元素周期律完整课件

1、化学 学习方法及要求学习方法及要求【复习】元素同期表【复习】元素同期表 一、一、 元素同期表的结构：元素同期表的结构：1.元素周期表一共元素周期表一共 行，行， 纵列。从横的方纵列。从横的方面看，分为面看，分为 个短周期，个短周期， 个长周期，共个长周期，共为为 个周期。从纵的方面看，分为个周期。从纵的方面看，分为 个主个主族，族， 个副族，一个个副族，一个 族和族和 族。族。用口诀表示用口诀表示 。 七七 18三三 三三七七七七七七0 VIII 三短三长一不全，七主七副三短三长一不全，七主七副0和和VIII 二二、 原子结构和构成粒子数量间的关系原子结构和构成粒子数量间的关系1、原子原子(A

2、zX)中，质子有中，质子有 个，中子有个，中子有 个，个，核外电子有核外电子有 个个。2、相互关系、相互关系(1) 质量数质量数=(2) 原子中：质子数原子中：质子数=(3) 阳离子中：质子数阳离子中：质子数= ZA-ZZ质子数质子数+中子数中子数核电荷数核电荷数=核外电子数核外电子数核电荷数核电荷数=离子的核外离子的核外电子数电子数+离子电荷数离子电荷数 阴离子中：质子数阴离子中：质子数=核电荷数核电荷数=离子的核外离子的核外电子数电子数-离子电荷数离子电荷数巩固试题：巩固试题：1、电荷数分别为、电荷数分别为16和和6的的 元素的原子相比较，元素的原子相比较，前者的下列数据是后者的前者的下列

3、数据是后者的4倍的是（倍的是（ ）A、电子数、电子数 B、最外层电子数、最外层电子数 C、电子层数、电子层数 D、次外层电子数、次外层电子数D三、元素、核素、同位素三、元素、核素、同位素 元素：元素：具有相同具有相同_的的_原子的总称。原子的总称。 核素：核素：具有一定数目的具有一定数目的_和一定数目的和一定数目的_的的_原子。原子。 同位素：同位素：_相同而相同而_不同的同一元不同的同一元素的素的_原子，互称同位素。原子，互称同位素。 【回顾】【回顾】 1 1、碱金属元素的性质递变、碱金属元素的性质递变, ,其本质原因其本质原因? ? 2 2、卤素性质递变、卤素性质递变, ,其本质原因其本质

4、原因? ?元素的性质随着原子序数的递增而呈怎元素的性质随着原子序数的递增而呈怎样变化呢？样变化呢？ 从今天开始，我们就通过来学习认清这些问题从今天开始，我们就通过来学习认清这些问题【思考与交流】【思考与交流】我们不烦来看一看：我们不烦来看一看： 我们前辈是如何来认识原子的我们前辈是如何来认识原子的 历史历史1、公元前、公元前5世纪，希腊哲学世纪，希腊哲学家家德谟克利特德谟克利特等等人认为人认为 ：万：万物是由大量的不可分割的微物是由大量的不可分割的微粒构成的，即原子。粒构成的，即原子。19世纪初，英国科学家世纪初，英国科学家道尔顿道尔顿提出提出近代原子学说，他认为原子是微小近代原子学说，他认为

5、原子是微小的不可分割的实心球体。的不可分割的实心球体。1897年，英国科学家年，英国科学家汤姆生汤姆生发现了电子发现了电子。卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型 （空心球）（空心球）波尔原子模型波尔原子模型 电子云模型 （几率说）宏观物体的运动特征：宏观物体的运动特征：可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置可以准确地测出它们在某一时刻所处的位置及运动的速度；可以描画它们的运动轨迹。及运动的速度；可以描画它们的运动轨迹。一、核外电子的运动特征一、核外电子的运动特征微观粒子（电子）的特征：微观粒子（电子）的特征：A、电子的质量很小，电子的运动速度很大，核外电子、电子的质量很小，电子的运动速度很大，核外电子

6、的运动范围很小（相对于宏观物体而言）；的运动范围很小（相对于宏观物体而言）；B、能同时准确地测定电子在某一时刻所处的位置和能同时准确地测定电子在某一时刻所处的位置和运动速度，也运动速度，也能描画出它的轨迹能描画出它的轨迹（测不准原理）（测不准原理）我们只能指出它在原子我们只能指出它在原子核外空间某处出现的机核外空间某处出现的机会大小会大小几率几率 （电子云）（电子云）电子云电子云密度密度大小大小反映反映电子电子在该区域（单位体积）出在该区域（单位体积）出现的现的机会（几率）机会（几率）大小大小一例电子云的概念电子云的概念:用小黑点的疏密来形象化描述电子用小黑点的疏密来形象化描述电子在原子核周围

7、出现机会多少的图象在原子核周围出现机会多少的图象-电子云电子云.电子云演示【小结】【小结】 在描述核外电子运动时在描述核外电子运动时,只能指出它只能指出它在原子核外空间某处出现的机会多在原子核外空间某处出现的机会多少少.而不能描会出轨迹而不能描会出轨迹. 用的是小黑点的疏密来代表电子在用的是小黑点的疏密来代表电子在核外空间单位体积内出现机会的多核外空间单位体积内出现机会的多少少. 电子在核外空间一定范围内出现电子在核外空间一定范围内出现,好好像带负电荷的云雾笼罩在原子核周像带负电荷的云雾笼罩在原子核周围围,人们形象地称它为电子云人们形象地称它为电子云.原子的构成、原子核的构成是怎样的?原子原子

8、核核外电子 质子 中子图图 1-7 电子层模型示意图电子层模型示意图电子层电子层(n)123 4 5 6 7字母表示字母表示 能量能量KL M N O P Q低低高高说明说明: 对于上面三点规律之间的相互对于上面三点规律之间的相互联系不能孤立的去理解联系不能孤立的去理解.如当如当M层层不是最外层时不是最外层时,最多可以排布最多可以排布18个个电子电子,而当它是最外层时而当它是最外层时,则最多可则最多可以排布以排布8个电子个电子.又如又如,当当O层为次层为次外层时外层时,就不是最多排就不是最多排50个电子个电子,而而是最多排布是最多排布18个电子个电子.:对于第三条规律对于第三条规律,我们不能类

9、我们不能类推推.即即:我们可以说排满了我们可以说排满了K层才层才排排L层层,排满了排满了L层才排满层才排满M层层.但但不能类推为排满了不能类推为排满了M层才排层才排N层层.练习 画出画出 37Rb 、 34Se 和和 53I 的原子结构示意图的原子结构示意图画出含有画出含有10个电子的原子或离子的结构示意图个电子的原子或离子的结构示意图（有（有O2-，F-，Ne，Na+ ， Mg2+ 等）等）电子排布电子排布 ：2,8.18,8,12,8,18,62,8,18,18,7 根据原子的核电荷数和电子层的排布规根据原子的核电荷数和电子层的排布规律，画出原子结构图：律，画出原子结构图：请指出请指出Na

10、Na+11 2 8 1+11 2 8 1元素符号元素符号原子核原子核核内质子核内质子电子层电子层层内电子数层内电子数 已知已知X，Y原子的核电荷数分别为原子的核电荷数分别为a和和b，Xm+和和Yn-的核外电子排布相同，的核外电子排布相同，下列正确的是：下列正确的是： A a=b+m+n B a=b-m+n C a=b+m-n D a=b-n-m练习A原子核外电子的排布原子核外电子的排布运动的特征运动的特征分层的排布分层的排布排布的规律排布的规律不定向高速自旋不定向高速自旋绕着原子核运动绕着原子核运动象带负电的云雾象带负电的云雾由于电子能量的不同而由于电子能量的不同而分层排布，由近到远，分层排布

11、，由近到远，由能量低到能量高。由能量低到能量高。能量由低到高；能量由低到高；每层最多容纳电子数目是每层最多容纳电子数目是2n2。最外层电子数目不超过最外层电子数目不超过8个，个，K层为最外层时不超过层为最外层时不超过2个。个。 次外层电子数目不超过次外层电子数目不超过18个，个，倒数第三层不超过倒数第三层不超过32个。个。 请阅读和比较请阅读和比较1-181-18号元素的有关数据，从号元素的有关数据，从中能找出什么规律？中能找出什么规律？ 1 2 氢氢 氦氦+ 1 0 原子原子序数序数元素元素 名称名称 元素元素 符号符号 电子电子排布排布 化合价化合价 门捷列夫的伟大创举门捷列夫的伟大创举就

12、是从这里开始的。就是从这里开始的。 祝您成功！祝您成功！HHe 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 锂锂 铍铍 硼硼 碳碳 氮氮 氧氧 氟氟 氖氖+ 1 + 2 + 3 + 4- 4+ 5- 3- 2- 10 原子原子序数序数元素元素 名称名称 元素元素 符号符号 电子电子排布排布 化合价化合价LiBe B C N O F Ne2,12,22,32,42,52,62,72,811 12 13 14 15 16 17 18 钠钠 镁镁 铝铝 硅硅 磷磷 硫硫 氯氯 氩氩+ 1 + 2 + 3 + 4- 4+ 5- 30 原子原子序数序数元素元素 名称名称 元素元素 符号符号 电子电子排布排

13、布 化合价化合价+ 6- 2+ 7 - 1NaMg Al Si P S Cl Ar2, 8, 1 2, 8, 22, 8, 32, 8, 42, 8,52, 8, 6 2, 8, 7 2, 8, 8主族元素的化主族元素的化合价与最外层合价与最外层电子数有何关电子数有何关系？系？最高正价等于最最高正价等于最外层电子数外层电子数负化合价数负化合价数 = 8 最外层电子数最外层电子数 随着原子序数的递增，原子的核外电子层排随着原子序数的递增，原子的核外电子层排布呈现什么规律性的变化？元素的化合价呈现什布呈现什么规律性的变化？元素的化合价呈现什么规律性的变化？么规律性的变化？原子序数原子序数 电子层数

14、电子层数最外层最外层电子数电子数 最高或最低化合价的最高或最低化合价的变化变化 12 1 310 1118218183+1+5- 4- 10+1+7- 4- 101 2 +1 0【结论】【结论】 随着原子序数的递增，元素随着原子序数的递增，元素原子的电子层排布和化合价都原子的电子层排布和化合价都呈周期性变化！呈周期性变化！原子半径原子序数原原子子半半径径影响影响半径半径大小大小因素因素电子层数：电子层数：电子层数越多，原子半径越大电子层数越多，原子半径越大核电荷数：核电荷数：核电荷数增多，使原子半径有减小的趋向核电荷数增多，使原子半径有减小的趋向核外电子数：核外电子数： 电子数增多，增加了相互

15、排斥，使原子电子数增多，增加了相互排斥，使原子 最主要因素最主要因素 当电子层数相同时，核电荷数的影响较大当电子层数相同时，核电荷数的影响较大。半径有增大的倾向。半径有增大的倾向。根据以上结论，判断下列粒子的半径大小根据以上结论，判断下列粒子的半径大小（1）F Cl （2） Cl S P（3）Cl- S2- （4）Na+ Mg2+ Al3+(5) Fe2+ Fe3+微粒半径比较规律微粒半径比较规律r(Clr(Cl- -) r(Cl) r(Cl)，r(Nar(Na+ +) r(Na) r(Na)r(Nar(Na+ +) r(Mg) r(Mg2+2+) r(Al) r(Al3+3+) )r(Na)

16、 r(Mg) r(Al) r(Si) r(P) r(Cl)r(Na) r(Mg) r(Al) r(Si) r(P) r(Cl)r(Na) rr(Na) r（K K） r(Rb)r(Rb)，r(Clr(Cl- -) r) r（BrBr- -） r(Ir(I- -) )稀有气体的半径跟邻近的非金属元素相比显得特别大稀有气体的半径跟邻近的非金属元素相比显得特别大 和氯原子相邻的氩原子和氯原子相邻的氩原子是单原子分子，测定半径是单原子分子，测定半径方法与氯原子不同。方法与氯原子不同。 氯分子中两个氯原子核间距氯分子中两个氯原子核间距离的一半，视为氯原子的半径。离的一半，视为氯原子的半径。为什么要这样测

17、定氯原子的半径？为什么要这样测定氯原子的半径？氯原子不能单独存在氯原子不能单独存在10-10m【知识拓展】【知识拓展】 随着原子序数的递增，元素原子的电随着原子序数的递增，元素原子的电子层排布、原子半径和化合价都呈周期子层排布、原子半径和化合价都呈周期性变化！性变化！元素的金属性和非金属性是否也随原元素的金属性和非金属性是否也随原 子序数的变化呈现周期性变化呢？子序数的变化呈现周期性变化呢？单质与水单质与水(或酸或酸)反应置换出氢反应置换出氢 的难易程度的难易程度元素金属性元素金属性强弱判断强弱判断最高价氧化物的水化物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元素的非金属元素的非

18、金属性强弱判断性强弱判断最高价氧化物的水化物的酸性强弱最高价氧化物的水化物的酸性强弱 与氢气生成气态氢化物的难易与氢气生成气态氢化物的难易氢化物的稳定性氢化物的稳定性以第三周期元以第三周期元素为例讨论素为例讨论!【回顾】【回顾】 取两段镁带，取两段镁带，用砂纸磨去表用砂纸磨去表面的氧化膜面的氧化膜, ,放入两支试管放入两支试管中。分别向试中。分别向试管中加入管中加入2mL2mL水水, ,并滴入酚并滴入酚酞溶液。将其酞溶液。将其中一支试管加中一支试管加热至水沸腾。热至水沸腾。对比观察现对比观察现象。象。 实实 验验 一一现象现象化学方程式化学方程式 镁与冷水反应缓慢，滴入酚镁与冷水反应缓慢，滴入

19、酚酞试液粉红色。而镁与沸水酞试液粉红色。而镁与沸水反应加快，产生气泡，溶液反应加快，产生气泡，溶液红色红色(颜色加深颜色加深)。镁的金属性比钠弱镁的金属性比钠弱结论结论Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2与金属钠对比与金属钠对比 取铝片和镁取铝片和镁带，用砂纸擦带，用砂纸擦去氧化膜去氧化膜, ,分别分别和和2mL 1mol/L2mL 1mol/L盐酸反应。盐酸反应。实实 验验 二二现象现象化学方程式化学方程式 结论结论镁与铝均能与盐酸反应产生镁与铝均能与盐酸反应产生气泡。但镁反应比铝剧烈。气泡。但镁反应比铝剧烈。镁的金属性比铝强镁的金属性比铝强Mg + 2HCl = MgCl2 +

20、 H22Al + 6HCl = 2AlCl3+ 3H2 Na Mg Al单质与单质与水水(或酸或酸)反应反应与冷水反与冷水反应应:与冷水反应缓与冷水反应缓慢，与沸水反慢，与沸水反应迅速、与酸应迅速、与酸反应剧烈，放反应剧烈，放出氢气。出氢气。与酸反应：与酸反应：最高价氧最高价氧化物对应化物对应水化物碱水化物碱性强弱性强弱 NaOH强碱强碱Mg(OH)2 中强碱中强碱 Al(OH)3两性氢氧两性氢氧化物化物 金属性：金属性：NaMgAl剧烈剧烈 迅速迅速 氧化物氧化物最高价氧化物的水化物最高价氧化物的水化物 元素元素14Si15P16S17ClSiO2P2O5SO3Cl2O7H2SiO3 H3P

21、O4 H2SO4 HClO4 硅硅 酸酸磷磷 酸酸硫硫 酸酸高氯酸高氯酸极弱酸极弱酸中强酸中强酸强强 酸酸最强酸最强酸 非金属性：非金属性：Si P S Cl氢化物氢化物化学式化学式元素元素14Si15P16S17Cl 非金属性：非金属性：Si P S Cl化合条件化合条件稳定性稳定性SiH4PH3H2SHCl高温下少量反应高温下少量反应磷蒸气，困难磷蒸气，困难加热反应加热反应光照或点燃化合光照或点燃化合很不稳定很不稳定不稳定不稳定较不稳定较不稳定稳定稳定原子序数原子序数1112131415161718元素符号元素符号NaMgAlSiPSClAr单质和水单质和水(或酸）反或酸）反应情况应情况冷

22、水冷水剧烈剧烈热水热水较快较快盐酸盐酸剧烈剧烈盐酸盐酸较快较快高高温温磷蒸气磷蒸气与与H2能能反应反应须须加加热热光照或光照或点燃爆点燃爆炸化合炸化合NaOH强碱强碱Mg(OH)2中强碱中强碱Al(OH)3两性氢两性氢氧化物氧化物H4SiO4弱酸弱酸H3PO4中强中强酸酸H2SO4强酸强酸HClO4最强最强酸酸稀有气体元素稀有气体元素非金属单质非金属单质与氢气反应与氢气反应最高价氧化最高价氧化物对应水化物对应水化物的酸碱性物的酸碱性金属性和非金属性和非金属性递变金属性递变金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强金属性逐渐减弱，非金属性逐渐

23、增强小结：第三周期元素性质递变规律。小结：第三周期元素性质递变规律。1.性质、结构、位置之间的关系性质、结构、位置之间的关系三、元素周期表和元素周期律的应用三、元素周期表和元素周期律的应用非非 金金 属属 性性 递递 增增非非金金属属性性递递增增非金属性最强非金属性最强金金 属属 性性 递递 增增金金 属属 性性 递递 增增2 2、元素性质递变规律、元素性质递变规律 金属与非金属金属与非金属分界线附近的分界线附近的元素既表现出元素既表现出一定的金属性一定的金属性也表现出一定也表现出一定的非金属性。的非金属性。周期序数等于周期序数等于主族序数的元主族序数的元素具有两性素具有两性. .Al(OH)

24、3+H+ = Al(OH)3+OH- = .Al 2O3+H+ = Al 2O3 +OH- = .B特特殊殊知知识识点点找找元元素素之之最最最活泼金属最活泼金属 、最活泼非金属、最活泼非金属 最轻的金属最轻的金属 、最轻的非金属、最轻的非金属最高熔沸点是最高熔沸点是 、最低熔沸点是、最低熔沸点是最稳定的气态氢化物最稳定的气态氢化物 ，含，含H%最大的是最大的是最强酸最强酸 、最强碱、最强碱地壳中含量最多的金属和非金属地壳中含量最多的金属和非金属找半导体：在找半导体：在“折线折线”附近附近 Si Ge Ga找农药：找农药： 在磷附近在磷附近 P As S Cl F找催化剂、耐高温、耐腐蚀材料：找

25、催化剂、耐高温、耐腐蚀材料： 过渡元素过渡元素 Fe Ni Pt Pd RhCsF2LiH2CHeHFCH4HClO4CsOHAl O原子半径依次减小原子半径依次减小原子半径依次减小原子半径依次减小原子半径依次增大原子半径依次增大原子半径依次增大原子半径依次增大失电子能力依次增强电子能力依次增强失电子能力依次增强失电子能力依次增强非金属性依次增强非金属性依次增强得电子能力依次增强得电子能力依次增强得电子能力依次增强得电子能力依次增强非金属性依次增强非金属性依次增强金属性依次增强金属性依次增强金属性依次增强金属性依次增强 1B Al SiGeAs Sb Te 2 3 4 5 6 7A AAA A

26、AA 0 Po At非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强 金属性逐渐增强金属性逐渐增强金属性逐渐增强金属性逐渐增强 非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强元素的金属性和非金属性递变H HLiLiBeBeB BC CN NO OF FNaNaMgMgAlAlSiSiP PS SClClK KCaCaGaGaGeGeAsAsSeSeBrBrRbRbSrSrInInSnSnSbSbTeTeI ICsCsBaBaTlTlPbPbBiBiPoPoAtAt非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强金属性逐渐增强金属性逐渐增强金属性逐渐增强金属性逐渐增强非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强(1)(1)主族元素主族元素: :最高正价

27、数最高正价数= =主族序数主族序数= =最外层电子数最外层电子数 (价电子价电子)(2)(2)非金属元素非金属元素: : 最高正价最高正价+ +最低负价最低负价=8=83、元素的化合价与元素在周期表中的位置关系、元素的化合价与元素在周期表中的位置关系AAAAAAA氢化物氢化物-RH4RH3H2RHR最高价氧化物最高价氧化物R2OROR2O3RO2R2O5RO3R2O7最高价氧化物最高价氧化物的水化物的水化物ROHR(OH)2R(OH)3H2RO3(H4RO4)H3RO4 (HRO) 3H2RO4HRO44、应用、应用在周期表一定区域内寻找元素，发在周期表一定区域内寻找元素，发 现物质的新用途。

28、现物质的新用途。（1）预言未知元素并证实）预言未知元素并证实.（2）分界处找半导体材料）分界处找半导体材料.（3）较低毒磷农药代替砷农药）较低毒磷农药代替砷农药.（4）过度区寻找催化剂和耐高温、）过度区寻找催化剂和耐高温、 耐腐蚀的合金材料耐腐蚀的合金材料.1、门捷列夫预言了锗的存在和性质、门捷列夫预言了锗的存在和性质 预测预测 锗锗相对原子质量相对原子质量 72 72.6密度密度/ 5.5 5.32氧化物氧化物 MO2 GeO2氧化物密度氧化物密度/ 4.7 4.72氯化物氯化物 MCl4 GeCl4氯化物熔点氯化物熔点 / 100 84g/cmg/cm3 3g/cmg/cm3 3铝铝2.702.70660.37660.3726.9826.98锌锌65.4165.41419.58419.587.147.14铟铟114.8114.87.317.31156.61156.61锗锗72.6472.645.325.32937.4937.4? ? 类铝（类铝（EaEa）18711871年门捷列夫预言年门捷列夫预言 原子量约为原子量约为6969 密度约为密度约为5.96.0g/cm5.96.0g/cm3 3熔点应该很低熔点应该很低可用分光镜发现其存在可用分光镜发现其存在最高价氧