第一章元素周期表

1、第一章物质的结构物质的结构 元素周期律元素周期律1-18号原子核外电子排布第一节元素周期表第一节元素周期表 门捷列夫（18341907）俄国化学家。 1834年2月7日生于西伯利亚托博尔斯克，1907年2月2日卒于彼得堡（今列宁格勒）。1850年入 彼得堡师范学院学习化学，1855年毕业后任敖德萨中学教师敖德萨中学教师。1857年任彼得堡大学副教授。1859年他到德国海德堡大学深造。1860年参加了在卡尔斯鲁厄召开的国际化学家代表大会。1861年回彼得堡从事科学著述工作。1863年任工艺学院教授，1865年获化学博士学位。1866年任彼得堡大学普通化学教授，1867年任化学教研室主任。1893

2、年起，任度量衡局局长。1890年当选为英国皇家学会外国会员。发现了化学元素周期律。他在前人的基础上，总结出一条规律：元素（以及由它所形成的单质和化合物）的性质随着原子量（相对原子质量）的递增而呈周期性的变化,这就是元素周期律。他根据元素周期律于1869年编制了第一个元素周期表，把已经发现的63种元素全部列入表里，从而初步完成了使元素系统化的任务。元素周期律的发现激起了人们发现新元素和研究无机化学理论的热潮，元素周期律的发现在化学发展史上是一个重要的里程碑，人们为了纪念他的功绩，就把元素周期律和周期表称为门捷列夫元素周期律和门捷列夫元素周期表。1955年科学家们为了纪念元素周期律的发现者门捷列夫

3、，将101号元素命名为钔。 1869年年2月月 门捷列夫门捷列夫(俄俄)的第一张周期表的第一张周期表1871门捷列夫门捷列夫(俄俄)的第二张周期表的第二张周期表1、现在的元素周期表与原先有什么不同？2、初中学了有关原子结构的哪些知识?3、什么叫原子序数？4、原子序数与各微粒之间有什么关系？阅读课本P4-5后想一想？一、元素周期表1、原子结构原子原子核核外电子（带一个单位的负电荷）质子（带一个单位的正电荷）中子原子序数原子序数= =核电荷数核电荷数= =质子数质子数= =核外电子数核外电子数原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素编的号元素周期表中，有多少个横排和纵行呢？元素周期表中，每一个横排

4、和每一个纵行所含的元素种类是否相同呢？7 7横排、横排、1818纵行纵行2 2、元素周期表、元素周期表（1）元素周期表编排原则）元素周期表编排原则A、把电子层数相同的元素按原子序数递增的顺序由左到右排成一个横排。 B、把不同横行中最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序由上到下排成纵行。 （2 2）元素周期表的结构：）元素周期表的结构： 具有相同电子层数而又按照原子序数递增顺序由左往右排列的一系列元素（每一横排称为一周期）。周期序数 = 电子层数1 1、周期：、周期：它们分别位于第几周期？为什么？它们分别位于第几周期？为什么？ 第二周期第二周期两个电子层两个电子层第四周期第四周期四个电子层四

5、个电子层【课堂练习课堂练习】第三周期第三周期三个电子层三个电子层第第1周期：周期：2 种元素种元素第第2周期：周期：8 种元素种元素第第3周期：周期：8 种元素种元素第第4周期：周期：18 种元素种元素第第5周期：周期：18 种元素种元素第第6周期：周期：32 种元素种元素第第7周期：周期：26种元素种元素短周期短周期长周期长周期不完全周期不完全周期周期周期（横向）（横向）1817161514131098765211211111010910810710610510489-1038887121143176541882MLk382LK22K18685848382815453525150493635

6、3433323156553837201980797877767574737257-714847464544434241403930292827262524232221周期的结构短周期长周期不完全周期2 2、族：、族：主族序数最外层电子数不同横行中最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序由上到下排成纵行（除第8、9、10三个纵行叫做第族外，其余每个纵行为一族）。A , A , A , A ,A , A , A , A , A ,A , A , AA , A 稀有气体元素稀有气体元素族族（纵向）（纵向）主族：主族：副族：副族：第第VIII VIII 族：族： 零族：零族：共七个主族共七个主族B

7、, B ,B , B , BB , B ,B , B , B ，B , B B , B 共七个副族共七个副族包含（包含（8 8、9 9 、 1010）三列）三列11010910878777646454428272611211110710610510489-10380797574737257-714847434241403930292524232221858483828153525150493534333231171615141398765865436181028887565538372019121143176541882MLk382LK22K1IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0III

8、BIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB主族副族八族零族族的结构元素周期表元素周期表请写出它们在周期表中的位置。请写出它们在周期表中的位置。 第二周期第二周期第第A族族第四周期第四周期第第A族族【课堂练习课堂练习】第三周期第三周期第第A族族1 1、主族元素在周期表中所处的位置，取决、主族元素在周期表中所处的位置，取决于该元素的于该元素的（A A）最外层电子数和相对原子质量）最外层电子数和相对原子质量 （B B）相对原子质量和核外电子数）相对原子质量和核外电子数（C C）次外层电子数和电子层数）次外层电子数和电子层数 （D D）电子层数和最外层电子数）电子层数和最外层电子数D D【课堂练习课

9、堂练习】 2 2、下列各图若为元素周期表中的一部分、下列各图若为元素周期表中的一部分（表中数字为原子序数），其中（表中数字为原子序数），其中X X为为3535的是的是ADAD 2 2、推算原子序数为推算原子序数为6,13,34,536,13,34,53的元素在的元素在周期表中的位置。周期表中的位置。 第第6号元素：号元素： 6-2=4 第二周期第第二周期第A 族。族。 第第13号元素：号元素： 13-10=3 第三周期第第三周期第A 族。族。 第第34号元素：号元素： 34-18=16 第四周期第第四周期第A 族。族。 第第53号元素：号元素： 53-36=17 第五周期第第五周期第A 族。族

10、。 作业：作业：、熟悉元素周期表的结构尤其是我们学过、熟悉元素周期表的结构尤其是我们学过的元素的位置背熟的元素的位置背熟120号元素，写一遍号元素，写一遍在作业本上（标上周期和族）；在作业本上（标上周期和族）；2、P11第第1、2题；题；10（1）加一行：原子结构示意图，写在）加一行：原子结构示意图，写在作业本上。作业本上。试完成教材第5页“科学探究”中表格二、元素的性质与原子的结构元素名称原子符号核电荷数原子结构示意图最外层电子数电子层数碱金属元素锂31钠111钾191铷371铯551试完成教材第5页“科学探究”中表格LiNaKRbCsLiNaKRbCs元素名称原子符号核电荷数原子结构示意图

11、最外层电子数电子层数碱金属元素锂312钠1113钾1914铷3715铯5516LiNaKRbCs二、元素的性质与原子结构1、碱金属（1）碱金属的原子结构LiCs核电荷数逐渐增多增多电子层数逐渐增多增多原子半径依次增大增大但最外层电子数都为1(相异点)(相似点)原子结构有何异同？认真观察课本P6：2、实验并完成实验报告钠钠 钾钾 与氧气与氧气反应反应 剧烈燃烧，火焰呈剧烈燃烧，火焰呈色，生成色，生成 色色的固体的固体 更剧烈燃烧，火焰更剧烈燃烧，火焰呈呈 色色与水反与水反应（绿应（绿豆大一豆大一块）块） 在水面上、在水面上、成成银白色、在水面上银白色、在水面上四处四处、滴入酚酞、滴入酚酞溶液呈溶

12、液呈色色 在水面上、在水面上、 成成银白色、在水面上四银白色、在水面上四处处 、滴入酚酞溶、滴入酚酞溶液呈液呈色，有微弱色，有微弱爆炸，爆炸，钠、钾化学性质比较黄黄淡黄淡黄 紫紫浮浮浮浮熔熔熔熔游游游游红红红红甚至有燃烧甚至有燃烧 钠与钾都能与氧气、水发生反应，但反应的剧烈程度不同。 物质的性质主要取决于原子的最外层电子数，从碱金属原子的结构可推知。 碱金属元素最外层上都只有一个电子，化学反应中易失去一个电子，形成+1价的阳离子，所以能与氧气等非金属元素及水发生化学反应。 根据你观察的实验完成P6的思考和交流： 2 2Na + ONa + O2 2 NaNa2 2O O2 24 4Li +Li

13、 + O O2 2 2 2LiLi2 2O O（2）碱金属的化学性质1）碱金属元素原子的最外层都有1个电子，它们的化学性质相似与O2的反应 单质与氧气反应反应程度LiNaKRbCs更为复杂更为复杂K K2 2O O、K K2 2O O2 2、KOKO2 2LiLi2 2O O更为复杂更为复杂NaNa2 2O O、NaNa2 2O O2 2越来越剧烈越来越剧烈性质差异又是怎样造成的呢？详见课本P7页与水的反应与水的反应2 2Na + 2HNa + 2H2 2O O 2NaOH + H2NaOH + H2 22 2K + 2HK + 2H2 2O O 2KOH + H2KOH + H2 2元素金属

14、性强弱判断依据：1、根据金属单质与水或者与酸反应置换出氢的难易程度。置换出氢越容易，则金属性越强。碱金属元素单质：RbRb 碱金属元素的主要物理性质碱金属元素的主要物理性质元素元素名称名称元素元素符号符号核电核电荷数荷数颜色和状态颜色和状态密度密度g/cm3熔点熔点OC沸点沸点OC锂锂Li3银白色银白色,柔软柔软0.534180.51347钠钠Na11银白色银白色,柔软柔软0.9797.81 882.9钾钾K19银白色银白色,柔软柔软0.8663.65774铷铷Rb37银白色银白色,柔软柔软1.53238.89688铯铯Cs55略带金色光泽略带金色光泽,柔软柔软1.87928.40 678.4

15、有何相似有何相似性和递变性和递变性？性？碱金属的物理性质的比较相相似似点点递递变变性性颜色颜色硬度硬度密度密度熔沸点熔沸点导电导热性导电导热性密度变化密度变化熔沸点变化熔沸点变化Li Na K Rb Cs均为银白色（均为银白色（CsCs略带金色）略带金色）柔软柔软较小较小较低较低强强逐渐增大（逐渐增大（K K特殊）特殊）单质的熔沸点逐渐降低单质的熔沸点逐渐降低2 2钾的化合物最大用途是做钾肥。硝酸钾还用于做药。钾的化合物最大用途是做钾肥。硝酸钾还用于做药。1.1.锂电池是一种高能电池。锂有机化学中重要的催化剂。锂电池是一种高能电池。锂有机化学中重要的催化剂。锂制造氢弹不可缺少的材料。锂是优质的

16、高能燃料（已经锂制造氢弹不可缺少的材料。锂是优质的高能燃料（已经用于宇宙飞船、人造卫星和超声速飞机）。用于宇宙飞船、人造卫星和超声速飞机）。3 3铷铯主要用于制备光电管、真空管。铯原子钟是目前铷铯主要用于制备光电管、真空管。铯原子钟是目前最准确的计时仪器。最准确的计时仪器。碱金属元素的用途：碱金属元素从上到下（碱金属元素从上到下（Li Li 、NaNa、K K、RbRb、CsCs），），随着核电荷数的增加，碱金属随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐元素原子的电子层数逐渐，原子核，原子核对对的引力逐渐减弱，原子失的引力逐渐减弱，原子失电子的能力逐渐电子的能力逐渐。增多增多最外层电子最

17、外层电子增强增强金金 属属 性性 逐逐 渐渐 增增 强强失失电电子子的的能能力力逐逐渐渐增增强强根据卤素原子结构，推测氟、氯、溴碘在化学性质上所表现的相似性和递变性？思考与交流物理性质 1、颜色：逐渐加深 问题：试推测砹（At）的物理性质。 黑色或灰黑色，难溶于水，易溶于有机溶剂，有一定的挥发性。结论结论:1、卤素单质与、卤素单质与H2反应的剧烈程度反应的剧烈程度:2 、生成氢化物的稳定性、生成氢化物的稳定性:逐渐减弱逐渐减弱逐渐减弱逐渐减弱.即氢化物稳定性次序为即氢化物稳定性次序为：HFHClHBrHI那么那么, Cl2与与I2，Br2与与I2比较比较,谁的氧化性更强谁的氧化性更强?你如何设

18、计实验去检验？（你如何设计实验去检验？（提示：类比金属的置换反应）提示：类比金属的置换反应）实验实验现象现象实验结实验结论论1、NaBr+少量新制的饱少量新制的饱和氯水，振荡和氯水，振荡2、KI+少量新制的饱和少量新制的饱和氯水，振荡氯水，振荡3、KI +加入少量新制的加入少量新制的溴水，振荡溴水，振荡上层液体颜色变浅，上层液体颜色变浅，下层液体呈紫色。下层液体呈紫色。化学方程式：化学方程式：2KI+Cl2=2KCl+I2, 2KI+Br2=2KBr+I2氧化性氧化性:Br2I2氧化性氧化性:Cl2Br2上层液体颜色变浅，上层液体颜色变浅，下层液体呈紫色下层液体呈紫色上层液体颜色变浅，上层液体

19、颜色变浅，下层液体呈红棕色下层液体呈红棕色氧化性氧化性:Cl2I2结论：氧化性强弱结论：氧化性强弱 Cl2Br2I2，那么那么F2呢？你能从原子结构的角度去分析吗？呢？你能从原子结构的角度去分析吗？结论结论:随着核电荷数的增加随着核电荷数的增加,卤族单质卤族单质氧化性氧化性强弱顺序强弱顺序 为为: F2Cl2Br2I2得电子能力逐渐减弱得电子能力逐渐减弱非金属性逐渐减弱非金属性逐渐减弱同主族的同主族的金属金属元素元素,随着随着核电荷数的增加核电荷数的增加, 金属性逐渐金属性逐渐增强增强,其单质的其单质的金属性金属性逐渐逐渐增增强。强。本节课小结本节课小结通过这节课的学习你有些什么收获？通过这节

20、课的学习你有些什么收获？同主族的同主族的非金属元素非金属元素,随着随着核电荷数的增核电荷数的增加加, 非金属性逐渐非金属性逐渐减弱减弱,其单质的其单质的氧化性氧化性逐逐渐渐减弱减弱。元素的性质与原子核外电子有密切关系，那么，元素的性质与原子核有关系吗？问题相对原子质量的标准是什么？以 原子质量的1/12为标准。C612原子原子核核外电子（1/1836）质子（相对质量为1.007）中子（相对质量为1.008）相对原子质量相对原子质量相对质子质量相对质子质量+ +相对中子质量相对中子质量质子数质子数+ +中子数中子数= =质量数质量数质量数质量数(A)(A)质子数质子数(Z)+(Z)+十中子数十中

21、子数(N)(N)32放射性同位素钬 的原子核的中子数与质子数之差是Ho67166 我们知道元素是具有相同核电荷数的一类原子的总称，即质子数相同，请大家想一想中子数是否一定相同呢？2. 离子电子数离子电子数阳离子阳离子(Xc+)：电子数电子数=阴离子阴离子(Xc-)： 电子数电子数=如：某如：某M2核外核外18个电子，质量数个电子，质量数32，则，则中子数为多少？中子数为多少？Z=18-2=16N=AZ=32-16=16质子数质子数-C质子数质子数+C质子质子中子中子电子电子H11H12H13问题：氕、氘、氚结构的异同？氢元素的原子核原子名称原子符号质子数（Z）中子数（N）10氕 11氘 或D1

22、2氚 或TH11H12H13统称为统称为氢元素氢元素单独称为核素互称为同位素 核素：核素：把一定数目的把一定数目的质子质子和一定数目的和一定数目的中子中子的一种原子的一种原子称核素称核素 (1)(1)同一元素的各种同位素化学性质几乎相同；同一元素的各种同位素化学性质几乎相同；(2)(2)在天然存在的某种元素中，不论是游离态，还是化在天然存在的某种元素中，不论是游离态，还是化 合态，各种同位素所占的丰度合态，各种同位素所占的丰度( (原子百分比原子百分比) )一般是不变的一般是不变的 同位素特性：同位素特性：同位素同位素：具有相同具有相同核电荷数（即质子数）核电荷数（即质子数）不同中不同中子数子

23、数同一元素同一元素的（核素）原子。的（核素）原子。练习：元素、核素、同位素练习：元素、核素、同位素具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。原子。质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素。素互称为同位素。(对于原子来说对于原子来说)具有相同质子数（核电荷数）的同一类原子的总称。具有相同质子数（核电荷数）的同一类原子的总称。核素：核素：元素：元素：同位素：同位素：判断条件：质子数相同判断条件：质子数相同中子数不同中子数不同同一元素的原子同一元素的原子决定元素种类的是决定元素种类的是_质子数（或核电荷数）质子数（或核电荷数）决定核素（原子）种类的是决定核素（原子）种类的是_质子数和中子数（质量数质子数和中子数（质量数不一定相同）不一定相同）又如：又如：碳元素的各种核素碳元素的各种核素612C、613