2018_2019版高中化学第1章原子结构第2节原子结构与元素周期表第2课时学案鲁科版选修3.doc
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1、1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:价电子排布周期A 族 0 族最外层最多容纳电子数各周期增加能级元素种数1 1s1 1s2 2 1s 22 2s1 2s22p6 8 2s、2p 83 3s1 3s23p6 8 3s、3p 84 4s1 4s24p6 8 4s、3d、4p 185 5s1 5s25p6
2、 8 5s、4d、5p 186 6s1 6s26p6 8 6s、4f、5d、6p 327 7s17s、5f、6d(未完)未完2(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。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。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。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 A A A A A A A价电子排布式 ns1 ns2 ns2np1 ns2np
3、2 ns2np3 ns2np4 ns2np5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 B B B B B B B价电子排布式 3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d104s1 3d104s2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。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。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 ns或 ns
4、np轨道上。族序数与价电子数相同。稀有气体的价电子排布为 1s2或 ns2np6。过渡元素(副族和第族)同一纵行原子的价电子排布基本相同。价电子排布式为( n1)d110 ns12 ,第BB 族的族序数与价电子数相同,第B、B 族的族序数 ns轨道上的电子数,第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分区 族数 价电子排布s区 A、A、He ns12p区 A0 族(He 除外) ns2np16d区 B (n1)d 19 ns12ds区 B、B (n1)d 10ns12f区 B (n2)f 014 (n1)d 02 ns231最外层电子排布与周期表的关系原子的电子层数能级中
5、最高能层序数周期序数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。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。同一族元素的价电子排布不一定相同,如过渡元素中的镧系元素和锕系元素就不相同,在第族中部分元素的价电子排布也不相同。例 1 价电子排布式为 5s25p3的元素是( )A第 5周期A 族 B51 号元素C非金属元素 DTe答案 B解析 5s 25p3,5指的是电子层数,即属于第 5周期,价电子指的是最外层电子数,主族元素
6、所在族序数等于最外层电子数,即属于第A 族元素,属于主族元素,又因为最后一个电子填充在 p能级上,属于 p区,按照核外电子排布的规律,推出此元素是锑(Sb),B 正确。例 2 按电子排布,可以把周期表中的元素划分为 5个区,以下元素属于 p区的是( )AFe BMg CBr DCu答案 C解析 Fe 的外围电子排布式为 3d64s2,属于 d区元素,A 错误;Mg 的外围电子排布式为3s2,属于 s区元素,B 错误;Br 的外围电子排布式为 4s24p5,属于 p区元素,C 正确;Cu的外围电子排布式为 3d104s1,属于 ds区元素,D 错误。二、核外电子排布与原子半径1由于原子并不是一个
7、具有明确“边界”的实体,人们便假定原子是一个球体,并采用统计的方法来测定它的半径。2微粒半径大小的判断方法规律(1)同周期元素的原子半径、最高价阳离子半径、最低价阴离子半径:随着核电荷数增多,都依次减小(稀有气体除外)。(2)同主族元素的原子半径、相同价态阳离子半径和阴离子半径:随着核电荷数增多,都依次增大。(3)核外电子排布(即电子层结构)相同的离子半径:随核电荷数增多,半径依次减小。4(4)同种元素形成的粒子半径:阳离子NaLi BNa Mg2 Al3CMg 2 Na F DCl F F答案 C解析 同主族,由上到下微粒半径逐渐增大,A 项正确;核外电子排布相同的微粒,核电荷数越大,微粒半
8、径越小,B 项正确;C 项应该为 F Na Mg2 ;D 项可引入 Cl,顺序为Cl ClF F,正确。例 4 已知短周期元素的离子 aA2 、 bB 、 cC3 、 dD 都具有相同的电子层结构,则下列叙述正确的是( )A原子半径:ABDCB原子序数: dcbaC离子半径:C 3 D B A2D单质的还原性:ABDC答案 C解析 aA2 、 bB 、 cC3 、 dD 都是短周期元素的离子,电子层结构相同,其在周期表中的相对位置关系可表示为 cC3 dDbB aA2 因而四种元素的原子序数由大到小的顺序为 abdc;元素原子半径的大小顺序为 r(B)r(A)r(C)r(D);电子层结构相同的
9、离子,阴离子半径必大于阳离子半径,且带负电荷越多半径越大,阳离子带正电荷越多半径越小,故离子半径由大到小的顺序为 r(C3 )r(D )r(B )r(A2 );单质中同周期的 A、B 为金属,A 原子序数大于 B,故还原性应为 BA,同周期非金属元素 C、D,C 的原子序数小于 D,C 的还原性应大于 D。5易错警示(1)同周期从左到右元素的离子半径并不是逐渐减小。同周期元素阳离子半径(或阴离子半径)从左到右逐渐减小,而阴离子半径大于阳离子半径。(2)并不是电子层数越多,原子半径越大,如锂原子半径大于氯原子半径。(3)比较微粒半径,首先分析是哪种微粒,是原子还是(阴、阳)离子,然后再比较电子层
10、数和电子数。1价电子排布式为 5s25p1的元素,位于周期表中( )A第 4周期A 族 B第 5周期A 族C第 5周期A 族 D第 4周期A 族答案 B解析 电子层数周期数,价电子数主族元素的族序数,所以该元素位于第 5周期A 族。2具有以下结构的原子,一定属于主族元素的是( )A最外层有 1个电子的原子B最外层电子排布式为 ns2的原子C最外层有 3个未成对电子的原子D次外层无未成对电子的原子答案 C解析 原子最外层有一个电子的原子可能是A 族、B 族(如 Cr:3d 54s1)、B 族(如Cu:3d 104s1)元素的原子,不一定是主族元素,A 项不正确;最外层电子排布式为 ns2的原子有
11、 He,A 族、BB 族、B 族元素的原子,B 项不正确;原子最外层有 3个未成对电子的元素,其原子最外层有 5个电子,一定是主族元素,C 项正确;原子次外层无未成对电子的有:全部主族元素、0 族元素、B 和B 族元素,D 项不正确。3具有下列电子排布式的原子中,半径最大的是( )A1s 22s22p63s23p3 B1s 22s22p36C1s 22s22p5 D1s 22s22p63s23p4答案 A解析 由核外电子排布知识可知 A为磷原子,B 为氮原子,C 为氟原子,D 为硫原子。根据同周期从左到右原子半径逐渐减小,同主族由上到下原子半径逐渐增大,故原子半径最大的是磷原子。4某元素的最外
12、层电子数为 2,价电子数为 5,并且是同族中原子序数最小的元素,关于该元素的判断错误的是( )A电子排布式为 1s22s22p63s23p63d34s2B该元素为 VC该元素为A 族元素D该元素位于 d区答案 C解析 该元素的最外层电子数为 2,并且为同族元素中原子序数最小的,所以该元素为第 2周期或第 4周期元素。又因其价电子数最外层电子数,可推出该元素并不是第 2周期元素,应为第 4周期元素,价电子排布式为 3d34s2,故为 23号元素 V,d 区元素。5完成下列小题。(1)填表:原子电子排布式 族 周期 区1s 22s22p63s2Kr4d 105s25p2Ar3d 14s2(2)某元
13、素 M2 的 3d轨道上有 5个电子,试推出:M 原子的核外电子排布式为_。M 原子的最外层和最高能级组中电子数分别为_、_。M 元素在元素周期表中的位置为第_周期_族。答案 (1)A 3 s A 5 p B 4 d(2)1s 22s22p63s23p63d54s2 2 7 4 B解析 (2)因 M2 的 3d未充满,4p 轨道肯定无电子。该元素原子失电子时,应先失 4s电子再失 3d电子,故 M的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s2。M 原子最外层有 2个电子,即 4s2,最高能级组为(4s、3d、4p),共有 7个电子。元素周期的划分是以能级组的划分为内在依据,元素
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