选修3第一章第二节原子结构与元素的性质.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,*,*,第一章原子结构与性质,第二节 原子结构与,元素的性质,高中化学,选修,3,周期,短周期,长周期,第,1,周期,(H-He),：,2,种元素,第,2,周期,(Li-Ne),：,8,种元素,第,3,周期,(Na-Ar,),：,8,种元素,第,4,周期,(K-Kr),：,18,种元素,第,5,周期,(Rb-Xe,),：,18,种元素,第,6,周期,(Cs-Rn,),：,32,种元素,不完全周期,第,7,周期：,26,种元素,镧,57,La,镥,71,Lu,共,15,种元素称镧系元素,锕,89,Ac,铹,103,Lr,共,15,种元素称锕系元素,周期序数,=,电子层数,（能层数）,（横行）,知识回顾：,一、元素周期表的结构,（由,周期,与,族,构成）,族,主族：,副族：,A,A,A,A,A,A,A,第,VIII,族：,稀有气体元素,主族序数,=,最外层电子数,=,价电子数,=,最高正价数,（纵行）,零族：,共七个主族,B,B ,B,B,B,B,B,共七个副族,三个纵行,(,第,8,、,9,、,10,），位于,B,与,B,中间,元素周期表从左到右族顺序依次为：,A,A,B,B,B,B,B,，,第,VIII,族,；,B,B,A,A,A,A,A,，,零族,_,_,（,1,）,同一周期元素结构和性质具有一定的递变性,；从左到右原子半径逐渐,，失电子能力逐渐,，得电子能力逐渐,，元素的金属性逐渐,，非金属性逐渐,，对应氢化物的稳定性逐渐,；最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐,；碱性逐渐,；,（,2,）,同一主族元素结构和性质具有一定的相似性和递变性,；同一主族，从上到下：原子半径逐渐,，失电子能力逐渐,，得电子能力逐渐,，金属性逐渐,，非金属性逐渐,；对应氢化物的稳定性逐渐,；最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐,；碱性逐渐,；,知识回顾：,二、原子结构和性质周期性变化,减小,减弱,增强,减弱,减弱,增强,增强,增强,增大,增强,增强,增强,减弱,减弱,减弱,减弱,思考与探究,1,、以第三周期为例，写出钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩基态原子的简化电子排布式并观察原子的核外电子排布变化有什么规律？,最外层电子排布从,1,个电子,(ns,1,),到,8,个电子,(ns,2,np,6,),呈周期性变化,.,结论：随着核电荷数的增加，核外电子的排布发生周期性的变化。,（一）元素周期系的形成,（,1,）周期系的形成,随着元素原子的核电荷数的递增，每到出现,_,，就开始建立一个新的电子层，随后最外层上的电子逐渐增多，最后达到,8,个电子，出现,_,；这样形成一个,_,，循环往复形成周期系。,碱金属,稀有气体,周期,（,2,）原因：,_,的周期性重复。,原子核外电子排布,一、原子结构与元素周期表,(,二,),原子的电子排布与周期的划分,(1),观察周期表,我们会发现,每一周期的第一种元素,(,除第一周期外,),是,_,最外层电子排布为,_,每一周期的最后一种元素都,_,这些元素的最外层电子排布除,He,为,1s,2,外,其余都是,_.,碱金属,ns,1,稀有气体,ns,2,np,6,(2),观察周期表发现周期表中周期序数等于该周期中元素的,_.,能层数,结论：随着核电荷数的增加，核外电子的排布发生周期性的变化。,（,3,）、,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，而是随着周期序号的递增,渐渐增多,。因而，,我们可以把元素周期系的周期发展形象的比喻成,螺壳上的螺旋,。,(,三,),原子的电子排布与族的划分,在周期中有,18,个纵列,除零族元素中,He,（,1s,2,）与其它稀有气体,ns,2,np,6,不同外,一般说来,其它每个,族序数和价电子数是一般相等的,.,主族元素：主族序数,=,原子的最外层电子数,=,价电子数,副族元素：副族序数,（大多数）,=,（,n-1)d+ns,的电子数,=,价电子数,按照电子排布，可把周期表的元素划分为,5,个区：,s,区、,p,区、,d,区、,ds,区、,f,区,。划分区的依据是什么？,s,区、,d,区、,p,区分别有几个纵列？,区的名称来自按照构造原理最后填充的,能级的符号,（四）、元素周期表的分区,1,、,s,区：,特点：,价电子数,=,主族序数,=,最外层电子数,并不是所有价电子层为,ns,1,或,2,的元素都在,S,区，,He,除外（它在,p,区）,注意：,除,H,外，都是金属元素,含,A,与,A,共两族两列；价电子层为,ns,1,或,2,(n1),2,、,p,区：,特点：,价电子总数,=,主族序数（零族除外）,注意：,He,在,p,区，但它无,p,电子,含,A,至,A,及零族,共六族六列；价电子层为,ns,2,np,1-6,(n2),以非金属元素为主,3,、,d,区：,特点：,价电子总数,=,副族序数,;,若价电子总数为,8,、,9,、,10,，则为,族。,有元素在,d,区但并不符合,(n-1)d,1-9,ns,1-2,规则，如：,46,Pd 4d,10,。,注意：,均为金属元素；,含,B,至,B,和,族,共六族八列,(,镧系和锕系属,f,区,),；,价电子层为,(n-1)d,1-9,ns,1-2,说明：,核外电子的排布规律只是经验总结，并不是所有元素都一定符合。,4,、,ds,区：,含,B,与,B,共两族两列；,价电子层为,(n-1)d,10,ns,1,或,2,价电子总数,=,所在的列序数,特点：,均为金属元素；且,d,轨道电子全充满，一般不参与化学键的形成。,5,、,f,区：,包括镧系与锕系；,价电子层,(n-2)f,0-14,(n-1)d,0-2,ns,2,说明：,由于最外层电子数基本相同，,(n-1)d,电子数也基本相同，一般是,(n-2)f,的电子数不同，因此镧系元素化学性质相似；锕系元素化学性质也相似。,A,0,1,A,A,A,A,A,A,2,p,区,3,s,区,B,B,B,B,B,B,B,4,d,区,ds,区,5,6,7,镧系,f,区,锕系,元素周期表的五个分区,1,、为什么,s,区、,d,区、,ds,区的元素都是金属,(,除,H,外,),？,s,区、,d,区、,ds,区的元素最外层电子数为,1-2,个电子，在反应中易失去，所以都是金属。,2,、为什么副族元素与,VIII,族又称为过渡元素？,副族元素和,VIII,族处于金属元素向非金属元素过渡的区域，因此，又把副族元素称为过渡元素。,3,、为什么在元素周期表中非金属元素主要集中在右上角三角区内（如图）？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？,这是由元素的价电子结构和元素周期表中元素性质递变规律决定的，在元素周期表中，同周期的元素从左到右非金属性渐强，同主族元素从上到下非金属性渐弱，结果使元素周期表右上角的元素主要呈现非金属性。,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，又能表现出一定的金属性。,二、元素周期律,1,定义,元素的性质随（）的递增发生周期性的递变，称为,元素的周期律。,核电荷数,2,实质,元素原子,的周期性变化,核外电子排布,学与问,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？,（一）原子半径,1,、影响因素,:,2,、规律：,（,1,）电子层数不同时,电子层数越多,原子半径越大。,原子半径的大小,取决于,1,、电子的能层数,2,、核电荷数,3,、核外电子数,（,2,）电子层相同时,核电荷数越大，原子半径越小。,（,3,）电子层、核电荷数都相同时,电子数越多，原子半径越大。,（二）电离能,1,、概念,气态,电中性基态原子,失去一个电子,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,1,表示，单位：,kj,/mol,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,第二电离能,。符号,2,？,原子的第一电离能随核电荷数递增有什么规律？（同周期、同主族）,思考与探究：,观察图,1-21,，总结,第一电离能的变化规律,：,元素的第一电离能呈周期性变化,2,、元素第一电离能的变化规律：,1,）同周期：,a,、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；,2,）同主族的元素自上而下第一电离能逐渐减少。,3,、电离能的意义：,（第,A,元素和第,A,元素的反常现象如何解释？）,b,、第,A,元素,A,的元素；第,A,元素,A,元素,电离能是,衡量气态原子失去电子难易,的物理量。元素的电离能越小，表示气态时越容易失去电子，即元素在气态时的金属性越强。,判断原子失去电子的数目或形成的阳离子的电荷,A,半充满、,A,全充满结构,1.,碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么关系？,碱金属元素的 第一电离能越小，金属的活泼性就越强。,2.,为什么原子逐级电离能越来越大？这些数据跟钠、镁、铝的化合价有何关系？,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。,看逐级电离能的突变。,（三）电负性,1,、基本概念,化学键：,元素相互化合，相邻的原子之间产生的强烈的化学作用力，形象地叫做化学键。,键合电子：,原子中用于形成化学键的电子称为键合电子。,电负性：,用来描述不同元素的原子对键合电子的吸引力的大小的数值。（电负性是相对值，没单位）,鲍林,L.Pauling,1901-1994,鲍林研究电负性的手搞,金 属：,1.8,类金属：,1.8,非金属：,1.8,2,、电负性的标准和数值：,以,氟的电负性为,4.0,和,锂的电负性为,1.0,作为相对标准，得出了各元素的电负性。,电负性的大小可以作为判断金属性和非金属性强弱的尺度,3,、变化规律,:,同一周期，主族元素的电负性从左到右逐渐,增大,，表明其吸引电子的能力逐渐,增强,。,同一主族，元素的电负性从上到下呈现,减小,趋势，表明其吸引电子的能力逐渐,减弱,。,判断化学键的类型,电负性相差很大的元素（大于,1.7),化合通常形成,离子键,；电负性相差不大,(,小于,1.7,）的两种非金属元素化合，通常形成,共价键,；,判断化学键的极性强弱,电负性相差越大的共价键，共用电子对偏向电负性大的原子趋势越大，键的极性越大。,判断元素金属性和非金属性的强弱,电负性越大，元素的非金属性越强，电负性越小，元素的非金属性越弱，金属性越强。,4,、电负性的意义：,判断共价化合物中元素的化合价的正负,如查阅资料，,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,Li,2,O,、,MgO,，,Be(OH),2,、,Al(OH),3,都是两性氢氧化物，,H,3,BO,3,、,H,2,SiO,3,都是弱酸。,这些都说明,“,对角线规则,”,的正确性。,5.,对角线规则,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,”,。,