物质的结构及变化.ppt

1、第一节 物质的结构 第二节 氧化还原反应,丰富多彩的物质世界是由一百多种元素组成的。初中化学中，我们已初步认识到物质在不同条件下表现出来的各种性质，都与它们的化学组成和微观结构有关。例如： 用来刻画玻璃的金刚石，碳原子呈立方体结构； 用作铅笔芯的石墨，碳原子呈鳞片形层状结构。,用于绿色植物光合作用的二氧化碳分子，呈直线形结构,可再生能源沼气的主要成分甲烷，其分子呈正四面体结构,氯化钠晶体，呈立方体结构,第一节 物质的结构,原子是由带正电荷的原子核和核外带负电荷的电子构成的，原子核是由质子和中子组成的。每个质子带一个单位正电荷，中子呈电中性，所以原子核所带的正电荷数即核电荷数等于核内质子数。每个

2、电子带一个单位的负电荷，原子核所带的正电荷数与核外电子所带的负电荷数相等。因此，原子作为一个整体不显电性。,一、原子结构,核电荷数 (Z) = 核内质子数 = 核外电子数,原子的组成,原子结构,原子的质量主要集中在原子核上。质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似值加起来，所得的数值叫做质量数。 质量数（A）质子数（Z）中子数（N）,第一节 物质的结构,一、原子结构,原子的组成,例如，氯原子的核电荷数为17，质量数为35，则中子数351718。,第一节 物质的结构,一、原子结构,原子的组成,综上所述，原子组成可表示为,第一节 物质的结构,一、原子

3、结构,原子的组成,某一价阴离子，核外有18个电子，质量数为35，中子数为（ ）。 A 16 B 17 C 18 D 19,第一节 物质的结构,一、原子结构,原子的组成,在含有多个电子的原子里，电子的能量并不相同。在离核较近的区域内运动的电子能量较低，在离核较远的区域内运动的电子能量较高，这些不同的“区域”称之为电子层，按从内到外的顺序分别用n1、2、3、4、5、6、7 或K、L、M、N、O、P、Q来表示。,第一节 物质的结构,一、原子结构,原子核外电子的排布,原子核外电子总是尽可能地先从内层（能量最低的第1电子层）排起，当第1层排满后再排第2层，即按由内到外的顺序依次排列。 那么，每个电子层上

4、最多可以排布多少个电子呢？,第一节 物质的结构,一、原子结构,原子核外电子的排布,表1-1列出了核电荷数118的元素原子核外电子的排布情况，表1-2列出了稀有气体元素原子核外电子的排布情况。通过讨论，总结一下，原子核外电子的排布有哪些规律？,第一节 物质的结构,一、原子结构,原子核外电子的排布,原子核外电子的排布规律： （1）各电子层最多容纳的电子数是2n2个。 （2）最外层的电子数不超过8个（K层为最外层时不超过2个）。 （3）次外层的电子数不超过18个，倒数第三层的电子数不超过32个。,第一节 物质的结构,一、原子结构,原子核外电子的排布,原子核外电子的排布,随着科学技术的发展，人们发现的

5、元素种类也在不断地增加，在这些众多的元素中是否存在着内在的联系或是某种规律呢？ 为了研究方便，科学家们把元素按照核电荷数由小到大的顺序编号，这个序号称为元素的原子序数。,第一节 物质的结构,二、元素周期律与元素周期表,元素周期律,表1-4列出了118号元素原子的核外电子排布、原子半径和主要化合价。图1-1是元素原子半径的变化。观察表1-4、图1-1，思考并讨论：随着原子序数的递增，原子的核外电子排布、元素的原子半径以及元素的主要化合价（最高正化合价和最低负化合价）呈现怎样的规律性变化？,第一节 物质的结构,二、元素周期律与元素周期表,元素周期律,元素原子的核外电子排布、原子半径和主要化合价等元

6、素的性质都与原子序数的递增有密切关系。 根据大量实验事实，归纳出一条 重要规律，这就是元素的性质随着原 子序数的递增而呈周期性的变化。这 个规律叫做元素周期律。,第一节 物质的结构,二、元素周期律与元素周期表,元素周期律,猜一猜 （1）财迷（打一化学元素） （2）抵押石头（打一化学元素） （3）金属之冠（打一化学元素） （4）水上作业（打一化学元素） （5）气盖峰峦（打一化学元素） （6）宝贝姑娘（打一化学元素）,第一节 物质的结构,二、元素周期律与元素周期表,元素周期表,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；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

7、而下排成纵列，这样就得到一个元素周期表。 元素周期表是元素周期律的具体表现形式。,第一节 物质的结构,二、元素周期律与元素周期表,元素周期表,元素周期表,元素周期表中，每一横行称为一个周期，共有7个周期。每一周期中元素的电子层数相同，周期的序数就是该周期元素具有的电子层数，即： 周期序数电子层数,第一节 物质的结构,二、元素周期律与元素周期表,元素周期表,第一周期最短，只有两种元素； 第二、三周期各有8种元素，这三个周期所含元素较少，称为短周期； 第四、五、六周期所含元素较多，分别为18、18、32种，称为长周期； 第七周期还未填满，称为不完全周期。,第一节 物质的结构,二、元素周期律与元素周

8、期表,元素周期表,元素周期表中有18个纵列，除第8、9、10三个纵列为一族外，其余每个纵列称为一族，共有16个族，即7个主族、7个副族、1个零族和1个第族。,第一节 物质的结构,二、元素周期律与元素周期表,元素周期表,由短周期元素和长周期元素共同构成的族叫主族，分别用A、A、A表示。元素周期表中，主族的序数就是该主族元素的最外层电子数，即： 主族序数最外层电子数,第一节 物质的结构,二、元素周期律 元素周期表,元素周期表,完全是由长周期元素构成的族叫副族，分别用B、B、B表示。由稀有气体元素构成的族叫零族，用“0”表示。由第8、9、10三个纵列的元素构成的族叫第族，用“”表示。,第一节 物质的

9、结构,二、元素周期律与元素周期表,元素周期表,同一周期的元素，从左到右随着核电荷数的递增，金属性逐渐减弱，如NaMgAl；非金属性逐渐增强，如PMg(OH)2Al(OH)3；非金属元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐增强，例如H3PO4H2SO4HClO4（高氯酸）。,第一节 物质的结构,二、元素周期律与元素周期表,元素周期表中元素性质的递变规律,同一主族的元素，从上到下随着电子层数逐渐增多，非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强，如第A族元素，金属性LiP，因此，其最高价氧化物对应的水化物的酸性HNO3H3PO4。,第一节 物质的结构,二、元素周期律与元素周期表,元素周期表中元素性质的递变规律

10、,到目前为止，人们已发现的元素有一百多种。然而，由这一百多种元素的原子组成的物质却数以千万计。那么，元素的原子是通过什么作用形成这么多形形色色的物质呢？ 我们将分子中相邻原子之间强烈的相互作用称为化学键。化学键的主要类型有离子键、共价键等。,第一节 物质的结构,三、化学键,金属钠可以在氯气中燃烧，发生剧烈反应，生成氯化钠（NaCl）。,第一节 物质的结构,三、化学键,离子键,这两种带有相反电荷的离子之间，通过静电作用结合在一起，形成了性质与单质钠和氯完全不同的物质氯化钠 。像这样，阴、阳离子通过静电作用所形成的化学键，叫做离子键。 由离子键结合成的化合物称为离子化合物。如KCl、ZnSO4、N

11、aOH。,第一节 物质的结构,三、化学键,离子键,离子化合物,以两个氢原子结合形成一个氢分子为例。 当两个氢原子相互作用时，由于它们得失电子的能力相同，都不能失去或得到电子，只有各提供 1个电子，形成共同电子对（H:H），使 2个氢原子都达到稳定结构，这种电子对称为共用电子对。,第一节 物质的结构,三、化学键,共价键,像氢分子（H2）那样，原子间通过共用电子对所形成的化学键，叫做共价键。 分子中只有共价键的化合物称为共价化合物。例如，HCl、H2O、NH3等都是共价化合物。,第一节 物质的结构,三、化学键,共价键,离子键和共价键的形成,1根据原子序数，下列各组原子能以离子键结合的是（ ）。 A

12、 10与19 B 6与16 C 11与17 D 14与8 2根据元素在元素周期表中的位置，判断下列化合物水溶液的酸性强弱。 H2CO3和H3BO3（硼酸）,第一节 物质的结构,氧化还原反应在人们生产、生活中有着广泛的应用。例如，金属的冶炼、燃料的燃烧等。但并不是所有的氧化还原反应都能造福于人类，想一想， 在我们身边有没有发生给人类带 来危害的氧化还原反应呢？,第二节 氧化还原反应, CuOH2 = CuH2O 反应中，氧化铜失去氧变成了单质铜，发生了还原反应；氢气得到了氧化铜中的氧变成了水，发生了氧化反应。这两个反应是同时发生的。像氢气与氧化铜的反应，就称之为氧化还原反应。,第二节 氧化还原反

13、应,一、氧化反应和还原反应,2NaCl2 = 2NaCl 反应中，钠元素的化合价从0价升高到1价，氯元素的化合价从0价降低到1价。虽然没有得氧和失氧的过程，但本质上与氢气还原氧化铜的反应是相同的，都属于氧化还原反应，,第二节 氧化还原反应,一、氧化反应和还原反应,点燃,结合前面所学氯化钠的形成，不难看出，钠原子失去电子，钠元素的化合价升高了，发生了氧化反应，被氧化；氯原子得到电子，氯元素的化合价降低了，发生了还原反应，被还原。,第二节 氧化还原反应,一、氧化反应和还原反应,H2Cl2 = 2HCl 反应中，氢原子最外层有1个电子，氯原子最外层有7个电子，只能各提供最外层的1个电子形成一个共用电

14、子对，达到稳定结构。由于氯原子吸引共用电子对的能力比氢原子强一些，所以在氯化氢分子中，共用电子对偏向于氯原子而偏离于氢原子。因此，氢元素的化合价从0价升高到1价，发生了氧化反应；氯元素的化合价从0价降低到1价，发生了还原反应。,第二节 氧化还原反应,一、氧化反应和还原反应,点燃,元素化合价升高（表现为失去电子或共用电子对偏离）的反应称为氧化反应；元素化合价降低（表现为得到电子或共用电子对偏向）的反应称为还原反应。因此，我们把有电子得失或共用电子对偏移的反应叫做氧化还原反应。 在氧化还原反应中，得电子总数等于失电子总数。,第二节 氧化还原反应,一、氧化反应和还原反应,在氧化还原反应中，凡是失去电子（或共用电子对偏离），化合价升高的物质叫做还原剂；凡是得到电子（或共用电子对偏向），化合价降低的物质叫做氧化剂。,第