【化学】高考二轮复习专题课件：原子结构元素周期律

原子结构与元素周期律,2007-13下列关于元素的叙述正确的是A金属元素与非金属元素能形成共价化合物B只有在原子中，质子数才与核外电子数相等C目前使用的元素周期表中，最长的周期含有36种元素D非金属元素形成的共价化合物中，原子的最外层电子数只能是2或8,高考试题回顾,2008-11下列说法正确的是ASiH4比CH4稳定BO2半径比F的小CNa和Cs属于第IA族元素，Cs失电子能力比Na的强DP和As属于第VA族元素，H3PO4酸性比H3AsO4的弱,2009-11.元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质，下列说法正确的是A.同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性B.第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数C.短周期元素形成离子后，最外层电子都达到8电子稳定结构D.同一主族的元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同,元素周期表,考点二、考周期表结构,考点三、考规律,考点四、考思维,考点一、原子结构,原子核,原子,2）原子组成符号AZX,质子：Z个中子：A-Z个核外电子：Z个,3）两个关系式原子序数=核电荷数=质子数=原子核外电子数（阴、阳离子=？）质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）,质子,中子,电子,1.672610-27kg1.007一个单位正电荷1.674310-27kg1.008不带电、中性9.109510-27kg1/1836一个单位负电荷,决定元素的种类,决定核素种类,最外层电子数决定元素化学性质,1）原子结构及三种微粒,同位素：质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素。,举例,元素平均相对原子量:A=A1x1+A2x2+A3x3元素近似相对原子量：A=A1x1+A2x2+A3x3其中A1A2A3为各同位素的相对原子量A1A2A3为各同位素的质量数x1x2x3为各同位素的原子百分组成（丰度）,电子层划分,概念：符号：电子层数：能量：离核距离：,1）每个电子层最多排2n2个电子2）最外层8个电子，次外层18个电子，倒第三层323）先排能量低的电子层，后排能量高的电子层,要求：会画120号元素原子及离子结构示意图,能量高低不同和离核远近不同的空间区域,KLMNOPQ,1234567,低高,近远,一套规律要记详：核外电子排布规律,比较微粒大小的依据（三看）一看电子层数：电子层数越多半径越大NaNa+，KNa二看核电荷数：电子层数相同时，核电荷数越大半径越小。S2-Cl-K+Ca2+;O2-F-Na+Mg2+Al3+三看电子数：电子层和核电荷数都相同时，电子数越多半径越大。Cl-Cl;Fe2+Fe3+,概念：元素的性质（原子半径、主要化合价）随着原子序数的递增而呈周期性的变化规律：原子半径同周期从左到右渐小，同族从上到下渐大。主要化合价：+1+2+3+4+5+6+70-4-3-2-1原因：核外电子排布随着原子序数的递增而呈周期性的变化(18),元素周期律,金属性、非金属性、还原性、氧化性、氢化物稳定性、最高价氧化物的水化物酸碱性,编排原则,1.按原子序数递增的顺序从左到右排列2.将电子层数相同元素排成一个横行3.把最外电子数相同的元素排成一个纵行,构造,周期：表中每一横行。三短三长一不完全族：7主(长短周期元素)、7副(仅有长周期元素)、零族(稀有气体)、VIII(8.9.10三纵行)镧锕系:为紧凑周期表而列在外。,元素性质变化规律,原子半径化合价得失电子能力,同周期同主族,电子层数=周期序数最外层电子数=主族序数=最高正价数最高正价数最低负价8,几个相等关系,元素周期表,位构性,位置,性质,结构,最外层电子数电子层数,（纵）族（横）周期,原子序数,相似性,递变性,1.主要化合价2.最高价氧化物及其水化物的组成3.氢化物组成,1.金属性与非金属性2.“最高价氧化物的水化物”的酸碱性3.氢化物的稳定性,周期表的应用A.推断元素位置、结构和性质,元素名称,元素特征周期数、族数原子序数原子量,物理或化学特性原子结构特征含量等其它特征元素的性质原子或离子结构最高或最低化合价根据分子式的计算根据化学方程式的计算,B、比较或推断一些性质,比较同族元素的金属性BaCaMg非金属性FClBr最高价氧化物的水化物的酸碱性KOHNaOHLiOH氢化物的稳定性CH4SiH4比较同周期元素及其化合物的性质碱性:NaOHMg(OH)2Al(OH)3稳定性:HFH2ONH3比较不同周期元素的性质（先找出与其同周期元素参照）推断一些未知元素及其化合物的性质,元素金属性强弱的判断标准单质与水或酸置换出氢的难易最高价氧化物对应的水化物碱性的强弱,元素非金属性强弱的判断标准单质与氢气化合的难易及氢化物的稳定性最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱,（1）在同一周期元素原子的_相同,从左到右随着原子序数的递增,原子半径逐渐_,原子核对外层电子的引力逐渐_,从而失电子能力逐渐_,得电子能力逐渐_,因此,同一周期从左到右随着原子序数的递增,金属性逐渐_,非金属性逐渐_.,电子层数,减小,增强,减弱,增强,减弱,增强,5.元素的金属性和非金属性与元素在周期表中位置的关系：,（2）在同一主族元素原子的_相同,从上到下随着原子序数的递增,原子半径逐渐_,原子核对外层电子的引力逐渐_,从而失电子能力逐渐_,得电子能力逐渐_,因此,同一主族从上到下随着原子序数的递增,金属性逐渐_,非金属性逐渐_.,最外层电子数,增大,减弱,增强,减弱,增强,减弱,回忆碱金属、卤素性质的递变规律,小结：元素金属性和非金属性的递变,金属性逐渐增强,族,周期,IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIAO,非金属性逐渐增强,非金属性逐渐增强,金属性逐渐增强,1234567,B,Si,Al,Ge,As,Sb,Te,Po,At,小结：元素金属性和非金属性的判断依据,C、寻找特定性质的物质,找元素之最,最活泼金属Cs、最活泼非金属F2最稳定的气态氢化物HF，含H%最大的是CH4最强酸HClO4、最强碱CsOH地壳中含量最多的金属和非金属AlO,找半导体：在分界线附近SiGeGa制农药：在磷附近PAsSClF找催化剂、耐高温、耐腐蚀材料：过渡元素FeNiPtPdRh,（1）核外电子总数为10个电子的微粒阳离子：Na+_阴离子：N3_分子：HF_（2）核外电子总数为18个电子的微粒阳离子：K+_阴离子：P3_分子：HCl_,Mg2+Al3+NH4+H3O+,O2FOHNH2,H2ONH3CH4Ne,Ca2+,S2ClHS,H2SPH3ArSiH4F2H2O2CH3CH3N2H4CH3OHCH3NH2CH3F,4、核外电子数相同的微粒,具有双核10个电子的共价化合物的化学式是，三核10个电子的共价化合物的化学式是，四核10个电子的共价化合物的化学式是，五核10个电子的共价化合物的化学式是。以上四种化合物的热稳定性由小到大的顺序是。,HF,H2O,NH3,CH4,HF,H2O,NH3,CH4,（3）等质子粒子F、OH和NH2；Na+、H3O+和NH4+；HS和Cl；N2、CO和C2H2；S和O2。,（4）质子数相同，电子总数相同的粒子互称等电子体，它们结构相似，物质性质相近。如N2和CO；N2O和CO2；苯和无机苯(B3N3H6),118号元素的结构性质特点,(1)H：原子半径最小；外层电子数=周期数；电子总数=电子层数；第A族中唯一形成共价化合物的元素；在化合物中该原子的数目虽有改变，但该元素原子质量分数改变不大；原子序数最小；没有中子；成酸、碱必需的元素；单质密度最小，最轻的气体；与氧可生成两种液体：H2O、H2O2；单质是电解水产物之一；单质可由金属与酸反应得到。,118号元素的结构性质特点,(2)He：最外层属饱和结构，但唯一一个不是8电子；电子总数是电子层数的二倍。(3)Li：最外层电子数是次外层的一半；碱金属中不能形成过氧化物；热核反应原料之一；密度最小的轻金属；保存于石蜡中。(4)Be：最外层电子数=次外层电子数；最外层电子数=电子层数价态为+2价,118号元素的结构性质特点,(5)B：最外层电子数比次外层多一个；BF3属非极性分子（本章后边将学到）；氢化物为B2H6（了解就可以）；硼酸（H3BO3）可洗涤皮肤上的碱液；硼砂（Na2B4O7、10H2O）是硼酸盐玻璃材料。(6)C：最外层电子数是次外层的二倍；是形成化合物种类最多的元素；有石墨、金刚石、足球碳（C60）等几种同素异形体，（第六章后边将学到）；氧化物有CO、CO2；氢化物有多种最简单的是CH4；最高价含氧酸是H2CO3。,(7)N：最外层电子比次外层多3个；单质在空气中含量最多；难与其它物质反应；化肥三元素之一（N、P、K）；氢化物为NH3；氧化物形式最多（6种：N2O,NO,N2O3,NO2,N2O5）；含氧酸有HNO3、HNO2；气态氢化物水溶液唯一呈碱性。(8)O:最外层电子数目是次外层的三倍；地壳中含量最多；占空气体积的21%；能形成H2O2、H2O、Na2O2、Na2O等价态氧化物；单质助燃,(9)F：最外层电子数比次外层多5个；除H后前18号元素中原子半径最小；无正价；不能被任何物质氧化；能与水反应置换水中的氧；CaF2难溶、AgF溶于水；无含氧酸；HF为弱酸。(10)Ne：略(11)Na：最外层电子数是最内层的1/2；前18号元素原子半径最大；氧化物对应的水化物为NaOH；能形成氧化物Na2O和过氧化物Na2O2；与K的合金形成原子能反应堆的导热材料。,(12)Mg：最外层电子数=最内层电子数，次外层电子数是最外层电子数的4倍；Mg(OH)2是难溶性的中强碱；Mg遇冷水难反应，遇热水放H2；MgCl2为苦卤、MgSO4为泻盐。(13)Al：最外层比次外层少5个电子；最外层电子数=电子层数；铝是金属元素但具有一定的非金属性；Al2O3是两性氧化物；Al(OH)3是两性氢氧化物；地壳中含量最多的金属元素。,(14)Si：最外层电子数是次外层的一半，最内层的2倍；地壳中含量排第二位；只有一种氧化物SiO2；气态氢化物SiH4；含氧酸为H4SiO4；H2SiO3是唯一难溶酸。(15)P：最外层比次外层少3个电子；氢化物为PH3；对应的酸为H3PO4、H3PO3；常见白磷、红磷二种单质。,(16)S：最外层比次外层少2个电子；最外层与最内层电子数之和=次外层电子数；氢化物H2S、剧毒；氧化物有SO2、SO3；对应的水化物H2SO3、H2SO4；对应的盐常见的有Na2S、NaHS、Na2SO3、NaHSO3、Na2SO4、NaHSO4。(17)Cl：最外层比次外层少一个电子，比最内层多5个电子；有多种化合价-1、+1、+3、+5、+7；对应的含氧酸有HClO、HClO2、HClO3、HClO4；HClO4是目前发现的含氧酸中的最强酸。(18)Ar（略）重点是：H、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl。,1、A位置包含种元素，C位置包含种元素。2、A、B、C、D中全是金属元素的是。3、镧系元素所在的位置是。,二、元素周期表：考点一：元素周期表的结构例1：,(1)上表中的实线是元素周期表部分边界，请在表中用实线补全元素周期表边界。（2）请写出元素在元素周期表中的位置与元素原子结构的关系：_(3)元素般在化合物中显_价，但与_形成化合物时，所显示的价态则恰好相反。,例2右表为元素周期表短周期的一部分。下列有关A、B、C、D、E五种元素的叙述中，错误的是（）,AA与B形成的阴离子可能有AB32-、A2B42-BE的氢化物的稳定性小于C的氢化物的稳性CD在适量的B中燃烧产物为DB3DA与E形成的分子是非极性分子,C,例3、铝和镓(Ga)在周期表中同主族，性质相似，如M(OH)3都是难溶的两性氢氧化物。自然界中镓以极少量分散于铝矿如Al2O3中。用NaOH溶液处理铝矿，生成NaAlO2和NaGaO2；再通入适量的CO2，得到Al(OH)3沉淀，而NaGaO2仍然留在溶液中（循环多次后成为提取镓的原料）,其原因可能为()A.镓浓度小，所以不沉B.铝酸酸性强于镓酸C.镓酸酸性强于铝酸D.Al(OH)3是难溶物,c,例4现有下列短周期元素性质的数据：下列推断合理的是（）A元素与元素处于同一周期B元素的原子序数大于元素C元素的还原性比元素强D元素最高价氧化物对应的水化物酸性最强,BD,例5：比较同、异，回答问题：,同一短周期,部分短周期元素,第三周期元素,前18号元素的单质（按递增顺序连续排列）,0,XY,例6、X、Y、Z分别是三种单质，它们都是常见的金属或非金属M、N、R是常见的三种氧化物其中一种具有高熔点，而且有如下反应(条件未标出，方程未配平)：XZN(2)MXN(3)MYRX若X是非金属，则组成Y单质的元素在周期表中的位置是（）A.第二周期A族B.第二周期A族C.第三周期A族D.第三周期A族,c,考点二、作用力：,1、区分：共价键、离子键、金属键和分子间作用力2、区分：分子内作用力和分子间作用力（含氢键）,2、能够用键能大小解释的是（）A、氮气的化学性质比氧气稳定B、常温常压下，溴呈液态，碘呈固态C、稀有气体一般很难发生化学反应D、硝酸易挥发，而硫酸难挥发,A,氢键的考查一、看氢键二、画氢键三、算氢键,下图中每条折线表示周期表AA中的某一族元素氢化物的沸点变化，每个小黑点代表一种氢化物，其中a点代表的是（）,A.H2SB.HClC.PH3D.SiH4,a,化学键,思考：原子间为什么能相互结合？,原子之间必然存在着相互作用,离子键,共价键,金属键,1、离子键,阴阳离子间通过静电作用所形成的化学键叫做离子键.,(1)成键的微粒：,(2)成键的本质（作用力）：,(3)成键的条件：,静电作用（吸引和排斥）。,阴离子、阳离子,活泼金属和活泼非金属之间.,物质中相邻的两个或多个原子（或离子）之间强烈的相互作用，称为化学键。,2、离子化合物,一般来说活泼金属和活泼非金属之间可形成离子化合物(简单离子化合物)。,从结构上说，形成离子化合物的金属元素原子最外层一般为1或2个电子；非金属元素原子一般为6或7个电子。,通过离子键而形成的化合物叫离子化合物。,IA和IIA族,VIA和VIIA族,3、离子化合物形成过程的表示电子式,在元素符号周围用小黑点(或x)表示原子的最外层电子的式子。,原子的电子式：常把其最外层电子数用小黑点“.”或小叉“”来表示。,如：写出Na、Mg、Al、S、Cl、O、F几种原子的电子式,阳离子的电子式：,阴离子的电子式：,离子化合物的电子式,Na+Ba2+,例如：钠离子：,氟离子：,如：AB型：KBr：,MgO：,AB2型：CaBr2:,钡离子：,例如：氧离子：,A2B型：Na2S：,问题1:哪些元素之间能形成共价键?,同种或不同种非金属元素之间一般能形成共价键。,问题2:原子形成共用电子对数目与原子的最外层电子数目有何关系?,原子最外层缺几个电子达到8电子稳定结构，就形成几个共用电子对。,3、共价键：原子间通过共用电子对而形成的化学键。,化学上常用一根短线来代表一对共用电子对，用元素符号和短线来表示物质结构的式子叫做结构式。如Cl2的结构式为Cl-Cl，N2的结构式为NN.,共价化合物的电子式表示共价化合物的形成过程的电子式表示H2、N2、HCl、H2O、H2S、CH4、CCl4、CO2、NH3、Cl2、H2O2,问题4:共价化合物中元素的化合价由何决定？,离子化合物中元素化合价等于离子的电荷数,共价化合物中元素的化合价由共用电子对偏移的方向和数目决定的。,3、极性键和非极性键：,据共用电子对是否发生偏移，把共价键分为极性共价键和非极性共价键。简称极性键和非极性键。两个不同原子间的共价键都是极性键。两个相同的原子间的共价键都是非极性键。,例：下列物质中含有极性键的有，含有非极性键的有。H2、HCl、CH4、CO2、NH3、Cl2、H2O2,化学键总结,非极性分子:结构对称,正负电荷重心重合的分子；极性分子:正负电荷重心不重合的分子.,4.非极性分子和极性分子,共用电子对偏向Cl原子一边，整个HCl分子中的电荷分布不均匀，这样的分子称为极性分子。如：H2O，NH3,在H2、Cl2、N2等单质分子中共用电子对居中而不向任何原子的一方偏移，这样的分子是非极性分子。由极性键构成的分子，若结构对称,正负电荷重心重合的分子，也是非极性分子。如：CH4、CCl4、CO2,非极性分子与极性分子,化学键的极性与分子极性的关系,判断非极性分子和极性分子的依据：,一般对称的几何形状：直线型、正三角形、正四面体。如直线型分子CO2、CS2、C2H2，正三角形分子BF3，正四面体分子CCl4、CH4等。,相似相溶,极性分子易溶于极性溶剂中；非极性分子易溶于非极性溶剂中。,例如：氯、溴、碘（非极性分子）易溶于四氯化碳（非极性分子），但是在水（极性分子）中溶解度很小。,四、分子间作用力,分子间作用力存在于分子之间，比化学键弱的多。,分子间作用力对物质的熔点、沸点、溶解度等影响很大。,分子间的作用力不是化学键。例：水的蒸发破坏的是分子间的作用，所需能量不高。,分子间作用力、氢键与化学键的比较,原子间,分子之间,作用力大,作用力小,影响化学性质和物理性质,影响物理性质（熔沸点等）,分子之间,影响物理性质（熔沸点等）,作用力远小于化学键略大于范德华力,氨气极易溶于水水结冰体积膨胀,由共价键形成的物质属分子晶体，其熔、沸点主要与分子间的作用力有关,大小比较规律是,1、组成和结构相似的物质随着分子量的增大,分子间作用力增大2、特殊的分子间作用力(氢键)最大，(无机中主要是HF、H2O、NH3之间)3、极性分子间作用力大于非极性分子间作用力,不同类型晶体：原子晶体离子晶体分子晶体,H,Cl,Cl,H2,H,H,Cl,Cl,Cl2,化学反应的实质：就是旧的化学键断裂和新的化学键形成的过程,氢气和氯气反应的过程演示:,H,若只有键的断裂没有键的形成这不能称为化学反应。例：（1）HCl溶于水，电离成H+、Cl-破坏了两者间的共价键，但没有形成新的化学键所以不为化学反应。（2）NaCl固体受热变为熔融状态，破坏了Na+、Cl-之间的作用力，但未结合成新的化学键，也不为化学反应。,化学反应的实质：旧化学键的断裂和新化学键的形成。,化学键存在于：稀有气体单质中不存在；多原子单质分子中存在共价键；非金属元素组成的化合物分子中存在共价键（包括酸）；离子化合物中一定存在离子键，可能有共价键的存在（Na2O2、NaOH、NH4Cl），共价化合物中不存在离子键；离子化合物可由非金属构成，如：NH4NO3、NH4Cl。,课堂备选练习,1.“铱星”计划中的铱的一种同位素是19177Ir其核内中