元素化合价与原子结构的关系.pptx

元素化合价与原子结构的元素化合价与原子结构的关系关系1 1、铝和盐酸反应的离子方程式、铝和盐酸反应的离子方程式2 2、铝和、铝和NaOHNaOH溶液反应溶液反应3 3、AlAl2 2O O3 3和和NaOHNaOH反应反应4 4、AlAl（OHOH）3 3和和NaOHNaOH反应反应5 5、电解氧化铝制铝、电解氧化铝制铝6 6、AlAl3+3+和和AlOAlO2 2-反应反应7 7、AlClAlCl3 3和过量氨水反应和过量氨水反应8 8、NaAlONaAlO2 2溶液中通入过量溶液中通入过量COCO2 29 9、AlAl和和FeFe2 2O O3 3反应反应原子学说的发展原子学说的发展 道尔顿：建立原子学说（道尔顿：建立原子学说（原子是实心球体原子是实心球体）汤姆逊：发现电子（汤姆逊：发现电子（原子可以再分原子可以再分）卢瑟福：原子核和电子卢瑟福：原子核和电子 （电子（电子沿轨道运转沿轨道运转）玻尔：玻尔：电子分层排布电子分层排布2020世纪世纪2020年代后：电子云模型（年代后：电子云模型（量子力学模型量子力学模型）一、原子的构成粒子以及粒子间的关系（1）构成原子的粒子（2）表示的含义：_.（3）相关粒子间的关系：质量数（A）=_+_质子数=_=_=_考点一：原子结构原子（原子（）原子核原子核核外电子核外电子Z Z个个质子质子Z Z个个中子（中子（A-ZA-Z）个）个XAZXAZ表示一个质量数为表示一个质量数为A A，质子数为，质子数为Z Z的原子的原子质子数（质子数（Z Z）中子数（中子数（N N）核电荷数核电荷数核外电子数核外电子数原子序数原子序数1.6726101.672610-27-27kgkg1.6748101.674810-27-27kgkg(1.672610(1.672610-27-27)18361836 原子核半径小于原子核半径小于原子半径的万分之一，原子半径的万分之一，体积占原子体积体积占原子体积 的几千亿分之一，但：的几千亿分之一，但：原子的质量却集中在原子的质量却集中在原子核。原子核。a a代表质量数；代表质量数；b b代表核电荷数；代表核电荷数；c c代表离子的价态；代表离子的价态；d d代表化合价；代表化合价；e e 代表原子个数代表原子个数abe+dXc+-有质子的微粒不一定有中子如有质子的微粒不一定有中子如1 11 1H H。有质子的微粒不一定有电子如有质子的微粒不一定有电子如H H+。质子数相同的微粒不一定属于同一种元素如质子数相同的微粒不一定属于同一种元素如NeNe、HFHF、H H2 2O O、NHNH3 3、CHCH4 4等。等。任何元素都有零价，但不一定都有负价或正价。任何元素都有零价，但不一定都有负价或正价。如如F F无正价，无正价，NaNa、MgMg、AlAl等无负价。等无负价。误区警示误区警示1 1、元素、核素和同位素的概念、元素、核素和同位素的概念（1 1）元素的定义）元素的定义:_。（2 2）核素的定义）核素的定义:_._.（3 3）同位素的定义）同位素的定义:_.（4 4）同位素的两个特征：）同位素的两个特征：具有相同核电荷数的同一类原子具有相同核电荷数的同一类原子考点二：元素、核素、同位素考点二：元素、核素、同位素具有一定数目的质子和一定数目的具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子中子的一种原子把质子数相同而中子数不同的同一把质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子元素的不同原子同一元素的各种同位素的化学性质几乎完全相同同一元素的各种同位素的化学性质几乎完全相同在天然存在的某种元素里，各种同位素所占的原子个在天然存在的某种元素里，各种同位素所占的原子个数百分数一般是不变的数百分数一般是不变的2 2、元素、核素和同位素的概念、元素、核素和同位素的概念（5 5）元素、核素和同位素的区别）元素、核素和同位素的区别考点二：元素、核素、同位素元素元素核素核素核素核素同位素同位素原原子子原子核原子核核外电子核外电子决定元决定元素种类素种类质子质子 中子中子 决定原子种类决定原子种类 （核素）（核素）最外层电子数，决最外层电子数，决定原子化学性质定原子化学性质几种常见的同位素：几种常见的同位素：H H1 11 1H H1 12 2H H1 13 3（D D）（T T）氕氕氘氘氚氚D D2 2O O 重水重水T T2 2O O超重水超重水C C6 6C C6 6C C6 6121213131414U U9292U U9292U U9292234234235235238238核材料核材料思考：同位素的思考：同位素的“同同”和和“异异”分别是什么？分别是什么？“同同位位”是什么含义？是什么含义？同：质子数相同，异：中子数不同。同：质子数相同，异：中子数不同。同位：在周期表中的位置相同。同位：在周期表中的位置相同。同素异形体、同位素、同系物和同分异构体：同素异形体、同位素、同系物和同分异构体：同一种元素同一种元素的不同的不同单质单质相同质子数、相同质子数、不同中子数不同中子数的的原子原子结构相似结构相似,组成相差若组成相差若干个干个CHCH2 2分子分子组成组成相同相同,分子分子结构不同结构不同单质单质原子原子化合物化合物分子分子同素异形体同素异形体同位素同位素同系物同系物同分异构体同分异构体概念概念研究研究对象对象实例实例 白磷和红磷白磷和红磷1 1H H和和1 1H H1 12 2CHCH4 4和和C C2 2H H6 6丁烷、丁烷、异丁烷异丁烷D D D D 核素的相对原子质量和元素的相对原子质量核素的相对原子质量和元素的相对原子质量质量数：质量数：质子数与中子数之和，近似等于该核素的相对原质子数与中子数之和，近似等于该核素的相对原子质量子质量核素核素的相对原子质量：一个原子的质量与一个的相对原子质量：一个原子的质量与一个1212C C原子质原子质量的量的1/121/12的比值。其数值的比值。其数值近似近似等于该核素的等于该核素的质量数。质量数。元素的相对原子质量元素的相对原子质量：用该元素的各种天然核素的相对原：用该元素的各种天然核素的相对原子质量及其在自然界中含量算出来的平均值。（该值为周子质量及其在自然界中含量算出来的平均值。（该值为周期表上的元素的相对原子质量）期表上的元素的相对原子质量）元素的近似相对原子质量元素的近似相对原子质量：用同位素的质量数代替其相对：用同位素的质量数代替其相对原子量进行计算的结果。原子量进行计算的结果。4 4、几种重要的原子量、几种重要的原子量D 考点三：核外电子排布规律考点三：核外电子排布规律电子层的代号电子层的代号n n各各电电子子层层序号序号1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7K K L L M M N N O O P P Q Q与原子核与原子核的距离的距离从小到大从小到大能量能量从低到高从低到高电子层电子层 核外电子的排布规律及表示方法核外电子的排布规律及表示方法 1 1、核外电子总是尽先排布在能量最低的电子、核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层里，然后由里往外，依次排布在能量较高的电层里，然后由里往外，依次排布在能量较高的电子层里。子层里。2 2、各电子层最多能容纳的电子数为、各电子层最多能容纳的电子数为 2n2n2 2 3 3、最外层电子数不能超过、最外层电子数不能超过 8 8（当（当K K层为最外层为最外层时不能超过层时不能超过 2 2）。）。4 4、次外层电子数不能超过、次外层电子数不能超过 18 18，倒数第三，倒数第三层电子数不能超过层电子数不能超过 32 32。注意：注意：以上四条规律是相互联系的，不能孤以上四条规律是相互联系的，不能孤立地理解。立地理解。各层的电子数推断元素：各层的电子数推断元素：某元素的某元素的M M层上的电子数是层上的电子数是K K层的层的3 3倍倍,则该元素则该元素是是().().某元素的最外层上的电子数是次外层层电子数某元素的最外层上的电子数是次外层层电子数的一半的一半,是倒数第三层的是倒数第三层的2 2倍倍,则该元素是则该元素是().).某元素的最外层上的电子数是次外层层电子数的某元素的最外层上的电子数是次外层层电子数的2 2倍倍,则该元素是则该元素是 ().().S SSiSiC C练习练习1 11818号元素微粒结构的特点：号元素微粒结构的特点：与与ArAr原子电子层结构相同的阴、阳离子：原子电子层结构相同的阴、阳离子：与与NeNe原子电子层结构相同的阴、阳离子：原子电子层结构相同的阴、阳离子：H H-、LiLi、BeBe2+2+O O2-2-、F F-、NaNa+、MgMg2+2+、AlAl3+3+S S2-2-、ClCl-、K K+、CaCa2+2+与与HeHe原子电子层结构相同的阴、阳离子：原子电子层结构相同的阴、阳离子：2 2、1010电子、电子、1818电子微粒及反应电子微粒及反应阳离子：阳离子：NaNa+、Mg Mg 2 2 +、Al Al 3+3+、NHNH4 4+、H H3 3O O+阴离子：阴离子：N N3-3-、O O2-2-、F F-、OHOH-、NHNH2 2-分子：分子：NeNe、HF HF、H H2 2O O、NHNH3 3 、CHCH4 4 、10e10e-1010电子体之间的反应？电子体之间的反应？18e18e-阳离子：阳离子：K K+、Ca Ca 2 2 +阴离子：阴离子：P P3-3-、S S2-2-、HSHS-、ClCl-分子：分子：ArAr、HCl HCl、H H2 2S S、PHPH3 3 、F F2 2 、H H2 2O O2 2、C C2 2H H6 6、CHCH3 3OHOH、N N2 2H H4 41818电子体之间的反应？电子体之间的反应？10e10e-与与18e18e-之间的反应？之间的反应？11元素周期表的编排元素周期表的编排编排原则：编排原则：按按原子序数原子序数递增的顺序从左到右排列递增的顺序从左到右排列 将将电子层数电子层数相同的元素排列成一个横行相同的元素排列成一个横行.把把最外层电子数最外层电子数相同的元素按电子层数递增的相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行顺序从上到下排成纵行.编排依据：编排依据：元素周期律元素周期律1 1、元素周期表的结构、元素周期表的结构（1 1）7 7个周期个周期三个短周期三个短周期第第1 1周期周期2 2种元素种元素第第2 2周期周期8 8种元素种元素第第3 3周期周期8 8种元素种元素第第6 6周期周期3232种元素种元素第第5 5周期周期1818种元素种元素第第4 4周期周期1818种元素种元素三个长周期三个长周期第第7 7周期，应有周期，应有3232种元素，种元素，现有现有2626种元素。种元素。周期序数电子层数周期序数电子层数一个不完全周期一个不完全周期（2 2）1616个族个族七个主族：由长周期和短周期元素组成，七个主族：由长周期和短周期元素组成，IA-VIIA IA-VIIA 位于第位于第1 1、2 2、1313、1414、1515、1616、1717纵行纵行 一个第一个第族：位于第族：位于第8 8、9 9、1010三个纵行三个纵行七个副族：仅由长周期元素组成，七个副族：仅由长周期元素组成，IB-VIIBIB-VIIB位于第位于第1111、1212、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7纵行纵行一个一个0 0族：稀有气体元素族，位于第族：稀有气体元素族，位于第1818纵行纵行主族序数最外层电子数最高正价数主族序数最外层电子数最高正价数主族序数主族元素的最高正价数主族序数主族元素的最高正价数 8 8最低负价数最低负价数周期表中特殊位置的元素：周期表中特殊位置的元素：（1 1）族序数等于周期数的元素：）族序数等于周期数的元素：（2 2）族序数是周期数两倍的元素：）族序数是周期数两倍的元素：（3 3）族序数是周期数三倍的元素：）族序数是周期数三倍的元素：（4 4）周期数是族序数两倍的元素：）周期数是族序数两倍的元素：（5 5）周期数是族序数两倍的元素：）周期数是族序数两倍的元素：（6 6）最高正价与最低负价代数和为零的短周期）最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：元素：H H、BeBe、AlAlC C、S SO OLiLi、CaCaNaNaLiLi气态氢化物含氢量最高的非金属气态氢化物含氢量最高的非金属 ；常温下呈液态的非金属常温下呈液态的非金属 ;硬度最大的单质硬度最大的单质 ；熔点最高的单质熔点最高的单质 ；地壳中含量最多的元素地壳中含量最多的元素 ；地壳中含量最多的金属元素地壳中含量最多的金属元素 ；气态氢化物与最高价氧化物对应水化物能气态氢化物与最高价氧化物对应水化物能反应的元素反应的元素 。最活泼的非金属最活泼的非金属 ；最活泼的金属最活泼的金属 ；常见元素的一些特性：常见元素的一些特性：FCsCBrCCOAlS、N元素周期律元素周期律主要包括：主要包括：1 1、核外电子排布的周期性变化、核外电子排布的周期性变化2 2、原子半径的周期性变化、原子半径的周期性变化3 3、元素主要化合价的周期性变化、元素主要化合价的周期性变化一、元素周期律一、元素周期律 元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化的规律叫元素周期律。性变化的规律叫元素周期律。1 1、核外电子排布的周期性变化、核外电子排布的周期性变化2 2、元素原子半径的周期性变化、元素原子半径的周期性变化3 3、元素主要化合价的周期性变化、元素主要化合价的周期性变化同周期元素结构和性质的递变：同周期元素结构和性质的递变：同周期元素，从左向右，随着原子序数的递增，同周期元素，从左向右，随着原子序数的递增，原子半径依次原子半径依次_，原子核对核外电子的吸引能，原子核对核外电子的吸引能力依次力依次_，故原子得电子能力依次，故原子得电子能力依次_，失，失电子能力依次电子能力依次_，所以金属性依次，所以金属性依次_，非，非金属性依次金属性依次_。同主族元素结构和性质的递变：同主族元素结构和性质的递变：同主族元素，从上到下，随着原子序数的递增，同主族元素，从上到下，随着原子序数的递增，原子半径依次原子半径依次_，原子核对核外电子的吸引能，原子核对核外电子的吸引能力依次力依次_，故原子得电子能力依次，故原子得电子能力依次_，失，失电子能力依次电子能力依次_，所以金属性依次，所以金属性依次_，非，非金属性依次金属性依次增大增大增强增强减弱减弱减弱减弱减弱减弱减弱减弱增强增强增强增强减小减小增强增强增强增强减小减小 Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl金属金属非金属非金属单质与水或酸反应置换出氢气的难易单质与水或酸反应置换出氢气的难易程度；程度；最高价氧化物对应水化物（即氢氧化最高价氧化物对应水化物（即氢氧化物）碱性的强弱；物）碱性的强弱；按金属活动性顺序表按金属活动性顺序表金属间的置换反应；金属间的置换反应；金属阳离子的氧化性的强弱；金属阳离子的氧化性的强弱；判断元素金属性强弱的方法判断元素金属性强弱的方法原子序数原子序数111213元素符号元素符号NaMgAl单质与水单质与水(或或酸酸)反应情况反应情况氢氧化物氢氧化物 碱碱性强弱性强弱冷水冷水剧烈剧烈热水较快热水较快盐酸剧烈盐酸剧烈盐酸盐酸较快较快NaOHMg(OH)2Al(OH)3结论：金属性结论：金属性 Na Mg Al强碱强碱中强碱中强碱两性氢氧化物两性氢氧化物单质与氢气化合的难易程度以及氢化单质与氢气化合的难易程度以及氢化物的稳定性；物的稳定性；最高价氧化物对应水化物（即最高价最高价氧化物对应水化物（即最高价含氧酸）酸性的强弱；含氧酸）酸性的强弱；非金属间的置换反应；非金属间的置换反应；非金属阴离子的还原性的强弱；非金属阴离子的还原性的强弱；比较元素非金属性强弱的方法比较元素非金属性强弱的方法原子序数原子序数14151617元素符号元素符号SiPSCl单质与单质与H2化合化合的难易的难易气态氢化物的气态氢化物的稳定性稳定性最高价氧化物最高价氧化物对应水化物的对应水化物的酸性酸性 H4SiO4极弱酸极弱酸H3PO4中强酸中强酸H2SO4强酸强酸HClO4最强酸最强酸光照或点燃光照或点燃爆炸化合爆炸化合磷蒸气磷蒸气加热加热非金属性非金属性Si P S Cl很不稳定很不稳定SiH4不稳定不稳定PH3不稳定不稳定H2S 稳定稳定HCl高温高温核外电子排布原子序数原子序数 电子电子层数层数 最外层最外层电子数电子数 达到稳定结构时的达到稳定结构时的最外层电子数最外层电子数 12 310 1118 123121818882结论：随着原子序数的递增，元素原子的最外结论：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现周期性变化。层电子排布呈现周期性变化。元素化合价原子序数原子序数 化合价的变化化合价的变化 12 310 1118 101541017410结论：随着原子序数的递增，元素化合价呈现结论：随着原子序数的递增，元素化合价呈现 周期性变化。周期性变化。随着原子序数的递增，元素原子的随着原子序数的递增，元素原子的核核外电子层排布、原子半径和化合价外电子层排布、原子半径和化合价均均呈现呈现周期性周期性变化。变化。化合价与原子化合价与原子结构的关系结构的关系元素的元素的最高正最高正化合价化合价=元素原元素原子的子的最外层电子数最外层电子数最低负价最低负价+最高正价最高正价=8 2、元素周期律、元素周期律 元素的性质随着原子序数的递增而呈元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律叫做元素周期律。周期性变化的规律叫做元素周期律。3、元素周期律的实质、元素周期律的实质 元素性质的周期性变化是元素原子结元素性质的周期性变化是元素原子结构周期性变化的必然结果，这就是元素周构周期性变化的必然结果，这就是元素周期律的实质。期律的实质。4、同周期、同主族元素结构、性质的递同周期、同主族元素结构、性质的递变规律及金属元素、非金属元素的分区：变规律及金属元素、非金属元素的分区：分界线左边是金属元素，分界线右边分界线左边是金属元素，分界线右边是非金属元素，最右一个纵行是稀有气体是非金属元素，最右一个纵行是稀有气体元素。见下图：元素。见下图：元素周期表和元素周期律的应用元素周期表和元素周期律的应用（1）确定元素在周期表中的位置；）确定元素在周期表中的位置；（2）预测元素的性质；）预测元素的性质；（3）启发人们在一定的区域内寻找新物）启发人们在一定的区域内寻找新物质，会找不同用途的元素质，会找不同用途的元素在位于金属和非金属的分界线处寻找半在位于金属和非金属的分界线处寻找半导体材料；导体材料；在过渡元素中寻找催化剂和合金材料；在过渡元素中寻找催化剂和合金材料；在右上方如氯、磷、硫等处寻找制造农在右上方如氯、磷、硫等处寻找制造农药的元素；药的元素；1B Al SiGeAs Sb Te 2 3 4 5 6 7AAAA AA A 0 Po At非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强金属性逐渐增强金金属属性性逐逐渐渐增增强强 非非金金属属性性逐逐渐渐增增强强非金属区非金属区 金属区金属区零零族族元元素素定义：定义：相邻的相邻的两个两个或或多个多个原子原子(或或离子离子)之间之间强烈的相互作用强烈的相互作用叫做叫做化学键化学键。五、化学键化学键离子键金属键共价键非极性键极性键 由由阴、阳离子阴、阳离子之间通过之间通过静电作用静电作用所所形成的化学键叫形成的化学键叫离子键离子键 原子原子之间通过之间通过共用电子对共用电子对所形成的所形成的化学键叫化学键叫共价键共价键离子键和共价键的比较离离 子子 键键共共 价价 键键 成键微粒成键微粒成键本质成键本质表示方法表示方法成键元素成键元素存在存在 Cl H Cl -：Na+阴、阳离子阴、阳离子原原 子子静电作用静电作用共用电子对共用电子对活泼金属与活活泼金属与活泼非金属元素泼非金属元素同种或不同种同种或不同种非金属元素非金属元素只存在于离只存在于离子化合物中子化合物中非金属非金属 单质、共价化合单质、共价化合物及部分离子化合物中物及部分离子化合物中原子原子分子分子离子离子宏观宏观物质物质或范德华力或范德华力得失电子得失电子范德华力范德华力氢键氢键共价键共价键金属键或共价键金属键或共价键离子键离子键离离子子晶晶体体分分子子晶晶体体原原子子晶晶体体金金属属晶晶体体微观粒子与宏观物质的关系微观粒子与宏观物质的关系