原子结构与元素的性质-课件.pptx
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- 原子结构 元素 性质 课件
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1、原子结构与元素的性质原原子子结结构构夯实基础:夯实基础:一、一、元素周期表的分区元素周期表的分区三、三、金属性和非金属性的递变规律金属性和非金属性的递变规律 二、二、原子半径大小比较原子半径大小比较 四、四、电离能电离能五、五、电负性电负性周期周期短周期短周期长周期长周期第第1周期:周期:2 种元素种元素第第2周期:周期:8 种元素种元素第第3周期:周期:8 种元素种元素第第4周期:周期:18 种元素种元素第第5周期:周期:18 种元素种元素第第6周期:周期:32 种元素种元素不完全周期不完全周期第第7周期:周期:26种元素种元素镧镧57La 镥镥71Lu 共共15 种元素称镧系元素种元素称镧
2、系元素锕锕89Ac 铹铹103Lr 共共15 种元素称锕系元素种元素称锕系元素周期序数周期序数 =电子层数电子层数 =最大能层序数最大能层序数(横行)(横行)知识回顾:知识回顾:元素周期表的结构元素周期表的结构 族族主族:主族:副族:副族:A,A,A,A,A,A,A 第第VIII 族:族:稀有气体元素稀有气体元素主族序数主族序数 =最外层电子数最外层电子数 族序数族序数 =纵行个位数(除纵行个位数(除第第VIII 族和零族外)族和零族外)(纵行)(纵行)零族:零族:共七个主族共七个主族B,B ,B,B,B,B,B 共七个副族共七个副族三个纵行三个纵行(8、9、10),位于),位于 B 与与B中
3、间中间 知识回顾:知识回顾:元素周期表的结构元素周期表的结构1.查看每个周期查看每个周期开头第一个元素的最开头第一个元素的最外层电子的排布式?外层电子的排布式?ns1(n表示电子层数表示电子层数)第一周期:第一周期:1s2其它周期:其它周期:ns2np6(n为电子层数为电子层数)2.查看每个周期查看每个周期最后一个元素的最外最后一个元素的最外层电子的排布式?层电子的排布式?价电子数价电子数有何规律?有何规律?相同相同4.同族过渡元素同族过渡元素的的价电子数价电子数有何规律?有何规律?相同或价电子层上的电子总数相等相同或价电子层上的电子总数相等!5.零族元素零族元素的的价电子数价电子数有何规律?
4、有何规律?除氦外,其它相同除氦外,其它相同!核外电子按能级排布与每一核外电子按能级排布与每一周期元素种数有没有关系?周期元素种数有没有关系?思考:思考:周周期期 元素种类元素种类相应相应能级中能级中的原子轨道的原子轨道电子最大容量电子最大容量一一二二三三四四五五六六七七 2 1s8 2s 2p8 3s 3p2881818323218 4s 3d 4p18 5s 4d 5p32 6s 4f 5d 6p26 7s 5f 6d 7p结论:结论:各周期元素的数目等于各周期元素的数目等于相应能级相应能级中原子中原子轨道所能容纳的电子总数!轨道所能容纳的电子总数!除第一周期外,能级介于:除第一周期外,能级
5、介于:nsnp之间的能级之间的能级!考考你:考考你:若元素周期表中还存在第若元素周期表中还存在第8周期,第周期,第8周周期最多可以存在多少种元素?期最多可以存在多少种元素?508s5g6f 7d 8p各能级的能量各能级的能量高高低顺序:低顺序:区的名称:区的名称:一般而言一般而言按构造原理,最按构造原理,最后填入电子的能级符号为区的名后填入电子的能级符号为区的名称。称。元素周期表的分区:1.s区:电子排布式区:电子排布式最后填入电子为最后填入电子为ns(n1)能级的元素能级的元素,即为,即为A与与A两列;两列;特点:特点:价电子总数等于族序数!价电子总数等于族序数!价电子排布式为:价电子排布式
6、为:nsns1212元素周期表的分区:是不是所有价电子为是不是所有价电子为ns1或或2(n1)的元的元素都在素都在S区?区?并不是并不是所有价电子为所有价电子为ns1或或2的元素都的元素都在在S区,有一个除外区,有一个除外He,He在在p区。区。考考你!考考你!2.p区:区:电子排布式电子排布式最后填入电子为最后填入电子为 np(n2)能级能级的元素的元素,含,含A至至A及零族及零族六列;六列;特点:特点:价电子总数等于主族序数(价电子总数等于主族序数(零族除外零族除外)!)!价电子排布式为:价电子排布式为:nsns2 2nPnP1616或或1s1s2 2元素周期表的分区:3.d区:区:电子排
7、布式电子排布式最后填入电子为最后填入电子为nd能能级级(n3)的元素的元素,含,含B至至B和和族族(镧系和锕系除外镧系和锕系除外);特点:特点:价电子总数等于副族价电子总数等于副族族族序数,若总序数,若总数为数为8、9、10,则为,则为族。族。价电子排布式为:价电子排布式为:(n-1)d19ns1或或2元素周期表的分区:4.ds区:区:按构造原理,按构造原理,电子排布式电子排布式先填满先填满ns能级再填能级再填(n-1)d能级能级的元素的元素,但事实上,但事实上可能可能是是ns能级还没有填满就填了能级还没有填满就填了(n-1)d能级,能级,可可认为电子先填满认为电子先填满(n-1)d ,再填,
8、再填ns(n4),含含B与与B两列;两列;价电子总数等于所在的纵列序数价电子总数等于所在的纵列序数 价电子排布式为:价电子排布式为:(n-1)d(n-1)d1010nsns1 1或或2 2特点:特点:元素周期表的分区:族序数族序数等于所在的纵列序数个位数等于所在的纵列序数个位数5.f区:区:包括镧系与锕系;包括镧系与锕系;元素周期表的分区:价电子排布式为:价电子排布式为:(n2)f 014(n1)d02ns2特点:略特点:略A01AAAAAA2p区区3s区区BBBBBBB4d区区ds区区567镧系镧系f区区锕系锕系元素周期表的五个分区元素周期表的五个分区 0 范围范围价电子价电子价电子特点价电
9、子特点S S区区 P P区区 d d区区 dsds区区 f f区区 元素周期表的分区小结:A与与Ansns1212价电子总数等于族序数价电子总数等于族序数A至至A及零族及零族nsns2 2nPnP1616或或1s1s2 2价电子总数等于主族序数价电子总数等于主族序数(零族除外)(零族除外)B至至B和和族族(镧系和锕系除外镧系和锕系除外)(n-1)d19ns1或或2价电子总数等于副族族序数,价电子总数等于副族族序数,若价电子总数为若价电子总数为8 8、9 9、1010,则为,则为族。族。B与与B价电子总数等于价电子总数等于所在的纵列序数所在的纵列序数(n-1)d(n-1)d1010nsns1 1
10、或或2 2镧系与锕系镧系与锕系(n2)f 014(n1)d02ns2价电子层结构价电子层结构元素在周期表中的位置元素在周期表中的位置n ns sx x 周期周期 族族n ns s2 2n np px x 周期周期 族族(n-1)d(n-1)dx xn ns sy y3 3x+y7x+y7 周期周期 族族8 8x+yx+y10 周期周期 族族(n-1)d(n-1)d1010n ns sx x 周期周期 族族n ns s2 2n np p6 6 周期周期 族族n nn nn nn nn nn nxAxA(2+x)A(2+x)AxBxB(x+y)B(x+y)B零零由价电子层结构判定元素在周期表中的位
11、置:由价电子层结构判定元素在周期表中的位置:例例1、指出下列元素在周期表中的位置指出下列元素在周期表中的位置基态原子的电子排布式为基态原子的电子排布式为Ar4s1的元的元素:素:区、区、周期、周期、族族 基态原子的电子排布式为基态原子的电子排布式为Ar3d34s2的元素:的元素:区、区、周期、周期、族族 基态原子的电子排布式为基态原子的电子排布式为Ar3d104s1的元素:的元素:区、区、周期、周期、族族 基态原子的电子排布式为基态原子的电子排布式为Ne3s23p5的元素:的元素:区、区、周期、周期、族族 S S 第四第四 IAIA d d 第四第四 VIBVIB dsds 第四第四 IBIB
12、 P P 第三第三 VIIA VIIA1 1、下面给出外围电子排布式及对应的元下面给出外围电子排布式及对应的元素在周期表中的位置,其中素在周期表中的位置,其中正确的是正确的是,请说明请说明错误选项的理由:错误选项的理由:A.A.4s4s2 24p4p5 5 四周期四周期A A族族 B.B.3d3d7 74s4s2 2 四周期四周期族族 C.C.4d4d10105s5s2 2 五周期五周期A A族族 D.D.3d3d5 54s4s1 1 三周期三周期B B族族B B课堂练习:课堂练习:2 2、原子结构原子结构与与元素在周期表中的位置元素在周期表中的位置是是有什么关系?有什么关系?(1).周期数周
13、期数=最大能层数最大能层数(钯除外,因为钯除外,因为46Pd Kr4d10,最大能层数是最大能层数是4,但是在第五周期),但是在第五周期)(2).纵行个位数纵行个位数=族序数族序数如:如:29Cu 3d104s1 在第在第11纵行,个位数是纵行,个位数是1,在在IB。3 3、已知某元素在周期表中位于已知某元素在周期表中位于第五周第五周期、期、AA族族位置上。试写出该元素基态位置上。试写出该元素基态原子的原子的价电子排布式价电子排布式、电子排布电子排布式并分式并分析析该元素在哪区该元素在哪区?由于是由于是AA族,族,4d4d必是全充满的,所以必是全充满的,所以价电子排布为价电子排布为:5s5s2
14、 25p5p4 4电子排布式电子排布式:Kr4dKr4d10105s5s2 25p5p4 4属属P区区4 4、已知某元素的已知某元素的价电子层结构为价电子层结构为3d3d5 54s4s2 2,试确定其在周期表中的,试确定其在周期表中的位置。位置。第四周期,第四周期,BB族。族。5 5、试确定试确定3232号元素在周期表中的号元素在周期表中的位置位置 第四周期,第四周期,AA族族 1s22s22p63s23p63d104s24p2 Ar3d104s24p2 价电子电子排布式价电子电子排布式:4s24p2 6 6、判断处于第三周期,判断处于第三周期,AA族元素的族元素的价价电子电子排布式电子电子排
15、布式、原子序数原子序数。3s3s2 23p3p2 2,第,第1414号元素号元素返返回回二、原子半径大小比较 2.决定因素 能层数 能层能层(电子层电子层)越多半径越大越多半径越大核电荷数 核电荷数越大半径越小核电荷数越大半径越小 1.原子半径:同周期,从左到右,原子半径越来越小。同周期,从左到右,原子半径越来越小。同主族,从上到下,原子半径越来越大。同主族,从上到下,原子半径越来越大。电子总数电子数越多,原子半径越大。电子数越多,原子半径越大。3.3.比较粒子半径大小的方法比较粒子半径大小的方法(1).电子层数越多电子层数越多,原子半径越大。原子半径越大。(3).电子层、核电荷数都相同时电子
16、层、核电荷数都相同时,电子数越多,电子数越多,原子半径越大。原子半径越大。三看法!三看法!(2).电子层相同时电子层相同时,核电荷数越大,原子半径核电荷数越大,原子半径越小。越小。比较下列微粒的半径的大小:比较下列微粒的半径的大小:(1).Ca AI (2).Na+Na(3).Cl-Cl (4).K+Ca2+S2-CI-r(Sr(S2 2)r(CI)r(CI-)r(K)r(K+)+)r(Car(Ca2+2+)课堂练习1:元素周期表中的元素周期表中的同周期主族元素同周期主族元素从左到右,原子半径的变化趋势如何?从左到右,原子半径的变化趋势如何?应如何理解这种趋势?应如何理解这种趋势?周期表中的周
17、期表中的同主族元素同主族元素从上到下,从上到下,原子半径的变化趋势如何?应如何理原子半径的变化趋势如何?应如何理解这种趋势?解这种趋势?返返回回H HLiLiBeBeB BC CN NO OF FNaNaMgMgAlAlSiSiP PS SClClK KCaCaGaGaGeGeAsAsSeSeBrBrRbRbSrSrInInSnSnSbSbTeTeI ICsCsBaBaTlTlPbPbBiBiPoPoAtAt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属性逐渐增强金属性逐渐增强非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强三、金属性和非金属性的递变规律 同周期,从左到右,元素的金属性减弱,
18、非金属性增强 同主族,从上到下,元素的金属性增强,非金属性减弱 返返回回四、电离能四、电离能 1.第一电离能 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最低能量。用符号I I1 1表示,单位:k kJ J/mol/mol概念要点:气态基态电中性失去一个电子2.元素第一电离能的变化规律:a a.从左到右总体呈现递增趋势从左到右总体呈现递增趋势(IAIA族最小,族最小,0 0族最大族最大)。b.第第A A元素元素 A A的元素;第的元素;第AA元素元素 AA元素元素(第第AA元素元素和和第第AA元素元素出现反常出现反常)。136136号元素号元素中第一电离能最小的是中第一电离能最小的是
19、:。第一电离能最大的是第一电离能最大的是:。同主族:同主族:K KHeHe从上到下第一电离能逐渐减少。从上到下第一电离能逐渐减少。.同周期:同周期:(2).第一电离能越小,气态时越容易失去电子第一电离能越小,气态时越容易失去电子即元素在气态时的金属性越强。即元素在气态时的金属性越强。3.第一电离能的意义:第一电离能的意义:(1).衡量元素的原子失去衡量元素的原子失去1个电子的难易程度个电子的难易程度;探探 究究为何为何“铍铍”的第一电离能会大于的第一电离能会大于“硼硼”?BeBe:1s22s2 (全满状态)(全满状态)B:1s1s2 22s2s2 22p2p1 1 (不稳定状态)(不稳定状态)
20、因此失去第一个电子,因此失去第一个电子,B B比比BeBe容易,容易,故故B B的第一电离能小与的第一电离能小与BeBe。探探 究究为何为何“Mg”的第一电离能会大于的第一电离能会大于“Al”?Mg:1s22s22P63S2(全满状态)(全满状态)Al:1s22s22P63S23P1(不稳定状态)(不稳定状态)因此失去第一个电子,因此失去第一个电子,Al比比Mg容易,容易,故故Al的第一电离能小与的第一电离能小与Mg。探探 究究为何为何“N”的第一电离能会大于的第一电离能会大于“O”?电离能电离能第一电离能第一电离能第二电离能第二电离能第三电离能第三电离能第四电离能第四电离能第五电离能第五电离
21、能第六电离能第六电离能第七电离能第七电离能 1.看逐级电离能的看逐级电离能的突变突变确定化合价。确定化合价。例例.下表列出了某短周期元素下表列出了某短周期元素R的各级电离能的各级电离能数据数据(用用I1、I2表示,单位为表示,单位为kJmol1)。I1I2I3I4R7401 5007 70010 500下列关于元素下列关于元素R的判断中的判断中一定正确一定正确的是的是()A.R的最高正价为的最高正价为3价价B.R元素位于元素周期表中第元素位于元素周期表中第A族族C.R元素的原子最外层共有元素的原子最外层共有4个电子个电子D.R元素基态原子的电子排布式为元素基态原子的电子排布式为1s22s2B
22、第一电离能小于第一电离能小于“别人别人”,难道第二电离能,难道第二电离能也一定小于也一定小于“别人别人”吗?吗?电离能电离能第一电离能第一电离能第二电离能第二电离能第三电离能第三电离能第四电离能第四电离能第五电离能第五电离能第六电离能第六电离能第七电离能第七电离能1.碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么关系?关系?碱金属元素的第一电离能越小,金属的活泼性就越强。2.为什么原子逐级电离能越来越大?这些数据跟钠、镁、铝的化合价有何关系?因为随着电子的逐个失去,阳离子所带的正电荷数越来越大,再失去一个电子需克服的电性引力也越来越大,消耗的能量也越来越多。看逐级
23、电离能的突变确定化合价。学与问:下列说法正确的是(下列说法正确的是()A.A.第第3 3周期所含的元素中钠的第一电离能最小周期所含的元素中钠的第一电离能最小B.B.铝的第一电离能比镁的第一电离能大铝的第一电离能比镁的第一电离能大C.C.在所有元素中,氟的第一电离能最大在所有元素中,氟的第一电离能最大.D.D.钾的第一电离能比镁的第一电离能大钾的第一电离能比镁的第一电离能大.A反常现象反常现象最大的是稀有气体的元素:最大的是稀有气体的元素:HeHe从左到右呈现递增趋势(最小的是碱金属)从左到右呈现递增趋势(最小的是碱金属)K KNaNaMgMg课堂练习课堂练习:返返回回五、电负性1.基本概念基本
24、概念键合电子键合电子:原子中用于形成化学键的电子称为键合电子。原子中用于形成化学键的电子称为键合电子。电负性:电负性:用来描述不同元素的原子对键合电子的吸用来描述不同元素的原子对键合电子的吸引力的大小(电负性是相对值,没单位)。引力的大小(电负性是相对值,没单位)。化学键:化学键:可理解为,可理解为,元素相互化合,原子之间产生的相元素相互化合,原子之间产生的相互作用力,形象地叫做化学键。互作用力,形象地叫做化学键。2.标准标准以氟的电负性为以氟的电负性为4.04.0和锂的电负性为和锂的电负性为1.01.0作为相对标准,得出了各元素的电负性。作为相对标准,得出了各元素的电负性。.同周期同周期,主
25、族元素主族元素的电负性从左到右逐渐的电负性从左到右逐渐增大,表明其吸引电子的能力逐渐增强。增大,表明其吸引电子的能力逐渐增强。.同主族同主族,元素的电负性从上到下逐渐减,元素的电负性从上到下逐渐减小,表明其吸引电子的能力逐渐减弱。小,表明其吸引电子的能力逐渐减弱。3.3.变化规律变化规律:4.电负性的意义:电负性的意义:衡量元素在化合物中吸引电子的能力。衡量元素在化合物中吸引电子的能力。元素的电负性大,对键合电子的吸引能力强;元素的电负性大,对键合电子的吸引能力强;元素的电负性小,对键合电子的吸引能力弱。元素的电负性小,对键合电子的吸引能力弱。5.电负性的应用:电负性的应用:判断元素的金属性和
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