2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 專題2 原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì) 第二單元 第1課時 原子核外電子排布的周期性學(xué)案 蘇教版選修3.docx

第1課時原子核外電子排布的周期性學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1.熟知原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系，進(jìn)一步熟悉元素周期表的結(jié)構(gòu)。2.能夠從原子結(jié)構(gòu)的角度認(rèn)識元素周期表中區(qū)的劃分。一原子結(jié)構(gòu)與元素周期表的關(guān)系1原子核外電子排布與周期的劃分(1)填寫下表周期外圍電子排布各周期增加的軌道類型元素種數(shù)A族0族最外層最多容納電子數(shù)11s11s221s222s12s22p682s、2p833s13s23p683s、3p844s14s24p684s、3d、4p1855s15s25p685s、4d、5p1866s16s26p686s、4f、5d、6p3277s187s、5f、6d(未完)(未完)(2)觀察分析上表，討論原子核外電子排布與周期劃分的關(guān)系？元素周期表的形成過程隨著元素原子的核電荷數(shù)的遞增，每到出現(xiàn)堿金屬，就開始建立一個新的電子層，隨后最外層上的電子數(shù)逐漸增多，最后達(dá)到8個電子，出現(xiàn)稀有氣體；形成一個周期，循環(huán)往復(fù)形成周期表。元素周期表形成的原因：元素原子核外電子排布的周期性變化。元素周期表中周期所含元素種類的變化規(guī)律：由于隨著核電荷數(shù)的遞增，電子在軌道里的填充順序遵循構(gòu)造原理；元素周期表的周期不是單調(diào)的；每一周期里元素的數(shù)目并不總是一樣多，而是隨周期序號的遞增逐漸增多，同時，金屬元素的數(shù)目也逐漸增多。可以把元素周期表的周期發(fā)展形象地比喻成螺殼上的螺旋。2原子核外電子排布與族的劃分(1)將下列各主族元素的價電子數(shù)、外圍電子排布式填入表中。族數(shù)AAAAAAA外圍電子排布式ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5列數(shù)121314151617價電子數(shù)1234567(2)以第4周期副族元素為例，填寫下表副族元素21Sc22Ti23V24Cr25Mn29Cu30Zn族數(shù)BBBBBBB外圍電子排布式3d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d104s13d104s2價電子數(shù)目34567(3)依據(jù)上述表格，討論族的劃分與原子核外電子排布的關(guān)系？族的劃分依據(jù)是原子的外圍電子排布同主族元素原子的外圍電子排布完全相同，外圍電子全部排布在ns或nsnp軌道上。價電子數(shù)與族序數(shù)相同。稀有氣體的外圍電子排布為1s2或ns2np6。過渡元素(副族和族)同一縱行原子的外圍電子排布基本相同。外圍電子排布為(n1)d110ns12，BB族的外圍電子數(shù)與族序數(shù)相同，第B、B族和第族不相同。歸納總結(jié)活學(xué)活用1某元素位于周期表中第4周期A族，則該元素的名稱和價電子排布式均正確的是()A砷，4s24p3B溴，4s24p5C磷，4s24p3D銻，5s25p3答案A解析由于該元素為主族元素，價電子數(shù)主族序數(shù)，故價電子數(shù)為5，排除B項(xiàng)。又因周期數(shù)電子層數(shù)，排除D。由元素在周期表中的位置可知：元素的價電子排布式為4s24p3，電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3，為33號元素砷，故A項(xiàng)正確。2某元素的原子序數(shù)為29，試問：(1)此元素原子的電子總數(shù)是_個。(2)它有_個電子層，有_個能級。(3)它的外圍電子排布式是_。(4)它屬于第_周期第_族。(5)它有_個未成對電子。答案(1)29(2)47(3)3d104s1(4)4B(5)1解析解答該題需掌握原子核外電子排布與元素周期表的關(guān)系和原子核外電子排布的規(guī)律。根據(jù)核外電子排布原理，該元素的電子排布式應(yīng)為1s22s22p63s23p63d104s1，共有29個電子，故為Cu元素。從核外電子排布式中可以得出n4，有四個電子層，所以為第4周期元素，外圍電子排布為3d104s1，所以在B族。外圍電子的軌道表示式為，所以有1個未成對電子。二元素周期表的分區(qū)1按電子排布式中最后填入電子的能級符號可將元素周期表分為s、p、d、f4個區(qū)，而B、B族這2個縱行的元素的核外電子因先填滿了(n1)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)系如下圖所示。2各區(qū)元素的外圍電子排布特點(diǎn)分區(qū)元素分布外圍電子排布式元素性質(zhì)特點(diǎn)s區(qū)A族、A族ns12除氫外都是活潑金屬元素p區(qū)A族A族、0族ns2np16最外層電子參與反應(yīng)d區(qū)B族B族、族(n1)d19ns12d軌道不同程度地參與化學(xué)鍵的形成ds區(qū)B族、B族(n1)d10ns12金屬元素歸納總結(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：電子排布式外圍電子排布式活學(xué)活用3已知某元素3價離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，該元素在周期表中的位置是()A第3周期族，p區(qū)B第3周期B族，ds區(qū)C第4周期族，d區(qū)D第4周期B族，f區(qū)答案C解析3價離子的核外有23個電子，則原子核外有26個電子，26號元素是鐵，位于第4周期族，位于d區(qū)。4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A族元素B原子的外圍電子排布為(n1)d68ns2的元素一定是副族元素C基態(tài)原子的p軌道上半充滿的元素一定位于p區(qū)D基態(tài)原子的外圍電子排布為(n1)dxnsy的元素的族序數(shù)一定為xy答案C解析基態(tài)原子的N層上只有一個電子的元素，是A族元素，也可能為鉻元素或者銅元素，A錯誤；原子的外圍電子排布為(n1)d68ns2的元素是族元素，不是副族元素，B錯誤；基態(tài)原子的p軌道上半充滿的元素的基態(tài)原子價電子排布式為ns2np3，則一定屬于p區(qū)元素，C正確；基態(tài)原子的外圍電子排布為(n1)dxnsy的元素的族序數(shù)可能為xy(xy7)、可能為第族(10xy>7)、還可能為y(x10)，D錯誤。核外電子排布與元素周期表的關(guān)系當(dāng)堂檢測1下列說法不正確的是()A元素原子的核外電子排布呈現(xiàn)周期性變化是形成元素周期表的根本原因B周期序號越大，該周期所含金屬元素越多C所有區(qū)的名稱均來自按構(gòu)造原理最后填入電子的能級符號D周期表共18個縱列，可分為7個主族7個副族，1個族，1個0族答案C解析除ds區(qū)外，區(qū)的名稱均來自按構(gòu)造原理最后填入電子的能級符號。2某元素的最外層電子數(shù)為2，價電子數(shù)為5，并且是同族中原子序數(shù)最小的元素，關(guān)于該元素的判斷錯誤的是()A電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2B該元素為VC該元素為A族元素D該元素位于d區(qū)答案C解析該元素的最外層電子數(shù)為2，并且為同族元素中原子序數(shù)最小的，所以該元素為第2周期或第4周期元素。又因其價電子數(shù)最外層電子數(shù)，可推出該元素并不是第2周期元素，應(yīng)為第4周期元素，外圍電子排布式為3d34s2，故為23號元素V，d區(qū)元素。3某元素基態(tài)原子的最外層電子排布式為ns2，該元素()A一定是A族元素B一定是金屬元素C不是A族元素就是副族元素D可能是金屬元素也可能是非金屬元素答案D解析由于最外層電子排布式為ns2，則該元素可能是He元素、第A族元素或是過渡金屬元素，所以綜合起來講，可能是金屬元素也可能是非金屬元素，答案選D。4有A、B、C、D四種元素。其中A為第4周期元素，與D可形成原子個數(shù)比為11和12的化合物，其焰色反應(yīng)透過藍(lán)色鈷玻璃觀察呈紫色；B為第4周期d區(qū)元素，最高化合價為7；C和B是同周期的元素，具有相同的最高化合價；D的外圍電子排布式為nsnnpn2。(1)試寫出四種元素的元素符號：A_、B_、C_、D_。(2)按原子半徑由大到小排列：_。答案(1)KMnBrO(2)K>Mn>Br>O解析由B為第4周期d區(qū)元素，最高化合價為7可推出B是錳元素；C和B是同周期的元素，具有相同的最高化合價，則C是溴元素；D的外圍電子排布式為nsnnpn2，D是氧元素；A與D可形成原子個數(shù)比為11和12的化合物，A是鉀元素。40分鐘課時作業(yè)基礎(chǔ)過關(guān)一、原子核外電子層結(jié)構(gòu)1根據(jù)中學(xué)化學(xué)教材所附元素周期表判斷，下列敘述不正確的是()AK層電子為奇數(shù)的所有元素所在族的序數(shù)與該元素原子的K層電子數(shù)相等BL層電子為奇數(shù)的所有元素所在族的序數(shù)與該元素原子的L層電子數(shù)相等CL層電子為偶數(shù)的所有主族元素所在族的序數(shù)與該元素原子的L層電子數(shù)相等DM層電子為奇數(shù)的所有主族元素所在族的序數(shù)與該元素原子的M層電子數(shù)相等答案C解析本題考查的是原子核外電子的排布規(guī)律與族序數(shù)的關(guān)系。依據(jù)題意：“K層電子數(shù)為奇數(shù)”、“L層電子數(shù)為奇數(shù)”說明K、L層必然為最外層，所容納的電子數(shù)等于族序數(shù)?！癓層電子數(shù)為偶數(shù)”不能確定L層是否為最外層，所以也就不能確定族序數(shù)。則選項(xiàng)C不正確。M層電子為奇數(shù)的主族元素，M層一定是最外層，所在族的序數(shù)與該元素原子的M層電子數(shù)相等，D項(xiàng)對。2X、Y、Z三種元素的原子，其最外層電子排布分別為ns1、3s23p1和2s22p4，由這三種元素組成的化合物的化學(xué)式可能是()AXYZ2BX2YZ3CX2YZ2DXYZ3答案A3在原子的第n電子層中，當(dāng)n為最外層時，最多容納電子數(shù)與(n1)層相等，當(dāng)n為次外層時，其最多容納的電子數(shù)比(n1)層最多容納電子數(shù)多10，則n層是()AN層BM層CL層DK層答案B解析從題意可知：當(dāng)n為最外層時其次外層電子數(shù)為8；當(dāng)n為次外層時，其最多容納電子數(shù)為18個。則該電子層是M層。二、元素周期表的結(jié)構(gòu)與區(qū)的劃分4已知某元素的2價離子的電子排布式為1s22s22p63s23p6，則該元素在周期表中的位置正確的是()A第3周期A族，p區(qū)B第4周期B族，s區(qū)C第4周期族，d區(qū)D第4周期A族，s區(qū)答案D解析該元素為Ca，處于第4周期A族，s區(qū)。5下列說法正確的是()A第A族元素最不活潑B過渡元素就是副族元素C第A族元素即為第十四縱行D第A族元素所含元素種類最多答案C6元素周期表的第7周期稱為不完全周期，若將來發(fā)現(xiàn)的元素把第7周期全排滿，則下列推論錯誤的可能性最大的是()A該周期的元素都是放射性元素B該周期的元素，原子序數(shù)最大為118C該周期的A族元素是金屬元素D該周期的A族的元素的氫氧化物具有兩性答案D解析第A從上到下金屬性逐漸增強(qiáng)，其氫氧化物不可能具有兩性。7下列各表中的數(shù)字代表的是元素的原子序數(shù)。表中數(shù)字所對應(yīng)的元素與它們在周期表中的位置相符的是()答案D解析根據(jù)同主族原子序數(shù)差值判斷。三、元素的“位構(gòu)性”之間的關(guān)系8下表是元素周期表的一部分，有關(guān)說法正確的是()AAAAAAA2cd3abefAe的氫化物比d的氫化物穩(wěn)定Ba、b、e三種元素的原子半徑：e>b>aC六種元素中，c元素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)最活潑Dc、e、f的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的酸性依次增強(qiáng)答案D解析a、b、c、d、e、f分別是鈉、鎂、碳、氧、硫、氯。同一主族，氫化物的穩(wěn)定性由上到下遞減，H2O(d)的穩(wěn)定性比H2S(e)強(qiáng)；同一周期原子半徑從左到右遞減，a、b、e三種元素的原子半徑a>b>e；六種元素中最活潑的金屬是Na(a)，最活潑的非金屬是氧(d)。則選項(xiàng)A、B、C均不正確。9短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相對位置如右圖所示，其中T所處的周期序數(shù)與族序數(shù)相等。下列判斷不正確的是()A最簡單氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性：R>QB最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性：Q<WC原子半徑：T>Q>RD含T的鹽溶液一定顯酸性答案D解析T應(yīng)為Al、Q為Si、W為S、R為N，NH3的穩(wěn)定性大于H2S、H2SiO3酸性小于HClO4。AlCl3溶液顯酸性，而NaAlO2溶液顯堿性。10右圖是元素周期表短周期的一部分，若A原子最外層的電子數(shù)比次外層的電子數(shù)少3，則下列說法中正確的是()AD與C不能形成化合物BD的最高正價與B的最高正價相等CA、B、C的最高價氧化物對應(yīng)的水化物酸性強(qiáng)弱的關(guān)系是C>B>AD原子半徑的大小順序是C>B>A>D答案C解析A為P、B為S、C為Cl、D為O。A項(xiàng)O和Cl可形成Cl2O7；原子半徑：P>S>Cl>O。能力提升11X、Y、Z是第AA族的三種非金屬元素，它們在元素周期表中的位置如右圖所示，試回答下列問題。(1)X元素單質(zhì)的化學(xué)式是_。(2)Y元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖是_，Y與Na所形成化合物的電子式為_。(3)Z元素的名稱是_，從元素原子得失電子的角度看，Z元素具有_性；若從Z元素在元素周期表中所處位置看，它具有這種性質(zhì)的原因是_，其外圍電子排布式為_。答案(1)F2(2)(3)砷兩Z位于元素周期表中金屬元素與非金屬元素交界線附近4s24p3解析在元素周期表中，非金屬元素位于元素周期表中右上方，三種元素均為非金屬元素，必位于第A、A、A三個主族，則可認(rèn)定X必為氟元素，Y為硫元素，Z為砷元素。12假定元素周期表是有限的，根據(jù)已知的元素周期表的某些事實(shí)和理論可歸納出一些假說。(1)已知元素周期表中的各周期可容納的元素種類如下：周期1234567元素種類28818183232人們預(yù)測元素周期表第8周期將來也會排滿，那么該周期排滿后的元素種類是_。A18B32C50D無法判斷(2)根據(jù)每個周期最后一種金屬元素出現(xiàn)的族序數(shù)，預(yù)測周期表中原子序數(shù)最大的金屬元素將在第_周期_族(注：把0族看作A族，下同)。周期表中元素在填滿第_周期后將結(jié)束。(3)根據(jù)周期表中每個周期非金屬元素的種數(shù)(把稀有氣體元素看為非金屬元素)，預(yù)測周期表中應(yīng)該有_種非金屬元素，還有_種未發(fā)現(xiàn)。未發(fā)現(xiàn)的非金屬元素處于第_周期_族。答案(1)C(2)8A8(3)2317A解析(1)由已知可歸納出周期為1、2、3、4、5、6、7，元素種數(shù)212、222、232、242，據(jù)此預(yù)測第8周期元素種數(shù)為25250(種)。(2)觀察周期表可知：第6周期倒數(shù)第三種元素為金屬元素，第7周期倒數(shù)第二種元素為金屬元素，第8周期倒數(shù)第一種元素為金屬元素。(3)前六周期非金屬元素種數(shù)分別為2、6、5、4、3、2種，則可類推第7、8周期非金屬元素種數(shù)分別為1種、0種。共計23種，第7周期未填滿，有1種非金屬元素未發(fā)現(xiàn)，將處在A族。13下表為元素周期表的一部分，其中的編號代表對應(yīng)的元素。請回答下列問題：(1)表中屬于d區(qū)的元素是_(填編號)。(2)表中元素的6個原子與元素的6個原子形成的某種環(huán)狀物名稱為_。(3)某元素的特征電子排布式為nsnnpn1，該元素原子的核外最外層電子數(shù)為_。(4)某些不同族元素的性質(zhì)也有一定的相似性，如上表中元素與元素的氫氧化物有相似的性質(zhì)。請寫出元素的氫氧化物與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式_。答案(1)(2)苯(3)5(4)Be(OH)22NaOH=Na2BeO22H2O解析(1)屬于d區(qū)元素。(2)元素是氫元素，元素是碳元素，依題意，形成的環(huán)狀物是苯。(3)從nsnnpn1可知，n2，該元素為N元素，最外層電子數(shù)為5。(4)是Al，是Be，依對角線規(guī)則，兩元素性質(zhì)相似，仿照Al(OH)3和堿反應(yīng)的化學(xué)方程式寫出Be(OH)2與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式。拓展探究14已知元素周期表中共有18縱行，如圖實(shí)線表示元素周期表的邊界。按電子排布，可把周期表里的元素劃分為幾個區(qū)：s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)等。除ds區(qū)外，其他區(qū)的名稱來自按構(gòu)造原理最后填入的電子的能級符號。(1)請在圖中用實(shí)線畫出s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)的邊界線，并分別用陰影和表示d區(qū)和ds區(qū)。(2)有的同學(xué)受這種劃分的啟發(fā)，認(rèn)為d區(qū)內(nèi)6、7縱行的部分元素可以排在另一區(qū)，你認(rèn)為應(yīng)排在_區(qū)。(3)請在元素周期表中用元素符號標(biāo)出4s軌道半充滿的元素。(4)請利用電子排布的相關(guān)知識解釋Fe3比Fe2穩(wěn)定的原因：_。(5)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不斷有新的元素被發(fā)現(xiàn)。若把第7周期排滿，則元素周期表共可以排布_種元素。答案(1)如圖(2)ds(3)見上圖(4)Fe的外圍電子排布為3d64s2，F(xiàn)e2為3d6，F(xiàn)e3為3d5，依據(jù)“能量相同的軌道處于全空、全充滿和半充滿時能量最低”的原則，3d5處于半充滿狀態(tài)，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，故Fe3比Fe2穩(wěn)定(5)118解析(1)正確理解題意，明確按構(gòu)造原理分區(qū)的含義即可，注意把握關(guān)鍵信息“最后填入的電子的能級符號”。(2)ds區(qū)外圍電子排布為(n1)d10ns1和(n1)d10ns2，而d區(qū)內(nèi)6縱行外圍電子排布為(n1)d54s1,7縱行外圍電子排布為(n1)d54s2，因此類比可以放在ds區(qū)。(3)4s軌道半充滿，即為4s1，根據(jù)構(gòu)造原理和能量最低原理、洪特規(guī)則，該元素原子的電子排布式可能為1s22s22p63s23p64s1(K)或1s22s22p63s23p63d54s1(Cr)或1s22s22p63s23p63d104s1(Cu)，分別標(biāo)在元素周期表中相應(yīng)位置即可。(4)Fe外圍電子排布為3d64s2，F(xiàn)e2為3d6，F(xiàn)e3為3d5，F(xiàn)e3為半充滿狀態(tài)較穩(wěn)定。(5)根據(jù)0族元素原子序數(shù)知，第7周期排滿，其0族元素的原子序數(shù)應(yīng)為28818183232118。