物质结构元素周期律

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),A、原子核外有2个电子层 B、最外电子层上有2个电子,C、比,4,He多1个中子 D、比,4,He少1个质子,B,B,3、1999年,世界重大科技成果之一是超铀元素的发现,它有力地支持了“稳定岛”假说。原子,118,X的中子数与电子数之差为( ),A. 0 B. 57 C. 118 D. 175,293,2.下列各组物质中,互为同位素的是( ),(A)O,2,、O,3,、O,4,(B)H,2,、D,2,、T,2,(C)H,2,O、D,2,O、 T,2,O (D),20,Ca 和,20,Ca,D,40,42,7,4、某元素的同位素,A,Z,M,它的氯化物MCl 1.17g溶于水制成溶液后, 加入1mol/L的AgNO,3,溶液20ml恰好完全反应。若这种同位素原子核内有12个中子,求:,(1)Z值和A值,(2)把X的单质在空气中燃烧,有何现象?写出反应的,化学方程式。,解,: (1),设与AgNO,3,溶液反应消耗氯化物MCl的物质的量为n 。则:,MCl + AgNO,3,= AgCl + MNO,3,1 1,n 1mol/L X 20ml X10,-3,L/mL,由 1/n = 1/(1 X 20 X 10,-3,) 得 n = 0.02mol,M的摩尔质量= 1.17/0.02 35.5 = 23(g/mol),A=23 Z = A N = 23 12 = 11,由此可以断定M为Na,(2)剧烈燃烧,发出黄色火焰,有淡黄色固体产生;,2Na + O,2,= Na,2,O,2,8,排列原则,结构,二、元素周期表:,把电子层数相同的元素排成一个横排,(电子层数=周期数),把最外层电子数相同的元素(个别除外)按电子层数递增从上到下排成纵行,族,18个纵行,16个族,主族(A A共7个),副族(B B共7个),第V族(第8、9、10三个纵行), 0族(稀有气体),周期,(7个横行),短周期:第一、二、三周期,长周期:第四、五、六,周期,不完全周期:第七周期,三短,四长,七主七副零八族,9,10,知识回顾,11,族,主族,(A),副族,(B),A,A,第VIII 族:,稀有气体元素,(纵向),零族:,共七个主族,B B,共七个副族,8、9、10 三个纵行,12,周期,起止元素,最外层电子排布,二,三,四,五,六,Li Ne,Na,Ar,K,Kr,Rb,Xe,Cs,Rn,2s,1, 2s,2,2p,6,3s,1, 3s,2,3p,6,4s,1,4s,2,4p,6,5s,1,5s,2,5p,6,6s,1,6s,2,6p,6,探究一、周期的划分,问题1:完成下列表格,从表格中你能发现什么规律?,13,(3)元素所在周期的判断:周期序数 电子层数,(1)每一周期原子的最外层电子排布重复出现从,到,的周期性变化。,(2) 每一周期原子最外层电子数从,到,呈现,周期性变化(第一周期除外),ns,1,ns,2,np,6,1 8,=,14,Li Ne,Na Ar,K Kr,Rb Xe,Cs Rn,2s,1,2s,2,2p,6,3s,1,3s,2,3p,6,4s,1,4s,2,4p,6,5s,1,5s,2,5p,6,6s,1,6s,2,6p,6,15,(3)每一周期元素种类,相应能级组中原子轨道所能容纳的电子总数,周期序数,元素种类,电子最大容量,能级组内原子轨道,能级组,1,2,2,1s,2,8,8,2s 2p,3,8,8,3s 3p,4,18,18,4s 3d 4p,5,18,18,5s 4d 5p,6,32,32,6s 4f 5d 6p,7,26 (未完),32,7s 5f 6d 7p,根据构造原理,将能量相近的能级分为一组,=,16,探究二、族的划分,简称“价电子层”,这些能级上的电子,可在化学反应中发生变化,外围电子排布:,价电子,探究活动:,1、周期表有多少个纵行?这些纵行可分为哪些族?,2、各族的外围电子排布有什么特征,有什么通式?,17,18纵行,主族,(A,A),副族(BB),零族稀有气体,第族,主族序数=价电子数=最外层电子数,副族序数,不一定等于,最外层电子数,一般外围电子排布为(n-1)d,1-10,ns,1-2,过渡元素,外围电子排布为ns,2,np,6,(He除外),族的划分:取决于原子的外围电子排布及价电子数目,想一想:,各,族序数都等于最外层的电子数吗?,一般外围电子排布为ns,1-2,或ns,1-2,np,1-6,18,s,p,ds,d,f,19,A.B两元素,A的原子序数为x, A.B 所在周期的元素的种类分别为m和n。,如果A.B同在A族,当B在A的上周期时,B的原子序数为,当B在A的下周期时,B的原子序数为,如果,A.B,同在,A,族,当B在A的上周期时,B的原子序数为,当B在A的下周期时,B的原子序数为,x-n,x+m,x-m,x+n,20,A、B、C是周期表中相邻的三种元素, A、B,同周期, B、C同主族。此三种元素原子最外层电子数之和为17,质子总和为31, A、B、C分别为,N、O、S,内层电子总数=31-17=14=2+2+10,17=6+6+5,21,探究三、区的划分,这是根据什么分的呢?,科学探究:,1、五个区划分的依据及其名称的由来?,2、S区、d区、ds和P区分别有几个纵列以及各区外围电子排布?,3、为什么S区、d区和ds区的元素都是金属?,22,S区,S区,:包含,2,个纵行,外围电子排布是,n,s,1,或,n,s,2,,最后1个电子填充在,s,轨道上,除H外,其余为,金属元素。,d区,d区,:包含,8,个纵行,外围电子是,(n1)d,110,ns,12,(Pd除外),最后1个电子填充在d轨道上,为过渡金属元素,ds区,ds区,:包含,2,个纵行,它们的外围电子排布是,(n1)d,10,ns,12,,可理解为先填满了,d,轨道而后再填充,s,轨道,为,过渡金属元素,。,p区,p区:,包含,6,个纵行,外围电子排布是,n,s,2,n,p,16,,,最后1个电子填充在,p,轨道上,大部分为,非金属元素,f区:镧系和锕系,,外围电子排布,(,n, 2)f,014,(,n,1)d,02,n,s,2,,一般最后1个电子填充在,f,轨道上,全为,过渡金属元素。,f区,f区,23,外围电子排布是,n,s,1,和,n,s,2,,最后1个电子填充在,s,轨道上,除H外,其余为活泼金属,s区元素,A和A族,3、区的划分,p区元素,AA族和0族,外围电子排布是,n,s,2,n,p,16,,最后1个电子 填充在,n,p,轨道上,除H外,所有非金属元素都在p区。,24,外围电子是,(n1)d,110,ns,12,(Pd除外),,最后,1个电子填充在,(,n,1)d,轨道上,,为过渡金属,d区元素,BB族和族,ds区元素,B和B族,它们的外围电子电子是,(n1)d,10,ns,12,,,可理解为先填满了,(n-1)d,轨道而后再填充,ns,轨道,为过渡金属,25,外围电子是:,(,n, 2)f,014,(,n,1)d,02,n,s,2,,它包括,镧系和锕系,元素(各有,15,种元素),一般最后1个电子填充在,(n-2)f,轨道上,为过渡金属 。,f区元素,镧系和锕系元素,26,2、族的划分,1)一般同族原子外围电子排布_,2)元素各族原子外围电子排布特点:,主族元素:主族序数=_,副族元素和族:外围(n-1)d+ns的电子的一些规律,A、BB:电子总数为_ ,族序数=_,B、族:电子总数为_,C、 B和B电子总数为_ ,族序数=_,零族元素:外围电子排布为_,外围电子排布:简称“价电子层”,这些能级,上的电子数可在化学反应中发生变化,外围电子数=最外层电子数,相同,1s,2,或ns,2,np,6,37,外围电子数,810,1112,最外层电子数,27,1下列元素是主族元素还是副族元素?第几周期?第几族?,(1)1s,2,2s,2,2p,6,3s,2,3p,5,(2)Ar3d,10,4s,1,2由下列元素在周期表中的位置,给出其原子的价电子层构型,(1)第四周期第,B族,(2)第六周期第A族,练习,28,探究二、族的划分,1)一般外围电子结构相同,2)元素所在族的判断:,主族元素:主族序数=最外层电子数,过渡元素:一般以外围(n-1)d+ns的电子总数判断,A、电子总数为37,BB,B、电子总数为810,,C、电子总数为1112,B和B,零族元素:外围电子排布为ns,2,np,6,外围电子排布:简称“价电子层”,这些能级上的,电子数可在化学反应中发生变化,29,3.已知某元素在周期表中位于第五周期、A族。试写出该元素的基态原子的电子排布式、元素名称、符号和原子序数。,30,复习:元素周期表的结构,周期,族,短周期(第一,二,三周期,2,8,8),主族(A A,7个纵行),长周期(第四,五,六周期,18,18,32),不完全周期(第七周期,26),副族( B B,7个纵行),族(8,9,10纵行),零族,31,1、,碱金属元素的性质,名称,相似性,递变性,最外层电子数,物理性质,化学性质,电子层数,熔点,沸点,密度,化学性质,锂,钠,钾,铷,铯,逐渐增多,逐渐降低,逐渐降低,逐渐增大,金属性逐渐增强,1,软,亮.轻.,低(熔点).,略带,金色,单质都具有强的还原性,32,名称,相似形,递变性,最外层电子数,物理性质,化学性质,电子层数,熔点,沸点,密度,化学性质,氟,氯,溴,碘,7,单质具有强的氧化性,逐渐增多,逐渐升高,逐渐升高,逐渐增大,非金属性逐渐减弱,2、卤素的性质,单质的熔,沸点较低,颜色较深,33,元素主要化合价,呈周期性变化,同周期,同主族,三:元素周期律:,随原子序数(核电荷数)的递增:,原子结构呈周期性变化,同周期最外层电子数 1 8,同主族最外层电子数族序数,元素的金属性非金属性呈周期性变化,同周期:从左到右,金属性减弱,非金属性增强,同主族:从上到下,金属性增强,非金属性减弱,元素性质的周期性变化的实质是由于元素原子的核外电子排布呈周期性变化,正价:1 7,负价:4 1,最高正价 = 族序数 = 阳离子所代正电荷数,负化合价 8族序数,34,1,B,A,l,Si,Ge,As,Sb,Te,2,3,4,5,6,7,A,A,A,A,A,A,A,0,Po,At,非金属性逐渐增强,金属性逐渐增强,金属性逐渐增强,非金属性逐渐增强,非金属区,金属区,零,族,元,素,35,金属性非金属性的比较,1.金属性,金属活动顺序表。,同周期从左至右金属性减弱,同主族从上至下金属性增强。,与水或酸反应放出氢气的难易。,最高价氧化物对应的水化物碱性的强弱。,金属之间的置换。,原电池的电极。,36,2.非金属性,同周期从左至右非金属性增强,同主族从上到下非金属性减弱。,与氢气化合的难易程度。,气态氢化物的稳定性。,最高价氧化物对应水化物酸性的强弱。,非金属之间的置换。,37, 原子半径的周期性变化,38,原子半径的大小取决于_、_ 两个因素;电子的能层越多,电子之间的负电排斥使原子半径_ ;核电荷数越大,核对电子的引力越大,将使原子半径_。,能层数,核电荷数,增大,缩小,39,思维拓展:微粒半径的比较方法,同周期的原子:,Z,、,r,同主族的原子,Z,、,r,具有相同电子层结构的离子:,Z,r,同种元素的微粒:,阳离子,原子阴离子,(4)同种元素的不同阳离子:,高价阳离子低价阳离子,40,下列微粒中,半径大小的次序正确的是,AK,+,Ca,2+,Cl,-,S,2-,BCa,2+,K,+,S,2-,Cl,-,CCa,2+,K,+,Cl,-,S,2-,DS,2-,Cl,-,K,+,Ca,2+,C,41,元素电离能及其周期性变化,第一电离能:,M(g) - e,M,+,(g),意义:可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度第一电离能数值越小,原子越容易失去一个电子,42,元素的第一电离能大致有何周期性?,同一周期:由左至右大致增大,同一主族:由上至下大致减小,43,元素电负性及其周期性变化,一般情况下,活泼非金属元素与活泼金属元素以离子键结合形成离子化合物,非金属元素之间以共价键结合形成共价化合物。,成键原子之间是形成离子键还是形成共价键,主要取决于,成键原子吸引电子能力,的差异。,44,为了比较元素的原子吸引电子能力的大小,美国化学家鲍林于,1932,年首先提出了用电负性来衡量元素在化合物中吸引电子的能力。经计算确定氟的电负性为,4.0,,锂的为,1.0,,并以此为标准确定其它与元素的电负性。,45,电负性递变规律,46,同一周期,主族元素的电负性从左到右逐渐增大,表明其吸电子的能力逐渐增强(非金属性,氧化性增强)。,同一主族,元素的电负性从上到下呈现减小的趋势,表明其吸引电子的能力逐渐减弱(金属性、还原性增强),电负性的规律,47,电负性的应用,1,判断元素的金属性和非金属性,金属性元素的电负性一般在1.8以下,非金属性元素一般在1.8以上。电负性最大的元素是位于右上方的F,电负性最小的元素是位于左下方的Fr(Fr是放射性元素),48,2,估计化学键的类型,在化合物中,可以根据电负性的差值大小,估计化学键的类型。电负性差越大,离子性越强,一般说来,,电负性差大于1.7时,可认为是离子键,小于1.7时为共价键。,49,科学探究,如何利用电负性理论,结合我们所学的元素化合物知识,理解这三对元素的”对角线”规则?,50,对“位构性”三者关系的综合考查,51,1.下列元素的原子半径依次减小的是( ),A. Na、Mg、Al B. N、O、F,C. P、Si、Al D. C、Si、P,2.下列有关元素周期律的叙述,正确的是( ),A. 元素周期律的本质是元素原子核外电子排布呈周期性变化,B. 元素周期律的本质是原子半径呈周期性变化,C. 元素周期律的本质是元素的性质随原子序数的递增呈周期性变化,D. 元素周期律的本质是元素的性质随原子量的递增而呈周期性变化,练习:,AB,A,52,3、不能作为元素周期表中元素排列顺序的依据的是 ( ),A原子的核电荷数 B原子的核外电子数,C原子的质子数 D原子的中子数,D,4、下列性质的递变中,正确的是( ),A、O、S、Na,的原子半径依次增大,B、LiOH、KOH、CsOH,的碱性依次增强,C、HF、NH,3,、SiH,4,的稳定性依次增强,D、HCl、HBr、HI,的还原性依次减弱,AB,5.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( ),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:ABC,BC,53,6 2010上海卷,几种短周期元素的原子半径及,主要化合价如下表:,元素代号,X,Y,Z,W,原子半径/pm,160,143,70,66,主要化合价,2,3,5、3、3,2,下列叙述正确的是(),AX、Y元素的金属性XY,B一定条件下,Z单质与W的常见单质直接生成ZW,2,CY的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水,D一定条件下,W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来,D,54,7. A、B、C、D是四种短周期元素,它们的原子序数依次增大,其中A元素的原子只有一个电子层,又知A与C、B与D分别是同一主族元素,B、D两元素的原子核中质子数之和是A、C两元素原子核中质子数之和的二倍,又知四种元素的单质常温常压下有两种气体、两种固体。请回答下列问题:,(1)由A、B两种元素可形成E、F两种化合物,写出其中一种化合物分解生成另一种化合物的化学方程式_,反应物的电子式_。,其所含化学键为_。(a.离子键b极性共价键c非极性共价键),(2)B元素比D元素的非金属性强的依据是_。,两元素组成的化合物中D元素为正价 单质的熔沸点的高低,最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱 气态氢化物的稳定性,(3)由A、B、D三种元素中的两种可分别形成甲、乙两种粒子,它们均为负一价双原子核的阴离子,且甲含有18个电子,乙含有10个电子,则甲与乙反应的离子方程式为_。(4)写出C和D两元素的最高价氧化物对应的水化物在稀溶液里相互反应的热化学方程式(已知此反应生成1 mol H,2,O时放出的热量为57.3 kJ)_,2H,2,O,2,=2H,2,OO,2,MnO,2,bc,HS, OH,=S,2,H,2,O,2NaOH(aq)H,2,SO,4,(aq)Na,2,SO,4,(aq)2H,2,O(l) ,H,114.6 kJ/mol,55,四:化学键:,化学键,类型,(判断:一般),离子键:,离子化合物,原子,电子式,表示方法,共价键:,金属、非金属元素,非金属元素,极性键:,不同种元素,非极性键:,同种元素,配位键:,原子单方面提供电子,离子,分子,分子的形成过程,结构式,(也叫键线式,适用于共价键),金属元素,金属键:,56,一)化学键,1、定义;,使离子相结合或原子相结合的作用力通称,为化学键。,2、离子键和共价键通称为化学键。,3、化学反应实质,:,旧化学键断裂,新化学键形成的过程,4、分子间作用力:,把分子聚集在一起的作用力称为分子间作用力(又称范德华力)。比化学键弱得多。,5、氢键:,象NH,3,、H,2,O、HF分子间存在着比分子间作用力稍强的相互作用称为氢键。也比化学键弱得多。,57,二)离子键,1、定义:,阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。,2、形成范围,:活泼金属与活泼非金属之间。,3、离子化合物,:,由离子键构成的化合物叫做离子化合物,4、电子式:,元素符号周围用“,”或“,”来表示原子的最外层电子(价电子)的式子叫做电子式。,5、含离子键的化合物:,NaCl、KCl、NH,4,Cl、NaOH等。,NaCl的形成:,58,三)共价键,1、,定义:原子间通过,共用电子对,而形成的化学键。,2、,形成条件:,1)同种或不同种,非金属,元素原子结合;,2)部分金属元素原子与非金属元素原子,如,AlCl,3,;FeCl,3,;,3,、共价化合物,:,以共用电子对形成分子的化合物。,4、,共价键的存在,:,HCl、H,2,等,一些离子化合物中, 如,NaOH、Na,2,O,2,等。,5、共价键可分为极性键和非极性键。,如:HCl、HF键等为极性键;HH、ClCl键等为非极性键。,59,四)离子键和共价键的比较,离 子 键,共 价 键,成键微粒,成键本质,表示方法,成键元素,特征,存在,Cl,H, Cl ,-,:,:,Na,+,阴、阳离子,原 子,静电作用,共用电子对,活泼金属与活泼非金属元素,同种或不同种非金属元素,无饱和性无方向性,有饱和性有方向性,只存在于离子化合物中,非金属 单质、共价化合物及部分离子化合物中,60,键型判断,离子键,1.活泼金属与活泼非金属,2.金属阳离子(或铵根)与酸根,3.强碱中,共价键,1.非金属与非金属,2.少数金属与非金属,61,电子式的书写,1.表示形成过程,Na,2,S,62,2.微粒的电子式,方法:先判断键的类型,离子键中阴离子和复杂的阳离子加方括号,共价键注意共用几对电子。,CaC,2,NH,4,Cl,NH,3,NaOH,NH,4,H Na,2,O,2,63,MgCl,2,H,2,O,2,CO,2,N,2,HClO,Mg,3,N,2,64,五)化学键与分子间作用力,粒子间作用,分子间作用力,离子键,共价键,定义,物质分子间存在微弱的相互作用,阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键,原子间通过共用电子对所形成的化学键,本质,静电作用,静电作用,共用电子对,强度,弱,强烈,强烈,存在,分子中:固态、液态,离子化合物,共价化合物及部分离子化合物中,作用范围,相邻分子之间,相邻离子之间,分子内相邻原子之间,对性质的影响,主要影响到物质的物理性质,如熔点、沸点,物理性质,如熔点、沸点,化学性质,如物质的热稳定性等,实例,Ne、HF、NH,3,、H,2,O、HI、PH,3,、H,2,NaCl、MgO、,NaOH、Mg(OH),2,SiO,2,、H,2,SO,4,、H,2,O,2,、,Na,2,O,2,、NaOH,65,原子,分子,离子,宏观物质,或范德华力,得失电子,范德华力,氢键,共价键,金属键或共价键,离子键,离子晶体,分子晶体,原子晶体,金属晶体,六)微观粒子与宏观物质的关系,66,1、下列各组物质气化或熔化时,所克服的微粒间的作用力属同种类型的是( ),A.碘和干冰的升华 B.硫和氯化钾的熔化,C.氯化钠和K,2,CO,3,的熔化 D.CS,2,和NaOH的气化,练习:,AC,2、下列化合物中,既含有离子键又含有非极性键的是( ),ANa,2,O,2,BNH,4,ClCCH,4,DH,2,O,2,A,3、关于氢键,下列说法正确的是( ),A每一个水分子内含有两个氢键,B冰、水中分子间都含有氢键,C分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高,D水是一种非常稳定的化合物,这是由于氢键所致,BC,67,4、M元素的一个原子失去两个电子转移到N元素的两个原子中形成化合物Z,下列说法不正确的是( ),A.M元素的离子可表示为M,2+,B.Z化学式可表示为MN,2,C.Z一定为离子化合物,D.Z一定能溶于水,D,5、下列过程中,共价键被破坏的是( ),A.碘升华 B.溴蒸气被木炭吸附,C.蔗糖溶于水 D.氯化氢气体溶于水,D,练习,68,6、下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是,A.NH,3,B.PCl,5,C.CO,2,D.COCl,2,7、最近,科学研制得一种新的分子,它具有空心的类似足球状结构,化学式为C,60,,下列说法正确的是,A.C,60,的熔沸点高,B.C,60,和金刚石都是碳单质,C.C,60,中含离子键,D.C,60,中只有共价键,CD,BD,69,8、下列各分子中,化学键类型有差异的是,A.H,2,O、CO,2,B.MgF,2,、H,2,O,2,C.NaOH、Ba(OH),2,D.NaCl、KCl,9、下列每种粒子中,所含化学键完全相同的是,A.Na,2,O,2,B.H,2,O,2,C.H,2,OD.NH,4,Cl,B,C,70,注意,离子化合物一定含离子键,共价化合物一定不含离子键,离子化合物可能含共价键,离子化合物可能含配位键,离子化合物可能含极性共价键,离子化合物可能含非极性共价键,71,化 合 物 的 判 别,只要有阴阳离子,即可判断为离子化合物;,非金属元素间形成的化合物为共价化合物。,强碱:NaOH、Ba(OH),2,等;,大多数盐:NaCl、BaSO,4、,NH,4,Cl等;,注意:NH,4,+,的盐除外。,氧化物:Na,2,O、Na,2,O,2,等;,类盐:Mg,3,N,2,、NaH、CaC,2,等;,72,
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