普通化學(xué)第二版課件 教學(xué)課件 ppt 作者 陳東旭 吳衛(wèi)東 主編 胡莉蓉 副主編1第一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律

1、普通化學(xué),化學(xué)工業(yè)出版社,課件制作：湖南化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 胡莉蓉,第一章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律,第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu),第二節(jié) 元素周期律 元素周期表,第三節(jié) 化學(xué)鍵,學(xué)習目標：1.掌握原子的組成、同位素的概念；2.了解核外電子的運動狀態(tài)和核外電子的排布規(guī)律；3.理解原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的關(guān)系。,學(xué)習內(nèi)容,帶正電荷,不帶電,,,原子,第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu),一、原子構(gòu)成,,核外電子,原子核,質(zhì)子,中子,,帶負電荷（與質(zhì)子所帶電荷等量）,,

2、核電荷數(shù)(Z) = 核內(nèi)質(zhì)子數(shù) = 核外電子數(shù),電子質(zhì)量很小，約為行質(zhì)子的1836分之一，認為原子質(zhì)量主要集中在原子核上,質(zhì)量數(shù)(A) = 質(zhì)子數(shù)(Z) + 中子數(shù)(N),例1：已知氯原子的核電荷數(shù)為17，質(zhì)量數(shù)為35，求中子數(shù)和電子數(shù)。,氯原子的中子數(shù)=A-Z=35-17=18,氯原子的電子數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=17,例2：已知氮原子的核外電子數(shù)為7，中子數(shù)為7，求質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)。,核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=7,質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)

3、Z+中子數(shù)數(shù)N=14,原子組成的表示：,X,元素符號,核電荷數(shù),質(zhì)量數(shù),,,,例3：,Cl,氯元素符號Cl，質(zhì)量數(shù)35，核電荷數(shù)17,二、同位素,元素：具有相同核電荷數(shù)(即質(zhì)子數(shù))的同一類原子的總稱。,同位素：這種具有相同質(zhì)子數(shù)，而中子數(shù)不同的同種元素的不同原子互稱為同位素,同位素舉例：,,H,H,H,氫的同位素,氧的同位素,,碳的同位素,,,鈾的同位素,,備注：同一元素的各種同位素雖然質(zhì)量數(shù)不同，物理性質(zhì)有差異，但其化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相

4、同,同位素用途：H2.H3 是制造氫彈的材料；U235是制造原子彈的材料和核反應(yīng)的燃料；C12是將其質(zhì)量當做相對原子質(zhì)量標準的那種碳原子。利用放射性同位素給金屬制品探傷，在醫(yī)療方面，可以利用某些同位素放射出的射線治療癌腫等。,三、原子核外電子的排布,1.核外電子運動的特征,核外電子質(zhì)量小，運動空間小，運動速率大。,無確定的軌道，無法描述其運動軌跡。,無法計算電子在某一刻所在的位置，只能指出其在核外空間某處出現(xiàn)的機會的多少（概率

5、）。,2.電子云：描述核外電子的運動狀態(tài),用小黑點疏密來表示核外電子出現(xiàn)的幾率大小，小黑點密的地方電子在該處出現(xiàn)的幾率大，小黑點疏的地方電子在該處出現(xiàn)的幾率少。這種用小黑點疏密來表示核外電子出現(xiàn)的幾率大小的圖像稱作電子云。,*小黑點的疏密表示電子在核外空間單位體積內(nèi)出現(xiàn)的機會的多少。,* 電子云只是形象地表示 電子出現(xiàn)在各點的概率高低,而實際上并不存在。,,,(a)5張照 (b)20張照 (c)100張照

6、 (d)10000張 片疊印 片疊印 片疊印 照片疊印,*小黑點不表示電子只表示電子在這里出現(xiàn)過一次,3.多電子原子核外電子排布,*分層排布：先排布在低能量的電子層，排滿后再排能量稍高的電子層。,電子層n：,n1234567光譜符號KLMNOPQ,*排布規(guī)律：先排布在低能量的電子層，排滿后再排能量稍高的電子層。,①各電子層最多容納的電子數(shù)目

7、是2n2。②最外層電子數(shù)目不超過8個(K層為最外層時不超過2個)。③ 次外層電子數(shù)目不超過18個，倒數(shù)第三層電子數(shù)目不超過32個。,計算確定每層最多容納的電子數(shù)目？,,*原子結(jié)構(gòu)示意圖,鈉和氯元素原子結(jié)構(gòu)示意圖,弧線表示電子層，弧線上面的數(shù)字表示該層的電子數(shù)。,第二節(jié) 元素周期律 元素周期表,一、元素周期律,將1~18號元素原子的核外電子排布、原子半徑和一些化合價列成表(表1.5)來尋找規(guī)律。,原子序數(shù)：按核電荷數(shù)由小到大的順序給

8、元素編號，這種序號，叫做該元素的原子序數(shù)。,（一）原子核外電子排布的周期性變化,原子序數(shù) 元素名稱 電子層數(shù) 最外層電子排布 1~2 H~He 1 1~2 3~10 Li~Ne 2 1~8 9~18

9、 Na~Ar 3 1~8 …,18號以后的元素繼續(xù)排列下去，重復(fù)出現(xiàn)原子最外層電子數(shù)從1個遞增到8個的情況。,結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的最外層電子排布呈周期性的變化。,（二）原子半徑的周期性變化,同一橫行從左到右，原子半徑減小,原因：電子層數(shù)不變，核電荷增加，最外層電子受到的吸引力增大，導(dǎo)致收縮作用,結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素的原子半徑發(fā)生周期性的變

10、化。,（三）元素主要化合價的周期性變化,從原子序數(shù)為11~18的元素在極大程度上重復(fù)著從3到10的元素所表現(xiàn)的化合價變化，即正價從+1(Na)逐漸遞變到+7(Cl)，以稀有氣體元素零價結(jié)束。從中部的元素開始有負價，負價從-4(Si)遞變到-l(Cl)。18號以后也有相似的變化規(guī)律,結(jié)論：元素的化合價隨著原子序數(shù)的遞增呈現(xiàn)周期性的變化 。,元素周期律：元素 性質(zhì)隨著元素原子序數(shù)的遞增而呈周期性的變化。,俄國化學(xué)家門捷列夫,,二、元素周期表

11、,根據(jù)元素周期律，把現(xiàn)在已知的一百多種元素中電子層數(shù)目相同的元素，按原子序數(shù)遞增的順序從左到右排成橫行，再把不同橫行中最外層的電子數(shù)相同的元素按電子層數(shù)遞增的順序由上而下排列成縱行，得到的 表叫做元素周期表。,（一）元素周期表的結(jié)構(gòu),1.周期,具有相同電子層數(shù)，并按照原子序數(shù)遞增的順序排列的一系列元素稱為一個周期。,共有7個橫行，即7個周期,1.2.3短周期；4.5.6長周期；7不完全周期。,,2.族,①元素周期表里有18個縱行。除

12、第8，9，10三個縱行合稱為第Ⅷ族元素外，其余15個縱行，每個縱行稱為一族。族又分主族（A族）和副族（B族）。共8個A族，8個B族。,②1988年，IUPAC建議每一縱行為一族，共分為18個族，不分A、B族，,三、周期表中主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,1.主族元素的金屬性和非金屬性的遞變,元素的金屬性：原子失去電子的能力。元素的非金屬性：原子獲得電子的能力。,同一周期中，但從左到右，核電荷數(shù)依次增多，原子半徑逐漸減小，原子失去電子的能力逐漸

13、減弱，得到電子的能力逐漸增強，即：元素的金屬性逐漸減弱，而非金屬性逐漸增強。同一主族中，從上到下電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大，失電子能力逐漸增強，得電子能力逐漸減弱。即元素的金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱。,2.主族元素化合價的遞變,價電子：能夠決定化合價的電子即參加化學(xué)反應(yīng)的電子稱為價電子,最高正化合價=原子最外層電子數(shù)=原子所在族的序數(shù)|負化合價數(shù)|=8-主族數(shù),3.元素周期表的應(yīng)用,推斷元素的一般性質(zhì)，預(yù)言和發(fā)現(xiàn)新元素

14、，尋找和制造新材料等,應(yīng)用舉例2：在元素周期表的金屬和非金屬的分界線的附近可以找到（A ） A．半導(dǎo)體材料 B．人畜安全的高效農(nóng)藥 C．催化劑 D．氟利昂的代用品,應(yīng)用舉例1：現(xiàn)在含元素硒（Se）的保健品開始進入市場，已知硒元素與氧元素同主族，與鉀元素同周期，下列關(guān)于硒的敘述中不正確的是（C ） A．原子序數(shù)為34B．最高價氧化物的化學(xué)

15、式為SeO3 C．非金屬性比較強D．氣態(tài)氫化物化學(xué)式為H2Se,應(yīng)用舉例3：在高溫超導(dǎo)體中，鉈(T1)是其中成分之一，已知鉈是鋁的同族元素，關(guān)于鉈的下列性質(zhì)判斷中可能錯誤的是（C ） A．是銀白色質(zhì)軟的金屬 B．形成＋3價的化合物C．T1(OH)3是兩性氫氧化物 D．單質(zhì)鉈的還原

16、性比單質(zhì)鋁強．,第三節(jié) 化學(xué)鍵,化學(xué)鍵：相鄰的兩個或多個原子之間強烈的相互作用。,一、離子鍵,金屬鈉在氯氣中燃燒生成氯化鈉的反應(yīng)：,電子式表示：,象氯化鈉這樣，凡由陰、陽離子間通過靜電作用所形成的化學(xué)鍵叫做離子鍵。,以離子鍵相結(jié)合的化合物稱為離子化合物,二、共價鍵,原子間通過共用電子對所形成的化學(xué)鍵，叫做共價鍵。,,,H + H H2,氫分子的形成：,兩個氫原子間共用兩個電子，形成共用電子對,,1.共價鍵,共有

17、(用)電子對,舉例:,共價鍵 : 原子之間通過共用電子對而形成的化學(xué)鍵。,以短劃表示,所有化學(xué)鍵都是共價鍵的化合物稱為共價化合物。非金屬元素的原子之間都是以共價鍵相結(jié)合。,下列分子均由共價鍵結(jié)合而成,,分子式 結(jié)構(gòu)式,Cl2 Cl－ Cl HCl H－ Cl

18、H2ON2 N≡ NCO2 O＝C＝O,單鍵（共用一對電子）,,雙鍵（共用兩對電子）,,叁鍵（共用三對電子）,,鍵的極性：,共價鍵,極性鍵：不同種原子所形成的 共價鍵中，共用電子對偏向于吸引電子的能力強的原子一方，這種原子帶部分負電荷，而吸引電子的能力較弱的原子就 帶部分正電荷 。H—Cl ，H—O鍵,非極性

19、鍵：同種原子所形成的 共價鍵，吸引電子的能力完全相同，共用電子對不偏向任何一方，因此成鍵原子不顯電性。 H-H；Cl-Cl；O=O,,2.分子的極性,在任何一個分子中都可以找到一個正電荷中心和一個負電荷中心。正、負電荷中心不重合的分子為極性分子。正、負電荷中心重合的分子為非極性分子。,分子極性的判斷：①以非極性鍵結(jié)合的分子是非極性分子；②以極性鍵結(jié)合的雙原子分子一定是極性分子③以極性鍵結(jié)合的多原子分子，要看分子的空間構(gòu)型,舉

20、例：SO2.CO2都是三原子分子，都是由極性鍵組成，但CO2的空間結(jié)構(gòu)是直線型，鍵的極性相互抵消，分子的正、負電荷中心重合，為非極性分子。而SO2的空間構(gòu)型是角型，正、負電荷重心不重合，為極性分子。CCl4分子為正四面體構(gòu)型，空間結(jié)構(gòu)對稱，極性相互抵消，為非極性分子。,三、金屬鍵,①固態(tài)或液態(tài)金屬中，金屬原子可以松脫下價電子，自由地從一個原子到另一個原子。這些電子稱為自由電子。②自由電子在金屬晶格中自由流動，把金屬原子或離子“脫合”