化学元素周期律优秀PPT.ppt

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1、化学元素周期律2023/2/19第1页，本讲稿共36页 门捷列夫不门捷列夫不自觉地应用黑格自觉地应用黑格尔的量转化为质尔的量转化为质的规律，完成了的规律，完成了科学史上一个勋科学史上一个勋业。业。恩格斯恩格斯19世纪中叶门捷列夫发现了元世纪中叶门捷列夫发现了元素周期律素周期律2023/2/19第2页，本讲稿共36页电子层电子层(n)1234567字母表示字母表示 能量能量KLM N O PQ低低高高1 1、电子总是尽先排布在能量较低的轨道。、电子总是尽先排布在能量较低的轨道。2 2、每层最多容纳、每层最多容纳2n 2n 个电子。个电子。3、最外层电子不超过、最外层电子不超过8个个(K为最外层为

2、最外层不超过不超过2个个),次外层不超过次外层不超过18个个,倒数倒数第三层不超过第三层不超过32个电子。个电子。原子核原子核核外电子核外电子原子原子大型体育场与蚂蚁大型体育场与蚂蚁2023/2/19第3页，本讲稿共36页2粒子的核外电子排布粒子的核外电子排布(1)表示方法表示方法结构示意图结构示意图结构示意图包括原子结构示意图和离子结构示意结构示意图包括原子结构示意图和离子结构示意图。结构示意图是用小圆圈和圆圈内的符号及数图。结构示意图是用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数，弧线表示各电子层，字表示原子核及核内质子数，弧线表示各电子层，弧线上的数字表示该电子层上的电子数，如弧线

3、上的数字表示该电子层上的电子数，如2023/2/19第4页，本讲稿共36页结结构示意构示意图图包括原子包括原子结结构示意构示意图图和离子和离子结结构示意构示意图图。原。原子子结结构示意构示意图图中，核内中，核内质质子数等于核外子数等于核外电电子数；离子子数；离子结结构示构示意意图图中，二者中，二者则则不相等。例如：不相等。例如：阳离子：核外阳离子：核外电电子数子数核核电电荷数，荷数，其差其差值值均均为为离子所离子所带带的的电电荷数。荷数。3 3原子结构示意图与离子结构示意图的比较原子结构示意图与离子结构示意图的比较2023/2/19第5页，本讲稿共36页1H11、写出、写出1至至20号元素的原

4、子结构示意图。号元素的原子结构示意图。2、总结、总结1至至18号原子结构的特殊性。号原子结构的特殊性。(1)原子中无中子的原子：原子中无中子的原子：(2)最外层有个电子的元素：最外层有个电子的元素：(3)最外层有个电子的元素：最外层有个电子的元素：(4)最外层电子数等于次外层电子数的元素：最外层电子数等于次外层电子数的元素：(5)最外层电子数是次外层电子数倍的元素：最外层电子数是次外层电子数倍的元素：H、Li、NaHe、Be、MgBe、ArC2023/2/19第6页，本讲稿共36页(6)最外层电子数是次外层电子数倍的元素：最外层电子数是次外层电子数倍的元素：(7)最外层电子数是次外层电子数倍的

5、元素：最外层电子数是次外层电子数倍的元素：ONe与氩原子电子层结构相同的阳离子是与氩原子电子层结构相同的阳离子是:与氩原子电子层结构相同的阴离子是与氩原子电子层结构相同的阴离子是:K+；Ca 2+S2-；Cl-2023/2/19第7页，本讲稿共36页核外有核外有10个电子的粒子个电子的粒子:分子分子:原子：原子：阳离子阳离子:阴离子阴离子:CH4；NH3;H2O;HFNH4+;H3O+;Na+;Mg2+;Al 3+O2-;F-;OH-Ne2023/2/19第8页，本讲稿共36页 1 2 氢氢 氦氦原子原子序数序数元素元素 名称名称 元素元素 符号符号 电子电子排布排布 化合价化合价 请阅读并比

6、较表请阅读并比较表1-21-2中中1 11818号元素的有关数据，号元素的有关数据，从中能找出什么规律？从中能找出什么规律？+1 0 门捷列夫的伟大创举就门捷列夫的伟大创举就是从这里开始的。是从这里开始的。祝您成功！祝您成功！HHe 1 22023/2/19第9页，本讲稿共36页 3 4 5 6 7 8 9 10 锂锂 铍铍 硼硼 碳碳 氮氮 氧氧 氟氟 氖氖 原子原子序数序数元素元素 名称名称 元素元素 符号符号 电子电子排布排布 化合价化合价LiBe B C N O F Ne2,12,22,32,42,52,62,72,8+1+2+3+4-4+5-3-2-10 2023/2/19第10页，

7、本讲稿共36页11 12 13 14 15 16 17 18 钠钠 镁镁 铝铝 硅硅 磷磷 硫硫 氯氯 氩氩 原子原子序数序数元素元素 名称名称 元素元素 符号符号 电子电子排布排布 化合价化合价NaMg Al Si P S Cl Ar2,8,12,8,22,8,32,8,42,8,52,8,62,8,72,8,8主族元素的最高主族元素的最高正化合价与最外正化合价与最外层电子数有何关层电子数有何关系？系？最高正价最高正价=最外层电子数最外层电子数最低负化合价数最低负化合价数=8 最外层电最外层电子数子数+1+2+3+4-4+5-3-2-10+6+72023/2/19第11页，本讲稿共36页 随

8、着原子序数的递增，原子的核外电子层排随着原子序数的递增，原子的核外电子层排布呈现什么规律性的变化？元素的化合价呈现什布呈现什么规律性的变化？元素的化合价呈现什么规律性的变化？么规律性的变化？原子序数原子序数电子层数电子层数最外层电最外层电子数子数 最高或最低化合价的变化最高或最低化合价的变化 121 310 11182 18183+1+5-4-10+1+71 2+1 0-4-102023/2/19第12页，本讲稿共36页 随着原子序数的递增，元素原子的随着原子序数的递增，元素原子的电子层排布和化合价都呈周期性变化！电子层排布和化合价都呈周期性变化！元素的金属性和非金属性是否也随原子元素的金属性

9、和非金属性是否也随原子序数的变化呈现周期性变化呢？序数的变化呈现周期性变化呢？2023/2/19第13页，本讲稿共36页元素金属性强弱判断依据元素金属性强弱判断依据:1.根据金属单质与水或酸反应置换出氢的难易程度。根据金属单质与水或酸反应置换出氢的难易程度。置换出氢越容易置换出氢越容易,则金属性越强。则金属性越强。2.根据金属元素最高价氧化物对应的水化物碱性强弱。根据金属元素最高价氧化物对应的水化物碱性强弱。碱性越强碱性越强,则金属元素的金属性越强。则金属元素的金属性越强。3.根据对应阳离子氧化性强弱判断。金属阳离子氧根据对应阳离子氧化性强弱判断。金属阳离子氧化性越弱，则元素金属性越强。化性越

10、弱，则元素金属性越强。2023/2/19第14页，本讲稿共36页元素非金属性强弱判断依据元素非金属性强弱判断依据:1.根据非金属单质与根据非金属单质与H2化合生成氢化物的难易或氢化合生成氢化物的难易或氢化物的稳定性程度。越容易与化物的稳定性程度。越容易与H2化合化合,则生成的氢则生成的氢化物越稳定，非金属性越强。化物越稳定，非金属性越强。2.根据非金属元素最高价氧化物对应的水化物酸性根据非金属元素最高价氧化物对应的水化物酸性强弱。酸性越强强弱。酸性越强,则元素的非金属性越强。则元素的非金属性越强。3.根据对应阴离子还原性强弱判断。阴离子还原根据对应阴离子还原性强弱判断。阴离子还原性越弱，则元素

11、非金属性越强。性越弱，则元素非金属性越强。以第三周期元以第三周期元素为例讨论素为例讨论!2023/2/19第15页，本讲稿共36页科学探究科学探究:取一小段镁带，取一小段镁带，用砂纸磨去表用砂纸磨去表面的氧化膜面的氧化膜,放入试管中。放入试管中。向试管中加入向试管中加入2mL水水,并滴入并滴入2 2滴酚酞溶液。滴酚酞溶液。观察现象。观察现象。过一会儿加过一会儿加热至水沸腾。热至水沸腾。观察现象。观察现象。实验一实验一现象现象化学方程式化学方程式 镁与冷水反应缓慢，滴入酚镁与冷水反应缓慢，滴入酚酞试液后不变色。加热后镁与沸酞试液后不变色。加热后镁与沸水反应较剧烈，产生较多气泡，水反应较剧烈，产生

12、较多气泡，溶液变为红色。溶液变为红色。镁的金属性比钠弱镁的金属性比钠弱结论结论Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2 与金属钠对比与金属钠对比 2023/2/19第16页，本讲稿共36页 取铝片和镁取铝片和镁带，用砂纸擦带，用砂纸擦去氧化膜去氧化膜,分别分别和和2mL 1mol/L2mL 1mol/L盐酸反应。盐酸反应。实实 验验 二二 镁与铝均能与盐酸反应产生镁与铝均能与盐酸反应产生气泡。但镁反应比铝剧烈。气泡。但镁反应比铝剧烈。镁的金属性比铝强镁的金属性比铝强Mg+2HCl=MgCl2+H22Al+6HCl=2AlCl3+3H2科学探究科学探究:现象现象化学方程式化学方程式 结论结论2023

13、/2/19第17页，本讲稿共36页列表总结：列表总结：NaMgAl单质与水单质与水（或酸）反（或酸）反应应与冷水反应与冷水反应:与冷水反应缓慢，与冷水反应缓慢，与沸水反应迅速、与沸水反应迅速、与酸反应剧烈，放与酸反应剧烈，放出氢气。出氢气。与酸反应：与酸反应：最高价氧化最高价氧化物对应水化物对应水化物碱性强弱物碱性强弱NaOH强碱强碱Mg(OH)2 中强碱中强碱 Al(OH)3两性两性氢氧化物氢氧化物 金属性：金属性：NaMgAl剧烈剧烈 迅速迅速 2023/2/19第18页，本讲稿共36页氧化物氧化物最高价氧化物的水化物最高价氧化物的水化物 元素元素14Si15P16S17ClSiO2P2O

14、5SO3Cl2O7H2SiO3 H3PO4 H2SO4 HClO4 硅硅 酸酸磷磷 酸酸硫硫 酸酸高氯酸高氯酸弱弱 酸酸中强酸中强酸强强 酸酸更强酸更强酸 非金属性：非金属性：Si P S Cl科学事实科学事实2023/2/19第19页，本讲稿共36页 非金属性：非金属性：Si P S Cl氢化物氢化物化学式化学式元素元素14Si15P16S17Cl化合条件化合条件稳定性稳定性SiH4PH3H2SHCl高温下少量反应高温下少量反应磷蒸气，困难磷蒸气，困难加热反应加热反应光照或点燃化合光照或点燃化合很不稳定很不稳定不稳定不稳定较不稳定较不稳定稳定稳定科学事实科学事实2023/2/19第20页，本

15、讲稿共36页 根据实验，可得出第三周期元素金属性、非根据实验，可得出第三周期元素金属性、非金属性的递变规律金属性的递变规律:Na Mg Al Si P S Cl 金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强用结构观点解释：用结构观点解释：电子层数相同核电子层数相同核电荷数增多电荷数增多原子半原子半径减小径减小原子失电子能力原子失电子能力逐渐减弱，得电逐渐减弱，得电子能力逐渐增强子能力逐渐增强同周期元素同周期元素 从左到右从左到右原子核对最原子核对最外层电子的外层电子的吸引力增强吸引力增强2023/2/19第21页，本讲稿共36页思考思考用一句话概括一下元素性质的变化情况用一

16、句话概括一下元素性质的变化情况元素周期律的内容元素周期律的内容:随着原子序数的递增，元素性随着原子序数的递增，元素性质呈周期性的变化。质呈周期性的变化。元素周期律的实质元素周期律的实质:元素性质的周期性变化是元元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果。期性变化的必然结果。小结：小结：（量变（量变质变）质变）2023/2/19第22页，本讲稿共36页(1)电电子子层层数相同数相同(即同周期即同周期)时时，随原子序数，随原子序数递递增，原子半径逐增，原子半径逐渐渐减小。减小。例如：例如：r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(C

17、l)(2)最外最外层电层电子数相同子数相同(即同主族即同主族)时时，随，随电电子子层层数数递递增原子半径逐增原子半径逐渐渐增大。增大。例如：例如：r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)粒子半径的比较粒子半径的比较原子半径：原子半径：2023/2/19第23页，本讲稿共36页离离子子半半径径(1)同种元素的离子半径：同种元素的离子半径：r阴离子阴离子r原子原子r阳离子阳离子，r低价阳离子低价阳离子r高价阳离子高价阳离子。例如：例如：r(Cl)r(Cl)，r(Fe)r(Fe2)r(Fe3)(2)电电子子层结层结构相同的离子，核构相同的离子，核电电荷数越大，半径越小。荷数越大，半径越小。例

18、如：例如：r(O2)r(F)r(Na)r(Mg2)r(Al3)(3)同主族同主族带带相同相同电电荷的离子，荷的离子，电电子子层层数越多，半径越数越多，半径越大。大。例如：例如：r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)；r(O2)r(S2)r(Se2)r(Te2)2023/2/19第24页，本讲稿共36页离子半离子半径径(4)所所带电带电荷、荷、电电子子层层数均不同的离子半数均不同的离子半径离子可径离子可选选一种离子参照比一种离子参照比较较。例如：比例如：比较较r(K)与与r(Mg2)可可选选r(Na)为为参照，可知：参照，可知：r(K)r(Na)r(Mg2)2023/2/19第25页，

19、本讲稿共36页三、元素周期表和元素周期律的应用三、元素周期表和元素周期律的应用 1、元素的位、构、性三者之间的关系及其应用元素的位、构、性三者之间的关系及其应用结构结构位置位置性质性质决定决定反映反映（1 1）结构结构决定决定位置位置：原子序数原子序数核电荷数核电荷数 周期序数周期序数电子层数电子层数 主族序数主族序数最外层电子数最外层电子数决定决定反映反映决定决定反映反映2023/2/19第26页，本讲稿共36页最外层电最外层电子数和原子数和原子半径子半径原子得原子得失电子失电子的能力的能力元素的金属元素的金属性、非金属性、非金属性强弱性强弱单质的氧单质的氧化性、还化性、还原性强弱原性强弱（

20、2）结构结构决定决定性质性质：最外层电子数最外层电子数主族元素的最高正价数主族元素的最高正价数 8负价数负价数2023/2/19第27页，本讲稿共36页（3）位置位置反映反映性质性质：同周期：从左到右，递变性同周期：从左到右，递变性 同主族同主族 相似性相似性从上到下，递变性从上到下，递变性（4）同周期、同主族元素结构、性质的递变同周期、同主族元素结构、性质的递变规律及金属元素、非金属元素的分区：规律及金属元素、非金属元素的分区：分界线分界线左边左边是金属元素，分界线是金属元素，分界线右边右边是非是非金属元素，金属元素，最右一个纵行最右一个纵行是稀有气体元素。是稀有气体元素。见下图：见下图：2

21、023/2/19第28页，本讲稿共36页原子半径依次减小原子半径依次减小原原子子半半径径依依次次减减小小原原子子半半径径依依次次增增大大原子半径依次增大原子半径依次增大失电电子子能能力力依依次次增增强强失电子能力依次增强失电子能力依次增强非金属性依次增强非金属性依次增强得得电电子子能能力力依依次次增增强强得电子能力依次增强得电子能力依次增强非非金金属属性性依依次次增增强强金属性依次增强金属性依次增强金金属属性性依依次次增增强强2023/2/19第29页，本讲稿共36页 1B Al SiGeAs Sb Te 2 3 4 5 6 7AAAAAAA 0 Po At非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强 金

22、属性逐渐增强金属性逐渐增强金金属属性性逐逐渐渐增增强强 非非金金属属性性逐逐渐渐增增强强2023/2/19第30页，本讲稿共36页 根据同周期、同主族元素性质的递变规律可推根据同周期、同主族元素性质的递变规律可推知：金属性最强的元素是知：金属性最强的元素是铯（铯（Cs）,位于第位于第6周期第周期第A族（族（左下角左下角），非金属性最强的元素是），非金属性最强的元素是氟（氟（F),位位于第于第2周期第周期第A族（族（右上角右上角）。）。位于位于分界线附近分界线附近的元素既有一定的金属性，又有的元素既有一定的金属性，又有一定的非金属性，如一定的非金属性，如Al、Si、Ge等。等。2、元素的化合价与

23、位置、结构的关系元素的化合价与位置、结构的关系（1）最高正价数主族序数最外层电子数最高正价数主族序数最外层电子数（2）最低负价数主族序数最低负价数主族序数 8 最外层电子数最外层电子数 82023/2/19第31页，本讲稿共36页元素周期律小结：元素周期律小结：2023/2/19第32页，本讲稿共36页 （1 1）元素周期表是元素周期律的具体表现形元素周期表是元素周期律的具体表现形 式，式，是学习化学的一种重要工具。是学习化学的一种重要工具。（2）可预测或推测元素的原子结构和性质可预测或推测元素的原子结构和性质 （3）在科学研究和生产上也有广泛的应用在科学研究和生产上也有广泛的应用 见课本见课

24、本P.17 （4）在哲学方面，元素周期律揭示了元素原子在哲学方面，元素周期律揭示了元素原子核电荷数递增引起元素性质发生周期性变化的事核电荷数递增引起元素性质发生周期性变化的事实，有力地论证了事物变化的量变引起质变的规实，有力地论证了事物变化的量变引起质变的规律性。律性。3、元素周期律的应用和意义元素周期律的应用和意义2023/2/19第33页，本讲稿共36页从元素周期律的发现从元素周期律的发现你你想想到了些什么到了些什么？2023/2/19第34页，本讲稿共36页 人类在认识自然的过程中，经历了无数的艰辛，正是因人类在认识自然的过程中，经历了无数的艰辛，正是因为有了无数的探索者，才使人类对事物

25、的认识一步步地走向为有了无数的探索者，才使人类对事物的认识一步步地走向深入，也越来越接近事物的本质。深入，也越来越接近事物的本质。先辈们对真理执着追求的精神是我们人类不尽的财富。先辈们对真理执着追求的精神是我们人类不尽的财富。他们的追求除了其优秀的个人素质以外，真理本身那他们的追求除了其优秀的个人素质以外，真理本身那种理性的美，也给了他们人生以巨大的乐趣。种理性的美，也给了他们人生以巨大的乐趣。同学们的学习是辛苦的，又是幸福的，每一门学科中都同学们的学习是辛苦的，又是幸福的，每一门学科中都隐含着无穷的美。能引起情感共鸣的诗歌、散文和音乐，隐含着无穷的美。能引起情感共鸣的诗歌、散文和音乐，陶冶我们的情操；而化学学科中的新奇、和谐、简约，同样陶冶我们的情操；而化学学科中的新奇、和谐、简约，同样闪耀着美的光辉。闪耀着美的光辉。2023/2/19第35页，本讲稿共36页根据原子光谱和理论分析根据原子光谱和理论分析核电荷数为核电荷数为120的元素原子核外电子层排布的元素原子核外电子层排布CaK+352 8 18 72 8 18 7Br2023/2/19第36页，本讲稿共36页