元素周期律第一课时精.ppt

元素周期律第一课时第1页，本讲稿共34页原子的组成及其相互关系：原子的组成及其相互关系：原子核原子核核外电子（核外电子（Z个）个）质子（质子（Z个）个）中子（中子（A-Z个）个）原子原子（）1.1.构成原子的构成原子的“三微粒三微粒”：第2页，本讲稿共34页第3页，本讲稿共34页2 2、相互关系：、相互关系：q位置关系：位置关系：原子是由居于原子中心的带正电的原子核和原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的；核外带负电的电子构成的；q体积关系：体积关系：原子很小，原子核更小（直径不及原子直径原子很小，原子核更小（直径不及原子直径的万分之一），电子在核外作高速运动，所占的的万分之一），电子在核外作高速运动，所占的空间相对较大；空间相对较大；第4页，本讲稿共34页q电荷关系：电荷关系：原子核带的电量跟核外电子的电量相原子核带的电量跟核外电子的电量相等而电性相反，即：等而电性相反，即：核电荷数核电荷数=核内质子数核内质子数=核外电子数核外电子数q质量关系：质量关系：原子的质量主要集中在原子核上（原原子的质量主要集中在原子核上（原子核的密度极高），即原子的质量主要由质子和中子核的密度极高），即原子的质量主要由质子和中子的质量决定；子的质量决定；原子的质量原子的质量 所有质子的质量所有质子的质量+所有中子的质量所有中子的质量质量数（质量数（A A）=质子数（质子数（Z Z）+中子数（中子数（N N）第5页，本讲稿共34页3 3、质量数（、质量数（A A）：）：如果忽略电子的质量，将原子核内所有质子如果忽略电子的质量，将原子核内所有质子和中子的和中子的相对质量相对质量区近似整数值加起来，所得的数区近似整数值加起来，所得的数值。用符号值。用符号A A表示。即：表示。即：质量数（质量数（A A）=质子数（质子数（Z Z）+中子数（中子数（N N）注：相对质量是指对注：相对质量是指对12C C原子（原子核内有原子（原子核内有6个质子和个质子和6个个中子的碳原子）质量的中子的碳原子）质量的1/12（1.661 10-27kgkg相比较所得相比较所得的数值。的数值。第6页，本讲稿共34页4 4、粒子中的质子数与核外电子数的关系：、粒子中的质子数与核外电子数的关系：中性原子：中性原子：质子数质子数=核外电子数核外电子数带正电的阳离子：带正电的阳离子：质子数质子数 核外电子数核外电子数质子数质子数-电荷数电荷数=核外电子数核外电子数带负电的阴离子：带负电的阴离子：质子数质子数 核外电子数核外电子数质子数质子数-电荷数电荷数=核外电子数核外电子数第7页，本讲稿共34页一、原子核外排布一、原子核外排布1 1、核外电子运动的特点：、核外电子运动的特点：电子的质量极微小（电子的质量极微小（9.1099.109 1010-31-31kgkg）；）；电子绕核运动是在原子这样极其微小的电子绕核运动是在原子这样极其微小的空间（原子的直径约空间（原子的直径约1010-10-10mm）中进行；中进行；电子绕核作高速运动（运动的速度接近电子绕核作高速运动（运动的速度接近光速，约为光速，约为10108 8m/sm/s）New！第8页，本讲稿共34页 因此，电子绕核运动没有确定的轨道，不能精确因此，电子绕核运动没有确定的轨道，不能精确测定或计算电子在任一时刻所在的位置，也不能描绘测定或计算电子在任一时刻所在的位置，也不能描绘出其运动轨迹，出其运动轨迹，我们只能指出它在核外空间某处出现机会的多少。我们只能指出它在核外空间某处出现机会的多少。这是核外电子运动的根本特征。这是核外电子运动的根本特征。完全不同于宏观世界物体如行星、炮弹、尘粒等完全不同于宏观世界物体如行星、炮弹、尘粒等的运动状况。的运动状况。第9页，本讲稿共34页那么核外电子运动的规律是什么呢？那么核外电子运动的规律是什么呢？注意：电子绕核运动没有确定的轨道，但并注意：电子绕核运动没有确定的轨道，但并不是说电子绕核运动没有什么规律。不是说电子绕核运动没有什么规律。2 2、核外电子排布规律：、核外电子排布规律：核外电子受力分析：在含多个电子的原子中，核外电子受力分析：在含多个电子的原子中，一方面每个电子和核之间因带异性电荷而有吸引力，一方面每个电子和核之间因带异性电荷而有吸引力，这个吸引力倾向于把电子尽可能拉得靠近核；另一这个吸引力倾向于把电子尽可能拉得靠近核；另一方面，电子与电子之间带同性电荷而相互排斥，这方面，电子与电子之间带同性电荷而相互排斥，这个排斥力要迫使电子彼此尽可能远离。当吸引和排个排斥力要迫使电子彼此尽可能远离。当吸引和排斥达成平衡时，核外电子就分布在离核不同的区域斥达成平衡时，核外电子就分布在离核不同的区域里运动，有不同的能量。离核远的电子能量高。里运动，有不同的能量。离核远的电子能量高。第10页，本讲稿共34页 在含有多个电子的原子里，电子的能量是不在含有多个电子的原子里，电子的能量是不同的。有些电子能量较低，在离核较近的区域里运同的。有些电子能量较低，在离核较近的区域里运动；有些电子能量较高，在离核较远的区域里运动。动；有些电子能量较高，在离核较远的区域里运动。科学上把能量不同的电子的运动区域称为电子层。科学上把能量不同的电子的运动区域称为电子层。把能量最低、离核最近的电子，称其运动在第一电把能量最低、离核最近的电子，称其运动在第一电子层上；能量稍高、运动在离核稍远的电子，称其子层上；能量稍高、运动在离核稍远的电子，称其运动在第二电子层上；有里向外，依次类推，叫三、运动在第二电子层上；有里向外，依次类推，叫三、四、五、六、七层。四、五、六、七层。也可把它们依次叫也可把它们依次叫K K、L L、M M、N N、O O、P P、Q Q层。层。第11页，本讲稿共34页第12页，本讲稿共34页电子层数（电子层数（n n）：）：n=1n=1，2 2，3 3，4 4，5 5，6 6，7 7 K K，L L，M M，N N，O O，P P，Q Q n n越大，电子离核越远，其能量也越高越大，电子离核越远，其能量也越高核外电子是分层排布的。核外电子是分层排布的。电子一般总是尽先排布在能量最低的电子层里，即最电子一般总是尽先排布在能量最低的电子层里，即最先排布先排布K K层；当层；当K K层排满后，再排布层排满后，再排布L L层；当层；当L L层排满后，层排满后，再排布再排布M M层；层；那么，每个电子层最多可以排布多少个电子？那么，每个电子层最多可以排布多少个电子？首先研究一下稀有气体元素原子电子层排布的情首先研究一下稀有气体元素原子电子层排布的情况：况：第13页，本讲稿共34页稀有气体元素原子电子层排布稀有气体元素原子电子层排布核电荷数元素名称元素符号各电子层的电子数KLMNOP2氦He210氖Ne2818氩Ar28836氪Kr2818854氙Xe281818886氡Rn281832188第14页，本讲稿共34页 从表中可看出，从表中可看出，K K层、层、L L层、层、M M层最多能层最多能排布的电子数目？排布的电子数目？K-2K-2，L-8L-8，M-18M-188 8个（氦原子是个（氦原子是2 2个）个）最外层电子数最多有几个？最外层电子数最多有几个？试推断各电子层最多能容纳的电子数和电子层数试推断各电子层最多能容纳的电子数和电子层数之间有什么关系？之间有什么关系？次外层不超过多少个？倒数第三层呢？次外层不超过多少个？倒数第三层呢？第15页，本讲稿共34页原子核外电子的排布规律：原子核外电子的排布规律：n各电子层最多容纳的电子数是各电子层最多容纳的电子数是2 2n n2 2(n(n表示电表示电子层子层)；n最外层电子数不超过最外层电子数不超过8 8个个(K K层是最外层时，层是最外层时，最多不超过最多不超过2 2个个)，次外层电子数目不超过，次外层电子数目不超过1818个，倒数第三层不超过个，倒数第三层不超过3232个；个；n核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层，核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层，然后由里向外从能量低的电子层逐步向能量然后由里向外从能量低的电子层逐步向能量高的电子层排布。高的电子层排布。注：以上规律是相互联系的，不能孤立地机械地套用注：以上规律是相互联系的，不能孤立地机械地套用第16页，本讲稿共34页 据课本据课本p12表表1-2写出写出1-18号元素的原子结构示意图，号元素的原子结构示意图，并归纳出核外电子排布有哪些规律？并归纳出核外电子排布有哪些规律？氢(H)氦(He)锂(Li)铍(Be)硼(B)碳(C)氮(N)氧(O)氟(F)氖(Ne)钠(Na)镁(Mg)铝(Al)硅(Si)磷(P)硫(S)氯(Cl)氩(Ar)第17页，本讲稿共34页元素分类元素分类最外层电子数最外层电子数得失电子趋势得失电子趋势稀有气体稀有气体金属元素金属元素非金属元素非金属元素8(He为2)少于少于4个个4个以上个以上稳定结构稳定结构易易失失电子电子 易易得得电子电子最外层电子数为最外层电子数为8(He为为2)的电子层的电子层结构，通常不容易得失电子。化学结构，通常不容易得失电子。化学性质稳定、不活泼。性质稳定、不活泼。稳定结构：稳定结构：第18页，本讲稿共34页 课堂练习课堂练习1 1、判断下列示意图是否正确？为什么？、判断下列示意图是否正确？为什么？A A、B B、C C、D D、+19 2 8 9+19 2 8 9+12 2 10+12 2 10+3 1 2+3 1 2+54 2 8 18 20 6+54 2 8 18 20 6第19页，本讲稿共34页3 3、某元素的原子核外有、某元素的原子核外有3 3个电子层，最个电子层，最外层有外层有5 5个电子，该原子核内的质子数为个电子，该原子核内的质子数为（）A A、14 B14 B、15 C15 C、16 D16 D、17174 4、某元素的原子核外有三个电子层，、某元素的原子核外有三个电子层，M M层的电子数是层的电子数是L L层电子数的层电子数的1/21/2，则该元，则该元素的原子是（素的原子是（）A A、Li BLi B、Si CSi C、Al DAl D、K KB BB B2 2、根据核外电子排布规律，画出下列元素原、根据核外电子排布规律，画出下列元素原子的结构示意图。子的结构示意图。n（1 1）3 3LiLi、1111NaNa、1919K K、3737RbRb、5555CsCsn（2 2）9 9F F、1717ClCl、3535BrBr、5353I I第20页，本讲稿共34页5 5、与、与OHOH-具有相同质子数和电子数的微粒（具有相同质子数和电子数的微粒（）A A、F F-B B、NHNH3 3 C C、H H2 2O DO D、NaNa+6 6、C-NMRC-NMR（核磁共振）可以用于含碳化合物核磁共振）可以用于含碳化合物的结构分析，的结构分析，C C表示的碳原子（表示的碳原子（）A A、核外有核外有1313个电子个电子B B、核内有核内有6 6个质子，核外有个质子，核外有7 7个电子个电子C C、质量数为质量数为1313，原子序数为，原子序数为6 6，核内有，核内有7 7个质子个质子D D、质量数为质量数为1313，原子序数为，原子序数为6 6，核内有，核内有7 7个中子个中子A AD D第21页，本讲稿共34页7 7、下列四组物质中，、下列四组物质中，不具有不具有相同核外电相同核外电子总数的两种分子是（子总数的两种分子是（）A A、H H2 2O O2 2和和CHCH3 3OH BOH B、HNOHNO2 2和和HClOHClOC C、H H2 2O O和和CHCH4 4 D D、H H2 2S S和和F F2 28 8、两种元素原子的核外电子层数之比与、两种元素原子的核外电子层数之比与它们的最外层电子数之比相等，在周期它们的最外层电子数之比相等，在周期表的前表的前1010号元素中，满足上述关系的元号元素中，满足上述关系的元素共有（素共有（）A A、1 1对对 B B、2 2对对 C C、3 3对对 D D、4 4对对B BB B第22页，本讲稿共34页9 9、短周期的三种元素分别为、短周期的三种元素分别为X X、Y Y、Z Z，已知已知X X元素元素的原子最外层只有一个电子，的原子最外层只有一个电子，Y Y元素原子的元素原子的M M电子电子层上的电子数是它的层上的电子数是它的K K层和层和L L层电子总数的一半，层电子总数的一半，Z Z元素原子的元素原子的L L电子层上的电子数比电子层上的电子数比Y Y元素原子的元素原子的L L电子电子层上的电子数少层上的电子数少2 2个，则这三种元素所组成的化合物的个，则这三种元素所组成的化合物的分子式分子式不可能不可能的是（的是（）A A、X X2 2YZYZ4 4 B B、XYZXYZ3 3 C C、X X3 3YZYZ4 4 D D、X X4 4Y Y2 2Z Z7 7A A第23页，本讲稿共34页练习练习10 10按核外电子排布规律，预测核电荷数为按核外电子排布规律，预测核电荷数为118的元素的元素的原子核外电子层排布是的原子核外电子层排布是()A 2、8、18、32、58B 2、8、18、32、32、8C 2、8、18、32、50、18、8D 2、8、18、32、32、18、8D第24页，本讲稿共34页练习练习11 11试分析它们的原子结构(电子层数、最外层电子)请指出：(1)纵行中，三 元素的相同点是 ，三元素的不同点是 。(2)横行中，三元素的相同点是 ，三元素的不同点是 。(3)猜测哪三种元素的化学性质更为相似？LiNaKMg Al最外层电子数相同电子层数不同最外层电子数不同电子层数相同Li Na K第25页，本讲稿共34页练习练习12 12有A、B、C三种元素的原子，它们的核电荷数之和为28。A元素的原子核外只有1个电子；B元素的原子核外有三个电子层，其最外层电子数恰好为稳定结构。则A、B、C三种元素的元素符号：A是 ，B是 ，C是 ，C元素的原子结构示意图为 。H ArF第26页，本讲稿共34页选讲：原子结构模型的演变选讲：原子结构模型的演变葡萄干面包模型葡萄干面包模型 太阳系模型太阳系模型电电子壳子壳层层模型模型 电电子云模型子云模型道尔顿道尔顿汤姆生汤姆生卢瑟福卢瑟福玻尔玻尔第27页，本讲稿共34页道尔顿原子模型：原子是组成物质的基本粒子，它们是坚实的、道尔顿原子模型：原子是组成物质的基本粒子，它们是坚实的、不可再分的实心球。不可再分的实心球。原子是一个平均分布着正电荷的粒子，原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。而形成了中性原子。葡萄干面包模型葡萄干面包模型：（汤姆生）（汤姆生）太阳系模型太阳系模型：（卢瑟福）（卢瑟福）在原子的中心有一个带正电荷的核，在原子的中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就像行在它的周围沿着不同的轨道运转，就像行星环绕太阳运转一样。星环绕太阳运转一样。第28页，本讲稿共34页电电子壳子壳层层模型模型（玻尔）（玻尔）电子在原子核外空间的一定轨道上绕电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。核做高速的圆周运动。电电子云模型子云模型 现在，科学家已能利用电子显微镜和现在，科学家已能利用电子显微镜和扫描隧道显微镜摄制显示原子图像的照片。扫描隧道显微镜摄制显示原子图像的照片。随着现代科学技术的发展，人类对原子的随着现代科学技术的发展，人类对原子的认识过程还会不断深化。认识过程还会不断深化。（现代物质结构学说）（现代物质结构学说）第29页，本讲稿共34页我国近年生产我国近年生产的电子显微镜的电子显微镜第一支病毒第一支病毒灭活疫苗中的活疫苗中的灭活病毒活病毒颗粒的粒的电子子显微微镜照片照片 第30页，本讲稿共34页国产大气扫描隧道显微镜国产大气扫描隧道显微镜第31页，本讲稿共34页技术人员在扫描隧道技术人员在扫描隧道显微镜观察硅表面的显微镜观察硅表面的原子结构原子结构19931993年，中国科学院科年，中国科学院科学家通过移动单个硅原学家通过移动单个硅原子所写的世界上最小的子所写的世界上最小的“中国中国”二字二字第32页，本讲稿共34页小结小结+82 6ABCDE原子结构示意图原子结构示意图核外电子排布规律核外电子排布规律1、核外电子排布是由离核距离、核外电子排布是由离核距离最近、能量最低的电子层排起，最近、能量最低的电子层排起，依次第二层、第三层依次第二层、第三层2、每个电子层均有一定的电子、每个电子层均有一定的电子最大容纳量。最大容纳量。第一层第一层第二层第二层最外层最外层2 28 88 8第33页，本讲稿共34页祝同学们学习进步祝同学们学习进步 再见再见第34页，本讲稿共34页