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(共39张PPT)
原子结构与元素周期表
1869年，门捷列夫制作了历史上第一张周期表
门捷列夫的短时周期表
门捷列夫第一张元素周期表（手稿）
美国Life杂志在1949年5月发布的一张螺旋形状的元素周期表
设计感十足的元素周期表
迪斯尼制作的元素周期表
设计感十足的元素周期表
周期表手环
设计感十足的元素周期表
水彩周期表
设计感十足的元素周期表
设计感十足的元素周期表
圣塔克拉拉大学Sheehan教授制作的显示各元素丰度的周期表（面积越大代表该元素在地球的含量越高）
这些设计感十足的周期表，是根据什么编排出来的？
一、元素周期律、元素周期系和元素周期表
1.元素周期律
元素的性质随元素原子的核电荷数递增发生周期性递变。
2.元素周期系
元素按核电荷数递增排列的序列。
3.元素周期表
呈现元素周期系的表格。
元素周期系只有一个，元素周期表多种多样。
2. 原子序数、核电荷数、质子数与核外电子数的关系
原子序数 = 核电荷数 = 质子数 = 核外电子数
注意：
1. 元素周期系与元素周期表的关系
元素周期表
（只有一种）
（有若干种）
元素周期系
决定
呈现
三张有重要意义的元素周期表
门捷列夫的短式周期表
重要特征是从第四周期开始每个周期截成两截，第1~7族分主副族，第八族称为过渡元素。
1905年，配位化学鼻祖维尔纳制作了一张特长式周期表
三张有重要意义的元素周期表
每个周期一行，各族元素、过渡金属、稀有气体、镧系和锕系，各有各的位置，同族元素上下对齐，特长式周期表确定了前五个周期的元素种类。
1922年，玻尔绘制了一张元素周期表，特别重要之处是把21-28、39-46等元素用方框框起。
玻尔用原子结构解释周期系，他已经认识到，这些框内元素的原子新增加的电子是填入内层轨道的。
玻尔元素周期表确定了第六周期为32种元素。
三张有重要意义的元素周期表
ⅠA
1
2
3
4
5
6
7
0 该周期元素种数
ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
ⅡA
副族和Ⅷ族
元素周期表各周期容纳的元素种数各为多少？
请结合构造原理解释原因
2
8
8
18
18
32
32
二、构造原理与元素周期表
1.元素周期表的结构：根据构造原理得出的核外电子排布，可以解释元素周期系的基本结构。
（1）周期（七横七周期，三短四长）
从上到下 类别 各周期原子的电子层数 各周期最多容纳的元素种类数
第一周期 短周期 1 2
第二周期 2 8
第三周期 3 8
第四周期 长周期 4 18
第五周期 5 18
第六周期 6 32（含镧系15种元素）
第七周期 7 32（含锕系15种元素）
（2）核外电子排布与周期的划分
周期 外围电子排布 各周期增加的能级 元素
种类
第ⅠA族 0族 最外层最多容纳电子数 一 1s1 1s2 2 1s 2
二 2s1 2s22p6 8 2s、2p 8
三 3s1 3s23p6 8 3s、3p 8
四 4s1 4s24p6 8 4s、3d、4p 18
五 5s1 5s25p6 8 5s、4d、5p 18
六 6s1 6s26p6 8 6s、4f、5d、6p 32
七 7s1 7s27p6 8 7s、5f、6d、7p 32
表：每一周期元素原子的外围电子排布与元素种类
二、构造原理与元素周期表
注意：核外电子排布与周期划分的关系
① 根据构造原理，将能量相近的能级分为一组，按能量由低到高可分为7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。
② 每一个能级组对应一个周期，且该能级组中最高的能级对应的能层数等于元素的周期序数。
元素形成周期系的根本原因是元素的原子核外电子的排布发生周期性的重复。
（3）根据构造原理得出的核外电子排布与周期中元素种类数的关系
第一周期从1s1开始，以1s2结束，只有两种元素。
其余各周期总是从ns能级开始，以np结束。
递增的核电荷数(或电子数)就等于每个周期里的
元素数。
二、构造原理与元素周期表
周期 能级组 元素种数
一
二
三
四
五
六
七
2
8
8
18
18
32
32
1s
2s→2p
3s→3p
4s→3d→4p
5s→4d→5p
6s→4f→5d→6p
7s→5f→6d→7p
递增的核电荷数 = 元素个数
（4）族（十八纵行十六族，七主七副一VIII一0）
列 数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
类 别 主族 副族 第VIII族 副族 主族 0
族
名 称 I A II A III B IV B V B VI B VII B 第VIII族 IB II B III A IV A V A VI A VII A 0
族
注意：
1. 从第四周期开始的长周期，比短周期多出的元素全部是金属元素，这是因为它们的最外层电子数始终不超过2，即为ns1~2(Pd例外)。而第六、七周期比第四、五周期多出14个元素的基态原子最外层也只有2个s电子，所以也是金属元素。
2. 电子层数 = 周期序数
3. 主族元素族序数 = 原子最外层电子数
（5）核外电子排布与族的关系
元素周期表中，同族元素价层电子数相同，这是同族元素性质相似的结构基础。主族元素的价电子为该元素原子的最外层电子。
如碱金属元素的基态原子的价电子排布为ns1。元素周期表最右侧稀有气体元素的基态原子，除氦(1s2)外，最外层都是8电子，即ns2np6。
副族元素的价电子与其最外层电子和次外层电子有关(镧系、锕系元素还与次次外层的f电子有关)。
如铁元素的价电子排布式为3d64s2。
若以一个方格代表一种元素，每个周期排成一个横排，并按 s、p、d、f 分段，左侧对齐，可得到如下元素周期表：
思考与讨论：1950年国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）推荐了一张元素周期表，书末的元素周期表就是参照其新版制作的。
请问：怎样将上述周期表变成书末的元素周期表？
ⅠA
ⅡA
ⅢB
ⅣB
ⅤB
ⅥB
Ⅷ
ⅠB
ⅡB
ⅦB
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
周期表同一主族元素电子排布式有何规律
价层电子数相同
ns1
ns2
ns2np1→ ns2np5
ns2
np6
三、元素周期表的分区
1. 按照构造原理最后填入电子的能级符号不同，分为s、p、d、f 4个区
先填满 (n-1)d 能级而后再填充 ns 能级
三、元素周期表的分区
2. 根据元素的金属性和非金属性分区
非金属
金属
三、元素周期表的分区
2. 根据元素的金属性和非金属性分区
为什么在元素周期表中非金属主要集中在右上角三角区？
从原子结构方面来说，元素周期表中右上角三角区的元素，大多数的价层电子排布为ns2np1-6(He除外)，价层电子数较大，得电子相对容易，失电子相对困难。
从元素周期表中元素性质递变规律来说，同周期元素从左到右非金属性逐渐增强(不包括0族元素)，同主族元素从下向上非金属性逐渐增强。
综上可知，在元素周期表中非金属主要集中在右上角三角区内。
三、元素周期表的分区
2. 根据元素的金属性和非金属性分区
处于非金属与金属分界线上的元素常被称为半金属或类金属，为什么？
由于元素的金属性和非金属性之间并没有严格的界限，处于非金属与金属分界线上的元素既能表现出一定的非金属性，又能表现出一定的金属性，因此这些元素常被称为半金属或类金属。
三、元素周期表的分区
分区及其元素特点
分区 族 价层电子排布式 元素分类
s 区 ⅠA、ⅡA 族 ns1～2 活泼金属（除H）
p 区 ⅢA～0 族 ns2 np1～6 大多为非金属
d 区 ⅢB ～ Ⅷ 族 (n－1)d1～8 ns2 过渡金属
ds 区 ⅠB、ⅡB 族 (n－1)d10 ns1～2 过渡金属
f 区 镧系和锕系 (n－2)f0～14 (n－1)d0～2 ns2 过渡金属
四、对角线规则
在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的这种相似性被称为对角线规则。
Li Be B
Mg Al Si
如锂和镁在过量的氧气中燃烧均生成正常氧化物，而不是过氧化物
请分别写出Al、Be和NaOH溶液反应的离子方程式
2Al+2OH－+2H2O === 2AlO2－+3H2↑
Be+2OH－=== BeO22－+H2↑
判断正误
× × × × × × √
(1) 除0族外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数 （ ）
(2) 除短周期外，其他周期均有18种元素 （ ）
(3) 碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素 （ ）
(4) 在元素周期表中，所有非金属都位于p区 （ ）
(5) 价电子数与最高化合价相等的元素一定是主族（ ）
(6) 次外层全充满而最外层有不成对电子的元素一定是主族元素（ ）
(7) 元素周期表5个区中都有金属元素（ ）
1. 下列对元素周期表的认识正确的是（ ）
A. 有9行7个周期
B. 有16列16个族
C. 有三个短周期四个长周期
D. 非金属元素存在于主族与副族中
C
2.下列叙述中正确的是（ ）
除0族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的
族序数
B. 除短周期外，其他周期均有18种元素
C. 副族元素中没有非金属元素
D. 碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素
C
3. 外围电子排布为4d55s1的元素在周期表中的位置是（ ）
A. 第四周期ⅠB族
B. 第五周期ⅠB族
C. 第四周期ⅥB族
D. 第五周期ⅥB族
D
4.下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的叙述中，正确的是（ ）
A. 原子价电子排布为 ns2np1~6 的元素一定是主族元素
B. 基态原子最外电子层的 p 能级上有 5 个电子的元素一定是第ⅦA族元素
C. 原子的价电子排布为 (n-1)d6~8ns2 的元素一定位于第ⅢB~ⅦB族
D. 基态原子N能层上只有1个电子的元素一定是主族元素
B
5. 已知M2＋的3d轨道中有6个电子。试推断：
(1)M原子的电子排布式。
(2)M原子的最外层电子数为多少？
(3)M元素在周期表中的位置。
第四周期Ⅷ族
1s22s22p63s23p63d64s2
2
6.仔细观察下图，回答下列问题：
(1)B的原子结构示意图为________，B元素位于元素周期表的第________周期________族。
(2)铍的最高价氧化物的水化物是________(填“酸性”“碱性”或“两性”)化合物，证明这一结论的有关离子方程式是______________________________________________________________________。
(3)根据周期律知识，硼酸酸性比碳酸______________，理由是__________________________。
(4)根据Mg在空气中的燃烧情况，Li在空气中燃烧生成的产物为______________(用化学式表示)。
Li2O、Li3N
二
ⅢA
两性
Be(OH)2＋2OH－===BeO22-＋2H2O
Be(OH)2＋2H＋===Be2＋＋2H2O
弱
硼的非金属性比碳弱
一、元素周期律、元素周期系和元素周期表
1.元素周期律
2.元素周期系
3.元素周期表
二、构造原理与元素周期表
1.原子的电子排布与周期的划分：
2.原子的电子排布与族的划分
主族元素：族序数 = 原子的最外层电子数 = 价电子数
副族元素：大多数族序数 =（n-1)d + ns 的电子数=价电子数
3.原子的电子构型和元素的分区:
周期序数 = 能层数
5个区：s区、d区、ds区、p区、f区

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