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第五章 物质结构 元素周期律,2011高考导航,1.了解元素周期表的结构。 2了解原子的结构及同位素的概念。 3了解原子核外电子排布规律。 4掌握元素周期律的实质。,5掌握同一主族内元素性质的递变规律与原子结构的关系。 6掌握同一周期内元素性质的递变规律与原子结构的关系。 7理解离子键、共价键的含义。理解极性键和非极性键，了解分子间作用力。初步了解氢键。,2011高考导航,1.以重大的科技成果为知识背景，考查原子结构及各类粒子间的数量关系。 2根据核外电子排布规律分析判断原子核外电子排布特征以及元素在周期表中的位置。,命题热点,3依据元素周期律比较微粒半径的大小，元素金属性、非金属性的强弱等相关问题。 4以推断题的形式综合考查结构、位置和性质三者之间的关系。 5根据原子结构特点判断化学键的形成以及化合物的种类。,六种量,(1)原子(核素）质量：指原子的真实质量，也称绝对质量，是通过精密的实验测得的。如一个168O原子的质量为2.657X10-26kg，一个126C原子的质量为1.993×10-26kg等。 (2)原子（核素）原子量(相对原子质量)，以12C原子质量的1/12(作为标准，其他原子的质量跟它比较所得的值。 (3)原子（核素）质量数：如果忽略原子中电子的质量，将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值为1，则它们加起来的数叫质量数(为正整数值)。A=Z+N (4)同位素原子量，各同位素原子的质量与126C原子的质量的1/12的比值。近似等于其质量数 (5)元素的平均原子量(即元素的原子量)，指该元素各种天然同位素原子的原子量与所占的原子个数百分比乘积的加和 (6)元素的近似平均原子量：指该元素各种天然同位素原子的质量数与所占的原子个数百分比乘积的加和,三种微粒六种量，两素概念算清帐.,例题,某文献资料上记载的相对原子质量数据摘录如下： 试回答下列问题： （1）34.969是表示： 。 （2）35.453是表示： 。 （3）35是表示： 。 （4）35.5是表示： 。 （5）24.23%是表示： 。,核素35Cl的相对原子质量,氯元素的平均相对原子质量,核素35Cl的质量数,氯元素的近似相对原子质量,核素37Cl的原子个数百分比,3、已知35Cl:37Cl原子个数比为3:1 .求氯元素的近似相对原子质量？,4、（99）已知铱有两种同位素191Ir和193Ir，而铱的平均原子量为192.22，则两种同位素的原子个数比是 A.39:61 B. 61:39 C.1:1 D.39:11,A,35.5,讨论:,元素、核素、同位素的关系,1.元素的定义,具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子叫做元素。,具有相同质子数和不同中子数的同一元素的不同原子互称为同位素。,人们把具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素。,2.同位素的定义,3.核素的定义,核素1,核素2,同位素,元素,质子数,中子数,原子,单质,分子式,结构,化合物,nCH2,原子,单质,化合物,化合物,四同的区分：,课堂互动讲练,1区别,课堂互动讲练,2联系,课堂互动讲练,3组成原子的各种微粒及相互关系 (1)质子数(Z)核电荷数核外电子数 (2)质量数(A)质子数(Z)中子数(N) (3)阳离子的核外电子数质子数所带电荷数 (4)阴离子的核外电子数质子数所带电荷数,课堂互动讲练,答案：A,课堂互动讲练,课堂互动讲练,当堂达标训练,1(2009年如皋模拟)物质构成的奥秘告诉我们：元素的种类、化学性质分别与下列粒子数密切相关，它们是( ) A质子数、中子数 B质子数、最外层电子数 C中子数、最外层电子数 D最外层电子数、质子数,解析：选B。元素的种类由质子数决定，元素的化学性质与最外层电子数密切相关。 答案：B,当堂达标训练,2(2008年高考四川卷)下列叙述中正确的是( ) A除零族元素外，短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数 B除短周期外，其他周期均有18种元素 C副族元素中没有非金属元素 D碱金属元素是指A族的所有元素,解析：选C。短周期元素的最高正化合价一般等于其他最外层电子数即族序数，但F元素、O元素无正价，与题意不符，A错误；除短周期外，第四、五周期均有18种元素，但第六周期有32种，第七周期尚未排满，因此B项错误；C项正确；碱金属是指Li、Na、K、Rb、Cs、Fr元素，并不包括A族的氢元素，故D项错误。,当堂达标训练,3(2009年宁波模拟)已知一般情况下原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质。氟元素原子的核外电子排布示意图为 。下列原子中，与氟元素原子的化学性质相似的是( ),解析：选D。氟元素原子核外最外层电子数为7个，氯元素原子核外最外层电子数也为7个，故二者原子的化学性质相似。 答案：D,当堂达标训练,4(2009年广东茂名高三模拟)金属钛对人体体液无毒且有惰性，能与肌肉和骨骼生长在一起，有“生物金属”之称。下列有关Ti和 Ti的说法中正确的是( ) ATi和Ti的质量数相同，互称为同位素 BTi和Ti的质子数相同，互称同位素 CTi和Ti的质子数相同，是同一种核素 DTi和Ti核外电子数相同，中子数不同，不能互称为同位素,解析：选B。本题主要考查同位素之间的关系。同位素的质子数和电子数相等，核外电子排布相同，中子数和质量数不相等。Ti和 Ti的质子数均为22，中子数分别为26和28，答案是B项。 答案：B,当堂达标训练,52009年11月24日，海口市工商局在媒体上向消费者发布了农夫山泉和统一企业的三种饮料总砷含量超标的消息。12月1日，海口市工商局在媒体上又公布了农夫山泉和统一产品复检全部合格的消息，截然不同的两种结果，引起社会的广泛关注。此处砷指的是( ) A三氧化砷As2O3 B砷元素 C砷单质 D砷原子,解析：选B。饮料是一种物质，物质由元素组成，所以此处砷指的是砷元素。 答案：B,基础知识梳理,一、原子核外电子排布 1电子层的表示方法及能量变化,基础知识梳理,2原子核外电子排布规律 (1)核外电子一般总是尽先排布在 的电子层里。 (2)每个电子层最多容纳的电子数为 。 最外层最多容纳电子数不超过 (K 层为最外层时不超过 )。 次外层最多容纳的电子数目不超过 ，倒数第三层不超过 。,能量最低,2n2个,8个,2个,18个,32个,一、原子核外电子排布 1电子层的表示方法及能量变化,考纲解读,重点、难点： 1、元素周期表的结构（周期、族）及其应用。 2、主族元素在周期表中位置的确定 3、粒子半径大小的比较 4、元素化合价与其原子结构的关系,2元素周期律和周期表 （1）掌握元素周期律的实质，了解元素周期表的结构（周期、族） （2）掌握确定主族元素在周期表中位置的方法 （3）掌握微粒半径大小比较的规律 （4）元素化合价与其原子结构的关系,主要包括： 核外电子排布呈周期性变化 原子半径呈周期性变化 元素主要化合价呈周期性变化 元素的金属性和非金属性呈周期性变化,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。,实质：元素性质随着原子序数递增呈现出周期性变化，其本质原因是： _,元素的原子核外电子排布呈现周期性变化,（一）、元素周期律：,1、元素周期表是元素周期律的具体表现形式,（二）、元素周期表的结构,2、长式元素周期表的编排原则,横行（周期）：将电子层数相同的元素， 按核电荷数递增的顺序从左到右排列。,纵行（族）：将最外层电子数相同的元素， 按核电荷数递增的顺序从上到下排列。,原子序数 核电荷数 质子数 核外电子数（电中性原子）,短周期 short periods,长周期 long periods,不完全周期 uncompleted period,第7周期：,三长三短一不全,周期数 = 电子层数,3、结构：,2 种元素,8种元素,8种元素,18 种元素,18种元素,32 种元素,暂时26 种元素,族 Groups or Families,主族：,副族：,A , A , A , A ,A , A , A,第VIII 族：,稀有气体元素,零族：,共七个主族,B , B ,B , B , B ，B , B,共七个副族,包含三列：8、9、10列,七主、七副、一八、零,主族序数最外层电子数,其原子序数分别是：2、10、18、36、54、86,族序：A A B B B B B B B A A A A A 0 列序： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18,IA,IIA,IIIA,IVA,V A,VIA,VIIA,0,主族,副族,八族,零族,小结：元素周期表的结构,短周期,长周期,不完全周期,特别注意,1、元素周期表口诀：七主、七副、一八零、三短、三长、一不全，镧系、锕系排下边 2、周期序数 = 电子层数 3、主族序数 = 最外层电子数 以及族序数的书写形式 4、族序数与元素周期表列数的关系 5、记住每周期元素的种数 6、记住稀有气体元素原子的序数,2,3,3,3,2,第三周期第A 族,第三周期第A 族,第三周期第A 族,第二周期0族,5,6,1,3,8,+5,+6,+1,+3,-3,-2,（一）、主族元素在周期表中位置的确定,16S,练习1：根据原子结构确定位置,练习2：根据原子序数确定位置,推算原子序数为6,13,34,53,88,82的 元素在周期表中的位置。,第6号元素： 6-2=4 第二周期第A 族。,第13号元素： 13-10=3 第三周期第A 族。,第34号元素： 34-18=16 第四周期第A 族。,第53号元素： 53-36=17 第五周期第A 族。,第88号元素： 88-86 =2 第七周期第A 族。,一、2 二、10 三、18 四、36 五、54 六、86,为什么要确定元素在周期表中的位置呢？,第82号元素： 86-82 =4 第六周期第 A 族。,（二）、微粒半径大小的比较,同周期的主族元素，原子半径逐渐减小,同主族 原子半径逐渐变大,8.（06江苏卷）关于Na元素和F元素的叙述正确的是（ ） A原子序数NaF B原子半径NaF,A,1、元素原子半径,比较下列微粒半径的大小 i a b s； Na+ K+ Rb+, Cl- Br- I-, ,知识扩展及应用:比较微粒半径的大小,1.电子层数:电子层数越多，微粒半径越大。,a g l i Cl Na+ Mg2+ Al3+ P3- S2- Cl-, , , ,2.电子层数相同时,随着核电荷数增加,粒子半径逐渐减小。,Mg 2+ Mg, S S2-; Fe3+ Fe2+ Fe, ,3.核电荷数相同时,核外电子数越多,粒子半径越大。, , ,Mg 2+ Al3+, S2- Cl- K+ Ca2+, ,3.核外电子层结构相同时,核电荷数越多,粒子半径越小。,1.已知An+、B(n+1)+、Cn-、D(n+1)-都具有相同的电子层结构，则A、B、C、D的原子半径由大到小的顺序是_,离子半径由大到小的顺序是_,原子序数由大到小的顺序是_,BACD,ABDC,DCAB,练习：,方法指导：先通过结构找出其在周期表中的位置，再利用其在周期表中的位置分析,1同周期元素最高正价+1+7 （氧、氟无正价） 2主族元素的最高正化合价=族序数=最外层电子数。 3非金属元素：最高正价+|负化合价|=8 副族和第V族化合价较复杂,（05全国卷I）下列说法中正确的是 A非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素原子的最外层电子数 B非金属元素呈现的最低化合价，其绝对值等于该元素原子的最外层电子数 C最外层有2个电子的原子都是金属原子 D最外层有5个电子的原子都是非金属原子,A,3、元素的化合价,课堂互动讲练,1核外电子排布的特殊规律(短周期元素) (1)最外层有1个电子的元素：H、Li、Na。 (2)最外层有2个电子的元素：Be、Mg、He。 (3)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。,(4)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C；是次外层电子数3倍的元素：O；是次外层电子数4倍的元素：Ne。 (5)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。,(6)电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be。 (7)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si。 (8)内层电子总数是最外层电子数2倍的元素：Li、P。,课堂互动讲练,2核外电子数相等的微粒,课堂互动讲练,若两种微粒的质子数和核外电子数分别相等，则它们的关系可能是: 两种原子(同位素) 两种分子 两种阳离子且带电荷数相同 两种阴离子且带电荷数相同。,课堂互动讲练,用A、B、C2、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子)，请回答： (1)A元素是_，B元素是_，C元素是_(用元素符号表示)。 (2)D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是_ (3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是_。,(4)F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是_；电子式是_。 (5)G分子中含有4个原子，其分子式是_。 (6)H分子中含有8个原子，其分子式是_。,课堂互动讲练,【解析】 18电子微粒来源大体分为三个部分：一是第三周期的气态氢化物及失去H的对应离子；二是第四周期的金属阳离子；三是由第二周期气态氢化物去掉一个氢原子后，两两结合得到的分子，共16种；阴离子P3、S2、HS、Cl；分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4等，结合题目所给条件，不难确定所需答案。,课堂互动讲练,(2)写出A、B、E三种微粒反应的离子方程式：_,1通常情况下，微粒A和B为分 子， C和E为阳离子，D为阴离子，它们都含有10个电子；B溶于A后所得的物质可电离出C和D；A、B、E三种微粒反应后可得C和一种白色沉淀。请回答： (1)用化学符号表示下列四种微粒： A：_，B：_， C：_，D：_。,解析：常见的核外电子总数为10个电子的微粒有： 阳离子有Na、Mg2、Al3、NH4、H3O； 阴离子有N3、O2、F、OH； 分子有Ne、HF、H2O、NH3、CH4。,答案：(1)H2O NH3 NH4 OH (2)Al33NH33H2O=Al(OH)33NH4 或Mg22NH32H2O=Mg(OH)22NH4,课堂互动讲练,1推断中常利用的数值关系 (1)常见的等量关系 核外电子层数周期数； 主族序数最外层电子数最高正价8|最低负价|；,(2)序差关系 同主族、邻周期元素的原子序数差a位于过渡元素左侧的主族元素，即A、A族，同主族、邻周期元素原子序数之差为上一周期所含元素种数；,同周期A族和A族元素原子序数差 第二、三周期元素，原子序数差为1； 第四、五周期元素，原子序数差为11； 第六周期元素，原子序数差为25。,课堂互动讲练,1推断中常利用的数值关系,2推断方法 (1)根据核外电子排布规律 最外层电子数等于或大于3(小于8)的一定是主族元素。 最外层有1个或2个电子，则可能是A、A族元素 也可能是副族、族或0族元素氦。,最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于 第二周期。 某元素阴离子最外层电子数与次外层电子数相同， 该元素位于第三周期；若为阳离子，则位于第四周期。,课堂互动讲练,1推断中常利用的数值关系,2推断方法 (1)根据核外电子排布规律,(2)周期尾序推算法 首先熟记各周期0族元素原子序数， 然后拿已知元素原子序数去比较。,基础知识梳理,若ba12，则B元素处于A元素的下周期A或A族，如38号元素比第四周期氪的原子序数(36)多2，故该元素处在第五周期A族。 若ab15，则B元素处于A元素所在周期的AA族，如49号元素比第五周期的氙(54号)原子序数少5，因此该元素处在第五周期A族。,课堂互动讲练,1999年4月，核化学家在回旋加速器上用高能86Kr离子轰击208Pb，氪核与铅核融合，放出1个中子，生成 原子，在120微秒后，该核分裂出1个粒子(即氦原子核)，衰变成另一个新核 ，已知118号新元素位于周期表的0族，则下列说法正确的是( ),A116号元素属于第A族元素 B自然界中存在118号和116号元素,基础知识梳理,【答案】 D,课堂互动讲练,2(1)甲、乙是周期表中同一主族的两种元素，若甲的原子序数为x，则乙的原子序数不可能是（ ） Ax2 Bx4 Cx8 Dx180,(2)若甲、乙分别是同一周期的A族和A族元素，原子序数分别是为m和n，则下列关于m和n的关系不正确的是（ ） Anm1 Bnm18 Cnm25 Dnm11,课堂互动讲练,解析：因各周期元素的种数分别为：2,8,8,18,18,32； 同一主族的乙的原子序数可以是x2，x8，x18，x32，也可以是x2，x8，x18，x32。,对于第二、三周期，同一周期的A族和A族的元素原子序数只相差1，而对于第四、五周期来说，由于过渡元素的存在，相差11；而对于第六、七周期来说，由于镧系和锕系元素的存在，相差25。 答案：(1)B (2)B,当堂达标训练,6下表为元素周期表的一部分，请回答有关问题： (1)和的元素符号是_和_。 (2)表中最活泼的金属是_，非金属性最强的元素是_(填写元素符号)。 (3)表中能形成两性氢氧化物的元素是_(填名称)，分别写出该元素的氢氧化物与、最高价氧化物的水化物反应的化学方程式_，_。 (4)请设计一个实验方案，比较、单质氧化性的强弱：,Si,Ar,K,F,铝,2Al(OH)33H2SO4=Al2(SO4)36H2O Al(OH)3KOH=KAlO22H2O,(4)将单质(Cl2)通入盛有的钠盐(NaBr)溶液中，加入CCl4看四氯化碳层是否呈橙色，若呈橙色，则说明Cl2氧化性大于Br2,课时活页训练,