第二节原子结构与元素性质

1、第一章物质结构与性质第2节 原子结构与元素的性质一一 、原子结构与元素周期表、原子结构与元素周期表周期周期短周期短周期长周期长周期第第1周期：周期：2 种元素种元素第第2周期：周期：8 种元素种元素第第3周期：周期：8 种元素种元素第第4周期：周期：18 种元素种元素第第5周期：周期：18 种元素种元素第第6周期：周期：32 种元素种元素不完全周期不完全周期第第7周期：周期：26种元素种元素镧镧57La 镥镥71Lu 共共15 种元素称镧系元素种元素称镧系元素锕锕89Ac 铹铹103Lr 共共15 种元素称锕系元素种元素称锕系元素（横行）（横行）知识回顾：知识回顾：元素周期表的结构元素周期表的

2、结构 族族主族：主族：副族：副族：A , A , A , A ,A , A , A 第第VIII 族：族：稀有气体元素稀有气体元素（纵行）（纵行） 零族：零族：共七个主族共七个主族B , B , B , B ,B , B , B 共七个副族共七个副族三个纵行三个纵行(8、9、10），位于），位于 B 与与B中间中间 知识回顾：知识回顾：元素周期表的结构元素周期表的结构练习：练习：写出碱金属元素基态原子的电子排布写出碱金属元素基态原子的电子排布碱金属碱金属原子原子序数序数周期周期基态原子的电子排布式基态原子的电子排布式锂锂钠钠钾钾铷铷铯铯3二二1s22s1或或He2s111三三1s22s22p6

3、3s1或或Ne3s119四四1s22s22p63s23p64s1或或Ar4s137五五1s22s22p63s23p63d104s24p65s1或或Kr5s155六六1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1或或Xe6s11.1.原子的电子排布与周期的划分原子的电子排布与周期的划分(1)(1)结合周期表结合周期表, ,我们会发现我们会发现, ,每一周期的第每一周期的第一种元素一种元素( (除第一周期外除第一周期外) )是是 _, , 最外层电子排布为最外层电子排布为_,_,每一周期的最后每一周期的最后一种元素都是一种元素都是 _, , 这些元素的最这些元素的最外

4、层电子排布除外层电子排布除HeHe为为1s1s2 2 外外, ,其余都是其余都是_._. 碱金属碱金属nsns1 1稀有气体稀有气体nsns2 2npnp6 6科学探究科学探究(2)(2)我们把我们把“构造原理构造原理”中能量接近的能级划分为一中能量接近的能级划分为一个个“能级组能级组”, ,下表是各周期所含元素种数与相应能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：级组的原子轨道关系：周期周期元素种数元素种数相应能级组中相应能级组中所含能级所含能级电子最大容量数电子最大容量数11s22s 2p33s 3p44s 3d 4p55s 4d 5p66s 4f 5d 6p77s 5f 6d

5、未完未完288181832未完未完288181832未满未满 可见各周期所含元素的种数等于相应能级组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中各轨道中最多容纳的电子数之和 由于随着核电荷数由于随着核电荷数的递增，电子在能级里的递增，电子在能级里的填充顺序遵循构造原的填充顺序遵循构造原理，元素周期系的周期理，元素周期系的周期不是单调的，每一周期不是单调的，每一周期里元素的数目不总是一里元素的数目不总是一样多，而是随着周期序样多，而是随着周期序号的递增号的递增渐渐增多渐渐增多。因。因而，我们可以把元素周而，我们可以把元素周期系的周期发展形象的期系的周期发展形象的比喻成螺

6、壳上的螺旋。比喻成螺壳上的螺旋。2.2.原子的电子排布与族的划分原子的电子排布与族的划分 周期表上元素的周期表上元素的“外围电子排布外围电子排布”简称简称“价电子层价电子层”，这是由于这些能级上的电，这是由于这些能级上的电子可在化学反应中发生变化子可在化学反应中发生变化, ,这些电子称为这些电子称为价电子价电子, ,仔细观察周期表仔细观察周期表, ,看看每个族序数看看每个族序数与价电子数是否相等？与价电子数是否相等？ 在周期中有在周期中有1818个纵列个纵列, ,除零族元素中除零族元素中HeHe（1s1s2 2）与其它稀有气体与其它稀有气体nsns2 2npnp6 6不同外不同外, ,一般说来

7、一般说来, ,其它其它每个族序数和价电子数是相等的。每个族序数和价电子数是相等的。 主族元素：族序数主族元素：族序数= =原子的最外层电子数原子的最外层电子数= =价价 电子数电子数副族元素：大多数族序数副族元素：大多数族序数= =（n-1)d+nsn-1)d+ns的电的电 子数子数= =价电子数价电子数练习：练习：1.1.推测核电荷数为推测核电荷数为5656的元素在周期表的元素在周期表中第中第_周期第周期第_族族, ,下列关于它的性下列关于它的性质的说法中正确的是质的说法中正确的是( )( )A A、它可以从硫酸铜溶液中置换出铜单质、它可以从硫酸铜溶液中置换出铜单质B B、它可以从冷水中置换

8、出氢气、它可以从冷水中置换出氢气C C、它可以从饱和食盐水中置换出金属钠、它可以从饱和食盐水中置换出金属钠六六AB BBa:1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s23.3.已知一元素的价层电子结构为已知一元素的价层电子结构为3d3d5 54s4s2 2，试，试确定其在周期表中的位置。确定其在周期表中的位置。 第四周期，第四周期，BB族。族。2.2.试确定试确定3232号元素在周期表中的位置。号元素在周期表中的位置。 第四周期，第四周期，AA族族 4.4.判断处于第三周期，判断处于第三周期，AA族元素的价层电子族元素的价层电子结构、原子序数。结构、原子序数。

9、Ne3sNe3s2 23p3p2 2，第，第1414号元素号元素练习：练习：Ar3dAr3d10104s4s2 24p4p2 2A01AAAAAA2p区区3s区区BBBBBBB4d区区ds区区567镧系镧系f区区锕系锕系思考与探究思考与探究周周期期元元素素数数目目外围电子排布外围电子排布AAB族族21s18s12 2s22p1 52s22p68s123s23p1 53s23p618s12d184s23d104s124s24p1 54s24p618s124d1-85s24d105s125s25p1 55s25p632s124f1146s25d1106s25d106s126s26p1 56s26p

10、6 1S2周周期期元元素素数数目目外围电子排布外围电子排布AAAABB族族21s18s12 2s22p1 52s22p68s123s23p1 53s23p618s12d184s23d104s124s24p1 54s24p618s124d1-85s24d105s125s25p1 55s25p632s124f1146s25d1106s25d106s126s26p1 56s26p6 1S2周周期期元元素素数数目目外围电子排布外围电子排布AAB族族21s11s28s12 2s22p1 52s22p68s123s23p1 53s23p618s12d184s23d104s124s24p1 54s24p61

11、8s124d1-85s24d105s125s25p1 55s25p632s124f1146s25d1106s25d106s126s26p1 56s26p6周周期期元元素素数数目目外围电子排布外围电子排布AAB族族21S11S28S12 2S22p1 52S22p68S123S23p1 53S23p618S12d184s23d104s124S24p1 54S24p618S124d1-85s24d105s125S25p1 55S25p632S124f1146s25d1106s25d106s126S26p1 56S26p6包括元素包括元素价电子排布价电子排布元素分类元素分类s s区区p p区区d d

12、区区dsds区区f f区区AA、AA族族AA零族零族BB族族BB、BB族族镧系和锕系镧系和锕系n ns s1 1、n ns s2 2n ns s2 2n np p1 16 6( (n n1)d1)d1 18 8n ns s2 2( (n n1)d1)d1010n ns s1 12 2各区元素特点：各区元素特点：活泼金属活泼金属大多为非金属大多为非金属过渡元素过渡元素过渡元过渡元素素小结小结过渡元素过渡元素区的名称来自按照构造原理最后填充的区的名称来自按照构造原理最后填充的能级的符号能级的符号镧系f锕系练习：练习：4d105s13d34s26s25s25p43s23p6给出价电子排布，指明元素位

13、置及所在区域：给出价电子排布，指明元素位置及所在区域：探究：探究：为什么为什么s s区、区、d d区和区和dsds区的元素都是金属？区的元素都是金属？表现金属性表现金属性1.1.为什么副族元素又称为过渡元素？为什么副族元素又称为过渡元素？2.2.为什么在元素为什么在元素周期表中非金属周期表中非金属元素主要集中在元素主要集中在右上角三角区内右上角三角区内（如图）？（如图）？3.3.处于非金属三处于非金属三角区边缘的元素角区边缘的元素常被称为半金属常被称为半金属或准金属。为什或准金属。为什么？么？思考题：思考题：练习：练习：1.已知某元素的原子序数为已知某元素的原子序数为25，试写出，试写出该元素

14、原子的电子排布式，并指出该元素在周该元素原子的电子排布式，并指出该元素在周期表中所属周期、族和区。期表中所属周期、族和区。 解：解： 1s22s22p63s23p6 3d54s2 或或 Ar 3d54s2 n=4, 属于第四周期属于第四周期 最外层电子数最外层电子数+次外层次外层d电子数电子数 = 7 为为VIIB族族 3d电子未充满，应属于电子未充满，应属于d 区元素。区元素。2 2、已知某元素在周期表中位于第五周期、已知某元素在周期表中位于第五周期、AA族位置上。试写出该元素基态原子的价电子族位置上。试写出该元素基态原子的价电子排布式、电子排布式并分析该元素在哪区？排布式、电子排布式并分析

15、该元素在哪区？ 由于是由于是AA族，族， 4d4d必是全充满的，所必是全充满的，所以价电子排布为以价电子排布为5s5s2 25p5p4 4。电子排布式：电子排布式：Kr4dKr4d10105s5s2 25p5p4 4课堂练习课堂练习:属属P区区小小 结结1 1、原子的电子排布与周期的划分、原子的电子排布与周期的划分2 2、原子的电子排布与族的划分、原子的电子排布与族的划分 主族元素：族序数主族元素：族序数= =原子的最外层电子数原子的最外层电子数 = =价电子数价电子数 副族元素：大多数族次副族元素：大多数族次= =（n-1)d+nsn-1)d+ns的的 电子数电子数= =价电子数价电子数3

16、3、原子的电子构型和元素的分区、原子的电子构型和元素的分区周期序数周期序数= =能层数能层数5 5个区：个区：s s区、区、d d区、区、dsds区、区、p p区、区、f f区。区。一、原子结构与元素周期表一、原子结构与元素周期表二、元素周期律二、元素周期律回顾回顾：元素的性质随（：元素的性质随（ ）的递增）的递增发生周期性的递变，称为发生周期性的递变，称为元素的周期律元素的周期律。 那些性质？那些性质？核电荷数核电荷数 原子半径原子半径 、元素的金属性和非、元素的金属性和非金属性、元素化合价等的周期性的金属性、元素化合价等的周期性的变化。变化。原子半径的周期性变化原子半径的周期性变化（一）原

17、子半径（一）原子半径1 1、影响因素、影响因素: :2 2、规律：、规律：（1 1）电子层数不同时）电子层数不同时, ,电子层数越多电子层数越多, ,原子半径越大。原子半径越大。二、元素周期律二、元素周期律原子半原子半径大小径大小取决于取决于(1)(1)电子的能层数电子的能层数(2)(2)核电荷数核电荷数（2 2）电子层相同时）电子层相同时, ,核电荷数越大，原子半径越小。核电荷数越大，原子半径越小。下列微粒中，半径大小排列顺序正下列微粒中，半径大小排列顺序正确的是确的是( )AK+Ca2+Cl-S2- BCa2+K+S2-Cl-CCa2+K+Cl-S2- DS2-Cl-K+Ca2+C C课堂

18、练习课堂练习金属性强弱判据金属性强弱判据非金属性强弱判据非金属性强弱判据1. 与水反应置出氢气的难易；与水反应置出氢气的难易；2. 与酸反应置换出氢气的难易；与酸反应置换出氢气的难易；3. 活泼金属把较不活泼的金属从其盐溶液中置换出来；活泼金属把较不活泼的金属从其盐溶液中置换出来；4. 元素最高价氧化物的水化物元素最高价氧化物的水化物氢氧化物的碱性强弱氢氧化物的碱性强弱1. 与氢气化合的难易、与氢气化合的难易、4. 气态氢化物的稳定性气态氢化物的稳定性、3. 最高价氧化物对应水化物的酸性强弱、最高价氧化物对应水化物的酸性强弱、2. 活泼的非金属单质能把较不活泼的非金属离子氧化活泼的非金属单质能

19、把较不活泼的非金属离子氧化（二）金属性和非金属性（二）金属性和非金属性（三）电离能（三）电离能1 1、概念、概念 气态气态电中性电中性基态原子基态原子失去失去一个电子一个电子转化为转化为气态基态正离子所需要的能量叫做气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能第一电离能。用符号用符号1 1表示，单位：表示，单位：kJ/molkJ/mol。 从一价气态基态正离子中再失去一个电子从一价气态基态正离子中再失去一个电子所需要的能量叫做第二电离能。符号所需要的能量叫做第二电离能。符号2 2。思考与探究：思考与探究： 观察下图，总结第一电离能的变化规律。观察下图，总结第一电离能的变化规律。原子的第一电离能随核

20、电荷原子的第一电离能随核电荷数递增有什么变化趋势？数递增有什么变化趋势？（同周期、同主族）（同周期、同主族） 电电 离离 能能 增增 大大 电电 He 电电 离离 离离 能能 能能 减减 增增 小小 Cs 大大 电电 离离 能能 减减 小小元素电离能在周期表中的变化规律 Na Mg Al电离能电离能(kJMol-1） 496738578 45621451181769127733274595431054011575133531363014830166101799518376201142170323293元素电离能与元素化合价的关系元素电离能与元素化合价的关系电离能突变的原因是什么？电离能突变的原

21、因是什么？课堂练习课堂练习1.下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A.第第3周期所含的元素中钠的第一电离能最小周期所含的元素中钠的第一电离能最小B.铝的第一电离能比镁的第一电离能大铝的第一电离能比镁的第一电离能大C.在所有元素中，氟的第一电离能最大在所有元素中，氟的第一电离能最大.D.钾的第一电离能比镁的第一电离能大钾的第一电离能比镁的第一电离能大.A A课堂练习课堂练习2 2在下面的电子结构中在下面的电子结构中, ,第一电离能最小的第一电离能最小的 原子可能是原子可能是 ( ( ) ) A A ns ns2 2npnp3 3 B B ns ns2 2npnp5 5 C C ns ns2

22、2npnp4 4 D D ns ns2 2npnp6 6C3.3.下表是某气态原子失去核外不同电子所需的能下表是某气态原子失去核外不同电子所需的能量（量（KJmolKJmol-1-1）: :课堂练习课堂练习 通过上述信息和表中的数据判断该原子常见的化通过上述信息和表中的数据判断该原子常见的化合价合价,并判断族序数并判断族序数I1I2I3I4I5I65781817274511575 14831 18378（四）电负性（四）电负性1 1、基本概念、基本概念键合电子：键合电子：原子中用于形成化学键的电子称为原子中用于形成化学键的电子称为键合电子。键合电子。电负性：电负性：用来描述不同元素的原子对键合

23、电用来描述不同元素的原子对键合电子的吸引力的大小子的吸引力的大小.电负性越大，对电负性越大，对键合电子的吸引力越大。键合电子的吸引力越大。（电负性（电负性是相对值，没单位）是相对值，没单位）为了比较元素的为了比较元素的原子吸引电子能力原子吸引电子能力的大小，美国化学的大小，美国化学家鲍林于家鲍林于19321932年首年首先提出了用电负性先提出了用电负性来衡量元素在化合来衡量元素在化合物中吸引电子的能物中吸引电子的能力。经计算确定氟力。经计算确定氟的电负性为的电负性为4.04.0，锂的为锂的为1.01.0，并以，并以此为标准确定其它此为标准确定其它与元素的电负性。与元素的电负性。鲍林鲍林L.Pa

24、uling1901-1994鲍林研究电负性的手搞鲍林研究电负性的手搞1.下列左图是根据数据制作的第三周期元素的下列左图是根据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电负性变化图，请用类似的方法制作IA、VIIA元素的电负性变化图。元素的电负性变化图。 电负性大小与金属、非金属的关系电负性大小与金属、非金属的关系电负性电负性1.81.8电负性电负性1.81.8电负性电负性1.81.8为为金属金属为为“类金属类金属”为为非金属非金属 以氟的电负性为以氟的电负性为4.04.0和锂的电负性为和锂的电负性为1.01.0作为相对标准，得出了各元素的电负性。作为相对标准，得出了各元素的电负性

25、。 电负性的大小可以作为判断金属性和非金电负性的大小可以作为判断金属性和非金属性强弱的尺度。属性强弱的尺度。电负性的应用电负性的应用1 1判断元素的金属性和非金属性判断元素的金属性和非金属性 金属性元素的电负性一般在金属性元素的电负性一般在1.81.8以下，非以下，非金属性性元素一般在金属性性元素一般在1.81.8以上。电负性最以上。电负性最大的元素是位于右上方的大的元素是位于右上方的F F，电负性最小，电负性最小的元素是位于左下方的的元素是位于左下方的FrFr（FrFr是放射性是放射性元素）元素）. .3节2 2估计化学键的类型估计化学键的类型 在化合物中，可以根据电负性的差值在化合物中，可

26、以根据电负性的差值大小，估计化学键的类型。大小，估计化学键的类型。 电负性差越大，离子性越强，一般说电负性差越大，离子性越强，一般说来，电负性差大于来，电负性差大于1.71.7时，可以形成离子时，可以形成离子键，小于键，小于1.71.7时形成共价键。时形成共价键。电负性的应用电负性的应用一般认为：如果两个成键元素的电负性相差大于一般认为：如果两个成键元素的电负性相差大于1.71.7，它们通常形成离子键；如果两个成键元素的，它们通常形成离子键；如果两个成键元素的电负性相差小于电负性相差小于1.71.7，它们通常形成共价键。查阅，它们通常形成共价键。查阅下列元素的电负性数值，判断：下列元素的电负性数值，判断：NaFNaFAlClAlCl3 3NONOMg