化学：《物质结构与性质元素性质的递变规律》课件（新人教版选修3）2.ppt

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1、元素性质的递变规律元素性质的递变规律物质结构与性质物质结构与性质 专题二专题二 第二单元：第二单元：原子核外电子排布的周期性原子核外电子排布的周期性道尔顿道尔顿 汤姆生汤姆生 卢瑟福卢瑟福 玻尔玻尔人类认识原子结构的历史人类认识原子结构的历史原子核外电子的运动原子核外电子的运动回顾：回顾：电电 子子 层层电子电子层层原子轨道原子轨道类型类型原子轨原子轨道数目道数目可容纳可容纳电子数电子数11s1222s,2p4833s,3p,3d91844s,4p,4d,4f16325-n22n2构造原理原子核外电子排步的轨道能量顺序原子核外电子排步的轨道能量顺序原子核外电子的排布所遵循的原理：原子核外电子的

2、排布所遵循的原理：1 1、能量最低原理、能量最低原理 电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道2 2、泡利不相容原理、泡利不相容原理 每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子3 3、洪特规则、洪特规则 在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且轨道，且自旋自旋状态相同状态相同 对于能量相同的轨道对于能量相同的轨道( (同一电子亚层同一电子亚层) )，当电子排布处于全满（当电子排布处于全满（s s2 2、p p6 6、d d1010、f f1414）、

3、半满（）、半满（s s1 1、p p3 3、d d5 5、f f7 7）、全空）、全空（s s0 0、p p0 0、d d0 0、f f0 0）时比较稳定，整个）时比较稳定，整个体系的能量最低。体系的能量最低。 洪特规则的特例：洪特规则的特例：练习练习1: 写出下列元素的轨道表示式写出下列元素的轨道表示式: C: N: S: Na:练习练习2:写出下列元素的电子排布式写出下列元素的电子排布式: : Na: K: 24Cr: 29Cu: 35Br: 37Rb:1s22s22p63s23p63d104s24p65s1或或 Kr 5s11s22s22p63s23p63d104s24p5或或Ar 3d

4、104s24p5练习练习3:写出下列原子或离子的电子排布式写出下列原子或离子的电子排布式: : O2- Na: Cr3+: Br-: 回顾回顾: :随着原子序数的递增随着原子序数的递增元素原子的核外电子排布元素原子的核外电子排布元素原子半径元素原子半径元素主要化合价元素主要化合价呈现周期性变化呈现周期性变化核外电子排布原子半径原子的最外层电子排布元素化合价非非 金金 属属 性性 递递 增增非非金金属属性性递递增增金金 属属 性最性最 强强非金属性最强非金属性最强金金 属属 性性 递递 增增金金 属属 性性 递递 增增同周期、同主族元素的递变规律依次增大逐渐增多相同逐渐减小周期性变化金属性减弱，

5、非金属性增强还原性减弱，氧化性增强碱性减弱，酸性增强逐渐增强逐渐增大相同依次递增逐渐增大基本相同非金属性减弱，金属性增强氧化性减弱，还原性增强酸性减弱，碱性增强逐渐减弱项目项目同周期（左右）同周期（左右）同同主族（上下）主族（上下）原原子子结结构构核电荷数核电荷数 最外层电子数最外层电子数电子层数电子层数原子半径原子半径性性质质化合价化合价元素的金属性和元素的金属性和非金属性非金属性单质的氧化性还单质的氧化性还原性原性最高价化合物对最高价化合物对应水化物的酸碱应水化物的酸碱性性气态氢化物的气态氢化物的稳定性稳定性金属与非金属金属与非金属分界线附近的分界线附近的元素既表现出元素既表现出一定的金属

6、性一定的金属性也表现出一定也表现出一定的非金属性。的非金属性。周期序数等于周期序数等于主族序数的元主族序数的元素具有两性素具有两性. .Al(OH)3+H+ = Al(OH)3+OH- = .Al 2O3+H+ = Al 2O3 +OH- = .元素分区图元素分区图元素性质的递变规律元素性质的递变规律物质结构与性质物质结构与性质 专题二专题二 第二单元：第二单元：元素第一电离能的周期性变化元素第一电离能的周期性变化一、电离能：一、电离能：2、意义：、意义： 电离能反映了原子失去电子倾向的大小，电离能反映了原子失去电子倾向的大小， 电离能越大，越难失去电子。电离能越大，越难失去电子。1、定义：、

7、定义：气态原子失去气态原子失去一个一个电子电子形成形成+1价气态阳离子价气态阳离子所需所需的的最低能量，叫做该元素的第一电离能，用符号最低能量，叫做该元素的第一电离能，用符号I1表示表示，失，失去第二个电子所需要的能量叫做第二电离能去第二个电子所需要的能量叫做第二电离能I2 M（g，基态），基态）M+（g）+ e I1 M+（g，基态），基态）M2+（g）+ e I2交流讨论：交流讨论：根据下图元素第一电离能曲线图，总结根据下图元素第一电离能曲线图，总结电离能的变化规律。电离能的变化规律。NPBeMgZnAs 5 10 15 20 25 30 35 原子序数原子序数I1 136号元素的第一电离

8、能号元素的第一电离能3、电离能的变化规律：电离能的变化规律： （1）同周期同周期：主族元素从左到右，电离能主族元素从左到右，电离能呈逐渐呈逐渐增增大的趋势；大的趋势；（2）同同主主族族：主族元素从上到下，电离能主族元素从上到下，电离能逐渐减小逐渐减小； （3）特殊：）特殊： BeB, MgAl No, PS, ZnGa钠、镁、铝的逐级电离能数据表钠、镁、铝的逐级电离能数据表4、应用：、应用：M（g) e- = M+(g) H=I1 （1）电离能是原子核外电子分层）电离能是原子核外电子分层排布的实验验证。排布的实验验证。（2）元素的第一电离能越小表示它越容）元素的第一电离能越小表示它越容易失去电

9、子，即该元素的金属性越强。易失去电子，即该元素的金属性越强。（3）第一电离能的周期性变化是原子核）第一电离能的周期性变化是原子核外电子排布周期性变化的必然结果。外电子排布周期性变化的必然结果。元素性质的递变规律元素性质的递变规律物质结构与性质物质结构与性质 专题二专题二 第二单元：第二单元：元素电负性的周期性变化元素电负性的周期性变化二、元素的电负性：二、元素的电负性： 1、 鲍林鲍林(L.Pauling)首先提出了元素的电负性的概念，首先提出了元素的电负性的概念，并指出：并指出：电负性就是表示某元素成键原子在化合物中电负性就是表示某元素成键原子在化合物中吸引电子能力大小的相对数值。吸引电子能

10、力大小的相对数值。根据热化学数据建立根据热化学数据建立了元素的定量标度，了元素的定量标度，指定氟的电负性为指定氟的电负性为4.0，然后求出然后求出其它元素的电负性。其它元素的电负性。电负性：利用图、表、数据说明 2、元素电负性的变化规律：元素电负性的变化规律： （1）同周期，从左到右，电负性增加；）同周期，从左到右，电负性增加； （2）同主族，从上到下，电负性下降。）同主族，从上到下，电负性下降。（1）、元素的金属性的判别：）、元素的金属性的判别：一般来说金属元素的电负性在一般来说金属元素的电负性在1.8以下以下,非金属元素的电负性在非金属元素的电负性在1.8以上以上,利用电负性这一概念利用电

11、负性这一概念,结合其它键参数可以判断不同元结合其它键参数可以判断不同元素的原子素的原子(或离子或离子)之间相互结合形成化合键的类型。之间相互结合形成化合键的类型。（2）、化学键型判别：）、化学键型判别：电负性相差较大（电负性相差较大（x1.7)x1.7)的两种元素的原子结合形成化合的两种元素的原子结合形成化合物，物， 通常形成离子键。通常形成离子键。电负性相差较小（电负性相差较小（x x1.7)1.7)的两种元的两种元素的原子结合形成化合物，素的原子结合形成化合物， 通常形成共价键，且电负性不相等通常形成共价键，且电负性不相等的元素原子间一般形成极性共价健。的元素原子间一般形成极性共价健。（3

12、）、）、判断分子中元素的正负判断分子中元素的正负化合价化合价： X 大者，化合价为负；大者，化合价为负； X 小者，小者， 化合价化合价 为正；为正； X = 0， 化合价化合价 为零（单质分子）为零（单质分子）3、应用：、应用：(09江苏高考江苏高考)21.（12分）本题包括分）本题包括A、B两小题，分别对应于两小题，分别对应于“物质结构与性质物质结构与性质”和和“实验化学实验化学”两个选修模块的内容。请两个选修模块的内容。请选择其中一题，并在相应的答题区域内作答。若两题都做，则选择其中一题，并在相应的答题区域内作答。若两题都做，则按按A题评分。题评分。A生物质能是一种洁净、可再生的能源。生

13、物质气（主要成生物质能是一种洁净、可再生的能源。生物质气（主要成分为分为CO、CO2、H2等）与等）与H2混合，催化合成甲醇是生物质能混合，催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。利用的方法之一。 （1）上述反应的催化剂含有）上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态等元素。写出基态Zn原子的核外电子排布式原子的核外电子排布式 。 （2）根据等电子原理，写出）根据等电子原理，写出CO分子结构式分子结构式 。（3）甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛与新制）甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛与新制Cu（OH）2的碱的碱性溶液反应生成性溶液反应生成Cu2O沉淀。沉淀。 甲醇的沸点比甲醛的高，其主要原因是

14、甲醇的沸点比甲醛的高，其主要原因是 ；甲醛分；甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为子中碳原子轨道的杂化类型为 。 甲醛分子的空间构型是甲醛分子的空间构型是 ；1mol甲醛分子中甲醛分子中键的键的数目为数目为 。 在在1个个Cu2O晶胞中（结构如图所示），所包含的晶胞中（结构如图所示），所包含的Cu原原子数目为子数目为 。 （山东山东09高考高考）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。写出写出Si的基态原子核外电子排布式的基态原子核外电子排布式 。从电负性角度分析，从电负性角度分析，C、Si和和O元素的非金属活泼性由强到弱元素的非金属活泼性由强到弱的顺序为的顺序为

15、 。SiC的晶体结构与晶体硅的相似，其中的晶体结构与晶体硅的相似，其中C原子的杂化方式原子的杂化方式为为 ，微粒间存在的作用力是，微粒间存在的作用力是 。氧化物氧化物MO的电子总数与的电子总数与SiC的相等，则的相等，则M为为 （填元素（填元素符号）。符号）。MO是优良的耐高温材料，其晶体结构与是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相晶体相似。似。MO的熔点比的熔点比CaO高，其原因是高，其原因是 。C、Si为同一主族的元素，为同一主族的元素，CO2和和SiO2化学式相似，但结构化学式相似，但结构和性质有很大不同。和性质有很大不同。CO2中中C与与O原子间形成原子间形成键和键和键，键，S

16、iO2中中Si与与O原子间不形成上述原子间不形成上述键。从原子半径大小的角度分析，键。从原子半径大小的角度分析，为何为何C、O原子间能形成，而原子间能形成，而Si、O原子间不能形成上述原子间不能形成上述键。键。 。 （广东广东09高考高考）铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，）铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。Cu位于元素周期表第位于元素周期表第I B族。族。Cu2的核外电子排布式为的核外电子排布式为_。右图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，可确定该晶胞中阴右图是铜的某种氧化物的晶胞结

17、构示意图，可确定该晶胞中阴离子的个数为离子的个数为_。胆矾胆矾CuSO45H2O可写成可写成Cu(H2O4)SO4 H2O，其结构示意图，其结构示意图如下：如下：（江苏江苏08）21（12分）分）已知已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数荷数ABCDE。其中。其中A、B、C是同一周期的非金属元是同一周期的非金属元素。化合物素。化合物DC的晶体为离子晶体，的晶体为离子晶体，D的二价阳离子与的二价阳离子与C的阴离的阴离子具有相同的电子层结构。子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子。为非极性分子。B、C的氢化物的氢化物的沸点比它们同

18、族相邻周期元素氢化物的沸点高。的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序的原子序数为数为24，ECl3能与能与B、C的氢化物形成六配位的配合物，且两种的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为配体的物质的量之比为2 1，三个氯离子位于外界。请根据以，三个氯离子位于外界。请根据以上情况，回答下列问题：（答题时，上情况，回答下列问题：（答题时，A、B、C、D、E用所对应用所对应的元素符号表示）的元素符号表示）（1）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为的第一电离能由小到大的顺序为 。（2）B的氢化物的分子空间构型是的氢化物的分子空间构型是 。其中心原子采取。其中心原子采取

19、杂化。杂化。（3）写出化合物）写出化合物AC2的电子式的电子式 ；一种由；一种由B、C组成的化合物组成的化合物与与AC2互为等电子体，其化学式为互为等电子体，其化学式为 。（4）E的核外电子排布式是的核外电子排布式是 ，ECl3形成的配合物的化学式为形成的配合物的化学式为 。（5）B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时，的单质反应时，B被还原到最低价，该反应的化学方程式是被还原到最低价，该反应的化学方程式是 。（广东广东08）镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上）镁、铜等金属离子是人体内多种酶的辅因子。工业上从海水中提取镁时，先制备无

20、水氯化镁，然后将其熔融电解，得从海水中提取镁时，先制备无水氯化镁，然后将其熔融电解，得到金属镁。到金属镁。（1）以）以MgCl2为原料用熔融盐电解法制备镁时，常加入为原料用熔融盐电解法制备镁时，常加入NaCl、KCl或或CaCl2等金属氯化物，其主要作用除了降低熔点之外还等金属氯化物，其主要作用除了降低熔点之外还有有 。（2）已知）已知MgO的晶体结构属于的晶体结构属于NaCl型。某同学画出的型。某同学画出的MgO晶晶胞结构示意图如右图所示，请改正图中错误：胞结构示意图如右图所示，请改正图中错误： 。（3）用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成焰火。燃放时，）用镁粉、碱金属盐及碱土金属盐等可以做成焰火。燃放时，焰火发出五颜六色的光，请用原子结构的知识解释发光的原焰火发出五颜六色的光，请用原子结构的知识解释发光的原因：因： 。（4）Mg是第三周期元素，是第三周期元素，该周期部分元素氟化物的熔点见下该周期部分元素氟化物的熔点见下表：表：氧化物氧化物NaFMgF2SiF4熔点熔点/K12661534183解释表中氟化物熔点差异的原因：解释表中氟化物熔点差异的原因： 。