原子结构及元素周期律.ppt

1、必修2 第一章 原子结构与元素周期律,内容串讲,结合章末复习使用,元素周期表,IA,IIA,IIIA,IVA,V A,VIA,VIIA,0,主族,周期,副族,过渡元素,原子结构,1.三种微粒有关系，两素概念算清帐 2.一套规律需记详，半径比较要三看；,元素周期表 元素周期律,1.周期表格要牢记，变化体现周期律； 2.七个周期分长短，三长三短一不全， 十八纵列十六族，七主七副八与零； 3.同周失减得增递，同族失增得递减；,全章内容回顾,原子核,原子,2）原子组成符号 AZX,质子：Z 个 中子：A-Z 个 核外电子：Z个,3）两个关系式 原子序数=核电荷数=质子数=原子核外电子数 （阴、阳离子=

2、？） 质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）,质子,中子,电子,1.672610-27kg 1.007 一个单位正电荷 1.6743 10-27kg 1.008 不带电、中性 9.109510-27kg 1/1836 一个单位负电荷,决定元素的种类,决定核素种类,最外层电子数决定元素化学性质,1） 原子结构及三种微粒,同位素：质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素。,举例,元素平均相对原子量:A=A1x1+ A2x2+ A3x3 元素近似相对原子量：A=A1x1+ A2x2+ A3x3 其中 A1 A2 A3为各同位素的相对原子量 A1 A2 A3为各同位素的质量数 x1 x2 x3

3、为各同位素的原子百分组成（丰度）,电子层划分,概念： 符号： 电子层数： 能量： 离核距离：,1）每个电子层最多排2n2个电子 2）最外层 8个电子，次外层 18个电子，倒第三层 32 3）先排能量低的电子层，后排能量高的电子层,要求：会画120号元素原子及离子结构示意图,能量高低不同和离核远近不同的空间区域,K L M N O P Q,1 2 3 4 5 6 7,低高,近远,一套规律要记详：核外电子排布规律,比较微粒大小的依据（三看） 一看电子层数： 电子层数越多半径越大 NaNa+，KNa 二看核电荷数：电子层数相同时，核电荷数越大半径越小。S2-Cl-K+Ca2+; O2-F-Na+Mg

4、2+Al3+ 三看电子数：电子层和核电荷数都相同时，电子数越多半径越大。 Cl-Cl; Fe2+Fe3+,概念： 元素的性质（原子半径、主要化合价）随着原子序数的递增而呈周期性的变化 规律：原子半径同周期从左到右渐小，同族从上到下渐大。 主要化合价：+1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 0 -4 -3 -2 -1 原因：核外电子排布随着原子序数的递增而呈周期性的变化 (18),元素周期律,金属性、非金属性、还原性、氧化性、氢化物稳定性、最高价氧化物的水化物酸碱性,编排原则,1.按原子序数递增的顺序从左到右排列 2.将电子层数相同元素排成一个横行 3.把最外电子数相同的元素排成一个纵行,构造

5、,周期：表中每一横行。三短三长一不完全 族：7主 (长短周期元素)、7副 (仅有长周期元素)、零族(稀有气体)、VIII(8.9.10三纵行) 镧锕系:为紧凑周期表而列在外。,元素性质变化规律,原子半径 化合价 得失电子能力,同周期 同主族,电子层数=周期序数 最外层电子数=主族序数=最高正价数 最高正价数最低负价8,几个相等关系,元素周期表,位构性,位置,性质,结构,最外层电子数 电子层数,（纵）族 （横）周期,原子序数,相似性,递变性,1.主要化合价 2.最高价氧化物及其水化物的组成 3.氢化物组成,1.金属性与非金属性 2.“最高价氧化物的水化物”的酸碱性 3.氢化物的稳定性,周期表的应

6、用 A.推断元素位置、结构和性质,元素名称,元素特征 周期数、 族数 原子序数 原子量,物理或化学特性 原子结构特征含量等其它特征 元素的性质 原子或离子结构 最高或最低化合价 根据分子式的计算 根据化学方程式的计算,B、比较或推断一些性质,比较同族元素的 金属性 BaCaMg 非金属性 FClBr 最高价氧化物的水化物的酸碱性 KOHNaOHLiOH 氢化物的稳定性 CH4SiH4 比较同周期元素及其化合物的性质 碱性: NaOHMg(OH)2Al(OH)3 稳定性: HFH2ONH3 比较不同周期元素的性质（先找出与其同周期元素参照） 推断一些未知元素及其化合物的性质,（1）在同一周期元素

7、原子的_相同,从左到右随着原子序数的递增,原子半径逐渐_,原子核对外层电子的引力逐渐_,从而失电子能力逐渐_,得电子能力逐渐_,因此,同一周期从左到右随着原子序数的递增,金属性逐渐_,非金属性逐渐_.,电子层数,减小,增强,减弱,增强,减弱,增强,5.元素的金属性和非金属性与元素在周期表中位置的关系：,（2）在同一主族元素原子的_相同,从上到下随着原子序数的递增,原子半径逐渐_,原子核对外层电子的引力逐渐_,从而失电子能力逐渐_,得电子能力逐渐_,因此,同一主族从上到下随着原子序数的递增,金属性逐渐_,非金属性逐渐_.,最外层电子数,增大,减弱,增强,减弱,增强,减弱,回忆碱金属、卤素性质的递

8、变规律,小结：元素金属性和非金属性的递变,金属性逐渐增强,族,周期,IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA O,非金属性逐渐增强,非金属性逐渐增强,金属性逐渐增强,1 2 3 4 5 6 7,B,Si,Al,Ge,As,Sb,Te,Po,At,小结：元素金属性和非金属性的判断依据,C、寻找特定性质的物质,找元素之最,最活泼金属Cs、最活泼非金属F2 最稳定的气态氢化物HF，含H%最大的是CH4 最强酸HClO4、最强碱CsOH 地壳中含量最多的金属和非金属 Al O,找半导体：在分界线附近 Si Ge Ga 制农药： 在磷附近 P As S Cl F 找催化剂、耐高温、耐腐蚀材

9、料： 过渡元素 Fe Ni Pt Pd Rh,化学键,思考：原子间为什么能相互结合？,原子之间必然存在着相互作用,离子键,共价键,金属键,1、离子键,阴阳离子间通过静电作用所形成的化学键叫做离子键.,(1)成键的微粒：,(2)成键的本质（作用力）：,(3)成键的条件：,静电作用（吸引和排斥）。,阴离子、阳离子,活泼金属和活泼非金属之间.,物质中相邻的两个或多个原子（或离子）之间强烈的相互作用，称为化学键。,2、离子化合物,一般来说活泼金属 和活泼非金属 之间可形成离子化合物(简单离子化合物)。,从结构上说，形成离子化合物的金属元素原子最外层一般为1或2个电子；非金属元素原子一般为6或7个电子。

10、,通过离子键而形成的化合物叫离子化合物。,IA 和 IIA族,VIA和VIIA族,3、离子化合物形成过程的表示电子式,在元素符号周围用小黑点(或x)表示原子的最外层电子的式子。,原子的电子式：常把其最外层电子数 用小黑点“.”或小叉“”来表示。,如：写出Na、Mg、Al、S、Cl、O、F 几种原子的电子式,阳离子的电子式：,阴离子的电子式：,离子化合物的电子式,Na+ Ba2+,例如：钠离子：,氟离子：,如：AB型：KBr：,MgO ：,AB2型：CaBr2:,钡离子：,例如：氧离子：,A2B型：Na2S：,问题1:哪些元素之间能形成共价键?,同种或不同种非金属元素之间一般能形成共价键。,问题

11、2:原子形成共用电子对数目与原子的最外层电子数目有何关系?,原子最外层缺几个电子达到8电子稳定结构，就形成几个共用电子对。,3、共价键：原子间通过共用电子对而形成的化学键。,化学上常用一根短线来代表一对共用电子对，用元素符号和短线来表示物质结构的式子叫做结构式。如Cl2的结构式为Cl-Cl，N2的结构式为NN.,共价化合物的电子式表示 共价化合物的形成过程的电子式表示 H2、 N2 、HCl、H2O、H2S、CH4、CCl4、CO2、NH3、Cl2、H2O2,问题4:共价化合物中元素的化合价由何决定？,离子化合物中元素化合价等于离子的电荷数,共价化合物中元素的化合价 由共用电子对偏移的方向和数

12、目决定的。,3、极性键和非极性键：,据共用电子对是否发生偏移，把共价键分为极性共价键和非极性共价键。简称极性键和非极性键。 两个不同原子间的共价键都是极性键。 两个相同的原子间的共价键都是非极性键。,例：下列物质中含有极性键的有 ，含有非极性键的有 。 H2、HCl、CH4、CO2、NH3、Cl2、H2O2,化学键总结,非极性分子: 结构对称,正负电荷重心重合的分子； 极性分子: 正负电荷重心不重合的分子.,4.非极性分子和极性分子,共用电子对偏向Cl原子一边，整个HCl分子中的电荷分布不均匀，这样的分子称为极性分子。如： H2O， NH3,在H2、Cl2、N2等单质分子中共用电子对居中而不向

13、任何原子的一方偏移，这样的分子是非极性分子。 由极性键构成的分子，若结构对称,正负电荷重心重合的分子，也是非极性分子。如： CH4、CCl4、CO2,非极性分子与极性分子,化学键的极性与分子极性的关系,判断非极性分子和极性分子的依据：,一般对称的几何形状：直线型、正三角形、正四面体。如直线型分子CO2、CS2、C2H2，正三角形分子BF3，正四面体分子CCl4、CH4等。,相似相溶,极性分子易溶于极性溶剂中；非极性分子易溶于非极性溶剂中。,例如：氯、溴、碘（非极性分子）易溶于四氯化碳（非极性分子），但是在水（极性分子）中溶解度很小。,四、分子间作用力,分子间作用力存在于分子之间，比化学键弱的多

14、。,分子间作用力对物质的熔点、沸点、溶解度等影响很大。,分子间的作用力不是化学键。 例：水的蒸发破坏的是分子间的作用，所需能量不高。,分子间作用力、氢键与化学键的比较,原子间,分子之间,作用力大,作用力小,影响化学性质和 物理性质,影响物理性质 （熔沸点等）,分子之间,影响物理性质 （熔沸点等）,作用力远小于 化学键略大于 范德华力,氨气极易溶于水 水结冰体积膨胀,由共价键形成的物质属分子晶体，其熔、沸点主要 与分子间的作用力有关,大小比较规律是,1、组成和结构相似的物质随着分子量的增大,分子间作用力增大 2、特殊的分子间作用力(氢键) 最大，(无机中主要是HF、H2O、NH3之间) 3、极性

15、分子间作用力大于非极性分子间作用力,不同类型晶体：原子晶体离子晶体分子晶体,H,Cl,Cl,H2,H,H,Cl,Cl,Cl2,化学反应的实质：就是旧的化学键断裂和新的化学键形成的过程,氢气和氯气反应的过程演示:,H,若只有键的断裂没有键的形成这不能称为化学反应。 例：（1）HCl溶于水，电离成H+、Cl-破坏了两者间的共价键，但没有形成新的化学键所以不为化学反应。 （2）NaCl固体受热变为熔融状态，破坏了Na+、Cl-之间的作用力，但未结合成新的化学键，也不为化学反应。,化学反应的实质：旧化学键的断裂和新化学键的形成。,化学键存在于： 稀有气体单质中不存在； 多原子单质分子中存在共价键； 非

16、金属元素组成的化合物分子中存在共价键（包括酸）； 离子化合物中一定存在离子键，可能有共价键的存在（Na2O2、NaOH、NH4Cl），共价化合物中不存在离子键；离子化合物可由非金属构成，如：NH4NO3、NH4Cl 。,课堂备选练习,1.“铱星”计划中的铱的一种同位素是19177Ir其核内中子数是（ ） A. 77 B. 114 C. 191 D. 268,2. 136C NMR(核磁共振)可以用于含碳化合物的结构分析，136C表示的碳原子 （ ） A.核外有13个电子，其中6个能参与成键 B.核内有6个质子,核外有7个电子 C.质量数为13，原子序数为6，核内有7个质子 D.质量数为13，原

17、子序数为6，核内有7个中子,B,D,3.1999年新发现114号元素的同位素，其中子数为184，该同位素的质量数是 （ ） A.70 B.114 C.228 D.298,D,4.核内中子数为N的R2+离子，质量数为A，则n g它的氧化物中所含质子的物质的量(mol)（ ） A.n(A-N+8)/(A+16) B.n(A-N+10)/(A+16) C.(A-N+2) D.n(A-N+6)/A 5. 178O和168O原子的核外电子数的比较 （ ） 大于 B.小于 C.等于 D.不能确定 6. 12553I可治疗肿瘤，其核内中子数与核外电子数之差是（ ） A.72 B.19 C.53 D.125,A,C,B,7.以下互为同位素的是（ ） A.金刚石与石墨 B.D2与H2 C.CO与CO2 D.3517Cl与3717Cl 8.已知铱有两种同位素191Ir和193Ir，而铱的平均原子量为192.22，则两种同位素的原子个数比是 （ ） A.39:61 B. 61:39 C.1:1 D.39:11,A,D,9.M电子层与L电子层最多可容纳的电子数的比较 （ ） A. 大于 B.小于 C.等于 D.不能确定