原子结构与元素周期律.ppt

原子结构与元素周期律,原 子,质子 (Z) : 中子 (N):,,+,0,1、原子的组成：,(1) 核电荷数 =质子数= 原子序数=核外电子数,结论1：,在原子中： 核电荷数 = 质子数 = 核外电子数 =原子序数,2、构成原子的粒子及其性质：,,,①电子质量与质子质量之比。,1/1836①,1.007,1.008,质量数 = 质子数 + 中子数,A = Z + N,,,结论2,如果忽略电子的质量，将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值加起来，所得的数值，我们称之为质量数。其值近似的等于相对原子质量！,——元素符号,质量数 ——,核电荷数 —— （核内质子数）,3.如何表示原子的组成？,质量数（A）= 质子数（Z）+中子数（N）,O,8,16,2,2-,-2,电荷数,质子数,每个分子中的原子个数,化合价,质量数,元素符号周围数字的含义：,,,10,188O,16,3216S,0,1,1,40,18,35,4018Ar,17,小试牛刀,比 较,,8O 8 O,探究讨论,1、它们属于同一种元素吗?,2、它们是同一种原子吗? 3、那它们是什么关系？,18,16,,小 结,它们是同种元素的不同原子即是同种元素的不同核素 核素:具有一定质子数和一定中子数的一种原子称为一种核素 同种元素的不同核素互称为同位素 同位素:质子数相同、质量数（或中子数）不同的核素（原子）互称为同位素,常见的同位素,126C 136C 146C,11H 21H 31H,氕 氘 氚,D T,23492U 23592U 23892U,比较：元素、核素、同位素,含有相同质子数的同一类原子的总称,质子数相同的不同核素互称同位素,具有一定数目的质子和一定数目的中子的原子,宏观概念，如已发现一百多种元素,,小 结,,核素1,核素2,…,,同位素,元 素,,a、同一元素的各种同位素虽然质量数不相同,但它们的化学性质几乎相同,说明,b、天然存在的某种元素里,不论游离态还是化合态,各种同位素所占的原子个数百分比一般是不变的,,,许多元素都具有同位素，那该元素的相对原子质量该如何计算呢？,Cl元素有3517Cl和3717Cl两种天然、稳定的同位素，其中3517Cl所占的原子数目百分比为 75.77%,Ar（ 3517Cl ）=34.969； 3717Cl所占的原子数目百分比为24.23%， Ar（ 3717Cl ）=36.966，则Cl元素的平均相对原子质量为多少？,Ar(Cl)=34.969× 75.77% + 36.966 × 24.23%=35.453,总结,,在原子中: 核电荷数=质子数= 核外电子数 = 原子序数,质量数(A) = 质子数 (Z)+ 中子数(N),质量数=原子的近似相对原子质量,元素,,核素1,,核素2,同位素,X,A,Z,,,,,,,,,,,,,重要练习：,原子核外电子排布,1.原子核外电子的分层排布及规律,K L M N O P Q,,原子核外电子排布规律,③ 最外层最多只能容纳 8个电子（K层为最外层是2个）,次外层最多只能容纳18个电子,,② 每个电子层最多只能容纳2n2电子。,①能量最低原理：电子总是尽先排布在能量最 低的电子层里； 即由能量　低　　　　　　高,,经验：电子排满K层，排　　　层，排满L层排　　　层,L,M,,注意：多条规律必须同时兼顾。,2、原子核外电子排布规律及原子结构示意图,,,元素周期律,★原子半径大小比较的规律,当最外层电子数相同(同主族)时,电子层数越多的,其半径越大. r(Na)＜r(K) r(F)＜r(Cl),２当电子层数相同（同周期）时，随着原子序数的增大，原子半径逐渐减小。 r(Na)>r(Mg),请判断下列原子半径的大小,(1) F Cl S Na Cl P,判断元素金属性强弱的方法,1、单质跟水（或酸）反应置换出氢的难易,2、最高价氧化物的水化物—氢氧化物的碱性强弱,3、金属间的置换反应.,4、金属阳离子氧化性的强弱:离子的氧化性越强,对应金属的金属性越弱,判断元素非金属性强弱的方法,2、最高价氧化物的水化物的酸性强弱,1、单质与氢气生成气态氢化物的难易程度以及氢化物的稳定性,4、元素的原子对应阴离子的还原性。还原性越强，元素的非金属性就越弱,3、非金属间的置换反应,钠、镁和水的反应,金属性 Na>Mg,向盛有已擦去表面氧化膜的镁条和铝片的试管中，各加入2mL 1mol/L的盐酸。,镁、铝和盐酸的反应,镁、铝和盐酸的反应,金属性 Mg > Al,金属性 Na > Mg > Al,金属性 Na > Mg > Al,强碱,中强碱,?,高温,光照或点燃爆炸化合,磷蒸气,加热,,11—17号元素的金属性、非金属性的变化规律：,,11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl,,,与水反应的剧烈程度减弱；,与酸反应的剧烈程度减弱；,NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3 强碱 中强碱 两性 碱性减弱。,金属性减弱,与H2反应越容易，越剧烈；,SiH4 PH3 H2S HCl 气态氢化物越稳定；,非金属性增强,H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4 弱酸 中强酸 强酸 最强酸 酸性增强。,＋1 ＋2 ＋3,＋4 ＋5 ＋6 ＋7,－4 －3 －2 －1,一、电子层数相同（同周期）的元素性质的递变,如有三个电子层的元素（11---17号元素）: 随着原子序数的增多,原子半径逐渐减小，原子核对核外电子的吸引能力逐渐增强、失电子能力减弱,得电子能力增强；元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。 金属性：NaP>S>Cl,小结：,二、最外层电子数相同（同主族）的元素性质的递变,如碱金属、卤素: 随着原子序数的增多,原子半径逐渐增大，原子核对核外电子的吸引能力逐渐减弱、失电子能力增强,得电子能力减弱；元素的金属性逐渐增强，非金属性能力减弱。 金属性：LiCl>Br>I,元素的性质（原子半径、主要化合价、元素的金属性与非金属性）随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律叫做元素周期律！,元素化学性质的周期性变化实质就是元素原子的核外电子排布的周期性变化！,,,,,,,,,,,,,,元素周期律的小结 元素周期表及其应用,1.周期,（1）周期是指一横行，共分7个周期,（3）周期序数=电子层数,（2）周期的分类及所含元素特点,2.族,（1）族的分类及表示,①主族:,③0族：,②副族:,④Ⅷ族：,由短周期和长周期共同构成的族,七主：ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA,主族序数=最外层电子数,完全由长周期元素构成的族,稀有气体元素构成的族,七副：ⅠB、ⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB,包括8、9、10三列,（2）族的分布位置,,,,小结：,（1）周期数（7） ：三短、三长、一不全 （2）周期序数 ＝ 核外电子层数 。 （3）每一周期都是从 碱金属开始(第一周期从氢开始), 过渡到卤素，到稀有气体结束 。 （4）镧系元素：共15种。 锕系元素：共15种。,（1）族数（16） ：七主、七副、0和Ⅷ （2）主族序数 ＝ 最外层电子数 （3）族的排列顺序： 主→副→Ⅷ →主→副→0 ⅠA 、ⅡA、ⅢB、ⅣB 、ⅤB 、ⅥB 、ⅦB 、 Ⅷ ⅠB 、ⅡB 、ⅢA、 Ⅳ A 、ⅤA 、ⅥA 、ⅦA 、0,小结：,1、必须熟悉周期表的结构：,18纵行：7主、7副、0与VIII； 7横行 ：三长、三短、一不全， 镧系、锕系排下边。,2、必须掌握元素在周期表中的位置 和原子结构的关系：,周期序数＝原子的电子层数,主族序数＝元素原子最外层电子数=最高正价,原子序数＝核电荷数＝质子数＝原子核外电子数,[总结],3.元素周期表分区,（1）金属区：,周期表的左下方,（2）非金属区：,周期表的右上方,（3）稀有气体区：,周期表的最右方,（二）元素在周期表中的位置与性质的关系,1.同周期：,11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl,,●同周期元素原子核外电子层数相同， ●从左往右， ●核电荷数递增，最外层电子数逐渐增加， ●原子半径逐渐减小， ●核对核外电子的吸引能力逐渐增强， ●失去电子的能力逐渐减弱，金属性减弱， ●得到电子的能力逐渐增大，非金属性增强。,（二）元素在周期表中的位置与性质的关系,2.同主族：,3 Li 11Na 19K 37Rb 55Cs,,LiOH NaOH KOH RbOH CsOH,最高价氧化物水化物碱性增强,与水反应的剧烈程度增强,解释：,从上往下，电子层增多，半径增大； 失电子能力增强，金属性增强。,（二）元素在周期表中的位置与性质的关系,2.同主族：,9 F 17Cl 35Br 53I,,HClO4 HBrO4 HIO4,最高价氧化物水化物酸性减弱,单质氧化性逐渐减弱,解释：,从上往下，电子层增多，半径增大； 得电子能力减弱，非金属性减弱。,（二）元素在周期表中的位置与性质的关系,2.同主族：,F Cl Br I,,从上往下，电子层增多，半径增大,Li Na K Si Cs,得电子能力减弱，非金属性减弱。,失电子能力增强，金属性增强;,一般地,元素单质密度逐渐增大; 金属熔沸点逐渐减小,非金属熔沸点逐渐增大,（二）元素在周期表中的位置与性质的关系,F Cl Br I,,从上往下，电子层增多，半径增大,Li Na K Rb Cs,得电子能力减弱，非金属性减弱。,失电子能力增强，金属性增强;,11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl,,从左往右，核电荷增大，半径减小,得电子能力增强，非金属性增强。,失电子能力减弱，金属性减弱;,,,,,,,,,1,Be,Al,Si,Ge,As,Sb,Te,2,3,4,5,6,7,ⅠA,ⅡA,ⅢA,ⅣA,ⅤA,ⅥA,ⅦA,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,阶梯线,B,元素金属性和非金属性的递变,,,,,,,,,,,,,,讨论及小结：,,周期表之最,非金属性最强的元素是 稳定性最强的气态氢化物是 酸性最强的最高价氧化物的水化物是 金属性最强的元素是 碱性最强的最高价氧化物的水化物是 自然界稳定存在的金属性最强的元素是,Fr,F,HF,HClO4,FrOH,Cs,（三）元素周期律和元素周期表的重要应用,利用“构－位－性”的关系指导化学学习,［例1］下列对于铯(Cs)的性质的预测中， 正确的是 （ ） A．它只有一种氧化物Cs2O B．它与水剧烈反应 C．Cs＋具有很强的氧化性 D．CsHCO3受热不易分解,★粒子半径大小比较的规律,同一主族元素的原子和离子,电子层数越多的,其半径越大. r(Na)＜r(K) r(F)＜r(Cl) r(Na+)＜r(K+) r(F-)＜r(Cl-),,２同周期元素的原子,核电荷数越大的，其半径越小 r(Na)>r(Mg) 同周期元素的离子,阳离子半径逐渐减小、阴离子半径逐渐减小，但同周期的阳离子小于同周期的阴离子 r(Na+)>r(Mg2+) r(S2-)>r(Cl-) r(Cl-)>r(Na+),３　核外电子排布相同的离子,随核电荷数的增大，半径减小,4 同种元素的不同粒子的半径关系为：阳离子＜原子＜阴离子，且价态越高的粒子，其离子半径越小,r(H+)＜r(H)＜r(H-) r(Fe3+) ＜ r(Fe2+) ＜ r(Fe),如:r(O2-)>(F-)> r(Na+) > r(Mg2+) > r(Al3+),请判断下列粒子的半径大小,(1) F Cl S Na Cl P Na+ Mg2+ Al3+ (4) Cl- S2- K+ Ca2+,,,,,,,,,,,,,,课堂练习,1. 下列元素中最容易和氢气化合的是（ ） A.硫 B.氯 C.磷 D.碘 下列关于元素周期表中第三周期元素性质从左到右变化趋势 的叙述错误的是（ ） A.最高正价依次升高 B.原子半径逐渐增大 C.气态氢化物稳定性逐渐增强 D.最高价氧化物对应的化合物碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强,B,B,短周期元素中， 与水反应最剧烈的金属是_____ 与水反应最剧烈的非金属是_____ 地壳中含量最多的元素是_____ 最高价氧化物既能与盐酸又能与烧碱反应的是____,Na,F,O,Al2O3,,,已知下列元素的原子结构示意图，判断它们的金属性与非金属性强弱，按由强到弱的顺序排列出来。,原子序数＝核电荷数,核电荷数：F>O>N>C>B>Be>Li,,同一周期从左到右的元素金属性渐弱，非金属性渐强,,,,,,,,,,,,,已知下列元素的原子结构示意图，判断它们的金属性与非金属性强弱，按由强到弱的顺序排列出来,电子层数：Cs>Rb>K>Na>Li,+,同一主族从上到下的元素金属性渐强，非金属性渐弱,,,,,,,,,,,,,练 习,稳定性强弱:HCl___H2S、 NH3____PH3 酸性强弱:H3PO4——H2SO4 、HClO4——HBrO4 碱性强弱: KOH____NaOH____Mg(OH)2,>,>,>,>,>,<,