原子結(jié)構(gòu)與元素周期律

1、原子結(jié)構(gòu)與元素周期律,原子,質(zhì)子 (Z) :中子 (N):,,+,0,1、原子的組成：,(1) 核電荷數(shù) =質(zhì)子數(shù)= 原子序數(shù)=核外電子數(shù),結(jié)論1：,在原子中： 核電荷數(shù) = 質(zhì)子數(shù) = 核外電子數(shù) =原子序數(shù),2、構(gòu)成原子的粒子及其性質(zhì)：,,,①電子質(zhì)量與質(zhì)子質(zhì)量之比。,1/1836①,1.007,1.008,質(zhì)量數(shù) = 質(zhì)子數(shù) + 中子數(shù),A = Z + N,,,

2、結(jié)論2,如果忽略電子的質(zhì)量，將原子核內(nèi)所有的質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量取近似整數(shù)值加起來，所得的數(shù)值，我們稱之為質(zhì)量數(shù)。其值近似的等于相對原子質(zhì)量！,——元素符號,質(zhì)量數(shù) ——,核電荷數(shù) —— （核內(nèi)質(zhì)子數(shù)）,3.如何表示原子的組成？,質(zhì)量數(shù)（A）= 質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）,O,8,16,2,2-,-2,電荷數(shù),質(zhì)子數(shù),每個(gè)分子中的原子個(gè)數(shù),化合價(jià),質(zhì)量數(shù),元素符號周圍數(shù)字的含義：,,,10,188O,16,3216S,0,1,1

3、,40,18,35,4018Ar,17,小試牛刀,比 較,,8O 8 O,探究討論,1、它們屬于同一種元素嗎?,2、它們是同一種原子嗎?3、那它們是什么關(guān)系？,18,16,,小 結(jié),它們是同種元素的不同原子即是同種元素的不同核素核素:具有一定質(zhì)子數(shù)和一定中子數(shù)的一種原子稱為一種核素同種元素的不同核素互稱為同位素同位素:質(zhì)子數(shù)相同、質(zhì)量數(shù)（或中子數(shù)）不同的核素（原子）互稱為同位素,常見的

4、同位素,126C 136C 146C,11H 21H 31H,氕 氘 氚,D T,23492U 23592U 23892U,比較：元素、核素、同位素,含有相同質(zhì)子數(shù)的同一類原子的總稱,質(zhì)子數(shù)相同的不同核素互稱同位素,具有一定數(shù)目的質(zhì)子和一

5、定數(shù)目的中子的原子,宏觀概念，如已發(fā)現(xiàn)一百多種元素,,小 結(jié),,核素1,核素2,…,,同位素,元 素,,a、同一元素的各種同位素雖然質(zhì)量數(shù)不相同,但它們的化學(xué)性質(zhì)幾乎相同,說明,b、天然存在的某種元素里,不論游離態(tài)還是化合態(tài),各種同位素所占的原子個(gè)數(shù)百分比一般是不變的,,,許多元素都具有同位素，那該元素的相對原子質(zhì)量該如何計(jì)算呢？,Cl元素有3517Cl和3717Cl兩種天然、穩(wěn)定的同位素，其中3517Cl所占的原子數(shù)目百分比為 7

6、5.77%,Ar（ 3517Cl ）=34.969； 3717Cl所占的原子數(shù)目百分比為24.23%， Ar（ 3717Cl ）=36.966，則Cl元素的平均相對原子質(zhì)量為多少？,Ar(Cl)=34.969× 75.77% + 36.966 × 24.23%=35.453,總結(jié),,在原子中:核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)= 核外電子數(shù) = 原子序數(shù),質(zhì)量數(shù)(A) = 質(zhì)子數(shù) (Z)+ 中子數(shù)(N),質(zhì)量數(shù)=原子的近似相

7、對原子質(zhì)量,元素,,核素1,,核素2,同位素,X,A,Z,,,,,,,,,,,,,重要練習(xí)：,原子核外電子排布,1.原子核外電子的分層排布及規(guī)律,K L M N O P Q,,原子核外電子排布規(guī)律,③ 最外層最多只能容納 8個(gè)電子（K層為最外層是2個(gè)）,次外層最多只能容納18個(gè)電子,,② 每個(gè)電子層最多只能容納2n2電子。,①能量最低原理：電子總是盡先排布在能量最

8、 低的電子層里； 即由能量　低　　　　　　高,,經(jīng)驗(yàn)：電子排滿K層，排　　　層，排滿L層排　　　層,L,M,,注意：多條規(guī)律必須同時(shí)兼顧。,2、原子核外電子排布規(guī)律及原子結(jié)構(gòu)示意圖,,,元素周期律,★原子半徑大小比較的規(guī)律,當(dāng)最外層電子數(shù)相同(同主族)時(shí),電子層數(shù)越多的,其半徑越大. r(Na)＜r(K) r(F)＜r(Cl),２當(dāng)電子層數(shù)相同（同周期）時(shí)，隨著原子序數(shù)的增大

9、，原子半徑逐漸減小。 r(Na)>r(Mg),請判斷下列原子半徑的大小,(1) F Cl S Na Cl P,判斷元素金屬性強(qiáng)弱的方法,1、單質(zhì)跟水（或酸）反應(yīng)置換出氫的難易,2、最高價(jià)氧化物的水化物—?dú)溲趸锏膲A性強(qiáng)弱,3、金屬間的置換反應(yīng).,4、金屬陽離子氧化性的強(qiáng)弱:離子的氧化性越強(qiáng),對應(yīng)金屬的金屬性越弱,判斷元素非金屬性強(qiáng)弱的方法,2、最高價(jià)氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱,1、單質(zhì)與氫氣

10、生成氣態(tài)氫化物的難易程度以及氫化物的穩(wěn)定性,4、元素的原子對應(yīng)陰離子的還原性。還原性越強(qiáng)，元素的非金屬性就越弱,3、非金屬間的置換反應(yīng),鈉、鎂和水的反應(yīng),金屬性Na>Mg,向盛有已擦去表面氧化膜的鎂條和鋁片的試管中，各加入2mL 1mol/L的鹽酸。,鎂、鋁和鹽酸的反應(yīng),鎂、鋁和鹽酸的反應(yīng),金屬性Mg > Al,金屬性 Na > Mg > Al,金屬性 Na > Mg > Al,強(qiáng)堿,

11、中強(qiáng)堿,?,高溫,光照或點(diǎn)燃爆炸化合,磷蒸氣,加熱,,11—17號元素的金屬性、非金屬性的變化規(guī)律：,,11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl,,,與水反應(yīng)的劇烈程度減弱；,與酸反應(yīng)的劇烈程度減弱；,NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3 強(qiáng)堿 中強(qiáng)堿 兩性 堿性減弱。,金屬性減弱,與H2反應(yīng)越容易，越劇烈；,SiH4

12、 PH3 H2S HCl氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定；,非金屬性增強(qiáng),H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4 弱酸 中強(qiáng)酸 強(qiáng)酸 最強(qiáng)酸 酸性增強(qiáng)。,＋1 ＋2 ＋3,＋4 ＋5 ＋6 ＋7,－4 －3 －2 －1,一、電子層數(shù)相同（同周期）的元素性質(zhì)的遞變,如有三個(gè)電子層的元素（1

13、1---17號元素）: 隨著原子序數(shù)的增多,原子半徑逐漸減小，原子核對核外電子的吸引能力逐漸增強(qiáng)、失電子能力減弱,得電子能力增強(qiáng)；元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。 金屬性：NaP>S>Cl,小結(jié)：,二、最外層電子數(shù)相同（同主族）的元素性質(zhì)的遞變,如堿金屬、鹵素: 隨著原子序數(shù)的增多,原子半徑逐漸增大，原子核對核外電子的吸引能力逐漸減弱、失電子能力增強(qiáng),得電子能力減弱；元素的金屬性逐漸增強(qiáng)，非金

14、屬性能力減弱。 金屬性：LiCl>Br>I,元素的性質(zhì)（原子半徑、主要化合價(jià)、元素的金屬性與非金屬性）隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化的規(guī)律叫做元素周期律！,元素化學(xué)性質(zhì)的周期性變化實(shí)質(zhì)就是元素原子的核外電子排布的周期性變化！,,,,,,,,,,,,,,元素周期律的小結(jié) 元素周期表及其應(yīng)用,1.周期,（1）周期是指一橫行，共分7個(gè)周期,（3）周期序數(shù)=電子層數(shù),（2）周期的分類及所含元素特點(diǎn),2.族,（1）族

15、的分類及表示,①主族:,③0族：,②副族:,④Ⅷ族：,由短周期和長周期共同構(gòu)成的族,七主：ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA,主族序數(shù)=最外層電子數(shù),完全由長周期元素構(gòu)成的族,稀有氣體元素構(gòu)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,,,,小結(jié)：,（1）周期數(shù)（7） ：三短、三長、一不全 （2）周期序數(shù) ＝ 核外電子層數(shù) 。（3）每一周期都是從 堿金屬開始(第一周期從氫開始

16、), 過渡到鹵素，到稀有氣體結(jié)束 。 （4）鑭系元素：共15種。 錒系元素：共15種。,（1）族數(shù)（16） ：七主、七副、0和Ⅷ （2）主族序數(shù) ＝ 最外層電子數(shù)（3）族的排列順序： 主→副→Ⅷ →主→副→0 ⅠA 、ⅡA、ⅢB、ⅣB 、ⅤB 、ⅥB 、ⅦB 、 ⅧⅠB 、ⅡB 、ⅢA、 Ⅳ A 、ⅤA 、ⅥA 、ⅦA 、0,小結(jié)：,1、必須熟悉周期表的結(jié)構(gòu)：,18縱行：7主、7副、0與VIII；7橫行

17、：三長、三短、一不全， 鑭系、錒系排下邊。,2、必須掌握元素在周期表中的位置 和原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系：,周期序數(shù)＝原子的電子層數(shù),主族序數(shù)＝元素原子最外層電子數(shù)=最高正價(jià),原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝原子核外電子數(shù),[總結(jié)],3.元素周期表分區(qū),（1）金屬區(qū)：,周期表的左下方,（2）非金屬區(qū)：,周期表的右上方,（3）稀有氣體區(qū)：,周期表的最右方,（二）元素在周期表中的位置與性質(zhì)的關(guān)系,1.同周期：,11Na 12

18、Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl,,●同周期元素原子核外電子層數(shù)相同，●從左往右，●核電荷數(shù)遞增，最外層電子數(shù)逐漸增加，●原子半徑逐漸減小，●核對核外電子的吸引能力逐漸增強(qiáng)，●失去電子的能力逐漸減弱，金屬性減弱，●得到電子的能力逐漸增大，非金屬性增強(qiáng)。,（二）元素在周期表中的位置與性質(zhì)的關(guān)系,2.同主族：,3 Li 11Na19K37Rb55Cs,,L

19、iOH NaOH KOH RbOH CsOH,最高價(jià)氧化物水化物堿性增強(qiáng),與水反應(yīng)的劇烈程度增強(qiáng),解釋：,從上往下，電子層增多，半徑增大；失電子能力增強(qiáng)，金屬性增強(qiáng)。,（二）元素在周期表中的位置與性質(zhì)的關(guān)系,2.同主族：,9 F 17Cl35Br53I,,HClO4 HBrO4 HIO4,最高價(jià)氧化物水化物酸性減弱,單質(zhì)氧化性逐漸減弱,解釋：,從上往下，電子層增多，半徑增大；得電子能力減弱，非金屬性減弱。

20、,（二）元素在周期表中的位置與性質(zhì)的關(guān)系,2.同主族：,F ClBrI,,從上往下，電子層增多，半徑增大,Li NaKSi Cs,得電子能力減弱，非金屬性減弱。,失電子能力增強(qiáng)，金屬性增強(qiáng);,一般地,元素單質(zhì)密度逐漸增大;金屬熔沸點(diǎn)逐漸減小,非金屬熔沸點(diǎn)逐漸增大,（二）元素在周期表中的位置與性質(zhì)的關(guān)系,F ClBrI,,從上往下，電子層增多，半徑增大,Li NaKRb Cs,得電子能力減弱，非金屬性減弱。,

21、失電子能力增強(qiáng)，金屬性增強(qiáng);,11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl,,從左往右，核電荷增大，半徑減小,得電子能力增強(qiáng)，非金屬性增強(qiáng)。,失電子能力減弱，金屬性減弱;,,,,,,,,,1,Be,Al,Si,Ge,As,Sb,Te,2,3,4,5,6,7,ⅠA,ⅡA,ⅢA,ⅣA,ⅤA,ⅥA,ⅦA,0,Po,At,,,,,,,,,,,,,,非金屬性逐漸增強(qiáng),金屬

22、性逐漸增強(qiáng),金屬性逐漸增強(qiáng),非金屬性逐漸增強(qiáng),階梯線,B,元素金屬性和非金屬性的遞變,,,,,,,,,,,,,,討論及小結(jié)：,,周期表之最,非金屬性最強(qiáng)的元素是 穩(wěn)定性最強(qiáng)的氣態(tài)氫化物是 酸性最強(qiáng)的最高價(jià)氧化物的水化物是金屬性最強(qiáng)的元素是 堿性最強(qiáng)的最高價(jià)氧化物的水化物是 自然界穩(wěn)定存在的金屬性最強(qiáng)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應(yīng)用,利用“構(gòu)－位－性”的關(guān)系指導(dǎo)

23、化學(xué)學(xué)習(xí),［例1］下列對于銫(Cs)的性質(zhì)的預(yù)測中，正確的是（）A．它只有一種氧化物Cs2OB．它與水劇烈反應(yīng)C．Cs＋具有很強(qiáng)的氧化性D．CsHCO3受熱不易分解,★粒子半徑大小比較的規(guī)律,同一主族元素的原子和離子,電子層數(shù)越多的,其半徑越大. 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,核電荷數(shù)越

24、大的，其半徑越小 r(Na)>r(Mg) 同周期元素的離子,陽離子半徑逐漸減小、陰離子半徑逐漸減小，但同周期的陽離子小于同周期的陰離子r(Na+)>r(Mg2+) r(S2-)>r(Cl-) r(Cl-)>r(Na+),３　核外電子排布相同的離子,隨核電荷數(shù)的增大，半徑減小,4 同種元素的不同粒子的半徑關(guān)系為：陽離子＜原子＜陰離子，且價(jià)態(tài)越高的粒子，其離子半徑

25、越小,r(H+)＜r(H)＜r(H-)r(Fe3+) ＜ r(Fe2+) ＜ r(Fe),如:r(O2-)>(F-)> r(Na+) > r(Mg2+) > r(Al3+),請判斷下列粒子的半徑大小,(1) F Cl S Na Cl P Na+ Mg2+ Al3+(4) Cl- S2- K+ Ca2+,,,,,,,,,,,,,,課堂練習(xí),1

26、. 下列元素中最容易和氫氣化合的是（ ） A.硫 B.氯 C.磷 D.碘下列關(guān)于元素周期表中第三周期元素性質(zhì)從左到右變化趨勢 的敘述錯(cuò)誤的是（ ） A.最高正價(jià)依次升高 B.原子半徑逐漸增大 C.氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng) D.最高價(jià)氧化物對應(yīng)的化合物堿性逐漸

27、減弱，酸性逐漸增強(qiáng),B,B,短周期元素中， 與水反應(yīng)最劇烈的金屬是_____ 與水反應(yīng)最劇烈的非金屬是_____ 地殼中含量最多的元素是_____ 最高價(jià)氧化物既能與鹽酸又能與燒堿反應(yīng)的是____,Na,F,O,Al2O3,,,已知下列元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，判斷它們的金屬性與非金屬性強(qiáng)弱，按由強(qiáng)到弱的順序排列出來。,原子序數(shù)＝核電荷數(shù),核電荷數(shù)：F>O>N>C>B>Be>Li,,同一周

28、期從左到右的元素金屬性漸弱，非金屬性漸強(qiáng),,,,,,,,,,,,,已知下列元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，判斷它們的金屬性與非金屬性強(qiáng)弱，按由強(qiáng)到弱的順序排列出來,電子層數(shù)：Cs>Rb>K>Na>Li,+,同一主族從上到下的元素金屬性漸強(qiáng)，非金屬性漸弱,,,,,,,,,,,,,練習(xí),穩(wěn)定性強(qiáng)弱:HCl___H2S、 NH3____PH3酸性強(qiáng)弱:H3PO4——H2SO4 、HClO4——HBrO4堿性強(qiáng)弱: KOH