原子结构与元素的性质课件

1、 在必修在必修2中我们已学习了中我们已学习了元素周期表和元素周期律的元素周期表和元素周期律的相关知识，回顾一下：元素相关知识，回顾一下：元素周期表的结构如何？周期表的结构如何？导入新课 利用元素周期表和元素周期律利用元素周期表和元素周期律解释上面两种物质不同的原因？解释上面两种物质不同的原因？ 元素的原子结构与元素在周期元素的原子结构与元素在周期表中的位置有什么关系？表中的位置有什么关系？钠钠钾钾1.2.1 原子结构与元素周期原子结构与元素周期表表1.2.2 元素周期律元素周期律1.知识与技能知识与技能 1.了解元素原子核外电子排布的周期性了解元素原子核外电子排布的周期性变化规律；变化规律；

2、2.了解元素周期表的结构；了解元素周期表的结构； 3.了解元素周期表与原子结构的关系。了解元素周期表与原子结构的关系。教学目标 3. 情感态度与价值观情感态度与价值观 学生在问题探究的过程中，同时把自己学生在问题探究的过程中，同时把自己融入科学活动和科学思维中，体验科学研究融入科学活动和科学思维中，体验科学研究的过程和认知的规律性，在认识上和思想方的过程和认知的规律性，在认识上和思想方法上都得到提升。法上都得到提升。 2. 过程与方法过程与方法 通过问题探究和讨论交流，进一步掌握通过问题探究和讨论交流，进一步掌握化学理论知识的学习方法化学理论知识的学习方法逻辑推理法、逻辑推理法、抽象思维法、总

3、结归纳法。抽象思维法、总结归纳法。重点重点 元素的原子结构与元素周期表结构的关系。元素的原子结构与元素周期表结构的关系。难点难点元素周期表的分区。元素周期表的分区。教学重难点思考思考 族序数等于最外层电子数族序数等于最外层电子数, ,那那副族元素呢副族元素呢? ?其序数是否也等于其其序数是否也等于其最外层电子数呢？最外层电子数呢？ 副族元素的族序数跟核外电子副族元素的族序数跟核外电子的排布有关吗？跟哪一部分有关呢？的排布有关吗？跟哪一部分有关呢？ 这涉及到元素价电子的问题这涉及到元素价电子的问题。1.2.1 原子结构与元素周期表原子结构与元素周期表元素周期表手稿元素周期表手稿门捷列夫门捷列夫

4、第一张元素周期表第一张元素周期表 1859年，年，24罗的俄国彼得堡大学年轻讲师门捷罗的俄国彼得堡大学年轻讲师门捷列夫来到德国海德堡大学本生的实验室进修。当年，列夫来到德国海德堡大学本生的实验室进修。当年，本生和基尔霍夫发明了光谱仪，用光谱发现了一些本生和基尔霍夫发明了光谱仪，用光谱发现了一些新元素，掀起一股发现新元素热。次年，门捷列夫新元素，掀起一股发现新元素热。次年，门捷列夫出席了在化学史土具有里程碑意义的德国卡尔斯鲁出席了在化学史土具有里程碑意义的德国卡尔斯鲁厄化学大会。厄化学大会。课外阅读课外阅读 门捷列夫回忆道：门捷列夫回忆道： “我的周期律的决定性我的周期律的决定性时刻在时刻在18

5、60年，我年，我在会土我聆听了意大利化在会土我聆听了意大利化学家康尼查罗的演讲学家康尼查罗的演讲正是当时，元素的性质正是当时，元素的性质随原子量随原子量(相对原子质量相对原子质量)递增而呈现周期性变化递增而呈现周期性变化的基本思想冲击了我。的基本思想冲击了我。”此后，此后， 门捷列夫为使门捷列夫为使他的思想信念转化为科学理论，作出了他的思想信念转化为科学理论，作出了10年艰苦年艰苦卓绝的努力，卓绝的努力， 系统地研究了元素的性质，按照系统地研究了元素的性质，按照相对原子质量的大小，将元素排成序，终于发现相对原子质量的大小，将元素排成序，终于发现了元素周期律。了元素周期律。元素周期表元素周期表

6、16周期元素的外围电子排布周期元素的外围电子排布 周期周期元素数元素数目目外围电子排布外围电子排布最多可容纳的外围电最多可容纳的外围电子数子数121s11s22262s12s22p68383s13s23p684184s14s24p685185s15s25p686326s16s26p68 由上表可看出，每当出现碱金属（由上表可看出，每当出现碱金属（IA族）时就开始建立一个新的电子层，最后族）时就开始建立一个新的电子层，最后到达到达8个电子时就出现稀有气体（个电子时就出现稀有气体（0族），族），然后又由碱金属到稀有气体然后又由碱金属到稀有气体这就是元素周期系中的一个个周期。这就是元素周期系中的一个

7、个周期。 主族元素原子核外电子排布主族元素原子核外电子排布元素性质的周期性变化元素性质的周期性变化主族主族AAAAAAA原子核外电原子核外电子排布子排布ns1ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4np2np5最高正化合最高正化合价价+1+2+3+4+5+6+7最低负化最低负化没有负化合价没有负化合价-4-3-2-1化合价的变化合价的变化规律化规律正价从正价从+1+7，负价从，负价从-4-1（从左到右）（从左到右）金属性和非金属性和非金属性金属性金属性逐渐减弱金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强(从左到右从左到右)原子半径的原子半径的变化规律变化规律从大到小从大到小(

8、从左到右从左到右) 随着原子序数的增加，元素原子的外围随着原子序数的增加，元素原子的外围电子呈现周期性的变化：每隔一定数目的元电子呈现周期性的变化：每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从素，元素原子的外围电子排布重复出现从ns1到到ns2np6的周期性变化。的周期性变化。按电子排布，可把周期表里的元素划分成按电子排布，可把周期表里的元素划分成5个个区，如课本区，如课本P18图图211所示。除所示。除ds区外区外,区的名称按区的名称按最后填入电子的能级的符号来命名。最后填入电子的能级的符号来命名。思考：思考：s区、区、d区和区和p区分别有几个纵列区分别有几个纵列?为什么为什么s区、

9、区、d区和区和ds区的元素都是金属区的元素都是金属?s区元素：区元素：A和和A族；族；p区元区元: AA族元素。族元素。 0族稀有气体也属于族稀有气体也属于p区。区。d区元素：区元素：B族元素；族元素；ds区元素：包括区元素：包括B和和B族。族。f区元素：包括镧系和锕系元素。区元素：包括镧系和锕系元素。 都是金属都是金属元素周期表中区的划分元素周期表中区的划分原子半径原子半径原子半径的大小取决原子半径的大小取决1.电子层的层数电子层的层数 2. 核电荷数核电荷数1.2.2 元素周期律元素周期律比较元素金属性相对强弱的方法比较元素金属性相对强弱的方法1.单质和酸或水反应放出氢气的快慢：反应剧单质

10、和酸或水反应放出氢气的快慢：反应剧烈，放出氢气快，则金属性较强。烈，放出氢气快，则金属性较强。2.最高价氧化物的水化物（即氢氧化物碱性的最高价氧化物的水化物（即氢氧化物碱性的相对强弱：碱性强者，其金属性就较强。相对强弱：碱性强者，其金属性就较强。3.单质之间的相互置换：比较强的可以置换出单质之间的相互置换：比较强的可以置换出比较弱的。比较弱的。视频视频 钠钾与水的反应钠钾与水的反应比较元素非金属性相对强弱的方法比较元素非金属性相对强弱的方法1.单质和氢气反应生成气态氢化物的难易程度及单质和氢气反应生成气态氢化物的难易程度及生成的气态氢化物的稳定性：比较容易生成气态生成的气态氢化物的稳定性：比较

11、容易生成气态氢化物，生成的气态氢化物比较稳定，则其元素氢化物，生成的气态氢化物比较稳定，则其元素非金属性比较强。非金属性比较强。2. 最高价氧化物对应水化物（即酸）的酸性相对最高价氧化物对应水化物（即酸）的酸性相对强弱：强弱： 酸性比较强的，其非金属性就比较强。酸性比较强的，其非金属性就比较强。单质之间的相互置换：比较强的可以置换出比较弱的。单质之间的相互置换：比较强的可以置换出比较弱的。结论：结论：随着原子序数的递增，元素性质呈现：金属性由随着原子序数的递增，元素性质呈现：金属性由强到弱，非金属性由弱到强的周期性变化。强到弱，非金属性由弱到强的周期性变化。比较元素非金属性相对强弱的方法比较元

12、素非金属性相对强弱的方法电离能电离能电离能：气态电中性原子失去一个电子转化为电离能：气态电中性原子失去一个电子转化为+1+1价气态阳离子所需要的最低能量，叫做该价气态阳离子所需要的最低能量，叫做该元素的第一电离能。符号：元素的第一电离能。符号：I1I1 M M（g g）- e- M+- e- M+（g g） 元素的第一电离能可以衡量元素的原子失元素的第一电离能可以衡量元素的原子失去一个电子的难易。去一个电子的难易。同主族元素、同周期元素的第一电离能随核电同主族元素、同周期元素的第一电离能随核电荷数递增有什么规律呢荷数递增有什么规律呢? ? 如何解释某些元素的第一电离能的反常变化？如何解释某些元

13、素的第一电离能的反常变化？为什么原子的逐级电离能越来越大为什么原子的逐级电离能越来越大? ?136号元素的第一电离能号元素的第一电离能1.1.电负性：电负性： 用来描述不同元素的原子在化合物中用来描述不同元素的原子在化合物中吸引电子吸引电子 的能力。电负性越大的原子，吸的能力。电负性越大的原子，吸引电子的能力增大。引电子的能力增大。电负性电负性2.电负性的应用：电负性的应用： （1）一般地，电负性）一般地，电负性1.8为金属元素；为金属元素；电负电负 性性1.8为金属元素。为金属元素。 （2）电负性之差）电负性之差1.7的两种元素原子之的两种元素原子之间形成的化学键为共价健；电负性之差间形成的

14、化学键为共价健；电负性之差1.7的的两种元素原子之间形成的化学键为离子健。两种元素原子之间形成的化学键为离子健。3.3.元素电负性的周期性变化：元素电负性的周期性变化： 同一周期同一周期,从左到右从左到右,主族元素电负性逐主族元素电负性逐渐增大渐增大;同一主族从上到下同一主族从上到下,主族元素电负性主族元素电负性逐渐减小。逐渐减小。元素电负性元素电负性 在元素周期表中，某些主族元素与右下方的在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素主族元素(如图如图l27)的有些性质是相似的的有些性质是相似的(如硼和如硼和硅的含氧酸盐都能形成玻璃且互熔硅的含氧酸盐都能形成玻璃且互熔)，被称为，被称为“对对

15、角线规则角线规则”。查阅资料，比较锂和镁在空气中燃。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。这些元素的电负性解释对角线规则。“对角线规则对角线规则”1.锂和镁的相似性锂和镁的相似性 （1）锂、镁在氧气中燃烧，均生成氧化物（）锂、镁在氧气中燃烧，均生成氧化物（Li2O和和 MgO），不生成过氧化物。），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）锂、镁在加热时直接和氮反应生成氮化物（Li3N

16、和和Mg3N2），而其他碱金属不能和氮作用。），而其他碱金属不能和氮作用。 （3）锂、镁和氟化物（）锂、镁和氟化物（LiF、MgF2）、碳酸盐（）、碳酸盐（ Li2CO3、MgCO3）、磷酸盐（）、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。）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。）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。）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中只有锂能直接和碳生成Li2C2镁和碳生镁和碳生成成Mg2C3(C=C=C)4-) 。（7）

17、锂、镁的氯化物均溶于有机溶剂中表现出）锂、镁的氯化物均溶于有机溶剂中表现出共价特性。共价特性。1. 元素周期表共有元素周期表共有7个周期，其中有三个短周个周期，其中有三个短周期，三个长周期和一个不完全周期。每周期期，三个长周期和一个不完全周期。每周期具有元素的数目分别为具有元素的数目分别为2、8、8、18、18、32、26种。种。一、一、 1s1 1s2 二、二、2s1 2s22s6 三、三、3s1 3s23p6 四、四、 4s1 4s24p6五、五、 5s1 5s25p6 六、六、6s1 6s26p6 七、七、 7s1 ？通式：通式：ns1 ns2np6第一周期结尾元素只有一个第一周期结尾元

18、素只有一个1s能级，能级，2个电子，个电子，所以电子排布跟其他周期不同所以电子排布跟其他周期不同2. 元素周期表共有元素周期表共有18个纵列个纵列 。课堂小结3.第一电离能越小，越易失电子，金属的活第一电离能越小，越易失电子，金属的活泼性就越强。泼性就越强。4.金属元素的电负性较小，非金属元素的电金属元素的电负性较小，非金属元素的电负性较大；元素的电负性越小，元素的金属负性较大；元素的电负性越小，元素的金属性越强，元素的电负性越大，元素的非金属性越强，元素的电负性越大，元素的非金属性越强。性越强。1（2000年理综浙）镭是元素周期表中第年理综浙）镭是元素周期表中第A族元族元素，下列关于镭的叙述

19、不正确的是（素，下列关于镭的叙述不正确的是（ ） A. 镭比钙的金属性更强镭比钙的金属性更强 B. 在化合物中是在化合物中是+2价价 C. 镭是一种放射性元素镭是一种放射性元素D. 氢氧化镭呈两性氢氧化镭呈两性 D 高考链接2（2005年广东高考题）年广东高考题）Se是人体必需微量元素，下是人体必需微量元素，下列有关列有关Se和和Se的说法正确的是（的说法正确的是（ ）A. Se 和和Se互为同素异形体互为同素异形体 B. Se和和Se互为同位素互为同位素C. Se和和 Se 分别含有分别含有44和和46个质子个质子 D. Se和和Se都含有都含有34个中子个中子 B1.写出锂、钠、钾元素原子

20、的电子排布式。写出锂、钠、钾元素原子的电子排布式。碱金属碱金属 原子序数原子序数 周期周期 电子排布式电子排布式 锂锂 3 二二 ls2 2s1 或或He2s1 钠钠 11 三三 1s22s22p63s1 或或Ne3s1 钾钾 19 四四 1s22s22p63s23p64s1 或或Ar4s1答案：答案：课堂练习 2.下列各组内的两种元素下列各组内的两种元素,在金属性或非在金属性或非金属性方面最有相似性的是金属性方面最有相似性的是( ) A.铝和氯铝和氯 B.钠和氢钠和氢 C.镁和氧镁和氧 D.钾和钾和氟氟 解析：在周期表里看，要知道金属性解析：在周期表里看，要知道金属性或非金属性方面最有相似性

21、是看纵行。纵或非金属性方面最有相似性是看纵行。纵行的元素都是化学性质相似的（最外层电行的元素都是化学性质相似的（最外层电子数相等）。而答案里，钠和氢在一纵列。子数相等）。而答案里，钠和氢在一纵列。所以选所以选B 。B3.下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ） 基态时，相同周期的两种元素原子基态时，相同周期的两种元素原子所含的能级和能层是一样的所含的能级和能层是一样的 B基态时，稀有气体元素原子的价基态时，稀有气体元素原子的价层电子数都为层电子数都为8 C基态时，同种元素的原子和离子基态时，同种元素的原子和离子的轨道排布式一样的轨道排布式一样A.D非金属元素原子的非金属元素原子的d轨道一定不轨

22、道一定不填充电子或填满电子填充电子或填满电子D4.下列表示元素的基态原子的电子排布下列表示元素的基态原子的电子排布式，其中表示的元素属于第三周期的元式，其中表示的元素属于第三周期的元素的是（素的是（ ）A.1s22s1 B.1s22s22p5 C.1s22s22p63s2 D.1s22s22p63s23p64s1C 5.已知元素周期表中第一、二、三、四、已知元素周期表中第一、二、三、四、五、六、七周期中所含元素种类（假设第五、六、七周期中所含元素种类（假设第七周期已排满）分别是七周期已排满）分别是2、8、8、18、18、32、32，由此可知，由此可知116号元素处于周期表第号元素处于周期表第_

23、周期，第周期，第_族，其电子排布族，其电子排布式为式为_。七七VIA Rn5f146d107s27p4 6.已知某原子的电子排布式是：已知某原子的电子排布式是： 1s22s22p63s23p63d104s24p1。（1）这元素的原子序数是多少？）这元素的原子序数是多少？（2）这元素属第几周期？第几族？是主族元）这元素属第几周期？第几族？是主族元素还是过渡元素？素还是过渡元素？ （3）哪些电子是这个原子的价电子。）哪些电子是这个原子的价电子。答案：答案：(1) 31 (2) 4；IIIA；主族元素；主族元素. (3) 4s24p11.1.能层数能层数 最外层电子数最外层电子数 最外层电子数最外层

24、电子数 能层数能层数2.2.碱金属碱金属 稀有气体稀有气体原子序数原子序数电子排布电子排布式式在周期表在周期表中的位置中的位置是金属还是金属还是非金属是非金属最高价氧最高价氧化物的水化物的水化物化学化物化学式及酸碱式及酸碱性性气态氢化气态氢化物的化学物的化学式式1s2 2s2 2p6 3s2 3 p3第三周期第三周期A族族非金属非金属H3PO4酸酸PH316第三周期第三周期A族族非金属非金属H2SO4酸酸H2S71s2 2s2 2p3非金属非金属HNO3酸酸NH43.习题答案4.（1）三）三 A Cl HClO4 （2）四）四 A Ca Ca（OH）2 5. .主族元素的核外电子排布最后填入的

25、能级是主族元素的核外电子排布最后填入的能级是s s或或p p，而副族元素的核外电子排布最后填入的能级为而副族元素的核外电子排布最后填入的能级为d d或或f f；主族；主族元素的价电子层为最外层的元素的价电子层为最外层的s s、p p能级，都不包括能级，都不包括d d能级，而能级，而副族元素价电子层除最外层的副族元素价电子层除最外层的s s能级外，还包括次能级的能级外，还包括次能级的d d能级及倒数第三层的能级及倒数第三层的f f能级能级 6.氢原子核外只有一个电子，既可以失去这个电子变氢原子核外只有一个电子，既可以失去这个电子变成成+1价，又可以获得一个电子变为价，又可以获得一个电子变为-1价，与稀有气体价，与稀有气体He的的核外电子排布相同。根据核外电子排布相同。根据H的电子排和化合价不难理解的电子排