核外电子排布与元素周期表优秀课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二节,原子结构与元素周期表,核外电子排布与元素周期表,第二课时,1,复习：,基态原子的核外电子排布,三大原则,能量最低原则：,核外电子的排布要使整个原子的能量最低，以形成稳定结构。,泡利不相容原理：,一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，并且这两个电子的自旋方向必须相反。,洪特规则：,对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，应尽可能的分占不同的轨道并且自旋方向相同。,洪特规则的特例：,对于能量相同的轨道,(,同一电子亚层,),，当电子排布处于全满（,s2,、,p6,、,d10,、,f14,）、半满（,s1,、,p3,、,d5,、,f7,）、全空（,s0,、,p0,、,d0,、,f0,）时比较稳定，整个体系的能量最低。,2,鲍林近似能级图,3,科学探究,1.,元素周期表共有几个周期？每个周期各有多少中元素？写出每一周期开头第一个元素和结尾元素的最外层电子排布通式。为什么第一周期结尾元素的电子排布跟其他周期不同？,2.,元素周期表共有多少个纵列？周期表上元素的“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数是否相等？,4,知识回顾：,元素周期表的结构,周期,族,短周期（第一，二，三周期，,2,，,8,，,8,）,长周期（第四，五，六周期，,18,，,18,，,32,）,不完全周期（第七周期，,26,）,主族（,A A,，,7,个纵行）,副族（,B B,，,7,个纵行）,族（,8,，,9,，,10,纵行）,零族,七横十八纵，横行叫周期共有七周期，三四分长短，第七不完全；纵行叫做族共有十六族（七主七副一八一零），八族最特殊三行为一族。,5,6,交流研讨,请根据,136,号元素原子的电子排布，,参照鲍林近似能级图，尝试分析原子中电子排,布与元素周期表中周期划分的内在联系。,1.,周期的划分与什么有关？,2.,每一周期中所能容纳的元素种数与什么有关？,3.,周期序数与什么有关？,7,展示电子排布的周期表,8,一、核外电子排布与周期的划分,能级,能级组数（周期数）,能级组内最多电子数（周期中的元素数）,周期名称,1s,1,2,特短周期,2s,2p,2,8,短周期,3s,3p,3,8,短周期,4s,3d,4p,4,18,长周期,5s,4d,5p,5,18,长周期,6s,4f,5d,6p,6,32,长周期,7s,5f,6d,7p,7,(32),不完全周期,9,1,）除第一周期外,各周期均以填充,s,轨道的元素开始,并以填充满,p,轨道的元素告终,.,（第一周期除外）,1s,1,1s,2,2s,1,2s,2,2p,6,3s,1,3s,2,3p,6,4s,1,4s,2,4p,6,5s,1,5s,2,5p,6,6s,1,6s,2,6p,6,外围电子数有,1 8,个,10,2,）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,3,）元素所在周期的判断：周期数,=,电子层数（,n,）,周期,能级组,能级组内原子轨道,元素数目,电子最大容量,1,1s,2,2,2,2s 2p,8,8,3,3s 3p,8,8,4,4s 3d 4p,18,18,5,5s 4d 5p,18,18,6,6s 4f 5d 6p,32,32,7,7s 5f 6d (,未完,),26(,未完,),未满,11,练习,书写,20,号钙原子、,24,号铬原子、,29,号铜原,子和,35,号溴原子的,价电子,排布。,Ca 4s,2,Cr 3d,5,4s,1,Cu 3d,10,4s,1,Br 4s,2,4p,5,讨论,分析元素周期表回答：,1.,主族元素原子的价电子排布与过渡元素原子的,价电子排布有什么区别？,2.,同一主族元素原子的价电子排布有什么特点？,主族序数与什么有关？,3.,同一族过渡元素原子的价电子排布有什么特点？,其族序数与什么有关？,12,写出碱金属元素基态原子的电子排布,碱金属,原子序数,周期,基态原子的电子排布,锂,钠,钾,铷,铯,3,二,1s,2,2s,1,或,He2s,1,11,三,1s,2,2s,2,2p,6,3s,1,或,Ne3s,1,19,四,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,4s,1,或,Ar4s,1,37,五,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,2,4p,6,5s,1,或,Kr5s,1,55,六,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,3d,10,4s,2,4p,6,4d,10,5s,2,5p,6,6s,1,或,Xe6s,1,13,结论：,1,、同族原子最外层电子排布一般相同,2,、,1,、,2,纵行电子排在,S,亚层,:nS,1,、,nS,2,3,12,纵行电子排在,d,亚层上：,（,n1,）,d,1,nS,2,（,n1,）,d,10,nS,2,1318,纵行电子排在,P,亚层上：,nS,2,nP,1,nS,2,nP,6,14,各族元素原子的价电子排布,族,价电子排布,价电子数,族,价电子排布,价电子数,第一主族,第一副族,第二主族,第二副族,第三副族,第三主族,第四副族,第四主族,第五副族,第五主族,第六副族,第六主族,第七副族,第七主族,第八族,零族,15,1,）外围电子结构一般相同,2,）元素所在族的判断：,主族元素：主族序数,=,外围电子数,=,最外层电子数,副族元素：以外围（,n-1,）,d+ns,的电子总数判断,A,、电子总数为,37,，,BB,B,、电子总数为,810,，,C,、电子总数为,1112,，,B,和,B,二、核外电子排布与族的划分,16,规律,:,由元素的价电子结构判断,.1.ns,X,n,周期,XA,族,（,1S,2,为,0,族,）,2.ns,2,np,X,n,周期,(2+X)A,族,（,=8,为,0,族）,3.(n-1)d,X,ns,Y,n,周期,(X+Y)B,族,(X+Y7),X+Y7,时为,n,周期,VIII,族,4.(n-1)d,10,ns,X,n,周期,XB,族,练习,:,写出下列价电子结构所对应的周期表的位置,A.4s,2,4p,5,B.3d,5,4s,1,C.4d,10,5s,2,D.5s,1,E.3d,7,4s,2,F.6s,2,6p,6,G.1s,2,17,核外电子排布与区的划分,18,周,期,元,素,数,目,外围电子排布,A,A,B,族,2,1S,1,1S,2,8,S,1,2,2S,2,2p,1,5,2S,2,2p,6,18,S,1,2,3S,2,3p,1,5,3S,2,3p,6,18,S,1,2,d,1,9,4s,2,3d,10,4s,1,2,4S,2,4p,1,5,4S,2,4p,6,32,S,1,2,4d,1,9,5s,2,4d,10,5s,1,2,5S,2,5p,1,5,5S,2,5p,6,32,S,1,2,4f,1,14,5d,1,10,5d,10,6s,1,2,6S,2,6p,1,5,6S,2,6p,6,19,周,期,元,素,数,目,外围电子排布,A,A,B,族,2,1S,1,8,S,1,2,2S,2,2p,1,5,2S,2,2p,6,18,S,1,2,3S,2,3p,1,5,3S,2,3p,6,18,S,1,2,d,1,9,4s,2,3d,10,4s,1,2,4S,2,4p,1,5,4S,2,4p,6,32,S,1,2,4d,1-9,5s,2,4d,10,5s,1,2,5S,2,5p,1,5,5S,2,5p,6,32,S,1,2,4f,1,14,5d,1,10,5d,10,6s,1,2,6S,2,6p,1,5,6S,2,6p,6,1S,2,20,周,期,元,素,数,目,外围电子排布,A,A,B,族,2,1S,1,1S,2,8,S,1,2,2S,2,2p,1,5,2S,2,2p,6,18,S,1,2,3S,2,3p,1,5,3S,2,3p,6,18,S,1,2,d,1,9,4s,2,3d,10,4s,1,2,4S,2,4p,1,5,4S,2,4p,6,32,S,1,2,4d,1-9,5s,2,4d,10,5s,1,2,5S,2,5p,1,5,5S,2,5p,6,32,S,1,2,4f,1,14,5d,1,10,5d,10,6s,1,2,6S,2,6p,1,5,6S,2,6p,6,21,周,期,元,素,数,目,外围电子排布,A,A,B,族,2,1S,1,1S,2,8,S,1,2,2S,2,2p,1,5,2S,2,2p,6,18,S,1,2,3S,2,3p,1,5,3S,2,3p,6,18,S,1,2,d,1,9,4s,2,3d,10,4s,1,2,4S,2,4p,1,5,4S,2,4p,6,32,S,1,2,4d,1,9,5s,2,4d,10,5s,1,2,5S,2,5p,1,5,5S,2,5p,6,32,S,1,2,4f,1,14,5d,1,10,5d,10,6s,1,2,6S,2,6p,1,5,6S,2,6p,6,22,周,期,元,素,数,目,外围电子排布,A,A,B,族,2,1S,1,8,S,1,2,2S,2,2p,1,5,2S,2,2p,6,18,S,1,2,3S,2,3p,1,5,3S,2,3p,6,18,S,1,2,d,1,9,4s,2,3d,10,4s,1,2,4S,2,4p,1,5,4S,2,4p,6,32,S,1,2,4d,1-9,5s,2,4d,10,5s,1,2,5S,2,5p,1,5,5S,2,5p,6,32,S,1,2,5d,1,10,4f,1,14,5d,10,6s,1,2,6S,2,6p,1,5,6S,2,6p,6,1S,2,23,按照电子排布，可把周期表的元素划分为,5,个区：,s,区、,d,区、,ds,区、,p,区、,f,区。,24,划分区的依据是什么？,s,区、,d,区、,ds,区、,p,区分别有几个纵列？,【,想一想,】,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。,25,最后,1,个电子填充在,轨道上，价电子的构型是,或,，位于周期表的,侧，包括,和,族，它们都是,，容易失去电子形成,或,价离子。,s,区元素,n,s,n,s,1,n,s,2,左,A,A,活泼金属,+1,+2,26,最后,1,个电子填充在,轨道上，价电子构型是,，位于周期表,侧，包,括,族元素。大部分为,元素。,p,区元素,n,p,n,s,2,n,p,1,6,右,A,A,、零族,非金属,27,s,区和,p,区的共同特点是：最后,1,个电子都排布在,，除零族外，最外层电子的总数等于该元素的,。除零族外，,s,区和,p,区的元素都是主族元素。,最外层,族序数,28,它们的价层电子构型是,，最后,1,个电子基本都是填充在,轨道上，位于长周期的中部。这些元素都是,，常有可变化合价，为过渡元素。它包,括,族元素。,d,区元素,(,n,1)d,1,9,n,s,2,(,n,1)d,金属,B,29,价层电子构型是,，即次外层,d,轨道是,的，最外层轨道上有,1,2,个电子。它们既不同于,s,区，也不同于,d,区，称为,ds,区，它包括,族，处于周期表,d,区和,p,区之间。它们都是,，也属过渡元素。,ds,区元素,(,n,1)d,10,n,s,1,2,充满,B,和,B,金属,30,最后,1,个电子填充在,f,轨道上，价电子构型是：,（,n,2,）,f,0,14,n,s,2,或,(,n,2)f,0,14,、,(,n,1)d,0,2,n,s,2,，它包括,镧系和锕系,元素（各有,14,种元素）。,f,区元素,31,包括元素,价电子排布,元素分类,s,区,p,区,d,区,ds,区,f,区,A,、,A,族,A,零族,B,族,B,、,B,族,镧系和锕系,n,s,1,、,n,s,2,n,s,2,n,p,1,6,(,n,1)d,1,9,n,s,2,(,n,1)d,10,n,s,1,2,（,n,2,）,f,0,14,n,s,2,各区元素特点：,活泼金属,大多为非金属,过渡元素,过渡元素,小结,过渡元素,32,例题,某元素原子共有,3,个价电子，其中一个价电子,的四个量子数为,n,3,，,l,2,，,m,2,，,m,s,+1/2,。,试回答：,（,1,）写出该元素原子核外电子排布式。,（,2,）指出该元素的原子序数，在周期表中所处的,分区、周期数和族序数，是金属还是非金属以及,最高正化合价。,答案,:,核外电子排布式为,1s22s22p63s23p63d14s2,原子序数为,21,处于周期表中的,d,区第,4,周期,B,族，,是金属元素，最高正价为,3.,33,三,.,核外电子排布与原子半径,1.,原子半径的概念,假定原子是一个实心球体,用统计方法测定的半径,.,2.,原子半径的测定,常用法,:,固体密度,(d)-1,摩尔原子的体积,(V,m,)-,一个原子体积,(V),按球的体积公式求半径,(r),练习,1:,写出求半径的一般公式,.,练习题,:,已知,:,金属铜的密度,d=8.9g.cm,-3,求铜原子的半径,.,34,原子半径的几种形式,(,见书,P17,图,1-2-9),(1),共价半径,.,按分子中两原子核间距离是两原子的半径和进行测定的数据,.(,常用数据,),(2),金属半径,由金属晶体中原子之间最短距离计算而得,.,(3),范得华半径,由分子晶体中原子之间最短距离计算而得,.,由图可知,:,一般有下列关系,:,范得华半径,金属半径,共价半径,35,【,分析图,1-2-10,主族元素的原子半径变化示意图,】,1.,观察同一周期元素原子半径的变化,.,2.,观察同一主族元素原子半径的变化,.,1.,同一周期主族元素原子半径从左到右逐渐变小,而且减小,的趋势越来越弱。这是因为每增加一个电子，核电荷相应,增加一个正电荷，正电荷数增大，对外层电子的吸引力增,大，使外层的电子更靠近原子核，所以同一周期除了稀有,气体外原子半径是逐渐减小的。但由于增加的电子都在同,一层，电子之间也产生了相互排斥，就使得核电荷对电子,的吸引力有所减弱。所以半径变化的趋势越来越小,归纳小结,2.,同一主族元素原子半径从上而下逐渐变大。这是因为每增加一个电子层，就使得核电荷对外层的电子的吸引力变小，而距离增加得更大，所以导致核对外层电子的吸引作用处于次要地位，原子半径当然逐渐变大。,36,B,练习,1.,以下说法中正确的是（）,A,、玻尔的原子轨道模型可以解释大多数原子的线状光谱,的形成原因。,B,、线状光谱特征谱线对应的光的频率与原子中能级之间,的能量差可表示为,h=|Ej-E,i,|,C,、氢原子的,1s,电子云是平面圆形，其中的每一个小黑点,代表一个电子。,D,、在,s,轨道上运动的所有电子的能量是相同的。,37,2.,下列离子中，半径最大的是（）,A,、,O,2-,B,、,S,2-,C,、,Mg,2+,D,、,Cl,-,B,3.,下列有关多电子原子的叙述中，正确的是（）,A.,在一个多电子原子中，不可能有两个运动状态完全相,同的电子,B.,在一个多电子原子中，不可能有两个能量相同的电子,C.,在一个多电子原子中，,N,层上的电子能量肯定比,M,层上,的电子能量高,D.,某一多电子原子的,3p,亚层上仅有两个电子，它们必然,自旋相反,A,38,作业：,A,、,B,、,C,、,D,是短周期元素，,A,元素的最高价氧,化物的水化物与它的气态氢化物反应得到离子化合,物，,1mol,该化合物含有,42mol,电子，,B,原子的最外层,电子排布式为,nsnnp2n,。,C,、,D,两原子的最外层电子,数分别是内层电子数的一半。,C,元素是植物生长的营,养元素之一。试写出：,（,1,）,A,、,B,元素形成的酸酐的化学式,。,（,2,）,D,元素的单质与水反应的化学方程式,。,（,3,）,A,、,C,元素气态氢化物的稳定性大小：,（用分子式表示。）,（,4,）,A,、,B,、,C,、,D,四种元素中电负性最大的是,(,用元素符号表示,下同,),第一电离能最小的是,。,39,