第一章第2節

原子結構與元素的性質物質的結構和性質第1課時

原子結構與元素周期表科學史話1869年門捷列夫元素周期表按相對原子質量排序1905年維爾納特長式周期表1922年玻爾元素周期表用原子結構解釋元素周期表歷史上第一張周期表,又稱短式周期表其他形式的元素周期表戰01元素周期律、元素周期系、元素周期表門捷列夫周期表原子序數核電荷數==質子數=核外電子數

按相對原子質量從小到大的順序將元素排列起來，得到一個元素序列，并從最輕的元素氫開始進行編號，稱為原子序數。1913年，英國物理學家莫塞萊證明原子序數不是相對原子質量而是核電荷數元素周期律:

。元素周期系:

。元素周期表：

。元素周期律、元素周期系元素的性質隨著元素核電荷數的遞增而呈周期性變化元素按其原子核電荷數遞增排列的序列呈現周期系的表格01元素周期律、元素周期系、元素周期表02構造原理與元素周期表根據基態原子的價層電子排布式找規律。【學習任務1】第一周期：從

開始，以

結束1s11s2其余各周期：從

能級開始，以

能級結束nsnp（n=周期序數=電子層數）最高能層序數=元素的周期序數遞增的核電荷數（或電子數）=

元素個數ⅠA01s1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA1s22s12s22s22p12s22p22s22p32s22p42s22p52s22p63s13s2ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB3s23p13s23p23s23p33s23p43s23p53s23p64s14s23d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s23d104s13d104s24s24p14s24p24s24p34s24p44s24p54s24p6結構位置02構造原理與元素周期表【學習任務2】探究原子核外電子排布與周期的關系能級組能量相近的合并成一組共七個能級組，也就形成了7個周期

。各能級能量相差較小，各能級組之間能量相差較大周期ns→np電子數元素數目一1s1～222二2s1～2→2p1～62+6=88三3s1～2→

3p1～62+6=88四4s1～2→

3d1～10→

4p1～62+10+6=1818五5s1～2→

4d1～10→

5p1～62+10+6=1818六6s1～2→

4f1～14→

5d1～10→

6p1～62+14+10+6=3232七7s1～2→5f1～14→6d1～10→7p1～62+14+10+6=323202構造原理與元素周期表【學習任務2】探究原子核外電子排布與周期的關系規律①每一周期對應一個能級組②周期序數=能級組中最大能層序數③本周期包含的元素種類=對應能級組最多容納的電子數ⅠA01s1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA1s22s12s22s22p12s22p22s22p32s22p42s22p52s22p63s13s23s23p13s23p23s23p33s23p43s23p53s23p64s14s24s24p14s24p24s24p33s23p44s24p54s24p6主族序數ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA價電子構型①主族：ns1→ns2np5，且主族序數=最外層電子數=價層電子數=最高正價②0族：He為1s2，其他為ns2np6ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np502構造原理與元素周期表構造原理與族序特點：同族元素的價層電子數目和價層電子排布相同，所以同族元素性質相似。ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB3d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s23d104s13d104s2族序數ⅢBⅣB…ⅦB價電子構型…ⅧⅠBⅡB(n-1)d1ns2(n-1)d2ns2(n-1)d5ns2(n-1)d6~9ns1~2(n-1)d10ns1(n-1)d10ns2ⅢB

～ⅦB族:(n-1)d1-5ns1-2ⅠB

、ⅡB族:(鑭系、錒系除外)(n-1)d10ns1-2(Pd：4d10除外)③副族[(n-1)d軌道為全充滿狀態]價層電子數=族序數族序數=最外層電子數副族最外層電子數都是1~2（Pd除外），全都是金屬元素。構造原理與族序列序數=價層電子數Ⅷ族(8、9、10列)：(n-1)d6-9ns1-2若價層電子數分別為8、9、10，則是第Ⅷ族的。例題

已知某元素的原子序數是25，寫出該元素的價層電子層結構式，并指出該元素所屬的周期和族？1.某元素基態原子的電子排布式為[Ar]3d74s2，它在元素周期表中的位置是(

)A.第三周期ⅡB族

B.第四周期ⅡB族C.第四周期ⅦB族

D.第四周期Ⅷ族D練一練族按族分類價層電子排布式價層電子數特點IA主族ns11族序數=最外層電子數=價層電子數ⅡAns22ⅢAns2np13IVAns2np24VAns2np35ⅥAns2np46ⅦAns2np57ⅢB副族(鑭系、錒系除外)(n-1)d1-10ns1-23價層電子數=族序數ⅣB4VB5VIB6VIIB7IB11（n-1）d軌道為全充滿狀態，族序數=最外層ns軌道上的電子數ⅡB12ⅧⅧ族(n-1)d6-10ns0-28Ⅷ族第1列元素的價電子數=族序數Ⅷ族第2列元素的價電子數為9Ⅷ族第3列元素的價電子數為1091000族1s2或ns2np6(n>1)2或8為原子軌道全充滿的穩定結構核外電子排布與族的關系1．元素周期表共有幾個周期、幾個主族、幾個副族？2．Ⅷ族在元素周期表中占幾列？回憶思考7個周期7個主族7個副族Ⅷ族占三列03再探元素周期表周期短周期長周期第1周期：2種元素第2周期：8種元素第3周期：8種元素第4周期：18種元素第5周期：18種元素第6周期：32種元素第7周期：32種元素鑭57La–镥71Lu共15種元素稱鑭系元素錒89Ac–鐒103Lr共15種元素稱錒系元素（7橫行）周期序數=電子層數（能層數）元素周期表的結構再探元素周期表033短4長

族（18縱行）主族：副族：第VIII族：

零族：ⅠA,ⅡA,ⅢA,ⅣA,ⅤA,ⅥA,ⅦA共7個主族ⅠB,ⅡB,ⅢB,ⅣB,ⅤB,ⅥB,ⅦB共7個副族三個縱行(8、9、10），位于ⅦB與ⅠB中間

HeNeArKrXeRnOg元素周期表的結構03再探元素周期表原子結構與元素周期表分區ⅠA01s1ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA1s22s12s22s22p12s22p22s22p32s22p42s22p52s22p63s13s2ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB3s23p13s23p23s23p33s23p43s23p53s23p64s14s23d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s23d104s13d104s24s24p14s24p24s24p34s24p44s24p54s24p6ns1~2ns2np6(n-1)d1~10ns1~2金屬元素，也稱過渡元素ns2np1~5多數是非金屬元素金屬元素（1）根據元素的金屬性和非金屬性分區ⅠA0ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡBsddspfns1ns2ns2np1ns2np5ns2np6(n-1)d1~9ns1~2(除鑭系和錒系）(n-1)d10ns1~2過渡金屬(n-1)d1~10ns1~2(除鑭系和錒系）（2）根據元素原子的核外電子排布分區以最后填入的電子的能級符號作為該區的符號。元素周期表可分為5個區。s區有2列，d區有8列，ds區有2列、p區有6列。原子結構與元素周期表分區f區

(n-2)f0~14(n-2)d0~2ns2s區ns1~2p區ns2np1~6d區(n-1)d1~9ns1~2Pd除外（4d10)ds區(n-1)d10ns1~2(n-2)f0~14(n-2)d0~2ns2d區、ds區、f區的元素全是金屬元素；s區的元素除H外，也全是金屬元素。TiZrHfRfVNbTaDbCrMoWSgMnTcReBhFeRuOsHsCoRhIrMtNiPdPtUunCuAgAuUuuZnCdHgUubGaInTlHeBAlGeSnPbCSiAsSbBiNPSeTePoOSBrIAtFClKrXeRnNeArLiNaKRbCsFrCaSrBaRaBeMgScYLaAcH

由于第11列銅、銀、金按構造原理進行電子排布時，電子排布式中最后兩個能級的電子排布應該為(n-1)d9ns2，而事實上卻是(n-1)d10ns1，可理解為先填滿了(n-1)d能級而后填ns能級，故稱為ds區。02原子結構與元素周期表分區【思考】第11列銅、銀、金和第12列鋅、鎘、汞為什么被稱為ds區？TiZrHfRfVNbTaDbCrMoWSgMnTcReBhFeRuOsHsCoRhIrMtNiPdPtUunCuAgAuUuuZnCdHgUubGaInTlHeBAlGeSnPbCSiAsSbBiNPSeTePoOSBrIAtFClKrXeRnNeArLiNaKRbCsFrCaSrBaRaBeMgScYLaAcH02原子結構與元素周期表分區【思考】為什么處于非金屬三角區邊緣的元素常被稱為半金屬或類金屬？

由于元素金屬性和非金屬性間沒嚴格的界限，處于非金屬三角邊緣的元素既能表現出一定的金屬性、又能表現出一定的非金屬性。TiZrHfRfVNbTaDbCrMoWSgMnTcReBhFeRuOsHsCoRhIrMtNiPdPtUunCuAgAuUuuZnCdHgUubGaInTlHeBAlGeSnPbCSiAsSbBiNPSeTePoOSBrIAtFClKrXeRnNeArLiNaKRbCsFrCaSrBaRaBeMgScYLaAcH

在P區He原子最外層只有2個電子，故電子排布為2s202原子結構與元素周期表分區【思考】p區元素價電子都是ns2np1~6嗎？價電子為ns1~2的元素都在s區嗎？總結：各區價層電子排布特點分區元素位置價層電子排布s區ⅠA、ⅡAns1～2p區ⅢA～ⅦA族及0族ns2np1～6(He除外)d區ⅢB～ⅦB及Ⅷ族(n－1)d1～9ns1～2(除鈀外)ds區ⅠB、ⅡB(n－1)d10ns1～2f區鑭系及錒系元素(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2例1.已知某基態原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2，該元素在周期表中的位置和區分別是(

)A.第四周期第ⅡB族，s區B.第四周期第ⅧB族，d區C.第四周期第Ⅷ族，d區D.第四周期第Ⅷ族，ds區C課堂練習1.已知某元素+3價離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d3,該元素在周期表中的位置和區域是(

)A.第三周期第ⅥB族;p區

B.第三周期第ⅢB族;ds區C.第四周期第ⅥB族;d區

D.第四周期第ⅢB族;f區C2.價層電子排布式為5s2