高中化學(xué) 第一章 第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì) 新人教版選修3.pptVIP

第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì) 課程標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)航1 認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)與元素周期系的關(guān)系 了解元素周期系的應(yīng)用價(jià)值 2 掌握同周期主族元素從左到右 最高化合價(jià)和最低化合價(jià) 金屬性和非金屬性 原子半徑的變化規(guī)律 3 掌握同主族元素從上到下 金屬性和非金屬性 原子半徑的變化規(guī)律 4 能說出元素電離能 電負(fù)性的含義 能應(yīng)用元素的電離能說明元素的某些性質(zhì) 自主學(xué)習(xí)一 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表1 元素周期系的形成 1 周期系的形成隨著元素原子的核電荷數(shù)的遞增 每到出現(xiàn) 就開始建立一個(gè)新的電子層 隨后最外層上的電子逐漸增多 最后達(dá)到 個(gè)電子 出現(xiàn) 這樣形成一個(gè)周期 然后又開始由 到 循環(huán)往復(fù)形成周期系 堿金屬 8 稀有氣體 堿金屬 稀有氣體 2 原因 元素周期系的形成是 發(fā)生周期性的重復(fù) 2 元素周期表的結(jié)構(gòu) 1 周期與族 周期 元素周期表共有7個(gè)周期 每個(gè)周期包含的元素種類如下 元素的原子核外電子的排布 2 8 8 18 18 32 0 2 3 14 15 30 族 元素周期表中 有 個(gè)縱列 除 三個(gè)縱列叫第 族外 其余15個(gè)縱列每一個(gè)縱列標(biāo)作一族 2 按結(jié)構(gòu)分區(qū)按電子排布特點(diǎn)把元素周期表里的元素分成5個(gè)區(qū) 和 18 8 9 10 s區(qū) p區(qū) d區(qū) f區(qū) ds區(qū) 想一想1 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表中元素所在的周期序數(shù) 主族元素的族序數(shù)有什么關(guān)系 提示 元素原子的能層數(shù) 元素所在的周期序數(shù) 主族元素原子的價(jià)電子數(shù) 族序數(shù) 二 元素周期律1 元素周期律 元素的性質(zhì)隨 的遞增發(fā)生周期性遞變 2 原子半徑 隨著原子序數(shù)的遞增 原子半徑發(fā)生周期性的變化 1 周期表中的同周期主族元素從左到右 原子半徑 2 周期表中的同主族元素從上到下 原子半徑 核電荷數(shù) 逐漸減小 逐漸增大 想一想2 是否能層數(shù)多的元素的原子半徑一定大于能層數(shù)小的元素的原子半徑 提示 不一定 原子半徑的大小由核電荷數(shù)與電子的能層數(shù)兩個(gè)因素綜合決定 如堿金屬元素的原子半徑比它下一周期鹵素原子的半徑大 3 電離能 1 概念 原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的 叫做第一電離能 2 變化規(guī)律每個(gè)周期的第一種元素 氫和堿金屬 第一電離能 最后一種元素 稀有氣體 的第一電離能 同族元素從上到下第一電離能 氣態(tài)電中性基態(tài) 最低能量 最小 最大 變小 4 電負(fù)性 1 鍵合電子和電負(fù)性的含義 鍵合電子 元素相互化合時(shí) 原子中用于形成 的電子 電負(fù)性 用來描述不同元素的原子對 吸引力的大小 電負(fù)性越大的原子 對鍵合電子的吸引力 化學(xué)鍵 鍵合電子 越大 2 衡量標(biāo)準(zhǔn) 以氟的電負(fù)性為 作為相對標(biāo)準(zhǔn) 得出各元素的電負(fù)性 3 遞變規(guī)律 同周期 自左到右 元素原子的電負(fù)性 同主族 自上到下 元素原子的電負(fù)性 4 0 逐漸變大 逐漸變小 想一想3 元素周期表中 同周期的主族元素從左到右 最高化合價(jià)和最低化合價(jià) 金屬性和非金屬性的變化有什么規(guī)律 提示 最高化合價(jià)和最低化合價(jià)逐漸升高 金屬性逐漸減弱 非金屬性逐漸增強(qiáng) 自主體驗(yàn)1 2012 北京東城區(qū)高二質(zhì)檢 下列關(guān)于主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律的敘述中不正確的是 a 同周期元素從左到右 金屬性逐漸減弱b 同周期元素從左到右 原子半徑逐漸減小c 同主族元素從上到下 原子半徑逐漸增大d 同主族元素從上到下 非金屬氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng) 解析 選d 同主族元素從上到下 非金屬性逐漸減弱 因此氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱 2 下列各組元素性質(zhì)的遞變情況錯(cuò)誤的是 a li be b原子的最外層電子數(shù)依次增多b si p cl元素的最高正價(jià)依次升高c n o f元素的電負(fù)性依次增大d na k rb元素的第一電離能依次增大 解析 選d a b c三選項(xiàng)中的元素分別處于同一周期 隨原子序數(shù)遞增 最外層電子數(shù)依次增多 最高正價(jià)依次升高 元素電負(fù)性依次增大 同一主族從上到下 元素第一電離能依次減小 3 某元素原子的核電荷數(shù)為16 則該元素在元素周期表中位于第 周期 第 族 按電子排布可把元素周期表中的元素分為5個(gè)區(qū) 該元素處于 區(qū) 其價(jià)電子排布式是 元素符號是 解析 核電荷數(shù)為16的元素是硫 其基態(tài)原子的電子排布式是1s22s22p63s23p4 周期數(shù) 電子層數(shù) 最高能層序數(shù) 主族序數(shù) 價(jià)電子數(shù) 答案 三 ap3s23p4s 要點(diǎn)1核外電子排布與元素周期表探究導(dǎo)引1每個(gè)周期開頭第一種元素 a族 和結(jié)尾元素 0族 的最外層電子的排布式的通式如何表示 提示 a族 ns1 0族 ns2np6 第一周期的為1s2 探究導(dǎo)引2每個(gè)縱列的價(jià)電子層的電子總數(shù)是否相等 提示 除零族元素中he與其他稀有氣體不同外 其余每個(gè)縱列的價(jià)電子層的電子總數(shù)是相等的 要點(diǎn)歸納1 核外電子排布與周期的劃分 1 周期劃分 依據(jù)能級組 根據(jù)構(gòu)造原理 將能量相近的能級分為一組 按能量由低到高可分為七個(gè)能級組 同一能級組內(nèi) 各能級能量相差較小 各能級組之間能量相差較大 每一個(gè)能級組對應(yīng)一個(gè)周期 且該能級組中最大的能層數(shù)等于元素的周期序數(shù) 2 周期元素原子的外圍電子排布和元素種數(shù) 2 核外電子排布與族的劃分族的劃分依據(jù)原子的價(jià)層電子排布 1 同主族元素原子的價(jià)層電子排布完全相同 價(jià)電子全部排布在ns或nsnp軌道上 價(jià)電子數(shù)與族序數(shù)相同 2 稀有氣體的價(jià)電子排布為1s2或ns2np6 3 過渡元素 副族和 族 同一縱行原子的價(jià)層電子排布基本相同 價(jià)電子排布為 n 1 d1 10ns1 2 b b族元素的價(jià)電子數(shù)與族序數(shù)相同 即時(shí)應(yīng)用1 2012 南昌高二質(zhì)檢 價(jià)電子排布為5s25p1的元素 在周期表中的位置是 a 第四周期第 a族b 第五周期第 a族c 第五周期第 a族d 第四周期第 a族解析 選b 電子層數(shù) 周期數(shù) 價(jià)電子數(shù) 主族元素的族序數(shù) 所以該元素位于第五周期第 a族 要點(diǎn)2元素周期表的分區(qū)探究導(dǎo)引3將元素周期表分成s區(qū) p區(qū) d區(qū) f區(qū)和ds區(qū)的依據(jù)是什么 提示 按電子排布特點(diǎn)把元素周期表里的元素分成5個(gè)區(qū) 除ds區(qū)外 區(qū)的名稱來自按構(gòu)造原理最后填入電子的能級的符號 探究導(dǎo)引4元素周期表中的所有副族元素和 族元素 即d區(qū)和ds區(qū) 為什么又稱為過渡元素 提示 副族元素和 族元素介于s區(qū) 主要是金屬元素 和p區(qū) 主要是非金屬元素 之間 處于由金屬元素向非金屬元素過渡的區(qū)域 要點(diǎn)歸納1 根據(jù)核外電子排布分區(qū) 1 元素周期表分區(qū)圖 2 各區(qū)元素化學(xué)性質(zhì)及原子最外層電子排布特點(diǎn) 2 根據(jù)元素金屬性與非金屬性分區(qū) 1 元素周期表分區(qū)圖 2 金屬與非金屬分界線 又稱梯形線 元素的金屬性和非金屬性沒有嚴(yán)格的界限 處于金屬與非金屬分界線附近 即非金屬三角區(qū)邊緣 的非金屬元素具有一定的金屬性 被稱為半金屬或準(zhǔn)金屬 但不能叫兩性非金屬 如硅既具有金屬光澤 又是半導(dǎo)體 處于金屬與非金屬分界線左邊的元素是每個(gè)周期的最后一種金屬元素 其主族序數(shù) 周期序數(shù) 即時(shí)應(yīng)用2 某元素簡化電子排布式為 xe 4f46s2 其應(yīng)在 a s區(qū)b p區(qū)c d區(qū)d f區(qū)解析 選d 按電子排布 元素在周期表中的分區(qū) 取決于元素原子的最后一個(gè)電子所進(jìn)入的能級 因最后一個(gè)電子進(jìn)入f能級 所以該元素為f區(qū)元素 要點(diǎn)3元素周期律探究導(dǎo)引5同一周期的元素 為什么稀有氣體的第一電離能最大 提示 在同一周期的元素中 稀有氣體的原子結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定 最難失去電子 探究導(dǎo)引6主族元素原子半徑的遞變規(guī)律與其第一電離能 電負(fù)性的遞變規(guī)律有什么關(guān)系 提示 一般地 主族元素的原子半徑越小 其第一電離能和電負(fù)性就越大 要點(diǎn)歸納1 原子半徑 1 影響因素原子半徑的大小取決于兩個(gè)相反的因素 電子的能層數(shù)和核電荷數(shù) 電子的能層越多 電子之間的負(fù)電排斥將使原子的半徑增大 而核電荷數(shù)越大 核對電子的引力也就越大 將使原子的半徑縮小 這兩個(gè)因素綜合的結(jié)果使各種原子的半徑發(fā)生周期性變化 2 變化規(guī)律 同周期元素 從左到右 電子的能層數(shù)不變 但隨核電荷數(shù)增多使核對電子的引力增加而帶來原子半徑減小的趨勢大于增加電子后電子間斥力增大帶來原子半徑增大的趨勢 所以原子半徑逐漸減小 同主族元素 從上到下 電子的能層數(shù)逐漸增多 雖然核電荷數(shù)增多 但電子的能層數(shù)成為主要因素 所以原子半徑逐漸增大 2 電離能 1 電離能的有關(guān)規(guī)律 第一電離能a 同周期元素 從左到右 原子的第一電離能呈增大的變化趨勢 表示元素原子越來越難失去電子 b 同主族元素 從上到下 原子的第一電離能逐漸減小 表示元素原子越來越易失去電子 逐級電離能a 原子的逐級電離能越來越大 首先失去的電子是能量最高的電子 故第一電離能較小 以后再失去的電子都是能量較低的電子 所需要吸收的能量多 同時(shí) 失去電子后離子所帶正電荷對電子的吸引更強(qiáng) 從而電離能越來越大 b 逐級電離能的遞增有突躍現(xiàn)象 當(dāng)電離能突然變大時(shí)說明電子的能層發(fā)生了變化 即同一能層中電離能相近 不同能層中電離能有很大的差距 如表所示鈉 鎂 鋁的電離能 kj mol 1 金屬活動(dòng)性順序與相應(yīng)的電離能的大小順序不一致 金屬活動(dòng)性順序是金屬原子在水溶液中失去電子的難易 電離能是金屬原子在氣態(tài)時(shí)活潑性的量度 所以二者不可能完全一致 2 電離能的應(yīng)用 判斷主族元素在元素周期表中的族序數(shù) 價(jià)電子數(shù) 進(jìn)而確定其最高化合價(jià) 判斷金屬原子在氣態(tài)時(shí)失去電子的難易 即金屬性強(qiáng)弱 一般地 原子的第一電離能越小 金屬性越強(qiáng) 3 電負(fù)性的應(yīng)用 1 判斷元素的金屬性和非金屬性及其強(qiáng)弱 金屬的電負(fù)性一般小于1 8 非金屬的電負(fù)性一般大于1 8 而位于非金屬三角區(qū)邊界的 類金屬 如鍺 銻等 的電負(fù)性則在1 8左右 它們既有金屬性 又有非金屬性 金屬元素的電負(fù)性越小 金屬元素越活潑 非金屬元素的電負(fù)性越大 非金屬元素越活潑 2 判斷化合物中元素化合價(jià)的正負(fù)電負(fù)性數(shù)值小的元素在化合物中吸引電子的能力弱 元素的化合價(jià)為正值 電負(fù)性數(shù)值大的元素在化合物中吸引電子的能力強(qiáng) 元素的化合價(jià)為負(fù)值 3 判斷化學(xué)鍵的類型一般認(rèn)為 如果兩個(gè)成鍵元素原子間的電負(fù)性差值大于1 7 它們之間通常形成離子鍵 如果兩個(gè)成鍵元素原子間的電負(fù)性差值小于1 7 它們之間通常形成共價(jià)鍵 4 元素 對角線規(guī)則 含義 在元素周期表中 某些主族元素與其右下方的主族元素 如圖 的有些性質(zhì)是相似的 如硼和硅的含氧酸鹽都能形成玻璃且互熔 被稱為 對角線規(guī)則 解釋 li mg的電負(fù)性分別為1 0 1 2 be al的電負(fù)性分別為1 5 1 5 b和si的電負(fù)性分別為2 0 1 8 它們的電負(fù)性接近 說明它們對鍵合電子的吸引力相當(dāng) 表現(xiàn)出的性質(zhì)相似 li mg在過量氧氣中燃燒都只生成正常的氧化物 be oh 2 al oh 3都是兩性氫氧化物 硼酸和硅酸的酸性強(qiáng)度很接近 且都是弱酸 即時(shí)應(yīng)用3 某元素原子的電子排布式為1s22s22p5 下列有關(guān)它的描述不正確的是 a 屬于非金屬元素b 除稀有氣體元素外 原子半徑最小c 除稀有氣體元素外 元素的電負(fù)性最大d 除稀有氣體元素外 在同周期中元素的第一電離能最大 解析 選b 除稀有氣體元素外 氫元素的原子半徑最小 其次是氟 題型1核外電子排布與元素周期表某元素原子共有3個(gè)價(jià)電子 其中1個(gè)價(jià)電子位于3d能級 試回答 1 該元素基態(tài)原子的電子排布式為 2 按電子排布 該元素在元素周期表中所處的區(qū)是 屬于 元素 填 金屬 或 非金屬 3 該元素在元素周期表里的位置是第 周期 第 族 最高化合價(jià)是 思路點(diǎn)撥 解答此題注意以下兩點(diǎn) 1 解題的關(guān)鍵是正確寫出原子的電子排布式 2 根據(jù)原子序數(shù)確定元素所在的周期和族 解析 該元素原子共有3個(gè)價(jià)電子 其中1個(gè)價(jià)電子位于3d能級 則其他兩個(gè)價(jià)電子必在4s上 故基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d14s2 原子序數(shù)是21 在第四周期 第 b族 屬于金屬元素 最高化合價(jià)等于價(jià)電子數(shù) 答案 1 1s22s22p63s23p63d14s2 2 d金屬 3 四 b 3 名師點(diǎn)睛 1 價(jià)電子 即外圍電子 是指在化學(xué)反應(yīng)中電子數(shù)發(fā)生變化的能級上的電子 主族元素的外圍電子為該元素原子的最外層電子 副族元素的外圍電子與其最外層電子和內(nèi)層電子有關(guān) 2 由元素的價(jià)電子層排布式可知元素在周期表中的位置 周期數(shù) 電子層數(shù) 最高能層序數(shù) 主族元素的族序數(shù) 該元素原子的價(jià)電子數(shù) 副族元素中 b b族 即d區(qū) 元素的族序數(shù) 該元素原子的價(jià)電子數(shù) b b族 即ds區(qū) 元素的 n 1 d全充滿時(shí) ns的電子數(shù) 族序數(shù) 3 最外層電子數(shù)為1 2的元素不一定是 a a的元素 還可能是過渡元素或he元素 族序數(shù)等于最外層電子數(shù)的元素不一定是主族元素 也可能是 b族 b族等元素 題型2電離能的有關(guān)規(guī)律及其應(yīng)用 2012 黃石高二調(diào)研 不同元素的氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去最外層一個(gè)電子所需要的能量 即第一電離能 設(shè)其為e 如圖所示 試根據(jù)元素在周期表中的位置 分析圖中曲線的變化特點(diǎn) 并回答下列問題 1 同主族內(nèi)不同元素的e值變化的特點(diǎn)是 各主族中e值的這種變化特點(diǎn)體現(xiàn)了元素性質(zhì)的 變化規(guī)律 2 同周期內(nèi) 隨原子序數(shù)增大 e值增大 但個(gè)別元素的e值出現(xiàn)反?，F(xiàn)象 試預(yù)測下列關(guān)系式中正確的是 填寫編號 e 砷 e 硒 e 砷 e 硒 e 溴 e 硒 3 估計(jì)1mol氣態(tài)ca原子失去最外層一個(gè)電子所需能量e值的范圍 e 4 10號元素e值較大的原因是 思路點(diǎn)撥 解答此題注意以下兩點(diǎn) 1 同主族 同周期元素第一電離能的變化規(guī)律 2 同周期的個(gè)別元素e值的反?，F(xiàn)象 解析 此題考查了元素第一電離能的變化規(guī)律和歸納總結(jié)能力 1 從h li na k等可以看出 同主族元素隨元素原子序數(shù)的增大 e值變小 從h到he li到ne na到ar 均呈現(xiàn)明顯的周期性變化 2 從第二 三周期可以看出 第 a和 a族元素比同周期相鄰兩種元素e值都低 由此可推測e 砷 e 硒 e 溴 e 硒 3 根據(jù)同主族 同周期規(guī)律可以推測 e k e ca e mg 答案 1 隨著原子序數(shù)增大 e值變小周期性 2 3 419738 4 10號元素為氖 該元素原子最外層電子排布已達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu) 名師點(diǎn)睛 由電離能的遞變規(guī)律可知 同周期主族元素從左到右 元素的第一電離能呈增大趨勢 但 a族的be mg ca的第一電離能較同周期 a族的b al ga的第一電離能要大 a族的n p as的第一電離能較同周期 a族的o s se的第一電離能要大 這是由于 a族元素的最外層電子排布為ns2 為全充滿較穩(wěn)定狀態(tài) 而 a族元素的最外層電子排布為np3 為半充滿狀態(tài) 比 a族的np4狀態(tài)穩(wěn)定 題型3電負(fù)性的應(yīng)用 2012 大連高二檢測 已知元素的電負(fù)性和元素的化合價(jià)等一樣 也是元素的一種基本性質(zhì) 下面給出12種元素的電負(fù)性 已知 一般認(rèn)為 兩成鍵元素間電負(fù)性差值大于1 7時(shí) 形成離子鍵 兩成鍵元素間電負(fù)性差值小于1 7時(shí) 形成共價(jià)鍵 1 根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù) 可推知元素的電負(fù)性具有的變化規(guī)律是 2 由上述變化規(guī)律可推知 短周期主族元素中 電負(fù)性最大是 電負(fù)性最小是 由這兩種元素組成的化合物中含有的化學(xué)鍵類型是 填 離子鍵 或 共價(jià)鍵 3 alcl3屬于 化合物 填 離子 或 共價(jià) 其中cl元素的化合價(jià)是 思路點(diǎn)撥 解答此題注意以下兩點(diǎn) 1 電負(fù)性的遞變規(guī)律 2 根據(jù)元素的電負(fù)性判斷元素的金屬性和非金屬性及其強(qiáng)弱 化合物中元素化合價(jià)的正負(fù) 化合物或化學(xué)鍵的類型等方法 解析 根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù) 可推知元素的電負(fù)性隨原子序數(shù)的遞增呈周期性變化即同周期主族元素從左到右 電負(fù)性逐漸增大 故短周期主族元素中 電負(fù)性最大的是f 電負(fù)性最小的是na 則naf屬于離子化合物 只含有離子鍵 alcl3電負(fù)性差值1 5 小于1 7 形成共價(jià)鍵 屬于共價(jià)化合物 電負(fù)性 cl al 故cl元素化合價(jià)為負(fù)值 答案 1 隨原子序數(shù)的遞增 元素的電負(fù)性呈周期性變化或同周期主族元素從左到右 電負(fù)性逐漸增大 2 fna離子鍵 3 共價(jià)負(fù)值 或 1 誤區(qū)警示 1 氟是所有元素中電負(fù)性數(shù)值最大的元素 故在氟的化合物中 氟元素一定顯負(fù)價(jià) 沒有正價(jià) 2 元素的金屬性和非金屬性之間沒有嚴(yán)格的界限 因此電負(fù)性1 8作為金屬元素與非金屬元素的分界也不是絕對的 3 并不是所有電負(fù)性差大于1 7的元素都形成離子化合物 如h的電負(fù)性