第二节原子结构与元素周期律专题.ppt

第二节 原子结构与元素的性质,一 、原子结构与元素周期表,知识回顾,元素周期表的结构,推测核电荷数为56的元素在周期表中第_周期第_族,下列关于它的性质的说法中正确的是 A、它可以从硫酸铜溶液中置换出铜单质 B、它可以从冷水中置换出氢气 C、钡可以从饱和食盐水中置换出金属钠 D、钾可以从氯化钡溶液中置换出金属钡,六,二主,(B),原子结构,表中位置,元素性质,原子序数= 核电荷数,周期数= 电子层数,主族序数=最外层电子数,同位素化学性质相同,相似性 递变性（从上至下，金属性增强，非金属性减弱）,同周期,同主族,递变性（从左到右，金属性减弱，非金属性增强）,电子层数,最外层电子数,元素金属性、 非金属性强弱,（主族）最外层电子数 = 最高正价,最外层电子数8 = 最低负价,原子结构决定元素在周期表中的位置，决定性质,写出碱金属元素基态原子的电子排布,3,二,1s22s1或He2s1,11,三,1s22s22p63s1或Ne3s1,19,四,1s22s22p63s23p64s1或Ar4s1,37,五,1s22s22p63s23p63d104s24p65s1或Kr5s1,55,六,1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1或Xe6s1,科学探究,1.原子的电子排布与周期的划分,(1)结合周期表,我们会发现,每一周期的第一种元素(除第一周期外)是 _, 最外层电子排布为_ ,每一周期的最后一种元素都是 _, 这些元素的最外层电子排布除He为1s2 外,其余都是_.,碱金属,ns1,稀有气体,ns2np6,(2)观察周期表发现周期表中周期序数等于该周期中元素的_.,能层数,(3)我们把“构造原理”中能量接近的原子轨道划分为一个“能级组”,下表是各周期所含元素种数与相应能级组的原子轨道关系,2 8 8 18 18 32 未完,2,8,8,18,18,32,未满,32,可见各周期所含元素的种数等于相应能级组中各轨道中最多容纳的电子数之和,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，元素周期表的周期不是单调的，每一周期里元素的数目不总是一样多，而是随着周期序号的递增渐渐增多。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。,2.原子的电子排布与族的划分,周期表上元素的“外围电子排布”简称“价电子层”，这是由于这些能级上的电子可在化学反应中发生变化,这些电子称为价电子,仔细观察周期表,看看每个族序数与价电子数是否相等？,在周期中有18个纵列,除零族元素中He （1s2）与其它稀有气体ns2np6不同外,一般说来,其它每个族序数和价电子数是相等的. 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,元素周期表里的元素可按不同的分类方法分为不同的区,你能把周期表裁剪成不同的区吗?,按电子排布，可把周期表里的元素划分为5个区，仔细观察周期表,你能划分开吗?这些区分别有几个纵列？,(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),3.原子的电子构型和元素的分区,为什么s区、d 区和ds区都是金属？,S 区元素：最外层构型是ns1和ns2。IA和 IIA族元 素。除H外，其余为活泼金属。,p区元素：最外层电子构型从ns2np1ns2np6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区元素:包括B族和B族元素，最外层电子数皆为12个，均为金属元素 。,f区元素：包括镧系和锕系元素。最外层电子数基本相同，化学性质相似。,d区元素:包含第B族到V族元素。最外层电子数皆为12个，均为金属元素，性质相似。,小结:,1、原子的电子排布与周期的划分,(1)每一周期的第一种元素(除第一周期外)都是 _,最外层电子排布为_,每一周期的最后一种元素都是_，这些元素的最外层电子排布除He为1s2 外,其余都是_ (2) 周期序数等于该周期中元素的_。 (3) 各周期所含元素的种数等于相应能级组中各轨道中最多容纳的电子数之和。,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：大多数族次=（n-1)d+ns的电子数=价电子数 3、原子的电子构型和元素的分区,1. 为什么副族元素又称为过渡元素？,2.为什么在元素周期表中非金属元素主要集中在右上角三角区内（如图）？,3.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？,思考题：,应具备的能力,1.已知某元素所在周期和族，会写出其电子层结构。,2.已知元素的原子序数，会写出第四周期稀有气体（Kr）以前的元素的电子层结构。并能判断其周期、族和区。,3.根据元素电子层结构和周期表中的位置，对元素应该具有的性质会作初步的判断,原子结构与元素的性质,同周期的主族元素从左到右，最高化合价从+1-+7，最低化合价从-4-1价，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。,提问:,元素周期表中，同周期的主族元素从左到右，最高化合价和最低化合价、金属性和非金属性的变化有什么规律?,回答:,原子半径的大小取决于两个相反的因素：一是电子的能层数，另一个因素是核电荷数。这两个因素怎样影响原子半径？,讨论:,电子的能层越多，电子之间的负电排斥将使原子的半径增大；而核电荷数越大，核对电子的引力也就越大，将使原子的半径缩小。这两个因素综合的结果使各种原子的半径发生周期性的递变。,总结:,1.同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减少，电子层数数相同，核电荷数起主要作用；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，电子层数起主要作用。,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。上述表述中的“气态”“基态”“电中性”“失去一个电子”等都是保证“最低能量”的条件。,2.电离能:,碱金属原子的第一电离能随核电荷数递增有什么规律呢?,从图l2l可见，每个周期的第一个元素(氢和碱金属)第一电离能最小，最后一个元素(稀有气体)的第一电离能最大；同族元素从上到下第一电离能变小(如He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn的第一电离能依次下降，H、Li、Na、K、Rb、Cs的第一电离能也依次下降)。,规律：,1、金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么联系? 2、下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能,学与问：,为什么原子的逐级电离能越来越大?这些数据跟钠、镁、铝的化合价有什么联系?,1、碱金属越活泼，第一电离能越小。 2、逐级电离时，原子核对核外电子的吸引能力是越来越大，所以原子的逐级电离能越来越大,键合电子：原子中用于形成化学键的电子。 电负性：用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。,从图我们可以看到，周期表从左到右，元素的电负性逐渐变大；周期表从上到下，元素的电负性逐渐变小。,递变规律：,电负性的大小也可以作为判断金属性和非金属性强弱的尺度。,金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属” (如锗、锑等)的电负性则在18左右，它们既有金属性，又有非金属性。,图126左是用图l23的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第工A和A族元素的电负性变化图。,动手实践：,在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素(如图l27)的有些性质是相似的(如硼和硅的含氧酸盐都能形成玻璃且互熔)，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。,查阅资料：,1、锂和镁的相似性 （1）锂、镁在氧气中燃烧，均生成氧化物（Li2O和MgO），不生成过氧化物。 （2）锂、镁在加热时直接和氮反应生成氮化物（Li3N和Mg3N2），而其他碱金属不能和氮作用。 （3）.锂、镁和氟化物（LiF、MgF2）、碳酸盐（Li2CO3、MgCO3）、磷酸盐（Li3PO4、Mg3（PO4）2）均难（或微）溶于水，其他相应化合物为易溶盐。 （4）水合锂、镁氯化物晶体受热发生水解。 （5）锂和镁、硝酸盐分解产物相似。 （6）IA中只有锂能直接和碳生成Li2C2镁和碳生成Mg2C3(C=C=C)4-) （7）锂、镁的氯化物均溶于有机溶剂中表现出共价特性。 略,本讲知识网络,原子结构,元素周期律,电子层结构,能层与能级,电子云与原子轨道,核外电子排布规律,原子半径、电离能、 电负性,对角线规则,各周期元素数目,周期表中元素的分区,电子排布式 原子实 外围电子排布,能量最低原理,泡利原理,洪特规则及特例,构造原理,基态与激发态,本讲知识网络,元素的金属性与非金属性,氢 2.1 锂 1.0 铍1.5 硼2.0 碳2.5 氮3.0 氧 3.5 氟 4.0 钠 0.9 镁1.2 铝1.5 硅1.8 磷2.1 硫 2.5 氯 3.0 钾 0.8 钙1.0 镓1.6 锗1.8 砷2.0 硒 2.4 溴 2.8 铷 0.8 锶1.0 铟1.7 锡1.8 锑1.9 碲 2.1 碘 2.5 铯 0.7 钡0.9 铊1.8 铅1.9 铋1.9,鲍林指定氟的电负性为4.0，锂的电负性为1.0.并以此为标准确定其他元素的电负性。,课堂练习,1、下列说法中正确的是 （ ） A.同周期中 A族元素的原子半径最大 B. A族元素的原子,半径越大,越易得到电子 C.室温时,零族元素的单质都是气体 D.同一周期中,碱金属元素的第一电离能最大,C,2、判断下列元素间的第一电离能的大小 Na K N P F Ne Cl S Mg Al O N,课堂练习,