(新教材)2021版高中化学人教版必修第一册第4章物质结构元素周期律全章课件.ppt
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- 新教材 2021 高中化学 人教版 必修 一册 物质 结构 元素周期律 课件
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1、 情景切入 丰富多彩的物质世界是由一百多种元素组成的。这些元素之间有什么内在联系?它们是如何相互结合形成多种多样的物质的?让我们走进教材,学习物质结构、元素周期律。知识导航 本章通过分类整理的方法对元素之间的联系进行研究;从微观角度探究元素之间的内在联系。本章知识在结构上分为三节:第一节主要学习原子结构与元素周期表原子结构、元素周期表、核素、原子结构与元素性质;第二节主要学习元素周期律元素性质的周期性变化规律、元素周期表和元素周期律的应用;第三节主要学习化学键离子键、共价键。学法指导 1微观分析练规范 微观分析原子的组成,掌握原子的书写标准,知道原子中各种微粒的关系。通过类比的方法,对元素、核
2、素、同位素的概念进行辨析,加深理解。2理解本质重应用 结合第3周期元素的原子结构示意图,通过对教材中元素原子的核外电子排布、原子半径、主要化合价等各项内容的比较、分析和归纳,总结出元素周期律的本质。3把握内涵懂实质 通过周期表的排列规则,认识元素周期表的结构,理解同周期或同主族元素性质递变的规律性,掌握元素性质的递变规律。4由表及里明方法 依据教材所给的方法,通过实验学会比较元素的金属性和非金属性强弱的方法,并明确通过固定物质的性质反过来比较元素的金属性或非金属性。5紧扣特征得规律 依据元素周期律,结合元素周期表,根据“位置结构性质”的关系,得出元素的性质。第一节原子结构与元素周期表第一节原子
3、结构与元素周期表第第1课时原子结构课时原子结构学习目标学习目标核心素养核心素养1回顾初中所学原子结构知识,了解核回顾初中所学原子结构知识,了解核外电子能量高低与分层排布的关系。外电子能量高低与分层排布的关系。2依据稀有气体元素原子的电子排布,依据稀有气体元素原子的电子排布,总结出核外电子排布规律,学会书写简单总结出核外电子排布规律,学会书写简单原子的原子结构示意图。原子的原子结构示意图。通过对通过对“原子结构原子结构”的学的学习,培养微观探析、证据习,培养微观探析、证据推理和模型认知的意识和推理和模型认知的意识和习惯。习惯。课前素能奠基课前素能奠基课堂素能探究课堂素能探究 课堂达标验收课堂达标
4、验收夯基提能作业夯基提能作业新课情境呈现新课情境呈现 名师博客呈现名师博客呈现新课情境呈现新课情境呈现 英国物理学家卢瑟福(E.Rutherford)在粒子散射实验经过理论分析和计算,提出了核式原子模型:原子由原子核和核外电子构成,原子核带正电荷,位于原子的中心;电子带负电荷,在原子核周围空间做高速运动。让我们走进教材,学习原子结构。课前素能奠基课前素能奠基知识回顾知识回顾 1元素是具有相同_(即_)的同一类原子的总称。2原子中的质子数_。3镁、铝、硫、氯的原子结构示意图分别为:_、_、_、_。4什么核外电子排布结构是稳定的结构?_核电荷数核电荷数质子数质子数核电荷数核电荷数核外电子数核外电子
5、数最外层达到最外层达到8电子电子(只有只有1层电子时是层电子时是2电子电子)结构。结构。新知预习新知预习 一、原子结构 1原子的构成正正11负负 2质量数(1)概念:质子和中子的相对质量都近似为1,忽略电子的质量,将原子核内所有_和_的相对质量取近似整数值相加,所得的数值叫做质量数。(2)关系:质量数(A)_质子质子中子中子质子数质子数(Z)中子数中子数(N)二、核外电子排布 1电子层(1)概念:在多电子原子里,把电子运动的_的区域简化为_,称作电子层。(2)不同电子层的表示及能量关系能量不同能量不同不连续的壳层不连续的壳层各电各电子层子层由内由内到外到外电子层数电子层数1234567字母代号
6、字母代号KLMNOPQ离核远近离核远近由由_到到_能量高低能量高低由由_到到_近近远远低低高高 2电子分层排布(1)能量最低原理:核外电子总是优先排布在_的电子层里,然后再由里往外排布在_的电子层里,即按KLMN顺序排列。能量最低能量最低能量逐步升高能量逐步升高(2)电子层最多容纳的电子数 各电子层最多容纳_个电子。如K、L、M、N层最多容纳的电子数分别为_。最外层电子数目最多不能超过_个(K层为最外层时不能超过_个)。次外层最多能容纳的电子数不超过_个。2n22、8、18、328218 3原子结构模型的演变年代年代模型模型观点或理论观点或理论1803年年道尔顿道尔顿模型模型原子是构成物质的基
7、本粒子,是坚实的、不可再分的原子是构成物质的基本粒子,是坚实的、不可再分的实心球。实心球。1904年年汤姆孙汤姆孙模型模型原子是一个平均分布着正电荷的粒子,其中镶嵌着许原子是一个平均分布着正电荷的粒子,其中镶嵌着许多电子,中和了正电荷,从而形成了中性原子。多电子,中和了正电荷,从而形成了中性原子。1911年年卢瑟福卢瑟福原子模原子模型型在原子的中心有一个带正电荷的核,它的质量几乎等在原子的中心有一个带正电荷的核,它的质量几乎等于原子的全部质量,电子在它的周围沿着不同的轨道于原子的全部质量,电子在它的周围沿着不同的轨道运转,就像行星环绕太阳运转一样。运转,就像行星环绕太阳运转一样。点拨:电子云模
8、型理论认为电子在原子核外运动没有固定的轨道。年代年代模型模型观点或理论观点或理论1913年年玻尔原子模玻尔原子模型型电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速圆电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速圆周运动。周运动。19261935年年电子云模型电子云模型电子在原子核外很小的空间内做高速运动,其运电子在原子核外很小的空间内做高速运动,其运动规律与一般物体不同,没有确定的轨道。动规律与一般物体不同,没有确定的轨道。预习自测预习自测 1原子是由居于原子中心的原子核和核外电子构成的。下列有关原子核外电子排布的说法中错误的是()A电子总是先排布在能量最低的电子层里 B每个电子层最多能容纳的电子数为2n
9、2 C最外层电子数不超过8个(K为最外层时不超过2个)DS2的M层电子数是K层电子数的3倍 解析:S2的M层电子数是8个,K层为2个,则S2的M层电子数是K层电子数的4倍,故D错误。D 2原子是化学变化中的最小微粒。在化学变化过程中,原子中的下列粒子数可能发生改变的是()A质子数B中子数 C质量数D电子数 解析:在化学变化过程中,原子中的质子数、中子数不变,所以质量数不变,原子变成阳离子,核外电子数减少,原子变成阴离子,核外电子数增多,故选D。D 3结构决定性质,性质体现结构,这是化学乃至自然科学的基本规律之一。下列粒子结构示意图中,表示具有稳定结构的原子是()BC课堂素能探究课堂素能探究 问
10、题探究:洋葱是我们非常熟悉的一种蔬菜,洋葱切开后,我们会看到里面一层一层地呈现,电子层模型就类似于切开的洋葱。请思考:核外电子的分层排布核外电子的分层排布知识点知识点一一 (1)原子核周围是否真实存在这样的壳层?(2)电子在原子核外是否沿固定轨迹做高速旋转?探究提示:1.电子层不是真实存在的,是科学家为了表达形象,根据电子经常出现的区域而设想的结构模型。2电子在某一区域内做无规则运动。知识归纳总结:1原子核外电子排布规律及其之间的关系 2原子核外电子排布的表示方法(1)原子结构示意图。小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数。弧线表示电子层。弧线内数字表示该层中的电子数。A、B两种原子
11、,A的M电子层比B的M电子层少3个电子,B的L电子层电子数恰为A的L电子层电子数的2倍。A和B分别是()A硅原子和钠原子B硼原子和氦原子 C氯原子和碳原子D碳原子和铝原子 解析:A原子的M层比B原子的M层少3个电子,B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍,说明A、B为第二、第三周期元素;L层最多排8个电子,B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍,说明B原子的L层有8个电子,A原子的L层有4个电子,故A是碳原子;A原子的M层比B原子的M层少3个电子,故B为铝原子。典典 例例D 变式训练下列各原子结构示意图中所表示的核外电子排布正确的是()C名师博客呈现名师博客呈现 1最外层电子数为1
12、的原子有H、Li、Na、K。2最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg、Ca。120号元素原子核外电子排布特征号元素原子核外电子排布特征 3原子最外层电子数与次外层电子数存在倍数关系:(1)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、Ar。(2)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C。(3)最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O。(4)最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne。(5)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si。4原子最外层电子数与其他相关数的关系:(1)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P。(2)电子层数与最外层电子数相等的原子有H、Be、Al。(3)电子
13、层数是最外层电子数2倍的原子有Li、Ca。(4)电子层数是最外层电子数3倍的原子是Na。(5)最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S。(6)最外层电子数是电子层数3倍的原子是O。解析:(1)当M层有电子时,K、L层一定充满电子,当N层有电子时,M层不一定充满。(2)若钙原子的M层排10个电子,此时M层就成为最外层,这和电子排布规律中的“最外层上排布的电子数不能超过8个”相矛盾,不符合电子排布的规律,即M层不是最外层时最多排18个电子,而它作为最外层时最多只能排8个电子。课堂达标验收课堂达标验收夯基提能作业夯基提能作业第一节原子结构与元素周期表第一节原子结构与元素周期表第第2课时元素周期
14、表核素课时元素周期表核素学习目标学习目标核心素养核心素养1结合原子结构示意图,归纳出元结合原子结构示意图,归纳出元素周期表的编排原则及结构,根据素周期表的编排原则及结构,根据原子序数确定元素在周期表中的位原子序数确定元素在周期表中的位置。置。2阅读元素周期表的发展。阅读元素周期表的发展。3熟悉熟悉X中各微粒数间的关系,比中各微粒数间的关系,比较元素、核素、同位素异同。较元素、核素、同位素异同。1通过对通过对“元素周期表元素周期表”的学习,的学习,培养证据推理和模型认知能力。培养证据推理和模型认知能力。2通过对通过对“周期表的发展周期表的发展”的了的了解,增强科学探究精神和社会责任解,增强科学探
15、究精神和社会责任感。感。3通过对通过对“X”的学习,培养宏观的学习,培养宏观辨识和微观探析能力。辨识和微观探析能力。课前素能奠基课前素能奠基课堂素能探究课堂素能探究 课堂达标验收课堂达标验收夯基提能作业夯基提能作业新课情境呈现新课情境呈现 名师博客呈现名师博客呈现新课情境呈现新课情境呈现 1869年以前,科学家已经陆续发现了63种元素,这些元素之间似乎没有任何联系,好像互不相干。俄国科学家门捷列夫(Dmitry Ivanovich Mendeleev,18341907)在前人工作的基础上,对元素及其性质进行了系统的研究,他将当时已知的63种元素依据相对原子质量大小规律进行排列,制成的表格成为现
16、代元素周期表的雏形。利用周期表,门捷列夫成功预测了当时尚未发现的元素(镓、钪、锗)。1913年英国科学家莫色勒利用阴极射线撞击金属产生X射线,发现原子序数越大,X射线的频率就越高,因此他认为原子核的正电荷数决定了元素的化学性质,并把元素依照核内正电荷数(即质子数)排列,经过多年修订后才成为当代的元素周期表。随着人们对元素地进一步认识,元素周期表得到了完善,现在元素周期表已经成为人们研究化学、研究物质的一个必备的工具。在化学学科领域中使用的元素周期表提供的信息更突出了元素的原子结构信息。让我们走进教材,充分认识元素周期表和核素。课前素能奠基课前素能奠基知识回顾知识回顾 1元素是指原子核内_相同的
17、一类原子的总称。2原子一般由_、_和_构成,其中_数等于_数。3碳原子、氯原子中的质子数分别为_、_,Na、Cl中的电子数分别为_、_。4金刚石和石墨、O2和O3互为_。质子数质子数(核电荷数核电荷数)质子质子中子中子核外电子核外电子质子质子核外电子核外电子6171018同素异形体同素异形体新知预习新知预习 一、元素周期表的编排原则 1元素周期表的出现与演变元元素素周周期期表表 2原子序数(1)含义:按照元素在周期表中的顺序给元素的编号。(2)原子序数与原子结构的关系:原子序数核电荷数_。质子数质子数原子核外电子数原子核外电子数 二、元素周期表的结构 1编排原则电子层数电子层数电子层数电子层数
18、 2元素周期表的结构一、二、三一、二、三四、五、六、七四、五、六、七7718,9,1011882 3常见族的别称族族别名别名第第A族族(除氢外除氢外)碱金属元素碱金属元素第第A卤族元素卤族元素0族族稀有气体元素稀有气体元素 4元素周期表中的方格中的符号的意义质子质子中子中子质子数质子数中子数中子数012(3)同位素的特征 同一种元素的各种同位素的化学性质_;物理性质略有差异。在天然存在的某种元素里,不论是游离态还是化合态,同位素相互之间保持一定的_,即各种同位素所占的_是相同的。几乎完全相同几乎完全相同比率比率原子个数百分比原子个数百分比氢弹氢弹给金属探伤给金属探伤预习自测预习自测 1判断正误
19、(正确的打“”,错误的打“”)。(1)每一周期的最外层电子均是由1个至8个电子()(2)同周期中元素电子层数一定相同()(3)同族元素的最外层电子数一定等于族序数()(4)零族元素的最外层电子数均为8()(5)每一纵行一定为一族()(6)元素周期表已发展成一个稳定的形式,它不可能再有新的变化了()2元素在周期表中的位置取决于()A元素的核电荷数 B元素的化合价 C元素原子的电子层数 D元素原子的最外层电子数 解析:由核电荷数和核外电子排布规律能写出原子结构示意图,由示意图推知电子层数周期数、最外层电子数主族序数,故选A。ABB 515号元素P在周期表中的位置为()A第二周期第A族 B第二周期第
20、A族 C第三周期第A族 D第三周期第A族 解析:画出15号元素的原子结构示意图,即可确定P元素在周期表中的位置为第三周期第A族。D 6下列各表为周期表的一部分(表中数字代表元素的原子序数),其中正确的是()D 解析:A项中2号元素应该位于周期表的最后一列,错误;B项中2号、3号、4号不应该在同一周期,因为第一周期只有两种元素H和He,错误;C项中6号、12号和24号元素不应在同一主族,因为相邻周期同主族元素的原子序数之差只可能为2、8、18、32,不存在相差6或12的情况,错误;D项完全符合元素周期表的排列规则。课堂素能探究课堂素能探究 问题探究:1869年,俄国化学家门捷列夫给元素设计并建造
21、了个新家元素周期表,具有相同电子层数的元素被分在了同一个楼层上(同周期),具有相似性质的一个家族(同族)的元素分在了同一个单元。你瞧,元素们正在忙忙碌碌、高高兴兴地搬进新家呢!元素周期表的结构及简单应用元素周期表的结构及简单应用知识点知识点 一一 (1)形成化合物的种类最多的元素是哪一族?(2)Fe最外层有2个电子,一定位于第A族吗?探究提示:1.第A族。第A族中的碳元素形成的化合物的种类最多。2第A族的元素最外层一定有2个电子,但最外层有2个电子的元素不一定位于第A族。Fe属于过渡元素。知识归纳总结:1强化记忆元素周期表的结构(1)记忆口诀 横行叫周期,现有一至七,四长三个短,第七已排满。纵
22、列称为族,共有十六族,一八依次现,一零再一遍。一纵一个族,族搞特殊,三纵算一族,占去8、9、10。镧系与锕系,蜗居不如意,十五挤着住,都属B族。(2)列序数与族序数的关系 列序数10,主族和副族的族序数列序数10(0族除外)。(3)过渡元素 元素周期表中从B到B共10个纵行,包括了第族和全部副族元素,共60多种元素,全部为金属元素,统称为过渡元素。2元素周期表的简单应用元素推断(1)利用元素的位置与原子结构的关系推断。本方法常用于确定原子序数小于18的元素。应用关系。等式一:周期序数电子层数 等式二:主族序数最外层电子数 等式三:原子序数核电荷数质子数核外电子数(2)利用短周期中族序数与周期数
23、的关系推断。特殊位置特殊位置元素元素族序数等于周期数族序数等于周期数H、Be、Al族序数等于周期数的族序数等于周期数的2倍倍C、S族序数等于周期数的族序数等于周期数的3倍倍O周期数是族序数的周期数是族序数的2倍倍Li周期数是族序数的周期数是族序数的3倍倍Na 3据原子序数确定元素位置的方法稀有气体定位法(1)比大小定周期 比较该元素的原子序数与0族元素的序数大小,找出与其相邻近的0族元素,那么该元素就和序数大的0族元素处于同一周期。(2)求差值定族数 若某元素原子序数比相应的0族元素多1或2,则该元素应处在该0族元素所在周期的下一个周期的A族或A族。若比相应的0族元素少15时,则应处在同周期的
24、AA族。若差为其他数,则由相应差数找出相应的族。点拨:同周期相邻、主族元素的原子序数相差1、11或25。在第2、3周期中第A族、第A族元素的原子序数差1,在第4、5周期中因第A族、第A族间存在10种过渡元素,故元素的原子序数差11;第6、7周期中因第A族、第A族间的过渡元素中存在镧系、锕系,故元素的原子序数差25。2019年是元素周期表诞生150周年。关于元素周期表,下列叙述中不正确的是()A元素周期表中共有18列,16族 B周期表中的族分为主族、副族、0族和族 C过渡元素全部是副族元素 D主族都是由短周期元素和长周期元素共同组成 解析:根据元素周期表的结构知共有18列,16族,故A正确;周期
25、表中的族分为7主族、7副族、0族和族,故B正确;过渡元素是副族和族元素,故C错误;主族都是由短周期元素和长周期元素共同组成的,故D正确。典例典例 1C 变式训练1 短周期元素A、B、C在周期表中的位置如图所示。已知B、C两元素的原子序数之和是A元素的4倍,则A、B、C是()ABe、Na、Al BB、Mg、Si CO、P、Cl DC、Al、P 解析:短周期元素A、B、C,设A的原子序数为m,则B、C的原子序数分别为m81和m81,由题意知(m81)(m81)4m,则m8,故选C。C 问题探究:1质子数相同而中子数不同的微粒一定是同位素吗?2同位素在周期表中位于同一位置,那么在周期表中位于同一位置
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