高中化学-物质结构元素周期律学

高中化学_物质结构元素周期律学课件第一页，共四十六页，2022年，8月28日一、原子核外电子的排布①分层排布：分别用n=1、2、3、4、5、6、7来表示从内到外的电子层，并分别用符号K、L、M、N、O、P、Q来表示）；②在离核较近的区域运动的电子能量较低，在离核较远的区域运动的电子能量较高，原子核外的电子总是尽可能地先从内层排起；1234567KLMNOPQ由内到外，能量逐渐升高第二页，共四十六页，2022年，8月28日原子核外电子的排布

1、电子在原子核外相对大实际小的空间不停地做高速运动（速度接近光速)）。

2、所有的电子都具有一定的能量，在多电子原子里，各电子所具有的能量不尽相同，有的电子的能量还相差较大。

3、能量低的电子在离核较近的区域运动，能量较高的电子在离核较远的区域运动。

4、我们把不同的电子运动区域简化为不连续的壳层，称之为“电子层”。电子层？？？各电子层的序号、能量如下表：第三页，共四十六页，2022年，8月28日电子层的代号n各电子层序号1234567…KLMNOPQ…与原子核的距离由近到远能量由低到高第四页，共四十六页，2022年，8月28日第五页，共四十六页，2022年，8月28日(1)各电子层最多容纳2n2个电子；核外电子排布规律(2)最外电子数不超过8个电子(K层为不超过2个)；(3)次外层电子数不超过18个电子；倒数第三层不超过32个电子（4）核外电子总是尽先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)。以上规律是相互联系的，不能孤立地机械套用。

第六页，共四十六页，2022年，8月28日练习：总结１至１８号原子结构的特殊性。（１）原子中无中子的原子：1H1第七页，共四十六页，2022年，8月28日（２）最外层有１个电子的元素：（３）最外层有２个电子的元素：（４）最外层电子数等于次外层电子数的元素：H、Li、NaHe、Be、MgBe、Ar第八页，共四十六页，2022年，8月28日（５）最外层电子数是次外层电子数２倍的元素：（６）最外层电子数是次外层电子数３倍的元素：（７）最外层电子数是次外层电子数４倍的元素：CONe第九页，共四十六页，2022年，8月28日（8）最外层电子数等于电子层数的有HBeAl第十页，共四十六页，2022年，8月28日二、元素周期律第十一页，共四十六页，2022年，8月28日

请阅读和比较1-18号元素的有关数据，从中能找出什么规律？第十二页，共四十六页，2022年，8月28日表5-51~18号元素的核外电子排布、原子半径和主要化合价最外层电子数1→2最外层电子数1→8最外层电子数1→8第十三页，共四十六页，2022年，8月28日表5-51~18号元素的核外电子排布、原子半径和主要化合价原子半径大→小原子半径大→小第十四页，共四十六页，2022年，8月28日表5-51~18号元素的核外电子排布、原子半径和主要化合价

主要化合价：正价+1→0主要化合价：正价+1→+5，负价：-4→-1→0主要化合价：正价+1→+7，负价：-4→-1→0第十五页，共四十六页，2022年，8月28日P.14~15科学探究1运用核外电子排布规律画出前三周期元素的原子结构示意图，然后分析、归纳出各周期元素的最外层电子排布和主要化合价的递变规律。原子序数电子层数最外层电子数主要化合价1－2112＋103－10218＋1＋5－41011－18318＋1＋7－4－10第十六页，共四十六页，2022年，8月28日原子半径和离子半径大小比较规律同主族元素的原子及离子半径随核电荷数增多而增大，如Li＜Na＜K，Li+＜Na+＜K+同周期元素的原子半径随核电荷数的增多而减小，如Na＞Mg＞Al同种元素的微粒半径随价态升高而变小如Cl＜Cl-

Na＞Na+电子排布相同的微粒，随核电荷数的增多而减小如F-

>Na+>

Mg2+>

Al3+第十七页，共四十六页，2022年，8月28日既不同周期也不同主族找参照Na＞O一般说来，电子层数越多半径越大，如Na+＜Cl-根据以上规律预测，第三周期元素的离子半径如何变化？第十八页，共四十六页，2022年，8月28日根据同周期原子结构的递变规律，你能预测一下元素的金属性与非金属性的递变规律吗？第十九页，共四十六页，2022年，8月28日金属性强弱的比较方法单质与水反应的难易程度单质与酸反应的剧烈程度最高价氧化物对应水化物的碱性强弱单质间的置换反应第二十页，共四十六页，2022年，8月28日元素非金属性强弱的比较方法？１与氢气生成气态氢化物的难易程度以及氢化物的稳定性强弱２最高价氧化物的水化物的酸性强弱３单质间的置换反应第二十一页，共四十六页，2022年，8月28日

放少许镁带于试管中，加2mL水，滴入2滴酚酞试液，观察现象；过一会加热至沸，再观察现象。实验现象：

镁与冷水反应缓慢，产生少量气泡，滴入酚酞试液后不变色。反应式：Mg+2H2O==Mg(OH)2+H2结论：镁元素的金属性比钠弱△加热后镁与沸水反应较剧烈，产生较多气泡，溶液变为红色。讨论第三周期元素的性质递变第二十二页，共四十六页，2022年，8月28日

取铝片和镁带，擦去氧化膜，分别和2mL1mol/L盐酸反应。实验现象：

镁与铝均能与盐酸反应产生气泡。但镁反应更剧烈。反应：Mg+2HCl=MgCl2+H2结论：镁元素的金属性比铝强2Al+6HCl=2AlCl3+3H2第二十三页，共四十六页，2022年，8月28日钠（Na）、镁（Mg）、铝（Al）金属性比较性质钠（Na）镁（Mg）铝（Al）与水与酸氢氧化物碱性冷水、剧烈冷水、缓慢结论金属性：Na>Mg剧烈迅速结论金属性：Mg>Al强碱性中强碱两性氢氧化物结论金属性：Mg>Mg>Al结论：同周期的元素，随原子序数的增加金属性减弱。第二十四页，共四十六页，2022年，8月28日氢化物化学式元素14Si15P16S17Cl

非金属性：Si<P<S<Cl单质与氢气的化合条件氢化物的稳定性SiH4PH3H2SHCl高温下少量反应磷蒸气，困难加热反应光照或点燃很不稳定不稳定较不稳定稳定从氢化物看第二十五页，共四十六页，2022年，8月28日最高价氧化物最高价氧化物的水化物元素14Si15P16S17ClSiO2P2O5SO3Cl2O7H2SiO3H3PO4H2SO4HClO4硅酸磷酸硫酸高氯酸极弱酸中强酸强酸最强酸

非金属性：Si<P<S<Cl从最高价氧化物的水化物看第二十六页，共四十六页，2022年，8月28日

根据实验，可得出第三周期元素金属性、非金属性的递变规律:

NaMgAlSiPSCl

金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强用结构观点解释：电子层数相同核电荷数增多原子半径减小原子失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强同周期元素从左到右原子核对最外层电子的吸引力增强第二十七页，共四十六页，2022年，8月28日方式元素性质变化趋势结论随着原子序数的递增元素原子的最外层电子排布1→8(H,He)元素原子半径大→小元素化合价+1→+7-4→-1→0元素金属性与非金属性金属性减弱非金属性增强呈现周期性变化元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的变化，这一规律叫做元素周期律 元素的性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布呈周期性变化的必然结果---周期律的实质第二十八页，共四十六页，2022年，8月28日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金属性依次增强金属性依次增强第二十九页，共四十六页，2022年，8月28日三、元素周期表和元素周期律的应用

1、元素的位、构、性三者之间的关系及其应用结构位置性质决定反映决定反映决定反映第三十页，共四十六页，2022年，8月28日（1）结构决定位置：原子序数＝核电荷数周期序数＝电子层数主族序数＝最外层电子数第三十一页，共四十六页，2022年，8月28日最外层电子数和原子半径原子得失电子的能力元素的金属性、非金属性强弱（2）结构决定性质：

最外层电子数＝主族元素的最高正价数＝8－负价数第三十二页，共四十六页，2022年，8月28日（3）位置反映性质：同周期：从左到右，递变性同主族{相似性从上到下，递变性第三十三页，共四十六页，2022年，8月28日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金属性依次增强金属性依次增强第三十四页，共四十六页，2022年，8月28日

1B

Al

SiGeAs

Sb

Te

2

3

4

5

6

7ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0

Po

At非金属性逐渐增强

金属性逐渐增强金属性逐渐增强

非金属性逐渐增强第三十五页，共四十六页，2022年，8月28日

①根据同周期、同主族元素性质的递变规律可推知：金属性最强的元素是铯（Cs）,位于第6周期第ⅠA族（左下角），非金属性最强的元素是氟（F),位于第2周期第ⅦA族（右上角）。

②位于分界线附近的元素既有一定的金属性，又有一定的非金属性，如Al、Si、Ge等。2、元素的化合价与位置、结构的关系

（1）最高正价数＝主族序数＝最外层电子数（2）最低负价数＝主族序数－8＝最外层电子数－8第三十六页，共四十六页，2022年，8月28日

（1）元素周期表是元素周期律的具体表现形式，是学习化学的一种重要工具。

（2）可预测或推测元素的原子结构和性质

（3）在科学研究和生产上也有广泛的应用

（4）在哲学方面，元素周期律揭示了元素原子核电荷数递增引起元素性质发生周期性变化的事实，有力地论证了事物变化的量变引起质变的规律性。

3、元素周期律的应用和意义第三十七页，共四十六页，2022年，8月28日练习1.碱性强弱介于KOH和Mg(OH)2之间的氢氧化物是（）A．NaOHB．Al(OH)3

C．Ca(OH)2

D．RbOH2.下列物质中，既能与强酸又能与强碱反应的是（）①Na2CO3②NaHCO3 ③Al2O3 ④Al(OH)3 A．①②③④ B．①②③

C．①②④ D．②③④BD第三十八页，共四十六页，2022年，8月28日3.下列各组元素中，按最高正价递增顺序排列的是 （）A．C．N、O、F B．K、Mg、C．SC．F、Cl、Br、I D．Li、Na．K、Rb4.A．B均为原子序数1—20的元素，已知A的原子序数为n，A2+离子比B2－离子少8个电子，则B的原子序数是 （）A．n+4 B．n+6 C．n+8 D．n+105.下列叙述中，肯定a金属比b金属活泼性强的是（）

A．a原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少

B．a原子电子层数比b原子的电子层数多

C．1mola从酸中置换H+生成的H2比1molb从酸中置换H+生成的H2多

D．常温时，A能从水中置换出氢，而B不能BAD第三十九页，共四十六页，2022年，8月28日6.A、B、C三种元素的原子具有相同的电子层数，它们相同物质的量的原子获得相同物质的量的电子时释放出的能量是A>C>B,则它们原子序数大小顺序是（）A．B>C>A B．A>B>C C．B<A>C D．A>C>B7.下列各组物质的性质变化正确的是 （）

A．酸性HClO4>HNO3>H3PO4>H2SiO4 B．稳定性H2S>HCl>HBr>HI C．熔点Pb>K>Na>Li D．溶解性NaHCO3>Na2CO3>NaOH

DA第四十页，共四十六页，2022年，8月28日8.原子序数1—18号元素中：（1）与水反应最剧烈的金属是_____________；（2）与水反应最剧烈的非金属单质是___________；（3）在室温下有颜色的气体单质是_____________；（4）在空气中容易自燃的单质名称是________；（5）除稀有气体外，原子半径最大的元素是______；（6）原子半径最小的元素是_____________；（7）气态氢化物水溶液呈碱性的元素是_________；（8）气态氢化物最稳定的化学式是_____________；（9）最高价氧化物对应水化物的酸性最强的元素是_____________。9。在Na、K、O、N、C．Li、F、H八种元素中，原子半径由小到大的顺序为_________________________________。KF2F2Ci2白磷NaHNHF

ClH<F<O<N<C<Li<Na<K

第四十一页，共四十六页，2022年，8月28日10.元素周期律是指元素的性质随___________的递增，而呈_______性变化的规律。11.A、B两种元素的原子，当它们分别获得1个电子形成稀有气体原子的电子层结构时，A放出的能量大于B。下列叙述中正确的是（）A．A的氧化性小于B B．B－的还原性大于A－C．A－的还原性大于B－

D．A的氧化性大于B原子序数

周期性获得电子时，要释放出能量，放出能量的越多，说明其越容易得电子，A的非金属性越强。BD第四十二页，共四十六页，2022年，8月28日12.根据硼在周期表中的位置，推测硼的最高价含氧酸化学式不可能是（）A．H2BO4 B．H3BO3C．HBO2 D．H2B4O713.已知X、Y、Z元素的原子具有相同的电子层数，且原子序数依次增大，其最高价氧化物对应的水化物酸性依次增强，则下列判断正确的是（）原子半径按X、Y、Z依次增大阴离子的还原性按X、Y、Z顺序增强单质的氧化性按X、Y、Z