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2020届人教版高二化学选修3教学案:第一章 第二节 原子结构与元素的性质含答案

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1.认识原子结构与元素周期系的关系。了解元素周期系的应用价值。

2.了解元素的电离能、电负性的含义。能应用元素的电离能说明元素的某些性质。 3.理解元素原子半径、元素的第一电离能、电负性的周期性变化。

4.了解元素的“对角线规则”,能列举实例予以说明。

细读教材记主干

1.元素的周期序数与原子结构有何关系?如何确定主族元素的主族序数? 提示:周期序数=电子层数=能层数;主族序数=最外层电子数=价电子数。 2.每一周期(第一周期除外)都是从碱金属元素开始到稀有气体元素结束,外围电子排布从 ns――→nsnp(He为 1s)。

3.各区元素原子的外围电子排布。s区:nsds区:(n-1)dns

10

1~2

1~2

1

递增

262

;p区:nsnp

21~6

;d区:(n-1)d

1~9

ns1~2;

4.同周期,同主族,元素性质的变化规律是什么? 原子半径逐渐减小

??最高正价:+1―→+7

提示:(1)同周期从左向右?金属性逐渐减弱

??非金属性逐渐增强原子半径逐渐增大??

(2)同主族从上到下?金属性逐渐增强

??非金属性逐渐减弱

5.气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。同族元素从上到下第一电离能变小,同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族与第ⅢA族、第ⅤA族与第ⅥA族之间出现反常。

6.电负性是用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小的。同周期从左到右,元素的电负性逐渐变大;同主族从上到下,元素的电负性逐渐变小。

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[新知探究]

1.元素周期系

(1)碱金属和稀有气体元素原子的价电子排布对比

周期 二 三 四 续表 周期 五 六 结论 碱金属 铷 铯 价电子排布 5s 6s 11碱金属 锂 钠 钾 价电子排布 2s 3s 4s 111稀有气体 氖 氩 氪 价电子排布 2s2p 3s3p 4s4p 262626稀有气体 氙 氡 1价电子排布 5s5p 6s6p 262626每一周期从碱金属元素开始到稀有气体元素结束,价电子排布从ns递增到nsnp,但元素周期系的周期不是单调的,每一周期里元素的数目并不总是一样多 (2)元素周期系的形成 ①形成

②原因:元素周期系的形成是由于元素的原子核外电子的排布发生周期性的重复。 ③元素周期系的周期不是单调的,每一周期里元素的数目并不一样多,而是随周期序数的递增逐渐增多;同时,金属元素的数目也逐渐增多。

2.元素周期表 (1)周期与族

①周期:具有相同的电子层数的元素按照原子序数递增的顺序排列成的一个横行。 ②族:周期表中,有18个纵行,除8、9、10三个纵行叫第Ⅷ族外,其余15个纵行每一个纵行标作一族。

(2)分区

①根据核外电子排布,可把周期表里的元素划分成5个区:s区、p区、d区、ds区、f区。除ds区外,区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级符号。

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②根据元素的金属性和非金属性。

[名师点拨]

1.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

①每一周期元素原子的外围电子排布和元素种数。

外围电子排布 周期 1 2 3 续表 外围电子排布 周期 4 5 6 7 最外层容纳的电ⅠA 4s 5s 6s 7s 1111各周期增 最外层容纳的电子ⅠA 1s 2s 3s 111元素 种类 2 8 8 0族 数 1s 2s2p 3s3p 26262加的能级 1s 2s、2p 3s、3p 2 8 8 各周期增 0族 子数 4s4p 5s5p 6s6p 262626元素 种类 18 18 32 32 加的能级 4s、3d、4p 5s、4d、5p 6s、4f、5d、6p 7s、5f、6d、7p 8 8 8 ②核外电子排布与周期划分的关系。 a.根据构造原理,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,同一能级组内,各能级能量相差较小,各能级组之间能量相差较大。

b.每一能级组对应一个周期,且该能级组中最大的能层序数等于元素的周期序数。

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(2)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稀有气体的价电子排布为1s或ns np。

③过渡元素(副族和第Ⅷ族)同一纵列原子的价层电子排布基本相同(镧系、锕系元素除外)。价电子排布为(n-1)d

1~10

2

2

6

ns1~2,ⅢB~ⅦB族元素的价电子数与族序数相同。

2.各区元素原子的价电子排布特点及化学性质 包括的元素 第ⅠA、 s区 ⅡA族 上) 素) 第ⅢA~ⅦA族、 p区 0族 随着最外层电子数目的增加,非金属性增强,金属性减弱 均为过渡金属,由于d轨d区 第ⅢB~ⅦB、Ⅷ族 (n-1)d1~91~2价电子排布 化学性质 除氢外,都是活泼金属元素(碱金属和碱土金属元ns(最后的电子填在nsnsnp(最后的电子填在np上) 21~6ns1~2[最后的电道都未充满电子,因此d轨道可以不同程度地参与化学键的形成 子填在(n-1)d上] 第ⅠB、 ds区 ⅡB族 (n-1)dns101~2[(n-1)d全均为过渡金属,d轨道已充满电子,因此d轨道一般不再参与化学键的形成 充满] 镧系元素的化学性质非常相近,锕系元素的化学性质也非常相近 f区 镧系、锕系 (n-2)f0~14(n-1)d2 0~ns 2[对点演练] 1.(2016·深圳高二检测)在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时,人们发现价电子排布相似的元素集中在一起。据此,人们将元素周期表分为五个区,并以最后填入电子的轨道能级符号作为该区的符号,如图所示。

(1)在s区中,族序数最大、原子序数最小的元素,原子的价电子的电子云形状为________。

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(2)在d区中,族序数最大、原子序数最小的元素,常见离子的电子排布式为______________,其中较稳定的是________。

(3)在ds区中,族序数最大、原子序数最小的元素,原子的价电子排布式为________。 (4)在p区中,第二周期第ⅤA族元素原子价电子排布图为______________。 (5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚,它们在________区中。

解析:(1)s区为第ⅠA族,第ⅡA族,符合条件的元素为Be,其电子排布式为1s2s,价电子的电子云形状为球形。(2)d区为第ⅢB族~第ⅦB族、第Ⅷ族,族序数最大且原子序数最小的为Fe,常见离子为Fe、Fe,电子排布式为1s2s2p3s3p3d、1s2s2p3s3p3d,由离子的电子排布式为可知Fe的3d轨道“半充满”,其稳定性强于Fe。(3)ds区符合条件的为Zn,其电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s,价电子排布式为3d4s。(4)该题中符

2

2

6

2

6

10

2

10

2

3+

2+

2+

3+

2

2

6

2

6

6

2

2

6

2

6

52

2

合题意的为N,电子排布图为:位于f区。

答案:(1)球形 (2)Fe:1s2s2p3s3p3d, Fe:1s2s2p3s3p3d Fe (3)3d4s

3+

2

2

6

2

6

5

3+

10

2

2+

2

2

6

2

6

6

。(5)铀和钚均为锕系元素,

(4) (5)f

[新知探究]

1.原子半径 (1)影响因素

(2)变化规律

??同周期,从左到右,逐渐减小原子半径?

??同主族,从上到下,逐渐增大

2.电离能 (1)电离能的概念

①第一电离能:气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能,通常用I1表示。

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2020届人教版高二化学选修3教学案:第一章 第二节 原子结构与元素的性质含答案

....1.认识原子结构与元素周期系的关系。了解元素周期系的应用价值。2.了解元素的电离能、电负性的含义。能应用元素的电离能说明元素的某些性质。3.理解元素原子半径、元素的第一电离能、电负性的周期性变化。4.了解元素的“对角线规则”,能列举实例予以说明。细读教材
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