物质结构与性质全套原子结构与性质.pptx
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1、化学研究的是构成宏观物体的物质化学研究的是构成宏观物体的物质一、研究物质的组成与结构一、研究物质的组成与结构二、研究物质的性质、变化、合成二、研究物质的性质、变化、合成二者的关系如何?二者的关系如何?结构决定性质、性质反映结构结构决定性质、性质反映结构原子结构原子结构分子结构分子结构晶体结构晶体结构结结结结构构构构决定决定决定决定性质第1页/共95页第一节第一节 原子结构原子结构宇宙大爆炸宇宙大爆炸2h2h后后诞生诞生大量的氢大量的氢大量的氦大量的氦极少量的锂极少量的锂原子核的原子核的熔合反应熔合反应合成合成其他元素其他元素19321932年勒梅特首次年勒梅特首次提出了现代宇宙大提出了现代宇宙
2、大爆炸理论爆炸理论 1 1、原子的诞生、原子的诞生一、开天辟地原子的诞生第2页/共95页2 2、人类认识原、人类认识原子的过程子的过程 人类在认识自然的过人类在认识自然的过程中,经历了无数的艰程中,经历了无数的艰辛,正是因为有了无数辛,正是因为有了无数的探索者,才使人类对的探索者,才使人类对事物的认识一步步地走事物的认识一步步地走向深入,也越来越接近向深入,也越来越接近事物的本质事物的本质。随着现代。随着现代科学技术的发展,我们科学技术的发展,我们现在所学习的科学理论,现在所学习的科学理论,还会随着人类对客观事还会随着人类对客观事物的认识而不断地深入物的认识而不断地深入和发展。和发展。第3页/
3、共95页1 1、原子的构成、原子的构成原子原子原子核原子核核外电子核外电子 质子质子 中子中子二、二、能层与能级能层与能级二、能层与能级第4页/共95页2 2、能层与能级能层与能级(1 1)能层)能层在多电子的原子核外电子的能量是不在多电子的原子核外电子的能量是不同的,按同的,按电子的能量差异电子的能量差异,可以将核,可以将核外电子分成不同的能层。外电子分成不同的能层。第5页/共95页依据核外电子的能量不同:离核远近:近 远 能量高低:低 高核外电子分层排布1234567KLMNOPQ第6页/共95页(2 2)能级)能级表示方法及各能级所容纳的最多电子数:表示方法及各能级所容纳的最多电子数:在
4、多电子原子中,在多电子原子中,同一能层的同一能层的电子能量可以不同电子能量可以不同,还可以把,还可以把它们分成它们分成能级能级。第7页/共95页表示方法及各能级所容纳的最多电子数:表示方法及各能级所容纳的最多电子数:1.1.原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数与能层原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数与能层的序数(的序数(n n)间存在什么关系?)间存在什么关系?3.3.英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数是否英文字母相同的不同能级中所能容纳的最多电子数是否相同?相同?【学与问】2.2.不同的能层分别有多少能级,与能层的序数(不同的能层分别有多少能级,与能层的序数(n n)
5、间存)间存在什么关系?在什么关系?第8页/共95页1.1.构造原理:构造原理:随原子核电荷随原子核电荷数递增,绝大数递增,绝大多数原子核外多数原子核外电子的排布遵电子的排布遵循如右图的排循如右图的排布顺序,这个布顺序,这个排布顺序被称排布顺序被称为为构造原理构造原理。三、构造原理与电子排布式第9页/共95页76543214f1s2s3s4s5s6s7s2p3p4p5p6p7p6d5d4d3d5f核外电子填充顺序图构造原理:构造原理:1s;2s 2p;3s 3p;4s 3d 4p;5s 4d 5p;6s 4f 5d 6p;7s 5f 6d第10页/共95页构造原理中排布顺序的实质构造原理中排布顺
6、序的实质1)相同能层的不同能级的能量高低顺序:nsnpndnf2)英文字母相同的不同能级的能量高低顺序:1s2s3s4s;2p3p4p;3d4d3)不同层不同能级可由下面的公式得出:ns (n-2)f (n-1)d _甲、乙的最高价氧化物水化物的酸性强弱为:甲、乙的最高价氧化物水化物的酸性强弱为:甲、乙的最高价氧化物水化物的酸性强弱为:甲、乙的最高价氧化物水化物的酸性强弱为:_(_(_(_(用化学式表示用化学式表示用化学式表示用化学式表示)。(4)(4)(4)(4)元素周期表体现了元素周期律,元素周期律的本质是元素周期表体现了元素周期律,元素周期律的本质是元素周期表体现了元素周期律,元素周期律
7、的本质是元素周期表体现了元素周期律,元素周期律的本质是原子核外电子排布的原子核外电子排布的原子核外电子排布的原子核外电子排布的_,_,_,_,请写出元素在元素周期请写出元素在元素周期请写出元素在元素周期请写出元素在元素周期表中的位置与元素原子结构的关系:表中的位置与元素原子结构的关系:表中的位置与元素原子结构的关系:表中的位置与元素原子结构的关系:_Al SAl SHH2 2SOSO4 4 Al(OH)Al(OH)3 3周期性变化周期性变化周期性变化周期性变化元素的周期数即为原子核外电子层数;主族元素的族序数元素的周期数即为原子核外电子层数;主族元素的族序数元素的周期数即为原子核外电子层数;主
8、族元素的族序数元素的周期数即为原子核外电子层数;主族元素的族序数即为原子的最外层电子数即为原子的最外层电子数即为原子的最外层电子数即为原子的最外层电子数第65页/共95页四、元素周期律四、元素周期律1.1.1.1.定义:元素的性质随着元素定义:元素的性质随着元素定义:元素的性质随着元素定义:元素的性质随着元素原子序数(核电荷数)原子序数(核电荷数)原子序数(核电荷数)原子序数(核电荷数)的的的的递增而呈现周期性的变化,称为元素周期律。递增而呈现周期性的变化,称为元素周期律。递增而呈现周期性的变化,称为元素周期律。递增而呈现周期性的变化,称为元素周期律。2.2.2.2.实质:元素性质的周期性变化
9、是元素原子的实质:元素性质的周期性变化是元素原子的实质:元素性质的周期性变化是元素原子的实质:元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子核外电子核外电子核外电子排布的周期性排布的周期性排布的周期性排布的周期性变化的必然结果。变化的必然结果。变化的必然结果。变化的必然结果。3.3.3.3.核外电子排布的周期性变化:随着核电荷数的增加,核外电子排布的周期性变化:随着核电荷数的增加,核外电子排布的周期性变化:随着核电荷数的增加,核外电子排布的周期性变化:随着核电荷数的增加,原子最外层电子数从原子最外层电子数从原子最外层电子数从原子最外层电子数从1 1 1 1增加到增加到增加到增加到8 8 8 8而呈现
10、周期性的变化(第一而呈现周期性的变化(第一而呈现周期性的变化(第一而呈现周期性的变化(第一周期是从周期是从周期是从周期是从1 1 1 1增加到增加到增加到增加到2 2 2 2),最外层电子(价电子)排布由),最外层电子(价电子)排布由),最外层电子(价电子)排布由),最外层电子(价电子)排布由nsnsnsns1 1 1 1到到到到nsnsnsns2 2 2 2npnpnpnp6 6 6 6(第一周期是(第一周期是(第一周期是(第一周期是1s1s1s1s1 1 1 1到到到到1s1s1s1s2 2 2 2)呈现周期性变化)呈现周期性变化)呈现周期性变化)呈现周期性变化第66页/共95页五、同周期
11、主族元素主要性质变化规律五、同周期主族元素主要性质变化规律元素周期表中,同周期的主族元素从左向右,最高化合价从元素周期表中,同周期的主族元素从左向右,最高化合价从元素周期表中,同周期的主族元素从左向右,最高化合价从元素周期表中,同周期的主族元素从左向右,最高化合价从+1+7+1+7+1+7+1+7(氧、氟元素例外),最低化合价从(氧、氟元素例外),最低化合价从(氧、氟元素例外),最低化合价从(氧、氟元素例外),最低化合价从-4-1-4-1-4-1-4-1。金属性。金属性。金属性。金属性逐渐减弱;非金属性逐渐增强。逐渐减弱;非金属性逐渐增强。逐渐减弱;非金属性逐渐增强。逐渐减弱;非金属性逐渐增强
12、。(1)(1)(1)(1)从化合价角度看,金属元素没有负价,从化合价角度看,金属元素没有负价,从化合价角度看,金属元素没有负价,从化合价角度看,金属元素没有负价,AAAA、AAAA、AAAA族族族族金属元素的化合价只有金属元素的化合价只有金属元素的化合价只有金属元素的化合价只有+1+1+1+1、+2+2+2+2、+3+3+3+3,没有可变化合价;,没有可变化合价;,没有可变化合价;,没有可变化合价;AAAA族族族族碳元素主要有碳元素主要有碳元素主要有碳元素主要有-4-4-4-4、+2+2+2+2、+4+4+4+4等化合价,硅元素主要有等化合价,硅元素主要有等化合价,硅元素主要有等化合价,硅元素
13、主要有-4-4-4-4、+4+4+4+4价;价;价;价;AAAA族元素变价较多,如氮元素有族元素变价较多,如氮元素有族元素变价较多,如氮元素有族元素变价较多,如氮元素有-3-3-3-3、-2-2-2-2、+1+1+1+1、+2+2+2+2、+3+3+3+3、+4+4+4+4、+5+5+5+5等化合价,磷元素主要有等化合价,磷元素主要有等化合价,磷元素主要有等化合价,磷元素主要有-3-3-3-3、+3+3+3+3、+5+5+5+5等化合价;等化合价;等化合价;等化合价;AAAA族氧元族氧元族氧元族氧元素的主要化合价为素的主要化合价为素的主要化合价为素的主要化合价为-2-2-2-2、-1-1-1-
14、1,在氟化物中显正价,硫元素有,在氟化物中显正价,硫元素有,在氟化物中显正价,硫元素有,在氟化物中显正价,硫元素有-2-2-2-2、-1-1-1-1、+4+4+4+4、+6+6+6+6等主要化合价;等主要化合价;等主要化合价;等主要化合价;AAAA族氟元素无正价,氯元素有族氟元素无正价,氯元素有族氟元素无正价,氯元素有族氟元素无正价,氯元素有-1-1-1-1、+1+1+1+1、+4+4+4+4、+5+5+5+5、+7+7+7+7价等主要化合价;氢元素主要化合价有价等主要化合价;氢元素主要化合价有价等主要化合价;氢元素主要化合价有价等主要化合价;氢元素主要化合价有+1+1+1+1、-1-1-1-
15、1。(2)(2)(2)(2)除除除除族、族、族、族、BBBB族及氧、氟外族及氧、氟外族及氧、氟外族及氧、氟外,元素的最高正化合价一般等,元素的最高正化合价一般等,元素的最高正化合价一般等,元素的最高正化合价一般等于它的族序数;非金属元素的最高正价与其最低负价的绝对于它的族序数;非金属元素的最高正价与其最低负价的绝对于它的族序数;非金属元素的最高正价与其最低负价的绝对于它的族序数;非金属元素的最高正价与其最低负价的绝对值之和为值之和为值之和为值之和为8 8 8 8第67页/共95页六、主族元素原子半径的变化规律六、主族元素原子半径的变化规律 元素周期表中的元素周期表中的元素周期表中的元素周期表中
16、的同周期主族元素从左同周期主族元素从左同周期主族元素从左同周期主族元素从左到右,原子半径的变到右,原子半径的变到右,原子半径的变到右,原子半径的变化趋势如何?应如何化趋势如何?应如何化趋势如何?应如何化趋势如何?应如何理解这种趋势?周期理解这种趋势?周期理解这种趋势?周期理解这种趋势?周期表中的同主族元素从表中的同主族元素从表中的同主族元素从表中的同主族元素从上到下,原子半径的上到下,原子半径的上到下,原子半径的上到下,原子半径的变化趋势如何?应如变化趋势如何?应如变化趋势如何?应如变化趋势如何?应如何理解这种趋势?何理解这种趋势?何理解这种趋势?何理解这种趋势?第68页/共95页1.1.1.
17、1.影响因素影响因素影响因素影响因素原子半原子半径大小径大小取决于取决于(1)(1)电子的能层数电子的能层数(2)(2)核电荷数核电荷数2.2.2.2.变化规律变化规律变化规律变化规律同周期元素,自左到右,原子半径逐渐减小;同周期元素,自左到右,原子半径逐渐减小;同周期元素,自左到右,原子半径逐渐减小;同周期元素,自左到右,原子半径逐渐减小;(核电荷核电荷核电荷核电荷数的增加使核对最外层电子的引力增加而带来半径减小数的增加使核对最外层电子的引力增加而带来半径减小数的增加使核对最外层电子的引力增加而带来半径减小数的增加使核对最外层电子的引力增加而带来半径减小的趋势大于增加电子后电子间斥力增大带来
18、半径增大的的趋势大于增加电子后电子间斥力增大带来半径增大的的趋势大于增加电子后电子间斥力增大带来半径增大的的趋势大于增加电子后电子间斥力增大带来半径增大的趋势趋势趋势趋势)同主族元素,自上而下,原子半径逐渐增大。同主族元素,自上而下,原子半径逐渐增大。同主族元素,自上而下,原子半径逐渐增大。同主族元素,自上而下,原子半径逐渐增大。(由于电(由于电(由于电(由于电子能层增加,电子间的斥力使原子半径增大)子能层增加,电子间的斥力使原子半径增大)子能层增加,电子间的斥力使原子半径增大)子能层增加,电子间的斥力使原子半径增大)第69页/共95页3.3.3.3.离子半径变化规律离子半径变化规律离子半径变
19、化规律离子半径变化规律同种元素的离子半径:阴离子原子,原子阳离子,同种元素的离子半径:阴离子原子,原子阳离子,同种元素的离子半径:阴离子原子,原子阳离子,同种元素的离子半径:阴离子原子,原子阳离子,低价阳离子高价阳离子;低价阳离子高价阳离子;低价阳离子高价阳离子;低价阳离子高价阳离子;核外电子层排布相同的离子原子序数越大,其离子半径核外电子层排布相同的离子原子序数越大,其离子半径核外电子层排布相同的离子原子序数越大,其离子半径核外电子层排布相同的离子原子序数越大,其离子半径越小;越小;越小;越小;同主族元素的离子,随着电子层数递增,离子半径逐渐同主族元素的离子,随着电子层数递增,离子半径逐渐同
20、主族元素的离子,随着电子层数递增,离子半径逐渐同主族元素的离子,随着电子层数递增,离子半径逐渐增大;增大;增大;增大;同周期元素的阳离子半径从左至右渐小;同周期元素的阳离子半径从左至右渐小;同周期元素的阳离子半径从左至右渐小;同周期元素的阳离子半径从左至右渐小;同周期元素的阴离子半径从左至右渐小;同周期元素的阴离子半径从左至右渐小;同周期元素的阴离子半径从左至右渐小;同周期元素的阴离子半径从左至右渐小;同周期元素的最小阴离子半径大于同周期元素的最大阳同周期元素的最小阴离子半径大于同周期元素的最大阳同周期元素的最小阴离子半径大于同周期元素的最大阳同周期元素的最小阴离子半径大于同周期元素的最大阳离
21、子半径离子半径离子半径离子半径P P P P3-3-3-3-S S S S2-2-2-2-ClClClCl-NaNaNaNa+MgMgMgMg2+2+2+2+AlAlAlAl3+3+3+3+第70页/共95页4.4.4.4.下列说法正确的是(下列说法正确的是(下列说法正确的是(下列说法正确的是()A.AA.AA.AA.A族元素的金属性比族元素的金属性比族元素的金属性比族元素的金属性比AAAA元素的金属性强;元素的金属性强;元素的金属性强;元素的金属性强;B.AB.AB.AB.A元素的氢化物中,稳定性最好的其沸点也最高;元素的氢化物中,稳定性最好的其沸点也最高;元素的氢化物中,稳定性最好的其沸点
22、也最高;元素的氢化物中,稳定性最好的其沸点也最高;C.C.C.C.同周期非金属氧化物对应的水化物的酸性从左到右同周期非金属氧化物对应的水化物的酸性从左到右同周期非金属氧化物对应的水化物的酸性从左到右同周期非金属氧化物对应的水化物的酸性从左到右依次增强;依次增强;依次增强;依次增强;D.D.D.D.第三周期元素的离子半径从左到右逐渐减小第三周期元素的离子半径从左到右逐渐减小第三周期元素的离子半径从左到右逐渐减小第三周期元素的离子半径从左到右逐渐减小B B第71页/共95页七、电离能的变化规律七、电离能的变化规律1.1.1.1.概念概念概念概念气态气态气态气态电中性电中性电中性电中性基态基态基态基
23、态原子原子原子原子失去一个电子失去一个电子失去一个电子失去一个电子转化为气态基态正离转化为气态基态正离转化为气态基态正离转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。用符号子所需要的能量叫做第一电离能。用符号子所需要的能量叫做第一电离能。用符号子所需要的能量叫做第一电离能。用符号1 1 1 1表示,单位:表示,单位:表示,单位:表示,单位:kJ/molkJ/molkJ/molkJ/mol。即。即。即。即M(g)=MM(g)=MM(g)=MM(g)=M+(g)+e(g)+e(g)+e(g)+e-。从从从从+1+1+1+1价气态基态正离子中再失去一个电子所需要的能量价气态基态正离子中再失去一个电
24、子所需要的能量价气态基态正离子中再失去一个电子所需要的能量价气态基态正离子中再失去一个电子所需要的能量叫做第二电离能。符号叫做第二电离能。符号叫做第二电离能。符号叫做第二电离能。符号2 2 2 2。即。即。即。即M M M M+(g)=M(g)=M(g)=M(g)=M2+2+2+2+(g)+e(g)+e(g)+e(g)+e-。第72页/共95页思考与探究:思考与探究:思考与探究:思考与探究:观察下图,总结第一电离能的变化律。观察下图,总结第一电离能的变化律。观察下图,总结第一电离能的变化律。观察下图,总结第一电离能的变化律。原子的第一电离能随核电荷原子的第一电离能随核电荷数递增有什么规律?(同
25、周数递增有什么规律?(同周期、同主族)期、同主族)第73页/共95页2.2.2.2.元素第一电离能的变化规律元素第一电离能的变化规律元素第一电离能的变化规律元素第一电离能的变化规律(1)(1)(1)(1)同周期同周期同周期同周期:a.a.a.a.从左到右呈现递增趋势(最小的是从左到右呈现递增趋势(最小的是从左到右呈现递增趋势(最小的是从左到右呈现递增趋势(最小的是AAAA,最大的是稀有,最大的是稀有,最大的是稀有,最大的是稀有气体的元素);气体的元素);气体的元素);气体的元素);b.b.b.b.第第第第AAAA元素元素元素元素AAAA的元素;第的元素;第的元素;第的元素;第AAAA元素元素元
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