高中化学第一章原子结构第2节原子结构与元素周期表导学案.docx
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高中化学第一章原子结构第2节原子结构与元素周期表导学案
高中化学第一章原子结构第2节原子结构与元素周期表 导学案
【课标要求】
1、知道原子核外电子的能级，能用电子排布式表示常见的（1—36号）原子核外电子的排布。
2、能从原子外围电子排布认识原子结构的周期性变化；
【教学内容展现】
知识框架
【教学重、难点】
1.认识能量最低原则、泡利不相容原理、洪特规则
2.了解核外电子排布与元素周期表的周期、族划分的关系
【学习目标】
1、使学生理解能量最低原则、泡利不相容原理、洪特规则，能用以上规则解释1—36号元素基态原子的核外电子排布。
2、使学生能根据基态原子的核外电子排布规则和基态原子的核外电子在原子轨道上的排布顺序图，完成1—36号元素基态原子的核外电子排布和价电子排布。
3、使学生知道元素周期表中元素按周期划分的原因，族的划分与原子中价电子数目和价电子排布的密切关系。
4、使学生了解原子半径的周期性变化，能用原子结构的知识解释主族元素原子半径周期性变化的原因。
5、通过学习，使学生明确原子结构的量子力学模型的建立使元素周期表的建立有了理论依据。
第一课时核外电子排布规律
1、【温故知新】核外电子的运动状态是由哪几个方面决定的？
2、写出氖的原子结构示意图，并述此原子结构示意图所代表的意义。
氖的原子结构示意图能否完整描述核外电子的运动状态？
3、为什么第一层最多只能容纳2个电子？
第二层最多只能容纳8个电子而不能容纳更多的电子？
第n层最多容纳2n2个电子？
【课前预习区】
原子核外电子排布的规律：
1.
2.
3.
4.
【课堂互动区】
一、基态原子的核外电子排布
1、原子轨道能量高低的规律
①相同电子层上原子轨道能量的高低：
nsnpndnf。
②形状相同的原子轨道能量的高低：
1s2s3s4s……；2p3p4p5p……
③电子层和形状相同的原子轨道的能量相等，如2px=2py=2pz。
④阅读右图：
原子轨道能量顺序图，填写下空[说明]自左而右、自上而下，轨道能量依次递增。
1s﹤2s﹤2p﹤3s﹤3p﹤…。
【学以致用】请将1s、2s、3s、4s、2p、3p、3d、4p原子轨道的能量由低到高顺序排列。
2、核外电子排布的表示方法
【预习总结】
（1）原子核外电子排布的规律：
1.
2.
3.
4.
（2）核外电子排布的表示方法
【方法引导】
电子排布式——书写电子排布式的格式
①元素符号；②轨道符号（带电子层数）；③电子个数（右上角）。
例如：
氖Ne1s22s22p6
轨道表示式——书写轨道表示式的格式
①元素符号；
②轨道框（一个轨道一个框，能量相同的轨道可连在一起，或用圆圈表示）；
③电子及其自旋状态；④轨道符号（在轨道框下面）。
例如：
氖Ne
[活动探究]（1—18号）
书写下列基态原子核外电子排布式和轨道表示式（书写、对照、纠错、探因）
N、
O、
Ne、
Al、
Mg、
Si、
[学无止境]（19—36号）
a．书写基态原子核外电子排布式（书写、对照、纠错、探因）
Sc
Fe
b．再书写基态原子核外电子排布式（书写、对照、纠错、探因）
Cr
Cu
【总结】洪特规则特例
练习：
V、As
【归纳总结】书写核外电子排布式时应注意以下三点：
（1）确定原子序数。
（2）按照能量最低原则将电子排在能量由低到高的原子轨道上。
（3）排布中遵循泡利不相容原理、洪特规则以及洪特规则特例。
【课堂巩固区】
1.以下能级符号正确的是（）
A.6sB.2dC.3fD.7p
2.下列符号代表一些能层或能级的能量，请将它们按能量由低到高的顺序排列：
（1）E3SE2SE4SE1S，
（2）E3SE3dE2PE4f。
3.下列能级中轨道数为5的是（）
A.s能级B.p能级C.d能级D.f能级
4.在d轨道中电子排布成（）
而不排布成
最直接的根据是
A．能量最低原理B．泡利不相容原理C．原子轨道能级图D洪特规则
5.比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低
（1）1s,3d
（2）4s,3p,3d（3）2p,3p,4p
【课后巩固区】
1.写出前20号元素中，基态原子最外层有1个单电子的原子元素符号及电子排布式和轨道表示式。
2.写出前20号元素中，基态原子最外层有2个单电子的原子元素符号及电子排布式和轨道表示式。
3.写出第三周期中简单离子半径最小的元素原子的电子排布式和轨道表示式。
4.某元素原子的最外层电子数等于内层电子总数的一半，请写出该元素原子的电子排布式和轨道表示式。
第二课时
【温故知新】
1.简述基态原子的核外电子排布遵循的原则，并举例说明：
2.写出第三周期基态原子最外层有1个单电子的原子的电子排布式和轨道表示式。
并写出他们的最高价氧化物对应水化物两两反应的离子方程式。
【课前预习区】
1、价电子的概念
2、写出第三周期元素原子的价电子排布式
【课堂互动区】
【思考】观察下列电子排布式，找出相互间的区别与联系
氖Ne1s22s22p6
钠Na1s22s22p63s1
Na[Ne]3s1
或Na[Ne]
3s
4、电子排布的简化法表示
价电子：
（原子的价电子排布式:
教材所附元素周期表中所列的价电子排布为准。
）
[自主练习]根据所学习的内容尝试用简化法书写21—36号元素的电子排布式和价电子的轨道表示式。
【自我纠错】请对照元素周期表中的价电子排布，找出与自己书写的不同之处，改正并阅读课本p13查找原因。
【小结】
1、归纳两节课学习的内容，总结基态原子的的核外电子排布遵循的原则
2.价电子排布式规律：
主族元素最外层的或轨道上
稀有气体（He）过渡元素
3.总结基态原子的的核外电子排布的表示方法
4.试通过两节课的学习，分析出“最外层电子数不超过8（K为最外层时不超过2个），次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个”的原因
【课堂巩固区】
1、下列基态原子的电子排布式是否正确？
若不正确，请改正。
（1）O1S22S12P5
（2）Ca1S22S22P63S23P63d2
（3）Ti1S22S22P63S23P64S23d2
（4）Fe2+1S22S22P63S23P63d44S2
2、用简化法表示出N、Cl、Mn、Br的核外电子排布，并写出对应的价电子排布式。
3、下列微粒中，最外层未成对电子数最多的是（）
A.OB.PC.MnD.Fe3+
3、写出下列微粒的电子排布式：
（1）Cl
（2）Mg
（3）Mn（4）Zn2+
（5）S2-（6）Al3+
（7）Cr
（8）FeFe2+Fe3+
【课后巩固区】
1、写出下列原子或离子的电子排布式和轨道表示式
（1）O、S、Se、P、As
（2）Li+、K+；F-、Cl-、Br–
（3）He、Ne、Ar、Kr
（4）钪、钛、钒、锰
（5）铁、钴、镍、锌
（6）铬、铜
2、X、Y两元素可形成X2Y3型化合物,则X、Y原子最外层的电子排布可能是
A．X:
3s23P1Y:
3s23P5B．X:
2s22P3Y:
2s22P4
C．X:
3s23P1Y:
3s23P4D．X:
3s2Y:
2s22P3
3、下列各原子或离子的电子排布式错误的是（）
A．Al1s22s22p63s23p1B．O2-1s22s22p6
C．Na+1s22s22p6D．Si1s22s22p2
4、下列原子的外围电子排布中，那一种状态的能量较低？
试说明理由。
（1）氮原子：
A．B．
2s2p2s2p
（2）钠原子：
A．3s1B．3p1
（3）铬原子：
A．3d54s1B．3d44s2
5、某元素的激发态原子的电子排布式为1s
2s
2p
3s
3p
4s
，则该元素基态原子的电子排布式为；元素符号为；其最高价氧化物对应的水化物的化学式是。
6．按照下列元素基态原子的电子排布特征判断元素，并回答问题。
A的原子中只有一层且只含1个电子；B的原子3p轨道上得到1个电子后不能再容纳外来电子；C的原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其它电子的自旋方向相反；D的原子第三层上有8个电子，第四层上只有1个电子；E原子的外围电子排布为3s23p6。
（1）写出由A、B、C、D中的三种元素组成的化合物的化学式（至少写出5个）：
；
（2）写出用上述元素组成的物质制得A的单质的化学方程式（至少写出2个）：
；
（3）检验某溶液中是否含有D+的离子，可通过______________反应来实现；检验某溶液
中是否含有B—的离子，通常所用的试是_________和_______。
（4）写出E的元素符号___________
第3课时 核外电子排布与元素周期表、原子半径
【学习目标】
1.认识原子结构与元素周期表的关系。
了解周期与族的划分依据。
2.了解元素周期表的应用价值。
3.了解原子半径的周期性变化，能用原子结构的知识解释其周期性变化的原因。
【课堂互动区】
（二）核外电子排布与元素周期表
1．核外电子排布与周期的划分。
【看图·思考】
仔细观察图1-2-7鲍林近似能级图回答下面问题：
鲍林近似能级图中分为几个能级组？
每一能级组中共有多少个原子轨道，最多能容纳多少个电子？
【交流·研讨】
请根据1-36号元素原子的电子排布，参照鲍林近似能级图，尝试分析原子中电子排布与元素周期表中周期划分的内在联系，回答下题。
（1）周期的划分与什么有关？
（2）每一周期（前4周期）各容纳几种元素？
这又与什么有关？
（3）周期的序数与什么有关？
（从原子中电子排布式分析）
【同步检测1】已知某元素原子的核外电子排布式为：
1s22s22p63s23p63d34s2,根据这一排布式可知该元素所在的周期是_______________________。
2．核外电子排布与族的划分。
【练习】书写19号钾原子，24号铬原子，30号锌原子和35号溴原子的价电子排布。
【共同分析】主族元素原子的价电子排布与过渡元素原子的价电子排布有什么区别？
【观察讨论】仔细观察元素周期表中各族元素价电子排布，从中找出核外电子排布与族划分之间的内在联系，回答下列问题。
（1）同一主族元素原子的价电子排布有什么特点？
主族序数与什么有关？
（2）同一族过渡元素原子的价电子排布有什么特点？
其族序数与什么有关？
（3）零族元素的最外层电子排布有什么特点？
[同步检测2]某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，该元素在周期表中位于（ ）
A.VA族 B.VIB族C.IIIB族D.VIII族
3、元素周期表的分区
（1）．分区的依据：
2．各区元素化学性质及原子最外层电子排布特点
分区
元素分布
价电子排布
元素性质特点
s区
____族、____族
ns1～2
除氢、氦外都是活泼金属元素
p区
ⅢA族～ⅦA族、0族（氦除外）
__________
最外层电子参与反应（0族元素一般不考虑）
d区
ⅢB族～ⅦB族、______族（镧系、锕系除外）
（n－1）d1～9ns1～2（Pd除外）
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
（三）、核外电子排布与原子半径
1．原子半径
（1）了解原子半径的含义
（2）了解原子半径的测定方法及原子半径种类。
2．原子半径的周期性变化
【看图·思考】
仔细观察图1-2-10主族元素的原子半径变化示意图，回答下列问题。
（1）同一周期中，主族元素的原子半径怎样变化？
（2）同一主族中，元素的原子半径怎样变化？
（3）元素的原子半径随着元素原子序数的递增呈现怎样的变化？
【阅读·思考】
阅读课本18页第2、3自然段回答下面问题
（1）何为“有效核电荷”？
（2）同周期中随原子序数增加，原子半径减小与核外电子排布有什么关系？
（3）同主族中随原子序数增加原子半径增大与核外电子排布又有什么关系？
[同步检测3]
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、NaD.Mg、Na、K、Ca
【课堂小结】
【课堂巩固区】
1．电子构型为[Ar]3d104s2的元素是（ ）
A．稀有气体 B．过渡元素
C．主族元素D．卤族元素
2．按原子半径由大到小排列顺序正确的是（ ）
A．Mg、B、SiB．Si、Mg、B
C．Mg、Si、BD．B、Si、Mg
3．某元素M2＋的3d轨道上有5个电子，则
（1）M原子的核外电子排布式为________________。
（2）M元素在元素周期表中的位置为第__________周期________族，________区。
【课下巩固区】
【基础检测】
1.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二周期元素
B．位于周期表中第三周期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
2．某元素有6个电子处于n＝3，l＝2的能级上，根据洪特规则推测它在d轨道上未成对电子数为（）
A.3B.4C.5D.2
3．在多电子原子中，各电子具有下列量子数，其中能量最高的电子是（）
A.
B.
C.
D.
4．在多电子原子中，轨道能量是由谁决定。
（）
A.nB.n和mC.n和lD.n、l、m
5．以下元素的原子半径递变规律是（）
A.Be＜B＜Na＜MgB.B＜Be＜Mg＜NaC.Be＜B＜Mg＜NaD.B＜Be＜Na＜Mg
6．价电子满足4s和3d为半满的元素是（）
A.CaB.VC.CrD.Cu
7．写出下列基态原子的核外电子排布
⑴17Cl；⑵24Cr；
⑶34Se；⑷81Tl。
8．指出下列元素是主族元素还是副族元素？
位于周期表中第几周期？
第几族？
⑴1s22s22p63s23p4；
（2）[Kr]4d105s25p2；
（3）[Ar]3d34s2；（4）[Ar]3d104s1。
9．氢原子的电子能级由决定，而锂原子的电子能级由共同决定。
10．在周期表中可分为、、、、五个区，各区的价电子排布为、、、、。
11．具有下列价电子排布的元素位于周期表中哪个区？
是金属元素还是非金属元素？
⑴ns2（n≠1）；⑵ns2np4；
⑶（n－1）d5ns2；⑷（n-1）d8ns2。
12．填写下表
原子序数
元素符号
电子层排布
周期
族
最高正价
未成对电子数
金属或非金属
9
3
ⅤA
24
5d106s2
【能力提高】
13．在氢原子中和多电子原子中，3s、3p、3d轨道的能量是否相等？
。
14．根据电子填充能级图，指出下表中各电子层的电子数有无错误。
并说明理由。
元素（Z）
K
L
M
N
O
P
19
2
8
9
22
2
10
8
2
30
2
8
18
2
33
2
8
20
3
60
2
8
18
18
12
2
15．某元素原子序数为33，则
⑴此元素原子的电子总数是，有个未成对电子。
⑵有各电子层，个能级，个原子轨道。
⑶它的价电子排布为。
16．满足下列条件之一的是哪一族或哪一种元素？
⑴最外层具有6个p电子：
。
⑵价电子数是n＝4、l＝0的轨道上有2个电子和n＝3、l＝2的轨道上有5个电子：
。
⑶次外层d轨道全满，最外层有一个s电子：
。
⑷某元素＋3价离子和氩原子的电子排布相同：
。
⑸某元素＋3价离子的3d轨道半充满：
。
17．若元素原子最外层仅有一个电子，它的量子数为：
n＝4、l＝0、m＝0、ms＝
。
⑴符合上述条件的元素可以有几种？
原子序数各为多少？
⑵写出相应元素原子的电子排布，并指出在周期表中的位置（周期、族、区）、最高正价、金属或非金属。
18．已知甲、乙、丙丁四种元素，其中甲为第4周期元素与丁能形成原子比为1∶1的化合物。
乙为第4周期d区元素，其最高正价为＋7。
丙与甲同周期，并具有相同的最高正化合价。
丁为所有元素中最活泼的非金属元素。
填写下表：
元素
价电子排布
周期
族
金属或非金属
甲
乙
丙
丁
19.设X、Y、Z代表3种元素。
已知：
①X+和Y-两种离子具有相同的电子层结构；②Z元素原子核内质子数比Y元素原子核内质子数少9个；
③Y和Z两元素可以形成四核42个电子的负一价阴离子。
据此，请填空：
⑴Y元素是，Z元素是。
⑵由X、Y、Z三元素所形成的含68个电子的盐类化合物之化学式是
20．短周期主族元素A、B、C、D的原子序数依次增大，其中A、C同主族，B、C、
D同周期，A原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，B是短周期元素中原子半径
最大的主族元素。
试回答下列问题：
（1）A的元素符号；D的原子结构示意图。
（2）A、B、C三种元素形成的简单离子的半径由大到小的顺序是。
（3）A、B、C、D形成的化合物B2A2、CD2、D2A、DA2中，各原子都满足最外层8电子结构的是（请填写具体的化学式）
（4）CA2与D元素的单质在水溶液中反应的化学方程式是。
参考答案
【基础检测】
1.D2.B3.D4.C5.B6.C
7．
（1）1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5
（2）1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1
（3）1s22s22p63s23p63d104s24p4或[Ar]3d104s24p4
（4）1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p1或[Xe]4f145d106s26p1
8．
（1）第3周期第ⅥA族
（2）第5周期第ⅣA族
（3）第4周期第ⅤB族
（4）第4周期第ⅠB族
9．主量子数（n）,主量子数（n）及角量子数（l）
10．s区、p区、d区、ds区、f区；ns1-2、ns2np1-6、（n-1）d1-9ns1-2、（n-1）d10ns1-2、（n-2）f0-14（n-1）d0-2ns2
11．
（1）s区、金属
（2）p区、非金属（n≥6为金属）
（3）d区、金属
（4）d区、金属
12．
原子序数
元素符号
电子层排布
周期
族
最高正价
未成对电子数
金属或非金属
9
F
[He]2s22p5
2
ⅦA
1
非金属
15
P
[Ne]3s23p3
3
ⅤA
＋5
3
非金属
24
Cr
[Ar]3d54s1
4
ⅥB
＋6
6
金属
80
Hg
[Xe]5d106s2
6
ⅡB
＋2
0
金属
【能力提高】
13．在氢原子中E3s＝E3p＝E3d,在多电子原子中E3s＜E3p＜E3d
14．Z＝19，（2、8、9）有错误，因为最外层不能超过8个电子。
应为2、8、8、1。
Z＝22,（2、10、8、2）有错误，因为每一电子层最多可容纳2n2个电子，所以L层电子数应为8，不能为10，应为2、8、10、2。
Z＝30无错误。
Z＝33,（2、8、20、3）有错误，因为次外层不能超过18个电子。
应为2、8、18、5。
Z＝60,（2、8、18、18、12、2）有错误，因为当n＝6时，E6s＜E4f＜E5d＜E6p,填5d前要填4f，次外层为12个电子即有d电子，则倒三层必有f电子，即倒三层电子数必大于18,应为2、8、18、22、8、2。
15．该元素原子的电子层排布为：
1s22s22p63s23p63d104s24p3
（1）33，3
（2）4，8，18（3）4s24p3
16．
（1）具有p6（即np6）排布的是稀有气体元素（He除外）。
（2）符合n＝4，l＝0（即4s）轨道上2个电子和n＝3，l＝2轨道（即3d）上有5个电子的排布是锰Mn。
（3）具有（n－1）d10ns1排布的元素是ⅠB族元素。
（4）该元素是钪Sc。
（5）该元素是Fe。
17．⑴根据题意知这类元素原子最外层电子排布为4s1，所以它们可能是K、Cr、Cu三种元素，其原子序数是19、24、29。
⑵K：
1s22s22p63s23p64s1，第4周期，ⅠA族，s区，最高正价＋1，是金属元素。
Cr：
1s22s22p63s23p63d54s1，第4周期，ⅥB族，d区，最高正价＋6，是金属元素。
Cu：
1s22s22p63s23p63d104s1，第4周期，ⅠB族，ds区，最高正价＋3，是金属元素。
18．
元素
价电子排布
周期
族
金属或非金属
甲
4s1
4
ⅠA
金属
乙
3d54s2
4
ⅦB
金属
丙
4s24p5
4
ⅦA
非金属
丁
2s22p5
2
ⅦA
非金属
19.⑴Cl（氯），O（氧）⑵KClO3
20．
（1）O；
（2）S2－＞O2－＞Na+
（3）Na2O2、SCl2、Cl2O
（4）SO2+Cl2+2H2O=2HCl+H2SO
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