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1、第一章 物质结构 元素周期律 物质的性质与其结构有着密切的联系。构成物质的粒子有分子、原子和离子等。只有进一步学习这些粒子的组成和结构以及反映元素内在联系的元素周期律,才能更深刻地认识物质世界的内部规律。本章介绍化学的重要理论之一:物质结构和元素周期律。引引 言言引言1第一章 物质结构 元素周期律第一章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构第二节 元素周期律 元素周期表第三节 化学键第一章节目录第一章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构11.了解原子的组成2.了解同位素及其应用3.了解核外电子排布规律的初步知识第一节 原子结构学习目标第一章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构2原子结构一、
2、原子的组成第一节 原子结构 显微镜下的硅原子第一章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构2一、原子的组成第一节 原子结构下面,从三方面讨论原子的组成原子原子是由居于原子中心的原子核和核外电子构成的。原子原子核核外电子质子中子原子的大小原子的电性原子的质量原子核原子核由质子和中子构成。第一章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构3 原子很小,原子核更小。通常原子的半径约为10-10 m,例如,氧原子的半径为0.7410-10 m。而原子核的半径仅为原子半径的十万分之一,它的体积只占原子体积的几千亿分之一。1.原子的大小 如果把原子放大成直径10 m左右的球体,那么原子核也只有大头针针尖大小。所以
3、原子内部绝大部分是“空”的。核外电子就在这个空间里做高速运动。一、原子的组成第一章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构4 每个质子带一个单位正电荷,中子不带电,每个电子带一个单位负电荷,整个原子是电中性的。当原子得到或失去电子成为离子后,核外电子数不再等于核内质子数。思考:思考:11Na+的原子核外有多少个电子?原子核所带的电荷称为核电荷数核电荷数,符号为Z。2.原子的电性一、原子的组成因此,对原子来说: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第一章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构5 质子的相对质量为1.007,中子的相对质量为1.008,电子的质量更小,可以忽略不
4、计。质量数(质子数+中子数)就是原子相对质量所接近的整数。3.原子的质量一、原子的组成知识拓展质量数 可以认为,原子的质量几乎就是原子核中质子和中子的质量之和。由于质子和中子的相对质量都很接近1,因此将原子核内的质子数和中子数之和称为质量数质量数,符号为A。质量数质量数(A)=)=质子数质子数(Z)+中子数中子数(N)第一章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构6 如以 代表一个质量数为A、质子数为Z的原子,那么该原子的组成可表示如下:XAZXAZ讨论和练习讨论和练习N=AZ质量数质量数核内质子数核内质子数 元素符号元素符号第一章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构7答:该氯原子的质量数为3
5、5、质子数为17,中子数为18。2.填空讨论和练习讨论和练习10 132714132714139223514392原子的质量数、质子数和中子数?1.说明核外电子数 粒子种类质子数质量数中子数第一章 物质结构 元素周期律 已经知道,电子是带负电荷的质量很小的微粒,在原子核外的很小的空间做高速运动。在含有多个电子的原子里,电子的能量并不相同,能量低的电子在离核近的区域运动;能量高的电子在离核远的区域运动。因此把这些“区域”叫做电子层电子层。第一节 原子结构8二、核外电子的排布规律1.电子层电子层(n)1 2 3 4 5 6 7 K L M N O P Q 在原子核外有能量互不相同的多个电子层。其能
6、量由内到外依次增高。第一章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构9 电子在排布时,一般总是尽先排布在能量最低的电子层里,并遵循以下规律:原子核外电子排布规律 二、核外电子的排布规律2.核外电子的排布规律n=1,即K层,最多容纳的电子数为 212,共2个。n=2,即L层,最多容纳的电子数为 222,共8个。n=3,即M层,最多容纳的电子数为 232,共18个。(1)各电子层最多容纳的电子数是2n2个(n为电子层数)。(2)最外层电子数不超过8个(K层为最外层时不超过2个)。(3)次外层电子数不超过18个,倒数第三层电子数不超过32个。第一章 物质结构 元素周期律画出8O、11Na和 17Cl核外
7、电子排布的示意图。二、核外电子的排布规律3.核外电子的排布8O11Na17Cl第一节 原子结构10+8+11+172 8 72 62 8 1第一章 物质结构 元素周期律3.核外电子的排布第一节 原子结构111H2He3Li4Be5B6C7N8O9F10Ne11Na12Mg13Al14Si15P16S17Cl18Ar部分元素的核外电子排布情况2 7+92 8 1+112 8+102 6+82 5+72 4+62 3+52 2+42 1+32 8 2+122 8 3+132 8 4+142 8 5+152 8 6+162 8 7+172 8 8+181+12+2第一章 物质结构 元素周期律讨论讨论
8、从3Li 10Ne再从11Na 18Ar,它们的电子排布有何规律?从锂到氖,它们的电子层都是2层,最外层电子数从1逐渐增加,最后达到8电子稳定结构。再从钠到氩,它们的电子层都是3层,最外层电子数从1逐渐增加,最后达到8电子稳定结构。最外层达到8电子时(K层最外层时为2个电子),称为稳定结构。第一节 原子结构12第一章 物质结构 元素周期律 元素元素是具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子的总称。也就是说,同种元素原子核中的质子数是相同的。质子数相同,而中子数不同的同种元素的不同原子,叫做该元素的同位素同位素。第一节 原子结构13三、同位素1.元素和同位素大多数元素都有同位素,下表列出了氢的三种
9、同位素。321质量数111核电荷数210中子数111质子数超重氢重氢普通氢俗称氚氘氕名称 或T 或D 或H 符号第一章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构14 碳也有三种同位素,而氯只有两种,最多的锡有十种同位素。三、同位素2.元素的平均相对原子质量 自然界中,元素的各种同位素所占的原子百分含量一般是不变的,平时所说的元素的相对原子质量实际上是各种天然同位素的相对原子质量的平均值。碳的三种同位素:氯的二种同位素:第一章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构15三、同位素2.元素的平均相对原子质量答:答:氯的平均相对原子质量等于35.453。解:解:氯的平均相对原子质量34.96975.77%
10、36.96624.23%35.453 计算氯的平均相对原子质量。已知氯有两种天然同位素,它们的相对原子质量和原子百分含量的数据如下:相对原子质量36.966,原子百分含量为24.23%相对原子质量34.969,原子百分含量为75.77%;第一章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构16 同一元素的同位素之间化学性质几乎完全相同,但物理性质有差异。例如,氢的三种同位素中2H和3H被用于制造氢弹。知识拓展稳定同位素和放射性同位素3.同位素的性质 碳的三种同位素中因为14C能够自发地放出肉眼看不见,但可以被仪器测定的射线,在考古学上被用于测定动植物遗骸、化石的形成年代。方法及原理示意如下:第一章 物
11、质结构 元素周期律第二节 元素周期律1 1.了解原子序数2.了解元素周期律的意义3.了解元素周期表的结构4.理解元素性质的递变规律5.初步学会判断和比较元素及其化合物的主要化学性质6.了解元素周期表的产生过程第二节 元素周期律 元素周期表学习目标第一章 物质结构 元素周期律 核外电子的排布,特别是最外层电子的排布,对研究元素的化学性质有着重要意义,下面将探讨元素的原子结构与元素性质的内在联系和规律。为了研究方便,人们把元素按照核电荷数由小到大的顺序给元素编号,这个序号称为元素的原子序数原子序数。第二节 元素周期律2第二节 元素周期律 元素周期表一、元素周期律第一章 物质结构 元素周期律第二节
12、元素周期律3这是310号元素的核外电子排布:一、元素周期律1.核外电子排布的周期性变化元素3Li4Be5B6C7N8O9F10Ne电子排布 电子层数最外层电子数1.电子层数相同,均为2层。222222222.最外层电子数从1个逐步递增至8电子稳定结构。123456782 7+92 8+102 6+82 5+72 4+62 3+52 2+42 1+3第一章 物质结构 元素周期律第二节 元素周期律4这是1118号元素的核外电子排布:元素11Na12Mg13Al14Si15P16S17Cl18Ar电子排布 电子层数最外层电子数一、元素周期律1.核外电子排布的周期性变化1.电子层数相同,均为3层。33
13、3333332.最外层电子数从1个逐步递增至8电子稳定结构。123456782 8 1+112 8 2+122 8 3+132 8 4+142 8 5+152 8 6+162 8 7+172 8 8+18第一章 物质结构 元素周期律第二节 元素周期律5特点特点 随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子排布呈周期性变化。从310号元素,最外层电子数从1个递增到8电子稳定结构,电子层数均为2层。然后从1118号元素,最外层电子数再从1个递增到8电子稳定结构,但电子层数增为3层。一、元素周期律1.核外电子排布的周期性变化第一章 物质结构 元素周期律第二节 元素周期律6一、元素周期律2.元素原子半径的
14、周期性变化元 素3Li4Be5B6C7N8O9F10Ne原子半径/nm0.1520.0890.0820.0770.0750.0740.071示意图特 点元 素11Na12Mg13Al14 Si15P16S17Cl18Ar原子半径/nm0.1860.1600.1430.1170.1100.1020.099示意图特 点从Li到F的原子半径逐渐变小从Na到Cl的原子半径逐渐变小第一章 物质结构 元素周期律第二节 元素周期律7特点特点 随着原子序数的递增,元素的原子半径也呈现周期性变化。一、元素周期律2.元素原子半径的周期性变化第一章 物质结构 元素周期律第二节 元素周期律 8一、元素周期律3.元素最
15、高正化合价和负化合价的周期性变化+5+4+3+2+1-1-2-4-30除氟和氧两个最活泼的非金属元素外,其他元素:最高正化合价最高正化合价=最外层电子数最外层电子数稀有气体化学性质稳定,化合价为零。从碳元素(最外层4个电子)开始有负化合价:非金属元素的负化合价非金属元素的负化合价=最外层电子数最外层电子数-8-810Ne9F8O7N6C5B4Be3Li化合价最外层电子数电子排布元 素876543212 7+92 8+102 6+82 5+72 4+62 3+52 2+42 1+3第一章 物质结构 元素周期律第二节 元素周期律 9一、元素周期律3.元素最高正化合价和负化合价的周期性变化稀有气体化
16、学性质稳定,化合价为零。从钠到氯元素:最高正化合价最高正化合价=最外层电子数最外层电子数从硅元素(最外层4个电子)开始有负化合价:非金属元素的负化合价非金属元素的负化合价=最外层电子数最外层电子数-8-80+7+6+5+4+3+2+1-3-4-2-1化合价最外层电子数电子排布18Ar17Cl 16S15P 14 Si13Al 12Mg 11Na元 素876543212 8 1+112 8 2+122 8 3+132 8 4+142 8 5+152 8 6+162 8 7+172 8 8+18第一章 物质结构 元素周期律第二节 元素周期律10 观察318号元素的元素最高正化合价和负化合价,可以看
17、出:随着原子序数的递增,元素最高正化合价和负化合价呈周期性变化。元素趋向于达到8电子稳定结构(氦为2电子稳定结构)。一、元素周期律3.元素最高正化合价和负化合价的周期性变化第一章 物质结构 元素周期律第二节元素周期律11 元素的性质随着原子序数的递增呈现出周期性的变化,这个规律叫元素周期律元素周期律。元素原子的最外层电子排布呈周期性变化。元素的原子半径也发生周期性变化。元素的化合价也呈现出周期性的变化。随着原子序数的递增:一、元素周期律第一章 物质结构 元素周期律 根据元素周期律,把已发现的112种元素,按电子层相同的由左到右排成同一横行,把不同横行中最外层电子数相同的由上到下排成纵行,这样得
18、到一个表格,叫元元素素周周期期表表。第二节元素周期表12第二节 元素周期律 元素周期表二、元素周期表第一章 物质结构 元素周期律第二节元素周期表13镧系La镧Ce铈Pr镨Nd钕Pm钷Sm钐Eu铕Gd钆Tb铽Dy镝Ho钬Er铒Tm铥Yb镱Lu镥锕系Ac锕Th钍Pa镤U铀Np镎Pu钚Am镅*Cm锔*Bk锫*Cf锎*Es锿*Fm镄*Md钔*No锘*Lr铹*A01H氢He氦AAAAAA2Li锂Be铍B硼C碳N氮O氧F氟Ne氖3Na钠Mg 镁Al铝Si硅P磷S硫Cl氯Ar氩BBBBBBB4K钾Ca钙Sc钪Ti钛V钒Cr铬Mn锰Fe铁Co钴Ni镍Cu铜Zn锌Ga镓Ge锗As砷Se硒Br溴Kr氪5Rb铷Sr
19、锶Y钇Zr锆Nb铌Mo钼Tc锝Ru钌 Rh铑Pd钯Ag银Cd镉In铟Sn锡Sb锑Te碲I碘Xe氙6Cs铯Ba钡镧系Hf铪Ta钽W钨Re铼Os锇Ir铱Pt铂Au金Hg汞Tl铊Pb铅Bi铋Po钋At砹Rn氡7Fr钫Ra镭锕系Rf*Db*Sg*Bh*Hs*Mt*Uun*Uuu*Uub*元 素 周 期 表非金属稀有气体金 属过渡元素 横行称为周期纵行称为族4s4s1外围电子的构型原子相对质量原子序数19K钾钾39.098 3394041元素符号(红色指放射性元素)元素名称(注*的是人造元素)放射性同位素的质量数稳定同位素的质量数(底线指丰度最大的同位素)第一章 物质结构 元素周期律1234567第1周
20、期共2种元素,称为短周期短周期.第5周期共18种元素,称为长周期长周期.第2周期共8种元素,亦称短周期短周期.第3周期共8种元素,亦称短周期短周期.第4周期共18种元素,称为长周期长周期.第6周期共32种元素,亦称长周期长周期.第7周期还有一些元素未发现,称为不完全周期不完全周期.二、元素周期表1.周期表的结构(1)周期第一节元素周期表14注意注意第1、2、3周期称为短周期短周期。第4、5、6周期称为长周期长周期。第7周期称为不完全周期不完全周期,还未填满。周期序数周期序数=电子层数电子层数周期表的横行称为周期周期,共7个周期。第一章 物质结构 元素周期律镧系La镧Ce铈Pr镨Nd钕Pm钷Sm
21、钐Eu铕Gd钆Tb铽Dy镝Ho钬Er铒Tm铥Yb镱Lu镥锕系Ac锕Th钍Pa镤 U铀Np镎Pu钚Am镅Cm锔Bk锫Cf锎Es锿Fm镄Md钔No锘Lr铹123456镧系7锕系1.周期表的结构二、元素周期表 元素周期表中最后的两个横行分别包括镧系(5771)和锕系(89103),是第6和第7周期的一部分。第一节元素周期表15(1)周期第一章 物质结构 元素周期律1.周期表的结构A0AAAAAABBBBBBBAAAAA A ABBBBBBB0(2)族第一节元素周期表16第一章 物质结构 元素周期律第二节元素周期表17 元素周期表共有18个纵行,其中铁、钴、镍三个纵行合并为第族族,其余每个纵行为一个族
22、,因此共有16个族。主族的符号为“A”,副族的符号为“B”。1.周期表的结构1个0 族 元素周期表共有7个副族(BB)1个族7个主族(AA)(2)族第一章 物质结构 元素周期律第二节元素周期表18 由短周期元素和长周期元素共同构成的族叫主族主族。零族元素具有8电子稳定结构(氦的K层为2个电子稳定结构)。主族元素的族序数和核外电子排布的关系:1.周期表的结构主族元素族序数主族元素族序数=最外层电子数最外层电子数(2)族第一章 物质结构 元素周期律第二节元素周期表19 元素周期表的7个主族,用“A”表示,分别从AA,它们都有简称:A 氢锂钠钾铷铯钫,称为碱金属元素碱金属元素(除氢)A 铍镁钙锶钡镭
23、,称为碱土金属元素 A 硼铝镓铟铊,称为硼族元素 A 碳硅锗锡铅,称为碳族元素 A 氮磷砷锑铋,称为氮族元素 A 氧硫硒碲钋,称为氧族元素 A 氟氯溴碘砹,称为卤族元素卤族元素1.周期表的结构(2)族第一章 物质结构 元素周期律第二节元素周期表201.周期表的结构归纳归纳主族元素在周期表中的位置和电子结构存在下列关系:周期序数周期序数=电子层数电子层数主族元素的族序数主族元素的族序数=最外层电子数最外层电子数零族元素在周期表中的位置和电子结构存在下列关系:最外层电子排布满足稳定结构最外层电子排布满足稳定结构周期序数周期序数=电子层数电子层数第一章 物质结构 元素周期律第二节元素周期表21练习练
24、习判断12Mg、18Ar元素在周期表中的位置?答答:12Mg的位置是第3周期A。18Ar的位置是第3周期0族。2 8 2 解:解:这2种元素的核外电子排布示意图如下:+12+18 2 8 8第一章 物质结构 元素周期律金属性金属性是指金属原子失去电子形成阳离子的性质。第二节元素周期表22 金属的金属性越活泼,其最高正价氧化物对应水化物的碱性越强。钠是活泼金属,所以Na的最高正价氧化物对应水化物NaOH是强碱。2.元素的性质和原子结构的关系二、元素周期表钠容易失去1个电子,形成钠离子。因此钠是活泼金属。(1)原子结构与元素的金属性和非金属性的关系第一章 物质结构 元素周期律非金属性非金属性是指元
25、素的原子获得电子形成阴离子的性质。第二节元素周期表23 非金属的非金属性越活泼,其最高正价氧化物对应水化物的酸性越强。氯是很活泼的非金属,所以氯的最高正价氧化物对应水化物的酸性很强(HClO4 是最强酸)。2.元素的性质和原子结构的关系 氯容易得到1个电子,形成氯离子,所以氯是活泼非金属。(1)原子结构与元素的金属性和非金属性的关系第一章 物质结构 元素周期律第二节元素周期表24同周期元素单质的性质和结构的关系如何?第3周期元素的性质和结构关系列表如下:2.元素的性质和原子结构的关系18Ar17Cl16S15P14 Si13Al12Mg11Na单质性质单质性质得失电得失电子子 趋向趋向最外层最
26、外层电电 子数子数电子排布电子排布元元 素素8稳定结构稀有气体极易失去1个电子很活泼金 属1容易失去2个电子 活泼金属2能够失去3个电子两性元素3可以得到4个电子非金属4能够得到3个电子非金属5较易得到2个电子较活泼非金属6容易得到1个电子活 泼非金属72 8 1+112 8 2+122 8 3+132 8 4+142 8 5+152 8 6+162 8 7+172 8 8+18钠和水反应镁和水反应(1)原子结构与元素的金属性和非金属性的关系第一章 物质结构 元素周期律第二节元素周期表25酸性 HClO4 H2SO4 H3PO4 H2SiO3 元素的金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性
27、越强。碱性 NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3 元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强。金属性 Na Mg Al。非金属性 Cl S P Si。同周期元素从左向右,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。2.元素的性质和原子结构的关系(1)原子结构与元素的金属性和非金属性的关系第一章 物质结构 元素周期律第二节元素周期表26 因为同周期元素的电子层数相同,从左向右最外层电子数目逐渐增加,越来越接近稳定结构,原子核对核外电子的吸引逐渐增强,因此从左向右失电子能力逐渐减弱,得电子能力逐渐增强,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。同周期元素从左向右,为什么金属性逐渐减弱,非金属性逐渐
28、增强?2.元素的性质和原子结构的关系(1)原子结构与元素的金属性和非金属性的关系第一章 物质结构 元素周期律第二节元素周期表27钠和钾都是A元素,它们的性质和结构关系列表如下:同主族元素的性质和结构的关系如何?2.元素的性质和原子结构的关系1 3第3周期A14第4周期A很活泼金 属比 钠更活泼KOH碱性更强最高价氧化物对应水化物的性质单质性质周期表中 位置最外层电子数电子层数电子排布19 K11Na元 素2 8 1+112 8 8 1+19NaOH强碱(1)原子结构与元素的金属性和非金属性的关系第一章 物质结构 元素周期律第二节元素周期表28 由于钠和钾的最外层都只有1个电子,因此都易失去1个
29、电子。相比而言,钾有4个电子层,最外层的电子更易失去,金属性更活泼。2.元素的性质和原子结构的关系钾钾和水剧烈反应和水剧烈反应并燃烧并燃烧钠钠和水和水剧烈反应剧烈反应(1)原子结构与元素的金属性和非金属性的关系第一章 物质结构 元素周期律第二节元素周期表29氮和磷都是A元素,它们的性质和结构关系列表如下:同主族元素的性质和结构的关系如何?2.元素的性质和原子结构的关系53第3周期 A很活泼非金属HNO3强酸非金属H3PO4中强酸52第2周期A电子排布最高价氧化物对应水化物的性质单质性质周期表中 位置最外层电子数电子层数15P 7N元 素2 5+72 8 5+15(1)原子结构与元素的金属性和非
30、金属性的关系第一章 物质结构 元素周期律第二节元素周期表30 由于氮和磷的最外层都有5个电子,因此都能得到3个电子,形成稳定结构。相比而言,氮只有2个电子层,最外层的电子离核较近,受核引力更大,因此更易得到电子,非金属性更活泼。同主族元素从上向下,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱;其最高正价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强,酸性逐渐减弱。2.元素的性质和原子结构的关系(1)原子结构与元素的金属性和非金属性的关系第一章 物质结构 元素周期律第二节元素周期表31 同主族元素的最外层电子数目相同,电子层数从上向下逐渐增加,原子半径越来越大,核对最外层电子的吸引逐渐减弱,因此从上向下失电子能力逐渐增强,
31、得电子能力逐渐减弱,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。同主族元素从上向下,为什么金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱?2.元素的性质和原子结构的关系(1)原子结构与元素的金属性和非金属性的关系第一章 物质结构 元素周期律第二节元素周期表32 元素的原子趋向于得到还是失去电子,主要考虑两方面因素最外层电子数和电子层数。元素可以分别通过得到和失去电子两种途径,达到稳定结构。最外层有5个电子,较容易得到3个电子,是非金属。电子层数少,更容易得到电子。2.元素的性质和原子结构的关系2 5+72 8 5+15(1)原子结构与元素的金属性和非金属性的关系第一章 物质结构 元素周期律 同周期元素,从左向右金属性
32、逐渐减弱,非金属性逐渐增强。其最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱,酸性逐渐增强。同主族元素,从上向下金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。其最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强,酸性逐渐减弱。第二节元素周期表332.元素的性质和原子结构的关系(1)原子结构与元素的金属性和非金属性的关系第一章 物质结构 元素周期律第二节元素周期表34A1H氢AAAAAA2Li锂Be铍B硼C碳N氮O氧F氟3Na钠Mg 镁Al铝 Si硅 P磷S硫Cl氯4K钾Ca钙Ga镓 Ge锗As砷Se硒Br溴5Rb铷Sr锶In铟Sn锡Sb锑Te碲 I碘6Cs铯Ba钡Tl铊 Pb铅 Bi铋 Po钋At砹7Fr钫Ra镭金属金属非金属非
33、金属金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强(1)原子结构与元素的金属性和非金属性的关系第一章 物质结构 元素周期律 元素的化合价与原子的电子层结构关系密切,主族元素的电子得失只发生在最外层,因此主族元素原子的最外层电子叫做价电子价电子。主族元素的价电子全部失去后所表现出的化合价称为最高正价最高正价。第二节元素周期表352.元素的性质和原子结构的关系主族元素的最高正价主族元素的最高正价=主族元素的族序数主族元素的族序数 非金属元素的负化合价非金属元素的负化合价=最高正价最高正价8(2)原子结构与化合价的关系第一章 物质结构 元素周期律第二节元素周期表36 写出11Na和
34、17Cl的电子排布式,判断其周期表中位置,指出其金属性或非金属性强弱?练习练习是第3周期 A族,易得到1个电子,是活泼非金属。是第3周期A族,易失去1个电子,是活泼金属。解:解:11Na 的电子排布式为:17Cl的电子排布式为:2 8 1+112 8 7+17第一章 物质结构 元素周期律第二节元素周期表37元 素 周 期 表非金属稀有气体金 属过渡元素镧系La镧Ce铈Pr镨Nd钕Pm钷Sm钐Eu铕Gd钆Tb铽Dy镝Ho钬Er铒Tm铥Yb镱Lu镥锕系Ac锕Th钍Pa镤U铀Np镎Pu钚Am镅*Cm锔*Bk锫*Cf锎*Es锿*Fm镄*Md钔*No锘*Lr铹*A01H氢He氦AAAAAA2Li锂Be铍
35、B硼C碳N氮O氧F氟Ne氖3Na钠Mg 镁Al铝Si硅P磷S硫Cl氯Ar氩BBBBBBB4K钾Ca钙Sc钪Ti钛V钒Cr铬Mn锰Fe铁Co钴Ni镍Cu铜Zn锌Ga镓Ge锗As砷Se硒Br溴Kr氪5Rb铷Sr锶Y钇Zr锆Nb铌Mo钼Tc锝Ru钌 Rh铑Pd钯Ag银Cd镉In铟Sn锡Sb锑Te碲I碘Xe氙6Cs铯Ba钡镧系Hf铪Ta钽W钨Re铼Os锇Ir铱Pt铂Au金Hg汞Tl铊Pb铅Bi铋Po钋At砹Rn氡7Fr钫Ra镭锕系Rf*Db*Sg*Bh*Hs*Mt*Uun*Uuu*Uub*周周 期期元素周期表有几个周期?什么是短周期、长周期、不完全周期?同周期元素的性质如何递变?记忆第1到第3周期共1
36、8个元素的名称和元素符号。族族 元素周期表有几个主族、“0”族、副族、“”族?主族元素的族序数和元素核外电子排布的关系如何?A和A的简称?同主族元素的性质如何递变?知识拓展元素周期表的意义第一章 物质结构 元素周期律第三节 化学键11.了解化学键的概念2.正确判断离子键和共价键3.学会用电子式表达离子化合物和共价化合物第三节 化学键学习目标第一章 物质结构 元素周期律第三节 化学键2 人们已发现和合成了近两千万种物质,为什么仅仅一百多种元素的原子能够形成这么多形形色色的物质,原子与原子之间是怎样形成这些物质的?本节将在原子结构和元素周期律的基础上进一步学习化学键的初步知识。分子中相邻的两个或多
37、个原子之间强烈的相互作用称为化化学键学键。离子键共价键金属键化学键的主要类型本节主要介绍离子键和共价键。第三节 化学键第一章 物质结构 元素周期律第三节 化学键3 生活中,氯化钠是最常见的离子化合物,氯原子和钠原子是如何形成氯化钠的?在氯化钠晶体中,Na+和Cl-间又是通过什么作用力结合的?已经知道,钠在氯气中燃烧生成氯化钠。1.离子键的形成一、离子键第三节 化学键2Na+Cl22NaCl第一章 物质结构 元素周期律第三节 化学键4钠离子稳 定氯离子稳 定1.离子键的形成一、离子键离子键的形成过程 Na+钠原子不稳定氯原子不稳定2 8 1+117 8 2+17电子转移失去电子得到电子2 8+1
38、18 8 2+17第一章 物质结构 元素周期律第三节 化学键5在氯化钠中,Na+和Cl-间存在哪些力?阴阳离子通过静电引力相互吸引,接近到某一定距离时,电子与电子、原子核与原子核间的相互排斥作用和静电引力达到平衡,阴阳离子间形成稳定的化学键。像NaCl那样,阴阳离子间通过静电作用所形成的化学键叫做离子键离子键。含有离子键的化合物就是离子化合物。1.离子键的形成一、离子键第一章 物质结构 元素周期律第三节 化学键6 哪些物质中存在离子键?活泼的金属元素和活泼的非金属元素的原子之间能形成典型的离子键。例如,NaCl、K2O、CaCl2等。离子键可以在原子与原子之间形成,也可以在原子与基团或基团与基
39、团之间形成。例如,NaOH等。1.离子键的形成一、离子键第一章 物质结构 元素周期律第三节 化学键7原子的电子式:用电子式可以直观地表示出原子之间是怎样结合的。例如,氯化钠形成过程的电子式可以表示为:ClMgHNa O 元素符号周围用“”或“”来表示原子最外层电子的式子,叫电子式电子式。2.用电子式表示离子化合物的形成过程一、离子键第一章 物质结构 元素周期律第三节 化学键8用电子式表示Na2O的形成过程。注意电子式中箭号左方相同的粒子可以合并,箭号右方相同的粒子不可以合并。例如,Na2O的形成过程也可以表示为:2.用电子式表示离子化合物的形成过程一、离子键ONaNaO2Na 第一章 物质结构
40、 元素周期律第三节 化学键9 在氯化钠晶体中,钠离子与氯离子通过离子键相结合。每个钠离子与和它紧邻的6个氯离子相连,每个氯离子与和它紧邻的6个钠离子相连,因此在氯化钠晶体中实际上没有氯化钠分子,NaCl只是代表氯化钠晶体中钠离子的个数和氯离子的个数之比为11。一、离子键第一章 物质结构 元素周期律第三节 化学键共价键1 前面讲到,在活泼金属和活泼非金属之间,可以通过电子的得失形成离子键。但是,在H2和HCl分子中,原子之间是不可能形成离子键的。因此在这两个分子中,存在另一类型的化学键共价键。二、共价键第三节 化学键第一章 物质结构 元素周期律第三节 化学键共价键2氢分子中的两个氢原子形成了共价
41、键:原子间通过共用电子对所形成的化学键,叫做共价键共价键。二、共价键1.共价键的形成共用电子对共用电子对 两个氢原子各提供1个电子,组成1对电子对,供两个原子公用,这对电子叫共用电子对共用电子对。形成过程的电子式可以表示为:H HH H 共价键的形成第一章 物质结构 元素周期律第三节 化学键共价键3 氯化氢和氧气分子中的化学键都是共价键,形成过程如下:化学上常用一根横线表示一对共用电子对,这种式子称为结构式结构式。氯化氢和氧气的结构式为:二、共价键2.用电子式表示共价化合物的形成过程 Cl H OOCl H HClO=OOO第一章 物质结构 元素周期律第三节 化学键共价键4 H2O的电子式:C
42、O2的电子式:NH3的电子式:N2的电子式:共价键根据共用电子对的多少分为单键、双键和叁键。单键单键二、共价键2.用电子式表示共价化合物的形成过程 OHHNHHHCOONN双键双键叁键叁键第一章 物质结构 元素周期律第三节 化学键共价键5 在氢分子中,共价键是在两个相同原子间形成的。同种原子吸引电子的能力相同,共用电子对不偏向任何一方,这种共价键称为非极性共价键非极性共价键。H H H2、Cl2、O2、N2等双原子单质分子中的共价键都是非极性键。共价键分为非极性共价键和极性共价键。二、共价键3.共价键的分类(1)非极性共价键第一章 物质结构 元素周期律第三节 化学键共价键6 在氯化氢分子中,共
43、价键是在两个不相同原子间形成的。不同种原子吸引电子的能力不相同,共用电子对偏向吸引电子能力较强的一方,这种共价键称为极性共价键极性共价键。HCl、H2O、CO2、NH3、CH4等化合物分子中的共价键都是极性键。在极性键中,共用电子对发生偏移,得电子能力较强的原子带部分负电荷,得电子能力较弱的原子带部分正电荷。二、共价键3.共价键的分类 H Cl (2)极性共价键第一章 物质结构 元素周期律第三节 化学键共价键7 有些离子化合物中,也可以同时存在共价键和离子键,例如,氢氧化钠中同时存在共价键和离子键。共价化合物中不可以共存离子键,而离子化合物中可以共存共价键。甲烷分子比例模型二、共价键3.共价键
44、的分类 在CH4分子中,H和C之间形成极性共价键,每个碳原子和4个氢原子相连,组成CH4分子。HHHHC第一章 物质结构 元素周期律答:不正确。有些离子化合物中,可以同时存在共价键。练习答:不正确。相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用。答:不正确。静电引力应改为静电作用,它包括引力和斥力。练习练习下列说法是否正确,如有错误请纠正。两个原子或多个原子之间的相互作用叫做化学键。阴阳离子间通过静电引力而形成的化学键叫做离子键。共价化合物中只存在共价键,离子化合物中只存在离子键。第一章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构本章小结1 原子是由居于原子中心的原子核和核外电子构成的。电子在原子核外一定空
45、间内作高速运动。一、原子的组成小 结原子序数=核电荷数=核内质子数=核外电子数质量数=质子数+中子数XAZ质量数质量数核内质子数核内质子数 元素符号元素符号N=AZ第一章 物质结构 元素周期律二、核外电子的排布规律本章小结2 核外电子是分层排布的,这种排布有一定的规律。2.最外层电子数不超过8个(第1层为最外层时不超过2个)。掌握118号元素的电子排布。最外层填满8个电子(第1层为最外层时为2个电子),是相对稳定的结构。小 结 1.第1层最多容纳的电子数为2个;第2层最多容纳8个;第3层最多容纳18个。3.次外层电子数不超过18个,倒数第三层电子数不超过32个。第一章 物质结构 元素周期律三、
46、同位素本章小结3 质子数相同,而中子数不同的同种元素的不同原子,叫做该元素的同位素。同位素的核外电子排布相同,因此它们的化学性质几乎完全相同。元素的相对原子质量是该元素所有同位素的相对原子质量的平均值。小 结第一章 物质结构 元素周期律 3.元素周期表是元素周期律的具体表现形式。第二节 元素周期律和元素周期表本章小结4一、元素周期律小 结 1.元素的性质随着元素原子序数的递增而呈现周期性的变化,这就是元素周期律。2.元素周期律主要表现在核外电子排布的周期性变化、原子半径的周期性变化和元素主要化合价、金属性及非金属性等的周期性变化。第一章 物质结构 元素周期律本章小结5周期表的横行称为周期,共7
47、个周期。元素周期表的纵行称为族,共有16个族。其中7个主族,1个0族,7个副族,1个族。由短周期元素和长周期元素共同构成的族叫主族。二、元素周期表 第1、2、3周期称为短周期、第4、5、6周期称为长周期、第7周期称为不完全周期。小 结周期序数=电子层数主族元素族序数=最外层电子数第一章 物质结构 元素周期律本章小结6 同周期元素从左向右,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强;其最高正价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱,酸性逐渐增强。同主族元素从上向下,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱;其最高正价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强,酸性逐渐减弱。二、元素周期表小 结第一章 物质结构 元素周期律本章小结7随着原子序数的递增核外电子排布呈周期性变化元素性质呈周期性变化元素周期律 元素性质的递变规律元素在周期表中的位置元素周期表的周期和族元素周期表小 结第一章 物质结构 元素周期律第三节 化学键本章小结8 分子中相邻的两个或多个原子之间强烈的相互作用称为化学键。阴、阳离子间的静电作用。如:NaCl相邻原子间靠共用电子对结合。共价键:离子键:化学键金属键非极性共价键:共用电子对不偏移。如:H2极性共价键:共用电子对有偏移。如:HCl共价键小 结
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