2019-2020学年高中化学 第一章 原子结构 第2节 第2课时 核外电子排布与元素周期表、原子半

第2课时核外电子排布与元素周期表、原子半径1．认识核外电子排布与元素周期表的关系，了解元素周期表中周期、族的划分依据。2．了解原子半径的周期性变化，能用原子结构的知识解释其周期性变化的原因。01课前自主梳理02课堂合作探究03演练效果检测课时作业知识点一核外电子排布与周期的划分1．鲍林近似能级图(1)能量相近的原子轨道属于同一，共分为个能级组。(2)相邻能级组之间的能量差较。同一能级组内能级之间的能量差较。能级组7大小2．周期与能级组的关系能级组周期对应能级组元素种数一1二2三3四43.原子核外电子排布与元素周期表中周期划分的本质联系(1)一个能级组最多所能容纳的电子数等于对应周期所包含的，周期表中7个周期分别对应7个。(2)周期与有关，周期数＝。1s22s、2p83s、3p84s、3d、4p18元素种数能级组主量子数最外层电子所在轨道的主量子数知识点二核外电子排布与族的划分1．族的划分与核外电子排布的关系族的划分取决于原子的和。一般同族元素原子的相同。价电子数目价电子排布价电子数目2．各族元素原子的核外电子排布特点(1)主族元素主族元素原子的价电子全部排布在最外层的或轨道上，并且族的序数等于该元素原子的。(2)过渡元素过渡元素原子的价电子排布为。ⅢB～ⅦB族元素原子的价电子数目与相同；ⅠB和ⅡB是根据轨道上有电子来划分的。nsns、np价电子数(n－1)d1～10ns1～2族序数ns1个还是2个(3)稀有气体元素除氦外最外层电子排布均为，这种全充满结构是稀有气体元素原子具有特殊的内在原因。ns2np6稳定性[自我诊断]电子构型为[Ar]3d104s2的元素是()A．稀有气体B．过渡元素C．主族元素D．ⅡA族元素解析：该元素的价电子排布式出现d轨道，符合过渡元素价电子排布(n－1)d1～10ns1～2，属于过渡元素。答案：B知识点三核外电子排布与原子半径1．原子半径人们假定原子是一个，采用的方法测定它的半径。2．决定因素球体统计3．原子半径的周期性变化(1)同周期主族元素中，随着原子序数的增大，元素的原子半径从左到右。(2)同主族元素中，随着原子序数的增大，原子半径自上而下。逐渐减小逐渐增大[自我诊断]为什么过渡元素的原子半径在同一周期内变化幅度不大？提示：同一周期过渡元素增加的电子都分布在(n－1)d轨道上，电子间的排斥作用与原子核对电子的吸引作用大致相当，所以原子半径变化幅度不大。要点一核外电子排布与元素周期表1．核外电子排布与周期的划分根据原子核外电子排布原则，将能量相近的能级分为一组，按能量由低到高可分为七个能级组。(1)每一能级组对应一个周期，周期序数＝电子层数。(2)周期、能级组、元素数目的对应关系周期对应能级组对应能级组电子最大容量周期中所含元素的数目11s2222s、2p8833s、3p8844s、3d、4p181855s、4d、5p181866s、4f、5d、6p323277s、5f、6d、7p(现无7p)32(现未满)现有262.核外电子排布与族的划分族的划分依据是原子的价层电子排布。(1)同主族元素原子的价层电子排布完全相同，价电子全部排布在ns或ns、np轨道上，价电子数与族序数相同。(2)稀有气体元素的价电子排布为1s2或ns2np6。(3)过渡元素(副族和Ⅷ族)同一纵行原子的价层电子排布基本相同。价电子排布为(n－1)d1～10ns1～2，ⅢB～ⅦB族元素的价电子数与族序数相同。[典例1]某元素的原子序数为29，请回答：(1)此元素原子的电子总数是________；(2)它有________个电子层，有________个能级；(3)它的价电子排布式为________；(4)它在元素周期表中的位置是________；(5)它有________个未成对电子。[解析][答案](1)29(2)47(3)3d104s1(4)第4周期ⅠB族(5)1推断核外电子排布与族序数之间的关系进行判断，按电子填充顺序，由最后一个电子填入原子轨道的情况确定，具体情况如下：1．某元素原子基态的电子排布为[Ar]3d74s2，它在元素周期表中的位置是()A．第3周期ⅡB族B．第4周期ⅡB族C．第4周期ⅦB族D．第4周期Ⅷ族解析：n＝4即为第4周期，次外层未满不是主族元素，价电子数为9，属Ⅷ族。答案：D要点二微粒半径大小的比较1．影响微粒半径的因素主要是核电荷数和电子层数。同周期中，核电荷数越大，半径越小；同主族中，电子层数越多，半径越大。2．阳离子半径小于对应的原子半径，阴离子半径大于对应的原子半径，如r(Na＋)＜r(Na)，r(S)＜r(S2－)。3．电子层结构相同的离子，随核电荷数增大，离子半径减小，如r(S2－)＞r(Cl－)＞r(K＋)＞r(Ca2＋)。4．不同价态的同种元素的离子，核外电子多的半径大，如r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)，r(Cu＋)＞r(Cu2＋)。[典例2]下列微粒半径比大于1的是()A.rF－rMg2＋B.rOrNC.rFrF－D.rNa＋rNa[解析]核外电子排布相同，核电核数越大，半径越小，A对。同周期从左到右原子半径依次减小，B错。同种元素的阴离子半径大于原子半径，原子半径大于阳离子半径，C、D错。[答案]A“三看”法快速判断简单微粒半径大小：“一看”电子层数：最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。“二看”核电荷数：当电子层结构相同时，核电荷数越大，半径越小。“三看”核外电子数：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。2．具有下列电子排布式的原子中，半径最大的是()A．1s22s22p63s2B．1s22s22p3C．1s22s22p5D．1s22s22p63s23p5解析：电子层数越多，一般原子半径越大；电子层数相同，原子序数越大，原子半径越小。由各原子的电子排布式知A为Mg、B为N、C为F、D为Cl，Mg的原子半径最大。答案：A[随堂训练]1．某元素的最外层电子数为2，价电子数为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．元素为ⅡA族元素D．该元素属于过渡元素解析：主族元素的最外层电子数＝价电子数，所以该元素在过渡元素区，因其是同族中原子序数最小的元素，所以在第4周期，其价电子排布为3d34s2，为ⅤB元素V。答案：C2．某元素＋3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，则该元素在周期表中的位置为()A．ⅤB族B．ⅢB族C．Ⅷ族D．ⅤA族解析：由离子的电子排布式可推出该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布为3d64s2，共有8个价电子，为Ⅷ族元素。答案：C3．长式周期表共有18个纵行，从左到右排为1～18列，即碱金属元素位于第一列，稀有气体元素位于第18列。按这种规定，下列说法正确的是()A．第9列元素中有非金属元素B．只有第2列的元素原子最外层电子排布式为ns2C．第四周期第8列元素是铁元素D．第15列元素原子的最外层电子排布式为ns2np5解析：根据元素周期表的结构可知，第9列元素为d区元素，全部为金属元素，A项错误；最外层电子排布式为ns2的不只是第2列元素的原子，如第12列元素的原子最外层电子排布式也是ns2，B项错误；第15列元素原子的最外层电子排布式为ns2np3，D项错误。答案：C4．下列微粒半径依次增大的是()A．同一主族元素随着原子序数的递增B．同一周期的元素随着原子序数的递增C．Na＋、Mg2＋、Al3＋、F－D．P、S、S2－、Cl－解析：同一主族随着原子序数的递增，原子的电子层数依次增加，原子半径依次增大，A正确；同一周期随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，B不正确；C项各微粒的核外电子层结构相同，核电荷数越大，半径越小，故F－半径最大，Al3＋半径最小，C不正确；D中微粒半径P＞S，S2－＞Cl－，不正确。答案：A5．下列各组中的X和Y两种原子，在周期表中一定位于同一族的是()A．X原子和Y原子最外层都只有一个电子B．X原子的核外电子排布式为1s2，Y原子的核外电子排布式为1s22s2C．X原子2p能级上有三个电子，Y原子的3p能级上有三个电子D．X原子核外M层上仅有两个电子，Y原子核外N层上也仅有两个电子解析：A选项中最外层只有一个电子的不一定在同一族，如Na和Cu的最外层都是一个电子，但是Na在ⅠA族，而Cu在ⅠB族，A选项错误；B选项中X原子是He，在0族，Y原子是Be，在ⅡA族，B选项错误；D选项中X原子核外M层上仅有两个电子，是镁原子，在ⅡA族，N层上也仅有两个电子的原子除了ⅡA族的钙原子，还有锌、铁等原子，D选项错误。答案：C6．基态原子的4s能级中只有1个电子的元素共有()A．1种B．2种C．3种D．8种解析：4s能级中只有1个电子时其价电子排布可能为4s1、3d54s1、3d104s1。答案：C