原子结构与元素性质ppt课件.ppt

第第3节节原子原子结结构与元素性构与元素性质质学学习习目目标标1.了了解解元元素素电电离离能能的的含含义义，认认识识其其变变化化规规律律，并能运用并能运用电电离能离能说说明元素的某些性明元素的某些性质质。2.了了解解电电负负性性的的概概念念，认认识识元元素素性性质质与与电电负负性性的关系。的关系。3.认识认识原子原子结结构与元素性构与元素性质质的周期性的周期性变变化的本化的本质联质联系。系。课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练课前自主学案课前自主学案探究整合应用探究整合应用第第3节节课前自主学案课前自主学案自主学自主学习习1概念概念气气态态原子或气原子或气态态离子失去一个离子失去一个电电子所需要的最小子所需要的最小能量。常用符号能量。常用符号_表示，表示，单单位位为为_。IkJmol1思考感悟思考感悟1M(g)M2(g)2e所所需需能能量量是是不不是是第第二二电电离能？离能？【提示】【提示】由第二由第二电电离能概念知离能概念知M(g)M2(g)e，所需能量，所需能量为为第二第二电电离能，而不是失去离能，而不是失去2个个e所需要的能量。所需要的能量。3影响因素影响因素电电离离能能数数值值的的大大小小取取决决于于原原子子的的核核电电荷荷数数、_及原子的及原子的_。4电电离能的离能的变变化化规规律及律及应应用用(1)规规律律同周期同周期_元素的第一元素的第一电电离能最小，离能最小，_元素的第一元素的第一电电离能最大，从离能最大，从左到右，左到右，电电离能离能总总体呈体呈现现_的的变变化化趋势趋势同主族同主族从上到下第一从上到下第一电电离能逐离能逐渐渐_同种元素同种元素的原子的原子电电离能逐离能逐级级_(例如，某种元素例如，某种元素的第二的第二电电离能大于第一离能大于第一电电离能离能)原子半径原子半径最外最外层电层电子数子数碱金属碱金属稀有气体稀有气体由小到大由小到大减小减小增大增大(2)应应用用可可以以用用来来判判断断金金属属原原子子在在气气态态时时失失电电子子的的难难易。易。电电离能越小，表明离能越小，表明该该原子越原子越_失失电电子。子。可以根据同一原子的逐可以根据同一原子的逐级电级电离能的离能的跃跃迁，判迁，判断元素的化合价，例：如果断元素的化合价，例：如果I2I1，元素易呈，元素易呈现现_价。价。易易1思考感悟思考感悟2同同周周期期元元素素从从左左到到右右第第一一电电离离能能大大体体增增大大。但但第第A族族和和第第A族族元元素素的的第第一一电电离离能能比比相相邻邻元元素要高，素要高，试试解解释释其原因。其原因。【提示】【提示】同周期元素中，第同周期元素中，第A族和第族和第A族的族的价价电电子排布分子排布分别为别为ns2、ns2np3，因，因p轨轨道道处处于于全空和半充全空和半充满满的相的相对稳对稳定状定状态态，故失去，故失去1个个电电子子需要的能量需要的能量较较大，第一大，第一电电离能比相离能比相邻邻元素高。元素高。二、二、电负电负性性1概念概念元素的原子在化合物中元素的原子在化合物中_的的标标度。度。2意意义义电负电负性越大，其原子在化合物中吸引性越大，其原子在化合物中吸引电电子的能子的能力力_。吸引吸引电电子能力子能力越越强强3电负电负性的性的变变化化规规律及律及应应用用(1)变变化化规规律律同周期：左同周期：左右，右，_。同主族：上同主族：上下，下，_。逐逐渐渐增大增大逐逐渐渐减小减小(2)应应用用判断金属性、非金属性判断金属性、非金属性强强弱。弱。越越强强越越强强判断元素化合价的正判断元素化合价的正负负。负负价价正价正价判断化学判断化学键键的的类类型。型。离子离子键键共价共价键键思考感悟思考感悟3按按照照电电负负性性的的递递变变规规律律可可推推测测：元元素素周周期期表表中中电电负负性性最最大大的的元元素素和和电电负负性性最最小小的的元元素素位位于周期表中的哪个位置？于周期表中的哪个位置？【提示】【提示】根据根据电负电负性的性的递变规递变规律，在周期表律，在周期表中，越往右，中，越往右，电负电负性越大；越往下，性越大；越往下，电负电负性越性越小，由此可知，小，由此可知，电负电负性最性最强强的元素位于周期表的元素位于周期表的右上方，最弱的元素位于周期表的左下方。的右上方，最弱的元素位于周期表的左下方。三、元素的化合价三、元素的化合价1元元素素的的化化合合价价与与原原子子的的核核外外电电子子排排布布尤尤其其是是_排布有着密切的关系。排布有着密切的关系。2除除族族的的某某些些元元素素和和0族族外外，元元素素的的最最高高化化合合价等于它所在价等于它所在_。3非非金金属属元元素素的的最最高高化化合合价价和和它它的的负负化化合合价价的的绝绝对对值值之之和和等等于于_(氢氢元元素素、氟氟元元素素、氧氧元元素除外素除外)。4稀有气体元素的化合价通常稀有气体元素的化合价通常为为0，过过渡金属元渡金属元素的价素的价电电子子较较多，并且各多，并且各级电级电离能相差不大，因离能相差不大，因此此过过渡元素具有多种价渡元素具有多种价态态。价价电电子子族的序数族的序数8思考感悟思考感悟4元素的性元素的性质质通常指的是什么？通常指的是什么？【提示】【提示】元素的原子半径；元素的化合价；元素的原子半径；元素的化合价；元素的金属性、非金属性；元素的元素的金属性、非金属性；元素的电电离能；离能；电电负负性；元素的最高价氧化物的水化物的酸、碱性；元素的最高价氧化物的水化物的酸、碱性；气性；气态氢态氢化物的化物的稳稳定性等。定性等。自主体自主体验验1能能够够证证明明电电子子在在原原子子核核外外是是分分层层排排布布的的事事实实是是()A电负电负性性B电电离能离能C电电子子亲亲和能和能 D原子半径原子半径解析：解析：选选B。原子核外的。原子核外的电电子是分子是分层层排布的，同一排布的，同一能能层层的的电电子具有的能量相近，而不同能子具有的能量相近，而不同能层层的的电电子具子具有的能量差有的能量差别较别较大。大。电电离能反离能反应应了原子或离子失去了原子或离子失去一个一个电电子所消耗的能量，故失去同一能子所消耗的能量，故失去同一能层层上的上的电电子子消耗的能量差消耗的能量差别较别较小，而失去不同能小，而失去不同能层层上的上的电电子消子消耗的能量差耗的能量差别较别较大。故可根据失去一个大。故可根据失去一个电电子消耗的子消耗的能量能量发发生突生突变变而确定原子核外而确定原子核外电电子是分子是分层层排布的。排布的。2下列下列说说法不正确的是法不正确的是()A第第一一电电离离能能的的周周期期性性递递变变规规律律是是原原子子半半径径、化化合合价、价、电电子排布周期性子排布周期性变变化的化的结结果果B通通常常元元素素的的第第一一电电子子亲亲和和能能为为正正值值，第第二二电电子子亲亲和能和能为负值为负值C电负电负性是相性是相对对的，所以没有的，所以没有单单位位D分分析析元元素素电电负负性性数数值值可可以以看看出出，金金属属元元素素的的电电负负性性较较小、非金属元素的小、非金属元素的电负电负性性较较大大解析：解析：选选A。原子核外。原子核外电电子排布的周期性子排布的周期性变变化化导导致元致元素性素性质质周期性周期性变变化。化。B是由数据分析得出的是由数据分析得出的结论结论。C中中电负电负性性规规定定F元素元素为为4.0，其他与之比，其他与之比较较的的结结果，果，所以没所以没单单位。位。D是金属易失是金属易失电电子，子，电负电负性小，非金属性小，非金属相反。相反。3(2011年年山山东东胜胜利利油油田田第第一一中中学学高高二二质质检检)X、Y为为两两种种元元素素的的原原子子，X的的阴阴离离子子与与Y的的阳阳离子具有相同的离子具有相同的电电子子层结层结构，由此可知构，由此可知()AX的原子半径大于的原子半径大于Y的原子半径的原子半径BX的的电负电负性大于性大于Y的的电负电负性性CX阴离子的半径小于阴离子的半径小于Y阳离子的半径阳离子的半径DX的第一的第一电电离能小于离能小于Y的第一的第一电电离能离能课堂互动讲练课堂互动讲练要点一要点一电离能的有关规律及其应用电离能的有关规律及其应用1电电离能的有关离能的有关规规律律(1)第一第一电电离能离能每每个个周周期期的的第第一一种种元元素素(氢氢和和碱碱金金属属)第第一一电电离离能能最最小小，稀稀有有气气体体元元素素原原子子的的第第一一电电离离能能最最大大，同同周周期期中中自自左左至至右右元元素素的的第第一一电电离离能能呈呈增增大大的的趋趋势势。同主族元素原子的第一同主族元素原子的第一电电离能从上到下逐离能从上到下逐渐渐减减小。小。(2)逐逐级电级电离能离能原子的逐原子的逐级电级电离能逐离能逐渐渐增大，并有突增大，并有突跃现跃现象。象。首先失去的首先失去的电电子是能量最高的子是能量最高的电电子，故第一子，故第一电电离能离能较较小，以后再失去的小，以后再失去的电电子都是能量子都是能量较较低的低的电电子，所子，所需要吸收的能量多，同需要吸收的能量多，同时时，失去，失去电电子后离子所子后离子所带带正正电电荷荷对电对电子的吸引更子的吸引更强强，从而，从而电电离能越来越大。离能越来越大。当当电电离能突然离能突然变变大大时说时说明明电电子的主量子数子的主量子数发发生生了了变变化，即同一化，即同一电电子子层层中中电电离能相近，不同离能相近，不同电电子子层层中中电电离能有很大的差距。如表所示离能有很大的差距。如表所示钠钠、镁镁、铝铝的的电电离能离能(kJmol1)元素元素电电离能离能NaMgAlI1496738578I2456214511817I3691277332745I495431054011575(3)金金属属活活动动性性顺顺序序与与相相应应的的电电离离能能的的大大小小顺顺序序不不一致一致金属活金属活动动性性顺顺序表表示自左向右，在水溶液中金属序表表示自左向右，在水溶液中金属原子失去原子失去电电子越来越困子越来越困难难。电电离能是指金属原子在离能是指金属原子在气气态时态时失去失去电电子成子成为为气气态态阳离子的能力，它是金属阳离子的能力，它是金属原子在气原子在气态时态时活活泼泼性的量度。由于金属活性的量度。由于金属活动动性性顺顺序序与与电电离能所离能所对应对应的条件不同，所以二者不可能完全的条件不同，所以二者不可能完全一致。例如，碱金属元素一致。例如，碱金属元素Li、Na、K、Rb、Cs的的第一第一电电离能分离能分别为别为520 kJmol1、496 kJmol1、419 kJmol1、403 kJmol1、376 kJmol1，由此可知，气由此可知，气态锂态锂原子最不易失去原子最不易失去电电子。但在溶液子。但在溶液中中锂锂原子的金属活原子的金属活动动性却最性却最强强，其主要原因是，其主要原因是锂锂原原子形成水合离子子形成水合离子时时放出的能量最多。放出的能量最多。2电电离能的离能的应应用用(1)判断元素原子核外判断元素原子核外电电子的分子的分层层排布。排布。这这是由于是由于层层与与层层之之间电间电离能相差很大，离能相差很大，电电离能数离能数值值在在层层与与层电层电子之子之间间呈突呈突跃跃性性变变化，而同化，而同层层内内电电离能数离能数值值差差别别相相对较对较小，如小，如Na的第一到第七的第一到第七级电级电离能分离能分别别为为(单单位位kJmol1)：496、4562、6912、9543、13353、16610、20114。从中明。从中明显显看出在第一、看出在第一、第二第二电电离能之离能之间间有突有突跃跃，故可判断，故可判断Na最外最外层层只有只有1个个电电子。子。(2)判断金属原子在气判断金属原子在气态时态时失去失去电电子的子的难难易。易。(3)判断主族元素在元素周期表中的族序数、价判断主族元素在元素周期表中的族序数、价电电子数，子数，进进而确定其最高化合价。而确定其最高化合价。特特别别提醒：提醒：由由电电离能的离能的递变规递变规律可知：同周期律可知：同周期主族元素从左到右，元素的第一主族元素从左到右，元素的第一电电离能呈增大离能呈增大趋势趋势，但，但A族的族的Be、Mg、Ca的第一的第一电电离能离能较较同周期同周期A族的族的B、Al、Ga的第一的第一电电离能要离能要大；大；A族的族的N、P、As的第一的第一电电离能离能较较同周期同周期A族的族的O、S、Se的第一的第一电电离能要大。离能要大。这这是由是由于于A族元素的最外族元素的最外层电层电子排布子排布为为ns2，为为全充全充满较稳满较稳定状定状态态，而，而A族元素的最外族元素的最外层电层电子排子排布布为为ns2np3，为为半充半充满满状状态态，比，比A族的族的ns2np4状状态稳态稳定。定。不不同同元元素素的的气气态态原原子子失失去去最最外外层层一一个个电电子子所所需要的能量需要的能量(设设其其为为E)如如图图所示。所示。例例例例1 1试试根根据据元元素素在在周周期期表表中中的的位位置置，分分析析图图中中曲曲线线的的变变化特点，并回答下列化特点，并回答下列问题问题：(1)同同主主族族内内不不同同元元素素的的E值值变变化化的的特特点点是是_，各各周周期期中中E值值的的这这种种变变化化特特点点体体现现了元素性了元素性质质的的_变变化化规规律。律。(2)同同周周期期内内，随随原原子子序序数数增增大大，E值值增增大大。但但个个别别元元素素的的E值值出出现现反反常常现现象象。试试预预测测下下列列关系式中正确的是关系式中正确的是_(填写填写编编号号)。E(砷砷)E(硒硒)E(砷砷)E(硒硒)E(溴溴)E(硒硒)(3)估估计计1 mol气气态态Ca原子失去最外原子失去最外层层一个一个电电子所子所需能量需能量E值值的范的范围围：_EE(硒硒)、E(溴溴)E(硒硒)。(3)根根据据同同主主族族、同同周周期期规规律律可可以以推推测测：E(K)E(Ca)Al，则则K的的电负电负性性为为0.8，Al的的电负电负性性为为1.5；属于非金属的是；属于非金属的是H、S、O，非金属性：，非金属性：OSH，则电负则电负性性O为为3.5，S为为2.5，H为为2.1；当；当O与与H、S、Al形成化合物形成化合物时时，由于，由于O的的电负电负性大，所性大，所以以O为负为负价，其他元素价，其他元素为为正价。当形成化合物正价。当形成化合物时时，两元素两元素电负电负性差性差值值小于小于1.7的形成的的形成的为为共价共价键键，两元，两元素素电负电负性差性差值值大于大于1.7的形成的的形成的为为离子离子键键。【答案】【答案】(1)HOAlSK(2)2.13.51.52.50.8(3)KO(4)负负正正(5)Al2O3、K2OH2O、SO2、SO3、H2O2【规规律律方方法法】(1)金金属属元元素素越越容容易易失失电电子子，电电负负性性越越小小，其其金金属属性性越越强强；非非金金属属元元素素越越容容易易得得电电子子，电电负负性性越越大大，其其非非金金属属性性越越强强；故故可可以以用用电负电负性来度量金属性与非金属性的性来度量金属性与非金属性的强强弱。弱。(2)并不是所有并不是所有电负电负性差大于性差大于1.7的都形成离子化的都形成离子化合物，如合物，如H的的电负电负性性为为2.1，F的的电负电负性性为为4.0，电电负负性差性差为为1.9，但，但HF为为共价化合物，共价化合物，应应注意注意这这些些特殊情况。特殊情况。变变式式训练训练2(2010年高考山年高考山东东卷改卷改编题编题)C和和Si元素在化学中占有极其重要的地位。元素在化学中占有极其重要的地位。(1)写出写出Si的基的基态态原子核外原子核外电电子排布式子排布式_。从从电负电负性角度分析，性角度分析，C、Si和和O元素的非金属元素的非金属活活泼泼性由性由强强至弱的至弱的顺顺序序为为_。(2)CH4中共用中共用电电子子对对偏向偏向C，SiH4中共用中共用电电子子对对偏向偏向H，则则C、Si、H的的电负电负性由大到小的性由大到小的顺顺序序为为_。解解析析：(1)依依据据C、Si、O在在元元素素周周期期表表中中的的位位置置，可可知知三三者者的的电电负负性性大大小小顺顺序序为为OCSi，故三者的非金属性故三者的非金属性强强弱弱顺顺序序为为：OCSi。(2)由由于于元元素素电电负负性性越越大大，吸吸引引电电子子能能力力越越强强，根根据据电电子子对对偏偏向向情情况况得得C、Si、H的的电电负负性性大大小小为为：CHSi。答案：答案：(1)1s22s22p63s23p2OCSi(2)CHSi要点三要点三元素性质递变规律元素性质递变规律项项目目同周期同周期(从左从左右右)同主族同主族(从上从上下下)原子核外原子核外电电子排布子排布电电子子层层数相同，最外数相同，最外层层电电子数逐子数逐渐渐增多，增多，17(第第1周期周期12)最外最外层电层电子数相同，子数相同，电电子子层层数数递递增增原子半径原子半径逐逐渐渐减小减小(0族除外族除外)逐逐渐渐增大增大元素主要化元素主要化合价合价最高正价由最高正价由17，最低最低负负价由价由41最高正价主族序最高正价主族序数数(氟、氧除外氟、氧除外)，非金属最低非金属最低负负价价主族序数主族序数8(氢氢除除外外)项项目目同周期同周期(从左从左右右)同主族同主族(从上从上下下)原子得、失原子得、失电电子子能力能力得得电电子能力逐子能力逐渐渐增增强强，失，失电电子能子能力逐力逐渐渐减弱减弱得得电电子能力逐子能力逐渐渐减弱，失减弱，失电电子能子能力逐力逐渐渐增增强强元素的第一元素的第一电电离离能能增大的增大的趋势趋势逐逐渐渐减小减小元素的元素的电负电负性性逐逐渐渐增大增大逐逐渐渐减小减小元素金属性、非元素金属性、非金属性金属性金属性逐金属性逐渐渐减弱减弱非金属性逐非金属性逐渐渐增增强强金属性逐金属性逐渐渐增增强强非金属性逐非金属性逐渐渐减减弱弱处处于相于相邻邻两个周期的主族元素两个周期的主族元素A、B、C、D，它，它们们的原子半径依次的原子半径依次变变小；小；A离子和离子和B离子离子的的电电子子层层相差两相差两层层，且能形成，且能形成BA2型的离子化型的离子化合物；合物；C的离子的离子带带3个个单单位正位正电电荷；荷；D的气的气态氢态氢化物通式化物通式为为H2R，D在它的最高价氧化物中的在它的最高价氧化物中的质质量分数是量分数是40%，原子核中有，原子核中有16个中子。个中子。试试回回答：答：(1)写出写出A、B、C、D的元素符号：的元素符号：A_，B_，C_，D_。例例例例3 3(2)B、C、D的第一的第一电电离能从大到小的离能从大到小的顺顺序序_。(3)A、B、C的的电负电负性从大到小的性从大到小的顺顺序序_。(4)向向D的的氢氢化物的水溶液中滴入少量化物的水溶液中滴入少量A的的单质单质，发发生了什么生了什么现现象？写出有关反象？写出有关反应应的化学方程式。的化学方程式。_；_。【解解析析】由由BA2为为离离子子化化合合物物可可以以推推知知，B为为2价价，原原子子最最外外层层有有2个个电电子子，A为为1价价，原原子子最最外外层层有有7个个电电子子。C最最外外层层有有3个个电电子子。D在在氢氢化化物物中中呈呈2价价，最最高高价价氧氧化化物物为为DO3。由由其其中中D占占40%可可求求出出D相相对对原原子子质质量量为为32，质质子子数数为为16，即即S，综综合合上上述述信信息息可可以以推推出出各各元素。元素。【答案】【答案】(1)BrMgAlS(2)SMgAl(3)BrAlMg(4)溶液溶液变浑浊变浑浊；Br2的深的深红红棕色退去棕色退去H2SBr2=S2HBr【规规律方法】律方法】Mg、Al为为同周期元素，同周期元素，Mg为为A族、族、Al为为A族，同周期元素的第一族，同周期元素的第一电电离能离能从左到右从左到右变变化化趋势趋势是逐是逐渐渐增大的，但第增大的，但第A族族和第和第A族元素由于族元素由于结结构上的构上的稳稳定性比相定性比相邻邻元元素大，故素大，故I1(Mg)I1(Al)。变变式式训练训练3(2010年高考上海卷年高考上海卷)几种短周期元几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：素的原子半径及主要化合价如下表：元素代号元素代号XYZW原子半径原子半径/pm1601437066主要化合价主要化合价 235、3、32下列叙述正确的是下列叙述正确的是()AX、Y元素的金属性：元素的金属性：XY，A错误错误；W是是O元素，元素，Z是是N元素，两元素，两者的者的单质单质反反应应直接生成直接生成NO，B错误错误；Y的最高价的最高价氧化物的水化物是氧化物的水化物是氢氢氧化氧化铝铝，不溶于稀氨水，不溶于稀氨水，C错误错误；一定条件下，氧气可以和氨气反；一定条件下，氧气可以和氨气反应应生成水生成水和氮气，和氮气，D正确。正确。探究整合应用探究整合应用如如图图是是部部分分元元素素原原子子的的第第一一电电离离能能I1随随原原子子序序数数变变化的曲化的曲线图线图。请请回答以下回答以下问题问题：(1)认认真分析真分析图图中同周期元素第一中同周期元素第一电电离能的离能的变变化化规规律，将律，将NaAr之之间间六种元素用短六种元素用短线连线连接起来，构接起来，构成完整的成完整的图图象。象。(2)图图中中5号元素在周期表中的位置是号元素在周期表中的位置是_；(3)图图中出中出现现的元素中最活的元素中最活泼泼的金属元素的金属元素为为_；(4)写出写出图图中中6号元素的价号元素的价电电子排布式子排布式_。【解析】【解析】(1)参考第参考第2周期周期LiNe的的图图象作象作图图。(2)上上图图中中5号号元元素素在在周周期期表表中中的的位位置置是是第第3周周期期，A族。族。(3)因因同同主主族族元元素素随随着着原原子子序序数数的的增增加加I1逐逐渐渐减减小小，而而每每一一周周期期中中A族族元元素素的的电电离离能能最最小小，故故图图中中所所列的最活列的最活泼泼的金属的金属为为Rb。(4)图图 中中 6号号 元元 素素 为为 Cl，电电 子子 排排 布布 式式 为为：1s22s22p63s23p5，故价，故价电电子排布式子排布式为为3s23p5。(2)第第3周期，周期，A族族(3)Rb(4)3s23p5【答案】【答案】(1)知能优化训练知能优化训练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此点此点此进进进进入入入入课课课课件目件目件目件目录录录录按按按按ESCESC键键键键退出全屏播放退出全屏播放退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用