专题2第二单元元素性质的递变规律

第二单元元素性质的递变规律第1课时原子核外电子排布的周期性●课标要求了解元素周期表中各区、周期、族元素的原子核外电子排布规律。●课标解读1.掌握核外电子排布与周期划分的关系。2．掌握核外电子排布与族划分的关系。3．了解元素周期表的分区。4．能确定元素在元素周期表中的位置。●教学地位用原子结构知识揭示元素或相关物质的性质的中间载体为元素周期表，要使用元素周期表解决元素或物质的性质，必须将元素有效的放入周期表中。本课时的内容主要解决该方面的问题。●新课导入建议据美国《科学新闻》杂志报道，美国劳伦斯·伯克利国家实验室的VictorNinov领导的研究小组，用大约100万万亿(即1018)个氪离子对一个铅靶轰击10多天，终于得到118号元素的3个原子，后者又很快衰变成116号、114号和其他元素。这一结果令科学家们兴奋不已，他们说预计还将有更多的超重元素被发现。看到这些令人吃惊的成果，伯克利实验室的KenGregorich预计，该实验室和德国重离子研究中心以及俄罗斯的研究人员不久将会用氪离子来轰击铋靶，以获得119号元素。由于119号元素会衰变成尚未发现的117、115和113号元素，所以科学家有可能一次就获得4种新元素！(1)根据元素周期表的结构，118号元素应该位于其中什么位置？(2)类比同族的元素的性质，118号元素性质的活泼性会怎么样？要解决上述问题，请走进“第二单元元素性质的递变规律”。●教学流程设计课前预习安排：1阅读教材P18～P20的内容填写[课前自主导学]⇒步骤1：引入新课⇒步骤2：师生交流、讨论完成探究点中的[问题导思]⇒步骤3：学生交流解答例题的依据⇓步骤7：师生共同归纳课堂小结⇐步骤6：教师引导学生通过看书了解元素周期表分区情况⇐步骤5：用变式训练巩固该方法⇐步骤4：教师指导确定元素在周期表中位置的方法⇓步骤8：完成[当堂双基达标]⇒步骤9：布置作业：完成[课后知能检测]课标解读重点难点1.进一步理解元素周期律。2.理解元素性质随原子序数递增的周期性变化的本质是核外电子排布的周期性变化。理解元素性质随原子序数递增的周期性变化的本质是核外电子排布的周期性变化。(重点)主族元素原子核外价电子排布和元素性质的周期性变化主族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA原子核外价电子排布ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5最高正化合价＋1＋2＋3＋4＋5＋6＋7最低负化合价－－－－4－3－2－1性质递变规律化合价同主族最高正价相同，且等于主族序数同周期最高正价逐渐升高，从＋1递增到＋7金属性非金属性同主族从上到下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱同周期从左到右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强原子半径同主族从上到下，原子半径逐渐增大同周期从左到右，原子半径逐渐减小1．(1)主族元素的最高正价、最低负价之间有什么关系？(2)主族元素的族序数均等于该元素的最高正价吗？【提示】(1)最高正价＋|最低负价|＝8(其中H、O、F除外)(2)O、F两元素无正化合价，不符合主族序数等于元素的最高正价。1～6周期元素原子的外围电子排布周期元素种类外围电子排布ⅠA族0族最多可容纳的外围电子数121s11s22282s12s22p68383s13s23p684184s14s24p685185s15s25p686326s16s26p682．最外层电子排布为ns2的元素一定位于第ⅡA族吗？【提示】不一定，如He及大部分过渡元素的最外层电子排布也为ns2，但不在第ⅡA族。元素原子核外电子排布的周期性变化每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从ns1到ns2np6的周期性变化。核外电子排布与元素周期表的关系【问题导思】①元素周期表中的一个横行就是一个周期吗？一列就是一个族吗？②从原子结构示意图上能直接得出所有元素的周期序数和族序数吗？③元素的价电子与族序数有什么联系？【提示】①一个横行就是一周期；一列不一定是一个族，如第8、9、10三列均为Ⅷ族。②能得出周期序数，但不一定得出族序数。③主族元素的价层电子与族序数相等。1．核外电子排布与周期的划分周期序数电子层数外围电子排布特征元素原子的电子排布式该周期的元素种数111s1s1～22222s2p[He]2s1～22p1～68333s3p[Ne]3s1～23p1～68443d4s或4s4p[Ar]3d1～104s1～24p1～618(1)每种元素的电子层数，就是该元素所处的周期数，主族元素的最外层电子数为其主族序数。(2)每周期起始元素和结束元素的外围电子排布分别为ns1和ns2np6(第1周期为ns2)。2．核外电子排布与族的划分族的划分依据是原子的外围电子排布(1)同主族元素原子的外围电子排布完全相同，外围电子全部排布在ns或nsnp轨道上。外围电子数与族序数相同。(2)稀有气体的外围电子排布为1s2或ns2np6。(3)过渡元素(副族和Ⅷ族)同一纵行原子的外围电子排布基本相同。外围电子排布为(n－1)d1～10ns1～2，ⅢB～ⅦB族的外围电子数与族序数相同，第ⅠB、ⅡB族和第Ⅷ族的外围电子数与族序数不相同。1．ⅠB、ⅡB的族序数＝原子的[(n－1)d10ns1～2]ns电子数。2．当[(n－1)d＋ns]电子数为8、9、10时统称为Ⅷ族。已知M2＋的3d轨道中有5个电子，该元素在周期表中的位置为()A．第4周期ⅡA族B．第4周期ⅡB族C．第4周期ⅦB族D．第4周期Ⅷ族【解析】由M2＋的3d5推出M原子核外电子排布为[Ar]3d54s2。由于M原子外围电子排布为3d54s2，故知M处于ⅦB族；又M原子共有四个电子层，知M位于第4周期。【答案】C错误!1．某元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子。(1)其基态原子的外围电子排布式为________________________________________________________________________；(2)在周期表中的位置________________________________________________________________________。【解析】根据题意知该元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，其外围电子排布式为3d104s1，该元素应为第4周期第ⅠB族元素(铜元素)。【答案】(1)3d104s1(2)第4周期第ⅠB族核外电子排布与周期表的分区【问题导思】①元素周期表划分区的依据是什么？【提示】依据是原子的价层电子排布。②区的名称与电子的能级符号之间有什么关系？【提示】区的名称来自于按构造原理最终填入电子的能级的符号除ds区外。1．元素周期表的分区：元素周期表按电子排布分为5个区：s区、p区、d区、ds区、f区。2．各区元素特点分区元素分布外围电子排布式元素性质特点s区ⅠA族、ⅡA族ns1～2除氢外都是活泼金属元素p区ⅢA族～ⅦA族、0族ns2np1～6最外层电子参与反应(稀有气体除外)d区ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族(n－1)d1～9ns1～2d轨道也不同程度地参与化学键的形成ds区ⅠB族、ⅡB族(n－1)d10ns1～2金属元素f区镧系、锕系(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近1．处于金属与非金属交界线(又称梯形线)附近的非金属元素具有一定的金属性，又称为半金属或准金属，但不能叫两性元素。2．价电子数主族元素：最外层电子数，如碱金属为ns1副族元素：与最外层电子和内层电子有关，如Fe为3d64s2指出下列元素是主族元素还是副族元素，在周期表中的位置是什么？(1)1s22s22p63s2是________族元素，位于周期表中第________周期第________族，属于________区元素；(2)[Kr]4d105s25p2是________族元素，位于周期表中第________周期第________族，属于________区元素；(3)[Ar]3d14s2是________族元素，位于周期表中第________周期第________族，属于________区元素；(4)[Ar]3d104s1是________族元素，位于周期表中第________周期第________族，属于________区元素。【解析】(1)最后一个电子填充在s轨道，属于s区，主族元素。族序数＝ns电子数，即为2，在第三周期第ⅡA族。(2)最后一个电子填充在p轨道，属于p区，主族元素。族序数＝ns＋np电子数，即2＋2＝4，在第五周期第ⅣA族。(3)最后一个电子填充在d轨道，且小于10，属于d区，副族元素。族序数＝(n－1)d＋ns电子数，即1＋2＝3，在第四周期第ⅢB族。(4)最后一个电子填充在d轨道，且等于10，属于ds区，副族元素。族序数＝ns电子数，即为1，在第四周期第ⅠB族。【答案】(1)主三ⅡAs(2)主五ⅣAp(3)副四ⅢBd(4)副四ⅠBds族和分区的关系1主族：s区和p区。ns＋np的电子数＝族序数。20族：p区。ns＋np的电子数＝8或2。3副族：d区＋ds区＋f区。①d区中[n－1d＋ns]的电子数＝族序数第Ⅷ族部分元素除外。②当8≤[n－1d＋ns]的电子数≤10时，则为第Ⅷ族元素。③ds区中n－1d全充满，ns的电子数＝族序数。2．元素周期表长周期共有18个纵行，从左到右排为18列，即碱金属是第1列，稀有气体是第18列。按这种规定，下列说法正确的是()A．第9列元素中没有非金属B．第15列元素的原子最外层的电子排布是ns2np5C．最外层电子排布为ns2的元素一定在第二列D．第11、12列为d区的元素【解析】第9列是过渡元素中的第Ⅷ族元素，全部是金属元素，A正确；第15列是第ⅤA族元素，原子的最外层电子排布是ns2np3，故B不正确；最外层电子排布为ns2的元素除第二列(第ⅡA族)外，还有零族的氦元素及众多的过渡元素，故C不正确；第11、12列是第ⅠB、ⅡB族元素，为ds区元素，故D不正确。【答案】A【教师备课资源】(教师用书独具)金属元素、非金属元素的分区下列各组元素均属于p区的是()A．原子序数为1,2,7的元素B．O、S、PC．Fe、Ar、ClD．Na、Li、Mg【解析】A中原子序数为1的元素是氢，它位于s区，故A错；B中的O、S位于ⅥA族，P位于ⅤA族，均位于p区，故B正确；C中的Ar位于零族，Cl位于ⅦA族，均位于p区，而Fe位于Ⅷ族，属于d区，故C错；D项的Na、Li位于ⅠA族，Mg位于ⅡA族，均为s区，故D也错。【答案】B1．外围电子排布为5s25p1的元素，在周期表中的位置是()A．第4周期ⅤA族B．第5周期ⅢA族C．第5周期ⅠA族D．第4周期ⅢA族【解析】电子层数＝周期数，外围电子数＝主族元素的族序数，所以该元素位于第5周期ⅢA族。【答案】B2．具有以下结构的原子，一定属于主族元素的是()A．最外层有3个电子的原子B．最外层电子排布为ns2的原子C．最外层有3个未成对电子的原子D．次外层无未成对电子的原子【解析】主族元素包括s区和p区(除0族)元素，其原子的电子排布特点是次外层达到饱和，最外层电子排布为ns1～2或ns2np1～5，A选项中原子的最外层有3个电子，则最外层电子排布为ns2np1，一定属于主族元素(ⅢA)，C选项中原子的最外层电子排布为ns2np3，一定属于主族元素(ⅤA)，而某些过渡元素原子的次外层电子也可达到饱和，如Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。【答案】AC3．某元素的最外层电子数为2，外围电子数为5，并且是同族中原子序数最小的元素，关于该元素的判断错误的是()A．电子排布式为：1s22s22p63s23p63d34s2B．该元素为VC．该元素为ⅡA族元素D．该元素位于d区【解析】该元素为同族元素中原子序数最小的，所以该元素为第2周期或第4周期元素。又因其外围电子数≠最外层电子数，可推出该元素并不是第2周期元素，应为第4周