鲁科版高中化学选修三1.2.2核外电子排布与元素周期表、原子半径
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第2课时核外电子排布与元素周期表、原子半径[学习目标定位] 1.了解核外电子排布规律与元素周期表中周期、族划分的关系,并能解释它们之间的变化规律。
2.了解原子半径的意义及其测定方法,知道原子半径与原子核外电子排布的关系,并能解释原子半径在周期表中的变化规律。
一、核外电子排布与元素周期表1.原子核外电子排布与周期的划分(1)填写下表:(2)观察分析上表,讨论原子核外电子排布与周期划分的本质联系。
①根据能级能量的差异,可将能量相近的能级分为七个能级组,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。
②每一个能级组对应一个周期,且该能级组中最大的电子层数等于元素的周期序数。
③一个能级组最多容纳的电子数等于对应的周期所含的元素种数。
2.原子核外电子排布与族的划分(1)将下列各主族元素的价电子数、价电子排布式填入表中:(2)以第4周期副族元素为例,填写下表:(3)依据上述表格,分析讨论族的划分与原子核外电子排布的关系。
族的划分依据与原子的价电子数目和价电子排布密切相关。
①同主族元素原子的价电子排布相同,价电子全部排布在最外层的n s或n s n p轨道上。
族序数与价电子数相同。
②稀有气体的价电子排布为1s2或n s2n p6。
③过渡元素(副族和第Ⅷ族)同一纵行原子的价电子排布基本相同。
价电子排布式为(n-1)d1~10n s1~2,第ⅢB~ⅦB族的族序数与价电子数相同,第ⅠB、ⅡB族的族序数=n s轨道上的电子数,第Ⅷ族的价电子数分别为8、9、10。
3.原子核外电子排布与区的划分(1)最外层电子排布与周期表的关系①原子的电子层数=能级中最高能层序数=周期序数②主族元素原子的最外层电子数=主族元素原子的价电子数=主族序数(2)对价电子认识的误区提醒①价电子不一定是最外层电子,只有主族元素的价电子才是最外层电子。
对于过渡元素还包括部分内层电子。
②元素的价电子数不一定等于其所在族的族序数。
这只对主族元素成立,对部分过渡元素是不成立的。
第二节原子结构与元素周期表第二课时核外电子排布与元素周期表【学习目标】理解核外电子排布与周期、族的划分与周期表的分区。
【学习过程】三、核外电子排布与元素周期表1.元素周期表共有7个周期,其中有三个短周期,三个长周期和一个不完全周期。
根据鲍林看似能级图可以看出一个能级组最多所容纳的电子数等于,1-6周期所包含的元素种数分别是,第7周期为不完全周期。
周期与有关,即周期数=。
每周期具有元素的数目分别为2、8、8、18、18、32、26种。
a5FHijMqqE各能级组价电子排布规律为:一、1s1——1s2 二、2s1——2s22p6 三、3s1——3s23p6四、4s1 ——4s24p6 五、5s1 ——5s25p6 六、6s1——6s26p6七、7s1——?2.元素周期表共有18个纵列,元素周期表可分为主族、副族和0族:族的划分与原子的和密切相关,同族元素的价电子数目。
主族元素的价电子全部排布在最外层的___或______轨道上,主族元素所在族的序数等于该元素的数。
0族即稀有气体元素(除氦元素外> 原子的最外层电子排布均为___________。
副族元素<包括d区和ds区的元素)介于s区元素<主要是金属元素)和p区<主要是非金属元素)之间,处于由金属元素向非金属元素过渡的区域,因此把副族元素又称为过渡元素。
a5FHijMqqE四、核外电子排布与元素周期表的分区:1.s区有个纵列,d区有个纵列,P区有个纵列;从元素的价电子层结构可以看出,s区、d区、ds区的元素在发生化学反应时容易最外层电子及倒数第二层的d电子,呈现,所以s区、d区、ds区都是。
a5FHijMqqE2. S区元素价电子特征排布为,价电子数等于族序数。
d区元素价电子排布特征为;价电子总数等于副族序数;ds区元素特征电子排布为,价电子总数等于所在的列序数;p区元素特征电子排布为;价电子总数等于主族序数。
a5FHijMqqE【典题解悟】例 1. 对于第n能层,若它作为原子的最外层,则容纳的电子数最多与n—1层的相同,当它作为次外层,则其容纳的电子数比n+1层上电子最多能多10个,则第n层为< )a5FHijMqqEA、L能层B、M能层C、N层D、任意层解读:原子的最外层最多容纳的电子数为8,根据题意可知n—1层最多容纳的电子数也为8,则n—1层是L能层,n层是M能层。
第2课时核外电子排布与元素周期表、原子半径[学习目标定位] 1.了解核外电子排布规律与元素周期表中周期、族划分的关系,并能解释它们之间的变化规律。
2.了解原子半径的意义及其测定方法,知道原子半径与原子核外电子排布的关系,并能解释原子半径在周期表中的变化规律。
一、核外电子排布与元素周期表1.原子核外电子排布与周期的划分(1)填写下表:周期价电子排布最外层最多容纳电子数各周期增加能级元素种数ⅠA族0族1 1s11s2 2 1s 22 2s12s22p68 2s、2p 83 3s13s23p68 3s、3p 84 4s14s24p68 4s、3d、4p 185 5s15s25p68 5s、4d、5p 186 6s16s26p68 6s、4f、5d、6p 327 7s17s27p68 7s、5f、6d、7p 32(2)观察分析上表,讨论原子核外电子排布与周期划分的本质联系。
①根据能级能量的差异,可将能量相近的能级分为七个能级组,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。
②每一个能级组对应一个周期,且该能级组中最大的电子层数等于元素的周期序数。
③一个能级组最多容纳的电子数等于对应的周期所含的元素种数。
2.原子核外电子排布与族的划分(1)将下列各主族元素的价电子数、价电子排布式填入表中:族数ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA 价电子排布式n s1n s2n s2n p1n s2n p2n s2n p3n s2n p4n s2n p5列数 1 2 13 14 15 16 17 价电子数 1 2 3 4 5 6 7(2)以第4周期副族元素为例,填写下表:副族元素21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 29Cu 30Zn族数ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅠBⅡB价电子3d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d104s13d104s2排布式价电子数目 3 4 5 6 7(3)依据上述表格,分析讨论族的划分与原子核外电子排布的关系。
高中化学学习材料唐玲出品第2课时核外电子排布与元素周期表、原子半径学习目标 1.掌握原子的核外电子排布与元素周期表中周期、族的划分的内在联系。
2.知道原子半径与原子的核外电子排布的关系及在周期表中的变化规律。
1.参阅课本P14图1-2-7鲍林近似能级图,简单地写成7个能级组:________,________,________,____________,____________,________________,________________。
2.原子核外电子排布与元素周期表中周期划分的本质联系:一个能级组最多所能容纳的电子数等于________________________________,1~6周期所包含的元素种数分别是________________,第7周期为不完全周期。
周期与________________有关,即周期序数=____________。
3.族的划分与原子的____________和____________密切相关,同族元素原子的价电子数目________。
主族元素原子的价电子全部排布在最外层的________或______轨道上,并且主族元素所在族的序数=该元素原子的______________。
对于过渡元素的原子,价电子排布为________________________________。
而且ⅢB~ⅦB族元素原子的价电子数目仍然与族序数________。
4.由于原子并不是一个具有明确“边界”的实体,人们便假定原子是一个______体,并采用________的方法来测定它的半径。
5.同周期中,除稀有气体元素外,随着原子序数的增大,元素的原子半径自左到右逐渐减小,原因是增加电子产生的________________________小于核电荷增加导致的_____。
同主族元素,随着原子序数的逐渐增大,原子半径自上而下逐渐________,因为电子层的增加,使核电荷数增加对电子所施加的影响处于次要地位,____________________占了主要地位。
知能巩固提升一、选择题1.在元素周期表中,原子最外电子层只有2个电子的元素是( )A.一定是金属元素B.一定是稀有气体元素C.一定是过渡元素D.无法判断是哪一类元素2.某元素位于周期表中第4周期ⅤA族,则该元素的名称和价电子排布式均正确的是( )A.砷,4s24p3B.溴,4s24p5C.磷,4s24p3D.锑,5s25p33.具有下列电子排布式的原子中,半径最大的是( )A.1s22s22p63s23p3B.1s22s22p3C.1s22s22p5D.1s22s22p63s23p44.具有下列结构的原子,一定是主族元素的是( )①最外层有3个电子的元素②最外层电子排布为ns2的原子③最外层有3个未成对电子的原子④次外层没有未成对电子的原子A.①②B.②③C.③④D.①③5.(2012·衡水高二检测)元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示:已知Y元素原子的价电子排布为ns(n-1)np(n+1),则下列说法不正确的是( )A.Y元素原子的价电子排布为4s24p4B.Y元素在周期表的第3周期ⅥA族C.X元素所在周期中所含非金属元素最多D.Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p36.具有相同电子层结构的三种微粒A n+、B n-和C,下列分析正确的是( )A.原子序数关系:C>B>AB.微粒半径关系:r(B n-)<r(A n+)C.微粒C是稀有气体元素的原子D.原子半径关系是:r(A)<r(B)<r(C)7.(2012·青岛高二检测)下列判断正确的是( )A.元素周期表是按相对原子质量由小到大排列的表格B.元素周期表的每一周期都是从碱金属开始,以稀有气体结束C.周期表中下一周期的元素一定比上一周期的元素种类多D.元素周期表中的列为族,行为周期8.第35号元素在周期表中的位置是( )A.第5周期、ⅥA族B.第4周期、ⅥA族C.第5周期、ⅣA族D.第4周期、ⅦA族9.根据所学的电子排布规律及周期表判断,同周期的ⅡA和ⅢA元素的原子序数差不可能是( )A.1B.11C.25D.810.若A2+与B n-的电子层结构相同,且2个A原子与3个B原子的电子总数相等,则下列说法正确的是( )A.B为硫元素B.B元素原子的电子排布式为1s22s22p3C.A元素原子的价电子排布式为3s2D.A、B都是非金属元素二、非选择题11.(2012·潍坊高二检测)元素周期表是学习和研究化学的重要工具,下图是元素周期表的一部分,据图回答下列问题:(1)可从表中查得氟原子的相对原子质量是_______________;(2)从周期表中,可以判断出元素间的本质区别是_______(填编号);A.质子数B.中子数C.电子数(3)最外层电子数也称价电子数,对非金属元素可确定最高化合价和最低化合价:①画出7号元素原子的核外电子排布__________;②7号元素的最低化合价与氢元素形成化合物的化学式是____________。
12.写出下列原子在基态时的价电子排布,并判断上述各元素在周期表中的位置。
(1)17Cl________,第_______周期,______________族;(2)26Fe_________,第________周期,_______________族;(3)32Ge_________,第________周期,_________________族。
13.有A、B、C、D、E 5种元素,它们的核电荷数依次增大,且都小于20。
其中C、E是金属元素;A和E属同一族,它们原子的最外层电子排布为ns1。
B和D 也属同一族,它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍,C原子最外层上电子数等于D原子最外层上电子数的一半。
请回答下列问题:(1)A是____________(填元素名称,下同);B是_______________;C是________________;D是________________;E是________________。
(2)写出C元素基态原子的电子排布式____________________________。
(3)写出D元素原子的轨道表示式________________________________。
答案解析1.【解析】选D。
最外电子层只有2个电子的元素有可能是2号元素,也有可能是第ⅡA族元素,还有可能是副族元素。
所以无法判断具体是哪一种元素。
【互动探究】(1)过渡元素是副族元素吗?提示:过渡元素包括副族元素和Ⅷ族元素,因此过渡元素比副族元素所包含的范围更为广泛。
(2)由上题判断“元素的最外层电子数=族序数”对吗?提示:由上题分析可知,对于主族元素来说,最外层电子数=价电子数=主族序数,但是对于副族元素来说,虽然价电子数=族序数,但是最外层电子数不一定等于价电子数,因此最外层电子数不一定等于族序数。
2.【解析】选A。
由于该元素为主族元素,价电子数=主族序数,故价电子数为5,排除B项,又因周期数=电子层数,排除D,由元素在周期表中的位置可知:元素的价电子排布为4s24p3,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,为33号元素砷,故A项正确。
3.【思路点拨】解答本题时要注意以下两点:(1)电子层数越多,原子半径越大;(2)电子层数相同时,质子数越多半径越小。
【解析】选A。
电子层数越多元素原子半径越大,当电子层数相同时,核电荷数越多半径越小。
4.【解析】选D。
在元素周期表中,只有p区元素的最外层电子数可为3~8个,则最外层有3个电子的元素一定是主族元素,①正确;最外层电子排布为ns2的原子除第ⅡA族外,还有0族的氦以及部分过渡元素,②错误;最外层有3个未成对电子的原子,其最外层有5个电子,一定是主族元素,③正确;次外层没有未成对电子的原子包括全部主族元素、0族元素等,④错误。
5.【思路点拨】解答本题应注意以下两点:(1)若p轨道上有电子,s轨道上的电子数为2;(2)主族元素的价电子数等于主族序数。
【解析】选A。
因为Y元素原子的价电子排布中出现了np能级,故其ns能级已经排满且只能为2个电子,则n-1=2,n=3,即Y元素原子的价电子排布为3s23p4,故A项错误,B项正确。
Y为硫元素,X为氟元素,第2周期所含非金属元素最多,故C项正确。
Z为砷元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,D项正确。
6.【解析】选C。
设C的原子序数为Z,则A的原子序数为Z+n,B的原子序数则为Z-n,则原子序数大小顺序为A>C>B,A项错误;因A n+和B n-具有相同的电子层结构,阴离子半径大于阳离子半径,即r(B n-)>r(A n+),B项错误;A n+、B n-都应具有稀有气体元素原子的电子层结构,C的电子层结构与A n+、B n-相同,所以C必为稀有气体元素的原子;B、C为同一周期的元素,而A应处于B、C 的下一周期,故A的原子半径应大于B,且稀有气体的原子半径一般不与其他元素比较,故C项正确,D项错误。
7.【解析】选D。
A项,元素周期表是按原子序数递增的顺序排列的,而不是以相对原子质量递增的顺序排列的;B项,第1周期从氢元素开始;C项,如第2周期和第3周期元素种类均为8种,第4周期和第5周期元素种类均为18种。
8.【解析】选D。
第35号元素的价电子排布式为4s24p5,故为第4周期、ⅦA 族。
【方法技巧】元素在周期表中位置的确定方法1.由基态原子的价电子排布式给元素定位。
(1)主族元素:该元素的周期数=价电子的电子层序数(n);该元素的族序数=价电子总数。
(2)0族元素:0族元素价电子排布为ns2np6(He为1s2)。
0族元素的周期数=电子层数(n)。
(3)副族元素:副族元素的周期数=价电子的最大电子层数(n)。
2.根据原子序数以0族为基准给元素定位。
用原子序数—稀有气体原子序数(相近且小)=元素的纵行数,第1,2纵行为ⅠA、ⅡA族,第3~7纵行为ⅢB族~ⅦB族,第8~10纵行为第Ⅷ族,第11,12纵行为ⅠB族、ⅡB族,第13~17纵行为ⅢA族~ⅦA族。
该元素的周期数=稀有气体元素的周期数+1。
9.【解析】选D。
解法1:周期表中第2、3周期的ⅡA和ⅢA之间的原子序数差是1,第4、5周期的ⅡA和ⅢA之间的原子序数差是11,第6、7周期的ⅡA和ⅢA之间的原子序数差是25。
解法2:由于同周期的ⅡA和ⅢA对应的族序数是一个偶数族,一个奇数族。
利用奇偶法,族序数差不可能为偶数,也可判断出只有D不可能。
10.【解析】选C。
设A、B元素的原子序数分别为x、y,则2x=3y。
A2+与B n-电子层结构相同,则x-2=y+n,所以y=2n+4;讨论:当n=1时,y=6(不符合题意);n=2时,y=8,则B n-为O2-;n=3时,y=10(不符合题意)。
故B为氧(O)元素,A为镁(Mg)元素,A项错误。
Mg是金属元素,D项错误。
11.【思路点拨】解答本题注意以下三点:(1)根据元素周期表中信息,即可查出氟元素的相对原子质量;(2)根据不同的元素的质子数的关系完成;(3)①根据在原子中核外电子排布规律完成;②根据7号元素的最外层电子数分析其化合价并书写化学式即可。
【解析】(1)根据元素周期表中信息,即可查出氟元素的相对原子质量等于19;(2)不同元素的本质区别是质子数或核电荷数不同;(3)①根据在原子中核外电子排布规律可知,7号原子核外电子排布规律是第一层有2个电子,第二层有5个电子;②根据7号元素的最外层电子数为5,易得到3个电子而形成8个电子的稳定结构,可知其最低的负价是-3价,而氢元素的化合价一般为+1价,所以7号元素的最低化合价与氢元素形成化合物的化学式为NH3。
答案:(1)19 (2)A (3) ②NH312.【解析】分别写出电子排布式,由电子排布式书写价电子排布,并判断它们在周期表中的位置。
答案:(1)3s23p5 3 ⅦA(2)3d64s2 4 Ⅷ(3)4s24p2 4 ⅣA13.【解析】A和E属同一族,它们原子最外层电子排布为ns1,C、E是金属元素可知A为氢元素,E为钠或钾元素;B和D元素s能级电子数为2,所以它们的p能级电子数是4,是ⅥA族元素,B是氧元素,D是硫元素,C是铝元素,E为钾元素。
答案:(1)氢氧铝硫钾(2)1s22s22p63s23p1(3)[Ne]。