学年高中化学 专题2 第二单元 元素性质的递变规律教学设计 苏教版选修3Word文档下载推荐.docx
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ⅥA
ⅦA
原子核外价电子排布
ns1
ns2
ns2np1
ns2np2
ns2np3
ns2np4
ns2np5
最高正化合价
＋1
＋2
＋3
＋4
＋5
＋6
＋7
最低负化合价
－
－4
－3
－2
－1
性质递变规律
化合价
同主族
最高正价相同，且等于主族序数
同周期
最高正价逐渐升高，从＋1递增到＋7
金属性非金属性
从上到下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱
从左到右，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强
原子半径
从上到下，原子半径逐渐增大
从左到右，原子半径逐渐减小
1．
（1）主族元素的最高正价、最低负价之间有什么关系？
（2）主族元素的族序数均等于该元素的最高正价吗？
【提示】
（1）最高正价＋|最低负价|＝8（其中H、O、F除外）
（2）O、F两元素无正化合价，不符合主族序数等于元素的最高正价。
1～6周期元素原子的外围电子排布
周期
元素种类
外围电子排布
ⅠA族
0族
最多可容纳的外围电子数
1
2
1s1
1s2
8
2s1
2s22p6
3
3s1
3s23p6
4
18
4s1
4s24p6
5
5s1
5s25p6
6
32
6s1
6s26p6
2．最外层电子排布为ns2的元素一定位于第ⅡA族吗？
【提示】 不一定，如He及大部分过渡元素的最外层电子排布也为ns2，但不在第ⅡA族。
元素原子核外电子排布的周期
性变化
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。
核外电子排布与元素周期表的关系
【问题导思】
①元素周期表中的一个横行就是一个周期吗？
一列就是一个族吗？
②从原子结构示意图上能直接得出所有元素的周期序数和族序数吗？
③元素的价电子与族序数有什么联系？
【提示】 ①一个横行就是一周期；
一列不一定是一个族，如第8、9、10三列均为Ⅷ族。
②能得出周期序数，但不一定得出族序数。
③主族元素的价层电子与族序数相等。
1．核外电子排布与周期的划分
周期序数
电子层数
外围电子排布特征
元素原子的电子排布式
该周期的元素种数
1s
1s1～2
2s2p
[He]2s1～22p1～6
3s3p
[Ne]3s1～23p1～6
3d4s或4s4p
[Ar]3d1～104s1～24p1～6
（1）每种元素的电子层数，就是该元素所处的周期数，主族元素的最外层电子数为其主族序数。
（2）每周期起始元素和结束元素的外围电子排布分别为ns1和ns2np6（第1周期为ns2）。
2．核外电子排布与族的划分
族的划分依据是原子的外围电子排布
（1）同主族元素原子的外围电子排布完全相同，外围电子全部排布在ns或nsnp轨道上。
外围电子数与族序数相同。
（2）稀有气体的外围电子排布为1s2或ns2np6。
（3）过渡元素（副族和Ⅷ族）同一纵行原子的外围电子排布基本相同。
外围电子排布为（n－1）d1～10ns1～2，ⅢB～ⅦB族的外围电子数与族序数相同，第ⅠB、ⅡB族和第Ⅷ族的外围电子数与族序数不相同。
1．ⅠB、ⅡB的族序数＝原子的[（n－1）d10ns1～2]ns电子数。
2．当[（n－1）d＋ns]电子数为8、9、10时统称为Ⅷ族。
已知M2＋的3d轨道中有5个电子，该元素在周期表中的位置为（ ）
A．第4周期ⅡA族 B．第4周期ⅡB族
C．第4周期ⅦB族D．第4周期Ⅷ族
【解析】 由M2＋的3d5推出M原子核外电子排布为[Ar]3d54s2。
由于M原子外围电子排布为3d54s2，故知M处于ⅦB族；
又M原子共有四个电子层，知M位于第4周期。
【答案】 C
1．某元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子。
（1）其基态原子的外围电子排布式为________________________________________________________________________；
（2）在周期表中的位置________________________________________________________________________。
【解析】 根据题意知该元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，其外围电子排布式为3d104s1，该元素应为第4周期第ⅠB族元素（铜元素）。
【答案】
（1）3d104s1
（2）第4周期第ⅠB族
核外电子排布与周期表的分区
1．元素周期表的分区：
元素周期表按电子排布分为5个区：
s区、p区、d区、ds区、f区。
2．各区元素特点
分区
元素分布
外围电子排布式
元素性质特点
s区
ⅠA族、ⅡA族
ns1～2
除氢外都是活泼金属元素
p区
ⅢA族～
ⅦA族、0族
ns2np1～6
最外层电子参与反应（稀有气体除外）
d区
ⅢB族～
ⅦB族、
Ⅷ族
（n－1）d1～9ns1～2
d轨道也不同程度地参与化学键的形成
ds区
ⅠB族、ⅡB族
（n－1）d10ns1～2
金属元素
f区
镧系、锕系
（n－2）f0～14（n－1）d0～2ns2
镧系元素化学性质相近，锕系元素化学性质相近
1．处于金属与非金属交界线（又称梯形线）附近的非金属元素具有一定的金属性，又称为半金属或准金属，但不能叫两性元素。
2．价电子数
指出下列元素是主族元素还是副族元素，在周期表中的位置是什么？
（1）1s22s22p63s2是________族元素，位于周期表中第________周期第________族，属于________区元素；
（2）[Kr]4d105s25p2是________族元素，位于周期表中第________周期第________族，属于________区元素；
（3）[Ar]3d14s2是________族元素，位于周期表中第________周期第________族，属于________区元素；
（4）[Ar]3d104s1是________族元素，位于周期表中第________周期第________族，属于________区元素。
【解析】
（1）最后一个电子填充在s轨道，属于s区，主族元素。
族序数＝ns电子数，即为2，在第三周期第ⅡA族。
（2）最后一个电子填充在p轨道，属于p区，主族元素。
族序数＝ns＋np电子数，即2＋2＝4，在第五周期第ⅣA族。
（3）最后一个电子填充在d轨道，且小于10，属于d区，副族元素。
族序数＝（n－1）d＋ns电子数，即1＋2＝3，在第四周期第ⅢB族。
（4）最后一个电子填充在d轨道，且等于10，属于ds区，副族元素。
族序数＝ns电子数，即为1，在第四周期第ⅠB族。
【答案】
（1）主 三 ⅡA s
（2）主 五 ⅣA p
（3）副 四 ⅢB d
（4）副 四 ⅠB ds
2．元素周期表长周期共有18个纵行，从左到右排为18列，即碱金属是第1列，稀有气体是第18列。
按这种规定，下列说法正确的是（ ）
A．第9列元素中没有非金属
B．第15列元素的原子最外层的电子排布是ns2np5
C．最外层电子排布为ns2的元素一定在第二列
D．第11、12列为d区的元素
【解析】 第9列是过渡元素中的第Ⅷ族元素，全部是金属元素，A正确；
第15列是第ⅤA族元素，原子的最外层电子排布是ns2np3，故B不正确；
最外层电子排布为ns2的元素除第二列（第ⅡA族）外，还有零族的氦元素及众多的过渡元素，故C不正确；
第11、12列是第ⅠB、ⅡB族元素，为ds区元素，故D不正确。
【答案】 A
【教师备课资源】
（教师用书独具）
金属元素、非金属元素的分区
下列各组元素均属于p区的是（ ）
A．原子序数为1,2,7的元素
B．O、S、P
C．Fe、Ar、Cl
D．Na、Li、Mg
【解析】 A中原子序数为1的元素是氢，它位于s区，故A错；
B中的O、S位于ⅥA族，P位于ⅤA族，均位于p区，故B正确；
C中的Ar位于零族，Cl位于ⅦA族，均位于p区，而Fe位于Ⅷ族，属于d区，故C错；
D项的Na、Li位于ⅠA族，Mg位于ⅡA族，均为s区，故D也错。
【答案】 B
1．外围电子排布为5s25p1的元素，在周期表中的位置是（ ）
A．第4周期ⅤA族 B．第5周期ⅢA族
C．第5周期ⅠA族D．第4周期ⅢA族
【解析】 电子层数＝周期数，外围电子数＝主族元素的族序数，所以该元素位于第5周期ⅢA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3个电子的原子
B．最外层电子排布为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
【解析】 主族元素包括s区和p区（除0族）元素，其原子的电子排布特点是次外层达到饱和，最外层电子排布为ns1～2或ns2np1～5，A选项中原子的最外层有3个电子，则最外层电子排布为ns2np1，一定属于主族元素（ⅢA），C选项中原子的最外层电子排布为ns2np3，一定属于主族元素（ⅤA），而某些过渡元素原子的次外层电子也可达到饱和，如Cu的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。
【答案】 AC
3．某元素的最外层电子数为2，外围电子数为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：
1s22s22p63s23p63d34s2
B．该元素为V
C．该元素为ⅡA族元素
D．该元素位于d区
【解析】 该元素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。
又因其外围电子数≠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，外围电子排布式为3d34s2，故为23号元素V，d区元素。
4．下列说法正确的是（ ）
A．非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素原子的最外层电子数
B．非金属元素呈现的最低化合价，其绝对值等于该元素原子的最外层电子数
C．最外层有2个电子的原子都是金属原子
D．最外层有5个电子的原子都是非金属原子
【解析】 非金属的最外层电子即为价电子，其最高化合价不超过该元素原子的最外层电子数，A正确；
非金属元素呈现的最低化合价，其绝对值＝8－该元素原子的最外层电子数，B错误；
He的最外层也有2个电子，C错误；
最外层有5个电子的元素在ⅤA族，最后两种元素是金属元素。
5．（2013·
绍兴高二质检）写出下列原子或离子的核外电子排布式。
（1）Cl____________，Cl－_____________。
（2）Fe____________，Fe3＋____________。
（3）Zn____________。
（4）判断下列各元素在周期表中的位置。
Cl__________，Fe____________，Zn____________。
【答案】
（1）[Ne]3s23p5 [Ne]3s23p6
（2）[Ar]3d64s2 [Ar]3d5
（3）[Ar]3d104s2 （4）第3周期ⅦA族 第4周期Ⅷ族 第4周期ⅡB族
1．原子核外电子排布为[Ar]3d104s2的元素是（ ）
A．稀有气体 B．过渡元素
C．主族元素D．ⅡA族元素
【解析】 该元素的原子序数30，为锌元素，应为ⅡB族属过渡元素。
2．（2013·
杭州高二质检）下列说法中正确的是（ ）
A．s区都是金属元素
B．s区都是主族元素
C．稀有气体在ds区
D．所有非金属元素都在p区
3．下列四种元素中，其单质氧化性最强的是（ ）
A．原子含有未成对电子最多的第2周期元素
B．位于周期表第3周期ⅢA族的元素
C．原子最外电子层排布为2s22p6的元素
D．原子最外电子层排布为3s23p5的元素
【解析】 A项，对应的元素是N元素，B项对应Al元素，C项对应Ne元素，D项对应Cl元素。
在四种元素形成的单质中，Cl2的氧化性最强。
【答案】 D
4．（2013·
莆田高二质检）X、Y两元素可形成XY3型共价化合物，则X、Y原子最外层的电子排布可能是（ ）
A．X：
3s23p1 Y：
3s23p5 B．X：
2s22p3 Y：
2s22p4
C．X：
2s22p4D．X：
【解析】 只有A项有对应的共价化合物AlCl3。
5．下列各组原子中，彼此化学性质不可能相似的是（ ）
A．电子排布式分别为1s2、1s22s2的X、Y原子
B．M层、L层上分别仅有2个电子的X、Y原子
C．2p、3p轨道上分别有1个未成对电子的X、Y原子
D．最外层都只有1个电子的X、Y原子
【解析】 A中描述的是He、Be，性质不相似。
B中描述的是Mg、Be，性质相似。
C中描述的可能是F、Cl，性质相似。
D中描述的可能是碱金属，性质相似。
6．（2013·
福州高二检测）用R代表短周期元素，R最外层的2p能级上的未成对电子有3个，下列关于R的描述正确的是（ ）
A．R的氧化物一定能溶于水
B．R的最高价氧化物对应水化物是H2RO3
C．R的氢化物的水溶液呈碱性
D．R的氧化物都能与NaOH反应
【解析】 R是N，NO微溶于水，A项错误；
N的最高价氧化物的水化物HNO3，B项错；
NO与NaOH不反应，D项错。
7．（2013·
漳州高二质检）下列说法正确的是（ ）
A．元素周期表每一周期元素原子的最外层电子排布均是从ns1过渡到ns2np6
B．元素周期表中ⅢB到ⅡB的10个纵行的元素都是金属，统称过渡金属元素
C．原子核外电子排布为1s1的原子与原子核外电子排布为1s22s1的原子的化学性质相似
D．所有的非金属元素都分布在p区
【解析】 第1周期只有2种元素，所以A项错，C项中核外电子排布1s1为氢元素，核外电子排布1s22s1的为锂元素，二者化学性质不同，D项中氢元素在s区。
8．元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示
已知Y元素原子的外围电子排布为nsn－1np（n＋1），则下列说法不正确的是（ ）
X
Y
Z
A.Y元素原子的外围电子排布为4s24p4
B．Y元素在周期表的第3周期ⅥA族
C．X元素所在周期中所含非金属元素最多
D．Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
【解析】 因为Y元素原子的外围电子排布中出现了np轨道，故其ns轨道已经排满且只能为2个电子，则n－1＝2，n＝3，即Y元素原子的外围电子排布为3s23p4，故A项错误，B项正确。
Y为S元素，X为F元素，第2周期所含非金属元素最多，故C项正确。
Z为As元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，D项正确。
9．按要求填写下表。
原子序数
电子排布式
族
16
1s22s22p6
3d54s1
ⅥB
【答案】 如下表
1s22s22p63s23p4
3s23p4
10
24
1s22s22p63s23p63d54s1
10.金、银、铜、铁、铝和钛均是人类大量生产和使用的金属。
试回答与上述金属原子结构有关的问题。
（1）上述金属中属于主族元素的有________。
（2）钛被称为继铁、铝之后的第三金属。
基态钛原子外围电子的轨道表示式为________。
（3）基态金原子的外围电子排布式为5d106s1，试判断金在元素周期表中位于第________周期第________族。
（4）已知Ag与Cu位于同一族，则Ag在元素周期表中位于________区（填s、p、d、f或ds）。
【答案】
（1）铝
（2）
（3）6 ⅠB （4）ds
11．某元素原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1，根据原子核外电子排布与元素在元素周期表中的位置关系，完成下列各题：
（1）该元素处于元素周期表的第________周期，该周期的元素种数是________；
（2）该元素处于元素周期表的________族，该族的非金属元素种数是________；
（3）根据所学的知识，该元素处于元素周期表的________区，该区所包括元素族的种类是________。
【解析】 根据元素原子有4个电子层容纳了电子，知该元素处于第4周期，该周期元素原子的电子排布式为[Ar]3d1～104s1～24p1～6，故共有18种元素；
根据轨道能量顺序和族的相对顺序可以确定该元素位于ⅢA族，本族元素中只有一种非金属元素——硼，根据价层电子的电子排布式4s24p1可以确定该元素位于p区，由该区元素的价层电子的电子排布式为ns2np1～6，可以确定所包括元素族的种类是ⅢA族～ⅦA族、0族。
【答案】
（1）4 18
（2）ⅢA 1 （3）p ⅢA族～ⅦA族、0族
12．下表为元素周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题：
（1）表中属于d区的元素是________（填编号）。
（2）表中6个元素①的原子与6个元素③的原子形成的某种环状物名称为________。
（3）某元素的特征电子排布式为nsnnpn＋1，该元素原子的核外最外层有________个成单电子。
【解析】
（1）⑨属于d区元素。
（2）元素①是氢元素，元素③是碳元素，依题意，形成的环状物是苯。
（3）从nsnnpn＋1可知，n＝2，该元素为N元素，其最外层电子排布为
。
【答案】
（1）⑨
（2）苯 （3）3
13．（2013·
泉州高二质检）下表为元素周期表前三周期的一部分：
（1）X的氢化物与W的氢化物稳定性________>
________（填化学式），原因是____________________。
（2）从下面选出X的基态原子的轨道表示式________，另一轨道表示式不能作为基态原子的轨道表示式是因为它不符合________（填序号）。
A．能量最低原理B．泡利不相容原理
C．洪特规则
（3）Y元素原子的核外电子排布式为________________________________________________________________________。
（4）W、Y、R元素的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为________________________________________________________________________。
【解析】 根据元素周期表的结构可知X为N，Z为F，W为P，Y为S，R为Cl。
（1）X、W的氢化物分别为NH3和PH3，因N的非金属性强，故稳定性NH3>
PH3。
（2）当电子在能量相同的轨道上排布时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同，因此N元素的基态原子的轨道表示式为：
【答案】
（1）NH3 PH3 N的非金属性强
（2）② C
（3）1s22s22p63s23p4（4）HClO4>
H2SO4>
H3PO4第2课时 电离能和电负性
1．能说出元素电离能、电负性的涵义。
2．能应用元素的电离能说明元素的某些性质。
1.会比较I1、电负性大小。
2．能利用I1比较金属元素的金属性、非金属元素的非金属性强弱。
3．能利用电离能推测原子最外层电子数。
4．能利用电负性比较元素的金属性、非金属性强弱。
5．能利用电负性确定化合物中化学键的类型及元素化合价的正负。
本节课内容是“必修2 元素周期律”的延伸，可以与必修2的内容融为一体命题，是高考的高频考点。
近几年来，高考试题中均有涉及。
从复习元素性质（主要化合价、原子半径、金属性、非金属性）在元素周期表中的递变规律入手，提出元素除上述三方面的性质外，还有其他性质，如电离能、电负性等。
本节课将学习电离能、电负性在元素周期表中的递变规律及其应用。
1.了解元素电离能、电负性的概念和电离能、电负性随原子序数递增的周期性变化的规律。
2.了解电离能和电负性的简单应用。
1.元素电离能、电负性的概念。
2.电离能的周期性变化规律。
（难点）
元素第一电离能的周期性变化
1.第一电离能
（1）含义
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，用符号I1表示，单位：
kJ·
mol－1。
（2）意义
第一电离能数值越小，
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