原子结构与性质虚拟班剖析课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一章原子结构与性质,第二节 原子结构与,元素的性质,原子结构,原子核,A,Z,X,质子,中子,区别,概念,元素,核素,同位素,同素异形体,同分异构体,原子序数=质子数=,核电荷数=核外电子数,能层与能级,电子云与原子轨道,核外电子排布规律,能量最低原理,泡利原理,洪特规则,构造原理,基态与激发态,电子层结构,关系式,A=Z+N,核外电子,运动特点：m小、v快、空间小,运动规律描述方法：统计方法-电子云,运动状态,空间运动状态,能层,能级,原子轨道,自旋,表达形式,原子结构示意图,电子排布式/图,价电子排布式/图,问题组 一,1,、写出,Na Al S Fe Cu,的电子排布式，,并指出在周期表中的位置,2,、元素周期表有多少个周期，多少个族？,元素排列与原子结构有什么关系？,3,、周期表中同周期、同主族元素的原子结构,有什么异同？如何变化？副族元素的族序数,与价电子排布有什么关系？,1,、在周期表中，把,相同的元素，按,的顺序从左到右排成横行，称之为,，有,个；在把不同横行中,相同的元素，按,递增的顺序由上而下排成纵行，称之为,，共有,个纵行，,个族。,16,个族又可分为,主族、,副族、,族、,0,族。,能层数,原子序数递增,周期,7,最外层电子数,能层数,族,18,16,7,个,7,个,1,个,1,个,课堂练习,一、原子结构与元素周期表,周期,短周期,长周期,第,1,周期：,2,种元素,第,2,周期：,8,种元素,第,3,周期：,8,种元素,第,4,周期：,18,种元素,第,5,周期：,18,种元素,第,6,周期：,32,种元素,不完全周期,第,7,周期：,26,种元素,镧,57,La ,镥,71,Lu,共,15,种元素称镧系元素,锕,89,Ac ,铹,103,Lr,共,15,种元素称锕系元素,周期序数,=,电子层数（能层数）,（横行）,族,主族：,副族：,A , A , A , A ,A , A , A,第,VIII,族：,稀有气体元素（,18,列）,主族序数,=,最外层电子数,=,价电子数,=,最高正价数,（纵行）,零族：,(7,个,),列,B , B , B , B ,B , B , B,（,7,个）列,三个纵行,(8,、,9,、,10,），位于, B,与,B,中间,一、原子结构与元素周期表,1 2 13 14 15 16 17,11 12 3 4 5 6 7,价电子构型,价电子构型,ns,1,ns,2,np,5,3d,10,4s,1,3d,5,4s,2,1,、原子的电子排布特点,(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,1s,2,外,其余都是,_.,碱金属,ns,1,稀有气体,ns,2,np,6,(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,结论：随着核电荷数的增加，核外电子的排布发生周期性的变化。,一、原子结构与元素周期表,课堂练习,2,、某周期,A,族元素的原子序数为,x,，则同周期的,族元素的原子序数是,( ),A,只有,x,+1,B,可能是,x,+8,或,x,+18,C,可能是,x,+2,D,可能是,x,+1,或,x,+11,或,x,+25,D,周期,元素,数目,外围电子排布,A,A,B,B,B,A,A,0,族,2,1S,1,1S,2,8,S,1,2,2S,2,2p,1,5,2S,2,2p,6,8,S,1,2,3S,2,3p,1,5,3S,2,3p,6,18,S,1,2,d,1,9,4s,2,3d,10,4s,1,2,4S,2,4p,1,5,4S,2,4p,6,18,S,1,2,4d,1,9,5s,2,4d,10,5s,1,2,5S,2,5p,1,5,5S,2,5p,6,32,S,1,2,4f,1,14,5d,1,10,5d,10,6s,1,2,6S,2,6p,1,5,6S,2,6p,6,2024/9/8,副族序数,=,价电子数,（,B B,为最外层电子数,）,按照电子排布，可把周期表的元素划分为,5,个区：,s,区、,d,区、,ds,区、,p,区、,f,区。划分区的依据是什么？,s,区、,d,区、,p,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,能级的符号,思考与探究,(3),原子的电子构型和元素的分区,S,区元素：最外层构型是,ns,1,和,ns,2,。,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,ns,2,np,1,ns,2,np,6,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,IB,族和,IIB,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,IIIB,族到,VIII,族元素。最外层电子数皆为,12,个，均为金属元素，性质相似。,思考：为什么,s,区、,d,区、,ds,区的元素都是金属,(,除,H,外,),？,s,区、,d,区、,ds,区的元素最外层电子数为,1-2,个电子，在反应中易失去，所以都是金属。,【思考交流】元素在周期表中排布在哪个横行，由什么决定？元素在周期表中排在哪个列由什么决定？（分析周期表着重看元素原子的外围电子排布及价电子总数与族序数的联系。）,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）？,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：,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,过渡,元素。,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）？,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？,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。,处于非金属三角区边缘的元素既能表现出一定的非金属性，又能表现出一定的金属性，因此，这些元素常被称之为半金属或准金属。,（,4,）每周期含的非金属元素数目,8-n,种,每周期最后一种金属元素原子结构,特点,电子层数,=,最外层电子数,周期序数,=,主族序数,3,、已知某元素的原子序数是,25,，写出该元素原子的价电子层结构式，并指出该元素所属的周期和族。,其排布式为,Ar,3d,5,4s,2,，,由于最高能级组数为,4,，其中有,7,个价电子，故该元素是第四周期,B,族。,课堂练习,4,、已知某元素在周期表中位于第五周期、,A,族位置上。试写出该元素基态原子的价电子排布式、电子排布式并分析该元素在哪区？,由于是,A,族，,4d,必是全充满的，所以价电子排布为,5s,2,5p,4,，,电子排布式,Kr4d,10,5s,2,5p,4,课堂练习,属,P,区,1.,已知一元素的价层电子结构为,3d,5,4s,2,，试确定其在周期表中的位置。,第四周期，,B,族。,2.,试确定,32,号元素在周期表中的位置。,第四周期，,A,族,3.,判断处于第三周期，,A,族元素的价层,电子结构、原子序数。,Ne3s,2,3p,2,，第,14,号元素,练习：,问题组 二,1,、同周期、同主族元素的性质,原子半径、,得失电子能力、最高价氧化物水化物的酸碱,性、气态氢化物的稳定性如何变化？,2,、电离能、电负性的含义及应用，同周期,同主族如何变化？引起变化的实质是什么？,二、元素周期律,1. 定义：元素的性质随着元素,原子序数（核电荷数）,的递增而呈现周期性的变化，称为元素周期律。,2. 实质：元素性质的周期性变化是元素原子的,核外电子排布的周期性,变化的必然结果。,3. 核外电子排布的周期性变化：随着核电荷数的增加，原子最外层电子数从1增加到8而呈现周期性的变化（第一周期是从1增加到2），最外层电子（价电子）排布由ns,1,到ns,2,np,6,（第一周期是1s,1,到1s,2,）呈现周期性变化,2024/9/8,（一）原子半径,元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径的变化趋势如何？应如何理解这种趋势？周期表中的同主族元素从上到下，原子半径的变化趋势如何？应如何理解这种趋势？原子半径受何因素影响？,2024/9/8,（,2,）影响因素,原子半径大小,取决于,(1)电子的能层数,(2)核电荷数,（,1,）变化规律,同周期元素，自左到右，原子半径逐渐减小；,同主族元素，自上而下，原子半径逐渐增大。,（,2024/9/8,电子层数：相同条件下，电子层数越多，半径越大。,核电荷数,:,相同条件下，核电荷数越多，半径越小。,核外电子数,:,核电荷数相同条件下，核外电子数越多，半径越大。,1,、同周期元素的原子半径随核电荷数的增大而减小（稀有气体除外）如：,NaMgAlSiPSCl.,2,、同主族元素的原子半径随核电荷数的增大而增大。如：,LiNaKRbCs,3,、同主族元素的离子半径随核电荷数的增大而增大。如：,F,-,Cl,-,Br,-, Na,+,Mg,2+,Al,3+,5,、同一元素不同价态的微粒半径，价态越高离子半径越小。如,FeFe,2+,Fe,3+,微粒半径的比较,判断的依据,具体规律,课堂练习,1,：,比较下列微粒的半径的大小：,（,1,）,Ca AI,(2) Na,+,Na,(3) Cl,-,Cl,(4)K,+,Ca,2+,S,2-,CI,-,S,2-,CI,-,K,+,Ca,2+,课堂练习,2,：,具有相同电子层结构的三种微粒,A,n+,、,B,n-,、,C,下列分析正确的是（ ）,(,双选,),A.,原子序数关系：,CBA,B.,微粒半径关系：,B,n-, A,n+,C. C,微粒是稀有气体元素的原子,.,D.,原子半径关系是：,ABF SO,因为,F O,半径小，电子,云密度很大，排斥力很强，以致,当结合一个电子形成负离子时放出能,量小，,S Cl,半径大，有空轨道，排斥力小,结合电子形成负离子放出能量多。,（四）电子亲合能（,E,）,3,、用途,判断元素原子得电子能力的强弱，电子,亲合能越大，越容易得电子，非金属性,越强。,注意：电离能高的，电子难失去,，并不意味着易得电子，电子亲合,能就大。如稀有气体，得失电子都,很难。,电负性、电离能、电子亲合能用于,元素分析的作用,周期表中，靠左和靠右的元素分析，用,电离能和电子亲合能；中间部分用电负,性或共价化合物时用电负性。电离能小，,金属性强，电子亲合能大，非金属性越,强。,金属性和金属活泼性比较,金属性,指气体金属原子失电子变成,气体金属阳离子的能力，用电离能,大小判断。,金属活泼性,指在水溶液中金属单质,失电子形成水合离子的能力。金属,活动顺序表。,金属性,MgCa PbSn,金属活泼性,MgAl CaNa SnPb,金属原子越易失电子，电离能越小。,金属性越强，金属活泼性不一定越强,在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的性质有些相似，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。,（五）对角线法则,解答,：,Li,、,Mg,在空气中燃烧的产物为,Li,2,O,、,MgO,，,Be(OH),2,、,Al(OH),3,都是两性氢氧化物，,H,3,BO,3,、,H,2,SiO,3,都是弱酸。这些都说明,“,对角线规则,”,的正确性。,这些,成对,元素的,电负性,很接近,（五）对角线法则,课堂练习：,一般认为：如果两个成键元素的电负性相差大于,1.7,，它们通常形成离子键；如果两个成键元素的电负性相差小于,1.7,，它们通常形成共价键。查阅下列元素的电负性数值，判断：,NaFAlCl,3,NOMgOBeCl,2,CO,2,共价化合物（ ）,离子化合物（ ）,元素,AI,B,Be,C,CI,F,Li,Mg,N,Na,O,P,S,Si,电负性,1.5,2.0,1.5,2.5,3.0,4.0,1.0,1.2,3.0,0.9,3.5,2.1,2.5,1.8,4,、判断下列元素间的第一电离能的大小：,Na,K; O,N; N,P; F,Ne;,Mg,Al； S,P; Cl,S；Cl,Ar。,5,、将下列元素按第一电离能由大到小的顺序排列。,（,1,）,K Na Li;,（,2,）,B C Be N;,（,3,）,He Ne Ar,；,（,4,）,Na Al S P,Li,、,Na,、,K,；,N,、,C,、,Be,、,B,；,He Ne Ar,；,P,、,S,、,Al,、,Na,。,1,、请查阅下列化合物中元素的电负性值，指出化合物中化合价为正值的元素,.,KH ICl NF,3,SF,6,课堂反馈练习,2,、根据对角线规则，下列物质的性质具有相似性的是（ ）,A,、硼和碳,B,、铝和铁,C,、铍和铝,D,、铜和金,3,、下列各组元素按电负性由大到小顺序排列的是,( ) A. F N O B. O Cl F C. As P H D. Cl S As,D,4,、下列哪个系列的排列顺序正好是电负性减小的顺序,( ) A. K Na Li B. O Cl H C. As P H D.,三者都是,B,6,、下列不是元素电负性的应用的是,( ) A.,判断一种元素是金属还是非金属,B.,判断化合物中元素化合价的正负,C.,判断化学键的类型,D.,判断化合物的溶解度,D,5,、电负性差值大的元素之间形成的化学键主要为,( ),A.,共价键,B.,离子键,B,7,、结合上表判断，下列哪些是离子化合物，哪些是共价化合物。,NaF HCl NO MgO KCl CH,4,离子化合物：,。,共价化合物：,。,NaF,、,MgO,、,KCl,HCl,、,NO,、,CH,4,元素,H,C,N,O,F,Na,Mg,Cl,K,电负性值,2.1,2.5,3.0,3.5,4.0,0.9,1.2,3.0,0.8,8,、在下列空格中，填上适当的元素,符号,。,(1),在第,3,周期中,第一电离能最小的元素是,，第一电离能最大的元素是,；,电负性最小的元素是,，电负性最大的元素是,。,(2),在元素周期表中，第一电离能最小的元素是,，第一电离能最大的元素是,；,电负性最小的元素是,，电负性最大的元素是,。,(,不考虑放射性元素,!),Na,Ar,Cl,Na,Cs,He,Cs,F,9,、,A,、,B,、,C,、,D,四种元素，已知,A,是自然界中含量最多的元素,；,B,为金属元素，已知它的原子核外,K,、,L,层上电子数之和等于,M,、,N,层电子数之和,；,C,元素是第,3,周期第一电离能最小的元素，,D,元素在第,3,周期中电负性最大。,(1),试推断,A,、,B,、,C,、,D,四种元素的名称和符号。,(2),写出上述元素两两化合生成的离子化合物的化学式。,CaO Na,2,O Na,2,O,2,CaCl,2,NaCl,氧、钙、钠、氯,O,、,Ca,、,Na,、,Cl,【归纳小结】,S,区元素价电子特征排布为,，价电子数等于族序数。区元素价电子排布特征为,；价电子总数等于副族序数；,ds,区元素特征电子排布为,，价电子总数等于所在的列序数；,p,区元素特征电子排布为,；价电子总数等于主族序数。,原子结构与元素在周期表中的位置是有一定的关系的。,1.,原子核外电子总数决定所在周期数,周期数,=,（钯除外）,46,Pd Kr4d,10,最大能层数是,4,，但是在第五周期。,2.,外围电子总数决定排在哪一族,如：,29,Cu 3d,10,4s,1,，,10+1=11,尾数是,1,所以，是,IB,。,元素周期表是元素原子结构以及递变规律的具体体现。,（,3,）离子半径判断规律,A,、质子数相同，电子数越多，半径越大。,B,、电子数相同，质子数越多，半径越小。,C,、同主族离子（带相同的电荷数），电子层数越多，半径越大。,9/8/2024,D,、质子数、电子数都不相同，可选取一种离子做中间参照比较,