1、元素周期律和元素周期表(元素周期律和元素周期表(2)第1页1.原子结构和元素周期律知识综合网络原子结构和元素周期律知识综合网络 第2页1.原子原子结结构及离子构及离子结结构中各种基本微粒构中各种基本微粒间间关系关系原子种原子种类类微粒之间关系中性原子中性原子原子序数原子序数=核核电电荷数荷数=核内核内质质子数子数=核外核外电电子数子数质质量数量数=质质子数子数+中子中子数数阳离子阳离子原子序数原子序数=核核电电荷数荷数=核内核内质质子数子数=核外核外电电子数子数+n+n阴离子阴离子原子序数原子序数=核核电电荷数荷数=核内核内质质子数子数=核外核外电电子数子数-m-m第3页同位素定义含有相同质子
2、数和不一样中子数同一元素原子互称同位素特征同一元素各种同位素化学性质几乎完全相同.天然存在某种元素里,不论是游离态还是化合态,各种同位素原子含量普通是不变.判定方法它反应是同种元素不一样原子间关系.故单质、化合物间不可能是同位素。如H2和D2及H2O和D2O之间不存在同位素关系。只有质子数相同而中子数不一样原子才是同位素;如168O和188O是同位素,而且146C和147N不是同位素。注意天然存在元素中,许多都有同位素(但并非全部元素都有同位素)。因而发觉原子种数多于元素种数。2.2.同位素及相对原子质量同位素及相对原子质量第4页相相对对原子原子质质量量和近和近似相似相对对原原子子质质量量同位
3、素相对原子质量和近似相对原子质量比值。显然,所用原子质量是哪种同位素原子质量,其结果只能是该同位素相对原子质量。故该定义严格说应是同位素相对原子质量。该比值近似整值即为该同位素近似相对原子质量,其数值等于该同位素质量数。元素相对原子质量和近似相对原子质量=M1a1%+M2a2%+。若用同位素质量数替换其相对原子量进行计算,其结果就是元素近似相对原子质量(计算结果通常取整数)。我们通常采取元素近似相对原子质量进行计算。第5页3 3、原子核外、原子核外电电子排布子排布规规律律核核外外电电子子排排布布规规律律1 1各各电电子子层层最多能容最多能容纳纳2n2n2 2个个电电子子2 2最外层电子数目不超
4、出8个(K层为最外层时不超出2个)3 3次外层电子数最多不超出18个,倒数第三层不超出32个4 4核外电子总是尽先排满能量最低、离核最近电子层,然后才由里往外,依次排在能量较高,离核较远电子层注注意意事事项项以上几点是相互联络,不能孤立地了解,必须同时满足各项要求。上述乃核外电子排布初步知识,只能解释118号元素结构问题,若要解释更多问题,有待深入学习核外电子排布所遵照其它规律。第6页核外电子数相同微粒核外电子数相同微粒(1)10电子微粒电子微粒分子:分子:阳离子:阳离子:阴离子:阴离子:(2)18 电子微粒电子微粒分子:分子:阳离子阳离子:阴离子:阴离子:Ne、HF、H2O、NH3、CH4N
5、a+、Mg2+、Al3+、H3O+、NH4+、F-、2-、N3-、OH-、NH2-Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4特殊:特殊:H2O2、N2H4、C2H6、CH3OH、K+、Ca2+Cl-、S2-、P3-、HS-第7页4.4.元素周期律元素周期律涵义元素性质伴随元素原子序数递增而呈周期性改变。实质元素性质周期性递变是核外电子排布周期性改变必定结果。核外电子排布最外层电子数由1递增至8(若K层为最外层则由1递增至2)而展现周期性改变。原子半径原子半径由大到小(稀有气体元素除外)呈周期性改变。原子半径由电子层数和核电荷数多少决定,它是反应结构一个参考数据。第8页主主要要化化合合价价最高正价由
6、+1递变到+7,从中部开始有负价,从-4递变至-1。(稀有气体元素化合价为零),呈周期性改变。元素主要化合价由元素原子最外层电子数决定,普通存在以下关系:最高正价数最外层电子数元素及化合物性质金属性渐弱,非金属性渐强,最高氧化物水化 物碱性渐弱,酸性 渐强,呈周期性改变。这是因为在一个周期内元素,电子层数相同,最外层电子数逐步增多,查对外层电子引力渐强,使元素原子失电子渐难,得电子渐易,故有此改变规律。第9页5.5.简单简单微粒半径比微粒半径比较较方法方法原原子子半半径径1.1.电电子子层层数相同数相同时时,随原子序数,随原子序数递递增,原子半径减小增,原子半径减小2.2.最外最外层电层电子数
7、相同子数相同时时,随,随电电子子层层数数递递增原子半径增大增原子半径增大离离子子半半径径1、同种元素离子半径:阴离子大于原子,原子大于阳离子,低价阳离子大于高价阳离子.2、电子层结构相同离子,核电荷数越大,半径越小.3、带相同电荷离子,电子层越多,半径越大.第10页6.元素金属性和非金属性元素金属性和非金属性强强弱判断方法弱判断方法金金属属性性比比较较本本质质原子越易失原子越易失电电子,金属性越子,金属性越强强。判判断断依依据据1在金属活动次序表中越靠前,金属性越强。2单质与水或非氧化性酸反应越猛烈,金属性越强3 3单质还单质还原性越原性越强强或离子氧化性越弱,金属性越或离子氧化性越弱,金属性
8、越强强4最高价氧化物对应水化物碱性越强,金属性越强非非金金属属性性比比较较本本质质原子越易得原子越易得电电子,非金属性越子,非金属性越强强。判判断断方方法法1 1与与H H2 2化合越易,气化合越易,气态氢态氢化物越化物越稳稳定,非金属性越定,非金属性越强强。2 2单质单质氧化性越氧化性越强强,阴离子,阴离子还还原性越弱,非金属性原性越弱,非金属性越越强强。3最高价氧化物水化物酸性越强,非金属性越强第11页7.7.元素周期表元素周期表结结构构元素周期表结构位置与结构关系周周期期周期序数周期序数种数种数1.周期序数原子核外电子层数2.对同主族(nA族)元素若n2,则该主族某一元素原子序数与上一周
9、期元素原子序数差值为上一周期元素种数。若n3,则该主族某一元素原子序数与上一周期元素原子序数差值为该周期元素种数。短短周周期期第一周期第一周期2第二周期第二周期8第三周期第三周期8长长周周期期第四面期18第五周期第五周期18第六周期第六周期32第七周期第七周期不完不完全周全周期期第12页族族主族主族AA族族AA族族AA族族AA族族AA族族AA族族AA族族由长周期元素和短周期元素共同组成族。最外最外层电层电子数子数主族序数主族序数价价电电子数子数零零 族族最外最外层电层电子数均子数均为为8 8个个(HeHe为为2 2个除外)个除外)副族副族BB族族BB族族BB族族BB族族BB族族BB族族BB族族
10、只由长周期元素组成族最外层电子数普通不等于族序数(第B族、B族除外)最外层电子数只有17个。第第族族有三列元素有三列元素第13页8.8.同周期、同主族元素性同周期、同主族元素性质递变规质递变规律律从左向右从左向右从上向下从上向下原原子子结结构构核核电电荷数荷数逐步增大增大增大电电子子层层数数相同相同增多增多原子半径原子半径逐步减小逐步增大化合价化合价+7负负价数价数=8-族序数族序数最高正价和最高正价和负负价数均价数均相同,最高正价数相同,最高正价数=族族序数序数元素金属性和非金属性金属性逐步减弱,非金属性逐步增强。金属性逐步增强,非金属性逐步减弱。单质氧化性和还原性氧化性逐步增强,还原性逐步
11、减弱。氧化性逐步减弱,还原性逐步增强。最高价氧化物水化物酸碱性酸性逐步增强,碱性逐步减弱。酸性逐步减弱,碱性逐步增强。气态氢化物稳定性、还原性,水溶液酸性。稳定性逐步增强,还原性逐步减弱,酸性逐步增强。稳定性逐步减弱,还原性逐步增强,酸性逐步减弱。第14页9.9.原子原子结结构、位置、性构、位置、性质质之之间间关系关系第15页例例1.以下说法正确是以下说法正确是:A.H与与D,16O与与18O互为同位素;互为同位素;H216O、D216O、H218O、D218O互为同素异形体;甲醇、乙二醇和丙三互为同素异形体;甲醇、乙二醇和丙三醇互为同系物。醇互为同系物。B.在在SiO2晶体中,晶体中,1个个
12、Si原子和原子和2个个O原子形成原子形成2个共价键。个共价键。C.HI相对分子质量大于相对分子质量大于HF,所以,所以HI沸点高于沸点高于HF。D.由由IA族和族和VIA族元素形成原子个数比为族元素形成原子个数比为1:1、电子总数为电子总数为38化合物,是含有共价键离子型化合物。化合物,是含有共价键离子型化合物。第16页 解析:本题意在对基本概念了解考查。同素异解析:本题意在对基本概念了解考查。同素异形体指同种元素形成不一样单质,同系物指结构相形体指同种元素形成不一样单质,同系物指结构相同而组成相差一个或若干个同而组成相差一个或若干个“CH2”原子团有机物,原子团有机物,所以所以A错误;错误;
13、SiO2晶体中每个晶体中每个Si原子和原子和4个个O原子形原子形成成4个个SiO键,每个键,每个O原子与原子与2个个Si原子形成共价原子形成共价键,所以键,所以B错误;错误;HI沸点低于沸点低于HF是因为是因为HF分子间分子间有氢键存在,所以有氢键存在,所以C错误;错误;D中包括化合物应为中包括化合物应为Na2O2,所以答案为,所以答案为D。第17页 例例2.以以下下离离子子中中,电电子子数数大大于于质质子子数数且质子数大于中子数是且质子数大于中子数是:A.D3O+B.Li+C.OD D.OHD第18页 例例3.对原子核外电子以及电子运动对原子核外电子以及电子运动,以下描以下描述正确是述正确是
14、:能够测定某一时刻电子所处位置能够测定某一时刻电子所处位置 电子质量很小且带负电荷电子质量很小且带负电荷 运动空间范围很小运动空间范围很小 绕核高速运动绕核高速运动 有固定运动轨道有固定运动轨道 电子质量约为氢离子质量电子质量约为氢离子质量1/1836 A.B.C.D.B第19页 例例4.以下分子中全部原子都满足最外层以下分子中全部原子都满足最外层为为8电子结构是电子结构是:A.BF3 B.H2O2 C.SiCl4 D.PCl5C第20页 例例5.甲、乙、丙、丁为前三周期元素形成甲、乙、丙、丁为前三周期元素形成微粒,它们电子总数相等。已知甲、乙、丙为微粒,它们电子总数相等。已知甲、乙、丙为双原
15、子分子或负二价双原子阴离子,丁为原子。双原子分子或负二价双原子阴离子,丁为原子。丙与钙离子组成离子化合物跟水反应产丙与钙离子组成离子化合物跟水反应产生一个可燃性气体,反应化学方程式是:生一个可燃性气体,反应化学方程式是:_。乙在高温时是一个还原剂,请用化学方乙在高温时是一个还原剂,请用化学方程式表示它在工业上一个主要用途:程式表示它在工业上一个主要用途:_。CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温高温第21页 在一定条件下在一定条件下,甲与甲与O2反应化学方反应化学方程式是程式是_.丁元素符号是丁元素符号是_,它原子结构它原子结构示意图为示意图为_
16、.丁氧化物晶体结构与丁氧化物晶体结构与_ 晶体结构相同。晶体结构相同。放电放电N2+O2 2NOSi+142 8 4金刚石金刚石 第22页 例例6.依据周期表对角线规则,金属依据周期表对角线规则,金属Be与与Al单质及其化合物性质相同单质及其化合物性质相同.又已知又已知AlCl3熔沸点熔沸点较低较低,易升华易升华.试回答以下问题:试回答以下问题:(1)写出写出Be与与NaOH溶液反应生成溶液反应生成Na2BeO2离子方程式离子方程式 _ (2)Be(OH)2与与Mg(OH)2可用试剂判别,可用试剂判别,其离子方程式为其离子方程式为_Be+2OH=BeO22+H2 NaOH溶液溶液 Be(OH)
17、2+2OH=BeO22+2H2O 第23页 (3)BeCl2是是_化合物化合物(填写填写“离子离子”或或“共价共价”).(4)Li与与Mg依据对角线规则,性质也依据对角线规则,性质也相同,则相同,则Li在空气中燃烧,主要产物化学式在空气中燃烧,主要产物化学式是是_。共价共价Li2O 第24页 例例7:周期表中同一横行周期表中同一横行X、Y、Z三种元素,已知最高价三种元素,已知最高价氧化物对应水化物酸性强弱次序是氧化物对应水化物酸性强弱次序是 HXO4 H2YO4 H3ZO4,则以下说法判断错误是,则以下说法判断错误是()A.原子半径原子半径 X Y Z B.气态氢化物稳定性气态氢化物稳定性 H
18、X H2Y ZH3 C.元素元素非金属性非金属性 X Y Z D.单质氧化性单质氧化性 X Y ZA第25页例例8 R8 R、W W、X X、Y Y、Z Z为原子序数依次递增同一为原子序数依次递增同一短周期元素,以下说法一定正确是(短周期元素,以下说法一定正确是(m m、n n均为均为正整数)正整数)()()A A若若R R(OHOH)为强碱,则)为强碱,则W W(OHOH)也为)也为 强碱强碱B B若若H HXOXO为强酸,则为强酸,则Y Y是活泼非金属元素是活泼非金属元素C C若若Y Y最低化合价为最低化合价为2 2,则最高正化合价,则最高正化合价 为为6 6D D若若X X最高正化合价为
19、最高正化合价为5 5,则五种元素都是非,则五种元素都是非 金属元素金属元素B第26页例例9 9、已知、已知1 11818号元素离子号元素离子aW3+aW3+、bX+bX+、cY2cY2、dZdZ都含有相同电子层结构,以下关系正确都含有相同电子层结构,以下关系正确是(是()A A、质子数、质子数cb cb B B、离子还原性、离子还原性Y2Y2ZZC C、氢化物稳定性、氢化物稳定性H2YHZ H2YHZ D D、原子半径、原子半径XWXWB第27页例例10 10、同主族两种元素原子核外电子数、同主族两种元素原子核外电子数差值可能为(差值可能为()A A6 B6 B12 C12 C26 D26 D3030C第28页