苏教版高二化学选修三《物质结构与性质》专题二第二课件.ppt

1、专题二原子结构与元素性质专题二原子结构与元素性质元素周期律元素周期律元素周期律是指元素性质随元素周期律是指元素性质随核电荷数递增发生周期性的递变核电荷数递增发生周期性的递变本质本质核外电子排布的周期性变化核外电子排布的周期性变化元素周期表元素周期表 元素周期律的具体表现形式元素周期律的具体表现形式编排原则：编排原则：按原子序数的递增顺序从左到右排列按原子序数的递增顺序从左到右排列 将电子层数相同的元素排列成一个横行将电子层数相同的元素排列成一个横行(周期）周期）把最外层电子数相同的元素按电子层数把最外层电子数相同的元素按电子层数 递增的顺序从上到下排成纵行。（族）递增的顺序从上到下排成纵行。（

2、族）周周期期表表7个周期（三短、三长、一不完全个周期（三短、三长、一不完全)7个主族：由短周期和长周期个主族：由短周期和长周期元素共同构成的族（元素共同构成的族（AA）7个副族：仅由长周期构成的族个副族：仅由长周期构成的族（BB）族（族（3个纵行）：个纵行）：Fe、Co、Ni等等元素元素横的方面横的方面（7个横行）个横行）纵的方面纵的方面（18个纵行）个纵行）零族：稀有气体元素零族：稀有气体元素He2氦氦B5硼硼C6碳碳N7氮氮O8氧氧F9氟氟Ne10氖氖Al13铝铝Si14硅硅P15磷磷S16硫硫Cl17氯氯Ar18氩氩IIIAIVAVAVIAVIIA0Na11钠钠H1氢氢Li3锂锂Be4铍

3、铍Mg12镁镁K19钾钾Ca20钙钙IAIIA1234Sc21 钪钪Ti22钛钛V23钒钒Cr24铬铬Mn25锰锰Fe26铁铁Co27钴钴Ni28镍镍Cu29铜铜Zn30锌锌IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIBA：主族：主族B：副族：副族Ga31镓镓Ge32锗锗As33砷砷Se34硒硒Br35溴溴Kr36氪氪元素周期表的结构元素周期表的结构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

4、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（横向）（横向）非非 金金 属属 性性 递递 增增非非金金属属性性递递增增金金 属属 性最性最 强强非金属性最强非金属性最强金金 属属 性性 递递 增增金金 属属 性性 递递 增增金属与非金属金属与非金属分界线附近的分界线附近的元素既表现出元素既表现出一定的金属性一定的金属性也表现出一定也表现出一定的非金属性。的非金属性。周期序数等于周期序数等于主族序数的元主族序数的元素具有两性素具有两性.Al(OH)

5、3+3H+=Al3+3H2O Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2OAl 2O3+6H+=2Al3+3H2O Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O（1）同一周期元素结构和性质具有一定的递变性；从左到右）同一周期元素结构和性质具有一定的递变性；从左到右原子半径逐渐原子半径逐渐 ，失电子能力逐渐，失电子能力逐渐 ，得电子能，得电子能力逐渐力逐渐 ，元素的金属性逐渐，元素的金属性逐渐 ，非金属性逐渐，非金属性逐渐 ，对应氢化物的稳定性逐渐，对应氢化物的稳定性逐渐 ；最高价氧化物；最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐对应的水化物的酸性逐渐 ；碱性逐渐；碱性逐渐 ；（2）同一主族元素结构和性质

6、具有一定的相似性和递变性；）同一主族元素结构和性质具有一定的相似性和递变性；同一主族，从上到下：原子半径逐渐同一主族，从上到下：原子半径逐渐 ，失电子能力，失电子能力逐渐逐渐 ，得电子能力逐渐，得电子能力逐渐 ，金属性逐，金属性逐渐渐 ，非金属性逐渐，非金属性逐渐 ；对应氢化物的稳定性；对应氢化物的稳定性逐渐逐渐 ；最高价氧化物对应的水化物的酸性逐；最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐渐 ；碱性逐渐；碱性逐渐 ；原子结构和性质周期性变化复习回忆复习回忆减小减小减弱减弱增强增强减弱减弱减弱减弱增强增强增强增强增强增强增大增大增强增强增强增强增强增强减弱减弱减弱减弱减弱减弱减弱减弱主族主族AA AA

7、AAAAAAAAAA原子核外价电原子核外价电子排布子排布最高正价最高正价最低负价最低负价化合价变化化合价变化金属性和非金属性和非金属性变化金属性变化原子半径变原子半径变化规律化规律n ns s2 2n ns s1 1n ns s2 2npnp1 1n ns s2 2npnp2 2n ns s2 2npnp3 3n ns s2 2npnp4 4n ns s2 2npnp5 5+1+1+2+2+3+3+4+4+5+5+6+6+7+7-4-4-3-3-2-2-1-1最高正价最高正价:+1+7;:+1+7;最低负价最低负价:-4-1:-4-1 金属性减弱金属性减弱,非金属性增强非金属性增强 同周期从左

8、到右半径逐渐减小同周期从左到右半径逐渐减小你知道吗你知道吗?p17?p17原子核外电子原子核外电子排布的周期性排布的周期性周期周期元素元素数目数目外围电子排布外围电子排布 最多可容纳的最多可容纳的外围电子数外围电子数AA族族0 0族族121s11s22234568 83s3s1 13s3s2 23p3p6 618184s4s1 14s4s2 24p4p6 618185s5s1 15s5s2 25p5p6 632326s6s1 16s6s2 26p6p6 68 82s2s1 12s2s2 22p2p6 68 88 88 8交流与讨论交流与讨论 p17p178 88 8 随着原子序数的增加，元素原

9、子的随着原子序数的增加，元素原子的外围电子排布呈现周期性的变化：外围电子排布呈现周期性的变化：每隔一定数目的元素，元素每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从原子的外围电子排布重复出现从nsns1 1到到nsns2 2npnp6 6的周期性变化。的周期性变化。按照电子排布，可把周期表的元素划分为按照电子排布，可把周期表的元素划分为5 5个区：个区：s s区、区、d d区、区、dsds区、区、p p区、区、f f区。划分区的依据是什区。划分区的依据是什么？么？s s区、区、d d区、区、p p区分别有几个纵列？区分别有几个纵列？区的名称来自按照构造原理最后填充的区的名称来自按照构造原

10、理最后填充的能级的符号能级的符号思考与探究思考与探究spdsdf 最后最后1 1个电子填充在个电子填充在n ns s轨道上，价电子轨道上，价电子的构型是的构型是n ns s1 1或或n ns s2 2，位于周期表的，位于周期表的左左侧，包侧，包括括AA和和AA族，它们都是族，它们都是活泼金属活泼金属，容易，容易失失去去电子形成电子形成+1+1或或+2+2价离子。价离子。s s区元素区元素A和和A族族 s s区和区和p p区的共同特点是：区的共同特点是：最后最后1 1个电子个电子都排布在都排布在最外层最外层，最外层电子的总数最外层电子的总数等于等于该元素的该元素的族序族序数。数。s s区和区和p

11、 p区就是按族划分区就是按族划分的周期表中的的周期表中的主主族和族和0 0族。族。最后最后1 1个电子填充在个电子填充在n np p轨道上，价层电轨道上，价层电子构型是子构型是n ns s2 2n np p1 16 6，位于周期表，位于周期表右右侧，包侧，包括括AAAA族元素。大部分为族元素。大部分为非金属非金属。0 0族族稀有气体也属于稀有气体也属于p p区。区。p p区元素区元素AA族和族和0族元素族元素 它们的价层电子构型是它们的价层电子构型是(n n1)d1)d1 11010n ns s1 12 2，最后最后1 1个电子基本都是填充在倒数第二层个电子基本都是填充在倒数第二层(n n1)

12、d1)d轨道上的元素，位于长周期的轨道上的元素，位于长周期的中中部。部。这些元素都是这些元素都是金属金属，常有，常有可变化合价可变化合价，称为，称为过渡元素过渡元素。它包括。它包括BBB B族和族和族元素。族元素。d d区元素区元素BB族和族和族元素族元素 价层电子构型是价层电子构型是(n n1)d1)d1010n ns s1 12 2，即，即次外层次外层d d轨道是轨道是充满充满的，的，最外层轨道最外层轨道上有上有1 12 2个电子。它们既不同于个电子。它们既不同于s s区，也不同区，也不同于于d d区，故称为区，故称为dsds区，它包括区，它包括BB和和BB族，族，处于周期表处于周期表d

13、d区和区和p p区之间区之间。它们都是。它们都是金属金属，也属也属过渡元素过渡元素。dsds区元素区元素B和和B族族 最后最后1 1个电子填充在个电子填充在f f轨道上，轨道上，它包括它包括镧系和锕系镧系和锕系元素（各有元素（各有1515种元素）。种元素）。f f区元素区元素镧系和锕系元素镧系和锕系元素 外围电子构型中无外围电子构型中无d d电子的为电子的为 元元素，分布在素，分布在 区、区、区；若有区；若有d d电子电子的则为过渡元素，包括的则为过渡元素，包括 族、族、族，族，分布在分布在 区、区、区区 最外层电子数最外层电子数3 3的元素在的元素在 区区S区区ds区区d区区p区区f区区包括

14、元素包括元素价电子排布价电子排布化学性质化学性质s s区区p p区区d d区区dsds区区f f区区AA、AA族族AAAA族族和和0族元素族元素BBB族和族和族族BB、BB族族镧系和锕系镧系和锕系n ns s1 1、n ns s2 2n ns s2 2n np p1 16 6(n n1)d1)d1 11010n ns s1 12 2(n n1)d1)d1010n ns s1 12 2各区元素特点各区元素特点活泼金属活泼金属（H除外）除外）大多为非金属大多为非金属过渡元素过渡元素过渡元素过渡元素小结小结思考：为什么思考：为什么s s区、区、d d区、区、dsds区的元素区的元素都是金属都是金属(

15、除除H H外外)？s s区、区、d d区、区、dsds区的元素最外层电区的元素最外层电子数为子数为1-21-2个电子，在反应中易个电子，在反应中易失去，所以都是金属。失去，所以都是金属。1.为什么副族元素又称为过渡元素？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）？右上角三角区内（如图）？思考：思考：副族元素处于金属元素向非金属元素过渡的副族元素处于金属元素向非金属元素过渡的区域，因此，又把副族元素称为区域，因此，又把副族元素称为过渡元素过渡元素。1.为什么副族元素又称为过渡元素？为什么副族元素又称为过

16、渡元素？2.为什么在元素周期表中非金属元素主要集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）？中在右上角三角区内（如图）？这是由元素的价电子结构和元素周期表中元素性质这是由元素的价电子结构和元素周期表中元素性质递变规律决定的，在元素周期表中，同周期的元素从左递变规律决定的，在元素周期表中，同周期的元素从左到右非金属性渐强，同主族元素从上到下非金属性渐弱，到右非金属性渐强，同主族元素从上到下非金属性渐弱，结果使元素周期表右上角的元素主要呈现非金属性。结果使元素周期表右上角的元素主要呈现非金属性。课堂小结课堂小结:1 1、原子的电子排布与周期的划分、原子的电子排布与周期的划分2

17、2、原子的电子排布与族的划分、原子的电子排布与族的划分 主族元素：族序数主族元素：族序数=原子的最外层电子数原子的最外层电子数 =价电子数价电子数 副族元素：大多数族序数副族元素：大多数族序数=（n-1)d+ns的的 电子数电子数=价电子数价电子数3、原子的电子构型和元素的分区、原子的电子构型和元素的分区周期序数周期序数=能层数能层数5个区：个区：s区、区、d区、区、ds区、区、p区、区、f区。区。一、原子结构与元素周期表一、原子结构与元素周期表 1.1.已知某元素的原子序数已知某元素的原子序数为为5050，试写出该元素原子的电，试写出该元素原子的电子排布式，并指出该元素在周子排布式，并指出该

18、元素在周期表中所属周期、族和区。期表中所属周期、族和区。课堂练习课堂练习 2.2.已知某元素在周期表中位于第五已知某元素在周期表中位于第五周期、周期、AA族位置上。试写出该元素基族位置上。试写出该元素基态原子的价电子排布式、电子排布式并态原子的价电子排布式、电子排布式并分析该元素在哪区？分析该元素在哪区？由于是由于是AA族，族，4d4d必是全充满的，必是全充满的，所以价电子排布为所以价电子排布为5s5s2 25p5p4 4，电子排布式电子排布式Kr4dKr4d10105s5s2 25p5p4 4属属P区区课堂练习课堂练习3.3.已知一元素的价层电子结构为已知一元素的价层电子结构为3d3d5 5

19、4s4s2 2，试，试确定其在周期表中的位置。确定其在周期表中的位置。第四周期，B族。4.4.试确定试确定3232号元素在周期表中的位置。号元素在周期表中的位置。第四周期，A族 5.5.判断处于第三周期，判断处于第三周期，AA族元素的价层族元素的价层电子结构、原子序数。电子结构、原子序数。Ne3s23p2，第14号元素课堂练习课堂练习二、第一电离能的周期性变化二、第一电离能的周期性变化元素第一电离能元素第一电离能 原子失去一个电子形成原子失去一个电子形成+1价价 阳阳离子所需离子所需 能量。符号能量。符号 单位：单位：气态气态气态气态最低最低I1KJmol-1 一、概念一、概念概念应用概念应用

20、1、已知已知M(g)-e-M+(g)时所需最低能量为时所需最低能量为738 KJ，则，则M元素的元素的I1=.2、已知已知Na元素的元素的I1=496 KJmol-1,则则Na(g)-e-Na+(g)时所需最低能量为时所需最低能量为 .738 KJmol-1 496 KJ 问题探究一问题探究一元素的第一电离能大小与原子失去电子元素的第一电离能大小与原子失去电子能力有何关系？能力有何关系？第一电离能越小，越第一电离能越小，越易易失去电子，金属性越失去电子，金属性越强强第一电离能越大，越第一电离能越大，越难难失去电子，金属性越失去电子，金属性越弱弱问题探究二问题探究二 元素的第一电离能有什么变化规

21、律呢？元素的第一电离能有什么变化规律呢？同周期从左到右第一电离能有逐渐同周期从左到右第一电离能有逐渐 的趋势的趋势同同主主族从上到下第一电离能逐渐族从上到下第一电离能逐渐_增大增大减小减小1.总体上金属元素第一电离能较小总体上金属元素第一电离能较小非金属元素第一电离能较大。非金属元素第一电离能较大。友情提示：比较金属元素、非金属元素及稀有友情提示：比较金属元素、非金属元素及稀有 气体元素最外层电子数多少入手气体元素最外层电子数多少入手参考答案：参考答案：金属元素最外层电子数较少，原子半径较金属元素最外层电子数较少，原子半径较大，较易失一个电子，因此第一电离能较小。非金属大，较易失一个电子，因此

22、第一电离能较小。非金属元素最外层电子数较多，原子半径较小，较难失一个元素最外层电子数较多，原子半径较小，较难失一个电子，因此第一电离能较大。电子，因此第一电离能较大。稀有气体最外层电子排布稀有气体最外层电子排布 ns2np6，达稳定结构，达稳定结构，难失电子，在同周期中第一电离能大。难失电子，在同周期中第一电离能大。2、同周期元素第一电离能从左到、同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势，为什么？右有增大的趋势，为什么？友情提示：从原子结构的变化来解释友情提示：从原子结构的变化来解释参考答案：参考答案：同周期元素从左到右，随核电荷数增大，同周期元素从左到右，随核电荷数增大，原子半径逐渐减小，原

23、子核对核外电子的吸引力逐原子半径逐渐减小，原子核对核外电子的吸引力逐渐增大，原子失电子能力逐渐减小，第一电离能有渐增大，原子失电子能力逐渐减小，第一电离能有逐渐增大的趋势。逐渐增大的趋势。3、同主族元素第一电离能从上到下、同主族元素第一电离能从上到下逐渐减小，为什么？逐渐减小，为什么？友情提示：从原子结构的变化来解释友情提示：从原子结构的变化来解释参考答案：参考答案：同主族元素从上到下，随核电荷数增大，同主族元素从上到下，随核电荷数增大，原子半径逐渐增大，原子核对核外电子的吸引力逐原子半径逐渐增大，原子核对核外电子的吸引力逐渐减小，原子失电子能力逐渐增大，第一电离能逐渐减小，原子失电子能力逐渐

24、增大，第一电离能逐渐减小。渐减小。4、同一周期第一电离能最小的是碱金、同一周期第一电离能最小的是碱金属元素，最大的是稀有气体元素。为什属元素，最大的是稀有气体元素。为什么？么？参考答案：参考答案：碱金属元素核外电子排布为碱金属元素核外电子排布为 ns1，同周期中，同周期中（除稀有气体外）原子半径最大，易失去一个电子，（除稀有气体外）原子半径最大，易失去一个电子，形成稳定结构，因此第一电离能在同周期中最小。稀形成稳定结构，因此第一电离能在同周期中最小。稀有气体最外层电子排布为有气体最外层电子排布为ns2np6，已达稳定结构，难，已达稳定结构，难以失电子，因此第一电离能在同周期中最大。以失电子，因

25、此第一电离能在同周期中最大。友情提示：从他们的原子外围电子排布式和原友情提示：从他们的原子外围电子排布式和原子结构的特点思考。子结构的特点思考。参考答案：参考答案：铝的外围电子排布为铝的外围电子排布为3s23p1，而镁的，而镁的外围电子排布为外围电子排布为 3s2，其，其3p轨道为全空，根据洪轨道为全空，根据洪特规则特例，原子的能量较低，所以镁的第一电特规则特例，原子的能量较低，所以镁的第一电离能比铝大。同理，磷的离能比铝大。同理，磷的3p轨道半充满，原子轨道半充满，原子的能量较低，所以磷的第一电离能比硫大。的能量较低，所以磷的第一电离能比硫大。友情提示：第一电离能的变化与元素原子的核友情提示

26、：第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下，当原子核外电外电子排布有关。通常情况下，当原子核外电子在能量相等后轨道上形成全空子在能量相等后轨道上形成全空(p0 d0 f0)、半、半满满(p3 d5 f7)和全满和全满(p6 d10 f14)结构时，原子的能结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能。量较低，该元素具有较大的第一电离能。规律与总结规律与总结总体上：金属元素第一电离能都总体上：金属元素第一电离能都 ，非金属，非金属元素和稀有气体元素的第一电离都元素和稀有气体元素的第一电离都 。在同一周期中第一电离能最小的是在同一周期中第一电离能最小的是 元素元素最大的是最大

27、的是 元素元素较小较小 碱金属碱金属 稀有气体稀有气体 较大较大3、将下列元素按第一电离能由大到小、将下列元素按第一电离能由大到小的顺序排列的顺序排列K Na LiB C Be NHe Ne Ar Na Al S PLi Na KN C Be BHe Ne ArP S Al Na课堂练习课堂练习拓展视野：拓展视野：根据第一电离能定义，你能说出什么是根据第一电离能定义，你能说出什么是第二电离能、第三电离能吗？讨论后回答。第二电离能、第三电离能吗？讨论后回答。从从+1价气态价气态 离子中再失去一个电子，形成离子中再失去一个电子，形成+2价气态价气态 离子所需要的最低能量叫第二电离能，离子所需要的最

28、低能量叫第二电离能，用用I2 表示表示同一种元素的逐级电离能大小关系：同一种元素的逐级电离能大小关系：I1I2I3I4I5问题探究三问题探究三观察分析下表电离能数据回答：观察分析下表电离能数据回答：为什么钠易失去一个电子，镁易失去两个电子为什么钠易失去一个电子，镁易失去两个电子 元素元素I1 KJmoL-1I2 KJmoL-1 I3 KJmoL-1 Na49645626912Mg73814157733从表中数据可知钠元素的第二电离能从表中数据可知钠元素的第二电离能远大于远大于第一电离能，因第一电离能，因此钠容易失去第一个电子而不易失去第二个电子；即此钠容易失去第一个电子而不易失去第二个电子；即

29、Na易形成易形成Na+而不易形成而不易形成Na 2+。而。而Mg的第一第二电离能相差不大，第的第一第二电离能相差不大，第三电离能三电离能远大于远大于第二电离能，因此镁易形成第二电离能，因此镁易形成+2价镁离子。价镁离子。总结总结元素金属性元素金属性 同周期左同周期左 右减小右减小 同主族上同主族上 下增强下增强元素第一电离能元素第一电离能 同周期左同周期左 右增大趋势右增大趋势（两处反常）两处反常）同主族上同主族上 下减小下减小原子结构原子结构 原子核吸引电子的能力原子核吸引电子的能力 原子形成稳定结构的趋势原子形成稳定结构的趋势三、三、元素的电负性元素的电负性（X）鲍林鲍林(L.Paulin

30、g)首先提出了元素的电负性首先提出了元素的电负性的概念，并指出：的概念，并指出：电负性就是表示某元素原子电负性就是表示某元素原子在化合物分子中吸引电子能力大小的相对数值。在化合物分子中吸引电子能力大小的相对数值。根据热化学数据建立了元素的定量标度，根据热化学数据建立了元素的定量标度，指定指定氟的电负性为氟的电负性为4.0，然后求出其它元素的电负然后求出其它元素的电负性。性。电负性：利用图、表、数据说明同周期，从左到右，电负性增加；表同周期，从左到右，电负性增加；表明其吸引电子的能力逐渐增强。明其吸引电子的能力逐渐增强。同同主主族族，从上到下，电负性下降从上到下，电负性下降；表表明其吸引电子的能

31、力逐渐减弱。明其吸引电子的能力逐渐减弱。元素电负性的变化规律元素电负性的变化规律：【知识回忆【知识回忆】1.元素的金属性的判别元素的金属性的判别一般来说金属元素的电负性在一般来说金属元素的电负性在1.8以下以下,非非金属元素的电负性在金属元素的电负性在1.8以上以上,利用电负性利用电负性这一概念这一概念,结合其它键参数可以判断不同结合其它键参数可以判断不同元素的原子元素的原子(或离子或离子)之间相互结合形成化之间相互结合形成化合键的类型。合键的类型。电负性及其应用2.化学键型判别化学键型判别电负性相差较大（电负性相差较大（x1.7)x1.7)的两种元素的原的两种元素的原子结合形成化合物，子结合

32、形成化合物，通常形成离子键。通常形成离子键。电负性电负性相差较小（相差较小（x x1.7)1.7)的两种元素的原子结合的两种元素的原子结合形成化合物，形成化合物，通常形成共价键，且电负性不相通常形成共价键，且电负性不相等的元素原子间一般形成极性共价健。等的元素原子间一般形成极性共价健。电负性及其应用3.判断分子中元素的正负判断分子中元素的正负化合化合价价：X 大者，大者，化合价化合价为负；为负；X 小者，小者，化合价化合价 为正；为正；X =0，化合价化合价 为零；为零；电负性及其应用请指出下列化合物中化合价为正值的元素。请指出下列化合物中化合价为正值的元素。CH4 NaH NF3 SO2 ICl HBr【总述】元素周期律是人们在对【总述】元素周期律是人们在对原子结构原子结构和和元素性质元素性质的长期研究中总结出来的科学的长期研究中总结出来的科学规律，它对人们如何认识原子结构与元素规律，它对人们如何认识原子结构与元素性质的关系具有指导意义，也为人们寻找性质的关系具有指导意义，也为人们寻找新材料提供了科学的途径。如：在新材料提供了科学的途径。如：在IA族族可找到光电材料；可找到光电材料；AA、AA、AA族族可以可以找到优良的半导体材料。找到优良的半导体材料。