np6(He為 1s2)。3．各區(qū)元素原子的外圍電子排布。s區(qū)：ns1～2；p區(qū)：ns2np1～6；d區(qū)：(n－1)d1～9ns1～2；ds區(qū)：(n－1)d10ns1～2。4．同周期，同主族，元素性質(zhì)的變化規(guī)律是什么？提示：(1)同周期從左向右(2)同主族從上到下5．氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能。同族元素從上到下第一電離能變小，同周期元素從左到右第一電離能呈增大趨勢，但第ⅡA族與第ⅢA族、第ⅤA族與第ⅥA族之間出現(xiàn)反常。6．電負性是用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小的。同周期從左到右，元素的電負性逐漸變大；同主族從上到下，元素的電負性逐漸變小。 [新知探究]1．元素周期系(1)堿金屬和稀有氣體元素原子的價電子排布對比周期堿金屬價電子排布稀有氣體價電子排布二鋰2s1氖2s22p6三鈉3s1氬3s23p6四鉀4s1氪4s24p6續(xù)表周期堿金屬價電子排布稀有氣體價電子排布五銣5s1氙5s25p6六銫6s1氡6s26p6結(jié)論每一周期從堿金屬元素開始到稀有氣體元素結(jié)束，價電子排布從ns1遞增到ns2np6，但元素周期系的周期不是單調(diào)的，每一周期里元素的數(shù)目并不總是一樣多(2)元素周期系的形成①形成②原因：元素周期系的形成是由于元素的原子核外電子的排布發(fā)生周期性的重復。③元素周期系的周期不是單調(diào)的，每一周期里元素的數(shù)目并不一樣多，而是隨周期序數(shù)的遞增逐漸增多；同時，金屬元素的數(shù)目也逐漸增多。2．元素周期表(1)周期與族①周期：具有相同的電子層數(shù)的元素按照原子序數(shù)遞增的順序排列成的一個橫行。②族：周期表中，有18個縱行，除8、9、10三個縱行叫第Ⅷ族外，其余15個縱行每一個縱行標作一族。(2)分區(qū)①根據(jù)核外電子排布，可把周期表里的元素劃分成5個區(qū)：s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)、f區(qū)。除ds區(qū)外，區(qū)的名稱來自按構(gòu)造原理最后填入電子的能級符號。②根據(jù)元素的金屬性和非金屬性。[名師點撥]1．核外電子排布與元素周期表(1)核外電子排布與周期的劃分①每一周期元素原子的外圍電子排布和元素種數(shù)。周期外圍電子排布各周期增加的能級元素種類ⅠA0族最外層容納的電子數(shù)11s11s221s222s12s22p682s、2p833s13s23p683s、3p8續(xù)表周期外圍電子排布各周期增加的能級元素種類ⅠA0族最外層容納的電子數(shù)44s14s24p684s、3d、4p1855s15s25p685s、4d、5p1866s16s26p686s、4f、5d、6p3277s1  7s、5f、6d、7p32②核外電子排布與周期劃分的關(guān)系。a．根據(jù)構(gòu)造原理，將能量相近的能級分為一組，按能量由低到高可分為七個能級組，同一能級組內(nèi)，各能級能量相差較小，各能級組之間能量相差較大。b．每一能級組對應一個周期，且該能級組中最大的能層序數(shù)等于元素的周期序數(shù)。(2)核外電子排布與族的劃分：族的劃分依據(jù)是原子的價層電子排布。①同主族元素原子的價層電子排布完全相同，價電子全部排布在ns或ns np軌道上，價電子數(shù)與族序數(shù)相同。②稀有氣體的價電子排布為1s2或ns2 np6。③過渡元素(副族和第Ⅷ族)同一縱列原子的價層電子排布基本相同(鑭系、錒系元素除外)。價電子排布為(n－1)d1～10ns1～2，ⅢB～ⅦB族元素的價電子數(shù)與族序數(shù)相同。2．各區(qū)元素原子的價電子排布特點及化學性質(zhì) 包括的元素價電子排布化學性質(zhì)s區(qū)第ⅠA、ⅡA族ns1～2(最后的電子填在ns上)除氫外，都是活潑金屬元素(堿金屬和堿土金屬元素)p區(qū)第ⅢA～ⅦA族、0族ns2np1～6(最后的電子填在np上)隨著最外層電子數(shù)目的增加，非金屬性增強，金屬性減弱d區(qū)第ⅢB～ⅦB、Ⅷ族(n－1)d1～9ns1～2[最后的電子填在(n－1)d上]均為過渡金屬，由于d軌道都未充滿電子，因此d軌道可以不同程度地參與化學鍵的形成ds區(qū)第ⅠB、ⅡB族(n－1)d10ns1～2[(n－1)d全充滿]均為過渡金屬，d軌道已充滿電子，因此d軌道一般不再參與化學鍵的形成f區(qū)鑭系、錒系(n－2)f 0～14(n－1)d0～2ns2鑭系元素的化學性質(zhì)非常相近，錒系元素的化學性質(zhì)也非常相近[對點演練]1．(2016·深圳高二檢測)在研究原子核外電子排布與元素周期表的關(guān)系時，人們發(fā)現(xiàn)價電子排布相似的元素集中在一起。據(jù)此，人們將元素周期表分為五個區(qū)，并以最后填入電子的軌道能級符號作為該區(qū)的符號，如圖所示。(1)在s區(qū)中，族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素，原子的價電子的電子云形狀為________。(2)在d區(qū)中，族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素，常見離子的電子排布式為______________，其中較穩(wěn)定的是________。(3)在ds區(qū)中，族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素，原子的價電子排布式為________。(4)在p區(qū)中，第二周期第ⅤA族元素原子價電子排布圖為______________。(5)當今常用于核能開發(fā)的元素是鈾和钚，它們在________區(qū)中。解析：(1)s區(qū)為第ⅠA族，第ⅡA族，符合條件的元素為Be，其電子排布式為1s22s2，價電子的電子云形狀為球形。(2)d區(qū)為第ⅢB族～第ⅦB族、第Ⅷ族，族序數(shù)最大且原子序數(shù)最小的為Fe，常見離子為Fe2＋、Fe3＋，電子排布式為1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5，由離子的電子排布式為可知Fe3＋的3d軌道“半充滿”，其穩(wěn)定性強于Fe2＋。(3)ds區(qū)符合條件的為Zn，其電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2，價電子排布式為3d104s2。(4)該題中符合題意的為N，電子排布圖為：。(5)鈾和钚均為錒系元素，位于f區(qū)。答案：(1)球形　(2)Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6，Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5　Fe3＋　(3)3d104s2(4)    (5)f[新知探究]1．原子半徑(1)影響因素(2)變化規(guī)律原子半徑2．電離能(1)電離能的概念①第一電離能：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能，通常用I1表示。②各級電離能：＋1價氣態(tài)正離子失去一個電子，形成＋2價氣態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第二電離能，用I2表示；＋2價氣態(tài)正離子再失去一個電子，形成＋3價氣態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第三電離能，用I3表示；依次類推。(2)元素第一電離能的意義衡量元素的原子失去一個電子的難易程度。第一電離能數(shù)值越小，原子越容易失去一個電子。(3)第一電離能的變化規(guī)律①同一周期，從左到右，元素的第一電離能呈升高的趨勢。②同一主族，從上到下，元素的第一電離能下降。3．電負性(1)鍵合電子原子中用于形成化學鍵的電子稱為鍵合電子。(2)電負性①概念：用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小的參數(shù)，以氟的電負性為 4.0作為相對標準。②變化規(guī)律：③應用：判斷金屬性、非金屬性強弱。(3)對角線規(guī)則在元素周期表中，某些主族元素與右下方的主族元素的電負性接近，性質(zhì)相似，被稱為“對角線規(guī)則”。[名師點撥]1．微粒半徑大小的比較原子半徑(1)同周期元素，隨著原子序數(shù)遞增，其原子半徑逐漸減小。例：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)；(2)同主族元素，隨著電子層數(shù)遞增，其原子半徑逐漸增大。例：r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs)離子半徑(1)同種元素的離子半徑：陰離子大于原子，原子大于陽離子，低價陽離子大于高價陽離子。例：r(Cl－)>r(Cl)，r(Fe)>r(Fe2＋)>r(Fe3＋)；(2)電子層結(jié)構(gòu)相同的微粒，核電荷數(shù)越大，半徑越小。例：r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)；(3)帶相同電荷的離子，電子層數(shù)越多，半徑越大。例：r(Li＋)<r(Na＋)<r(K＋)<r(Rb＋)<r(Cs＋)，r(O2－)<r(S2－)<r(Se2－)<r(Te2－)；(4)核電荷數(shù)、電子層數(shù)均不同的離子可選一種離子參照比較。例：比較r(K＋)與r(Mg2＋)可選r(Na＋)為參照：r(K＋)>r(Na＋)>r(Mg2＋)2.電離能的變化規(guī)律及應用(1)變化規(guī)律①第一電離能a．每個周期的第一種元素(氫元素或堿金屬元素)第一電離能最小，稀有氣體元素原子的第一電離能最大，同周期中自左至右元素的第一電離能呈增大的趨勢。b．同主族元素原子的第一電離能從上到下逐漸減小。②逐級電離能a．原子的逐級電離能越來越大。首先失去的電子是能量最高的電子，故第一電離能較小，以后再失去的電子都是能級較低的電子，所需要的能量較多。b．當電離能突然變大時說明電子的能層發(fā)生了變化，即同一能層中電離能相近，不同能層中電離能有很大的差距。如表所示鈉、鎂、鋁的電離能(kJ/mol)：    元素電離能NaMgAlI1496738578I24 5621 4511 817I36 9127 7332 745I49 54310 54011 575(2)應用①確定元素核外電子排布。如Li：I1?I2<I3，表明Li原子核外的三個電子排布在兩個能層(K、L能層)上，而且最外層上只有一個電子。②確定元素的化合價。如K元素I1?I2<I3，表明K原子容易失去一個電子形成＋1價陽離子。③判斷元素的金屬性、非金屬性強弱。I1越大，元素的非金屬性就越強；I1越小，元素的金屬性就越強。3．電負性的應用金屬的電負性一般小于1.8，非金屬的電負性一般大于1.8，位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”的電負性則在1.8左右，它們既有金屬性，又有非金屬性。(1)判斷金屬性或非金屬性的相對強弱金屬元素的電負性越小，金屬元素越活潑；非金屬元素的電負性越大，非金屬元素越活潑。(2)判斷元素的化合價電負性數(shù)值小的元素在化合物中吸引電子的能力弱，元素的化合價為正值；電負性數(shù)值大的元素在化合物中吸引電子的能力強，元素的化合價為負值。(3)判斷化學鍵的類型①如果兩個成鍵元素原子間的電負性差值大于1.7，它們之間通常形成離子鍵；②如果兩個成鍵元素原子間的電負性差小于1.7，它們之間通常形成共價鍵。[對點演練]2．(2016·雅安高二檢測)現(xiàn)有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5。則下列有關(guān)比較中正確的是(　　)A．第一電離能：④>③>②>①B．原子半徑：④>③>②>①C．電負性：④>③>②>①D．最高正化合價：④>③＝②>①解析：選A　由四種元素基態(tài)原子電子排布式可知，①1s22s22p63s23p4是S元素、②1s22s22p63s23p3是P元素、③1s22s22p3是N元素、④1s22s22p5是F元素。同周期自左而右第一電離能呈增大趨勢，故第一電離能N<F，但P元素原子3p能級容納3個電子，為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，所以第一電離能S<P，同主族自上而下第一電離能降低，所以第一電離能N>P，所以第一電離能S<P<N<F，即④>③>②>①故A正確；同周期自左而右原子半徑減小，所以原子半徑P>S，N>F，電子層越多原子半徑越大，故原子半徑P>S>N>F，即②>①>③>④，B錯誤；同周期自左而右電負性增大，所以電負性P<S，N<F，N元素非金屬性比S元素強，所以電負性P<N，故電負性P<S<N<F，即②<①<③<④，C錯誤；最高正化合價等于最外層電子數(shù)，但F元素沒有正化合價，所以最高正化合價：①>②＝③，D錯誤。1．(2016·威海高二檢測)關(guān)于元素周期律和元素周期表的下列說法中正確的是(　　)A．目前發(fā)現(xiàn)的所有元素占據(jù)了周期表里全部位置，不可能再有新的元素被發(fā)現(xiàn)B．根據(jù)原子的電子排布，可將周期表分為s、d、ds、p、f五個分區(qū)C．俄國化學家道爾頓為元素周期表的建立作出了巨大貢獻D．同一主族的元素從上到下，金屬性呈周期性變化解析：選B　現(xiàn)代元素周期表是按現(xiàn)在已知的112種元素編制，第七周期仍未排滿。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，一些新的元素將不斷地被發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)代元素周期表在不斷完善和發(fā)展中。在現(xiàn)代元素周期表中，根據(jù)原子的電子排布，可將周期表分為s、d、ds、p、f五個分區(qū)。同一主族元素從上到下，金屬性增強，非金屬性減弱，屬遞變性質(zhì)而不是周期性變化。2．(2016·正定高二檢測)若某原子的外圍電子排布式為4d15s2，則下列說法正確的是(　　)A．該元素在元素周期表中的位置為第五周期第ⅢB族B．該元素位于s區(qū)C．該元素原子為非金屬D．該元素原子N能層共有8個電子解析：選A　根據(jù)構(gòu)造原理可知，該元素原子有5個能層，因此位于元素周期表第五周期第ⅢB族，故A項正確。由于其最后1個電子填充在了4d能級上，故位于元素周期表d區(qū)，是一種金屬元素，該元素原子N能層共有9個電子，所以B、C、D項錯誤。3．下列說法正確的是(　　)A．第三周期所含的元素中鈉的第一電離能最小B．鋁的第一電離能比鎂的第一電離能大C．在所有元素中，氟的第一電離能最大D．鉀的第一電離能比鎂的第一電離能大解析：選A　A項由同周期元素的第一電離能從左往右呈增大趨勢，可知第三周期中Na的第一電離能最小。B項由洪特規(guī)則的特例知同周期的第一電離能第ⅡA族元素>第ⅢA族的元素；C項第一電離能最大的元素在元素周期表的最右上角，是He；D項第一電離能K<Ca、Ca<Mg，由此推出第一電離能K<Mg。4．下列關(guān)于粒子半徑的說法中，正確的是(　　)A．電子層數(shù)少的元素，其原子半徑一定小于電子層數(shù)多的元素的原子半徑B．核外電子層結(jié)構(gòu)相同的單核粒子的半徑相同C．質(zhì)子數(shù)相同的不同單核粒子，電子數(shù)越多半徑越大D．原子序數(shù)越大，原子半徑越大解析：選C　A項，第ⅦA族元素原子的半徑不一定比上一周期第ⅠA族元素原子的半徑大，如r(Li)>r(Cl)；B項，Na＋與F－的核外電子層結(jié)構(gòu)相同，但兩者半徑：r(Na＋)<r(F－)；C項，質(zhì)子數(shù)相同的單核粒子，是同一元素的不同粒子，它們所具有的電子數(shù)越多，半徑越大；D項，同一主族中，原子序數(shù)越大，原子半徑越大；同一周期中，主族元素原子序數(shù)越大，原子半徑越小。5．(2016·宜昌高二檢測)下列各組元素中，電負性依次減小的是(　　)A．K、Na、Al　　　　　　　　B．O、Cl、HC．As、P、H                 D．O、S、Cl解析：選B　金屬性越強，電負性越小。非金屬性越強，電負性越大。則K、Na、Al的電負性依次增大，A錯誤；O、Cl、H的電負性依次減小，B正確；P、As、H的電負性依次減小，C錯誤；O、Cl、S的電負性依次減小，D錯誤。6．現(xiàn)有A、B、C、D四種元素，A是第五周期第ⅣA族元素，B是第三周期元素，B、C、D的價電子數(shù)分別為2、2、7。四種元素原子序數(shù)從小到大的順序是B、C、D、A。已知C和D的次外層電子數(shù)均為18個。(1)寫出A、B、C、D的元素符號：A____________，B____________，C____________，D____________。(2)C位于元素周期表的________區(qū)。C2＋的電子排布式________________。(3)其中最高價氧化物對應水化物堿性最強的化合物是____________(寫化學式，下同)；最高價氧化物對應水化物酸性最強的化合物是____________。(4)元素的第一電離能最小的是________，元素的電負性最大的是________。解析：(1)A是第五周期第ⅣA族元素，則A元素為Sn。由于B是第三周期元素，且其價電子數(shù)為2，所以B元素為Mg。由于C、D的原子序數(shù)均大于B，C、D的價電子數(shù)為2、7，且C、D的次外層電子數(shù)均為18個，因此，C應該為第ⅡB族元素Zn，又因為原子序數(shù)Zn<D<Sn，所以D應為第ⅦA族元素Br。(2)鋅元素基態(tài)原子的外圍電子排布為3d104s2，它位于元素周期表的ds區(qū)，Zn2＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d10。(3)金屬性Mg>Zn>Sn，故最高價氧化物對應水化物堿性最強的是Mg(OH)2。Br是非金屬，其最高價氧化物對應水化物呈酸性，其化學式為HBrO4。(4)元素的第一電離能越小，表示其失去一個電子的能力越強，金屬性越強，故鎂元素的第一電離能最小；電負性越大，表示其吸引電子能力越強，其非金屬性越強，故電負性最大的為溴元素。答案：(1)Sn　Mg　Zn　Br(2)ds　1s22s22p63s23p63d10(3)Mg(OH)2　HBrO4　(4)Mg　Br                                     

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第二節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)

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