魯科版 (2019)選擇性必修2第2節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表第2課時導(dǎo)學(xué)案-學(xué)案下載-教習網(wǎng)

基礎(chǔ)課時3　核外電子排布與元素周期表一、核外電子排布與周期的劃分 1．近似能級圖與周期 2．原子核外電子排布與元素周期表中周期劃分的本質(zhì)聯(lián)系 eq \x(七個能級組)eq \o(\s\up10(分別對應(yīng)),———→)eq \x(7個周期) eq \x(能級組最多容納電子數(shù))eq \o(\s\up10(等于),—→)eq \x(本周期所包含的元素種數(shù)) 3．周期數(shù)與電子層數(shù)的關(guān)系周期數(shù)＝最外層電子所在軌道所處的電子層數(shù)。　(1)周期序數(shù)＝電子層數(shù)＝對應(yīng)能級組數(shù)。 (　　) (2)同一能級組內(nèi)能級之間的能量差較小，而相鄰能級組之間的能量差較大。 (　　) [答案]　(1)√　(2)√　　　　二、核外電子排布與族的劃分 1．劃分依據(jù) 族的劃分與原子的價電子數(shù)目和價電子排布密切相關(guān)。 2．特點一般來說，同族元素原子的價電子數(shù)目相同。 3．規(guī)律 (3)稀有氣體→最外層電子排布：ns2np6(He除外)。　獨居石的英文名稱Monazite來自希臘文monazem，意為無伴獨居之意，寓意礦物產(chǎn)出稀少。為淺黃色至淺紅褐色，強玻璃光澤或松脂光澤至蠟狀光澤，微透明至透明。世界上出產(chǎn)寶石級獨居石的國家有美國、玻利維亞等。透明寶石個體不大，已知最大者約5克拉。不透明的大晶體用于琢磨弧面型寶石。據(jù)國外有關(guān)資料報道，在“獨居石”中，查明有116號元素。若116號元素的價電子排布式為7s27p4，試判斷該元素應(yīng)位于周期表中的哪個位置？提示：根據(jù)周期數(shù)等于電子層數(shù)，主族序數(shù)等于價電子數(shù)，可判斷116號元素應(yīng)位于第7周期ⅥA族。 4．核外電子排布與元素周期表的分區(qū) 按核外電子排布式中最后填入電子的能級符號可將元素周期表(ⅠB族、ⅡB族除外)分為s、p、d、f 4個區(qū)，而ⅠB族、ⅡB族這2個縱列的元素原子的核外電子因先填充滿(n－1)d能級而后再填充ns能級而得名ds區(qū)。5個區(qū)的位置關(guān)系如圖所示。　最活潑的金屬元素、最活潑的非金屬元素、常溫下呈液態(tài)的金屬(價電子排布為5d106s2)元素分別位于元素周期表中的哪個分區(qū)？提示：最活潑的金屬元素在ⅠA族，s區(qū)；最活潑的非金屬元素(是氟)在ⅦA族，p區(qū)；汞的價電子排布為5d106s2，在ⅡB族，ds區(qū)。 5．元素化合價與價電子排布的關(guān)系 (1)除Ⅷ族、ⅠB族的某些元素和0族元素外，元素的最高化合價等于它所在族的序數(shù)。 (2)非金屬元素的最高正化合價和它的最低負化合價的絕對值之和等于8(H、O、F除外)。 (3)稀有氣體元素原子的電子層結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此稀有氣體元素的化合價在通常情況下為0。　(1)主族序數(shù)＝該元素原子價電子數(shù)。 (　　) (2)同一副族不同元素原子價電子排布完全相同。 (　　) [答案]　(1)√　(2)× 1．從核外電子排布角度分析，為什么同屬長周期的4、5、6、7周期所包含的元素種類數(shù)為18、18、32、32。提示：第4、5周期元素包含的能級為ns、np、(n－1)d，共有9個原子軌道，最多容納18個電子，對應(yīng)兩周期中各有18種元素；而第6、7周期所含的能級除ns、np、(n－1)d外，還有(n－2)f，故多出7個原子軌道，14個電子，對應(yīng)多出的14種元素，共32種元素。 2．試分析21號元素Sc所在的周期。提示：21號元素Sc的價電子排布式為3d14s2，雖然電子先排在4s軌道，后排在3d軌道，但Sc元素原子的最外層電子排布在4s軌道上，4s電子的量子數(shù)(電子層數(shù))是4，故Sc元素位于第4周期。 1．核外電子排布與周期的劃分 (1)每一周期元素原子的價電子排布和元素種數(shù)的關(guān)系 (2)核外電子排布與周期劃分的關(guān)系 ①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)，各能級之間能量相差較小，不同能級組之間能量相差較大。 ②每一個能級組對應(yīng)一個周期，且該能級組中最大的電子層數(shù)等于元素的周期序數(shù)。 2．核外電子排布與族的劃分 (1)價電子排布與族序數(shù)之間的關(guān)系價電子排布與族序數(shù)之間的關(guān)系可以按照下列方法進行判斷：按電子填充順序，由最后一個電子所進入軌道的情況確定，一般來說具體情況如下： ①進入ns(ns1～2，1s除外)為ⅠA族、ⅡA族。 ②進入npeq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a.np1～5為ⅢA族～ⅦA族,b.np6為0族元素)) ③進入(n－1)d eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\co1(a.?n－1?d1～5為ⅢB族～ⅦB族?族數(shù)＝[?n－1?d＋ns]電子數(shù),b.?n－1?d6～8?Pd、Pt除外?為Ⅷ族,c.?n－1?d10為ⅠB族、ⅡB族?族數(shù)＝ns的電子數(shù))) ④進入(n－2)feq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(a.4f——鑭系元素,b.5f——錒系元素))ⅢB族 (2)有關(guān)規(guī)律由上可知：①主族元素的最外層電子數(shù)，即價電子數(shù)，為其族序數(shù)；②副族元素中ⅢB～ⅦB族元素價電子數(shù)為其族序數(shù)；③稀有氣體單獨列為0族。 1．(2021·四川成都高二月考)下列是某些元素基態(tài)原子的電子排布式，其中表示第3周期元素原子的是(　　) A．1s22s1　　　　　 B．1s22s22p5 C．1s22s22p63s2 D．1s22s22p63s23p64s1 C　[A項表示第2周期元素原子；B項表示第2周期元素原子；C項表示第3周期元素原子；D項表示第4周期元素原子。] 2．某元素基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3d74s2，它在元素周期表中的位置是 (　　) A．第4周期ⅠB族 B．第4周期ⅡB族 C．第4周期ⅦB族 D．第4周期Ⅷ族 D　[由[Ar]3d74s2可知該元素位于第4周期，又由價電子數(shù)為9知其位于第4周期第9縱列，為Ⅷ族元素。] 3．(1)砷原子的最外層電子排布式是4s24p3，在元素周期表中，砷元素位于第________周期________族；最高價氧化物的化學(xué)式為__________，砷酸鈉的化學(xué)式是________。 (2)已知下列元素在周期表中的位置，寫出它們價電子排布式和元素符號： ①第4周期ⅣB族________________、___________________； ②第5周期ⅦA族________________、___________________。 [解析]　(1)砷原子的最外層電子排布式是4s24p3，可知砷原子有4個電子層，價電子數(shù)為5，由電子層數(shù)＝周期序數(shù)可知，砷元素在第4周期，由主族序數(shù)＝價電子數(shù)＝最高正價可知，砷元素位于ⅤA族，最高價氧化物為As2O5，砷酸鈉的化學(xué)式為Na3AsO4。(2)根據(jù)元素在周期表中的位置與核外電子排布的關(guān)系分析。 [答案]　(1)4?、魽　As2O5　Na3AsO4 (2)①3d24s2　Ti?、?s25p5　I 按礦泉水特征組分達到國家標準的主要類型分為九大類：①偏硅酸礦泉水；②鍶礦泉水；③鋅礦泉水；④鋰礦泉水；⑤硒礦泉水；⑥溴礦泉水；⑦碘礦泉水；⑧碳酸礦泉水；⑨鹽類礦泉水。國家標準中規(guī)定的九項界限指標包括鋰、鍶、鋅、硒、溴化物、碘化物、偏硅酸、游離二氧化碳和溶解性總固體，礦泉水中必須有一項或一項以上達到界限指標的要求，其要求含量分別為(單位：mg·L－1)鋰、鋅、碘化物均≥0.2，硒≥0.01，溴化物≥1.0，偏硅酸≥25，游離二氧化碳≥250和溶解性總固體≥1 000。 1．填寫下表中元素的價電子排布式及分區(qū)。提示： 2．從上表中可看出，元素周期表分區(qū)的依據(jù)是什么？提示：最后填入電子的軌道能級符號作為該區(qū)的符號。各區(qū)元素化學(xué)性質(zhì)及原子價電子排布特點元素周期表中族和分區(qū)的關(guān)系 (1)主族：s區(qū)和p區(qū)。(ns＋np)的電子數(shù)＝族序數(shù)。 (2)0族：p區(qū)。(ns＋np)的電子數(shù)＝8(或2)。 (3)副族：d區(qū)＋ds區(qū)＋f區(qū)。 d區(qū)中[(n－1)d＋ns]的電子數(shù)＝族序數(shù)(第Ⅷ族部分元素除外)。 1．(雙選)關(guān)于元素在周期表中的分區(qū)，下列說法中正確的是(　　) A．在周期表中，最外層電子數(shù)為2的元素一定是ⅡA族元素 B．過渡元素包含d區(qū)，ds區(qū)及f區(qū)元素 C．原子的最外層電子數(shù)為8的都是稀有氣體元素的原子 D．所有非金屬元素都分布在p區(qū) BC　[最外層電子數(shù)為2的元素也可能是He或副族元素，故A錯誤；最外層電子數(shù)為8的原子，一定是稀有氣體元素的原子，故C正確；非金屬元素氫在s區(qū)，故D錯誤。] 2．已知某元素＋3價離子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，則該元素在元素周期表中的位置是(　　) A．第3周期Ⅷ族，p區(qū)　　 B．第3周期ⅤB族，ds區(qū) C．第4周期Ⅷ族，d區(qū) D．第4周期ⅤB族，f區(qū) C　[該＋3價離子的核外有23個電子，則基態(tài)原子核外有26個電子，26號元素是鐵，其位于第4周期Ⅷ族，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，位于d區(qū)。] 3．(2021·濟南高二檢測)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2周期ⅤA族元素原子的價電子軌道表示式為________。 (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ⅠA族、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ⅢB族～ⅦB族、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可知Fe3＋的3d軌道“半滿”，其穩(wěn)定性大于Fe2＋。 (3)ds區(qū)符合條件的為Zn，其電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2，價電子排布式為3d104s2。 (4)該題中符合題意的為N，價電子軌道表示式為。 (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 1．已知某基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2，該元素在周期表中的位置和區(qū)分別是(　　) A．第4周期ⅡB族；s區(qū) B．第4周期ⅧB族；d區(qū) C．第4周期Ⅷ族；d區(qū) D．第4周期Ⅷ族；ds區(qū) C　[由原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2可知共有4個電子層，為第4周期元素，價電子排布式為3d84s2，為d區(qū)元素，位于第4周期Ⅷ族，故選C。] 2．具有以下結(jié)構(gòu)的原子，一定屬于主族元素的是(　　) A．最外層有2個電子的原子 B．最外層電子排布為ns2的原子 C．最外層有3個未成對電子的原子 D．次外層無未成對電子的原子 C　[在元素周期表中，凡s區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)的元素，它們的最外層電子數(shù)均不超過2個，只有p區(qū)的最外層電子數(shù)可為3～8個，則最外層有2個電子的原子不一定是主族元素，故A項錯誤；最外層電子排布為ns2的原子除ⅡA族外，還有稀有氣體元素氦和許多過渡元素，故B項錯誤；最外層有3個未成對電子的原子，其最外層有5個電子(ns2np3)，一定是主族元素，故C項正確；次外層無未成對電子的原子包括全部主族元素、0族元素及ⅠB、ⅡB族元素，故D項錯誤。] 3．最活潑的金屬單質(zhì)、最活潑的非金屬單質(zhì)、常溫下呈液態(tài)的金屬單質(zhì)，其組成元素分別位于下列元素周期表中的(　　) A．s區(qū)、p區(qū)、ds區(qū) B．s區(qū)、p區(qū)、d區(qū) C．f區(qū)、p區(qū)、ds區(qū) D．s區(qū)、f區(qū)、ds區(qū) A　[理論上最活潑的金屬單質(zhì)是Fr，但由于其具有放射性，故一般認為最活潑的金屬單質(zhì)是Cs，而Cs和Fr都屬于ⅠA族元素，位于s區(qū)；最活潑的非金屬單質(zhì)是F2，F(xiàn)位于p區(qū)；常溫下呈液態(tài)的金屬單質(zhì)為Hg，Hg屬于過渡元素，位于ds區(qū)。] 4．(雙選)下列關(guān)于原子核外電子排布與元素在周期表中位置關(guān)系的表述中，正確的是(　　) A．基態(tài)原子的N層上只有一個電子的元素一定是ⅠA族元素 B．基態(tài)原子的價電子排布式為(n－1)d10ns2的元素一定是副族元素 C．基態(tài)原子的p能級半充滿的元素一定位于p區(qū) D．基態(tài)原子的價電子排布式為(n－1)dxnsy的元素的族序數(shù)一定為x＋y BC　[基態(tài)原子的N層上只有一個電子的元素，可能為K、Cr或Cu，K為ⅠA族元素，Cr、Cu分別為ⅥB、ⅠB族元素，故A項錯誤；基態(tài)原子的價電子排布式為(n－1)d10ns2的元素是ⅡB族元素，故B項正確；基態(tài)原子的p能級半充滿的元素，電子最后填充p能級，屬于p區(qū)，故C項正確；基態(tài)原子的價電子排布式為(n－1)dxnsy的元素，若是ⅢB～ⅦB族及Ⅷ族第1列元素，其族序數(shù)為價電子排布式中d、s能級所含電子數(shù)目之和，族序數(shù)一定為x＋y，若是ⅠB、ⅡB族元素，其族序數(shù)等于價電子排布式中s能級所含電子數(shù)y，故D項錯誤。] 5．(2021·湖北黃岡浠水實驗高中高二月考)請完成下列各題的填空： (1)氫化鈉(NaH)電子式為________，氫負離子的結(jié)構(gòu)示意圖為________。 (2)元素X的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍，該元素名稱是________，該元素核外電子排布式為________，該元素的價電子軌道表示式為________。 (3)前四周期元素中，未成對電子數(shù)為5的元素符號是________，該元素在周期表中的位置為第________周期________族，屬于________區(qū)。 (4)C、N、O三種元素的原子核外未成對電子數(shù)依次為________?！?[解析]　(1)NaH是離子化合物，陰離子是H－，NaH的電子式為，氫負離子的結(jié)構(gòu)示意圖為。(2)由題意可知X是碳元素，核外電子排布式為1s22s22p2。(3)前四周期元素中，未成對電子數(shù)為5，即價電子排布式為3d54s2，原子序數(shù)為25，即為Mn，該元素在周期表中的位置為第4周期ⅦB族，位于d區(qū)。(4)C、N、O三種元素的原子核外未成對電子數(shù)依次為2、3、2。 [答案]　(1) 　　(2)碳　1s22s22p2　　(3)Mn　4　ⅦB　d　(4)2、3、2 學(xué) 習任務(wù)1．通過了解同周期、同族的元素原子核外電子排布特征，認識元素周期表中分區(qū)、周期和族的劃分依據(jù)。培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的核心素養(yǎng)。　2．了解元素周期表的應(yīng)用價值。能根據(jù)元素周期表與核外電子排布變化規(guī)律的認知模型，解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的核心素養(yǎng)。探究核外電子排布與周期、族的關(guān)系周期價電子排布對應(yīng)能級組元素種數(shù)ⅠA族0族最外層最多容納電子數(shù)11s11s221s222s12s22p682s、2p833s13s23p683s、3p844s14s24p684s、3d、4p1855s15s25p685s、4d、5p1866s16s26p686s、4f、5d、6p3277s1－87s、5f、6d、7p32探究元素周期表的分區(qū)與價電子排布的關(guān)系元素名稱價電子排布式分區(qū)硅鍶鋰硒溴碘碳元素名稱價電子排布式分區(qū)硅3s23p2p鍶5s2s鋰2s1s硒4s24p4p溴4s24p5p碘5s25p5p碳2s22p2p包括的元素價電子排布化學(xué)性質(zhì)s區(qū)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)p區(qū)ⅢA～ⅦA、0族ns2np1～6(除氦外，最后的電子填在np上)最外層電子參與反應(yīng)，隨著最外層電子數(shù)目的增加，非金屬性增強，金屬性減弱(0族除外)d區(qū)ⅢB～ⅦB(鑭系、錒系除外)、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軌道上的電子可以不同程度參與化學(xué)鍵的形成ds區(qū)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軌道上的電子一般不再參與化學(xué)鍵的形成f區(qū)鑭系、錒系(n－2)f0～14(n－1)d0～2 ns2鑭系元素的化學(xué)性質(zhì)非常相近；錒系元素的化學(xué)性質(zhì)也非常相近

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