4.1 原子结构与元素周期表--【新教材】人教版(2019)高中化学必修一基础知识讲义

1、第一节原子结构与元素周期表(一) 原子结构一、质量数1、定义：忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数2、公式:质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)二、电子层1、定义:在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。2、表示方法电子层数(n)1234567电子层符号KLMNOPQ离核远近远近能量高低甘低冋三、核外电子排布的一般规律“一低四不超”1、能量规律能量最低原理:核外电子总是先排布在能量较低的电子层里，然后由内向外，依次排布在能量逐渐升高的电子层2、数量规则:四不超:(1)每层最多容

2、纳电子数为2n2(2) 最外层不超过8个电子(K层为最外层时不超过2个电子)(3) 次外层不超过18个电子(4) 倒数第三层不超过32个电子注:以上规律是相互联系，不能孤立地理解四、核外电子排布的表示方法原子结构示意图和离子结构示意图(二) 元素周期表一、元素周期表的发现:1869年俄国化学家门捷列夫将元素按照相对原子质量由小到大依次排列，并将化学性质相似的元素放在一个纵行，绘制出了第一张元素周期表二、原子序数:1、定义:按照元素在周期表中的顺序给元素编号，得到原子序数2、原子序数与元素的原子结构之前的关系:原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数3、微粒的核外电子数与质子数、电荷数的关系:原子

3、、分子的电子数=核电荷数=质子数阴离子的电子数=质子数+电荷数阳离子的电子数=质子数-电荷数三、元素周期表的结构1、编排原则:(1) 周期:把电子层数目相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成横行称为周期(2) 族: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而下排成纵行称为族2、结构:(1)周期(七横七周期，三短四长)从上到下类别各周期原子的电子层数各周期最多容纳的元素种类数同周期内原子序数变化规第一周期短周期12°2和03，金刚石和石墨，红磷和白磷，互为同素异形体第二周期28第三周期38第四周期长周期418第五周期518第六周期632（含镧系15种兀素）第七周

4、期（不完全周期）732（含锕系15种元素）左依次递增（2）族（十八纵行十六族，七主七副一vm一0）列数12345678910111213141516171类别主族副族第VIII族副族主族0名称IAIIAIIIBIVBVBVIBVIIB第VIII族IBIIBIIIAIVAVAVIAVIIA0注：电子层数=周期序数；主族元素族序数=原子最外层电子数主族元素由短周期和长周期元素共同构成，副族元素完全由长周期元素构成过渡元素：从第IIIB族到第IIB族共10个纵行，包括了第VIII族和全部副族元素，全部为金属元素，统称为过渡元素。镧系与锕系：镧系：位于第六周期第IIIB族57-71号元素，共15种元素

5、，他们的化学性质相锕系：位于第七周期第IIIB族89-103号元素，共15种元素，他们的化学性质相似由于第IIIB族包括镧系和锕系元素，因此，第IIIB族是元素种类最多的族特殊族的名称：第IA族叫做碱金属元素，第VIIA族叫做卤族元素3、元素周期表中方格的内容：原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量4、原子的表示方法：用aX表示一个质量数为A,质子数为Z的原子XZ（三）核素1、定义：把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素。例如：11H、12H、13H2、同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素（即同一元素的不同核素互称为同位素）3、元素、核素、同位素、同素

6、异形体的区别兀素核素同位素同素异形体概念具有相同核电荷数（质子具有一定数目质子和一定数质子数相同而中子数冃hh冃同种兀素形成的不同数）的同一类原子的总称目中子的一种原子叫做核素不同的同元素的不同原子互称为同位素单质范围宏观概念，是多个具有相微观概念，指元素的具体的微观概念，指同一元素的不同原子之间的关系单质同质子数的原子的总称某种原子特性只讲种类，不讲个数化学反应中的最小微粒物理性质不同，化学性质几乎完全相同一般地，化学性质相似，物理性质不同决定因素质子数质子数、中子数质子数、中子数组成元素、结构实例殳0、：O都属于氧元素11H、H、H是不同的核素iH、2H、3H互为同iii位素同位素的应用：

7、考古时利用14C测定一些文物的年代，2H、H用于制造氢弹，利用放射性同位素释放的611射线育种4、元素的相对原子质量，就是按照该元素各种核素原子所占的一定百分比算出的平均值补充：1、不含中子的元素是H；2、不含电子的离子是H+；3、最轻的金属单质和非金属单质分别是Li和H4、其单质在常温下呈液态的非金属元素是Br；5、地壳中含量最高的非金属元素和金属元素分别是O和Al6、其单质在空气中含量最大的元素是N；7、组成物质种类最多的元素和单质硬度最大的元素都是C8、最活泼的非金属元素和金属元素分别是F和Cs；9、含氢量最高的化合物是CH410、焰色反应呈黄色和紫色的元素分别是钠元素和钾元素（四）原子

8、结构与元素的性质一、碱金属元素1、结构和物理性质元素名称兀素符号核电荷数原子结构示意图最外层电子数电子层数锂Li312钠Na1113钾K1914铷Rb375丿15从上往下依次增大从上往下依次降低从上下依增大，K比小2Na?0?(1)与氧气反应：4Li+O22Li2O、2Na+O规律：Li与O2反应，常温或加热均生成Li2O；Na与O2反应，常温生成Na2O,加热生成Na2O2；K与02反应，常温生成K2O2，加热生成K02(超氧化钾)2)3)4)5)与Cl2反应：生成氯化物Rb、Cs燃烧时生成更复杂的氧化物与H20反应：通式：2R+2H2O=2ROH+H2f与非氧化性酸反应：通式：2R+2H+

9、=2R+H2f与盐反应：先与水反应，再与盐反应注：1、钾、钠保存在煤油中，锂保存在石蜡中2、钾、钠着火用沙土盖灭3、钾、钠用完可放回原试剂瓶4、焰色反应中，钠显黄色，钾透过蓝色钴玻璃显紫色二、卤族元素1、结构和物理性质元素名称元素符号核电荷数原子结构示意图最外层电子数电子层数原子半径颜色和状态密熔氟F972从上往下依次增大淡黄绿色气体从下氯Cl1773黄绿色气体溴Br35574深红棕色液体碘I5375紫黑色固体5丿(1)(2)与金属反应：2R+nX2=2RXn(X：F、Cl、Br、I)与H2的反应：F2+H2=2HFCl2+H2=或点=2HClBr2+H=2HBrL+H2亠2HI2、化学性质稳

10、定性：HF>HCl>HBr>HI氟特殊：2H2O+2F2=4HF+O2Cl、Br、I)氟先与水反应生成HF，HF(3)与H2O反应：X2+H2O=HX+HXO(X：Cl、Br、I)(4)与碱溶液反应：X2+2NaOH=NaX+NaXO+H2O(X：再与碱反应I)Cl2+2Br-=2Cl-+Br2Cl2+2Br-=2Cl-+Br2Cl2+2I-=2Cl-+I2Br2+2I-=2Br-+I2(5)与SO2反应：X2+SO2+2H2O=2HX+H2SO4(X：Cl、Br、6)卤素单质的置换反应：Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2Cl2+2KBr=2KCl+Br2Cl2+2KI=

11、2KCl+I2Br2+2KI=2KBr+I23、卤化银的相关性质：物质颜色溶解性感光性用途AgF白色易溶难分解，不具备感光性AgBr、AgI常丿作感光材料;A用于人工降雨AgCl白色见光易分解，且感光性从上往下依次增强AgBr浅黄色难溶，且从上往下溶解度依次减小AgI黄色4、卤族元素的一些特性(1) F2无正价，HF能腐蚀玻璃，保存在塑料瓶或铅皿中(2) Br2是唯一的液态非金属单质，极易挥发，有毒；实验室通常将其密封保存在阴冷处，且试剂瓶内常加适量水进行水封，Br2有很强的腐蚀性，所以不能用橡皮塞。(3) I2易升华，遇淀粉变蓝；食盐中加入的是KIO3；I2氧化性较弱，与变价金属反应时，生成

12、较低价态的化合物(4) 酸性强弱：HF<HCl<HBr<HI；HClO4>HBrO4>HIO4三、小结1、元素性质与原子的最外层电子数有关2、元素金属性强弱的比较(1) 同周期元素，从左到右，失电子能力依次减弱，还原性依次减弱，金属性依次减弱(2)同主族元素，从上到下，失电子能力依次增强，还原性依次增强，金属性依次增强(3) 根据金属活动性顺序表，排在前面的金属性越强(4) 金属与水或酸反应置换出氢气的难易程度，越容易者，金属性越强(5) 最高价氧化物对应水化物的碱性强弱，碱性越强，金属性越强(6) 金属单质与盐溶液的置换反应3、元素非金属性强弱的比较(1) 同周期元素，从左到右，得电子能力依次增强，氧化性依次增强，非