原子核外电子排布和元素周期律

1、专题专题1 1 微观结构与物质的多样性微观结构与物质的多样性第一单元原子核外电子第一单元原子核外电子排布与元素周期律排布与元素周期律核电荷数质子数核外电子数核电荷数质子数核外电子数质量数质量数(A)质子数质子数(Z)中子数中子数(N)【回忆】【回忆】什么是原子？原子由哪些粒子构成？什么是原子？原子由哪些粒子构成？质子：带一个单位的正电荷质子：带一个单位的正电荷中子：不带电中子：不带电原子核原子核核外电子：带一个单位的负电荷核外电子：带一个单位的负电荷原子原子K层层 L层层 M层层核电荷数核电荷数第第1层层第第2层层第第3层层2 8 212电子层电子层各电子层排各电子层排布的电子数布的电子数镁原

2、子结构示意图镁原子结构示意图研究发现，含多个电子的原子中，电子运动的主要研究发现，含多个电子的原子中，电子运动的主要区域离核有远有近，在离核较近的区域运动的电子区域离核有远有近，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，能量较低，在离核较远的区域运动的电子能量较高，即电子在原子核外是分层排布的。即电子在原子核外是分层排布的。1.电子层：电子层： 原子核外电子运动的不同区域原子核外电子运动的不同区域电子层电子层(n) 1 2 3 4 5 6 7符符 号号K L M N OPQ离核离核距离距离 由由 近近 到到 远远 由由 低低 到到 高高电子电子能量能量123456

3、7KLMNOPQ由内到外，能量逐渐升高由内到外，能量逐渐升高电子在原子核外排布时，总是尽量先排在离电子在原子核外排布时，总是尽量先排在离核近（能量低）的电子层里，然后由里向外，核近（能量低）的电子层里，然后由里向外，依次排布在能量较高的电子层里依次排布在能量较高的电子层里电子按能量高低在核外分层排布电子按能量高低在核外分层排布H氢氢 He氦氦 Li锂锂 Be铍铍 B硼硼 C碳碳 N氮氮 O氧氧 F氟氟 Ne氖氖Na钠钠 Mg镁镁 Al铝铝 Si硅硅 P磷磷 S硫硫 Cl氯氯 Ar氩氩核电荷核电荷数数元素元素名称名称元素元素符号符号各电子层的电子数各电子层的电子数KLMNOP最外层电最外层电子数

4、子数2氦氦He2210氖氖Ne28818氩氩Ar288836氪氪Kr28188854氙氙Xe2818188886氡氡Rn2818321888各层最多电子数各层最多电子数281832502n2稀有气体元素原子电子层排布稀有气体元素原子电子层排布能量最低能量最低2n28218322.核外电子排布规律核外电子排布规律 电子总是尽先排布在电子总是尽先排布在_的电子层的电子层里；各电子层最多能容纳里；各电子层最多能容纳_个电子；个电子；最外电子层最多只能容纳最外电子层最多只能容纳_个电子个电子(K层层为最外层时，最多只能容纳为最外层时，最多只能容纳_个电子个电子)；次外层最多不超过次外层最多不超过_个电

5、子，倒数第三个电子，倒数第三层最多不超过层最多不超过_个电子。个电子。3.3.核外电子排布的周期性核外电子排布的周期性(1)同一行自左到右，电子层数同一行自左到右，电子层数不变，最外层电子数增加不变，最外层电子数增加(2)同一列自上而下，电子层数同一列自上而下，电子层数增加，最外层电子数不变增加，最外层电子数不变4.原子半径大小的周期性原子半径大小的周期性(1)同一行自左到右同一行自左到右,电子层数不变电子层数不变,最外最外层电子数增加层电子数增加,原子半径原子半径减小减小(2)同一列自上而下同一列自上而下,最外层电子数不变最外层电子数不变,电子层数增加电子层数增加,原子半径原子半径增大增大4

6、.原子半径大小的周期性原子半径大小的周期性规律规律(3)同种元素的原子半径小于其阴离子半同种元素的原子半径小于其阴离子半径；大于其阳离子半径，且正电荷越大径；大于其阳离子半径，且正电荷越大半径越小。半径越小。如：如：r(Fe)r(Fe2+) r(Fe3+); r(O)r(O2-)4.元素化合价变化的周期性元素化合价变化的周期性元素的主要化合价随着原子序数的变化如何元素的主要化合价随着原子序数的变化如何12HHe+10345678910LiBeBCNOFNe+1+2+3+4-4+5-3-2-101112131415161718NaMgAlSiPSClAr+1+2+3+4-4+5-3+6-2+7-

7、10(1)最高正价最高正价=最外层电子数最外层电子数(2)最低负价最低负价=最外层电子数最外层电子数-8(3)O、F无正价无正价(4)金属无负价金属无负价4.元素化合价变化的周期性元素化合价变化的周期性比较金属与比较金属与水水（酸酸）置换出置换出HH2 2难易；难易；比较最高价氧化物的比较最高价氧化物的水化物的碱性强弱；水化物的碱性强弱；能否从化合物中置换能否从化合物中置换出另一种金属。出另一种金属。a.a.比较与氢气生成气态比较与氢气生成气态氢化物难易和稳定性；氢化物难易和稳定性；b.b.比较最高价氧化物的比较最高价氧化物的水化物的酸性强弱；水化物的酸性强弱；c.c.能否从化合物中置换能否从

8、化合物中置换出另一种非金属单质。出另一种非金属单质。如何设计实验证明如何设计实验证明三者金属性强弱？三者金属性强弱？Na Mg Al Si P S Cl如何设计实验证明四如何设计实验证明四者非金属性强弱？者非金属性强弱？5.元素元素(非非)金属性强弱判断依据金属性强弱判断依据NaMgAl与水与水与酸与酸碱性碱性金属性金属性冷水，剧烈冷水，剧烈 酚酞变红酚酞变红沸水，迅速沸水，迅速酚酞变浅红酚酞变浅红沸水沸水, ,缓慢缓慢 难变红难变红剧烈剧烈, ,发烫发烫迅速迅速, ,发烫发烫NaOHNaOH 强碱强碱Mg(OH)Mg(OH)2 2 中强碱中强碱Al(OH)Al(OH)3 3 两性两性强强 弱

9、弱5.元素金属性变化的元素金属性变化的规律规律SiPSCl与与HH2 2反反应条件应条件氢化物氢化物稳定性稳定性最高价氧最高价氧化物化物对应酸对应酸非金属性非金属性高温高温磷蒸气磷蒸气加热加热点燃或点燃或光照光照不稳定不稳定 自燃自燃较不稳定较不稳定 易分解易分解不很稳定不很稳定 分解分解很稳定很稳定SiOSiO2 2P P2 2OO5 5SOSO3 3ClCl2 2OO7 7HH4 4SiOSiO4 4 弱酸弱酸HH3 3POPO4 4中强酸中强酸HH2 2SOSO4 4 强酸强酸HClOHClO4 4最强酸最强酸弱弱 强强5.元素非金属性变化的规律元素非金属性变化的规律原子序数原子序数11

10、11121213131414151516161717元素符号元素符号NaMgAlSiPSCl主要化合价主要化合价最高价最高价氧化物氧化物Na2OMgOAl2O3SiO2P2O5SO3Cl2O7NaOH强碱强碱Mg(OH)2中强碱中强碱 Al(OH)3 两性氢两性氢 氧化物氧化物H4SiO4 弱酸弱酸H3PO4中强酸中强酸H2SO4强酸强酸HClO4最强酸最强酸最高价氧化最高价氧化物对应水化物对应水化物的酸碱性物的酸碱性金属性和非金属性和非金属性递变金属性递变金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强+1+2+3+4-4+5-3+6-2+7-1元素金属性元素金属性(非金属性

11、非金属性)变化规律变化规律(1)同一行自左到右，电子层数同一行自左到右，电子层数不变，最外层电子数增加，非不变，最外层电子数增加，非金属性增强、金属性减弱金属性增强、金属性减弱(2)同一列自上而下，电子层数同一列自上而下，电子层数增加，最外层电子数不变，金增加，最外层电子数不变，金属性增强，非金属性减弱属性增强，非金属性减弱元素金属性元素金属性(非金属性非金属性)变化规律变化规律非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强金属性逐渐增强 1B Al SiGe As Sb Te 2 3 4 5 6 7AAAAAAA 0 Po At金属性逐渐增强 非金属性逐渐增强周期表中元素金属性、非金属性的

12、递变（周期表中元素金属性、非金属性的递变（P9） 1B Al SiGe As Sb Te 2 3 4 5 6 7A AAA AAA 0 Po At非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强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非金属性逐渐增强非金属非金属金属金属CsCsF F金属性最强金属性最强非金属性最强非金属性最强元素的性质（元素的性质（原子半径、主要化合价、金属原子半径、主要化合价、金属性和非金属性等性和非金属性等）随着原子序数的递增呈周随着原子序数的递增呈周期性变化。这个规律叫元素周期律。期性变化。这个规律叫元素周期律。 元素周期律的元素周期律的本质本质是元素

13、原子的是元素原子的核外核外电子排布的周期性变化电子排布的周期性变化【总结】【总结】元素周期律及元素周期表的 三大意义 学习和研究化学的规律和工具 研究发现新物质 预言新元素，研究新农药，寻找半导 体材料、催化剂、耐高温耐腐蚀材料。 论证了量变引起质变的规律性斜线是金属和非金属的分界线，分界线附近斜线是金属和非金属的分界线，分界线附近的元素既表现出一定的金属性也表现出一定的元素既表现出一定的金属性也表现出一定的非金属性的非金属性周期序数等于主族序数的元素具有两性，和周期序数等于主族序数的元素具有两性，和铝相似铝相似, ,最高氧化物和对应水化物既能和最高氧化物和对应水化物既能和 酸酸反应又能碱反应

14、反应又能碱反应 P9“问题解决问题解决” 图中临近虚线两侧的元素既表现出一定的金图中临近虚线两侧的元素既表现出一定的金属性，又表现出一定的非金属性。这给我们什属性，又表现出一定的非金属性。这给我们什么启示么启示?【练习】【练习】1.两种元素原子的核外电子层数之比与两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则前最外层电子数之比相等，则前10号元素号元素中，满足上述关系的元素共有（中，满足上述关系的元素共有（ ） A.1对对 B.2对对 C.3对对 D.4对对2.在第在第n电子层中，当它作为原子的最外电子层中，当它作为原子的最外电子层时，容纳电子数最多与（电子层时，容纳电子数最多与（n

15、1）层相同，当它作为原子的次外层时，其层相同，当它作为原子的次外层时，其电子数比（电子数比（n1）层最多的还多）层最多的还多10个，个，则此电子层是（则此电子层是（ ）A.K层层 B.L层层 C.M层层 D.N层层【练习】【练习】4.A+、B2+、C-、D2-四种离子具有相同电子四种离子具有相同电子层结构，排列顺序如下层结构，排列顺序如下;B2+A+CD2 CD2A+B2+;B2+A+D2C;D2CA+B2+。四种离子的半径由。四种离子的半径由大到小以及四种元素原子序数由大到小的顺大到小以及四种元素原子序数由大到小的顺序分别是（序分别是（ ）A.A. B. B. C. C. D. D.3.比较

16、具有相同电子层结构的下列微粒比较具有相同电子层结构的下列微粒N3-、O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+的半径的半径的大小的大小【练习】【练习】【练习】【练习】5.下列化合物中阴离子半径和阳离子半径之下列化合物中阴离子半径和阳离子半径之比最大的是比最大的是 ( ) A. KCl B.NaBrC. LiI D.CsF6.下列排列顺序正确的是（下列排列顺序正确的是（ ）热稳定性热稳定性:H2OHFH2S原子半径原子半径:NaMgO酸性酸性:H3PO4H2SO4HClO4 离子半径：离子半径：S2- Cl- K+ A. B. C. D.【练习】【练习】7.下列说法能证明钾元素比镁元素金属性下列说

17、法能证明钾元素比镁元素金属性强的是（强的是（ ）A. 金属钾与冷水剧烈反应，镁与冷水金属钾与冷水剧烈反应，镁与冷水 几乎没有现象。几乎没有现象。B. KOH的碱性比的碱性比Mg(OH)2强强C. 金属钾与金属钾与MgCl2的水溶液反应可置换出的水溶液反应可置换出金属镁金属镁D. 在化学反应中，钾失去在化学反应中，钾失去1个电子，镁失个电子，镁失去去2个电子个电子【练习】【练习】8.下列说法能够证明氯元素的非金属性比下列说法能够证明氯元素的非金属性比硫元素强的是（硫元素强的是（ ） HClO3的酸性比的酸性比H2SO3强强 HCl的酸性比的酸性比H2S强强 HCl的稳定性比的稳定性比H2S强强A.D. 氯气与氢气化合的条件要比硫与氢气氯气与氢气化合的条件要比硫与氢气化合的条件更容易。化合的条件更容易。【练习】【练习】9. 前前18号元素中的两种元素号元素中的两种元素X和和Y，X的原的原子序数大于子序数大于Y，X原子的最外层电子数是内原子的最外层电子数是内层电子总数的一半，层电子总数的一半，Y的二价阴离子和的二价阴离子和Ne原原子的电子层结构相同，关于子的电子层结构相同，关于X和和Y形成的化形成的化合物合物Z的说法正确的是的说法正确的是 Z是酸性氧化物是酸性氧化物 Z的水化物是碱的水化物是碱 Z的化学式为的化学式为X2Y A. Z的水化物的酸性强于硫