原子结构与元素周期表 课件【高效识记+易错矫正】 高中化学人教版（2019）必修第一册

第四章物质结构元素周期律第1节原子结构与元素周期表道尔顿实心球式模型(1803年)→汤姆生葡萄干面包式原子模型(1904)→卢瑟福行星运转式原子模型(1911年)→玻尔轨道式原子模型(1913年)→近代量子力学电子云式模型(1926－1935年)。科学史话：原子结构模型的演变过程1、希腊哲学家：万物是由大量的不可分割的微粒构成的。2、1803年，英国物理、化学家道尔顿：提出原子学说。3、1897年，英国物理学家汤姆生确认了所有原子都含有带负电电荷的电子，表明原子的结构比较复杂。4、1911年，英国物理、化学家卢瑟福提出原子核。5、1918年，卢瑟福和他的助手发现原子核里面有质子。6、1918年，卢瑟福又预言原子核中含有不带电的中性粒子。7、1932年，英国物理学家查德威克经过反复试验探究，发现了不显电性的中性粒子，将其命名为中子。1、高速运动，接近光速；2、没有确定的轨迹，不能同时准确地测定电子在某一时刻所处的位置和运动速度，也不能描绘出它的运动轨迹。※只能用统计的观点指出它在原子核外空间某处出现机会的多少。※用“电子云”形象地描述核外电子的运动。【思考1】原子核外电子运动的特点？【思考2】如何描述核外电子的运动？1、原子原子核核外电子质子中子（相对质量近似为1，带一个单位正电荷）（相对质量近似为1，不带电）（带一个单位负电荷）2、质量数：质子和中子的相对质量都近似为1,忽略电子的质量,将原子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。质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)思考：原子的质量数与原子的相对原子质量的关系？忽略电子的质量，把质子和中子的相对质量分别取整数，那么，原子的质量数与原子的相对原子质量近似相等。原子的质量数是个整数，而原子的相对原子质量一般不是整数。联系：区别：碳-14？一、原子结构课堂练习

2、对Fe3＋、Fe2＋、Fe三种粒子的判断不正确的是 (

)A．核电荷数相同 B．电子数相同C．属于同一种元素

D．离子半径相同3、与NH4+互为等电子体的分子是(

)A．CH4

B．OH－

C．NO D．H3O＋

4、质子数和中子数相同的原子A,其阳离子An+核外共有x个电子,则A的质量数为(

)

A.2(x+n)

B.2(x-n)

C.2xD.n+26、一定量的锎()是有用的中子源，1mg()每秒约放出2.34x109个中子，在医学上常用作治疗恶性肿瘤的中子源。下列有关镧的说法错误的是(）A.原子中，中子数为154B.原子中，质子数为98C.原子中，电子数为98D.锎元素的相对原子质量为252概念:在多电子原子里,把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层,称作电子层。3、电子层多电子的电子云图片由图片可以发现：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。

【思考与讨论】由于原子中的电子是处在原子核的引力场中(类似于地球上的万物处于地心引力场中)，电子一般总是先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。下表是稀有气体元素原子的电子层排布，从中你能发现什么规律？试写出原子序数为20的元素原子核外电子排布规律：核外电子总是尽可能先排布在

的电子层上，然后

依次排布在

的电子层上。①各电子层最多容纳2n2个电子。②最外层电子数目最多不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个)。④倒数第三层不超过32个电子。③次外层最多能容纳的电子数不超过18个。⑤未容纳满的内层电子数符合2n2的数字特征。能量最低由内向外能量较高即按K→L→M→N……顺序排列。试写出原子序数为55的元素原子核外电子排布规律：4、原子核外电子分层排布规律①原子结构示意图以钠原子结构示意图为例硒原子的结构示意图铁原子的结构示意图Fe

铁

55.85

离子结构示意图中各符号与原子结构示意图含义一样,但注意原子结构示意图中质子数等于核外电子数,而离子结构示意图中质子数与核外电子数不相等。如:Cl-

；Na+

。②离子结构示意图练习1、今有A、B两种原子,A原子的M层比B原子的M层少3个电子,B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍,A和B分别是(

)A.硅原子和钠原子B.硼原子和氢原子

C.氯原子和碳原子D.碳原子和铝原子电子层KLMA原子2xyB原子22xy+3D

2、判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。(1)电子的能量越低,运动区域离核越远。

(

)(2)最外层电子数小于4的原子必定是金属元素的原子。(

)(3)某元素的+1价阳离子电子排布与氖原子相同,则它的原子序数是11。(

)(4)稀有气体元素原子最外层都排有8个电子。

(

)3、已知A、B、C三种元素的原子中,质子数为A<B<C,且都小于18,A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个。试推断:(1)三种元素的名称和符号:A

,B

,C

。

(2)画出三种元素的原子结构示意图:A

,B

,C

。

碳C

硅Si

氯Cl二、元素周期表1、发展历程门捷列夫原子序数=

=

=

。

周期表核电荷数质子数核外电子数2、现行元素周期表的编排原则⑴原子序数按照元素在

中的顺序给元素编号。

含义:原子序数与原子结构的关系:⑵编排原则横行：纵行：把电子层数相同的元素，按原子序数递增顺序从左到右排列把最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序自上而下排列3、元素周期表的结构★口诀：三长三短一不全；七主七副Ⅷ和零。元素周期表有

个纵列,但只有

个族。

元素周期表有

个横行,即有

个周期。第8到10纵列稀有气体主族：(7个)副族：(7个)第VⅢ族：0族：第一周期,所含元素的种类数

。第二周期,所含元素的种类数为

。第三周期,所含元素的种类数为

。短周期长周期数目：分类数目:分类第七周期,所含元素的种类数为

。第四周期,所含元素的种类数为

。第五周期,所含元素的种类数为

。第六周期,所含元素的种类数为

。由短周期元素和长周期元素共同构成的族。表示方法：在族序数(罗马数字)后标一“A”字。如ⅠA、…VIIA完全由长周期元素构成的族。表示方法：在族序数后标“B”字。如ⅠB、…VIIB周期族28818183232181677族顺序+118周期序数=电子层数主族序数=最外层电子数小结：元素周期表的结构碱金属元素卤族元素稀有气体元素过渡元素IAIIAIIIB~VIIBVIIIIB~IIBIIIA~VIIA0镧系锕系1869年，俄国化学家门捷列夫总结前人的研究经验，对当时已发现的63种化学元素，按照相对原子质量从小到大排列，并将化学性质相似的元素放在同一个纵行，制出了第一张元素周期表。成为化学发展史上的重要里程牌之一。现在使用的元素周期表思考：如何确定元素在周期表中的位置？1.根据原子结构示意图判断元素在周期表中的位置

2.“0族”法确定元素在周期表中的位置周期序数一二三四五六七稀有气体原子序数210183654861183.了解元素周期表中的几个特殊区域(1)过渡元素：元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族共10个纵列，均为过渡元素，这些元素都是金属元素，又被称为过渡金属元素。(2)镧系元素：元素周期表中，第六周期第ⅢB族中，57号元素镧到71号元素镥共15种元素统称为镧系元素，它们的化学性质相似。(3)锕系元素：元素周期表中，第七周期第ⅢB族中，89号元素锕到103号元素铹共15种元素统称为锕系元素，它们的化学性质相似。(1)原子的电子层数=周期序数(2)最外层电子数=族序数熟记0族元素的相应周期数和原子序数1.为什么将Li、Na、K等元素编在元素周期表的同一个主族？

提示最外层电子数相同的主族元素属于同一主族。2.元素周期表中所含元素种类最多的是哪一个族？

提示因ⅢB族中含有镧系和锕系元素，元素种类最多。3.同一周期的第ⅠA族、第ⅢA族的两种元素的原子序数相差多少？

提示二、三周期时，相差2；

四、五周期时，相差12；六、七周期时，相差26。4.你发现各周期的元素种数有什么规律？2×n2（n不是周期序数）周期序数元素种类数规律122×122、382×224、5182×326、7322×428、9？？5.如果将来第八、第九周期的元素全部被发现，请预测这两周期各有多少种元素，其中稀有气体元素的原子序数分别为多少？168、218501.下列对现行的元素周期表的说法中正确的是（）A.元素周期表是按相对原子质量逐渐增大的顺序从左到右排列的B.最外层电子层数相同的元素都是同一族C.同族元素的最外层电子数是一定相同D.同周期元素的电子层数相同D3.国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)将117号元素时命名为Uus，以下关于Uus的叙述正确的是()A.是稀有气体元素B.有放射性C.是第6周期元素D.相对原子质量为1172.原子序数为x的元素位于周期表中的ⅡA族，则原子序数为x+1的元素不可能处在（）A.ⅢA族

B.ⅠA族

C.镧系D.ⅢBBB【课堂练习】4.根据元素周期表判断,下列叙述不正确的是(

)A.周期表中第七周期最多容纳32种元素B.周期表中共有18个列,其中形成化合物种类最多的在第14列C.除过渡元素外周期表中最外层电子数相同的元素都位于同一族中D.周期表中所含元素种类最多的族在第ⅢB族5.元素周期表揭示了化学元素间的内在联系,成为化学发展史上重要里程碑之一。下列有关元素周期表的说法正确的是(

)A.元素周期表有7个横行和18个纵列,即有7个周期和18个族B.俄罗斯专家首次合成了116号元素,该元素位于周期表中第七周期第ⅥA族C.只有第ⅡA族元素的原子最外层有2个电子D.第ⅠA族的元素全部是碱金属元素CB【思考1】元素周期表中的每个方格中，一般都标有元素的基本信息，你知道这些信息的含义吗？【思考2】为什么H的相对原子质量1.008，这个数值是怎么来的？1S11H氢1.008原子序数元素符号元素名称相对原子质量通过能级表示核外电子排布【思考3】比较三种原子结构的异同，它们是不是同一种元素？没有中子1个中子2个中子【思考4】它们是不是同一种原子？是同种元素。不是同种原子。三、核素1、核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。元素：具有相同核电荷数（或质子数）的同一类原子的总称。2、同位素即同一元素的不同核素之间互称为同位素。核素1核素n同位素元素…质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子互称为同位素。①同位素的化学性质

,某些物理性质略有不同。

②天然存在的同位素,相互之间保持一定的比率。几乎完全相同定义：特点：应用：①

在考古工作中用于测定文物的年代；②用于制造原子弹、核发电；③

用于制造氢弹；④放射性同位素释放的射线可用于育种、治疗恶性肿瘤等等。3、元素、核素、同位素、同素异形体的比较：

元素核素同位素同素异形体本质质子数(核电荷数)相同的一类原子质子数、中子数都一定的原子质子数相同、中子数不同的核素同种元素组成的不同单质范畴同类原子原子原子单质特性只有种类,没有个数化学反应中的最小微粒化学性质几乎完全相同,因质量数不同,物理性质不同组成元素相同,性质不同联系：元素的相对原子质量是其各种核素的相对原子质量分别与各种核素在自然界里的丰度(某种核素在这种元素的所有天然核素中所占的比例)的乘积之和。例如，氢元素的三种核素:氕，相对原子质量为1.0079，其丰度为99.985%，氘相对原子质量为2.014，其丰度为0.015%，氚，痕量(计算时忽略）。因此，氢元素的相对原子质量为1.0079*99.985%+2.014*0.015%≈1.008。【思考1】除了用名称区分同一元素的同位素外，还可以怎样区分？U:92U92U92U

H:1H1H1HC:6C6C6CO:8O8O8OCl:17Cl17Cl1231213141617183537234235238原子符号【思考2】为什么H的相对原子质量1.008，这个数值是怎么来的？可回顾下气体摩尔质量的五种计算方法。1、下列说法不正确的是() ①质子数相同的粒子一定是同一元素

②质子数相同且电子数也相同的两种粒子不可能一种是分子，另一种是离子

③电子数相同的粒子不一定是同种元素

④一种元素不可以形成不同单质

⑤某元素的相对原子质量取整数值就是质量数

A．②④⑤B．①④⑤C．②③④D．①②③④⑤课堂练习B2、某元素只存在两种天然同位素，且在自然界它们的含量相近，其相对原子质量为152.0，原子核外的电子数为63。下列叙述中错误的是() A．它是副族元素B．它是第六周期元素C．它的原子核内有63个质子D．它的一种同位素的核内有89个中子D3、下列说法不正确的是()

①质子数相同的微粒一定属于同一种元素②同一元素的核素种数由中子数决定

③同位素的化学性质几乎相同④质子数相同、电子数也相同的两种微粒，不可能是一种分子和离子⑤Cl2中35Cl与37Cl两种核素的个数之比与HCl中35Cl与37Cl的个数之比相等A．③

B．④C．②⑤D．①D4、现有下列基本粒子：1H、2H、3H、1H＋、234U、235U、238U、48K、48Ca、Cl2、14N、14C。

请据此回答下列问题：

(1)其中，它们分属____种元素，属于氢元素的核素有____种，属于铀元素的核素有_____种。互为同位素的原子分别为______________________________。

(2)质量数相等的粒子为________、________、________。(可不填满，也可补充)

(3)氢的同位素1H、2H、3H与氧的同位素16O、17O、18O相互结合为水，可得水分子的种数为_____；可得相对分子质量不同的水分子有___种。771833掌握求算气体摩尔质量的五种常用方法①根据标准状况下气体的密度(ρ)：M＝ρ×22.4L·mol－1。②根据气体的相对密度，D＝。③根据物质的质量(m)和物质的量(n)：M＝。④根据一定质量(m)的物质中微粒数目(N)和阿伏加德罗常数(NA)：M=。⑤对于混合气体，求其平均摩尔质量，上述计算式仍然成立；还可以用下式计算：M＝M1×a%＋M2×b%＋M3×c%＋…，其中a%、b%、c%指混合物中各成分的物质的量分数(或体积分数)。四、原子结构与元素的性质

金属元素的原子最外层电子一般少于4个，在化学反应中容易失去电子，具有金属性；非金属元素的原子最外层电子一般多于4个，在化学反应中容易得到电子，具有非金属性。所以可以说，原子结构决定元素的性质。思考1：在编排元素周期表时为什么把最外层电子数相同的元素放在同一列？1.碱金属元素碱金属是一类化学性质非常活泼的金属，在自然界中都以化合态存在。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/nm锂0.152钠0.186钾0.227铷0.248铯0.265填写表中的信息，并思考讨论下列问题。LiNaKRbCs3111937551111123456

问题一：在周期表中，从上到下碱金属元素原子的核电荷数、原子半径的变化有什么特点？

问题二：观察碱金属元素的原子结构示意图，它们的原子核外电子排布有什么特点？从哪一点推断出碱金属元素的化学性质具有相似性？⑴碱金属原子结构特点：1增多增大碱金属单质颜色（常态）密度（g·cm-3）熔点℃沸点℃Li银白色0.534180.51347Na银白色0.9797.81882.9K银白色0.8663.65774Rb银白色1.53238.89688Cs略带金色光泽1.87928.40678.4银白增大降低⑵碱金属的物理性质:⑶碱金属单质的化学性质①钠、钾与氧气反应黄色紫色>2Na+O2

Na2O2

②钠、钾与水反应反应钠与水的反应钾与水的反应操作现象相同点:金属

在水面上；金属

成闪亮的小球；,小球发出

；反应后的溶液滴入酚酞后呈

色

不同点:钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧浮熔不停游动嘶嘶的响声红化学方程式

结论与水反应剧烈程度:K

Na

金属的活泼性:K

Na

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2K+2H2O=2KOH+H2↑>>观察其他碱金属与水的反应现象碱金属化学性质的相似性与递变性：⑴与非金属的反应K、Rb等碱金属与O2反应，会生成超氧化物。Rb、Cs在室温时，遇到空气会立即燃烧。点燃4Li+O2Li2O点燃2Na+O2

Na2O2点燃K+O2KO2⑵与水的反应2K+2H2O＝2KOH+H2↑2Rb+2H2O＝2KOH+H2↑2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2M＋2H２O=2MOH＋H２↑从Li→Cs，与氧气反应越来越剧烈，产物越来越复杂。如Li与O2只生成Li2O，Na与O2生成Na2O、Na2O2，K与O2生成K2O、

K2O2、KO2。从Li→Cs，与H2O(或酸)反应越来越剧烈。如K与H2O反应能发生轻微爆炸，则Rb、Cs遇水会发生爆炸。碱性：LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH⑶⑷⑸与钠一样，碱金属都也还可以与酸、碱、盐反应，只是反应越来越剧烈。？原因：碱金属的原子结构与化学性质的递变关系:

从Li到Cs,随核电荷数的增加,电子层数逐渐

,原子半径逐渐

,导致原子核对最外层电子的引力逐渐

,元素金属性逐渐

。

增多增大减弱增强元素金属性强弱比较：思考：如何去判断元素金属性的强弱？①元素单质越容易从水或酸中置换出氢气,金属性越强。②元素最高价氧化物对应的水化物碱性越强,金属性越强。③相互间的置换小结碱金属元素单质的性质物理性质化学性质相似性和递变性碱金属元素原子结构电子层数逐渐增多金属性逐渐增强微观探析和证据推理相似性递变性从上到下最外层电子数都是1化学性质活泼，能与氧气、水等反应结构决定性质从上到下碱金属元素原子结构电子层数逐渐增多金属性逐渐增强微观探析和证据推理相似性递变性最外层电子数都是1化学性质活泼，能与氧气、水等反应化学性质相似性和递变性碱金属元素单质的性质物理性质结构决定性质碱金属元素的原子结构与元素性质的关系：(1)碱金属单质的密度均小于水()(2)碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加而降低()(3)碱金属单质与水剧烈反应生成碱和氢气()(4)碱金属单质在空气中燃烧生成过氧化物()(5)碱金属元素的原子半径逐渐增大，金属性依次增强()(6)钾比钠原子半径大，钾比钠活泼，所以钾可以从氯化钠溶液中置换出钠单质()判断正误·准确理解概念【练习】可能存在的第119号未知元素，有人称为“类钫”，它位于碱金属族，根据元素周期表结构及元素性质变化趋势，下列关于碱金属某些元素原子结构和性质的判断，错误的是（

）①锂与水反应比钠剧烈②金属单质都可以密封保存在煤油中③锂的氧化物暴露在空气中易吸收二氧化碳④锂的阳离子的最外层电子数和钠的相同⑤“类钫”单质是强还原剂⑥“类钫”在化合物中显+1价⑦推测“类钫”单质的密度应该大于钫⑧“类钫”单质有较高的熔点①②④⑧2.卤族元素元素名称元素符号质子数原子结构示意图最外层电子数电子层数原子半径/nm氟F9120.152氯Cl17130.186溴Br35140.227碘I53150.248⑴认识卤族元素原子的结构卤族元素原子的结构特点相同点：递变性：最外层电子数都为7从FI，核电荷数逐渐增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。⑵卤族元素单质的物理性质卤素单质颜色（常态）密度熔点/℃沸点/℃F2

（易液化）淡黄绿色气体1.69g·L-1（15℃）－219.6－188.1Cl2黄绿色气体3.214g·L-1（0℃）－101－34.6Br2深红棕色液体3.119g·cm-3（20℃）－7.258.78I2（易升化）紫黑色固体4.93g·cm-3113.5184.4卤素单质都是双原子分子，随着相对分子质量的增大，单质颜色变深，熔点、沸点、密度依次递增。⑶卤素单质的化学性质回顾下氯气的化学性质？①卤素单质与氢气的反应根据卤素的原子结构，推测氟、氯、溴、碘在化学性质上表现出来的相识性和递变性？可与金属、非金属、还原性化合物、水、碱等反应。反应条件反应程度生成物稳定性F2Cl2Br2I2暗处光照或点燃加热很稳定较稳定较不稳定爆炸爆炸或燃烧缓慢化合持续加热很不稳定不能完全反应请同学们看课本P97的表4-4随着核电荷数的增多，与氢气反应越来越困难氢化物的稳定性越来越弱非金属性越来越弱F2Cl2Br2I2①与氢气反应的难易程度：②生成的氢化物的稳定性：③卤素的非金属性强弱②: