原子结构与元素性质课件.pptx

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1、第1页/共57页第2页/共57页第3页/共57页第4页/共57页第5页/共57页第6页/共57页第7页/共57页第8页/共57页第9页/共57页元素周期表的结构周期周期短周期短周期长周期长周期第第1周期：周期：2种元素种元素第第2周期：周期：8种元素种元素第第3周期：周期：8种元素种元素第第4周期：周期：18种元素种元素第第5周期：周期：18种元素种元素第第6周期：周期：32种元素种元素不完全周期不完全周期第第7周期：周期：26种元素种元素镧镧57La镥镥71Lu共共15种元素称镧系元素种元素称镧系元素锕锕89Ac铹铹103Lr共共15种元素称锕系元素种元素称锕系元素周期序数周期序数 =电子层

2、数（能层数）电子层数（能层数）（横行）（横行）【复习】第10页/共57页 族族主族：主族：副族：副族：A,A,A,A,A,A,A第第VIII族：族：稀有气体元素稀有气体元素主族序数主族序数 =最外层电子数最外层电子数 =价电子数价电子数 =最高正价数最高正价数（纵行）（纵行）零族：零族：共七个主族共七个主族B,B,B,B,B,B,B共七个副族共七个副族三个纵行三个纵行(8、9、10），位于），位于B与与B中间中间第11页/共57页周周期期第一第一种元种元素素基态原子电基态原子电子排布式子排布式最后最后一种一种元素元素基态原子电子排布基态原子电子排布式式一一二二三三四四五五六六七七3Li10Ne

3、11Na18Ar19K36Kr37Rb54Xe55Cs86Rn1s22s11s22s22p61s22s22p63s11s22s22p63s23p6Ar4s1Ar3d104s24p6Kr5s1Kr 4d105s25p6Xe6s187Fr118XXe 4f145d106s26p6Rn 5f146d107s27p61H2He1s11s2Rn7s1第12页/共57页原子的电子排布与周期的划分原子的电子排布与周期的划分(1)(1)除第一周期外除第一周期外,各周期均以填充各周期均以填充s s轨道的元素开始，轨道的元素开始，并以填充并以填充p p的元素结束。的元素结束。【结论】随着核电荷数的增加，核外电子的

4、排布发生周期性的变化。一、原子结构与元素周期表(2)(2)能层数能层数=周期序数周期序数(3)(3)周期元素数目周期元素数目=相应能级组中原子轨道所能容纳 的电子总数。第13页/共57页周期周期一一二二三三四四五五六六七七八八元素元素数目数目28818183226？金属金属元素元素数目数目023141530？31你能否根据原子结构与各周期中元素种数的关系分析元素周期系周期发展规律？32第14页/共57页 由于随着核电荷数的递增，电子在能级里的填充顺序遵循构造原理，元素周期系的周期不是单调的，每一周期里元素的数目不总是一样多，而是随着周期序数的递增渐渐增多。因而，我们可以把元素周期系的周期发展形

5、象的比喻成螺壳上的螺旋。第15页/共57页元素周期系周期发展像螺壳上的螺旋第16页/共57页问题与思考：问题与思考：写出各主族元素的价电子排布式写出各主族元素的价电子排布式族族AA AAAAAAAAAAAA价电价电子排子排布布ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5第17页/共57页问题与思考：问题与思考：写出下列各元素的价电子排布式写出下列各元素的价电子排布式元素元素ScScTiTiV VCrCrMnMn价电价电子排子排布式布式3d14s23d24s23d34s23d54s13d54s2元素元素FeFeCoCoNiNiCuCuZnZn价电价电子排子排布式布式3

6、d64s23d74s23d84s23d104s13d104s2第18页/共57页原子的电子排布与族的划分原子的电子排布与族的划分 主族元素：主族元素：族序数族序数=原子的最外层电子数原子的最外层电子数=价电子价电子数数 副族元素：副族元素：大多数族序数大多数族序数=（n-1)d+nsn-1)d+ns的电子数的电子数 =价电子数价电子数 电子总数为电子总数为3-73-7，BBBB 电子总数为电子总数为8-108-10，电子总数为电子总数为11-1211-12，B BB B第19页/共57页 1 1、已知某元素的原子序数是2525，写出该元素原子的价电子层结构式，并指出该元素所属的周期和族。其排布

7、式为其排布式为ArAr3d3d5 54s4s2 2，由于最高能级组数为由于最高能级组数为4 4，其中有，其中有7 7个价电个价电子，故该元素是第四周期子，故该元素是第四周期BB族。族。课堂练习课堂练习第20页/共57页 2 2、已知某元素在周期表中位于第五周期、AA族位置上。试写出该元素基态原子的电子排布式、元素名称、元素符号和原子序数。解：位于第五周期，价电子是第五能级组，即5s4d5p，又是A族，价电子排布为5s25p4，这时4d必是全充满的，电子排布式Kr4d105s25p4碲，Te，原子序数是52。第21页/共57页周周期期元元素数素数目目外围电子排布外围电子排布AAB族族21s11s

8、28s12 2s22p1 52s22p68s123s23p1 53s23p618s12d184s23d104s124s24p1 54s24p618s124d1-85s24d105s125s25p1 55s25p632s124f1146s25d1106s25d106s126s26p1 56s26p6电子构型与周期表子构型与周期表 第22页/共57页五个区：s、p、d、ds、fA0s区d 区ds区p区ns2np1-6(n-1)d10ns1-2(n-1)d1-8ns2(有例外)BBAAAns1ns2BBf 区镧系、锕系(n-2)f1-14ns2（有例外）镧锕第23页/共57页 我们把元素周期表划分为

9、5 5个区，划分区的依据是什么？【想一想想一想】依据外围电子的排布特征，看最后依据外围电子的排布特征，看最后一个电子填充的轨道类型。一个电子填充的轨道类型。第24页/共57页原子的电子构型和元素的分区原子的电子构型和元素的分区【S 区】最外层构型是ns1和ns2。IA和 IIA族元素。除H外，其余为活泼金属。【p区】最外层电子构型从ns2np1ns2np6的元素。即IIIAVIIA族、零族元素。除H外，所有非金属元素都在p区。【ds区】价电子构型为(n1)d10ns12，包括IB族和IIB族元素，最外层电子数皆为12个，均为金属元素。【f区】最后1个电子填充在f轨道上，价电子构型是：（n2）f

10、014ns2或(n 2)f014(n1)d02ns2，它包括镧系和锕系元素（各有14种元素）。最外层电子数基本相同，化学性质相似。【d区】价电子构型为(n1)d18ns2，包含第IIIB族到VIII族元素。最外层电子数皆为12个，均为金属元素，性质相似。第25页/共57页包括元素包括元素价电子排布价电子排布元素分类元素分类s s区区p p区区d d区区dsds区区f f区区AA、AA族族AA零族零族BB族族BB、BB族族镧系和锕系镧系和锕系n ns s1 1、n ns s2 2n ns s2 2n np p1 16 6(n n1)d1)d1 18 8n ns s2 2(n n1)d1)d101

11、0n ns s1 12 2（n n2 2）f f0 01414n ns s2 2各区元素特点：各区元素特点：活泼金属活泼金属大多为非金属大多为非金属过渡元素过渡元素过渡元素过渡元素小结小结过渡元素过渡元素第26页/共57页 横行七个周期；2 2，8 8，8 8，1818，1818，3232种；每一周期开头第一个元素的最外层的排布通式为nsns1 1，结尾元素的电子排布式为nsns2 2npnp6 6;第一周期只有一个1s1s能级，其结尾元素的电子排布式为1s1s2 2，跟其他周期的结尾元素的原子电子排布式不同。【科学探究科学探究】（教材（教材p14)p14)【探究1】元素周期表共有几个周期？每

12、个周期共有多少种元素？写出每个周期开头第一个元素和结尾元素的最外层电子的排布式的通式。为什么第一周期结尾元素的电子排布跟其他周期不同？【探究2】元素周期表共有多少个纵列？周期表上的“外围电子排布”简称“价电子层”，这是由于这些能级上的电子数可在化学反应中发生变化，每个纵列的价电子层的电子总数是否相等？第27页/共57页1818个纵列；除零族元素中HeHe（2s2s2 2）与其它稀有气体nsns2 2npnp6 6不同外，其余相等。【探究3】按电子排布，可把周期表里的元素划分为5个区，除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级符号。s区、d区和p区分别有几个纵列？为什么s区、d区和ds

13、区的元素都是金属？s s s s区，区，d d d d区，区，dsdsdsds区的元素在发生化学反应时容易失去最区的元素在发生化学反应时容易失去最外层及倒数第二层的电子，外层及倒数第二层的电子，表现金属性，属于金属。，属于金属。第28页/共57页【探究4】为什么在元素周期表中，非金属主要集中在右上角三角区内？n这是由元素的价电子层结构和元素周期表中元素性质的递变规律决定的。同周期元素从左到右非金属性增强，同主族从上到下非金属性减弱，结果使元素周期表右上方三角区内的元素主要呈现出非金属性。由于元素的金属性和非金属性没有严格的界限，处于非金属三角区边缘的元素既能表现出一定的非金属性，又能表现出一定

14、的金属性，因此这些元素常被称为半金属或准金属。【探究5】处于非金属三角区边缘的元素常被称为半金属或准金属。为什么？第29页/共57页第二节第二节第二节第二节 原子结构与元素性原子结构与元素性原子结构与元素性原子结构与元素性质质质质第二课时第二课时第30页/共57页【定义】【内容】元素的性质随着原子序数的递增呈现元素的性质随着原子序数的递增呈现周期性的变化。周期性的变化。元素核外电子排布周期性变化的必然元素核外电子排布周期性变化的必然结果。结果。【本质】二、元素周期律 复习回忆复习回忆元素化合价元素化合价 、元素金属性和非金属性、元素金属性和非金属性、原子半径的周期性的变化原子半径的周期性的变化

15、第31页/共57页元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径的变化趋势如何？应如何理解这种趋势？周期表中的同主族元素从上到下，原子半径的变化趋势如何？应如何理解这种趋势？1 1、原子半径、原子半径第32页/共57页原子半径：影响因素大小比较：电子层数不同时,电子层数越多,原子半径越大。电子的能层数电子的能层数核电荷数核电荷数电子层相同时,核电荷数越大，原子半径越小。电子层、核电荷数都相同时,电子数越多，原子半径越大。变化规律：随核电荷数的递增而呈现周期性变化第33页/共57页（1 1）概念）概念 气态气态电中性电中性基态原子基态原子失去失去一个电子一个电子转化为气态基转化为气态基态正离子所

16、需要的最低能量叫做态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能第一电离能。从一价气态基态正离子中再失去一个电子所需要从一价气态基态正离子中再失去一个电子所需要的能量叫做的能量叫做第二电离能第二电离能。符号。符号2 2。2 2、电离能、电离能M（g）-e-M+（g）I1M+（g）-e-M2+（g）I2一般I3I2I1电离能是衡量气态原子失去电子难易的物理量。电离能是衡量气态原子失去电子难易的物理量。用符号用符号1 1表示，单位：表示，单位：kJ/molkJ/mol。第34页/共57页Li B Be C O N FNeNa AlMgS PNaKRbCs半满全满（2 2）元素第一电离能变化规律）元素第一电

17、离能变化规律HeNeArKrXe第35页/共57页同周期：同周期：a.a.从左到右呈现递增趋势（最小的是碱金属，最大的是从左到右呈现递增趋势（最小的是碱金属，最大的是 稀有气体的元素；稀有气体的元素；同主族同主族：自上而下第一电离能逐渐减少。：自上而下第一电离能逐渐减少。【思考】第A元素和第A元素的反常现象如何解释？b.b.第第AA元素元素AA的元素；第的元素；第AA元素元素AA元素元素同一元素的各级电离能是逐渐增大同一元素的各级电离能是逐渐增大的，即的，即I I1 1II2 2II3 3 II1 1,可以形成可以形成+1+1价或价或+2+2价阳离子，而难以价阳离子，而难以形成形成+3+3价离

18、子。价离子。（4 4）电离能的应用）电离能的应用确定元素核外电子排布确定元素核外电子排布。【例例】LiLi：I I3 3II2 2I I1 1,表明表明LiLi原子核外三个电子排原子核外三个电子排布在两个能层上，且最外层只有一个电子。布在两个能层上，且最外层只有一个电子。第38页/共57页1.1.碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么关系？碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么关系？化合价是元素性质的一种体现。思考：为什么钠元素显为什么钠元素显1 1价，镁元素显价，镁元素显2 2价，价，铝元素显铝元素显3 3价？元价？元素化合价与原子结构素化合价与原子结构有什么关系？有什么关系？元素元素电离能

19、电离能NaNaMgMgAlAlI1496738577I2456214511817I3691277332745I49540 10540 11578碱金属元素的第一电离能越小，金属的活泼性就越强。碱金属元素的第一电离能越小，金属的活泼性就越强。【学与问学与问】交流与讨论交流与讨论第39页/共57页2.2.为什么原子逐级电离能越来越大？为什么原子逐级电离能越来越大？因为首先失去的电子是能量最高的电子，故因为首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离能较小，以后再失去电子都是能级较第一电离能较小，以后再失去电子都是能级较低的电子，所需要的能量多；同时失去电子后，低的电子，所需要的能量多；同时失去电子后

20、，阳离子所带的正电荷对电子的引力更强，从而阳离子所带的正电荷对电子的引力更强，从而电离能越来越大。电离能越来越大。第40页/共57页1.1.下列说法正确的是（）A.A.第3 3周期所含的元素中钠的第一电离能最小B.B.铝的第一电离能比镁的第一电离能大C.C.在所有元素中，氟的第一电离能最大.D.D.钾的第一电离能比镁的第一电离能大.A A反常现象反常现象最大的是稀有气体的元素：最大的是稀有气体的元素：HeHe从左到右呈现递增趋势（最小的是碱金属）从左到右呈现递增趋势（最小的是碱金属）K KNaNaMgMg【课堂练习课堂练习】第41页/共57页2 2在下面的电子结构中,第一电离能最小的 原子可能

21、是 ()()A ns A ns2 2npnp3 3 B nsB ns2 2npnp5 5 C nsC ns2 2npnp4 4 D nsD ns2 2npnp6 6C3.3.下表是锂的气态原子失去核外不同电子所需的能量（KJmolKJmol-1-1），为什么逐渐增大？锂锂失去第一个电子失去第一个电子519519失去第二个电子失去第二个电子72967296失去第三个电子失去第三个电子1179911799因为首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离能较小，以后再失去电子都是能级较低的电子，所需要的能量多；同时失去电子后，阳离子所带的正电荷对电子的引力更强，从而电离能越来越大。第42页/共57页3

22、 3、电负性、电负性19321932年美国化学家鲍林首先提年美国化学家鲍林首先提出了出了用电负性来衡量元素在化用电负性来衡量元素在化合物中吸引电子的能力，合物中吸引电子的能力，。经。经计算确定氟的电负性为计算确定氟的电负性为4.04.0，锂，锂的为的为1.01.0，并以此为标准确定其，并以此为标准确定其它与元素的电负性。它与元素的电负性。第43页/共57页【化学键化学键】相邻相邻原子之间原子之间强烈强烈的相互作用，叫做化学键。的相互作用，叫做化学键。【键合电子键合电子】原子中用于形成化学键的电子称为键合电原子中用于形成化学键的电子称为键合电子。子。（1 1）定义）定义：元素的原子吸引键合电子的

23、能力。第44页/共57页 以氟的电负性为以氟的电负性为4.04.0和锂的电负性为和锂的电负性为1.01.0作作为相对标准，得出了各元素的电负性。为相对标准，得出了各元素的电负性。（2 2）标准和数值）标准和数值电负性最小电负性最小 电负性最大电负性最大第45页/共57页（3 3）变化规律）变化规律同周期：x左右递增;元素非金属性增强，金属性减弱。同族：x上下递减。元素金属性增强，非金属性减弱。（4 4）电负性的应用）电负性的应用a a判断元素的金属性和非金属性 电负性越大，非金属性越强；电负性越小，金属性越强。电负性电负性1.8电负性电负性1.8电负性电负性1.8为为金属金属为为“类金属类金属

24、”如锗如锗为为非金属非金属第46页/共57页3节b b判断化学键的类型 一般：成键元素原子的电负性差1.71.7，离子键 成键元素原子的电负性差1.71.7，共价键【例例】Al：1.5，Cl：3.0F:4.03.0-1.5=1.5AlCl3共价键、为共价化合物共价键、为共价化合物4.0-1.5=2.5AlF3离子键、为离子化合物离子键、为离子化合物c c判断共价键的极性强弱 若两种不同元素的原子间形成共价键，必是极性键，成键原子间的电负性之差越大，键的极性越强 极性：H-FH-ClH-BrH-IC-OC-H;H-OC-H第47页/共57页3节d d判断共价化合物中元素的化合价 一般：电负性大的

25、显负价，电负性小的显正价【例例】NaH NaH中，中，NaNa：0.9 H0.9 H：2.1 2.1 Na Na显正价，显正价，H H显负价显负价【例例】NaBHNaBH4 4中，中，NaNa：0.9 H0.9 H：2.1 B2.1 B：2.0 2.0 试判断各元素的化合价试判断各元素的化合价第48页/共57页1 1、下列各组元素按电负性由大到小顺序排列的是、下列各组元素按电负性由大到小顺序排列的是()A.F N O B.O Cl F A.F N O B.O Cl F C.As P H D.Cl S AsC.As P H D.Cl S AsD2 2、下列哪个系列的排列顺序正好是电负性减小的顺、

26、下列哪个系列的排列顺序正好是电负性减小的顺序序()()A.K Na Li B.O Cl H A.K Na Li B.O Cl H C.As P H D.C.As P H D.三者都是三者都是B【课堂练习课堂练习】第49页/共57页4 4、下列不是元素电负性的应用的是、下列不是元素电负性的应用的是()()A.A.判断一种元素是金属还是非金属判断一种元素是金属还是非金属 B.B.判断化合物中元素化合价的正负判断化合物中元素化合价的正负 C.C.判断化学键的类型判断化学键的类型 D.D.判断化合物的溶解度判断化合物的溶解度D3 3、电负性差值大的元素之间形成的化学键主要为、电负性差值大的元素之间形成

27、的化学键主要为()A.A.共价键共价键 B.B.离子键离子键 C.C.金属键金属键 D.D.配位键配位键B差值若为零时呢差值若为零时呢?第50页/共57页1.1.下列左图是根据数据制作的第三周期元素的电负性变化图，请用类似的方法制作IAIA、VIIAVIIA元素的电负性变化图。第51页/共57页第52页/共57页2.2.在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的性质有些相似，被称为“对角线规则”。查阅资料，比较锂和镁在空气中燃烧的产物，铍和铝的氢氧化物的酸碱性以及硼和硅的含氧酸酸性的强弱，说明对角线规则，并用这些元素的电负性解释对角线规则。【解答】Li、Mg在空气中燃烧的产物为Li2O、

28、MgO，Be(OH)2、Al(OH)3都是两性氢氧化物，H3BO3、H2SiO3都是弱酸。这些都说明“对角线规则”的正确性。第53页/共57页1 1、一般认为：如果两个成键元素的电负性相差大于1.71.7，它们通常形成离子键；如果两个成键元素的电负性相差小于1.71.7，它们通常形成共价键。查阅下列元素的电负性数值，判断：NaFAlClNaFAlCl3 3NOMgOBeClNOMgOBeCl2 2COCO2 2共价化合物（）离子化合物（）元素元素AlBBe CCIFLiMgNNa OPSSi电负电负性性1.52.01.52.5 3.04.01.01.23.00.93.52.12.51.8【练一

29、练练一练】第54页/共57页 2.2.根据周期律对角线规则，金属铍与铝单质及其化合物的性质相似，又知AlClAlCl3 3熔沸点较低，易升华，试回答下列问题：(1)(1)写出BeBe与NaOHNaOH溶液反应的离子方程式：(2)Be(OH)(2)Be(OH)2 2和Mg(OH)Mg(OH)2 2可用试剂 鉴别，其离子方程式为：(3)BeCl(3)BeCl2 2是 化合物(填“离子”或“共价”)，其电子式为 ，BeClBeCl2 2水溶液显酸性，原因是(用离子方程式表示)：Be+2OH-BeO22-+H2NaOH溶液溶液Be(OH)2+2OH-BeO22-+2H2O共价共价Be2+2H2OBe(OH)2+2H+Cl Be Cl 第55页/共57页第56页/共57页感谢您的观看！第57页/共57页