【教学课件】第3节 元素性质及其变化规律 参考课件

第3节

元素性质及其变化规律(第1课时)第1章

原子结构与元素性质新课导入【科学史话】在布瓦博德朗发现元素镓之前，门捷列夫准确预言在锌与砷之间存在类铝元素和类硅元素。在19世纪科技水平并不发达的时代，门捷列夫就能准确预言，让人非常钦佩。你知道门捷列夫成功预言的依据是什么吗？元素周期律新课导入1869年，门捷列夫发现，按相对原子质量从小到大的顺序将元素排列起来，得到一个元素序列，并从最轻的元素氢开始进行编号，称为原子序数，这个序列中的元素性质随着原子序数递增发生周期性的重复，这一规律被门捷列夫称作元素周期律。原子半径及其变化规律电子云模型依据量子力学理论，核外电子从原子核附近到离核很远的地方都有可能出现，因此原子并不是一个具有明确“边界”的实体。这就是说，原子并没有经典意义上的半径。那么，原子半径是如何测定的呢？原子半径及其变化规律原子半径及其变化规律原子半径为什么会发生这样周期性递变吗？影响原子半径变化的因素有哪些？原子半径及其变化规律1.核电荷数对原子半径有什么影响？2.核外电子数对原子半径有什么影响？核电荷数越大，核对外层电子的吸引作用越大，原子半径越小。电子层数越多，原子半径越大。如果增加的电子都在同一层上，增加的电子产生的电子间的排斥作用增大，原子半径增大。原子半径及其变化规律主族元素同周期从左至右原子半径逐渐减小，同主族自上至下原子半径逐渐增大。1.主族元素原子半径及其变化规律在两种相反因素的作用下，为什么同周期自左向右半径递减，同主族自上而下半径递增？同周期自左向右，每增加一个电子，核电荷相应增加一个正电荷，增加的电子排布在同一层上，增加的电子产生的电子间的排斥作用小于核电荷增加导致的核对外层电子的吸引作用，结果使原子半径逐渐减小。同主族自上而下，随着电子层数的增加，离核更远的外层轨道填入电子，电子层数的影响大于核电荷增加的影响，导致原子半径增大。二、元素周期律副族元素的原子半径变化如图所示，请归纳其变化规律。类比主族元素的原子半径变化，对变化规律给出解释。【深度思考】二、元素周期律同一周期的过渡元素与主族元素相比，从总的变化趋势来看，从左到右原子半径的变化幅度不大，趋势为减小。这是因为增加的电子都排布在(n-1)d轨道上，不同元素原子的外层电子(ns)受到原子核吸引作用及内层电子排斥作用的总体效果差别不大。微粒大小半径的比较同一种元素的原子半径、阳离子半径、阴离子半径之间有何关系？例如H、H+、H-半径大小关系如何？理由为何？r(H-)>r(H)>r(H+)阴离子相比于原子，核电荷数未变，增加的电子填入最外层，电子之间排斥加大，致使半径增大。阳离子相比于原子，核电荷数未变，失去最外层电子，电子能层减少，致使半径减小。这种规律同样适用于其他元素。微粒大小半径的比较灰色代表原子半径，红色代表阳离子半径，绿色代表阴离子半径微粒大小半径的比较同主族元素的阳离子或阴离子，其半径大小自上而下如何变化？给出你的解释。同主族元素的离子，核电荷数越大，半径越大。同主族的离子与同主族的原子一样，电子能层的增加这一因素占主导地位，故自上而下，无论阴离子，还是阳离子，半径都增加。微粒大小半径的比较电子构型相同的离子，随着核电荷数的增加，半径怎样变化？给出你的解释。电子构型相同的离子，核电荷越大，离子半径越小。电子构型相同时，电子彼此之间的排斥这一因素相同。而核电荷数越大，对电子的吸引越强烈，使得半径减小。微粒大小半径的比较微粒大小半径的比较如何比较Fe3+和Fe2+的半径大小？同种元素的不同阳离子，核电荷数相同，离子所带电荷越高，核外电子数越少，电子间彼此的排斥越小，故半径越小。所以r(Fe2+)>r(Fe3+)。1同周期元素的原子半径、最高价阳离子半径、最低价阴离子半径：随着核电荷数增多，半径依次减小(稀有气体元素除外)以第三周期元素为例进行分析。原子半径：r(Na)＞r(Mg)＞r(Al)＞r(Si)＞r(P)＞r(S)＞r(Cl)；最高价阳离子半径：r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)；最低价阴离子半径：r(P3－)＞r(S2－)＞r(Cl－)。注意：同周期非金属元素形成的阴离子半径大于金属元素形成的阳离子半径，如

r(Na＋)＜r(Cl－)。微粒大小半径的比较2同主族元素的原子半径、相同价态阳离子半径或阴离子半径：随着电子层数增多。半径依次增大第ⅠA族原子半径：r(Li)＜r(Na)＜r(K)＜r(Rb)＜r(Cs)；第ⅠA族离子半径：r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)；第ⅦA族离子半径：r(F－)＜r(Cl－)＜r(Br－)＜r(I－)。微粒大小半径的比较3核外电子排布相同即具有相同电子层结构的微粒，随着核电荷数增多，半径依次减小与He电子层结构相同的微粒：r(H－)＞r(Li＋)＞r(Be2＋)；与Ne电子层结构相同的微粒：r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)；与Ar电子层结构相同的微粒：r(S2－)＞r(Cl－)＞r(K＋)＞r(Ca2＋)。注意：该规律可总结为“序小径大，阴前阳后”。微粒大小半径的比较4同种元素形成的微粒半径：阳离子＜中性原子＜阴离子，且阳离子价态越高，半径越小如r(Fe3＋)＜r(Fe2＋)＜r(Fe)，r(Cl)＜r(Cl－)，r(H＋)＜r(H)＜r(H－)。微粒大小半径的比较5电子层结构和所带电荷数都不同的微粒，一般要找参照物进行比较如比较Al3＋和S2－半径的大小，可用O2－作参照物，因为r(Al3＋)＜r(O2－)，r(O2－)＜r(S2－)，故r(Al3＋)＜r(S2－)(一般地，能层数多的离子半径也大)。微粒大小半径的比较课堂练习1.原子序数依次增大的短周期主族元素M、X、Y、Z、W，X、Z同主族，X比M多一个电子，W比Z多一个电子。含0.9%YW化合物的水溶液称为生理盐水。下列说法正确的是()A.非金属性：Z>XB.原子半径：W>YC.M有多种含氧酸D.Y、X、Z组成的化合物溶于水均显碱性C课堂练习2.短周期元素，根据下表信息，判断以下叙述正确的是()A.单质与稀盐酸反应的剧烈程度为L<QB.M单质既能与盐酸反应，也能与氨水反应C.与氢气化合的难易程度为T单质比R单质难D.Q的最高价氧化物对应的水化物为两性元素代号LMQRT原子半径/nm0.1600.1430.1120.1040.066最高正价最低负价+2+3+2+6、-2-2D3.元素W、X、Y和