鲁科版高中化学选修三物质结构与性质全书课件.ppt

物质结构理论是现代化学的重要组成部分，也物质结构理论是现代化学的重要组成部分，也是是医学医学、生命科学生命科学、材料科学材料科学、环境科学环境科学、能源科能源科学学、信息科学信息科学的重要基础。的重要基础。它揭示了物质构成的奥秘、物质结构与性质的它揭示了物质构成的奥秘、物质结构与性质的关系，有助于人们理解物质变化的本质，预测物质关系，有助于人们理解物质变化的本质，预测物质的性质，为分子设计提供科学依据。的性质，为分子设计提供科学依据。本教材分为三章：本教材分为三章：原子结构原子结构、微粒间的相微粒间的相互作用互作用和和物质的聚集状态与物质性质物质的聚集状态与物质性质。第一章第一章原子结构原子结构第一节第一节 原子结构模型原子结构模型第二节第二节 原子结构与元素周期表原子结构与元素周期表第三节第三节 原子结构与元素性质原子结构与元素性质不同时期的原子结构模型不同时期的原子结构模型:1、公元前400多年前，希腊哲哲学学家德谟克利特等人认为：把构成物质的最小单位叫原子。1-1原子结构模型原子结构模型2道尔顿实心球模型道尔顿实心球模型 1808年英国自然科学家约翰年英国自然科学家约翰道道尔顿提出了世界上第一个原子的理论尔顿提出了世界上第一个原子的理论模型模型,提出了原子学说（提出了原子学说（哲学哲学自然科学自然科学）。）。道尔顿的理论主要有以下三点：道尔顿的理论主要有以下三点：v原子都是不能再分的粒子原子都是不能再分的粒子v同种元素的原子的各种性质和质同种元素的原子的各种性质和质量都相同量都相同v原子是微小的实心球体原子是微小的实心球体 按照道尔顿的理论，原子是既不能创造，也不能毁灭，又不能再分割的最最基本的物质粒子。那么，放电管中的“射线”是什么呢？汤姆逊用实验回答说：是汤姆逊用实验回答说：是电子，并且在各种元素的原子中都有电电子，并且在各种元素的原子中都有电子。子。这样看来，原子就不是不可再分的了！也就是说，原子不是最最基本的物质粒子了！3、1903年汤姆逊在发现电子的基础上提年汤姆逊在发现电子的基础上提出了原子的出了原子的“葡萄干布丁模型葡萄干布丁模型”。汤姆逊认为：汤姆逊认为：电子是平均的分布在整个电子是平均的分布在整个原子上的，就如同散布在一个原子上的，就如同散布在一个均匀的正电荷的海洋之中，它均匀的正电荷的海洋之中，它们的负电荷与那些正电荷相互们的负电荷与那些正电荷相互抵消。抵消。在受到激发时，电子会离开在受到激发时，电子会离开原子，产生阴极射线。原子，产生阴极射线。汤姆生的学生卢瑟福完成的汤姆生的学生卢瑟福完成的粒子轰击金箔粒子轰击金箔实验（散射实验），否认了葡萄干布丁模型的实验（散射实验），否认了葡萄干布丁模型的正确性。正确性。葡萄干布丁葡萄干布丁模型模型卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型根据粒子散射实验粒子散射实验原子的“核式模型核式模型”体积很小体积很小相对质量相对质量为为4 4的带的带正电正电粒子粒子现象：现象：1、大部分大部分粒子穿过薄的金箔粒子穿过薄的金箔2、极少数极少数粒子好象打在坚硬的东西上，粒子好象打在坚硬的东西上，完全反弹回来。完全反弹回来。3、少数少数粒子穿过薄的金箔时，发生了粒子穿过薄的金箔时，发生了偏转。偏转。科学探究科学探究卢瑟福通过实验推断出：卢瑟福通过实验推断出：1、原子、原子大部分是空的。大部分是空的。2、中间有一个、中间有一个几乎集中了所有原子的质量且体积几乎集中了所有原子的质量且体积很小的粒子很小的粒子原子核。原子核。3、原子的全部正电荷在原子核内，且几乎全部质原子的全部正电荷在原子核内，且几乎全部质量均集中在原子核内部。带负电的电子在核空间量均集中在原子核内部。带负电的电子在核空间进行绕核运动。进行绕核运动。波尔原子模型波尔原子模型原子结构的量子力学模型量子力学模型（电子云模型）（电子云模型）【小结小结】人类对原子结构的认识历史：人类对原子结构的认识历史：德谟克利特：朴素原子观德谟克利特：朴素原子观道尔顿：原子学说道尔顿：原子学说汤姆生：汤姆生：“葡萄干布丁葡萄干布丁”模型模型卢瑟福卢瑟福：核式原子结构模型：核式原子结构模型玻尔玻尔：原子轨道模型：原子轨道模型现代量子力学模型现代量子力学模型一、氢原子光谱和波尔的原子结构模型一、氢原子光谱和波尔的原子结构模型联想联想质疑质疑 对于对于“光光”这种物质，如阳光、火光、这种物质，如阳光、火光、灯光等，你们是熟悉的。但是，你知道有灯光等，你们是熟悉的。但是，你知道有些光是由原子在一定的条件下产生的吗？些光是由原子在一定的条件下产生的吗？原子发光的基本特点是什么？怎样用原子原子发光的基本特点是什么？怎样用原子结构知识来解释原子的发光现象？结构知识来解释原子的发光现象？1、氢原子光谱狭义的光狭义的光：波长400700nm之间的电磁波；广义的光：广义的光：即电磁波，包括可见光、红外光、紫外光、X射线等。知识支持 P3 连续光谱(continuous spectrum)：若由光谱仪获得的光谱是由各种波长的光所组成，且相近的波长差别极小而不能分辨相近的波长差别极小而不能分辨，则所得光谱为连续光谱连续光谱。如阳光等。知识支持 教材P3 连续光谱(continuous spectrum)：线状光谱(原子光谱)(line spectrum)：若由光谱仪获得的光谱是由各种波长的光若由光谱仪获得的光谱是由各种波长的光所组成，且所组成，且相近的波长差别极小而不能分辨相近的波长差别极小而不能分辨，则所得光谱为则所得光谱为连续光谱连续光谱。如阳光等。如阳光等。若由光谱仪获得的光谱是由若由光谱仪获得的光谱是由具有特定波长具有特定波长的、彼此分立的谱线的、彼此分立的谱线所组成的，则所得光谱为所组成的，则所得光谱为线状光谱线状光谱。如氢原子光谱等。教材。如氢原子光谱等。教材P3 图1-1-2氢原子的线状光谱氢原子的线状光谱太阳光的连续光谱太阳光的连续光谱 质疑质疑 根据根据卢瑟福的原子结构模型卢瑟福的原子结构模型和和经典的经典的电磁学观点电磁学观点，围绕原子核高速运动的电子，围绕原子核高速运动的电子一定会自动且连续地辐射能量，其光谱应一定会自动且连续地辐射能量，其光谱应是是连续光谱连续光谱而不应是而不应是线状光谱线状光谱。那么，氢。那么，氢原子的光谱为什么是线性光谱而不是连续原子的光谱为什么是线性光谱而不是连续光谱呢？光谱呢？2、在、在卢瑟福的原子结构模型卢瑟福的原子结构模型的基础上提的基础上提出出玻尔玻尔(Bohr)的原子结构模型的原子结构模型（玻尔理（玻尔理论的三个假设）。论的三个假设）。玻尔原子结构模型的基本观点（玻尔原子结构模型的基本观点（P3）（1）原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上绕原子核运动，并且不不辐射能量；（2）不同轨道上运动的电子具有不）不同轨道上运动的电子具有不同能量，而且能量是同能量，而且能量是量子化量子化的，的，即能即能量是量是“一份一份一份一份”的的,不能连续变化而不能连续变化而只能取某些不连续的数值，只能取某些不连续的数值，轨道能量轨道能量依依n值（值（1、2、3、）的增大而升）的增大而升高高，n称为称为量子数量子数。对氢原子而言，。对氢原子而言，电子处在电子处在n=1的轨道是能量最低，称的轨道是能量最低，称为为基态基态，能量高于基态的状态，称为，能量高于基态的状态，称为激发态激发态；（3）只有当电子从一个轨道（能量）只有当电子从一个轨道（能量为为Ei）跃迁跃迁到另一个轨道（能量为到另一个轨道（能量为Ej）时，才会辐射或吸收能量。如）时，才会辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表果辐射或吸收的能量以光的形式表现并被记录下来，就形成了光谱。现并被记录下来，就形成了光谱。（跃迁：教辅跃迁：教辅P2）2、电子处于能量最低的状态，称为、电子处于能量最低的状态，称为基态。基态。电子能量处于高于基态的状态，称为电子能量处于高于基态的状态，称为激发态。激发态。【小结小结】1、玻尔原子结构模型要点：、玻尔原子结构模型要点：（1）电子在具有能量轨道上运动，不辐）电子在具有能量轨道上运动，不辐射能量；射能量；（2）电子的能量是量子化的。）电子的能量是量子化的。（3）电子发生跃迁时，才会不连续的辐）电子发生跃迁时，才会不连续的辐射或吸收能量。射或吸收能量。拓宽应用拓宽应用1 1、依据玻尔原子结构模型基本观点依据玻尔原子结构模型基本观点解释氢原子光谱是怎样产生的？为什解释氢原子光谱是怎样产生的？为什么会有多条谱线？么会有多条谱线？参照课本参照课本P34页页“追根寻源追根寻源”电子从一个轨道跃迁到另一轨道时，就要吸收或放出能量，两个定态的能量差为E。如能量以光辐射的形式表现出来，就形成了光谱。E=E2-E1=h(=c/)为什么氢光谱是线状光谱？n=4n=3n=2n=1吸收能量释放能量氢原子从一个电子层跃迁到另一个电子层时，吸收或释放一定的能量，就会吸收或释放一定波长的光，所以得到线状光谱身边的化学 阅读教材阅读教材P4 了解了解“霓虹灯为什么能霓虹灯为什么能够发出五颜六色的光？够发出五颜六色的光？”电子在发生跃迁时辐射或吸收电子在发生跃迁时辐射或吸收能量是量子化的，对霓虹灯而言，能量是量子化的，对霓虹灯而言，灯管中装载的气体不同，在高电灯管中装载的气体不同，在高电压的激发下发出的光的颜色就不压的激发下发出的光的颜色就不同。同。玻尔理论的局限：玻尔理论的局限：A.多电子原子光谱多电子原子光谱 B.氢原子的精细光谱氢原子的精细光谱小结小结:1、氢原子光谱连续光谱线状光谱 2、玻尔(Bohr)的原子结构模型（玻尔理论的三个假设）。3、解释、应用：追根寻源、身边的化学等原子结构1-2原子核外电子运动状态的描述原子核外电子运动状态的描述宏观物体宏观物体微观粒子微观粒子质量质量很大很大很小很小速度速度较小较小很大（接近光很大（接近光速）速）位移位移可测可测位移、能量位移、能量不可同时测定不可同时测定能量能量可测可测轨迹轨迹可描述可描述（画图或函数描述）（画图或函数描述）不可确定不可确定宏观、微观运动的不同宏观、微观运动的不同宏观物体的运动特征：可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及运行的速度；可以描画它们的运动轨迹。微观物体的运动特征：核外电子质量小，运动空间小，运动速率大。无确定的轨道，无法描述其运动轨迹。无法计算电子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空间某处出现的机会的多少。核外电子运动的特征核外电子运动的特征电子的运动特征电子的运动特征运动物体运动物体汽车汽车炮弹炮弹人造卫星人造卫星 宇宙飞船宇宙飞船 电子电子速率（速率（Km/S)0.032.007.8011.002200（光速（光速的的1%）特征特征1：速度极快：速度极快乒乓球直径乒乓球直径核外电子运动空间范围核外电子运动空间范围4 10-2mn 10-10m特征特征2：运动空间极小：运动空间极小特征特征3：无固定运动轨迹无固定运动轨迹测不准测不准电子云：电子云：原子核外电子运动描原子核外电子运动描述方法述方法2、只可用、只可用统计图示统计图示的方法描绘电子在核外空间出的方法描绘电子在核外空间出现的概率。现的概率。1、核外电子以极高的速度、在极小的空间里做永、核外电子以极高的速度、在极小的空间里做永不停止的运动。不遵循宏观物体的运动规律（不停止的运动。不遵循宏观物体的运动规律（不能不能测出测出在某一时刻的在某一时刻的位置、速度位置、速度，即，即不能描画出它的不能描画出它的运动轨迹运动轨迹）。）。该统计图示即该统计图示即电子云电子云好像带负电荷的云雾笼好像带负电荷的云雾笼罩在原子核周围，人们形象的称为电子云。罩在原子核周围，人们形象的称为电子云。小黑点的疏密表示电子在核外空间一定范围内出小黑点的疏密表示电子在核外空间一定范围内出现的现的机会大小机会大小。核外电子运动状态的描述核外电子运动状态的描述电子云：描述核外电子运动特征的图象。电子云：描述核外电子运动特征的图象。电子云中的小黑点：电子云中的小黑点：并不是表示原子核外的一个电子并不是表示原子核外的一个电子,而是表而是表示电子在此空间出现的机率。示电子在此空间出现的机率。电子云密度大的地方说明电子出现的机电子云密度大的地方说明电子出现的机会多，而电子云密度小的地方说明电子出现会多，而电子云密度小的地方说明电子出现的机会少。的机会少。电子云电子云(P8)S能级的原子轨道电子云轮廓图电子云轮廓图-原子轨道原子轨道S能级的原子轨道是球形对称的.P能级的原子轨道是纺锤形的,每个P能级有3个原子轨道,它们相互垂直,分别以P x,Py,PZ表示.P能级的原子轨道P能级的原子轨道 P能级的3个原子轨道P x,Py,PZ合在一起的情形.d能级的原子轨道有5个.d能级的原子轨道原子轨道与火车运行的轨道有何不同?原子轨道是指一定能级上的电子,在核外空间运动的一个空间区域.火车的轨道则是火车运行的一个固定路线.问题讨论问题讨论思考：既然电子的运动没有固定轨迹，那么思考：既然电子的运动没有固定轨迹，那么我们就是否没有方法来描述电子的运动呢？我们就是否没有方法来描述电子的运动呢？电子云电子云只是形象地描述了电子在离核距离不同的空间，只是形象地描述了电子在离核距离不同的空间，电子出现的几率大小不同而已。电子出现的几率大小不同而已。比较粗略比较粗略思考：如果一个原子含有多个电子，那么这些电思考：如果一个原子含有多个电子，那么这些电子又如何绕核运动呢？子又如何绕核运动呢？电子在核外的运动状态应如何描述？（教辅P23：知识点二、三知识点二、三）1、S、P、d能级分别有多少个轨道，每个轨道上最多能容纳几个电子？其自旋方向怎样？2、举例说明洪特规则：科学研究科学研究阅读课文P12,讨论下列问题 S p d f能级分别有2、3、5、7个轨道，每个轨道最多能容纳的电子数为2个，且自旋方向相反。这就是泡利原理 当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是首先单独占一个轨道（即分占不同的轨道），而且自旋方向相同。课堂练习 用轨道表示式表示出铁原子的核外电子排布洪特规则泡利原理能量最低原理1、从元素周期表中查出铜的外围电子排布，它是否符合构造原理。当一个能级上的电子填充达到全充满，半充满或全空时是一种稳定状态，使得体系的能量较低。这就是洪特规则的第二条。2、钠的电子排布式可写成Ne3S1，试问：上式方括号中的符号是什么意思？思考与交流 通读本节原子结构课文，归纳本节知识内容，并自出自解一道题。（以上两项均写在作业本上）作 业第二节 原子结构与元素周期表基态原子的核外电子排布基态原子的核外电子排布1、电子、电子优先排布在能量低优先排布在能量低的电子层里，先排的电子层里，先排满满K层，再排层，再排L层。层。2、每个、每个电子层电子层最多容纳的电子数为最多容纳的电子数为2n2（n为为电子层数）。电子层数）。3、最外层电子数不超过最外层电子数不超过8个（个（K为为2个）个），次，次外层不超过外层不超过18个，倒数第三层不超过个，倒数第三层不超过32个。个。（一低四不超）（一低四不超）上述规律相互制约，相互联系上述规律相互制约，相互联系内容回顾：内容回顾：1、原子核外空间由里向外划分为不同的电子层、原子核外空间由里向外划分为不同的电子层2、同一电子层的电子也可以在不同的轨道上运动、同一电子层的电子也可以在不同的轨道上运动3、不同的轨道的能量不同、不同的轨道的能量不同电电子子层层一一二二三三四四五五六六七七符符号号KLMNOPQ最多电子数最多电子数28183250 电电子子层层一一二二三三四四五五轨轨道道类类型型1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p轨轨道道数数1491625最多电子数最多电子数28183250 比较下列轨道能量的高低比较下列轨道能量的高低1.ns np nd nf2.1s 2s 3s 4s3.2px 2py 2pz4.3Px 2S5.3d 4s?u多电子原子中，电子填充电子轨道时，一般先填满能量低的轨道，再填能量高的轨道 电子在原子轨道上的排布顺序u原子轨道能量的高低存在以下规律：u1、相同电子层上原子轨道能量的高低：nsnpndnfu2、.形状相同的原子轨道能量的高低：1s2s3s7时为时为n周期周期VIII族族4.(n-1)d10nsXn周期周期XB族族练习练习:写出下列价电子结构所对应的周期表的位置写出下列价电子结构所对应的周期表的位置A.4s24p5B.3d54s1C.4d105s2D.5s1E.3d74s2F.6s26p6G.1s2周周期期元元素素数数目目外围电子排布外围电子排布AA B 族族21S11S28S122S22p152S22p618S123S23p153S23p618S12d194s23d104s124S24p154S24p632S124d195s24d105s125S25p155S25p632S124f1145d1105d106s126S26p156S26p6周周期期元元素素数数目目外围电子排布外围电子排布AA B 族族21S18S122S22p152S22p618S123S23p153S23p618S12d194s23d104s124S24p154S24p632S124d1-95s24d105s125S25p155S25p632S124f1145d1105d106s126S26p156S26p61S2周周期期元元素素数数目目外围电子排布外围电子排布AA B 族族21S11S28S122S22p152S22p618S123S23p153S23p618S12d194s23d104s124S24p154S24p632S124d1-95s24d105s125S25p155S25p632S124f1145d1105d106s126S26p156S26p6周周期期元元素素数数目目外围电子排布外围电子排布AA B 族族21S11S28S122S22p152S22p618S123S23p153S23p618S12d194s23d104s124S24p154S24p632S124d195s24d105s125S25p155S25p632S124f1145d1105d106s126S26p156S26p6周周期期元元素素数数目目外围电子排布外围电子排布AA B 族族21S18S122S22p152S22p618S123S23p153S23p618S12d194s23d104s124S24p154S24p632S124d1-95s24d105s125S25p155S25p632S125d1104f1145d106s126S26p156S26p61S2 按照电子排布，可把周期表的元素划按照电子排布，可把周期表的元素划分为分为5 5个区：个区：s s区、区、d d区、区、dsds区、区、p p区、区、f f区。区。划分区的依据是什么？划分区的依据是什么？s区、区、d区、区、ds区、区、p区分别有几个纵列？区分别有几个纵列？【想一想想一想】依据外围电子的排布特征，依据外围电子的排布特征，看最后一个电子填充的轨道类型。看最后一个电子填充的轨道类型。最后最后1 1个电子填充在个电子填充在 轨道上，轨道上，价电子的构型是价电子的构型是 或或 ，位于，位于周期表的周期表的 侧，包括侧，包括 和和 族，它们都是族，它们都是 ，容，容易失去电子形成易失去电子形成 或或 价离价离子。子。s s区元素区元素nsns1ns2左左AA活泼金属活泼金属+1+2 最后最后1 1个电子填充在个电子填充在 轨轨道上，价电子构型是道上，价电子构型是 ，位于周期表位于周期表 侧，侧，包包括括 族元素。大部族元素。大部分为分为 元素。元素。p p区元素区元素npns2np16右右AA、零族、零族非金属非金属 s s区和区和p p区的共同特点是：区的共同特点是：最后最后1 1个电子都排布在个电子都排布在 ，除零族外，最外层电子的，除零族外，最外层电子的总数等于该元素的总数等于该元素的 。除零族外，除零族外，s s区和区和p p区的元素区的元素都是主族元素。都是主族元素。最外层最外层族序数族序数 它们的价层电子构型是它们的价层电子构型是 ，最后，最后1 1个电子基本都是填充在个电子基本都是填充在 轨道上，位于长周期的中部。轨道上，位于长周期的中部。这些元素都是这些元素都是 ，常有可，常有可变化合价，为过渡元素。它包变化合价，为过渡元素。它包括括 族元素。族元素。d d区元素区元素(n1)d19ns2(n1)d金属金属B 价层电子构型是价层电子构型是 ，即次外层即次外层d d轨道是轨道是 的，最外层的，最外层轨道上有轨道上有1 12 2个电子。它们既不个电子。它们既不同于同于s s区，也不同于区，也不同于d d区，称为区，称为dsds区，它包括区，它包括 族，处于周族，处于周期表期表d d区和区和p p区之间。它们都是区之间。它们都是 ，也属过渡元素。，也属过渡元素。dsds区元素区元素(n1)d10ns12充满充满B和和B金属金属 最后最后1 1个电子填充在个电子填充在f f轨轨道上，价电子构型是：道上，价电子构型是：（n n2 2）f f 0 01414n ns s2 2,或或(n n 2)f 2)f 0 01414、(n n1)d 1)d 0 02 2n ns s2 2，它包，它包括括镧系和锕系镧系和锕系元素（各有元素（各有1414种元素）。种元素）。f f区元素区元素包括元素包括元素价电子排布价电子排布元素分类元素分类s s区区p p区区d d区区dsds区区f f区区AA、AA族族AA零族零族BB族族BB、BB族族镧系和锕系镧系和锕系n ns s1 1、n ns s2 2n ns s2 2n np p1 16 6(n n1)d1)d1 19 9n ns s2 2(n n1)d1)d1010n ns s1 12 2（n n2 2）f f0 01414n ns s2 2各区元素特点：各区元素特点：活泼金属活泼金属大多为非金属大多为非金属过渡元素过渡元素过渡元素过渡元素小结小结过渡元素过渡元素例题例题某元素原子共有某元素原子共有3个价电子，其中一个价电子个价电子，其中一个价电子的四个量子数为的四个量子数为n3，l2，m2，ms+1/2。试回答：试回答：（1）写出该元素原子核外电子排布式。）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）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。最高正化合价。答案答案:核外电子排布式为核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2原子序数为原子序数为21,处于周期表中的处于周期表中的d区第区第4周期周期B族，族，是金属元素，最高正价为是金属元素，最高正价为3.三.核外电子排布与原子半径1.原子半径的概念原子半径的概念假定原子是一个实心球体假定原子是一个实心球体,用统计方法测定的半径用统计方法测定的半径.2.原子半径的测定原子半径的测定常用法常用法:固体密度固体密度(d)-1摩尔原子的体积摩尔原子的体积(Vm)-一个原子体积一个原子体积(V)按球的体积公式求半径按球的体积公式求半径(r)练习练习1:写出求半径的一般公式写出求半径的一般公式.练习题练习题:已知已知:金属铜的密度金属铜的密度-3,求铜原子的半径求铜原子的半径.原子半径的几种形式(见书P24图1-2-11)(1)共价半径共价半径.按分子中两原子核间距离是两原子的半径和进按分子中两原子核间距离是两原子的半径和进行测定的数据行测定的数据.(常用数据常用数据)(2)金属半径金属半径由金属晶体中原子之间最短距离计算而得由金属晶体中原子之间最短距离计算而得.(3)范得华半径范得华半径由分子晶体中原子之间最短距离计算而得由分子晶体中原子之间最短距离计算而得.由图可知由图可知:一般有下列关系一般有下列关系:范得华半径范得华半径金属半径金属半径共价半径共价半径【分析图分析图1-2-10主族元素的原子半径变化示意图主族元素的原子半径变化示意图】1.观察同一周期元素原子半径的变化观察同一周期元素原子半径的变化.2.观察同一主族元素原子半径的变化观察同一主族元素原子半径的变化.1.同一周期主族元素原子半径从左到右逐渐变小同一周期主族元素原子半径从左到右逐渐变小,而且减小而且减小的趋势越来越弱。这是因为每增加一个电子，核电荷相应的趋势越来越弱。这是因为每增加一个电子，核电荷相应增加一个正电荷，正电荷数增大，对外层电子的吸引力增增加一个正电荷，正电荷数增大，对外层电子的吸引力增大，使外层的电子更靠近原子核，所以同一周期除了稀有大，使外层的电子更靠近原子核，所以同一周期除了稀有气体外原子半径是逐渐减小的。但由于增加的电子都在同气体外原子半径是逐渐减小的。但由于增加的电子都在同一层，电子之间也产生了相互排斥，就使得核电荷对电子一层，电子之间也产生了相互排斥，就使得核电荷对电子的吸引力有所减弱。所以半径变化的趋势越来越小的吸引力有所减弱。所以半径变化的趋势越来越小 归纳小结归纳小结2.同一主族元素原子半径从上而下逐渐变小。同一主族元素原子半径从上而下逐渐变小。这是因为没增加一个电子层，就使得核电这是因为没增加一个电子层，就使得核电荷对外层的电子的吸引力变小，而距离增荷对外层的电子的吸引力变小，而距离增加得更大，所以导致核对外层电子的吸引加得更大，所以导致核对外层电子的吸引作用处于次要地位，原子半径当然逐渐变作用处于次要地位，原子半径当然逐渐变小。小。1、下列基态原子的电子结构中，第一电离能最、下列基态原子的电子结构中，第一电离能最小的可能是（小的可能是（）A、ns2np3 B、ns2np5 C、ns2np4 D、ns2np6C2.下列离子中，半径最大的是（下列离子中，半径最大的是（）A、O2-B、S2-C、Mg2+D、Cl-B3.下列有关多电子原子的叙述中，正确的是（下列有关多电子原子的叙述中，正确的是（）A.在一个多电子原子中，不可能有两个运动状态完全相在一个多电子原子中，不可能有两个运动状态完全相同的电子同的电子B.在一个多电子原子中，不可能有两个能量相同的电子在一个多电子原子中，不可能有两个能量相同的电子C.在一个多电子原子中，在一个多电子原子中，N层上的电子能量肯定比层上的电子能量肯定比M层上层上的电子能量高的电子能量高D.某一多电子原子的某一多电子原子的3p亚层上仅有两个电子，它们必然亚层上仅有两个电子，它们必然自旋相反自旋相反AA、B、C、D是短周期元素，是短周期元素，A元素的最高价氧元素的最高价氧化物的水化物与它的气态氢化物反应得到离子化合化物的水化物与它的气态氢化物反应得到离子化合物，物，1mol该化合物含有该化合物含有42mol电子，电子，B原子的最外层原子的最外层电子排布式为电子排布式为nsnnp2n。C、D两原子的最外层电子两原子的最外层电子数分别是内层电子数的一半。数分别是内层电子数的一半。C元素是植物生长的营元素是植物生长的营养元素之一。试写出：养元素之一。试写出：（1）A、B元素形成的酸酐的化学式元素形成的酸酐的化学式 。（2）D元素的单质与水反应的化学方程式元素的单质与水反应的化学方程式 。（3）A、C元素气态氢化物的稳定性大小：元素气态氢化物的稳定性大小：碳化硅晶体硅。原子晶体 原子间以共价键结合微粒是原子1、根据金刚石结构填空由图中观察可知：每个C被相邻的 个C原子包围，以共价键跟4个C形成正四面体。正四面体向空间发展，构成空间网状结构晶体。每个 C-C键长 ，键角均为 。晶体中最小环由_个C组成且不共面。晶体中C数与C-C 键数之比为：。6 :6 1：2当堂巩固64相等109。28当堂巩固2下列关于原子晶体和分子晶体的说法不正确的是()A.原子晶体硬度通常比分子晶体大B原子晶体的熔点、沸点较高C分子晶体中有的水溶液能导电D金刚石水晶和干冰都属于原子晶体有些分子晶体溶于水后电离出离子，导电。如硫酸、盐酸等干冰是分子晶体D原子晶体共价键结合，分子晶体以分子间作用力结合化学 选修 33.3.2 分 子 晶 体1、什么叫晶体？什么叫非晶体？2、晶体与非晶体在结构和性质上有什么差异？3、如何利用分摊法计算晶胞中粒子数目知识回顾课前回顾图片导学看图导学哪些属于晶体？若不是晶体，请说明理由。哪些属于晶体？若不是晶体，请说明理由。交流讨论视频导学视频导学下列两种晶体有什么共同点？与氯化钠晶体的区别下列两种晶体有什么共同点？与氯化钠晶体的区别干冰晶体结构碘晶体结构NaCl晶体结构思考交流知识1、分子晶体1、概念：2、组成微粒：分子3、粒子间作用力：内：共价键结合；间：分子间作用力或氢键。知识解读只含分子的晶体思考交流结合表格分析:分子晶体有哪些物理特性？4、物理特性：(1)较低的熔点和沸点，易升华；注:分子间作用力越大,熔沸点越高(相对分子质量,分子极性,氢键)熔化时一般只破坏分子间作用力,不破坏化学键。(但S8例外)(2)较小的硬度(3)一般是绝缘体，熔融态也不导电。(有些在水溶液中可以导电)分子间作用力较弱知识解读分子间作用力较弱知识1、分子晶体知识1、分子晶体（1）所有非金属氢化物：H2O，NH3，CH4，HX（2）部分非金属单质:X2，O2，S8，P4 C60（3）部分非金属氧化物:CO2，SO2，NO2，P4O6（4）几乎所有的酸：H2SO4，HNO3，H3PO4（5）绝大多数有机物的晶体：乙醇，蔗糖知识归纳5、典型的分子晶体：知识2、分子的堆积氧（O2）的晶体结构碳60的晶胞看图导学知识2、分子的堆积（与CO2分子距离最近的CO2分子共有12个）1、干冰的晶体结构知识探究冰中个水分子周围有个水分子冰的结构氢键具有方向性知识2、分子的堆积知识拓展2、冰的晶体结构3、分子晶体结构特征：(1)密堆积只范德华力，无氢键。晶体每分子周围一般12个紧邻分子，如：C60、干冰、I2、O2。(2)非密堆积有分子间氢键氢键具有方向性,使晶体中的空间利率不高,留有相当大的空隙。这种晶体不具有分子密堆积特征。如：HF、NH3、冰（每个水分子周围只有4个紧邻的水分子）当堂感悟知识2、分子的堆积看图回答下列问题：金刚石、石墨熔点均很高，二者熔点是否相同？为什么？若不相同，哪种更高一些？开拓思考石墨晶体过渡型晶体或混合型晶体开拓思考科学视野：天然气水合物 一种潜在的能源知识拓展许多气体可以与水形成水合物晶体。许多气体可以与水形成水合物晶体。2020世纪末，科学家发现海底存世纪末，科学家发现海底存在大量天然气水合物晶体。其主要气体成分是甲烷，称甲烷水合物在大量天然气水合物晶体。其主要气体成分是甲烷，称甲烷水合物外形像冰，在常温常压下会迅速分解释放出甲烷又称外形像冰，在常温常压下会迅速分解释放出甲烷又称“可燃冰可燃冰”当堂感悟只有范德华力，无分子间氢键分子密堆积有分子间氢键不具有分子密堆积特征如冰等。课时小结分子晶体由分子构成分子间作用力低熔点、升华、硬度很小等结结构构特特征征特特点点1下列各组物质各自形成晶体，均属于分子晶体的化合物是()ANH3、HD、C10H8 BPCl3、CO2、H2SO4CSO2、SiO2、P2O5 DCCl4、Na2S、H2O2当堂巩固单质离子晶体原子晶体B2下列各物质的固体，属于分子晶体且分子内只含极性键的是()ACO2 BO2 CNH4 Br DAr只含非极性键只含极性键离子晶体稀有气体原子间无化学键A3SiCl4的分子结构与CCl4相似，下列推测不正确的是()ASiCl4晶体是分子晶体B常温、常压下SiCl4是气体CSiCl4的分子是由极性键形成的非极性分子DSiCl4的熔点高于CCl4 当堂巩固分子晶体 相对分子质量大熔沸点高CCl4正四面体结构与SiCl4相似，含极性键的非极性分子B几类其他聚集状态的物质几类其他聚集状态的物质一、固、液、气三态区别一、固、液、气三态区别构成物构成物质的微的微粒粒间距离距离微粒微微粒微观运运动 性性质固体固体液体液体气体气体二、晶体和非晶体的区别二、晶体和非晶体的区别晶体晶体非晶体非晶体外形外形微粒排列微粒排列物理性物理性质举例例思考思考 玻璃 橡胶 石蜡 沥青三三.液晶液晶1.定义：定义：指在一定范围内既有液体的流动性，指在一定范围内既有液体的流动性，又有晶体的各向异性特征的一类物质又有晶体的各向异性特征的一类物质.2.种类：种类：通常按液晶分子的中心桥键和环通常按液晶分子的中心桥键和环的特征进行分类。目前已合成了的特征进行分类。目前已合成了1 1万多种万多种液晶材料，其中常用的液晶显示材料有上液晶材料，其中常用的液晶显示材料有上千种，主要有联苯液晶、苯基环己烷液晶千种，主要有联苯液晶、苯基环己烷液晶及酯类液晶等。及酯类液晶等。3.用途：用途：最主要用于制造显示器最主要用于制造显示器.液晶的一般用途液晶的一般用途 液液晶晶的的特特性性决决定定了了它它的的用用途途，它它在在显显示示技技术术、电电子子工工业、航空工业、生物医学等多方面都有广泛的应用业、航空工业、生物医学等多方面都有广泛的应用 笔记本电脑的液晶显示屏笔记本电脑的液晶显示屏手机的液晶显示屏手机的液晶显示屏液晶的性质和特点1液晶的特点液晶的特点液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使液晶分子的位置无序使它像液体，排列有序使 它像晶体它像晶体2液晶的光学性质对外界条件的变化反应敏捷液晶的光学性质对外界条件的变化反应敏捷.液晶分子的排列是不稳定的，外界条件的微小变动液晶分子的排列是不稳定的，外界条件的微小变动都会引起液晶分子排列的变化，因而改变液晶的某都会引起液晶分子排列的变化，因而改变液晶的某些性质，例如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器些性质，例如温度、压力、摩擦、电磁作用、容器表面的差异等都可以改变液晶的光学性质表面的差异等都可以改变液晶的光学性质3 3液晶的外形特征液晶的外形特征 液液晶晶物物质质都都具具有有较较大大的的分分子子，分分子子形形状状通通常常是是棒棒状状分分子子、碟碟状状分分子子、平平板状分子板状分子 四四.纳米材料纳米材料1.1.纳米：它是一种长度单位：纳米：它是一种长度单位：1nm=101nm=10-9-9m m2.2.纳米材料纳米材料:是指在三维空间中至少有一维是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围（处在纳米尺度范围（1100mm1100mm）或由他们作）或由他们作为基本单元构成的材料。其组成是由直径为基本单元构成的材料。其组成是由直径为几个或几十个纳米的颗粒（呈晶体结构）为几个或几十个纳米的颗粒（呈晶体结构）和颗粒间的界面（呈无序结构）两部分和颗粒间的界面（呈无序结构）两部分3.3.特征：具有（特征：具有（1 1）表面与界面效应）表面与界面效应-这是这是指纳米晶体粒表面原子数与总原子数之比随粒指纳米晶体粒表面原子数与总原子数之比随粒径变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。径变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。（2 2）小尺寸效应）小尺寸效应-当纳米微粒尺寸与光波当纳米微粒尺寸与光波波长，传导电子的德布罗意波长及超导态的相波长，传导电子的德布罗意波长及超导态的相干长度、透射深度等物理特征尺寸相当或更小干长度、透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，它的周期性边界被破坏，从而使其声、光、时，它的周期性边界被破坏，从而使其声、光、电、磁，热力学等性能呈现出电、磁，热力学等性能呈现出“新奇新奇”的现象。的现象。例如，铜颗粒达到纳米尺寸时就变得不能导电；例如，铜颗粒达到纳米尺寸时就变得不能导电；绝缘的二氧化硅颗粒在绝缘的二氧化硅颗粒在2020纳米时纳米时却开始导却开始导电。再譬如，高分子材料加纳米材料制成的刀电。再譬如，高分子材料加纳米材料制成的刀具比金钢石制品还要坚硬。利用这些特性，可具比金钢石制品还要坚硬。利用这些特性，可以高效率地将太阳能转变为热能、电能，此外以高效率地将太阳能转变为热能、电能，此外又有可能应用于红外敏感元件、红外隐身技术又有可能应用于红外敏感元件、红外隐身技术等等。等等。（3 3）量子尺寸效应）量子尺寸效应例如，有种金属纳米粒子吸收光线能力非常强，例如，有种金属纳米粒子吸收光线能力非常强，在在1.13651.1365千克水里只要放入千分之一这种粒子，千克水里只要放入千