2019年物质结构元素周期律精品教育.ppt
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1、2019/6/13,1,原子,原子核 质子(带一个单位正电荷) 中子 (不电荷) 电子(带一个单位负电荷) 两个关系式: 核电荷数 =质子数 = 核外电子数 质量数 = 质子数 + 中子数 即 A = Z + N,2019/6/13,2,同位素,质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。 同位素的表示法 同位素与同素异形体的区别 同位素的相对原子质量 元素的相对原子质量 元素的近似相对原子质量 同位素的应用,2019/6/13,3,下列各量各由什么决定?,元素种类: , 同位素: , 原子种类: , 主族元素的化学性质: 。,2019/6/13,4,微粒半径判断,同主族:同一主族
2、元素的原子或离子半径从上而下依次增大。 同周期:同一周期主族元素的原子或离子半径从左到右逐渐变小。 同元素:原子半径比其阳离子半径大 原子半径比其阴离子半径小。 电子层结构相同离子:其核电荷数愈大,离子半径愈小(阴上阳下,径小序大),2019/6/13,5,几种等体微粒,1、 惰性结构(单核粒子) He型(2e): Ne型(10e): Ar型(18e):,Li+、H-、Be2+,Na+、Mg2+、Al3+、F-、O2-、N3-,K+、Ca2+、Cl-、S2-,2019/6/13,6,2 ,电子数相同微粒 10电子微粒: 分子Ne、CH4、NH3、H2O、 HF; 离子:Na+、Mg2+、Al3
3、+、N3-、F-、NH4+、H3O+、OH-、NH2- 18电子微粒:分子:Ar、SiH4、PH3、H2S、HCl、F2、H2O2等 离子:K+、Ca2+、S2-、Cl-、HS-、O22-,2019/6/13,7,3,质子数相同微粒 分子: N2、CO;N2O、CO2 原子,原子团: F、 -OH 离子: Na+、H3O+、NH4+ ; HS-、Cl-;,2019/6/13,8,核外电子的运动,电子云 电子层 电子亚层 轨道 电子自旋 能级交错,2019/6/13,9,s电子轨道都是球形的,P原子轨道图,2019/6/13,10,电子层,电子层n 1 2 3 4 5 K L M N O 能级
4、升高 电子离核距离 增大,2019/6/13,11,电子亚层,电子亚层分别用s、p、d、f 等符号表示。 K层只包含一个S亚层 L层包含S 和P 两个亚层 M层包含S、P、d 三个亚层 N层包含S、P、d、f 四个亚层,2019/6/13,12,轨道(电子云伸展方向),电子层亚层与轨道数 电子层 一 二 三 四 亚层数 1 2 3 4 亚层符号 s s p s p d s p d f 轨道数 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7,2019/6/13,13,电子自旋,通常用符号和表示自旋方向。,2019/6/13,14,描述多电子原子核外电子的运动状态,需要知道不同电子层上原子轨道的数目和电子
5、在原子轨道上的填充顺序。(见下表),2019/6/13,15,核外电子排布规律,1.能量最低原理 根据此原理,电子应首先从能级最低的1s轨道填充,然后依次再填入较高能级。 2保利不相容原理 通俗地讲,每一个原子轨道中最多只能容纳两个电子,而且这两个电子的自旋方向必须相反。 3洪特规则 在同一亚层若电子不止一个,则它们尽可能分占不同的轨道,且自旋平行。,2019/6/13,16,电子填充的先后顺序(构造原理: 1s 2s 2p 3s3p4s3d4p 5s4d5p 6s4f5d6p 7s5f6d7p ,能级交错,2019/6/13,17,表示核外电子运动状态的方法,1、结构示意图:如氧原子的结构示
6、意图: Cl-的结构示意图: 2、电子排布式:如O: 1s2 2s22p4 O2-:1s2 2s22p6 3、轨道表示式: 如N:,2019/6/13,18,N3-:,4,电子式:在元素符号周围用小黑点(或x)表示原子的最外层电子的式子,2019/6/13,19,电子式,原子的电子式,离子的电子式,在元素符号周围用小黑点或小叉表示的式子叫电子式,化合物的电子式,2019/6/13,20,练习,画出下列微粒的电子式: OH- _ OH_ NH3 _ CHO _ H2O2 _ Na2O2 _ CaC2 _ FeS2 _ CO2_ NH4+_,2019/6/13,21,一,7个周期,三个短周期,第1
7、周期 2种元素,第2周期 8种元素,第3周期 8种元素,第6周期 32种元素,第5周期 18种元素,第4周期 18种元素,三个长周期,元素周期表的结构、特点,一个不完全周期:第七周期,应有32种元素, 现有26种元素。,周期序数电子层数,2019/6/13,22,二,16个族:,七个主族:由长周期和短周期元素组成,IAVIIA 位于第1、2、13、14、15、16、17纵行,一个第族:位于第8、9、10三个纵行,七个副族:仅由长周期元素组成,IBVIIB 位于第11、12、3、4、5、6、7纵行,一个0族:稀有气体元素族,位于第18纵行,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
8、价数 8最低负价数,了解元素周期表之最!,2019/6/13,23,1,B,Al,Si,Ge,As,Sb,Te,2,3,4,5,6,7,A,A,A,A,A,A,A,0,Po,At,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,非金属区,金属区,零 族 元 素,元素性质递变规律,2019/6/13,24,知识整合,2019/6/13,25,知识整合,元素在周期表中的位置、结构、性质之间的关系,2019/6/13,26,1元素原子结构的特征规律 核电荷数为118的元素原子的结构是考纲重点要求掌握的内容和高考命题时重点考查的对象。熟练掌握其结构特征,尤其是核外电子的排布规律是快
9、速判断元素并解决相关问题的前提和基础: (1)最外层电子数为1的原子有H、Li、Na;最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg。 (2)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、Ar;最外层电子数是次外层电子数两倍的原子是C;,规律技巧提炼,2019/6/13,27,最外层电子数是次外层电子数三倍的原子是O;最外层电子数是次外层电子数的四倍的原子是Ne。 (3)次外层电子数是最外层电子数两倍的原子是 Li、Si。 (4)内层电子总数是最外层电子数两倍的原子有 Li、P。 (5)电子层数是最外层电子数两倍的原子是Li。 (6)最外层电子数是电子层数两倍的原子有He、C、S。,规律技巧提炼,20
10、19/6/13,28,(7)最外层电子数是电子层数三倍的原子是O。 2某些元素或原子的特征性质(20号以内的元素) (1)与水反应最剧烈的金属是K,非金属是F。 (2)原子半径最大的是K,最小的是H。 (3)单质硬度最大、熔沸点最高、形成化合物种类最多且其气态氢化物中含氢百分数最高的元素是C。 (4)同条件下气体密度最小,原子核内只有质子没有中子,原子序数、电子层数、最外层电子数均相等的元素是H。,规律技巧提炼,2019/6/13,29,(5)气态氢化物最稳定的是HF;只有负价而无正价的元素是F;最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是Cl,碱性最强的是K。 (6)气态氢化物在水中溶解度最大,其水
11、溶液呈碱性的是N。 (7)单质及其最高价氧化物都是原子晶体的元素是Si。 (8)具有两性的元素是Al、Be (9)最轻的金属元素是Li。,规律技巧提炼,2019/6/13,30,化学键,1、定义(略),注意:化学键存在于分子内原子(或离子)间, 不存在于分子之间; 与分子间作用力比较。,2、分类:,离子键、共价键、金属键,2019/6/13,31,比较三种化学键,阴、阳离子,同种非金属原子,不同种非金属原子,金属阳离子和自由电子,静电作用,共用电子对,阳离子和自 由电子强烈 作用,离子化合物,离子化合物共价单质 共价化合物,金属单质,电子式,电子式、结构式,半径和电荷数,半径和共用电子对数,半
12、径和电荷数,离子化合物 共价化合物,2019/6/13,32,2019/6/13,33,归纳: 1、只含非极性共价键的物质:,2、只含有极性共价键的物质:,3、既有极性键又有非极性键的物质:,4、既有离子键又有非极性键的物质:,同种非金属元素构成的单质,如:2、N2、P4、金刚石、 晶体硅等。,一般是不同非金属元素之间构成的共价化合物。 如:HCl、NH3、SiO2、CS2等。,如:H2O2、C2H2、CH3CH3、C6H6(苯)等。,如:Na2O2、Na2Sx、CaC2等。,2019/6/13,34,5、由离子键、共价键构成的物质:,8、由强极性键构成但又不是强电解质的物质是:,6、只含有共
13、价键而无范德华力的化合物:,7、无化学键的物质:,如:NH4Cl等。,如:原子晶体SiO2、SiC等。,稀有气体,如:氩等。,如:HF。,2019/6/13,35,4、化学键强弱对物质性质的影响,对于离子化合物(或离子晶体),离子键的强弱影响物质的 稳定性、熔沸点。,对于共价化合物或非金属单质,共价键的强弱会影响物质的 稳定性,而对于原子晶体(C、Si、SiO2、SiC等)会影响 熔沸点。,对于金属晶体,金属键的强弱会影响 熔沸点、单质的还原性和离子氧化性。,5、化学键与化学反应,注意:化学反应,化学键一定被破坏,化学键被破坏,不一定是化学反应,如:HCl溶于水,NaCl熔化等,2019/6/
14、13,36,思考:1。下列分子中所有原子都满足最外层8e结构的是( ) A、PCl5 B、BeCl2 C、HClO D、光气(COCl2) E、二氟化氙,2,下列说法正确的是( ) A非金属原子间不可能形成离子键 B金属原子不可能形成共价键 C构成分子晶体的徽粒中一定含有共价键 D离子晶体中不可能含有共价键 E共价化合物中一定含有分子 F共价化合物中不可能含离子键,2019/6/13,37,极性分子和非极性分子,2019/6/13,38,共价键的分类,极性键,非极性键,2019/6/13,39,在单质分子中,同种原子形成共价键,两个原子吸引电子的能力 相同,共用电子对不偏向任何一个原子,因此成
15、键的原子都不显 电性。这样的共价键叫做非极性共价键,简称非极性键。,2019/6/13,40,在化合物分子中,不同种原子形成 的共价键,由于不同原子吸引 电子的能力不同,共用电子对必然偏向吸引电子能力强的原子一 方,因而吸引电子能力较强的原子一方相对地显负电性,吸引电 子能力较弱的原子一方相对地显正电性。这样的共价键叫做极性 共价键,简称极性键。,2019/6/13,41,极性键的判断方法,由不同元素的原子形成的共价键是极性键,如HCl、CO2 CCl4、SO42、OH等都含有极性键。,2019/6/13,42,非极性键的判断方法,由相同元素的原子形成的共价键是非极性键。如单质分子(Xn, n
16、1,如H2、Cl2、P4等)和某些共价化合物(如乙醇、乙烯等) 某些离子化合物(如Na2O2等)含有非极性键。,2019/6/13,43,键参数,键长:成键原子核之间的距离 键能:气态时断开1mol分子变成气态原子时所需要的能量。 键角:分子中成键原子间的夹角。,2019/6/13,44,有关键长数据:,相应键能数据:,2019/6/13,45,2019/6/13,46,1、键能与键长的关系:,键长越长键能越小;,键长越短键能越大。,2、键能与分子稳定性的关系:,思考:,3、键能与物质熔点高低的关系:,键长越长键能越小分子越不稳定;,键长越短键能越大分子越稳定。,键能越小熔沸点越低;,键能越大
17、熔沸点越高。,2019/6/13,47,思考:,根据键的参数分析卤素气态氢化物,HF HCl HBr HI,的稳定性。,2019/6/13,48,极性分子:分子中正负电荷中心不重合,从整个分子来看,电荷的分布是不均匀的,不对称的,这样的分子为极性分子。,非极性分子:分子中正负电荷中心重合,从整个分子来看,电荷的分布是均匀的,对称的,这样的分子为极性分子。,2019/6/13,49,键的极性与分子的极性的区别与联系,极性键和非极性键,是否由同种元素原子形成,极性分子和非极性分子,极性分子和非极性分子,1. 以非极性键结合的双原子分子必为非极性分子;,2. 以极性键结合的双原子分子一定是极性分子;
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