《原子结构与元素周期表》PPT课件(鲁科版选修3).ppt

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1、第二节 原子结构与元素周期表,一、基态原子的核外电子排布,1、电子优先排布在能量低的电子层里，先排满K层，再排L层。2、每个电子层最多容纳的电子数为2n2（n为电子层数）。3、最外层电子数不超过8个（K为2个），次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。,（一低四不超）,上述规律相互制约，相互联系,？,？,？,内容回顾：,比较下列轨道能量的高低, , ,= =,?,1、原子核外电子的排布所遵循的原理：,（1）、能量最低原理 电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道,一、基态原子的核外电子排布,基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序,1、原子核外电子的排布所遵循的原理：,一、基态原子的核

2、外电子排布,（2）、泡利不相容原理 每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子,【交流研讨】C：最外层的p能级上有三个规道可能写出的基态C原子最外层p能级上两个电子的可能排布：,1、原子核外电子的排布所遵循的原理：,一、基态原子的核外电子排布,（3）、洪特规则 在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同,据此可表示核外电子排布：P11、P12,2、1936号元素的基态原子的核外电子排布,【活动探究】,尝试写出1936号元素KKr的原子的核外电子排布式。,钾K：1s22s22p63s23p64s1； 钙Ca：1s22s22p63s23p64s2；铬Cr：1s22s22p63s

3、23p63d54s1；铁Fe：1s22s22p63s23p63d64s2；钴Co：1s22s22p63s23p63d74s2；铜Cu：1s22s22p63s23p63d104s1；锌Zn：1s22s22p63s23p63d104s2；溴Br：1s22s22p63s23p63d104s24p5； 氪Kr：1s22s22p63s23p63d104s24p6,对于能量相同的轨道(同一电子亚层)，当电子排布处于全满（s2、p6、d10、f14）、半满（s1、p3、d5、f7）、全空（s0、p0、d0、f0）时比较稳定，整个体系的能量最低。,洪特规则的特例：,3、价电子：,过渡金属元素的价电子：,与化学

4、性质密切相关的外层原子轨道上的电子,主族元素的价电子：最外层电子,外围电子包括d能级和s能级,因此随核电荷数递增，基态原子的电子按如下顺序填入核外电子运动轨道：1S，2S，2P，3S，3P，4S，3d ，4P。其中，S、P、d 分别有 1、3 、5个轨道，每个轨道只能容纳两个自旋方向相反的电子，当原子最外层的轨道能量相同时，最后几个电子的排布要符合洪特规则。 当出现d 轨道时，电子按ns、(n-1)d、np 顺序排布，这样的排布方式使体系的能量最低，这一规律叫“能级交错”,小结：1、电子在原子轨道上的排布顺序,小结：2、基态原子的核外电子排布三大原则,能量最低原则：核外电子的排布要使整个原子的

5、能量最低，以形成稳定结构。泡利不相容原理：一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，并且这两个电子的自旋方向必须相反。洪特规则： 对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，应尽可能的分占不同的轨道并且自旋方向相同。,小结：3、原子核外电子排布的表示方法,电子排布式：用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数；为了避免电子排布式过于繁琐，可以把内层电子达到稀有气体结构的部分以相应稀有气体元素符号外加方括号表示。如：Na:1s22s22p63s1 或 Na:Ne3s1。其中24Cr：1s22s22p63s23p63d54s1 和 29Cu：1s22s22p63s23p63d104s1符合洪特规则

6、中的半满、全满状态。,作业：1、写出118号元素原子的电子排布式和价电子排布式,作业格式:元素符号 电子排布式 价电子排布式 H 1S1 1S1 He 1S2 1S2 Li 1S22S1 或 He2S1 2S1,2、背诵136号元素原子的元素名称和对应原子序数,知识回顾：元素周期表的结构,展示电子排布的周期表,交流研讨请根据136号元素原子的电子排布，参照鲍林近似能级图，尝试分析原子中电子排布与元素周期表中周期划分的内在联系。,1.周期的划分与什么有关？2.每一周期中所能容纳的元素种数与什么有关？3.周期序数与什么有关？,二、1、核外电子排布与周期的划分,1）除第一周期外, 各周期均以填充 s

7、 轨道的元素开始, 并以填充满p 轨道的元素告终.（第一周期除外）,2）周期元素数目=相应能级组中原子轨道所 能容纳的电子总数,3）元素所在周期的判断：周期数=电子层数,练习书写20号钙原子、24号铬原子、29号铜原子和35号溴原子的价电子排布。,Ca 4s2 Cr 3d54s1 Cu 3d104s1 Br 4s24p5,讨论1.主族元素原子的价电子排布与过渡元素原子的价电子排布有什么区别？2.同一主族元素原子的价电子排布有什么特点？主族序数与什么有关？3.同一族过渡元素原子的价电子排布有什么特点？其族序数与什么有关？,1）外围电子结构相同,2）元素所在族的判断：,主族元素：主族序数=外围电子

8、数=最外层电子数,副族元素：以外围（n-1）d+ns的电子总数判断,A、电子总数为37，BBB、电子总数为810，C、电子总数为1112，B和B,2、核外电子排布与族的划分,规律:由元素的价电子结构判断.1.nsX n 周期 XA 族 2.ns2npX n 周期 (2+X)A 族 3.(n-1)dXnsY n 周期(X+Y)B 族 (X+Y7) X+Y7时为n 周期VIII族4.(n-1)d10nsX n 周期XB 族,练习:写出下列价电子结构所对应的周期表的位置 A. 4s24p5 B. 3d54s1 C. 4d105s2 D. 5s1 E. 3d74s2 F. 6s26p6 G. 1s2,

9、核外电子排布与区的划分,选讲,1S2,1S2,按照电子排布，可把周期表的元素划分为5个区：s区、d区、ds区、p区、f区。,划分区的依据是什么？ s区、d区、ds区、p区分别有几个纵列？,【想一想】,依据外围电子的排布特征，看最后一个电子填充的轨道类型。,最后1个电子填充在 轨道上，价电子的构型是 或 ，位于周期表的 侧，包括 和 族，它们都是 ，容易失去电子形成 或 价离子。,s区元素,ns,ns1,ns2,左,A,A,活泼金属,+1,+2,最后1个电子填充在 轨道上，价电子构型是 ，位于周期表 侧， 包括 族元素。大部分为 元素。,区元素,np,ns2np16,右,AA、零族,非金属,s区

10、和p区的共同特点是：最后1个电子都排布在 ，除零族外，最外层电子的总数等于该元素的 。除零族外，s区和p区的元素都是主族元素。,最外层,族序数,它们的价层电子构型是 ，最后1个电子基本都是填充在 轨道上，位于长周期的中部。这些元素都是 ，常有可变化合价，为过渡元素。它包括 族元素。,d区元素,(n1)d19ns2,(n1)d,金属,B,价层电子构型是 ，即次外层d轨道是 的，最外层轨道上有12个电子。它们既不同于s区，也不同于d区，称为ds区，它包括 族，处于周期表d区和p区之间。它们都是 ，也属过渡元素。,ds区元素,(n1)d10ns12,充满,B和B,金属,最后1个电子填充在f轨道上，价

11、电子构型是：（n2）f 014ns2,或(n 2)f 014、(n1)d 02ns2，它包括镧系和锕系元素（各有14种元素）。,f区元素,A、A族,A零族,B族,B、B族,镧系和锕系,ns1、ns2,ns2np16,(n1)d19ns2,(n1)d10ns12,（n2）f014ns2,各区元素特点：,活泼金属,大多为非金属,过渡元素,过渡元素,小结,过渡元素,例题某元素原子共有3个价电子，其中一个价电子的四个量子数为n3， l2， m2， ms+1/2。试回答：（1）写出该元素原子核外电子排布式。（2）指出该元素的原子序数，在周期表中所处的分区、周期数和族序数，是金属还是非金属以及最高正化合价

12、。,答案: 核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2原子序数为21, 处于周期表中的d区第4周期 B族，是金属元素，最高正价为3.,作业,1、教材第19页第4题、20页第8题；2、看书复习巩固、预习。,三.核外电子排布与原子半径,1.原子半径的概念 假定原子是一个实心球体,用统计方法测定的半径.2.原子半径的测定常用法: 固体密度(d)-1摩尔原子的体积(Vm)-一个原子体积(V)按球的体积公式求半径(r),原子半径的几种形式(见书P17图1-2-9),(1)共价半径. 按分子中两原子核间距离是两原子的半径和进行测定的数据.(常用数据)(2)金属半径 由金属晶体中原子之间最短

13、距离计算而得.(3)范德华半径 由分子晶体中原子之间最短距离计算而得.由图可知:一般有下列关系: 范得华半径金属半径共价半径,【分析图1-2-10主族元素的原子半径变化示意图】1.观察同一周期元素原子半径的变化.2.观察同一主族元素原子半径的变化.,1.同一周期主族元素原子半径从左到右逐渐变小,而且减小的趋势越来越弱。这是因为每增加一个电子，核电荷相应增加一个正电荷，正电荷数增大，对外层电子的吸引力增大，使外层的电子更靠近原子核，所以同一周期除了稀有气体外原子半径是逐渐减小的。但由于增加的电子都在同一层，电子之间也产生了相互排斥，就使得核电荷对电子的吸引力有所减弱。所以半径变化的趋势越来越小,

14、归纳小结,2.同一主族元素原子半径从上而下逐渐变小。这是因为没增加一个电子层，就使得核电荷对外层的电子的吸引力变小，而距离增加得更大，所以导致核对外层电子的吸引作用处于次要地位，原子半径当然逐渐变小。,1. 下列离子中，半径最大的是（ ）A、O2- B、S2- C、Mg2+ D、Cl-,B,2. 下列有关多电子原子的叙述中，正确的是（ ）A. 在一个多电子原子中，不可能有两个运动状态完全相同的电子B. 在一个多电子原子中，不可能有两个能量相同的电子C. 在一个多电子原子中，N层上的电子能量肯定比M层上的电子能量高D. 某一多电子原子的3p亚层上仅有两个电子，它们必然自旋相反,A,A、B、C、D是短周期元素，A元素的最高价氧化物的水化物与它的气态氢化物反应得到离子化合物，1mol该化合物含有42mol电子，B原子的最外层电子排布式为nsnnp2n。C、D两原子的最外层电子数分别是内层电子数的一半。C元素是植物生长的营养元素之一。试写出：（1）A、B元素形成的酸酐的化学式 。（2）D元素的单质与水反应的化学方程式 。（3）A、C元素气态氢化物的稳定性大小： （用分子式表示。）*（4）A、B、C、D四种元素中电负性最大的是 (用元素符号表示,下同),第一电离能最小的是 。,