原子结构与元素性质.pptx

,#,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,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,#,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,#,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,#,原子结构与元素的性质,元素周期表的结构,周期,短周期,长周期,第,1,周期：,2,种元素,第,2,周期：,8,种元素,第,3,周期：,8,种元素,第,4,周期：,18,种元素,第,5,周期：,18,种元素,第,6,周期：,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）,【,复习,】,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,(8,、,9,、,10,），位于,B,与,B,中间,周期,第一种元素,基态原子电子排布式,最后一种元素,基态原子电子排布式,一,二,三,四,五,六,七,3,Li,10,Ne,11,Na,18,Ar,19,K,36,Kr,37,Rb,54,Xe,55,Cs,86,Rn,1s,2,2s,1,1s,2,2s,2,2p,6,1s,2,2s,2,2p,6,3s,1,1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,6,Ar4s,1,Ar3d,10,4s,2,4p,6,Kr5s,1,Kr 4d,10,5s,2,5p,6,Xe6s,1,87,Fr,118,X,Xe 4f,14,5d,10,6s,2,6p,6,Rn 5f,14,6d,10,7s,2,7p,6,1,H,2,He,1s,1,1s,2,Rn7s,1,原子的电子排布与周期的划分,(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,p,的元素结束。,【,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、原子结构与元素周期表,(2),能层数,=,周期序数,(3),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。,周期,一,二,三,四,五,六,七,八,元素数目,2,8,8,18,18,32,26,？,金属元素数目,0,2,3,14,15,30,？,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,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象的比喻成,螺壳上的螺旋,。,元素周期系周期发展像螺壳上的螺旋,问题与思考：,写出各主族元素的价电子排布式,族,A,A,A,A,A,A,A,价电子排布,ns,1,ns,2,ns,2,np,1,ns,2,np,2,ns,2,np,3,ns,2,np,4,ns,2,np,5,问题与思考：,写出下列各元素的价电子排布式,元素,Sc,Ti,V,Cr,Mn,价电子排布式,3d,1,4s,2,3d,2,4s,2,3d,3,4s,2,3d,5,4s,1,3d,5,4s,2,元素,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,价电子排布式,3d,6,4s,2,3d,7,4s,2,3d,8,4s,2,3d,10,4s,1,3d,10,4s,2,原子的电子排布与族的划分,主族元素：,族序数,=,原子的最外层电子数,=,价电子数,副族元素：,大多数族序数,=,（,n-1)d+ns,的电子数,=,价电子数,电子总数为,3-7,，,B,B,电子总数为,8-10,，,电子总数为,11-12,，,B,B,1,、已知某元素的原子序数是,25,，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。,其排布式为,Ar,3d,5,4s,2,，,由于最高能级组数为,4,，其中有,7,个价电子，故该元素是第四周期,B,族。,课堂练习,2,、已知某元素在周期表中位于第五周期、,A,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,5s,2,5p,4,，,这时,4d,必是全充满的，,电子排布式,Kr4d,10,5s,2,5p,4,碲，,Te,，原子序数是,52,。,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,6,8,s,1,2,3s,2,3p,1,5,3s,2,3p,6,18,s,1,2,d,1,8,4s,2,3d,10,4s,1,2,4s,2,4p,1,5,4s,2,4p,6,18,s,1,2,4d,1-8,5s,2,4d,10,5s,1,2,5s,2,5p,1,5,5s,2,5p,6,32,s,1,2,4f,1,14,6s,2,5d,1,10,6s,2,5d,10,6s,1,2,6s,2,6p,1,5,6s,2,6p,6,电子构型与周期表,五个区：,s,、,p,、,d,、,ds,、,f,A 0,s,区,d,区,ds,区,p,区,ns,2,np,1-6,(n-1)d,10,ns,1-2,(n-1)d,1-8,ns,2,(,有例外,),B B,A A,A,ns,1,ns,2,BB ,f,区,镧系、锕系,(n-2)f,1-14,ns,2,（,有例外,）,镧,锕,我们把元素周期表划分为,5,个区，划分区的依据是什么？,【,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。,原子的电子构型和元素的分区,【S,区,】,最外层构型是,ns,1,和,ns,2,。,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,ns,2,np,1,ns,2,np,6,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,(,n,1)d,10,n,s,1,2,，,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：,（,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）。,最外层电子数基本相同，化学性质相似。,【d,区,】,价电子构型为,(,n,1)d,1,8,n,s,2,，,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。,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,1,8,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,横行,七,个周期；,2,，,8,，,8,，,18,，,18,，,32,种；,每一周期,开头,第一个元素的最外层的排布通式为,ns,1,，,结尾,元素的电子排布式为,ns,2,np,6,;,第一周期只有一个,1s,能级，其结尾元素的电子排布式为,1s,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,】,（教材,p14),【,探究,1】,元素周期表共有几个周期？每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？,18,个纵列；,除零族元素中,He,（,2s,2,）与其它稀有气体,ns,2,np,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,区的元素都是金属？,s,区，,d,区，,ds,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，,表现金属性,，属于金属。,【,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？,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？,第二节 原子结构与元素性质,第二课时,【,定义,】,【,内容,】,元素的性质随着原子序数的递增呈现周期性的变化。,元素核外电子排布周期性变化的必然结果。,【,本质,】,二、元素周期律,复习回忆,元素化合价、元素金属性和非金属性、原子半径的周期性的变化,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？,1,、原子半径,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,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,（,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最低能量叫做,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的能量叫做,第二电离能,。符号,2,。,2,、电离能,M,（,g,）,-e,-,M,+,（,g,）,I,1,M,+,（,g,）,-e,-,M,2+,（,g,）,I,2,一般,I,3,I,2,I,1,电离能是衡量气态原子失去电子难易的物理量。,用符号,1,表示，单位：,kJ/mol,。,Li,B Be,C,O N,FNe,Na,Al,Mg,S,P,Na,K,Rb,Cs,半满,全满,（,2,）元素第一电离能变化规律,He,Ne,Ar,Kr,X,e,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；,同主族,：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.,第,A,元素,A,的元素；第,A,元素,A,元素,同一元素的各级电离能是逐渐增大,的，即,I,1,I,2,I,3,I,1,可以形成,+1,价或,+2,价阳离子，而难以形成,+3,价离子。,（,4,）电离能的应用,确定元素核外电子排布,。,【,例,】Li,：,I,3,I,2,I,1,表明,Li,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。,1.,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,1,价，镁元素显,2,价，铝元素显,3,价？元素化合价与原子结构有什么关系？,元素,电离能,Na,Mg,Al,I,1,496,738,577,I,2,4562,1451,1817,I,3,6912,7733,2745,I,4,9540,10540,11578,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,】,交流与讨论,2.,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。,1.,下列说法正确的是（）,A.,第,3,周期所含的元素中钠的第一电离能最小,B.,铝的第一电离能比镁的第一电离能大,C.,在所有元素中，氟的第一电离能最大,.,D.,钾的第一电离能比镁的第一电离能大,.,A,反常现象,最大的是稀有气体的元素：,He,从左到右呈现递增趋势（最小的是碱金属）,K,Na,Mg,【,课堂练习,】,2,在下面的电子结构中,第一电离能最小的,原子可能是,(),A ns,2,np,3,B ns,2,np,5,C ns,2,np,4,D ns,2,np,6,C,3.,下表是锂的气态原子失去核外不同电子所需的能量（,KJmol,-1,），为什么逐渐增大？,锂,失去第一个电子,519,失去第二个电子,7296,失去第三个电子,11799,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。,3,、电负性,1932,年美国化学家鲍林首先提出了,用电负性来衡量元素在化合物中吸引电子的能力，,。经计算确定氟的电负性为,4.0,，锂的为,1.0,，并以此为标准确定其它与元素的电负性。,【,化学键,】,相邻,原子之间,强烈,的相互作用，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。,（,1,）定义,：,元素的原子吸引键合电子的能力。,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。,（,2,）标准和数值,电负性最小,电负性最大,（,3,）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,）电负性的应用,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,1.8,电负性,1.8,电负性,1.8,为,金属,为,“类金属”如锗,为,非金属,3,节,b,判断化学键的类型,一般：成键元素原子的,电负性差,1.7,，离子键,成键元素原子的,电负性差,1.7,，共价键,【,例,】Al,：,1.5,，,Cl,：,3.0 F:4.0,3.0-1.5=1.5,AlCl,3,共价键、为共价化合物,4.0-1.5=2.5 AlF,3,离子键、为离子化合物,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-I,C-OC-H;H-OC-H,3,节,d,判断共价化合物中元素的化合价,一般：,电负性大的显负价，电负性小的显正价,【,例,】NaH,中，,Na,：,0.9 H,：,2.1,Na,显正价，,H,显负价,【,例,】NaBH,4,中，,Na,：,0.9 H,：,2.1 B,：,2.0,试判断各元素的化合价,1,、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 C.As P H D.Cl S As,D,2,、下列哪个系列的排列顺序正好是电负性减小的顺序,(),A.K Na Li B.O Cl H C.As P H D.,三者都是,B,【,课堂练习,】,4,、下列不是元素电负性的应用的是,()A.,判断一种元素是金属还是非金属,B.,判断化合物中元素化合价的正负,C.,判断化学键的类型,D.,判断化合物的溶解度,D,3,、电负性差值大的元素之间形成的化学键主要为,(),A.,共价键,B.,离子键,C.,金属键,D.,配位键,B,差值若为零时呢,?,【,科学探究,】,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,IA,、,VIIA,元素的电负性变化图。,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,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。,1,、一般认为：如果两个成键元素的电负性相差大于,1.7,，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,1.7,，它们通常形成共价键。查阅下列元素的电负性数值，判断：,NaFAlCl,3,NOMgOBeCl,2,CO,2,共价化合物（）,离子化合物（）,元素,Al,B,Be,C,CI,F,Li,Mg,N,Na,O,P,S,Si,电负性,1.5,2.0,1.5,2.5,3.0,4.0,1.0,1.2,3.0,0.9,3.5,2.1,2.5,1.8,【,练一练,】,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,AlCl,3,熔沸点较低，易升华，试回答下列问题：,(1),写出,Be,与,NaOH,溶液反应的离子方程式：,(2)Be(OH),2,和,Mg(OH),2,可用试剂 鉴别，其离子方程式为：,(3)BeCl,2,是 化合物,(,填“离子”或“共价”,),，其电子式为,，,BeCl,2,水溶液显酸性，原因是,(,用离子方程式表示,),：,Be+2OH,-,BeO,2,2-,+H,2,NaOH,溶液,Be(OH),2,+2OH,-,BeO,2,2-,+2H,2,O,共价,Be,2+,+2H,2,O Be(OH),2,+2H,+,Cl Be Cl,再见,