原子结构与元素时用

1、知识回顾知识回顾 元素周期律的内容 表表5-5 1185-5 118号元素的号元素的核外电子核外电子 排布、排布、原子半径和主要化合价原子半径和主要化合价 最外层电子数最外层电子数1212 最外层电子数最外层电子数1818 最外层电子数最外层电子数1818 【核外电子排布的变化规律核外电子排布的变化规律】 结论：核外电子排布呈周期性的变化规律结论：核外电子排布呈周期性的变化规律 表表5-5 1185-5 118号元素的核外电子号元素的核外电子 排布、排布、原子半径原子半径和主要化合价和主要化合价 原子半径原子半径 大大小小 原子半径原子半径 大大小小 【原子半径的变化规律原子半径的变化规律】

2、原子半径的影响因素原子半径的影响因素: 规律：规律： （1）电子层数不同时）电子层数不同时,电子层数越多电子层数越多,原子半径越大。原子半径越大。 原子半径原子半径 的大小的大小 取决于取决于 1、电子的能层数、电子的能层数 2、核电荷数、核电荷数 （2）电子层相同时）电子层相同时,核电荷数越大，原子半径越小。核电荷数越大，原子半径越小。 （3）电子层、核电荷数都相同时）电子层、核电荷数都相同时,电子数越多，电子数越多， 原子半径越大。原子半径越大。 结论：原子半径呈周期性的变化规律结论：原子半径呈周期性的变化规律 课堂练习课堂练习2 2： 具有相同电子层结构的三种微粒具有相同电子层结构的三种

3、微粒A An+ n+、 、B Bn- n-、 、C C 下列分析正确的是（下列分析正确的是（ ） A.A.原子序数关系：原子序数关系：CBACBA B.B.微粒半径关系：微粒半径关系： B Bn- n- A An+ n+ C. CC. C微粒是稀有气体元素的原子微粒是稀有气体元素的原子. . D. D. 原子半径关系是：原子半径关系是：ABCABA的元素；第的元素；第A元素元素A元素元素 电离能是衡量气态原子电离能是衡量气态原子失去电子难易失去电子难易的物理量。元素的电的物理量。元素的电 离能离能越小越小，表示气态时越容，表示气态时越容易失去易失去电子，即元素在气态时的电子，即元素在气态时的

4、金属性越强金属性越强。 A半充满、半充满、 A全充满结构全充满结构 学与问：学与问： 1.1.碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么关系？碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么关系？ 碱金属元素的碱金属元素的 第一电离能越小，金属的活泼性就越强。第一电离能越小，金属的活泼性就越强。 2.2.为什么原子逐级电离能越来越大？这些数据跟钠、镁、铝的化合为什么原子逐级电离能越来越大？这些数据跟钠、镁、铝的化合 价有何关系？价有何关系？ 因为首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离能较小，因为首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离能较小， 以后再失去电子都是能级较低的电子，所需要的能量多；同以后再

5、失去电子都是能级较低的电子，所需要的能量多；同 时失去电子后，阳离子所带的正电荷对电子的引力更强，从时失去电子后，阳离子所带的正电荷对电子的引力更强，从 而电离能越来越大。而电离能越来越大。 看看逐级电离能的逐级电离能的突变。突变。 课堂练习：课堂练习： 下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ） A.A.第第3 3周期所含的元素中钠的第一电离能最小周期所含的元素中钠的第一电离能最小 B.B.铝的第一电离能比镁的第一电离能大铝的第一电离能比镁的第一电离能大 C.C.在所有元素中，氟的第一电离能最大在所有元素中，氟的第一电离能最大. . D.D.钾的第一电离能比镁的第一电离能大钾的第一电离能比镁的

6、第一电离能大. . A A 反常现象反常现象 最大的是稀有气体的元素：最大的是稀有气体的元素：He 从左到右呈现递增趋势（最小的是碱金属）从左到右呈现递增趋势（最小的是碱金属） KNaMg 课堂练习：课堂练习： v2在下面的电子结构中在下面的电子结构中,第一电离能最小第一电离能最小 的原子可能是的原子可能是 ( ) vA ns2np3 B ns2np5C ns2np4D ns2np6 C 3 3、电负性、电负性（阅读课本（阅读课本18） （1 1）、基本概念）、基本概念 化学键：化学键： 元素相互化合，元素相互化合，相邻相邻的原子之间产生的的原子之间产生的 强烈强烈的化学作用力，形象地叫做化学

7、键。的化学作用力，形象地叫做化学键。 键合电子：键合电子： 原子中用于形成化学键的电子称为原子中用于形成化学键的电子称为 键合电子。键合电子。 电负性：电负性：用来描述不同元素的原子对键合电子的 用来描述不同元素的原子对键合电子的 吸引力的大小。（电负性是相对值，没吸引力的大小。（电负性是相对值，没 单位）单位） 鲍林鲍林 L.Pauling 1901-1994 鲍林研究电负性鲍林研究电负性 的手搞的手搞 金金 属：属：1.8 类金属：类金属：1.8 非金属：非金属：1.8 以以氟的电负性为氟的电负性为4.04.0和和锂的电负性为锂的电负性为1.01.0作为相对作为相对 标准，得出了各元素的电

8、负性。标准，得出了各元素的电负性。 电负性的大小可以作为判断金属性和非金属性强弱的尺度电负性的大小可以作为判断金属性和非金属性强弱的尺度 （2）、变化规律）、变化规律: 同一周期，主族元素的电负性从左到右逐同一周期，主族元素的电负性从左到右逐 渐渐增大增大，表明其吸引电子的能力逐渐，表明其吸引电子的能力逐渐增强增强。 同一主族，元素的电负性从上到下呈现同一主族，元素的电负性从上到下呈现减减 小小趋势，表明其吸引电子的能力逐渐趋势，表明其吸引电子的能力逐渐减弱减弱。 电负性越大，电负性越大，元素的非金属性越强元素的非金属性越强，电负，电负 性越小，元素的非金属性越弱，金属性越强。性越小，元素的非

9、金属性越弱，金属性越强。 （3 3）、电负性的意义：）、电负性的意义： 电负性相差很大的元素化合通常形成电负性相差很大的元素化合通常形成离子键离子键； 电负性相差不大的两种非金属元素化合，通常电负性相差不大的两种非金属元素化合，通常 形成形成共价键共价键； 电负性相差越大的共价键，共用电子对偏向电电负性相差越大的共价键，共用电子对偏向电 负性大的原子趋势越大，键的极性越大。负性大的原子趋势越大，键的极性越大。 1. 1. 下列左图是根据数据制作的第三周期元素的电负下列左图是根据数据制作的第三周期元素的电负 性变化图，请用类似的方法制作性变化图，请用类似的方法制作IAIA、VIIAVIIA元素的

10、电负元素的电负 性变化图。性变化图。 2.2.在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的性质在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的性质 有些相似，被称为有些相似，被称为“对角线规则对角线规则”。查阅资料，查阅资料，比较锂和镁在比较锂和镁在 空气中燃烧的产物空气中燃烧的产物，铍和铝的氢氧化物的酸碱性铍和铝的氢氧化物的酸碱性以及以及硼和硅的硼和硅的 含氧酸酸性的强弱含氧酸酸性的强弱，说明对角线规则，并用这些元素的电负性，说明对角线规则，并用这些元素的电负性 解释对角线规则。解释对角线规则。 解答：解答：LiLi、MgMg在空气中燃烧的产物为在空气中燃烧的产物为LiLi2 2O O、

11、MgOMgO， Be(OH)Be(OH)2 2、Al(OH)Al(OH)3 3都是两性氢氧化物，都是两性氢氧化物，H H3 3BOBO3 3、H H2 2SiOSiO3 3都是弱酸。都是弱酸。 这些都说明这些都说明“对角线规则对角线规则”的正确性。的正确性。 课堂练习：课堂练习： 一般认为：如果两个成键元素的电负性相差大于一般认为：如果两个成键元素的电负性相差大于 1.71.7，它们通常形成离子键；如果两个成键元素的，它们通常形成离子键；如果两个成键元素的 电负性相差小于电负性相差小于1.71.7，它们通常形成共价键。查阅，它们通常形成共价键。查阅 下列元素的电负性数值，判断：下列元素的电负性

12、数值，判断： NaFNaFAlClAlCl3 3NONOMgOMgOBeClBeCl2 2COCO2 2 共价化合物（共价化合物（ ） 离子化合物（离子化合物（ ） 元素元素 AIBBe CCIFLiMg NNa OPSSi 电负电负 性性 1.52.01.52.53.04.01.01.23.00.93.52.12.51.8 1、每一周期元素都是从碱金属开始，以稀有气体结束、每一周期元素都是从碱金属开始，以稀有气体结束 2、f区都是副族元素，区都是副族元素，s区和区和p区的都是主族元素区的都是主族元素 3、已知在、已知在200C 1mol Na失去失去1 mol电子需吸收电子需吸收650kJ能

13、能 量，则其第一电离能为量，则其第一电离能为650KJ/mol。 4、Ge的电负性为的电负性为1.8，则其是典型的非金属，则其是典型的非金属 5、气态、气态O原子的电子排布为：原子的电子排布为： 6、 半径：半径：K+Cl- 7、酸性、酸性 HClO4H2SO4 ，碱性：，碱性：NaOH Mg(OH)2 8、第一周期有、第一周期有2*12=2，第二周期有，第二周期有2*22=8，则第五周，则第五周 期有期有2*52=50种元素种元素 谢谢 练练 习习 1 1、以下能级符号不正确的是：、以下能级符号不正确的是： A 5s B 4d C 3f D 6pA 5s B 4d C 3f D 6p 2 2

14、、下列各原子或离子的电子排布式正确的是、下列各原子或离子的电子排布式正确的是 A F 1sA F 1s2 22s2s2 22p2p7 7 B Na B Na+ + 1s 1s2 22s2s2 22p2p6 6 C Fe C Fe D Al D Al3+ 3+ 1s 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 2 3 3、下列核外电子排布属于基态的是、下列核外电子排布属于基态的是 A C 1sA C 1s2 22s2s1 12p2p3 3 B C 1s B C 1s2 22s2s2 22p2p2 2 C Fe 1s C Fe 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6

15、63d3d6 64s4s2 2 D Mg 1s D Mg 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s1 13p3p1 1 4 4、下列原子结构与洪特规则有关的是、下列原子结构与洪特规则有关的是 A CuA Cu原子的外围电子排布是原子的外围电子排布是 3d3d10 104s 4s1 1而不是而不是3d3d9 94s4s2 2。 B S B S 原子的价电子排布是原子的价电子排布是 3s3s2 23p3p4 4而不是而不是3s3s1 13p3p5 5。 C Fe C Fe 原子的外围电子排布是原子的外围电子排布是3d3d6 64s4s2 2 而不是而不是3d3d8 8。 D ND N原子的最

16、外层有原子的最外层有3 3个未成对电子，且自旋方向相同。个未成对电子，且自旋方向相同。 C 5 5、氢原子的电子云图中小黑点表示的是、氢原子的电子云图中小黑点表示的是 A A个小黑点表示一个电子个小黑点表示一个电子 黑点的多少表示电子个数的多少黑点的多少表示电子个数的多少 表示电子运动的轨迹表示电子运动的轨迹 表示电子在核外空间出现机会的多少表示电子在核外空间出现机会的多少 、仔细研究构造原理，得出、仔细研究构造原理，得出nsns、npnp、(n-1)d(n-1)d、 (n-2)f (n-2)f 能级的高低顺序是：能级的高低顺序是：， 这与元素周期表中每个周期所容纳的元素个数这与元素周期表中每

17、个周期所容纳的元素个数 有何关系？有何关系？ 练练 习习 电子层数：相同条件下，电子层数越多，半径越大。电子层数：相同条件下，电子层数越多，半径越大。 核电荷数核电荷数: : 相同条件下，核电荷数越多，半径越小。相同条件下，核电荷数越多，半径越小。 核外电子数核外电子数: :核电荷数相同条件下，核外电子数越多核电荷数相同条件下，核外电子数越多 ，半径越大。，半径越大。 1 1、同周期元素的原子半径随核电荷数的增大而减小、同周期元素的原子半径随核电荷数的增大而减小 （稀有气体除外）如：（稀有气体除外）如：NaMgAlSiPSCl.NaMgAlSiPSCl. 2 2、同主族元素的原子半径随核电荷数

18、的增大而增大、同主族元素的原子半径随核电荷数的增大而增大 。如：。如：LiNaKRbCsLiNaKRbCs 3 3、同主族元素的离子半径随核电荷数的增大而增大、同主族元素的离子半径随核电荷数的增大而增大 。如：。如：F F- -ClCl- -BrBr- -I Na Na+ +MgMg2+ 2+Al Al3+ 3+ 5 5、同一元素不同价态的微粒半径，价态越高离子半、同一元素不同价态的微粒半径，价态越高离子半 径越小。如径越小。如FeFeFeFe2+ 2+Fe Fe3+ 3+ 微微 粒粒 半半 径径 的的 比比 较较 判判 断断 的的 依依 据据 具具 体体 规规 律律 金属金属 性强性强 弱弱

19、 非金非金 属性属性 强弱强弱 与水反应置换氢的难易与水反应置换氢的难易 最高价氧化物的水化物碱性强弱最高价氧化物的水化物碱性强弱 单质的还原性或离子的氧化性（电解中在阴极单质的还原性或离子的氧化性（电解中在阴极 上得电子的先后）上得电子的先后） 互相置换反应互相置换反应 原电池反应中正负极原电池反应中正负极 与与H H2 2化合的难易及氢化物的稳定性化合的难易及氢化物的稳定性 最高价氧化物的水化物酸性强弱最高价氧化物的水化物酸性强弱 单质的氧化性或离子的还原性单质的氧化性或离子的还原性 互相置换反应互相置换反应 判判 断断 依依 据据 元素的金属性与非金属性元素的金属性与非金属性 v、同周期

20、元素的金属性，随荷电荷数的增加、同周期元素的金属性，随荷电荷数的增加 而减小，如：而减小，如：NaMgAl;NaMgAl;非金属性，随荷电荷非金属性，随荷电荷 数的增加而增大，如：数的增加而增大，如：SiPSClSiPSCl。 v、同主族元素的金属性，随荷电荷数的增加、同主族元素的金属性，随荷电荷数的增加 而增大，如：而增大，如：LiNaKRbCs;LiNaKRbClBrIFClBrI。 v、金属活动性顺序表：、金属活动性顺序表： KCaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgKCaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAg PtAuPtAu 规律： 元素的金属性与非金属性元素的金属性与非金

21、属性 1 1、某元素原子的核电荷数是电子层数的、某元素原子的核电荷数是电子层数的5 5倍倍, ,其质子数是最外层其质子数是最外层 电子数的电子数的3 3倍倍, ,该元素基态原子的电子排布式该元素基态原子的电子排布式 。 2 2、写出下列元素的电子排布式：、写出下列元素的电子排布式： Al CuAl Cu Fe K Fe K 写出下列元素的外围电子排布式：写出下列元素的外围电子排布式： Cl CaCl Ca Zn Cr Zn Cr 3 3、试用有关理论解释、试用有关理论解释CuCu元素原子的外围电子排布是元素原子的外围电子排布是3d3d10 104s 4s1 1而不而不 是是3d3d9 94s4

22、s2 2，简述其理由。，简述其理由。 练练 习习 原子序数原子序数核外电子排布式核外电子排布式价电子层价电子层最高正价和负价最高正价和负价 14 25 35 v比较比较: v(1)微粒半径微粒半径:Mg2+,Na+,F- v(2)第一电离能第一电离能:Na,Mg,K v(3)电负性电负性:F,S,O v(4)热稳定性热稳定性:HF,HCl,HBr,HI v(5)酸性酸性:H2SO4,HClO4,H3PO4,H2CO3 4 4、一些气态原子失去核外不同电子所需的能量、一些气态原子失去核外不同电子所需的能量(kj.mol(kj.mol-1 -1) ) 锂锂X XY Y 第一个电子第一个电子5195

23、19502502580580 第二个电子第二个电子729672964570457018201820 第三个电子第三个电子11799117996920692027502750 第四个电子第四个电子955095501160011600 (1)(1)为什么锂原子失去第二个电子所需能量远大于失去第一为什么锂原子失去第二个电子所需能量远大于失去第一 个电子所需能量个电子所需能量? ? (2)X(2)X元素的硫酸盐的化学式为元素的硫酸盐的化学式为 。 (3)Y(3)Y是周期表中是周期表中 族元素。族元素。 【原子半径的变化规律原子半径的变化规律】 2 2、电离能（阅读课本、电离能（阅读课本1818） （1

24、 1）、概念）、概念 气态气态电中性电中性基态原子基态原子失去失去一个电子一个电子转化为转化为 气态基态正离子所需要的能量叫做气态基态正离子所需要的能量叫做第一第一电离能。电离能。 用符号用符号1 1表示，单位：表示，单位：kj/molkj/mol 从一价气态基态正离子中再失去一个电子所需从一价气态基态正离子中再失去一个电子所需 要的能量叫做第二电离能。符号要的能量叫做第二电离能。符号2 2 （2 2）、元素第一电离能的变化规律：）、元素第一电离能的变化规律： 1 1）同周期：）同周期： a a、从左到右呈现、从左到右呈现递增趋势递增趋势（最小的是碱金属，最大的是稀有气体（最小的是碱金属，最大

25、的是稀有气体 的元素；的元素； 2 2）同主族）同主族的元素自上而下第一电离能逐渐减少。的元素自上而下第一电离能逐渐减少。 3 3、电离能的意义：、电离能的意义： （第（第A元素和第元素和第A元素的反常现象如何解释？）元素的反常现象如何解释？） b、第、第A元素元素A的元素；第的元素；第A元素元素A元素元素 电离能是衡量气态原子电离能是衡量气态原子失去电子难易失去电子难易的物理量。元素的电的物理量。元素的电 离能离能越小越小，表示气态时越容，表示气态时越容易失去易失去电子，即元素在气态时的电子，即元素在气态时的 金属性越强金属性越强。 A半充满、半充满、 A全充满结构全充满结构 课堂练习：课堂练习： 下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ） A.A.第第3 3周期所含的元素中钠的第一电离能最小周期所含的元素中钠的第一电离能最小 B.B.铝的第一电离能比镁的第一电离能大铝的第一电离能比镁的第一电离能大 C.C.在所有元素中，氟的第一电离能最大在所有元素中，氟的第一电离能最大. . D.D.钾的第一电离能比镁的第一电离能大钾的第一电离能比镁的第一电离能大. . A A 反常现象反常现象 最大的是稀有气体的元素：最大的是稀有气体的元素：He 从左到右呈现递增趋势（最小的是碱金属）从左到右呈现递增趋势（最