资料简介
第2课时 核外电子排布与元素周期表
根据教材中“鲍林近似能级图”可以得出
(1)第一能级对应第___周期,原子的电子排布特点是
______,该能级组只含一个s轨道,至多能容纳__个电
子,该周期只有_____元素。
(2)第二、三能级组涉及__轨道和___轨道,分别对应二、
三周期,最外层电子从__个逐渐增加到__个。这两个能级
组所容纳的电子数分别等于第2、3周期所包含的
_________,这两个周期的元素种数恰好是原子轨道数目
的___倍。
笃学一 核外电子排布与周期和族的划分
1.
一
1s1~2 2
两种
ps
1 8
元素种数
两
(3)第四能级组对应第__周期(长周期),从___号到___号共
包含___种元素,其中过渡元素的原子中新增的电子逐渐
填入____轨道。该能级组所能容纳的电子数_____第四周
期的元素种数,该周期的元素种数也是原子轨道数目的
_____。
(4)依次类推,第五、六、七能级组最多容纳电子数分别
为___、___、____。若有第八能级组,则最多容纳50个电
子。
由此可见,一个能级组最多所能容纳的电子数等于一个周
期所包含的元素种数。
19 36
18
3d 等于
两倍
18 32 32
四
(1)族的划分与原子的_______数和___________密切相关。
同族元素的价电子数目相同。主族元素的价电子全都排布
在最外层的___或______轨道上。尽管同族元素的电子层
数从上到下逐渐增加,但价电子排布_________,并且主
族元素所在族的序数等于该族元素原子的_______数。除
氦元素外,稀有气体元素原子的最___层电子排布均为
ns2np6。这种_______电子的结构是稀有气体元素原子具
有特殊稳定性的内在原因。
2. 价电子 价电子排布
ns nsnp
完全相同
价电子
全充满
外
(2)对于过渡元素的原子,价电子排布为
________________。由此可以看出,虽然同一副族内不同
元素原子的电子层数不同,价电子排布却_____相同,而
且ⅢB~ⅦB族的价电子的数目仍然与_____相同。价电子
排布为(n-1)d6~8ns2的三个族统称为Ⅷ族。ⅠB和ⅡB族则
是根据ns轨道上是有一个还是两个电子来划分的。
(n-1)d1~10ns1~2
基本
族数
原子半径
对原子来说,其本身并没有一个截然分明的界面,因此也
就不存在经典意义上的原子半径。通常所说的原子半径,
是指指定化合物中两个相邻原子的_____________的一半。
常见的原子半径有三种:共价半径,由共价分子或原子晶
体中的_______计算得出;金属半径,由____________原
子之间的最短距离计算得出;范德华半径,由_________
__________________________计算得出。
笃学二 核外电子排布与原子半径
1.
平均核间距离
核间距 金属晶体中
分子晶体
中共价分子之间的最短距离
原子半径的影响因素
原子半径的大小取决于两个相反的因素:一是_________
_______,另一个因素是_________。________________,
电子之间的排斥将使原子的半径增大;而_________越
大,核对电子的引力也就越___,将使原子的半径_____。
这两个因素综合的结果是使各种原子的半径发生周期性的
递变。
2.
原子的电
子层数 核电荷数 原子的电子层越多
核电荷数
大 缩小
原子半径的周期性变化
(1)一般来说,同周期中,除_____________外,随着原子
序数的增大,元素的原子半径自左至右逐渐_____。这是
因为每增加一个电子,原子核中相应增加一个正电荷。由
于增加的电子分布在同一层上,所以增加的电子产生的电
子间的排斥作用_____核电荷增加导致的核对外层电子的
吸引作用,有效核电荷增加结果使原子半径逐渐减小。
3.
稀有气体元素
减小
小于
(2)对同主族元素的原子来说,随着原子序数的逐渐增大,
原子半径自上而下逐渐_____。这是因为电子层的依次增
加,使核电荷增加对电子所施加的影响处于_____地位,
电子间的排斥作用占了_____地位。
(3)从总的变化趋势来看,同一周期(如第四周期)的过渡元
素,自左至右原子半径的减小幅度越来越小。这是因为增
加的电子都分布在_________轨道上,它对外层电子的排
斥作用与核电荷增加带来的核对电子的有效吸引作用大致
相当,使有效核电荷的变化幅度不大。
增大
次要
主要
(n-1)d
如何用最简单的语言描述核外电子排布与元素周期表
中周期和族的划分之间的关系?
提示 (1)每周期第一种元素的最外层电子的排布式为ns1。
每周期结尾元素的最外层电子排布式除He为1s2外,其余
为ns2np6。即最外层电子所在轨道的主量子数n与其对应
的周期序数相等。
(2)族序数与价电子数的关系
①主族(ⅠA~ⅦA)和副族ⅠB、ⅡB的族序数=原子最外
层电子数。
【慎思1】
②副族ⅢB~ⅦB的族序数=最外层(s)电子数+次外层(d)
电子数。
③零族:最外层电子数等于8或2。
④Ⅷ族:最外层(s)电子数+次外层(d)电子数。若之和分
别为8、9、10,则分别是Ⅷ族第1、2、3列。
如何比较微粒半径的大小?
提示 (1)同周期,从左到右,原子半径依次减小。
(2)同主族,从上到下,原子或同价态离子半径均依次增大。
(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(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+).
【慎思2】
在元素周期表中,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,试解释原因?
提示 据鲍林近似能级图,第4、5周期元素包含的能级为
ns、np、(n-1)d,共有9个原子轨道,最多容纳18个电子,
对应两周期中各18种元素;而第6周期元素能级除ns、np
和(n-1)d外,还有(n-2)f,故多出7个原子轨道,14个电
子,对应多出14种元素。
【慎思3】
随着原子序数的递增,元素原子的外围电子排布呈周期性
的变化:每隔一定数目的元素,元素原子的外围电子排布
重复出现从ns1到ns2np6的周期性变化。
每个周期所含元素种数恰好是原子轨道数目的2倍,即从
第1周期到第7周期所包含元素种数分别为2,8,8,18,
18,32,第7周期为不完全周期。
要点一 | 核外电子排布与周期和族的划分
1.
2.
族的划分与原子的价电子数目和价电子排布密切相关。一
般来说,同族元素的价电子数目相同。主族元素的价电子
全都排布在最外层的ns或np轨道上。并且主族元素所在的
族的序数等于该元素原子的价电子数。除氦元素外,稀有
气体元素原子的最外层电子排布均为ns2np6。这种全充满
电子的结构是稀有气体元素原子具有特殊稳定性的内在原
因。
根据元素原子外围电子排布的特征,可将元素周期表分成
五个区域;
s区包含ⅠA、ⅡA两族元素,除氢元素外,其余都是活泼
的金属元素;
3.
p区包含ⅢA~ⅦA和0族元素,除氢元素外,所有的非金
属元素都在p区;
d区包含ⅢB~ⅦB和Ⅷ族
ds区包含ⅠB和ⅡB族,d区和ds区全是金属元素;
f区包含镧系和锕系。
特别提醒:元素的位置与原子结构的关系;
周期序数由该元素原子中电子的最大主量子数决定;
族序数由该元素原子的价电子数决定;
所在区由该元素原子价电子对应的角量子数决定。
【例1】► 已知某元素+3价离子的电子排布式为:
1s22s22p63s23p63d5,该元素在周期表中的位置是 ( )。
A.第三周期Ⅷ族 B.第三周期ⅤB族
C.第四周期Ⅷ族 D.第四周期ⅤB族
解析 +3价离子的核外有23个电子,则原子核外有26个
电子,26号元素是铁,位于第四周期Ⅷ族。
答案 C
由电子排布式来推断元素时有这样的规律:最外层
np能级上有电子的一定是主族(或0族)元素,其内层
已饱和,n为周期序数,最外层电子数即为主族序数;
若最外层只有ns能级上有电子,价电子排布为(n-
1)d1~10ns1~2,则为过渡元素。
【体验1】►
(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。
解析 本题关键是根据量子数推出价电子排布,由此即可
写出核外电子排布式及回答问题,由一个价电子的量子数
可知,该电子为3d电子,则其他两个电子必为4s电子(因
为E3d>E4s,所以价电子排布为3d14s2,核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d14s2。从而知原子序数为21,处于周期表
中的d区第4周期ⅢB族,是金属元素,最高正价为+3。)
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ⅢB族,是金
属元素,最高正价为+3。
影响因素:核对外层电子的吸引作用使原子半径减小;电
子间的排斥作用使原子半径增大。
变化规律:
同一周期从左到右,增加电子产生的电子间的排斥作用小
于核电荷数增加导致的核对外层电子的吸引作用,使原子
半径逐渐减小。
同一主族自上到下,核电荷数增加对外层电子的吸引作用
小于增加电子间的排斥作用,使原子半径逐渐增大。
要点二 | 核外电子排布与原子半径
1.
2.
归纳总结:原子半径的变化规律
(1)同一周期随原子序数的增加原子半径逐渐减小。
(2)同一主族中一般是随原子序数的增加,原子半径逐渐增
大。
(3)电子层结构相同的微粒,核电荷数越大,其微粒半径越
小。
(4)同一元素的原子半径,大于其阳离子半径,小于其阴离
子半径。
如比较Ca2+和Cl-先看电子层数,若相同;再看核电荷数:
Ca2+>Cl-,因此半径大小为(Cl-)>(Ca2+)。
判断半径大小并说明原因:
(1)Sr与Ba (2)Ca与Sc (3)Ni与Cu
(4)S2-与S (5)Na+与Al3+ (6)Sn2+与Pb2+
(7)Fe2+与Fe3+
解析 依据“要点二”提供的规律一一作出判断。
【例2】►
答案 (1)Ba>Sr 同族元素,Ba比Sr多一个电子层;
(2)Ca>Sc 同周期元素,Sc核电荷数多;
(3)Cu>Ni 同周期元素,Cu次外层为18电子,屏蔽作用
大,有效核电荷数小,外层电子受到的引力小;
(4)S2->S 同一元素,电子数越多,半径越大;
(5)Na+>Al3+ 同一周期元素,Al3+核电荷数大;
(6)Pb2+>Sn2+ 同一族元素的离子,正电荷数相同,但
Pb2+比Sn2+多一电子层;
(7)Fe2+>Fe3+ 同一元素离子,电子越少,正电荷数越高,
则半径越小。
在中学要求的范畴内可按“三看”规律来比较微粒半
径的大小。
“一看”电子层数:当电子层数不同时,电子层越多,
半径越大。
“二看”核电荷数:当电子层数相同时,核电荷数越
大,半径越小。
“三看”核外电子数: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。
【体验2】► 下列元素原子半径依次增大的是 ( )。
A.C、N、O、F
B.Mg、Al、Si、S
C.B、Be、Mg、Na
D.Mg、Na、K、Ca
解析 在元素周期表中,同一周期从左至右原子半径逐渐
减小,同一主族从上至下原子半径逐渐增大。
答案 C
【体验3】► 具有相同电子层结构的三种微粒An+、Bn-、C,下
列分析正确的是 ( )。
A.原子序数的关系是C>B>A
B.微粒半径的关系是Bn->An+
C.C一定是稀有气体元素的一种原子
D.原子半径的关系是AB;又据“阴前阳下,径小序大”的
规律可知,离子半径的关系为An+
查看更多