資源簡介

(共26張PPT)
1.2.2 核外電子排布與元素周期表
核心素養目標
1.宏觀辨識與微觀探析：
能從原子的微觀層面，即核外電子排布的角度，理解元素性質與原子結構的關系，進而對元素周期表的結構和元素性質的周期性變化進行宏觀辨識。
2.證據推理與模型認知：
通過對核外電子排布規律的實驗數據、元素周期表中元素性質遞變規律等證據的分析，建立核外電子分層排布模型、元素周期表模型，利用這些模型理解和解釋元素的性質及變化。
3.科學態度與社會責任：
認識到元素周期表和核外電子排布知識對化學科學發展及實際生產生活的重要意義，培養嚴謹認真的科學態度。
學習重難點
學習重點
1.核外電子的排布規律，包括電子層的劃分、各電子層最多容納電子數的規律、最外層電子數的限制等，這是理解元素周期表結構和元素性質周期性變化的基礎。
2.元素周期表的結構，如周期的劃分、族的分類及特點，以及元素在周期表中的位置與原子結構的關系，掌握這些有助于利用周期表進行元素性質的預測和研究。
3. 元素性質的周期性變化與核外電子排布的關系。
學習難點
核外電子排布規律的理解和應用。
新課導入
在我們生活的這個豐富多彩的世界里，各種物質的性質千差萬別。從堅硬的金屬到柔軟的非金屬，從活潑的金屬鈉到相對穩定的稀有氣體氦。大家有沒有想過，為什么不同元素會有如此不同的性質呢？其實，這背后隱藏著一個關鍵因素 —— 原子的核外電子排布。今天，就讓我們一起深入探索核外電子排布與元素周期表的奧秘，看看原子內部的電子是如何 “安排” 自己的位置，從而決定元素的性質，并構建起我們化學學習中重要的元素周期表大廈的
核外電子排布與周期的劃分
PART 01
1.元素周期表的結構
7個周期
（7橫行）
短周期
長周期
第一周期
第二周期
第三周期
第四周期
第五周期
第六周期
第七周期
2 種元素
8 種元素
8 種元素
18 種元素
18 種元素
32 種元素
32 種元素
周期序數 = 電子層數(能層數)
1.元素周期表的結構
（18縱行）
16個族
7個主族
8個副族
零族
ⅠA , ⅡA , ⅢA , ⅣA ,ⅤA , ⅥA , ⅦA
8、9、10三個縱行
稀有氣體元素
He Ne Ar Kr Xe Rn Og
主族序數=最外層電子數=最高正化合價數
（O、F除外）
ⅠB , ⅡB , ⅢB , ⅣB ,ⅤB , ⅥB , ⅦB,ⅦI
1.元素周期表的結構
如圖是元素周期表的輪廓圖。請觀察此圖分析討論原子的核外電子排布與元素周期表中周期、族的劃分有什么內在聯系。
1s
2.核外電子排布與周期的劃分
鮑林近似能級圖
將能量相近的原子軌道歸為一組，所得到的能級組按照能量從低到高的順序與與元素周期表中的7個周期相對應。不同能級組之間的能量差較大，同一能級組內能級之間的能量差較小。
化學家曾嘗試建立核外電子排布、原子軌道能級與元素周期表之間的關系，以便從能量的角度解釋元素性質呈現周期性變化的原因。
2.核外電子排布與周期的劃分
1s1
2s1
3s1
4s1
1s2
2s2
3s2
4s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
4p6
2s2
2p1
2s2
2p2
2s2
2p3
2s2
2p4
2s2
2p5
3s2
3p1
3s2
3p2
3s2
3p3
3s2
3p4
3s2
3p5
4s2
4p1
4s2
4p2
4s2
4p3
4s2
4p4
4s2
4p5
3d1
4s2
3d2
4s2
3d3
4s2
3d5
4s1
3d5
4s2
3d6
4s2
3d7
4s2
3d8
4s2
3d10
4s1
3d10
4s2
進一步研究表明，通常只有最外能級組的電子才有可能參與化學反應，最外能級組中那些有可能參與化學反應的電子稱為價電子。
一般情況下，主族元素原子的價電子只包括最外層電子；過渡元素原子的價電子除最外層電子外，還包括次外層的部分電子，甚至倒數第三層的電子。
2.核外電子排布與周期的劃分
根據鮑林近似能級圖，分析原子核外電子排布與元素周期表中周期劃分的內在聯系
第七能級組
第六能級組
第五能級組
第四能級組
第三能級組
第二能級組
第一能級組
第七周期
第六周期
第五周期
第四周期
第三周期
第二周期
第一周期
包含32種元素
包含32種元素
包含18種元素
包含18種元素
包含8種元素
包含8種元素
包含2種元素
2.核外電子排布與周期的劃分
（1）隨著原子序數的遞增，元素原子的價電子排布呈周期性的變化：每隔一定數目的元素，元素原子的價電子排布重復出現從ns1到ns2np6的周期性變化。
1s1
2s1
3s1
4s1
1s2
2s2
3s2
4s2
2s2
2p6
3s2
3p6
4s2
4p6
2s2
2p1
2s2
2p2
2s2
2p3
2s2
2p4
2s2
2p5
3s2
3p1
3s2
3p2
3s2
3p3
3s2
3p4
3s2
3p5
4s2
4p1
4s2
4p2
4s2
4p3
4s2
4p4
4s2
4p5
3d1
4s2
3d2
4s2
3d3
4s2
3d5
4s1
3d5
4s2
3d6
4s2
3d7
4s2
3d8
4s2
3d10
4s1
3d10
4s2
（2）原子核外電子排布與元素周期表中周期劃分的本質聯系：7個能級組分別對應7個周期；能級組最多容納電子數=對應周期所包含的元素種數。
核外電子排布與族的劃分
PART 02
1.核外電子排布與族的劃分
ⅠA 原子 序數 周期 基態原子的電子排布 價層電子
排布
鋰 3 二
鈉 11 三
鉀 19 四
銣 37 五
銫 55 六
2s1
6s1
4s1
5s1
3s1
ⅡA 原子 序數 周期 基態原子的電子排布 價層電子
排布
鈹 4 二
鎂 12 三
鈣 20 四
鍶 38 五
鋇 56 六
2s2
6s2
4s2
5s2
3s2
[He]2s1
[Ne]3s1
[Ar]4s1
[Kr]5s1
[Xe]6s1
[He]2s2
[Ne]3s2
[Ar]4s2
[Kr]5s2
[Xe]6s2
1.核外電子排布與族的劃分
族 按族分類 價電子排布式 價電子數 特點
IA~IIA
IIIA~VIIA IIIB~VIIB
IB~IIB
VIII
0
主族
副族（鑭系、錒系除外）
ns1~2
ns2np1~5
(n-1)d1~5ns1~2
(n-1)d10ns1~2
1~2
3~7
3~7
11~12
族序數=最外層電子數=價電子數
族序數=價電子數
族序數=最外層ns軌道上的電子數
VIII族
0族
(n-1)d6~10ns0~2
1s2或ns2np6(n≥2)
8、9、10
2或8
VIII族第1列元素的價電子數=族序數
為原子軌道全充滿的穩定結構
核外電子排布與元素周期表的劃分
PART 03
1.核外電子排布與元素周期表的劃分
人們將元素周期表分為5個區，并以最后填入電子的軌道能級符號作為該區的符號如圖：
p
f
d
s
s
p
s
d
p
f
s
d
p
d
s
p
p
s
s
1.核外電子排布與元素周期表的劃分
（1）s區和p區包括所有主族元素和0族元素；d區、ds區和f區元素組成過渡元素，均為金屬元素。（2）s區除氫元素外，其余都是較活潑的金屬元素（堿金屬元素和堿土金屬元素）。除氫元素外，所有的非金屬元素都在P區。（3）IIIB族的元素可能屬于d區，也可能屬于f區。
ⅠA 0
ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
s 區
p 區
ds 區
d 區
f 區
由基態原子的價電子排布式判斷元素位置
PART 04
1.由基態原子的價電子排布式判斷元素位置
（1）主族元素
價電子排布式為ns1(IA族)、ns2(IIA族)、ns2np1~5(IIIA族~VIIA族)。
位置
周期：
周期序數=電子層數
族：
族序數=價電子數=最外層電子數
（2）0族元素
價電子排布式為ns2np6(He為1s2)，周期序數=電子層數。
例如：某主族元素的價電子排布式為5s25p3，則該元素在元素周期表中位于第五周期VA族。
1.由基態原子的價電子排布式判斷元素位置
（3）副族元素
價電子排布式
IB族：
(n-1)d10ns1
IIB族：
IIIB族~VB族（鑭系、錒系除外）、VIIB族：
VIB族：
(n-1)d10ns2
(n-1)dxns2(Nb除外)
(n-1)d5ns1(鎢除外，W的價電子排布式為5d46s2)
位置
周期：
周期序數=電子層數
族：
族序數=最外層電子數
IB、IIB：
IIIB~VIIB：
族序數=價電子數
1.由基態原子的價電子排布式判斷元素位置
（4）VII族
價電子排布式為(n-1)dxns0~2，價電子總數為8/9或10。
位置
周期：
周期序數=電子層數
族：
VIII
Pd除外，46Pd:[Kr]4d10，電子層數是4，但Pd位于第5周期。
因其價電子排布為4d55s1,故應位于元素周期表中的d區。
例：某元素的價電子排布式為4d55s1,該元素位于周期表中的哪一區
隨堂訓練
1.下列關于價層電子排布為3s23p4的粒子描述正確的是（ ）
A.該元素在元素周期表中位于p區
B.它的核外電子排布式為[Ne]3s23p4
C.該元素為氧元素
D.其軌道表示式為
A
隨堂訓練
3.下列關于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的價層電子排布特點的有關敘述正確的是（ ）
A.Cu位于元素周期表中第四周期第ⅠB族，屬于ds區元素
B.O的基態原子中，2p能級為半充滿，屬于p區元素
C.最外層電子排布式為4s1，一定屬于第ⅠA族
D.最外層電子排布式為ns2np1，該元素可能是第ⅢA族或第ⅢB族
A
隨堂訓練
3.下列說法正確的是（ ）
A.所有金屬元素都分布在d區和ds區
B.最外層電子數為2的元素都分布在s區
C.元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10個縱列的元素都是金屬元素
D.基態原子的p能級上半充滿的元素不一定位于p區
C
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