第1章-第2節(jié)-第1課時(shí)-原子結(jié)構(gòu)與元素周期表(講義)

第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)第1課時(shí)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表學(xué)習(xí)導(dǎo)航1.了解元素周期律、元素周期系和元素周期表的關(guān)系。2.能從核外電子排布角度，解釋元素周期系的基本結(jié)構(gòu)。3.通過(guò)原子結(jié)構(gòu)和元素在周期表中的位置分析推理其他元素的位置及性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的模型認(rèn)知能力。教學(xué)過(guò)程一、元素周期律、元素周期系和元素周期表1．元素周期律：元素的性質(zhì)隨元素原子的核電荷數(shù)遞增發(fā)生周期性遞變。2．元素周期系：元素按其原子核電荷數(shù)遞增排列的序列。3．元素周期表：呈現(xiàn)周期系的表格，元素周期系只有一個(gè)，元素周期表多種多樣。4．三張有重要?dú)v史意義的周期表(1)門(mén)捷列夫周期表門(mén)捷列夫周期表又稱短式周期表，重要特征是從第四周期開(kāi)始每個(gè)周期截成兩截，第1～7族分主副族，第八族稱為過(guò)渡元素。(2)維爾納周期表維爾納周期表是特長(zhǎng)式周期表，每個(gè)周期一行，各族元素、過(guò)渡金屬、稀有氣體、鑭系和錒系，各有各的位置，同族元素上下對(duì)齊，它確定了前五個(gè)周期的元素種類。(3)玻爾元素周期表玻爾元素周期表特別重要之處是把21～28、39～46等元素用方框框起，這說(shuō)明他已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，這些框內(nèi)元素的原子新增加的電子是填入內(nèi)層軌道的，他已經(jīng)用原子結(jié)構(gòu)解釋元素周期系了，玻爾元素周期表確定了第六周期為32種元素。二、構(gòu)造原理與元素周期表1．元素周期表的基本結(jié)構(gòu)(1)周期元素種數(shù)的確定第一周期從1s1開(kāi)始，以1s2結(jié)束，只有兩種元素。其余各周期總是從ns能級(jí)開(kāi)始，以np結(jié)束，從ns能級(jí)開(kāi)始以np結(jié)束遞增的核電荷數(shù)(或電子數(shù))就等于每個(gè)周期里的元素?cái)?shù)目。周期ns～np電子數(shù)元素?cái)?shù)目一1s1～222二2s1～22p1～688三3s1～23p1～688四4s1～23d1～104p1～61818五5s1～24d1～105p1～61818六6s1～24f1～145d1～106p1～63232七7s1～25f1～146d1～107p1～63232(2)元素周期表的形成若以一個(gè)方格代表一種元素，每個(gè)周期排一個(gè)橫排，并按s、p、d、f分段，左側(cè)對(duì)齊，可得到如下元素周期表：若將p段與p段對(duì)齊，d段與d段對(duì)齊、f段單獨(dú)列出，將2s2與p段末端對(duì)齊，則得到書(shū)末的元素周期表2．元素周期表探究(1)元素周期表的結(jié)構(gòu)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(周期：7個(gè)共7個(gè)橫行\(zhòng)b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(短周期：3個(gè)第一、二、三周期,長(zhǎng)周期：4個(gè)第四、五、六、七周期)),族：16個(gè)共18個(gè)縱列\(zhòng)b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(主族：7個(gè)ⅠA～ⅦA族,副族：7個(gè)ⅢB～ⅦB族，ⅠB～ⅡB族,Ⅷ族：1個(gè)第8、9、10縱列,0族：1個(gè)稀有氣體元素))))(2)元素周期表的分區(qū)①根據(jù)核外電子的排布分區(qū)按電子排布式中最后填入電子的能級(jí)符號(hào)可將元素周期表分為s、p、d、f4個(gè)區(qū)，而ⅠB、ⅡB族這2個(gè)縱行的元素的核外電子因先填滿了(n－1)d能級(jí)而后再填充ns能級(jí)而得名ds區(qū)。5個(gè)區(qū)的位置關(guān)系如下圖所示。②根據(jù)元素的金屬性和非金屬性分區(qū)3．元素的對(duì)角線規(guī)則(1)在元素周期表中，某些主族元素與其右下方的主族元素(如圖)的有些性質(zhì)是相似的(如鋰和鎂在過(guò)量的氧氣中燃燒均生成正常氧化物，而不是過(guò)氧化物)，這種相似性被稱為“對(duì)角線規(guī)則”。(2)處于“對(duì)角線”位置的元素，它們的性質(zhì)具有相似性。實(shí)例分析：①鋰和鎂的相似性a．鋰與鎂的沸點(diǎn)較為接近：元素LiNaBeMg沸點(diǎn)/℃1341881.424671100b.鋰和鎂在氧氣中燃燒時(shí)只生成對(duì)應(yīng)的氧化物，并且Li2O和MgO與水反應(yīng)都十分緩慢。4Li＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2Li2O、2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))2MgO。c．鋰和鎂與水的反應(yīng)都十分緩慢，并且生成的氫氧化物難溶于水，附著于金屬表面阻礙反應(yīng)的進(jìn)行。d．鋰和鎂都能直接與氮?dú)夥磻?yīng)生成相應(yīng)的氮化物L(fēng)i3N和Mg3N2。e．鋰和鎂的氫氧化物在加熱時(shí)，可分解為L(zhǎng)i2O、H2O和MgO、H2O。f．在堿金屬的氟化物、碳酸鹽和磷酸鹽中，只有鋰鹽是難溶于水的，相應(yīng)的鎂鹽也難溶于水。②鈹和鋁的相似性a．鈹與鋁都可與酸、堿反應(yīng)放出氫氣，并且鈹在濃硝酸中也發(fā)生鈍化。b．二者的氧化物和氫氧化物都既能溶于強(qiáng)酸又能溶于強(qiáng)堿溶液：Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O，Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O；Be(OH)2＋2HCl=BeCl2＋2H2O，Be(OH)2＋2NaOH=Na2BeO2＋2H2O。c．二者的氧化物Al2O3和BeO的熔點(diǎn)和硬度都很高。d．BeCl2和AlCl3都是共價(jià)化合物，易升華。③硼和硅的相似性a．自然界中B與Si均以化合物的形式存在。b．B與Si的單質(zhì)都易與強(qiáng)堿反應(yīng)，且不與稀酸反應(yīng)：2B＋2KOH＋2H2O=2KBO2＋3H2↑，Si＋2KOH＋H2O=K2SiO3＋2H2↑。c．硼烷和硅烷的穩(wěn)定性都比較差，且都易水解。d．硼和硅的鹵化物的熔、沸點(diǎn)比較低，易揮發(fā)，易水解?！練w納總結(jié)】根據(jù)原子結(jié)構(gòu)特征判斷元素在元素周期表中的位置電子排布式eq\o(→,\s\up7(確定))價(jià)電子排布式eq\o(→,\s\up7(確定))課時(shí)訓(xùn)練1．3H在月球上儲(chǔ)量豐富，4H主要來(lái)源于宇宙射線的初級(jí)粒子。下列關(guān)于3H和4H的說(shuō)法正確的是A．3H的中子數(shù)為1 B．兩者的質(zhì)量數(shù)相等C．兩者為同一種核素 D．兩者互為同位素2．(C)C—NMR(核磁共振)可用于含碳化合物的結(jié)構(gòu)分析，C表示的是A．核外有13個(gè)電子，核內(nèi)有6個(gè)質(zhì)子B．核內(nèi)有6個(gè)質(zhì)子，核外有7個(gè)電子C．質(zhì)量數(shù)是13，原子序數(shù)是6，核內(nèi)有7個(gè)質(zhì)子D．質(zhì)量數(shù)是13，原子序數(shù)是6，核內(nèi)有7個(gè)中子3．考古時(shí)常利用C測(cè)定一些文物的年代。下列關(guān)于C的說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．原子序數(shù)為6 B．質(zhì)量數(shù)為14C．核外電子數(shù)為8 D．中子數(shù)為84．下列說(shuō)法正確的是①電子數(shù)相同的粒子一定是同一種元素②質(zhì)子數(shù)相同且電子數(shù)也相同的兩種粒子不可能一種是分子，另一種是離子③原子序數(shù)相同的原子是同一種原子④電子數(shù)相同的粒子不一定是同種元素⑤最外層電子數(shù)相同的元素一定位于同一主族⑥同一周期元素的原子，半徑越小越容易失去電子A．②④ B．②④⑤ C．④⑤ D．②③④5．下列說(shuō)法中正確的是A．元素周期表每一周期元素原子的最外層電子排布均是從ns1過(guò)渡到ns2np6B．元素周期表中可以把元素分成s、p、d、f四個(gè)區(qū)C．最外層電子數(shù)為8的都是稀有氣體元素的原子D．元素周期表中IIIB到IIB的10個(gè)縱行的元素都是金屬，所以稱為過(guò)渡金屬元素6．關(guān)于元素周期表的說(shuō)法正確的是A．元素周期表中有8個(gè)主族B．元素周期表中的短周期是指第一、二周期C．最外層電子數(shù)為2的元素一定位于第ⅡA族D．同周期相鄰主族的元素原子序數(shù)不一定相差17．硒(34Se)是人體必需的微量元素，它能有效提高人體免疫機(jī)能，抑制癌癥和心腦血管等疾病的發(fā)病率，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是A．硒元素位于元素周期表中第15列B．基態(tài)硒元素原子核外電子所占據(jù)的最高能級(jí)的電子云輪廓圖為啞鈴形C．硒的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的化學(xué)式為H2SeO4D．O和Se均為p區(qū)非金屬元素8．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．X和Y兩種元素為同一周期第IIA族和第IIIA族元素，若X的原子序數(shù)為x，則Y的原子序數(shù)可能為x+1，x+11，

x+25B．短周期元素Z和W組成化合物ZW3，若W的原子序數(shù)為x，Z的原子序數(shù)不可能是x+14C．短周期元素Q和M組成化合物Q2M，Q和M所在的族序數(shù)可能為VA和第VIAD．利用元素周期表中氟、氯、硫、磷附近的元素研制新型農(nóng)藥9．某微粒A的結(jié)構(gòu)示意圖為(1)若A是原子，則A的元素符號(hào)為_(kāi)____；若A是帶一個(gè)正電荷的陽(yáng)離子，則X=_____(2)若X=8，則此陰離子與(1)中帶一個(gè)正電荷的陽(yáng)離子形成一種常見(jiàn)化合物的化學(xué)式是_____。(3)1mol微粒A含有10mol電子，下列微粒各1mol，也含有10mol電子的有：_____(填序號(hào))①CH4②H2O2③HF④Al3+⑤Cl-⑥NH(4)若A的陽(yáng)離子為An+且質(zhì)量數(shù)為a，則其質(zhì)子數(shù)為_(kāi)____，中子數(shù)為_(kāi)____(用含有a，n的代數(shù)式表達(dá))10．A、B、C、D、E是前四周期的元素。A、B、C同周期，C、D同主族且原子半徑C＞D，A的原子結(jié)構(gòu)示意圖為，B是同周期第一電離能最小的元素，C的最外層有三個(gè)未成對(duì)電子，E對(duì)應(yīng)的單質(zhì)是目前用量最大的金屬?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)寫(xiě)出下列元素的符號(hào)：A___________，B___________，C___________，D___________。(2)用元素符號(hào)表示D所在周期第一電離能最大的元素是___________，電負(fù)性最大的元素是___________。(3)E原子價(jià)電子排布式是___________，E元素在周期表的位置是___________，則E元素在___________區(qū)。(4)基態(tài)D原子的價(jià)電子排布圖___________，元素D的原子最外層共有___________種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子。基態(tài)原D子電子占據(jù)最高能級(jí)的電子云輪廓圖為_(kāi)__________形。(5)A、B、C三者原子半徑由大到小的順序?yàn)開(kāi)__________(用元素符號(hào)回答)(6)某同學(xué)推斷Mg的基態(tài)原子的軌道表示式為，該同學(xué)所畫(huà)的軌道表示式違背了___________。答案解析1．D【詳解】A．3H的中子數(shù)為3-1=2，故A錯(cuò)誤；B．3H和4H的質(zhì)量數(shù)不相等，故B錯(cuò)誤；C．兩者為同一種元素的不同核素，故C錯(cuò)誤；D．兩者質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，互為同位素，故D正確；故選：D。2．D【詳解】A．的質(zhì)子數(shù)為6，所以核外電子數(shù)為6，故A錯(cuò)誤；B．的質(zhì)子數(shù)為6，所以核外電子數(shù)為6，故B錯(cuò)誤；C．的質(zhì)子數(shù)為6，質(zhì)量數(shù)為13，所以原子序數(shù)為6，故C錯(cuò)誤；D．的質(zhì)子數(shù)為6，質(zhì)量數(shù)為13，所以原子序數(shù)為6，中子數(shù)為13-6=7，故D正確；故選D。3．C【詳解】A．碳的原子序數(shù)=質(zhì)子數(shù)=6，故A正確；B．左上角為質(zhì)量數(shù)，C質(zhì)量數(shù)為14，故B正確；C．碳的原子序數(shù)為6，原子序數(shù)=核外電子數(shù)，核外電子數(shù)為6，故C錯(cuò)誤；D．質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)，C的中子數(shù)為14-6=8，故D正確；選C。4．A【詳解】①電子數(shù)相同的粒子包括陽(yáng)離子或陰離子，不一定是同種元素，①錯(cuò)誤；②質(zhì)子數(shù)相同且電子數(shù)也相同的兩種粒子可能均為陽(yáng)離子或均為陰離子或均為不帶電的中性分子，不可能一種是分子，另一種是離子，②正確；③原子序數(shù)相同的原子可能是同種元素的同位素原子，③錯(cuò)誤；④電子數(shù)相同的粒子不一定是同種元素，比如與，④正確；⑤最外層電子數(shù)相同的元素不一定位于同一主族，比如和，⑤錯(cuò)誤；⑥同一周期元素的原子，半徑越大，越容易失去電子，⑥錯(cuò)誤。答案選A。5．D【詳解】A．第一周期元素的最外層電子排布由1s1過(guò)渡到1s2，A錯(cuò)誤；B．元素周期表共分成5個(gè)區(qū)，s區(qū)(ⅠA、ⅡA)、p區(qū)(ⅢA~ⅦA、0族)、d區(qū)(ⅢB~ⅦB、Ⅷ族)、ds區(qū)(ⅠB、ⅡB)、f區(qū)(鑭系、錒系)，B錯(cuò)誤；C．最外層電子數(shù)為8的粒子可能是稀有氣體原子，也可能是離子，比如Na+、F-等，C錯(cuò)誤；D．周期表ⅢB~ⅡB稱過(guò)渡元素，又這10列均為金屬元素，所以又叫過(guò)渡金屬元素，D正確；故答案選D。6．D【詳解】A．元素周期表中有7個(gè)主族，A錯(cuò)誤；B．元素周期表中的短周期是指第一、二、三周期，B錯(cuò)誤；C．最外層電子數(shù)為2的元素不一定位于第ⅡA族，例如氦最外層有2個(gè)電子，是稀有氣體，位于0族，C錯(cuò)誤；D．同周期相鄰主族的元素原子序數(shù)不一定相差1，例如同一周期的ⅡA族和ⅢA族元素的原子序數(shù)可能相差1、11、25等，D正確；答案選D。7．A【詳解】A．硒元素位于元素周期表中第16列，故A錯(cuò)誤；B．基態(tài)硒元素原子核外電子所占據(jù)的最高能級(jí)4p的電子云輪廓圖為啞鈴形，故B正確；C．硒的最高價(jià)為+6價(jià)，硒的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的化學(xué)式為H2SeO4，故C正確；D．O和Se基態(tài)原子的電子最后排入的軌道均為p軌道，均為p區(qū)非金屬元素，故D正確；故選A。8．B【詳解】A．X和Y兩種元素為同一周期第IIA族和第IIIA族元素，X的原子序數(shù)為x，則Y位于三、四、五周期的原子序數(shù)分別為x+1，x+11，

x+25，A正確；B．短周期元素Z和W組成化合物ZW3，如PH3，W的原子序數(shù)為1，Z的原子序數(shù)為15，B錯(cuò)誤；C．短周期元素Q和M組成化合物Q2M，如N2O，Q和M所在的族序數(shù)可能為VA和第VIA，C正確；D．氟、氯、硫、磷附近的元素均是非金屬元素，可用于研制新型農(nóng)藥，D正確；答案選B。9．Ne11Na2O①③④⑥10+na-(10+n)【詳解】(1)在原子中，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)，當(dāng)x=10時(shí)，該微粒是Ne原子；若A是帶一個(gè)正電荷的陽(yáng)離子，則核內(nèi)質(zhì)子數(shù)比核外電子數(shù)多1，即為11；(2)當(dāng)x=8時(shí)，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)小于核外電子數(shù)，該粒子是氧離子，與鈉離子形成一種常見(jiàn)化合物的化學(xué)式是Na2O；(3)①C原子含有6個(gè)電子，H原子中含有1個(gè)電子，CH4共含有10個(gè)電子；②H原子中含有1個(gè)電子，O原子中含有8個(gè)電子，H2O2共含有18個(gè)電子；③H原子中含有1個(gè)電子，F(xiàn)原子含有9個(gè)電子，HF共含有10個(gè)電子；④Al原子含有13個(gè)電子，Al失去3個(gè)電子形成Al3+，Al3+含有10個(gè)電子；⑤Cl原子含有17個(gè)電子，Cl得到1個(gè)電子形成C