原子结构与核外电子排布

1、一、原子结构模型的演变一、原子结构模型的演变道尔顿道尔顿18031803年年汤姆生汤姆生19041904年年卢瑟福卢瑟福19111911年年波尔波尔19131913年年量子力学量子力学19261926年年实心球实心球模型模型葡萄干面包葡萄干面包式式结构模型结构模型带核的带核的原子原子结构模型结构模型轨道模型轨道模型电子云电子云模型模型阴极射线阴极射线粒子粒子散射现象散射现象氢原子光谱氢原子光谱二、原子的构成二、原子的构成原子核原子核质子质子(Z)(Z)中子中子(N)(N)核外电子核外电子原原子子1 1、原子构成、原子构成原子原子： 质子数质子数= =核电荷数核电荷数= =原子序数原子序数= =

2、核外电子数核外电子数阳离子阳离子：a aX Xm m+ + 该离子核外电子数该离子核外电子数=阴离子阴离子：b bY Yn n 该离子核外电子数该离子核外电子数=质量数质量数(A)=(A)=质子数质子数(Z)+(Z)+中子数中子数(N)(N)a mb + n（1 1）核外电子总数为）核外电子总数为1010个电子的微粒个电子的微粒 阳离子：阳离子： ； 阴离子阴离子： ； 分子分子： ；10电子、电子、18电子微粒电子微粒（2 2）核外电子总数为）核外电子总数为1818个电子的微粒个电子的微粒 阳离子阳离子： ； 阴离子阴离子： ； 分子分子： ；NaNa+ + Mg Mg2+2+ Al Al3

3、+3+ NH NH4 4+ + H H3 3O O+ +N N3 3 O O2 2 F F OHOH NHNH2 2HF HHF H2 2O NHO NH3 3 CHCH4 4 Ne NeK+ Ca2+ ClCl S S22 HS HS O O2 222 H H2 2S PHS PH3 3 SiH SiH4 4 ArAr F F2 2 H H2 2O O2 2 N N2 2H H4 4 C C2 2H H6 6 CH CH3 3F CHF CH3 3OHOH CHCH3 3NHNH2 2 NH NH2 2F F等等 中子数中子数 质子数质子数 几乎完全相同几乎完全相同 差异较大差异较大 2.思

4、考：思考：(1) H2、D2的化学性质相同吗？的化学性质相同吗？ HD属于单质吗？属于单质吗？ 某物质中含某物质中含H2、HD、D2，是纯净物吗？，是纯净物吗？ H2O、D2O组成的水是纯净物吗？组成的水是纯净物吗？(2) 氯元素有两种同位素，氯元素有两种同位素，35Cl，37Cl， 氯元素的相对原子质量氯元素的相对原子质量35. 45是如何求得？是如何求得？H D T H+ D H2 T3 例例 如如3 3）相对原子质量）相对原子质量质量数质量数原子质量：原子质量：一个特定原子的实际质量一个特定原子的实际质量35Cl：4.83710-27Kg37Cl：5.11410-27Kg相对原子质量：相

5、对原子质量：原子的质量与原子的质量与1212C C原子质量的原子质量的1/121/12（约为（约为1.661.6610-27Kg）的比值，单位为的比值，单位为1 1。35Cl：34.96937Cl：36.966近似相对原子质量：近似相对原子质量：35Cl：3537Cl：37元素的相对原子质量元素的相对原子质量: :按各同位素原子所占的原子百分比按各同位素原子所占的原子百分比算出来的平均值。算出来的平均值。Ar(ClAr(Cl)= Ar()= Ar(3535Cl) Cl) a% + Ar(Ar(3737Cl) Cl) b% 元素的近似相对原子质量元素的近似相对原子质量: :各种同位素的质量数代替

6、相对各种同位素的质量数代替相对原子质量按百分比算出来的平均值。原子质量按百分比算出来的平均值。三三. . 原子核外电子排布规律原子核外电子排布规律2、 每层最多能容纳每层最多能容纳2n2个电子个电子3、最外层电子数目不超过、最外层电子数目不超过8个（个（K层为最外层时层为最外层时不超过不超过2个）。个）。4、次外层电子数最多不超过、次外层电子数最多不超过18个，倒数第三层不个，倒数第三层不超过超过32个。个。1 1、能量最低原理能量最低原理。电子层数电子层数 一一 二二 三三 四四 五五 六六 七七电子符号电子符号 K L M N O P Q电子能量电子能量 低低 高高离核距离离核距离 近近

7、远远四、元素周期表四、元素周期表18691869年，年，门捷列夫门捷列夫提出了提出了元素周期律元素周期律元素元素的性质按元素的性质按元素相对原子质量相对原子质量的递增而呈周期性的递增而呈周期性变化的规律，并列出了变化的规律，并列出了第一张元素周期表第一张元素周期表（共（共6363个元素）。个元素）。1 1、元素周期表的、元素周期表的结构结构周期周期(7(7个）个）三短四长（第三短四长（第7 7周期也称周期也称不完全周期）不完全周期）周期序数周期序数 电子层数电子层数 横向横向纵向纵向族（族（1818纵行纵行1616族）族）七主七主(A)(A)、七副、七副(B)(B)、零族、零族、族族各族排列顺

8、序各族排列顺序主族序数主族序数 最外层电子数最外层电子数 元素周期表的应用：元素周期表的应用：1 1、推测未知元素的性质，预测新元素、推测未知元素的性质，预测新元素2 2、寻找原料、寻找原料a a、半导体半导体 金属与非金属的分界线附近金属与非金属的分界线附近b b、催化剂催化剂 过渡元素过渡元素c c、耐高温、耐腐蚀性的合金耐高温、耐腐蚀性的合金 过渡元素过渡元素d d、农药、农药非金属元素非金属元素ClCl、P P、S S、N N、AsAs等元素的化合物。等元素的化合物。周期数周期数1 12 23 34 45 56 67 7所含元素种类数所含元素种类数2 28 88 81818181832

9、3226260 0族元素原子序数族元素原子序数2 210101818363654548686118118(2)(2)比大小，定周期。比大小，定周期。 (3)(3)求差值，定族数。求差值，定族数。(1)(1)首先要记熟每周期中稀有气体元素的原子序数首先要记熟每周期中稀有气体元素的原子序数1 1、根据原子序数确定元素在周期表中的位置、根据原子序数确定元素在周期表中的位置（1 1）同周期）同周期AA族与族与AA族元素原子序数差的关系如何？族元素原子序数差的关系如何？周期周期2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 序数差序数差 1 1 11 1 1 11 1111 25 25 （2）同主族相邻周期元素

10、原子序数差的关系如何？）同主族相邻周期元素原子序数差的关系如何？AA族元素，原子序数依次相差族元素，原子序数依次相差2 2、8 8、8 8、1818、1818、3232。AA族和族和0 0族元素，原子序数依次相差族元素，原子序数依次相差8 8、8 8、1818、1818、3232。AAAA族元素，原子序数依次相差族元素，原子序数依次相差8 8、1818、1818、3232。2 2、不同元素之间的位置关系、不同元素之间的位置关系元素周期律元素周期律1 1定义：定义：元素的元素的 随着的随着的 递增而递增而呈呈 变化的规律。变化的规律。原子序数原子序数性质性质周期性周期性原子半径大小原子半径大小元

11、素化合价元素化合价元素的金属性、非金属性元素的金属性、非金属性2 2实质：实质：元素原子元素原子 的周期性变化。的周期性变化。核外电子排布核外电子排布（3）稀有气体半径特别大）稀有气体半径特别大（2 2）当核外电子排布相同时，）当核外电子排布相同时，核电荷数越大，半径越小核电荷数越大，半径越小离子：离子： （1 1）同元素：）同元素：r r（阴离子）（阴离子） r（原子）（原子） r（阳离子）；（阳离子）； r（低价）（低价） r（高价）（高价）1 1、半径大小、半径大小原子：原子：（1）最外层电子数相同，电子层数越多，半径越大）最外层电子数相同，电子层数越多，半径越大 （2）电子层数相同，最

12、外层电子数越多，半径越小）电子层数相同，最外层电子数越多，半径越小逐渐减小逐渐减小逐逐渐渐增增大大元素的最高正价最外层电子数元素的最高正价最外层电子数(O, F 除外）除外） （1）金属元素一般只有正价最外层电子数）金属元素一般只有正价最外层电子数（2）非金属元素有正价也有负价。）非金属元素有正价也有负价。|负价负价| 8最高正价最高正价（3）稀有气体一般为）稀有气体一般为0价价2 2、化合价、化合价例：例： 在一定条件下，在一定条件下， RO3与与R发生如下反应：发生如下反应： RO35R6H= 3R23H2O，下列关于下列关于R元素的叙述，正确的是元素的叙述，正确的是 （ ）AR的氢化物的

13、水溶液属于强酸的氢化物的水溶液属于强酸BR位于位于VA族族 CRO3中的中的R只能被还原只能被还原 DR2在常温常压下不一定是气体在常温常压下不一定是气体（二）主要化合价（二）主要化合价AD3 3、金属性和非金属性、金属性和非金属性金属性金属性: :失电子能力失电子能力非金属性非金属性: :得电子能力得电子能力还原性还原性氧化性氧化性（1 1）同周期。从左往同周期。从左往右，金属性减弱，非金右，金属性减弱，非金属性增强。属性增强。同主族。从上往下，同主族。从上往下，金属性增强，非金属性金属性增强，非金属性逐渐减弱。逐渐减弱。（2 2）单质的氧化性（还原性）越强，对应离子单质的氧化性（还原性）越

14、强，对应离子的还原性（氧化性）越弱。的还原性（氧化性）越弱。元素的金属性元素的金属性元素的金属性和非金属性强弱判断：元素的金属性和非金属性强弱判断：最高价最高价氧化物对应水化物的碱性氧化物对应水化物的碱性强弱强弱单质与水或酸反应置换出氢气单质与水或酸反应置换出氢气的难易程度的难易程度实验实验判断判断依据依据金属活动性顺序表金属活动性顺序表元素周期表的位置元素周期表的位置金属单质间的置换反应；金属单质间的置换反应；单质的还原性（或离子的氧化性）强弱；单质的还原性（或离子的氧化性）强弱； 原电池中正负极判断，金属腐蚀难易原电池中正负极判断，金属腐蚀难易不同金属形成不同金属形成原电池原电池时，作负极

15、的金属活泼；在时，作负极的金属活泼；在电解池电解池中的中的惰性电极上，先析出的金属其对应的元素不活泼惰性电极上，先析出的金属其对应的元素不活泼元素的非金属性：元素的非金属性：元素的金属性和非金属性强弱判断：元素的金属性和非金属性强弱判断：单质与氢气化合的难易程度单质与氢气化合的难易程度气态氢化物的稳定性气态氢化物的稳定性 最高价氧化物的水化物的酸性强弱最高价氧化物的水化物的酸性强弱实验实验判断判断依据依据元素周期表的位置元素周期表的位置单质间的置换反应；单质间的置换反应；单质的单质的氧化氧化性性（或离子的或离子的还原性）强弱；还原性）强弱； 特特殊殊知知识识点点找找元元素素之之最最最活泼金属最

16、活泼金属Cs、最活泼非金属单质、最活泼非金属单质F2最轻的金属最轻的金属Li、最轻的非金属、最轻的非金属H2最高熔沸点是最高熔沸点是C、最低熔沸点是、最低熔沸点是He最稳定的气态氢化物最稳定的气态氢化物HF，含，含H%最大的是最大的是CH4最强酸最强酸HClO4、最强碱、最强碱CsOH地壳中含量最多的金属和非金属地壳中含量最多的金属和非金属 Al O找半导体：在找半导体：在“折线折线”附近附近 Si Ge Ga找农药：找农药： 在磷附近在磷附近 P As S Cl F找催化剂、耐高温、耐腐蚀材料：找催化剂、耐高温、耐腐蚀材料： 过渡元素过渡元素 Fe Ni Pt Pd Rh七、特殊性质七、特殊

17、性质结构、性质、位置之间的关系结构、性质、位置之间的关系原子结构原子结构决决 定定反反 映映元素性质元素性质决决 定定反反 映映元素在表中位置元素在表中位置反反 映映决决 定定3、现有下列、现有下列短短周期元素性质的数据：周期元素性质的数据： 元素性质元素性质元素符号元素符号 原子半径（原子半径（10-10m） 0.74 1.60 1.52 1.420.99 1.86 0.75 0.82常见常见 化合价化合价 最高正价最高正价 +2 +1 +3 +1 +3 最低负价最低负价 -2 -1 -3 ()、请确定以上、请确定以上8种元素在周期表中的位置，将元素的编号填入下表中：种元素在周期表中的位置，

18、将元素的编号填入下表中： (2)、写出元素、写出元素的离子结构示意图的离子结构示意图 。以上以上8种元素对应的种元素对应的最高价氧化物的水化物碱性最强的是元素最高价氧化物的水化物碱性最强的是元素 . 自我评价自我评价()、请确定以上、请确定以上8种元素在周期表中的位置，将元素的编种元素在周期表中的位置，将元素的编号填入下表中：号填入下表中： (3)画出金属与非金属的分界线。画出金属与非金属的分界线。(4)铊（铊（Tl)与元素与元素同主族且在第六周期，有同学预测：单质铊能与同主族且在第六周期，有同学预测：单质铊能与盐酸反应放出氢气，氢氧化铊是两性氢氧化物。你认为这同学的预盐酸反应放出氢气，氢氧化

19、铊是两性氢氧化物。你认为这同学的预测正确吗？说明你的理由。测正确吗？说明你的理由。 Tl(5)设计实验比较设计实验比较和和的金属性强弱的金属性强弱微粒微粒之间的相互作用之间的相互作用分子分子、 原子、原子、 离子离子共价键共价键分子间作用力分子间作用力（特殊：含氢键）（特殊：含氢键）离子离子键键 金属金属键键化学键化学键阴、阳离子阴、阳离子 静电作用静电作用（吸引和排斥）（吸引和排斥）NaNa2 2O OK K2 2SOSO4 4NHNH4 4C Cl lClCl2 2、COCO2 2、OHOH、NHNH4 4共价化合物：共价化合物：只含只含有共价键的化合物有共价键的化合物离子化合物：离子化合

20、物：含有离子键的化合物含有离子键的化合物判断对错：判断对错：1、含有共价键的化合物一定是共价化合物。、含有共价键的化合物一定是共价化合物。2、共价化合物只含共价键。、共价化合物只含共价键。3、含有离子键的化合物一定是离子化合物。、含有离子键的化合物一定是离子化合物。4、离子化合物可以含共价键。、离子化合物可以含共价键。5、只含有共价键的物质一定是共价化合物。、只含有共价键的物质一定是共价化合物。6、非金属单质内都含共价键。、非金属单质内都含共价键。 错（错（NaOH）错（错（H2）对对错错，稀有气体，稀有气体对对对（对（NaOH）7、活泼金属元素与活泼非金属元素原子间形成活泼金属元素与活泼非金

21、属元素原子间形成的一的一定离子化合物。定离子化合物。错错，AlCl38、均由非金属元素形成的化合物不一定是共价化合物均由非金属元素形成的化合物不一定是共价化合物,9 9、在化合物、在化合物CaClCaCl2 2中，两个氯离子之间也存在离子键中，两个氯离子之间也存在离子键结构式结构式电子式电子式比例（球棍）模型比例（球棍）模型（3 3）8 8电子结构判断电子结构判断(1)(1)用电子式表示下列微粒：用电子式表示下列微粒：(2)(2)用结构式表示下列微粒并指明空间构型：用结构式表示下列微粒并指明空间构型：O2、CO2、用电子式表示化合物的形成过程用电子式表示化合物的形成过程结构简式结构简式SKKK

22、+S2-K+Mg2+O2-MgONa+ClNaCl离子化合物形成过程离子化合物形成过程注意事项：注意事项：1）反应物要写原子，不要写分子。相同原子只能分开写。）反应物要写原子，不要写分子。相同原子只能分开写。2）生成物中的同类项只能分开写，不能合并写。）生成物中的同类项只能分开写，不能合并写。3）用弯箭头表示电子的转移。）用弯箭头表示电子的转移。4）式子中的连接用）式子中的连接用，不用，不用=(2)用电子式表示化合物的形成过程：用电子式表示化合物的形成过程：(2)用电子式表示化合物的形成过程：用电子式表示化合物的形成过程：共价化合物形成过程共价化合物形成过程H NHHNH3HHOOHH注：先写

23、出原子电子式，相同原子可合并，用注：先写出原子电子式，相同原子可合并，用连连接形成过程接形成过程键能：气态基态原子形成键能：气态基态原子形成1mol1mol化学键放出的化学键放出的最低能量。最低能量。成键原子半径越小，键能越大，分子越稳定成键原子半径越小，键能越大，分子越稳定4 4、化学键与物质变化、化学键与物质变化2、氢键氢键 三、不同类型的晶体三、不同类型的晶体微观粒子微观粒子宏观晶体宏观晶体原子原子离子离子分子分子金属金属共价键共价键离子键离子键分子间作用力分子间作用力金属键金属键原子晶体原子晶体离子晶体离子晶体分子晶体分子晶体金属晶体金属晶体相互作用力相互作用力一、离一、离 子子 晶晶

24、 体体熔沸点较高（熔沸点较高（离子键越强，熔沸点越高）离子键越强，熔沸点越高）硬度较大硬度较大固态不导电，熔融状态下导电固态不导电，熔融状态下导电有些易溶于水，其溶液能导电有些易溶于水，其溶液能导电二、分子晶体二、分子晶体1、定义：分子间通过分子间作用力结合而成的晶体。、定义：分子间通过分子间作用力结合而成的晶体。绝大多数共价化合物和非金属单质的绝大多数共价化合物和非金属单质的固体。固体。如：如：H2、He、H2O、CO2等。等。2、结构结构特点：特点：有单个分子存在；化学式就是分子式。有单个分子存在；化学式就是分子式。3、性质性质特点特点熔、沸点较低熔、沸点较低固态、熔融状态下都不导电固态、

25、熔融状态下都不导电溶解性差异较大溶解性差异较大.4 4、常见的物质、常见的物质1212 三、原子晶三、原子晶体体1、定义：相邻原子间通过共价键相结合而形、定义：相邻原子间通过共价键相结合而形成空间网状的晶体。成空间网状的晶体。4、常见原子晶体：金刚石、晶体硅（、常见原子晶体：金刚石、晶体硅（Si）、金刚）、金刚砂（砂（SiC）、石英（、石英（SiO2 ）等。等。2、结构特点、结构特点由原子直接构成，无单个分子由原子直接构成，无单个分子存在；化学式不表示分子式存在；化学式不表示分子式3、性质性质特点特点熔、沸点高，硬度大熔、沸点高，硬度大不导电不导电难溶于一些常见的溶剂难溶于一些常见的溶剂金刚石

26、金刚石六元环六元环正四面正四面体结构体结构464正正四面体四面体1)一个一个C原子与原子与 个个C原原子相连子相连;形成形成 个共价个共价键成为键成为 结结构构2)个个C原子形成一个环？原子形成一个环？这些原子共面吗这些原子共面吗?3）1mol金刚石中含金刚石中含_molC-C键键二氧化硅二氧化硅晶体晶体1)每个硅原子与每个硅原子与个氧原子个氧原子相连；每个氧原子与相连；每个氧原子与个个硅原子相连；硅原子相连； 2)最小环为最小环为元环。元环。42123）1mol二氧化硅中含二氧化硅中含_molSi-O键键4过渡型晶体过渡型晶体石墨石墨晶体晶体1)每个碳原子与每个碳原子与个碳个碳原子相连；原子相连；2)最小环为最小环为元环。元环。36导学P42 6金榜P20 14 -金属单质：金属晶体金属单质：金属晶体有无金属离子或有无金属离子或NH4+？(有：离子晶体有：离子晶体)是否属于是否属于“四种原子晶体四种原子晶体”？以上皆否定，则多数是分子晶体。以上皆否定，则多数是分子晶体。熔沸点和硬度；熔沸点和硬度；(高：原子晶体；中：离子晶体；低：高：原子晶体；中：离子晶体；低：分子晶体分子晶体)熔融状态的导电性。熔融状态的导电性。(导电：离子晶体、金属晶体导电：离子晶体、金属晶体)l构成晶体的构成晶体的微粒微粒l微粒之间微粒之间的相互作用力的相互作用力现有现有BaClBaCl2 2 金