专题2原子结构与元素的性质.docVIP

专题2 原子结构与元素的性质 ②、元素化合价的周期性变化 ③、原子半径的周期性变化 ④、元素金属性和非金属性的周期性变化 一、原子核外电子排布的周期性 1．随着原子序数的递增，元素原子的外围电子排布从ns1~ns2np6呈现周期性变化 2．根据元素原子外围电子排布的特征，可将元素周期表分成5个区域。具体地说是根据最后一个电子填充在何原子轨道上来分区 （1）s区元素：外围电子只出现在s轨道上的元素。价电子排布为ns1~2，主要包括ⅠA和ⅡA族元素，这些元素除氢以外都是活泼的金属元素，容易失去1个或2个电子形成+1价或+2价离子 （2）p区元素：外围电子出现在p轨道上的元素（s 轨道上的电子必排满）。价电子排布为ns2np1~6，主要包括周期表中ⅢA到ⅧA和0族共6个主族元素，这些元素随着最外层电子数的增加,原子失去电子变得越来越困难,得到电子变得越来越容易。除氢以外的所有非金属元素都在p区 （3）d区元素：外围电子出现在d轨道上的元素。价电子排布为(n-1)d1~9ns1~2，主要包括周期表中ⅢB到ⅦB和Ⅷ族，d区元素全是金属元素。这些元素的核外电子排布的主要区别在(n-1)d的d轨道上。由于d轨道未充满电子，因此d轨道可以不同程度地参与化学键的形成。 （4）ds区元素：ds区元素与s区元素的主要区别是s 元素没有(n-1)d电子，而ds区元素的 (n-1)d轨道全充满，因此ds区元素的价电子排布是(n-1)d10ns1~2。包括ⅠB和ⅡB，全是金属元素 （5）f区元素：包括镧系元素和锕系元素，它们的原子的价电子排布是(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2，电子进入原子轨道(n-2)f中。由于最外层的电子基本相同，(n-1)d的电子数也基本相同，因此镧系元素和锕系元素的化学性质非常相似。 思考： （1）主族元素和副族元素的电子层结构各有什么特点？ （2）周期表中，s区、p区、d区、ds区元素的电子层结构各有什么特点？ 包括元素 外围电子排布 化学性质 s区 ⅠA ⅡA族 ns1~2 除氢外，都是活泼金属 p区 ⅢA~ⅦA 0族 ns2np1~6 非金属性增强、金属性减弱 d区 ⅢB~ⅦB Ⅷ族 (n-1)d1~9ns1~2 均为金属，d轨道上的电子可参与化学键的形成 ds区 ⅠB ⅡB族 (n-1)d10ns1~2 均为金属，d轨道上的电子不参与化学键的形成 f区 镧系锕系 (n-2)f0-14(n-1)d0~2n 镧系元素化学性质相似 锕系元素化学性质相似 （3）具有下列电子层结构的元素位于周期表的哪一个区？它们是金属还是非金属？ ns2 ns2np5 (n-1)d5ns2 (n-1)d10ns2 (4)某元素基态（能量最低状态）原子最外层为4s1，它位于周期表的哪个区？ （5）已知某元素的原子序数是50。试写出它的原子核外电子排布式。该元素位于周期表的哪一个区？属于金属还是非金属元素？ 第二、三课时 [学习内容] 二、元素第一电离能的周期性变化 （一）第一电离能（I1）的概念：气态原子失去一个电子形成+1价气态阳离子所需的最低能量。 注意：原子失去电子，应先最外电子层、最外原子轨道上的电子 （二）第一电离能的作用：可衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。I1越小，原子越容易失去一个电子；I1越大，原子越难失去一个电子 （三）I1的周期性变化 1．同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增大的趋势，碱金属的第一电离能最小，稀有气体的第一电离能最大 2．同一主族，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐碱小 3．周期表的右上角元素的第一电离能数值大，左下角元素的第一电离能的数值小 （四）I1与洪特规则的关系 同一周期元素的第一电离能存在一些反常，这与它们的原子外围电子排布的特征有关。如镁的第一电离能比铝大，磷的第一电离能比硫大。 基本规律：当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空（p0、d0、f0）、半满（p3、d5、f7）和全满（p6、d10、f14）结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能。 [随堂检测] 1．下列各组元素中，第一电离能依次碱小的是 （ ） A．H、Li、Na、K B．I、Br、Cl、F C．Na、Mg、Al、Si D．Si、Al、Mg、Na 2．解释下列现象 （1）元素原子的第一电离能总是正值 （2）磷的第一电离能比硫的第一电离能大 （3）同一周期中，总是稀有气体元素的原子的第一电离能最大 （4）Na+、Ne是等电子体（等电子体具有相同的电子层结构和相似的空间构型，通常具有