高中化学物质结构元素周期律学课件.ppt

物质结构 元素周期律,一、原子核外电子的排布, 分层排布：分别用n = 1、2、3、4、5、6、7来表示从内到外的电子层，并分别用符号K、L、M、N、O、P、Q来表示）； 在离核较近的区域运动的电子能量较低，在离核较远的区域运动的电子能量较高，原子核外的电子总是尽可能地 先从内层排起；,K L M N O P Q,由内到外，能量逐渐升高,原子核外电子的排布,1、电子在原子核外相对大实际小的空间不停地做高速运动（速度接近光速)）。,2、所有的电子都具有一定的能量，在多电子原子里，各电子所具有的能量不尽相同，有的电子的能量还相差较大。,3、能量低的电子在离核较近的区域运动，能量较高的电子在离核较远的区域运动。,4、我们把不同的电子运动区域简化为不连续的壳层，称之为“电子层”。,电子层,？,各电子层的序号、能量如下表：,(1)各电子层最多容纳2n2个电子；,核外电子排布规律,(2)最外电子数不超过8个电子(K层为不超过2个)；,(3)次外层电子数不超过18个电子；倒数第三层不超过32个电子,（4）核外电子总是尽先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)。,以上规律是相互联系的，不能孤立地机械套用。,练习： 总结至号原子结构的特殊性。 （）原子中无中子的原子：,（）最外层有个电子的元素： （）最外层有个电子的元素： （）最外层电子数等于次外层电子数的元素：,H、Li、Na,He、Be、Mg,Be、Ar,（ ）最外层电子数是次外层电子数倍的元素： （）最外层电子数是次外层电子数倍的元素： （）最外层电子数是次外层电子数倍的元素：,C,O,Ne,（8）最外层电子数等于电子层数的有,H Be Al,二、元素周期律,请阅读和比较1-18号元素的有关数据，从中能找出什么规律？,表5-5 118号元素的核外电子排布、原子半径和主要化合价,最外层电子数12,最外层电子数18,最外层电子数18,表5-5 118号元素的核外电子排布、原子半径和主要化合价,原子半径 大小,原子半径 大小,表5-5 118号元素的核外电子排布、原子半径和主要化合价,主要化合价：正价+10,主要化合价：正价+1+5，负价：-4 -1 0,主要化合价：正价+1+7，负价：-4 -10,P.1415科学探究1,运用核外电子排布规律画出前三周期元素的原子结构示意图，然后分析、归纳出各周期元素的最外层电子排布和主要化合价的递变规律。,原子半径和离子半径大小比较规律,同主族元素的原子及离子半径随核电荷数增多而,增大 ，如Li NaK， Li + Na+K+,同周期元素的原子半径随核电荷数的增多而,减小， 如NaMg Al,同种元素的微粒半径随价态升高而,变小 如ClCl- Na Na+,电子排布相同的微粒，随核电荷数的增多而,减小 如F- Na+ Mg2+ Al3+,既不同周期也不同主族找参照 Na O,一般说来，电子层数越多半径越大，如Na+ Cl-,根据以上规律预测，第三周期元素的离子半径如何变化？,根据同周期原子结构的递变规律，你能预测一下元素的金属性与非金属性的递变规律吗？,金属性强弱的比较方法,单质与水反应的难易程度 单质与酸反应的剧烈程度 最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 单质间的置换反应,元素非金属性强弱的比较方法？,与氢气生成气态氢化物的难易程度以及氢化物的稳定性强弱,最高价氧化物的水化物的酸性强弱,单质间的置换反应,现象：,镁与冷水反应缓慢，产生少量气泡，滴入酚酞试液后不变色。,反应式：,Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2,结论：,镁元素的金属性比钠弱,加热后镁与沸水反应较剧烈，产生较多气泡，溶液变为红色。,讨论第三周期元素的性质递变,现象：,镁与铝均能与盐酸反应产生气泡。但镁反应更剧烈。,反应：,Mg + 2HCl = MgCl2 + H2,结论：,镁元素的金属性比铝强,2Al + 6HCl = 2AlCl3+ 3H2,钠（Na）、镁（Mg）、铝（Al）金属性比较,冷水、剧烈,冷水、缓慢,结论金属性：NaMg,剧烈,迅速,结论金属性：MgAl,强碱性,中强碱,两性氢氧化物,结论金属性：MgMgAl,结论：同周期的元素，随原子序数的增加金属性减弱。,氢化物化学式,元素,14Si,15P,16S,17Cl,非金属性：Si P S Cl,单质与氢气的化合条件,氢化物的稳定性,SiH4,PH3,H2S,HCl,高温下少量反应,磷蒸气，困难,加热反应,光照或点燃,很不稳定,不稳定,较不稳定,稳定,从氢化物看,最高价氧化物,最高价氧化物的水化物,元素,14Si,15P,16S,17Cl,SiO2,P2O5,SO3,Cl2O7,H2SiO3,H3PO4,H2SO4,HClO4,硅 酸,磷 酸,硫 酸,高氯酸,极弱酸,中强酸,强 酸,最强酸,非金属性：Si P S Cl,从最高价氧化物的水化物看,根据实验，可得出第三周期元素金属性、非金属性的递变规律:,Na Mg Al Si P S Cl,金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强,用结构观点解释：,电子层数相同核电荷数增多,原子半径减小,原子失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强,同周期元素 从左到右,原子核对最外层电子的吸引力增强,方式,元素性质,变化趋势,结论,随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子排布,18 (H,He),元素原子半径,大小,元素化合价,+1+7 -4-10,元素金属性 与非金属性,金属性减弱 非金属性增强,呈现周期性变化,元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的变化 ，这一规律叫做元素周期律,元素的性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布呈周期性变化的必然结果 -周期律的实质,三、元素周期表和元素周期律的应用,1、元素的位、构、性三者之间的关系及其应用,结构,位置,性质,（1）结构决定位置： 原子序数核电荷数 周期序数电子层数 主族序数最外层电子数,最外层电子数和原子半径,原子得失电子的能力,元素的金属性、非金属性强弱,（2）结构决定性质： 最外层电子数主族元素的最高正价数 8负价数,（3）位置反映性质： 同周期：从左到右，递变性,1,B,Al,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,根据同周期、同主族元素性质的递变规律可推知：金属性最强的元素是铯（Cs）,位于第6周期第A族（左下角），非金属性最强的元素是氟（F),位于第2周期第A族（右上角）。,位于分界线附近的元素既有一定的金属性，又有一定的非金属性，如Al、Si、Ge等。,2、元素的化合价与位置、结构的关系 （1）最高正价数主族序数最外层电子数,（2）最低负价数主族序数 8 最外层电子数 8,（1）元素周期表是元素周期律的具体表现形式，是学习化学的一种重要工具。,（2）可预测或推测元素的原子结构和性质,（3）在科学研究和生产上也有广泛的应用,（4）在哲学方面，元素周期律揭示了元素原子核电荷数递增引起元素性质发生周期性变化的事实，有力地论证了事物变化的量变引起质变的规律性。,3、元素周期律的应用和意义,练习,1.碱性强弱介于KOH和Mg(OH)2之间的氢氧化物是 （ ） ANaOH BAl(OH)3 CCa(OH)2 DRbOH 2.下列物质中，既能与强酸又能与强碱反应的是（ ） Na2CO3NaHCO3 Al2O3 Al(OH)3 A B C D,B,D,3.下列各组元素中，按最高正价递增顺序排列的是 （ ） ACN、O、F BK、Mg、CS CF、Cl、Br、I DLi、NaK、Rb 4. AB均为原子序数120的元素，已知A的原子序数为n，A2+离子比B2离子少8个电子，则B的原子序数是 （ ） An+4 Bn+6 Cn+8 Dn+10 5.下列叙述中，肯定a金属比b金属活泼性强的是（ ） Aa原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少 Ba原子电子层数比b原子的电子层数多 C1mol a 从酸中置换H+生成的H2比1 mol b从酸中置换H+生成的H2多 D常温时，A能从水中置换出氢，而B不能,B,A,D,6. A、B、C三种元素的原子具有相同的电子层数，它们相同物质的量的原子获得相同物质的量的电子时释放出的能量是ACB,则它们原子序数大小顺序是（ ） ABCA BABC CBC DACB 7.下列各组物质的性质变化正确的是 （ ） A酸性HClO4HNO3H3PO4H2SiO4 B稳定性H2SHClHBrHI C熔点PbKNaLi D溶解性NaHCO3Na2CO3NaOH,D,A,8.原子序数118号元素中： （1）与水反应最剧烈的金属是_； （2）与水反应最剧烈的非金属单质是_； （3）在室温下有颜色的气体单质是_； （4）在空气中容易自燃的单质名称是_； （5）除稀有气体外，原子半径最大的元素是_； （6）原子半径最小的元素是_； （7）气态氢化物水溶液呈碱性的元素是_； （8）气态氢化物最稳定的化学式是_； （9）最高价氧化物对应水化物的酸性最强的元素是_。 9。在Na、K、O、N、CLi、F、H八种元素中，原子半径由小到大的顺序为_。,K,F2,F2 Ci2,白磷,Na,H,N,HF,Cl,HFONCLiNaK,10.元素周期律是指元素的性质随_的递增，而呈_性变化的规律。 11. A、B两种元素的原子，当它们分别获得1个电子形成稀有气体原子的电子层结构时，A放出的能量大于B。下列叙述中正确的是（ ） AA的氧化性小于B BB的还原性大于A CA的还原性大于B DA的氧化性大于B,原子序数,周期性,获得电子时，要释放出能量，放出能量的越多，说明其越容易得电子，A的非金属性越强。,B D,12.根据硼在周期表中的位置，推测硼的最高价含氧酸化学式不可能是（ ） AH2BO4 BH3BO3 CHBO2 DH2B4O7 13.已知X、Y、Z元素的原子具有相同的电子层数，且原子序数依次增大，其最高价氧化物对应的水化物酸性依次增强，则下列判断正确的是（ ） 原子半径按X、Y、Z依次增大 阴离子的还原性按X、Y、Z顺序增强 单质的氧化性按X、Y、Z顺序增强 氢化物的稳定性按X、Y、Z顺序增强,A,B的化合价是+3,C D,14.下列半径最大的微粒是 （ ） A. F B. Mg2+ C. Cl- D. Ca2+ 15.A和B是前三周期的元素，它们的离子A2+和B3+具有相同的核外电子层结构，下列说法正确的是 （ ） A. 原子半径:AB B. 原子序数:AB C. 离子半径:A2+B3+ D. 质量数:AB,C,A C,1、当电子层数及核电荷数均不同时，电子层数越多的，半径越大；如NaK(层不同，层多，径大） 2、当电子层数相同时，核电荷数越大的，半径越小；如NaMg；Na+Mg2+（层相同，核多，径小） 3、阴离子半径大于对应的原子半径；如ClCl- 4、阳离子半径小于对应的原子半径；如N