《核外电子排布与元素周期律》文字素材1(苏教版必修2).docx

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1、专题 1 核外电子排布与元素周期律1.几个量的关系1质量数A质子数Z中子数N2原子：质子数核电荷数原子序数核外电子数3阳离子：质子数核电荷数原子序数核外电子数4阴离子：质子数核电荷数原子序数核外电子数2、 核外有10个电子的微粒： (1)分子：Ne、HF、H20、NH3、CH4。 (2)阳离子：Mg2+、Na+、Al3+、NH4+、H30+ (3)阴离子：N3-、O2-、F-、OH-、NH2-。 前18号元素的原子结构的特殊性 (1)原子核中无中子的原子1 H (2)最外层有1个电子的元素：H、Li、Na (3)最外层有2个电子的元素：Be、Mg、He (4)最外层电子数等于次外层电子数的元素

2、：Be、Al。 (5)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C；是次外层电子数3倍的元素：O；是次外层电子数4倍的元素：Ne。 (6)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、A1。 (7)电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be。 (8)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：S ：(9)内层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、P3.元素周期律和元素周期表的重要意义2在自然科学方面，周期表为开展物质结构理论提供了客观依据。原子的电子层结构与元素周期表有密切关系，周期表为开展过渡元素结构、镧系和锕系结构理论、甚至为指导新元素的合成、预测新元素的结构和性质都提供了线索。元素周期律和周期表在自然科

3、学的许多部门，首先是化学、物理学、生物学、地球化学等方面，都是重要的工具。3在生产上的某些应用由于在周期表中位置靠近的元素性质相似，这就启发人们在周期表中一定的区域内寻找新的物质。 农药多数是含Cl、P、S、N、As等元素的化合物。 半导体材料都是周期表里金属与非金属接界处的元素，如Ge、Si、Ga、Se等。 催化剂的选择：人们在长期的生产实践中，已发现过渡元素对许多化学反响有良好的催化性能。进一步研究发现，这些元素的催化性能跟它们原子的d轨道没有充满有密切关系。于是，人们努力在过渡元素包括稀土元素中寻找各种优良催化剂。例如，目前人们已能用铁、镍熔剂作催化剂，使石墨在高温和高压下转化为金刚石；

4、石油化工方面，如石油的催化裂化、重整等反响，广泛采用过渡元素作催化剂，特别是近年来发现少量稀土元素能大大改善催化剂的性能。 耐高温、耐腐蚀的特种合金材料的制取：在周期表里从B到B的过渡元素，如钛、钽、钼、钨、铬，具有耐高温、耐腐蚀等特点。它们是制作特种合金的优良材料，是制造火箭、导弹、宇宙飞船、飞机、坦克等的不可缺少的金属。有的科学家把周期表中性质相似的元素分为十个区域，并认为同一区域的元素往往是伴生矿，这对探矿具有指导意义。4.元素的金属性与非金属性跟原子结构的关系从化学的观点来看，金属原子易失电子而变成阳离子，非金属原子易跟电子结合而变成阴离子。元素的原子得失电子的能力显然与原子核对外层电

5、子特别是最外层电子的引力有着十分密切的关系。原子核对外层电子吸引力的强弱主要与原子的核电荷数、原子半径和原子的电子层结构等有关。我们常用电离能来表示原子失电子的难易，并用电子亲合能来表示原子与电子结合的难易。从元素的一个最低能态的气态原子中去掉1个电子成为一价气态阳离子时所需消耗的能量叫该元素的第一电离能，从一价气态阳离子中再去掉1个电子所需消耗的能量叫第二电离能，单位常用电子伏特eV。电离能的数据说明，同主族元素从上到下电离能减小，即越向下，元素越易失去电子。同周期元素从左到右，电离能增大。一般说来，元素的电离能数值越大，它的金属性越弱。原子的电子亲合能是元素的一个气态原子获得1个电子成为一

6、价气态阴离子时所放出的能量。电子亲合能越大，元素的原子就越容易跟电子结合。一般说来，元素的电子亲合能越大，它的非金属性越强。同一周期中，各元素的原子核外电子层数相同，但从左到右，核电荷数依次增多，原子半径逐渐减小，电离能趋于增大，失电子越来越难，得电子能力逐渐增强，因此金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。在短周期中这种递变很显著，但在长周期中，自左至右，元素的金属性减弱很慢。因为长周期中过渡元素增加的电子进入尚未填满的次外层，即填入d轨道第六周期镧系元素电子进入倒数第三层，即填入f轨道，所以在长周期的前半部各元素的原子中，最外层电子数不超过2个，由于这些元素的原子半径和电离能依次仅略有改变，因此

7、金属性减弱很慢。在长周期的后半局部各元素的原子中，最外层上的电子数依次增加，因此金属性的减弱和非金属性的增强才变得显著。在各主族内，从上到下，随原子序数的增加，虽然原子的核电荷数是增加了，但原子的电子层数也随着增多，原子半径也增大，内层电子的屏蔽效应也加大。由于这些原因，原子核对外层电子的引力减弱，原子易失去电子，因而元素的金属性也增强。5.元素周期表的终点在哪里1869年俄国化学家门捷列夫将当时已发现的63种元素列成元素周期表，并留下一些空格，预示着这些元素的存在。在元素周期表的指导下，人们“按因索骥找出了这些元素。元素种类到底是否有限周期表有否终点20世纪3040年代，人们发现了92号元素

8、，就有人提出92号是否是周期表的最后一种元素。然而从1937年起，人们用人工合成法在近50年时间又合成近20种元素，元素周期表的尾巴增长了。这时又有人预言，105号元素该是周期表的尽头了，其理由是核电荷越来越大，核内质子数也越来越大，质子间的排斥力将远远超过核子间作用力，导致它发生蜕变，然而不久，又陆续合成了106109号元素。这些元素存在的时间很短，如107号元素半衰期只有2 s，照此推算元素周期表是否到尽头了1969年起，理论物理学家从理论上探索“超重元素存在的可能性，他们认为具有2，8，14，28，50，82，114，126，184等这些“幻数的质子和中子，其原子核比较稳定，这就是说，随

9、着原子序数的递增，其原子核不一定不稳定。因此在109号元素之后还能合成一大批元素，这样，第七周期32种元素将会被填满，第八周期也将填满按理论计算，第八周期元素共50种，其中7种主族元素，1种惰性元素，10种过渡元素或副族元素，还有32种超锕系元素，列在元素周期表锕系元素的下方。然而理论的唯一检验标准是实践，能否不断合成新元素至今还是一个谜，科学家将上天如到月球入地如海底或反复在粒子加速器中进行实验，企图合成新元素，其结果将会如何，人们正拭目以待。更为有趣的是，有些科学家还提出元素周期表可以向负方向开展，这是由于科学上发现了正电子、负质子反质子，在其他星球上是否存在由这些反质子和正电子以及中子组成的反原子呢这种观点假设有一朝被实践证实，元素周期表当然可以出现核电荷数为负数的反元素，向负向开展也就顺理成章了。