2018-2019学年鲁科版高中化学选修3：第2节第2课时核外电子排布与元素周期表学案（含答案）

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1、第 2 课时 核外电子排布与元素周期表、原子半径1.了解核外电子的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。 （重点）2.了解原子半径的具体意义及其测定方法，并能够解释原子半径的周期性变化规律。（难点）3.了解元素周期表的应用价值。核外电子排布与元素周期表基础初探教材整理 1 核外电子排布与周期的划分1.周期与能级组、原子轨道的对应关系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7个 能 级 组 分 别 对 应 7个 周 期能 级 组 最 多 容 纳 电 子 数 等 于 本 周 期 所 包 含 元 素 的 种 数3周期数与电子层数的关系周期数最外层电子所在轨

2、道的主量子数。(1)周期序数电子层数对应能级组数。()(2)同一能级组内能级之间的能量差较小，而相邻能级组之间的能量差较大。()(3)原子的最外层电子排布为 3d14s2，该元素位于第四周期。()教材整理 2 核外电子排布与族的划分1划分依据取决于原子的价电子数目和价电子排布。2特点同族元素的价电子数目和价电子排布相同。3规律(1) (2) (3)稀有气体价电子排布： ns2np6(He 除外)。(1)主族元素的价电子数全部排布在最外层的 ns 轨道上。()(2)主族序数该元素原子价电子数。()(3)同一副族不同元素原子价电子排布完全相同。()(4)0 族元素很稳定，化合价常为 0，故其价电子

3、也为 0。()合作探究探究背景不同元素在周期表中有固定的位置，而且每一周期所包含元素种类可能不同。探究问题1如何确定主族元素在周期表中的位置？【提示】 首先由元素的原子序数，写出该元素原子结构的电子排布式或价电子排布式，再依据下列方法确定周期序数和族序数。(1)元素原子的电子层数周期数。(2)主族元素原子的价电子数该元素在周期表中的族序数。2同属长周期的 4、5、6 周期所包含的元素种类数分别为 18、18、32，并解释其原因。【提示】 18、18、32。据鲍林近似能级图，第 4、5 周期元素包含的能级为 ns、 np、( n1)d，共有 9 个原子轨道，最多容纳 18 个电子，对应两周期中各

4、 18 种元素；而第 6 周期元素能级除 ns、 np 和(n1)d 外，还有( n2)f，故多出 7 个原子轨道即 14 个电子，对应多出 14 种元素。核心突破1核外电子排布与周期的划分(1)每一周期元素原子的价电子排布和元素种数的关系价电子排布周期 A 族 0 族 最外层最多容纳电子数对应能级组 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 8 5s、4d、5p 186 6s1 6s26p6 86s、4f、5d、6p 327 7s

5、1 87s、5f、6d(未完)26(未完)(2)核外电子排布与周期划分的关系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。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。2核外电子排布与族的划分(1)价电子排布与族序数之间的关系价电子排布与族序数之间的关系可以按照下列方法进行判断：按电子填充顺序，由最后一个电子所进入轨道的情况确定，具体情况如下：进入 ns(ns12 ，1s 除外)为A 族、A 族。进入 npa.np1 5为 A族 A族b.np6为 0族 元 素 )进入( n1)da.（ n 1）

6、d1 5为 B族 B族 族 数 （ n 1） d ns电 子 数b.（ n 1） d6 8（ Pd、 Pt除 外 ） 为 族c.（ n 1） d10为 B族 、 B族 族 数 ns的 电 子 数 )进入( n2)f B 族a.4f镧 系 元 素b.5f锕 系 元 素 (2)有关规律由上可知：主族元素的最外层电子数，即价电子数，为其族序数；副族元素中BB 族元素价电子数为其族序数；稀有气体单独列为 0 族。题组冲关题 组 核 外 电 子 排 布 与 周 期 和 族 的 划 分1下列说法中，正确的是( )A周期表中的主族元素都是非金属元素B周期表中的主族元素都是金属元素C周期表中的非金属元素都位于

7、短周期D周期表中的过渡元素都是金属元素【解析】 第A 族都是金属元素，A 错；第A 族元素都是非金属元素，B 错；A、A、A 族的非金属元素，长、短周期都有，C 错；D 符合题意。【答案】 D2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【解析】 原子最外电子层只有 2 个电子的元素如 He、Mg、Fe 等，看来无法判断是哪一类元素。【答案】 D3价电子排布为 5s25p1的元素，在周期表中的位置是( )A第 4 周期第A 族 B第 5 周期第A 族C第 5 周期第A 族 D第 4 周期第A 族【解析

8、】 n5，故应位于第 5 周期；价电子中有 p 电子，该元素属于主族元素；价电子数是 3，属于第A 族。【答案】 B4(1)砷原子的最外层电子排布式是 4s24p3，在元素周期表中，砷元素位于第_周期_族；最高价氧化物的化学式为_，砷酸钠的化学式是_。(2)已知下列元素在周期表中的位置，写出它们价电子排布式和元素符号：第 4 周期B 族_；第 5 周期A 族_。【解析】 (1)砷原子最外层电子排布式是 4s24p3，可知砷原子有 4 个电子层，价电子数为 5，由电子层数周期序数可知，砷元素在第 4 周期，由主族序数价电子数最高正价可知，砷元素位于A 族，最高价氧化物为 As2O5，砷酸钠的化学

9、式为 Na3AsO4。(2)根据元素在周期表中的位置与核外电子排布的关系分析。【答案】 (1)4 A As 2O5 Na 3AsO4 (2)3d 24s2 Ti 5s 25p5 I【规律方法】 (1)由元素价电子排布式可推知其在周期表中的位置及化合价。即：周期序数电子层数；主族序数价电子数(最外层电子数)最高化合价；主族序数8最低化合价。(2)由元素在周期表中的位置可推知其价电子排布式。核 外 电 子 排 布 与 原 子 半 径基础初探教材整理 原子半径大小的影响因素和变化规律1影响因素2变化规律(1)主族元素(2)过渡元素：同一周期自左到右原子半径逐渐减小，但变化幅度不大。(1)原子半径就是

10、最外层电子到原子核的实际距离。()(2)同周期从左到右，原子半径逐渐增大。()(3)同主族元素从上而下，原子半径递增的主要因素是随核外电子增多，其排斥作用增大。()(4)同周期的过渡元素，自左至右原子半径一定减小。()合作探究不同周期主族元素原子半径的探究探究问题1电子层数越多，原子半径越大，对吗？【提示】 不对。如 r(Li) r(Cl)。2如何比较相邻周期不同主族的两种元素原子的半径？【提示】 找出其中一种元素的同主族元素作为参照物进行比较，如比较 A、B 的原子半径，可引入 C 元素 ，可得出原子半径大小顺序为 ACB。BA C核心突破判断微粒半径大小的规律(1)同周期，从左到右，原子半

11、径依次减小。(2)同主族，从上到下，原子或同价态离子半径均增大。(3)阳离子半径小于对应的原子半径，阴离子半径大于对应的原子半径，如 r(Na ) r(Na)， r(S) r(S2 )。(4)电子层结构相同的离子，随核电荷数增大，离子半径减小，如 r(N3 ) r(O2 ) r(F ) r(Na ) r(Mg2 ) r(Al3 )， r(S2 ) r(Cl ) r(K ) r(Ca2 )。(5)不同价态的同种元素的离子，核外电子多的半径大，如 r(Fe2 ) r(Fe3 )， r(Cu ) r(Cu2 )。题组冲关题 组 核 外 电 子 排 布 与 原 子 半 径1下列微粒半径大小比较正确的是

12、( )ANa Mg 2 Al 3 O 2BS 2 Cl Na Al 3CNaMgAlSiDCsRbKNa【解析】 A 中四种离子核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小；B 中 S2 与Cl ，Na 与 Al3 的核外电子排布分别相同，S 2 和 Cl 比 Na 和 Al3 多一个电子层，微粒半径大；C 中微粒电子层数相同，核电荷数越大，半径越小，应为 NaMgAlSi；D 中微粒为同一主族，电子层数越多，原子半径越大，应为 CsRbKNa。【答案】 B2下列微粒半径依次增大的是( )A同一主族元素随着原子序数的递增B同一周期的元素随着原子序数的递增CNa 、Mg 2 、Al 3 、F DP、

13、S、S 2 、Cl 【解析】 依据比较微粒半径大小的规律进行分析，同一主族，随着原子序数的递增，原子的电子层数依次增加，原子半径依次增大，A 项正确；同一周期，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，B 项错误；C 项中各微粒的电子层结构相同，核电荷数越大，半径越小，故半径 F 最大，Al 3 最小，C 项错误；D 项中的微粒半径 PS，S 2 Cl ，D 项错误。【答案】 A3已知 118 号元素的离子 aW3 、 bX 、 cY2 、 dZ 都具有相同的电子层结构，下列关系正确的是( )A质子数： cdB离子的还原性：Y 2 HZD原子半径：XW【解析】 因四种离子的电子层结构相同，所以质子

14、数 a、 b、 c、 d 的大小关系应为abdc，所以氢化物稳定性应为 HZH2Y，离子的还原性 Y2 Z 。【答案】 D4下列原子和离子：Ca 2 、Br 、Mg 2 ，其半径由小到大的顺序是_；在同一周期中，元素的原子半径一般随原子序数的增大而_，这是因为_。【解析】 可找参照离子 Sr2 ，Br 与 Sr2 电子层结构相同，原子序数 BrSr，根据径大序小的规律判定 Br 半径大于 Sr2 半径；Mg 2 、Ca 2 、Sr 2 是同族元素的同类离子，从上至下离子半径增大，可得半径由小到大的顺序是 r(Mg2 )r(Ca2 )r(Br )。【答案】 r(Mg2 )r(Ca2 )r(Br ) 减小 原子的电子层数相同，作用在外层电子的有效核电荷数随原子序数的增大而增大，电子与正电荷之间的吸引作用大于电子之间的排斥作用【规律总结】 有关微粒半径大小的比较可以按“一层二核三电子”法分析“一层”：先比较电子层数，一般电子层越多，半径越大。“二核”：当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小。“三电子”：当电子层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。