高中化学选修3：物质结构与性质 原子结构与元素的性质【全国一等奖】

第二节原子结构与元素的性质第一章原子结构与性质第二节原子结构与元素的性质

【学习目标】1.掌握原子结构与元素周期表的关系。2.知道元素周期表的应用价值和元素周期表的

分区。3.理解电离能和电负性的概念，掌握元素的原子半径、第一电离能和电负性的周期性变化学习重点和难点：掌握元素的原子半径、第一电离能和电负性的周期性变化，并用原子结构进行解释。【知识链接】1.元素周期表的编排原则是什么？(1)按照原子序数(核电荷数)递增的顺序从左到右排列(2)将电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成一横行—周期。(3)把最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序由上而下排成一纵行—族。2881818327IAVIIA7IIIBVIIBIBIIB8,9,102.元素周期表共有多少个横行？多少个纵行？多少个周期？多少个族？周期：三短三长一不全

族：七主七副八和零族的排列：从第一纵行到第十八纵行：

一主二主三七副，八族三列紧排布

一副二副三七主，最后一列是零族

[归纳]周期表的结构[交流讨论]参考元素周期表，写出除第一周期外各周期的元素种类及第一个元素和最后一个元素的电子排布式。你发现了什么规律？周期序数所含元素种类各周期第一种元素电子排布式各周期最后一种元素电子排布式金属元素种类234561s22s22p63s1[Ar]4s1[Kr]5s1[Xe]6s11s22s11s22s22p61s22s22p63s23p6[Ar]3d104S24P6[Kr]4d105s25p6[Xe]4f145d106s26p623141530881818321.周期系的形成：随着元素原子的核电荷数的递增，每到出现_________，就开始建立一个新的电子层，随后最外层上的电子逐渐增多，最后达到8个电子，出现_________；形成一个周期，循环往复形成周期系。2.除第一周期外，每个周期的第一个元素的原子最外层总是_____个电子，最后一个元素的原子最外层总是______个电子。可见，元素周期系的形成是由于_____________________________________________。3.元素周期系的周期不是单调的，每一周期里元素的数目并__________，而是随周期序号的递增渐渐_______，同时，金属元素的数目也_________。一、原子结构与元素周期表碱金属稀有气体18原子核外电子的排布发生周期性的重复不相等增多逐渐增多ⅠA01ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2p区3s区ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡB4d区ds区567镧系f区锕系4、元素周期表的分区s区包括___________族，p区包括______________，d区包括ⅢB～ⅦB及Ⅷ族，ds区包括____________族，f区包括___________________.

ⅠA～ⅡAⅢA～0族ⅠB～

ⅡB镧系和锕系元素共分为五个区例1．下列元素一定为主族元素的是(

)A．其原子最外电子层有7个电子的元素

B．最高正价为＋3的元素C．其原子最外层电子数大于电子层数的元素D．最高价氧化物对应的水化物是酸的元素A例2．某元素原子价电子排布式为3d54s2，其应在(

)A．第四周期ⅡA族

，s区

B．第四周期ⅡB族，ds区C．第四周期ⅦA族，p区

D．第四周期ⅦB族，d区D[思考分析]二、元素周期律元素的性质随核电荷数递增发生周期性的变化的规律。[复习回顾]

元素周期表中，同周期的主族元素从左到右，最高化合价和最低化合价、金属性和非金属性的变化有什么规律？1、原子半径

⑴影响因素电子的能层数：层数越多，半径增大

核电荷数：核电荷数增大，使半径缩小

[学与问]元素周期表中同周期的主族元素从左到右，原子半径的变化趋势如何？应如何理解这种趋势？周期表中的同主族元素从上到下，原子半径的变化趋势如何？应如何理解这种趋势？⑵变化规律（3）比较微粒半径大小的一般规律电子层数相同时，核电荷数越大，半径________；电子层数不同时，电子层数越多，半径__________。例3．下列元素原子半径依次增大的是(

)

A．C、N、O、FB．Mg、Al、Si、SC．B、Be、Mg、NaD．Mg、Na、K、Ca越小越大C[思考分析]（2）原子半径的变化规律同一周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小；同一主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。2、电离能

⑴定义气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，叫做第一电离能。用符号I1表示，单位：kJ/mol元素的第一电离能越小，原子越容易失去电子，元素金属性越强。⑵意义衡量原子或离子失去电子的难易程度（3）元素第一电离能的变化规律规律：同一元素的逐级电离能是逐渐增大的（I1<I2<I3‥‥‥)（3）元素第一电离能的变化规律①同周期b、第ⅡA元素>ⅢA的元素；第ⅤA元素>ⅥA元素（第ⅢA元素和第ⅥA元素出现反常）②同主族a、从左到右呈增大趋势（IA族最小，0族最大）从上到下，元素的第一电离能逐渐减小。（4）应用①判断元素金属性的强弱②根据电离能数据（看电离能数据是否发生突变）确定元素在化合物中的化合价I1越小，元素的金属性越强例4.同周期下列电子排布式的原子中，第一电离能最小的是(

)A．ns2np1B．ns2np3

C．ns2np5D．ns2np6例5.下列各组元素，按原子半径依次减小，元素第一电离能逐渐升高的顺序排列的是(

)A．K、Na、LiB．Al、Mg、NaC．C、O、ND．Cl、S、PAA[思考分析]3、电负性（1）基本概念原子中用于形成化学键的电子用来描述不同元素的原子对键合电子的吸引力的大小（电负性是相对值，没单位）。键合电子:电负性:化学键:（2）电负性的意义衡量元素在化合物中吸引键合电子的能力。元素的电负性越大，其原子在化合物中对键合电子的吸引能力就越大，非金属性越强；元素的电负性越小，其原子在化合物中对键合电子的吸引能力就越小，金属性越强。使离子相结合或原子相结合的作用力（3）电负性标准以氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0，作为相对标准，得出了各元素的电负性。（4）变化规律:①同周期，从左到右，元素的电负性逐渐增大②同主族，从上到下，元素的电负性逐渐减小（4）变化规律（与非金属性一致）（5）电负性的应用①判断元素的金属性和非金属性的强弱非金属＞1.8电负性越大，非金属性越强；金属＜1.8电负性越小，金属性越强；类金属≈1.8既有金属性，又有非金属性②判断化合物中元素化合价的正负③判断化学键的类型成键元素原子的电负性差＜1.7，共价键。成键元素原子的电负性差＞1.7，离子键；电负性大的元素，吸引电子的能力强，表现为负价。电负性小的元素，吸引电子的能力弱，表现为正价。（6）对角线规则对角线规则：元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的。原因（电负性解释）：可以粗略的认为它们的电负性相近的缘故。例6．下列各组元素按电负性大小的顺序排列，正确的是(

)A．F>N>OB．O>Cl>FC．As>P>HD．Cl>S>As例7.不能说明X的电负性比Y的大的是(

)A．与H2化合时X单质比Y单质容易B．X的最高价氧化物的水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应水化物的酸性强C．X原子的最外层电子数比Y原子最外层电子数多D．X单质可以把Y从其氢化物中置换出来DC[思考分析]归纳总结同周期主族元素，从左到右，原子半径逐渐减小同主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大2、元素第一电离能的变化规律：①同周期：②同主族：b、第ⅡA元素>ⅢA的元素；第ⅤA元素>ⅥA元素a、从左到右呈增大趋势（

IA族最小，0族最大）从上到下，元素的第一电离能逐渐减小。1、原子半径的变化规律

①同周期，从左到右，元素的电负性逐渐增大②同主族，从上到下，元素的电负性逐渐减小3、电负性的变化规律

【课堂反馈】1.已知某元素＋3价离子的电子排布为：1s22s22p63s23p63d5，该元素在周期表中的位置是(

)A．第三周期第Ⅷ族，p区B．第三周期ⅤB族，ds区C．第四周期第Ⅷ族，d区D．第四周期ⅤB族，f区2.(双选题)下列说法中错误的是(

)A．所有的非金属元素都分布在p区B．元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素C．除氦以外的稀有气体原子的最外层电子数都是8D．同一元素的各种同位素的物理性质、化学性质均相同CA3.下列说法中不正确的是(

)A．元素的第一电离能是元素的单质失去最外层1个电子所需要吸收的能量，同周期从左到右元素的电离能逐渐增大B．元素的电负性是衡量元素在化合物中吸引电子能力大小的一种标度，同周期主族元素从左到右元素的电负性逐渐增大C．元素的性质随着原子序数的增大而呈周期性变化D．鲍林的电负性是以氟的电负性为4.0作相对标准得出的4．下列各元素，最易形成离子化合物的是(

)①第三周期第一电离能最小的元素②外围电子构型为2s22p6的原子③2p能级为半满的元素④电负性最大的元素