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 KLMNOPQ 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 HBeAl 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 51 18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1 2 最外层电子数1 8 最外层电子数1 8 表5 51 18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 51 18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 1 0 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 1 0 P 14 15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 Na K 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Na Mg Al 同种元素的微粒半径随价态升高而 变小如Cl Cl 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 Na Mg 剧烈 迅速 结论金属性 Mg Al 强碱性 中强碱 两性氢氧化物 结论金属性 Mg Mg Al 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 NaMgAlSiPSCl 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 1 8 H He 元素原子半径 大 小 元素化合价 1 7 4 1 0 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 A NaOHB Al OH 3C Ca OH 2D RbOH2 下列物质中 既能与强酸又能与强碱反应的是 Na2CO3 NaHCO3 Al2O3 Al OH 3A 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 A C N O FB K Mg C SC F Cl Br ID Li Na K Rb4 A B均为原子序数1 20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 A n 4B n 6C n 8D n 105 下列叙述中 肯定a金属比b金属活泼性强的是 A a原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少B a原子电子层数比b原子的电子层数多C 1mola从酸中置换H 生成的H2比1molb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A C B 则它们原子序数大小顺序是 A B C AB A B CC BCD A C B7 下列各组物质的性质变化正确的是 A 酸性HClO4 HNO3 H3PO4 H2SiO4B 稳定性H2S HCl HBr HIC 熔点Pb K Na LiD 溶解性NaHCO3 Na2CO3 NaOH D A 8 原子序数1 18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 C Li F H八种元素中 原子半径由小到大的顺序为 K F2 F2Ci2 白磷 Na H N HF Cl H F O N C Li Na K 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 A A的氧化性小于BB B 的还原性大于A C A 的还原性大于B D A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 BD 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 A H2BO4B H3BO3C HBO2D H2B4O713 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 CD 14 下列半径最大的微粒是 A FB 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 A BB 原子序数 A BC 离子半径 A2 B3 D 质量数 A B C AC 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Na K 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Na Mg 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Cl Cl 4 阳离子半径小于对应的原子半径