高中化学原子结构与元素周期律专题

高中化学原子结构与元素周期律专题第一页，共三十八页，编辑于2023年，星期六一、原子结构与元素周期表第二页，共三十八页，编辑于2023年，星期六知识回顾元素周期表的结构

第三页，共三十八页，编辑于2023年，星期六推测核电荷数为56的元素在周期表中第_____周期第_______族,下列关于它的性质的说法中正确的是A、它可以从硫酸铜溶液中置换出铜单质B、它可以从冷水中置换出氢气C、钡可以从饱和食盐水中置换出金属钠D、钾可以从氯化钡溶液中置换出金属钡六二主(B)第四页，共三十八页，编辑于2023年，星期六原子结构表中位置元素性质原子序数=核电荷数周期数=电子层数主族序数=最外层电子数同位素－化学性质相同相似性递变性（从上至下，金属性增强，非金属性减弱）同周期同主族递变性（从左到右，金属性减弱，非金属性增强）电子层数最外层电子数元素金属性、非金属性强弱（主族）最外层电子数=最高正价最外层电子数－8=最低负价原子结构决定元素在周期表中的位置，决定性质第五页，共三十八页，编辑于2023年，星期六写出碱金属元素基态原子的电子排布第六页，共三十八页，编辑于2023年，星期六碱金属原子序数周期基态原子的电子排布锂钠钾铷铯3二1s22s1或[He]2s111三1s22s22p63s1或[Ne]3s119四1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s137五1s22s22p63s23p63d104s24p65s1或[Kr]5s155六1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1或[Xe]6s1第七页，共三十八页，编辑于2023年，星期六科学探究1.原子的电子排布与周期的划分(1)结合周期表,我们会发现,每一周期的第一种元素(除第一周期外)是________,最外层电子排布为______,每一周期的最后一种元素都是___________,这些元素的最外层电子排布除He为1s2外,其余都是__________.

碱金属ns1稀有气体ns2np6第八页，共三十八页，编辑于2023年，星期六(2)观察周期表发现周期表中周期序数等于该周期中元素的______.

能层数第九页，共三十八页，编辑于2023年，星期六(3)我们把“构造原理”中能量接近的原子轨道划分为一个“能级组”,下表是各周期所含元素种数与相应能级组的原子轨道关系周期元素种数相应能级组中所含能级电子最大容量数11s22s2p33s3p44s3d4p55s4d5p66s4f5d6p77s5f6d未完288181832未完288181832未满32第十页，共三十八页，编辑于2023年，星期六可见各周期所含元素的种数等于相应能级组中各轨道中最多容纳的电子数之和第十一页，共三十八页，编辑于2023年，星期六

由于随着核电荷数的递增，电子在能级里的填充顺序遵循构造原理，元素周期表的周期不是单调的，每一周期里元素的数目不总是一样多，而是随着周期序号的递增渐渐增多。因而，我们可以把元素周期系的周期发展形象的比喻成螺壳上的螺旋。第十二页，共三十八页，编辑于2023年，星期六2.原子的电子排布与族的划分第十三页，共三十八页，编辑于2023年，星期六周期表上元素的“外围电子排布”简称“价电子层”，这是由于这些能级上的电子可在化学反应中发生变化,这些电子称为价电子,仔细观察周期表,看看每个族序数与价电子数是否相等？

第十四页，共三十八页，编辑于2023年，星期六在周期中有18个纵列,除零族元素中He（1s2）与其它稀有气体ns2np6不同外,一般说来,其它每个族序数和价电子数是相等的.主族元素：族序数=原子的最外层电子数=价电子数

副族元素：大多数族序数=（n-1)d+ns的电子数=

价电子数第十五页，共三十八页，编辑于2023年，星期六元素周期表里的元素可按不同的分类方法分为不同的区,你能把周期表裁剪成不同的区吗?第十六页，共三十八页，编辑于2023年，星期六按电子排布，可把周期表里的元素划分为5个区，仔细观察周期表,你能划分开吗?这些区分别有几个纵列？(除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级符号)3.原子的电子构型和元素的分区第十七页，共三十八页，编辑于2023年，星期六为什么s区、d区和ds区都是金属？第十八页，共三十八页，编辑于2023年，星期六S区元素：最外层构型是ns1和ns2。IA和IIA族元素。除H外，其余为活泼金属。p区元素：最外层电子构型从ns2np1~ns2np6的元素。即IIIA~VIIA族、零族元素。除H外，所有非金属元素都在p区。第十九页，共三十八页，编辑于2023年，星期六

ds区元素:包括ⅠB族和ⅡB族元素，最外层电子数皆为1~2个，均为金属元素

。f区元素：包括镧系和锕系元素。最外层电子数基本相同，化学性质相似。d区元素:包含第ⅢB族到VⅢ族元素。最外层电子数皆为1~2个，均为金属元素，性质相似。第二十页，共三十八页，编辑于2023年，星期六小结:1、原子的电子排布与周期的划分(1)每一周期的第一种元素(除第一周期外)都是________,最外层电子排布为_______,每一周期的最后一种元素都是____________，这些元素的最外层电子排布除He为1s2外,其余都是_______________(2)

周期序数等于该周期中元素的______。

(3)各周期所含元素的种数等于相应能级组中各轨道中最多容纳的电子数之和。

2、原子的电子排布与族的划分主族元素：族序数=原子的最外层电子数=价电子数

副族元素：大多数族次=（n-1)d+ns的电子数=价电子数3、原子的电子构型和元素的分区第二十一页，共三十八页，编辑于2023年，星期六1.为什么副族元素又称为过渡元素？2.为什么在元素周期表中非金属元素主要集中在右上角三角区内（如图）？3.处于非金属三角区边缘的元素常被称为半金属或准金属。为什么？思考题：第二十二页，共三十八页，编辑于2023年，星期六应具备的能力1.已知某元素所在周期和族，会写出其电子层结构。2.已知元素的原子序数，会写出第四周期稀有气体（Kr）以前的元素的电子层结构。并能判断其周期、族和区。3.根据元素电子层结构和周期表中的位置，对元素应该具有的性质会作初步的判断第二十三页，共三十八页，编辑于2023年，星期六

原子结构与元素的性质第二十四页，共三十八页，编辑于2023年，星期六

同周期的主族元素从左到右，最高化合价从+1-+7，最低化合价从-4--1价，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。提问:

元素周期表中，同周期的主族元素从左到右，最高化合价和最低化合价、金属性和非金属性的变化有什么规律?回答:第二十五页，共三十八页，编辑于2023年，星期六

原子半径的大小取决于两个相反的因素：一是电子的能层数，另一个因素是核电荷数。这两个因素怎样影响原子半径？

讨论:

电子的能层越多，电子之间的负电排斥将使原子的半径增大；而核电荷数越大，核对电子的引力也就越大，将使原子的半径缩小。这两个因素综合的结果使各种原子的半径发生周期性的递变。总结:第二十六页，共三十八页，编辑于2023年，星期六

1.同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减少，电子层数数相同，核电荷数起主要作用；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，电子层数起主要作用。第二十七页，共三十八页，编辑于2023年，星期六

气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。上述表述中的“气态”“基态”“电中性”“失去一个电子”等都是保证“最低能量”的条件。2.电离能:

碱金属原子的第一电离能随核电荷数递增有什么规律呢?第二十八页，共三十八页，编辑于2023年，星期六

从图l—2l可见，每个周期的第一个元素(氢和碱金属)第一电离能最小，最后一个元素(稀有气体)的第一电离能最大；同族元素从上到下第一电离能变小(如He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn的第一电离能依次下降，H、Li、Na、K、Rb、Cs的第一电离能也依次下降)。规律：1、金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么联系?2、下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能学与问：第二十九页，共三十八页，编辑于2023年，星期六为什么原子的逐级电离能越来越大?这些数据跟钠、镁、铝的化合价有什么联系?1、碱金属越活泼，第一电离能越小。2、逐级电离时，原子核对核外电子的吸引能力是越来越大，所以原子的逐级电离能越来越大第三十页，共三十八页，编辑于2023年，星期六

键合电子：原子中用于形成化学键的电子。电负性：用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。第三十一页，共三十八页，编辑于2023年，星期六从图我们可以看到，周期表从左到右，元素的电负性逐渐变大；周期表从上到下，元素的电负性逐渐变小。递变规律：

电负性的大小也可以作为判断金属性和非金属性强弱的尺度。

金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1．8左右，它们既有金属性，又有非金属性。第三十二页，共三十八页，编辑于2023年，星期六

图1—26左是用图l—23的数据制作的第三周期元素的电负性变化图，请用类似的方法制作第工A和ⅦA族元素的电负性变化图。动手实践：第三十三页，共三十八页，编辑于2023年，星期六

在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素(如图l—27)的有些性质是相似的(如硼和硅的含氧酸盐都能形成玻璃且互熔)，被称为“对角线规则”。查阅资料，比较锂和镁在空气中燃烧的产物，铍和铝的氢氧化物的酸碱性以及硼和硅的含氧酸酸性的强弱，说明对角线规则，并用这些元素的电负性解释对角线规则。查阅资料：1、锂和镁的相似性（1）锂、镁在氧气中燃烧，均生成氧化物（Li2O和MgO），不生成过氧化物。（2）锂、镁在加热时直接和氮反应生成氮化物（Li3N和Mg3N2），而其他碱金属不能和氮作用。（3）.锂、镁和氟化物（LiF、MgF2）、碳酸盐（Li2CO3、MgCO3）、磷酸盐（Li3PO4、Mg3（PO4）2）均难（或微）溶于水，其他相应化合物为易溶盐。（4）水合锂、镁氯化物晶体受热发生水解。（5）锂和镁、硝酸盐分解产物相似。（6）IA中只有锂能直接和碳生成Li2C2镁和碳生成Mg2C3((C=C=C)4-)（7）锂、镁的氯化物均溶于有机溶剂中表现出共价特性。

略…………第三十四页，共三十八页，编辑于2023年，星期六本讲知识网络原子结构元素周期律电子层结构能层与能级电子云与原子轨道核外电子排布规律原子半径、电离能、电负性对角线规则各周期元素数目周期表中元素的分区电子排布式原子实外围电子排布能量最低原理泡利原理洪特规则及特例构造原理基态与激发态本讲知识网络元素的金属性与非金属性第三十五页，共三十八页，编辑于2023年，星期六氢2.1锂1.0铍1.5硼2.0碳2.5氮3.0氧3.5氟4.0钠0.9镁1.2铝1.5硅1.8磷2.1硫2.5氯3.0钾0.8钙1.0镓1.6锗1.8砷2.0硒2.4溴2.8铷0.8锶1.0铟1.7锡1.8锑1.9碲2.1碘2.5铯0.7钡0.9铊1.8铅1.9铋1.9鲍林指定氟的电负性为4.0，锂的电负性为1.0.并以此为标准确定其他元素的电负性。第三十六页，共三十八页，编辑于2023年，星期六课堂练习1、下列说法中正确的是（）A.同周期中ⅦA族元素的原子半径最大B.ⅥA族元素的原子,半径越大,越易得到电子C.室温