第一章物质结构元素周期律.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 物质结构 元素周期律,谷城一中高一化学组,2012.2,一、原子结构,原子,原子核,核外电子,质子,中子,+,-,原子核的体积很小，质量很大，原子的所有质量几乎全部集中在原子核上。,核外电子的质量很小，但占据的空间却很大，绕着原子核作高速旋转。,1,、一组数量关系,原子序数,=,质子数,=,核电荷数,=,核外电子数,质量数,(A)=,质子数,(Z)+,中子数,(N),原子的符号：,X,Z,A,例,1,：在 中有,个质子，,个中 子，,个电子，其质量数为,。,Cl,17,35,17,18,17,35,2,、元素、同位素、核素,元素：,具有相同核电荷数,(,质子数,),的同类原子的总称。,同位素：,质子数相同而中子数不同的同种元素原子之间互称为同位素。,H,1,1,H,1,2,H,1,3,H,氕,D,氘,T,氚,O,8,16,O,8,17,O,8,18,C,6,12,C,6,13,C,6,14,同位素之间的物理性质相差较大，但化学性质几乎完全相同。,核素：,具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做一种核数。,元素的种类是由质子数决定的。,核素,(,原子,),的种类是由质子数和中子数共同决定的。,现在我们发现了,120,多种元素，但我们却发现了,1000,多种核素,(,原子,),。,U,92,235,H,1,3,3,、核素的相对原子质量,核素的相对原子质量,=,一个核素原子的实际质量,一个,12,C,原子的实际质量,1,12,元素的相对原子质量,该元素各种核素的相对原子质量和其所占的原子个数百分比计算出来的平均值。,元素的近似相对原子质量,该元素各种核素的质量数和其所占的原子个数百分比计算出来的平均值。,M=A,1,n,1,%+A,2,n,2,%+A,3,n,3,%+,4,、原子核外电子的排布规律,按照能量由低到高，分层排布。,每层上最多能够容纳的电子数为,2n,2,。,+,K,L,M,N,O,P,Q,低,高,电子总是先占据能量较低的电子层，然后再占据能 量较高的电子层。且最外层不超过,8,个电子，次外层不超过,18,个电子，倒数第三层不超过,32,个电子。,2,8,18,32,练习：,写出前,18,号元素的元素名称、元素符号、并画出原子结构示意图,(,简图,),。,+1,1,氢,H,+2,2,氦,He,1,+3,2,锂,Li,1,8,+11,2,钠,Na,2,+4,2,铍,Be,3,+5,2,硼,B,4,+6,2,碳,C,5,+7,2,氮,N,6,+8,2,氧,O,7,+9,2,氟,F,8,+10,2,氖,Ne,2,8,+12,2,镁,Mg,3,8,+13,2,铝,Al,4,8,+14,2,硅,Si,5,8,+15,2,磷,P,6,8,+16,2,硫,S,7,8,+17,2,氯,Cl,8,8,+18,2,氩,Ar,讨论,1,：,前,18,号元素的核外电子排布有什么变化规律？,结论,1,：,随着核电荷数的逐渐增加，电子层数的逐渐增加，最外层电子数由,1,增加到,8,，又重复由,1,增加到,8,。既,核外电子排布呈现周期性变化。,讨论,2,：,当电子层数相同时，随着核电荷数的增加，原子半径有什么变化规律？,结论,2,：,当电子层数相同时，随着核电荷数的增加，原子核对电子的引力逐渐增加，原子半径逐渐减小。当电子层数增加后，原子半径又逐渐减小。既,原子半径呈现周期性变化,。,讨论,3,：,当电子层数相同时，随着核电荷数的增加，元素的主要化合价有什么变化规律？,结论,3,：,当电子层数相同时，随着核电荷数的增加，最外层电子数逐渐增加，元素的主要化合价逐渐升高。当电子层数增加后，元素的主要化合价又逐渐升高。既,元素的主要化合价呈现周期性变化,。,讨论,4,：,当电子层数相同时，随着核电荷数的增加，元素的金属性和非金属性有什么变化规律？,结论,4,：当电子层数相同时，随着核电荷数的增加，元素由活泼金属过渡活泼非金属。当电子层数增加后，又是由活泼金属过渡到活泼非金属。既,元素的金属性和非金属性也在呈现周期性变化。,原子序数,电子层数,最外层电子数,原子半径的变化,主要,化合价,金属性非金属性的变化,12,1,12,-,-,-,310,2,18,大,小,逐渐升高,金属,非金属,1118,3,18,大,小,逐渐升高,金属,非金属,二、元素周期律,随着原子序数的递增，元素核外电子排布的周期性变化，元素的性质也呈现周期性变化的规律叫做,元素周期律。,三、元素周期表的结构,元素的性质随着原子序数的递增呈现周期性的变化，我们就以原子序数为依据，把所有的元素排列在一张表中，就得到元素周期表。,1,、周期：,把电子层数相同的元素排在同一横行，称为 同一周期的元素。,短周期：,第,1,、,2,、,3,周期,(,所含元素的种数较小,),。,长周期：,第,4,、,5,、,6,周期,(,所含元素的种数较多,),。,不完全周期：,第,7,周期,(,元素还没有完全被发现,),。,周期序数等于电子层数。,三、元素周期表的结构,2,、族：,把最外层电子数相同的元素排在同一纵行，称为同族元素。,主族,(A),：,第,1,、,2,、,13,、,14,、,15,、,16,、,17,纵行的元素，分别为第,A,、,A,、,A,、,A,、,A,、,A,、,A,族。,主族元素的核外电子排布特点：,最外层,12,个电子，次外层,8,个电子,最外层,3 7,个电子。,主族元素的族序数其最外层电子数。,主族元素的最高正价其最外层电子数,(,族序数,),最低负价最外层电子数,8,主族元素的名称：,第,A,族,(,除,H,外,),：,碱金属元素,(,锂,Li,、,钠,Na,、,钾,K,、,铷,Rb,、,铯,Cs,、,钫,Fr,),第,A,族：,碳族元素,(,碳,C,、硅,Si,、锗,Ge,、锡,Sn,、铅,Pb,),第,A,族：,氮族元素,(,氮,N,、磷,P,、砷,As,、锑,Sb,、铋,Bi,),第,A,族：,氧族元素,(,氧,O,、硫,S,、硒,Se,、碲,Te,、钋,Po,),第,A,族：,卤族元素,(,氟,F,、氯,Cl,、溴,Br,、碘,I,、砹,At,),副族,(B),：,第,3,、,4,、,5,、,6,、,7,、,11,、,12,纵行的元素，分别为第,B,、,B,、,B,、,B,、,B,、,B,、,B,族。,副族元素的核外电子排布特点：,最外层,12,个电子，次外层,918,个电子。,副族元素的价电子,一般比较复杂，发生反应时可失去最外层上的电子，还可能失去次外层上的电子，甚至会失去倒数第三层的电子，因此,副族元素一般都具有多种可变的化合价。,副族元素的族序数一般等于其价电子数,第,族：,第,8,、,9,、,10,三个纵行的元素。,副族元素和第,族元素都是金属元素，称为,过渡金属,第,0,族：,第,18,纵行的元素。,0,族元素最外层电子数均达到饱和,(,氦为,2,，其余均为,8),，因此它们的化学性质稳定，一般不与其他物质反应，称为,0,族元素，也就是稀有气体元素。,四、元素周期表中的“位”、“构”、“性”递变规律,1,、同周期元素的递变规律,Na Mg Al Si P S,Cl,原子半径：,大 小,失电子：,易 难,得电子：,难 易,金属性：,强 弱,非金属性：,弱 强,金属性：,金属原子失去电子的性质,(,金属单质的还原性,),金属性强弱的比较方法,从水中或酸中置换出,H,2,的难易程度。,越容易置换出,H,2,说明该金属的金属性越强。,最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱。,碱性越强，说明该金属的金属性越强。,相互之间的置换反应。,金属性强的金属能够置换出金属性弱的金属,非金属性：,非,金属原子得到电子的性质,(,非金属单质的氧化性,),非金属性强弱的比较方法,与,H,2,化合的难易程度及生成气态氢化物的稳定性。,越容易与,H,2,化合说明非金属性越强,生成的气态氢化物越稳定说明非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱。,酸性越强，说明该非金属的非金属性越强。,相互之间的置换反应。,非金属性强的单质能够置换出非金属性弱的单质,1,、同周期元素的递变规律,Na,Mg,Al,与水反应：,与冷水剧烈反应,易 难,最高价氧化物对应的水化物,与热水反应,与沸水反应,NaOH,Mg(OH),2,Al(OH),3,强碱,中强碱,两性氢氧化物,碱性强 碱性弱,金属性：,强 弱,与酸反应：,剧烈反应,反应较快,反应较慢,1,、同周期元素的递变规律,Si,P,S,Cl,与,H,2,反应：,最高价氧化物对应的水化物的酸性,非金属性：,弱 强,气态氢化物稳定性：,高温反应,高温反应,加热反应,燃烧或爆炸,SiH,4,低温分解,PH,3,常温分解,H,2,S,加热分解,HCl,高温分解,SiO,2,H,2,SiO,3,很弱的酸,P,2,O,5,H,3,PO,4,中强酸,SO,3,H,2,SO,4,强酸,Cl,2,O,7,HClO,4,最强酸,难 易,弱 强,弱 强,2,、同主族元素的递变规律,、碱金属元素,锂,Li,钠,Na,钾,K,铷,Rb,铯,Cs,2,+3,1,2,+11,8,1,2,+19,8,8,1,2,+37,8,18,1,8,2,+55,8,18,1,8,18,原子半径,钫,Fr,小,大,金属性,弱,强,与水反应,较慢,较快,剧烈,爆炸,爆炸,与,O,2,反应,常温,Na,2,O,加热,Na,2,O,2,加热,Li,2,O,常温,K,2,O,2,加热,KO,2,2,、同主族元素的递变规律,、碱金属元素,锂,Li,钠,Na,钾,K,铷,Rb,铯,Cs,2,+3,1,2,+11,8,1,2,+19,8,8,1,2,+37,8,18,1,8,2,+55,8,18,1,8,18,颜色状态,银白，柔软,银白，柔软,银白，柔软,银白，柔软,略带金色柔软,钫,Fr,熔沸点,高,低,较低,较低,较低,较低,较低,结论：,碱金属元素的原子结构上体现出相似性和递变性，引起了元素的性质上也体现出相似性和递变性。,2,、同主族元素的递变规律,、卤族元素,氟,F,氯,Cl,溴,Br,碘,I,砹,At,2,+9,7,2,+17,8,7,2,+35,8,18,7,2,+53,8,18,7,18,2,+85,8,18,7,18,32,原子半径,小,大,非金属性,强,弱,X,2,与,H,2,反应,暗处爆炸，,HF,很稳定,光照爆炸，,HCl,较稳定,加热反应，,HBr,较不稳定,持续加热发生可逆反应，,HI,不稳定,卤素单质的物理性质,单质,F,2,Cl,2,Br,2,I,2,熔沸点,低,高,色态,淡黄绿,气体,黄绿,气体,深棕红,液体,紫黑,固体,(,易挥发,),(,易升华,),溶解性,在 水 中 溶 解 度 较 小,在有机溶剂中溶解度较大,溴水：,橙黄色,溴的,CCl,4,：,橙红色,碘水：,棕黄色,碘的,CCl,4,：,紫红色,卤素单质之间的置换反应：,实验,1,：把氯水滴入到,NaBr,溶液中，再加入,CCl,4,，振荡静置。,现象：溶液由无色变为橙黄色，加入,CCl,4,振荡静置后溶液分 层，下层溶液为橙红色。,反应：,Cl,2,+2Br,-,2Cl,-,+Br,2,实验,2,：把氯水滴入到,KI,溶液中，再加入,CCl,4,，振荡静置。,现象：溶液由无色变为棕黄色，加入,CCl,4,振荡静置后溶液分 层，下层溶液为紫红色。,反应：,Cl,2,+2I,-,2Cl,-,+I,2,实验,3,：把溴水滴入到,KI,溶液中，再加入,CCl,4,，振荡静置。,现象：溶液由无色变为棕黄色，加入,CCl,4,振荡静置后溶液分 层，下层溶液为紫红色。,反应：,Br,2,+2I,-,2Br,-,+I,2,A,B,C,D,3,、“对角”规则,原子半径：,r,C,r,A,r,B,或,r,C,r,D,r,B,金属性：,C B,非金属性：,B C,推广：左下角元素金属性强，右上角元素非金属性强,A,和,D,原子半径相差不多，元素的性质也很相似。,讨论：,根据对角规则，最活泼的金属元素出现在周期表的什么位置？最活泼的非金属元素出现在周期表的什么位置？,非金属性逐渐增强,金属性逐渐增强,金属性逐渐增强,非金属性逐渐增强,B,Al,Si,Ge,As,Sb,Te,Po,At,非金属,金属,