第一章第二节原子结构与元素周期表课件高二下学期化学人教版选择性必修2

第一章第二节第1课时原子结构与元素周期表学习目标：1.知道元素周期表的分区；知道各区元素原子核外电子排布特征；了解元素的对角线规则。2.认识元素原子半径的周期性变化；认识第一电离能的周期性变化。3.认识电负性的周期性变化规律；

了解电负性的应用。1869年门捷列夫元素周期表按相对原子质量排序元素周期律、元素周期系和元素周期表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。1869年，门捷列夫发现，元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化，这个规律叫作元素周期律。门捷列夫原子序数核电荷数=元素周期律为元素的性质随着元素核电荷数的递增而呈周期性变化。我们把元素按照其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系。莫塞莱=质子数=核外电子数元素周期律、元素周期系和元素周期表1869年门捷列夫元素周期表按相对原子质量排序元素周期律、元素周期系和元素周期表1905年维尔纳特长式周期表元素周期律、元素周期系和元素周期表1922年玻尔元素周期表用原子结构解释元素周期表元素周期律、元素周期系和元素周期表周期表手环构造原理与元素周期表1s11s22s12s22s22p12s22p22s22p32s22p42s22p52s22p63s13s23s23p13s23p23s23p33s23p43s23p53s23p64s14s23d14s23d24s23d34s23d44s23d54s23d64s23d74s23d84s23d94s23d104s24s24p14s24p24s24p34s24p44s24p54s24p63d54s13d104s1CrCu构造原理与元素周期表1s2s3s4s5s6s7s2p3p4p5p6p7p3d4d5d6d4f5f28818183232214106构造原理与元素周期表1s12s13s14s15s16s17s12s23s24s25s26s27s22s22p13s23p14s24p15s25p16s26p12s22p23s23p24s24p25s25p26s26p22s22p33s23p34s24p35s25p36s26p32s22p43s23p44s24p45s25p46s26p42s22p53s23p54s24p55s25p56s26p52s22p63s23p64s24p65s25p66s26p61s23d14s24d15s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s23d104s13d104s24d55s15d26s2镧系5d66s24d75s15d76s24d85s15d96s14d105d106s14d105s14d105s25d106s26d27s2锕系5d46s24d55s24d45s14d25s25d36s25d56s26d37s2镧系锕系5d16s26d17s24f15d16s24f46s24f36s24f56s24f76s24f66s24f75d16s24f106s24f96s24f146s24f136s24f126s24f116s24f145d16s26d27s24f25d16s24f35d16s26d77s26d67s24f75d16s26d97s26d117s26d127s26d137s26d147s26d107s24f45d16s24f145d16s2IAVAIVAIIIAIIBIBIVBIIIBVBVIBVIIBVIIAVIA0VIIIIIA构造原理与元素周期表1s12s13s14s15s16s17s12s23s24s25s26s27s22s22p13s23p14s24p15s25p16s26p12s22p23s23p24s24p25s25p26s26p22s22p33s23p34s24p35s25p36s26p32s22p43s23p44s24p45s25p46s26p42s22p53s23p54s24p55s25p56s26p52s22p63s23p64s24p65s25p66s26p61s23d14s24d15s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s23d104s13d104s24d55s15d26s2镧系5d66s24d75s15d76s24d85s15d96s14d105d106s14d105s14d105s25d106s26d27s2锕系5d46s24d55s24d45s14d25s25d36s25d56s26d37s2镧系锕系5d16s26d17s24f15d16s24f46s24f36s24f56s24f76s24f66s24f75d16s24f106s24f96s24f146s24f136s24f126s24f116s24f145d16s26d27s24f25d16s24f35d16s26d77s26d67s24f75d16s26d97s26d117s26d127s26d137s26d147s26d107s24f45d16s24f145d16s2IAVAIVAIIIAIIBIBIVBIIIBVBVIBVIIBVIIAVIA0VIIIIIA构造原理与元素周期表1s12s13s14s15s16s17s12s23s24s25s26s27s22s22p13s23p14s24p15s25p16s26p12s22p23s23p24s24p25s25p26s26p22s22p33s23p34s24p35s25p36s26p32s22p43s23p44s24p45s25p46s26p42s22p53s23p54s24p55s25p56s26p52s22p63s23p64s24p65s25p66s26p61s23d14s24d15s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s23d104s13d104s24d55s15d26s2镧系5d66s24d75s15d76s24d85s15d96s14d105d106s14d105s14d105s25d106s26d27s2锕系5d46s24d55s24d45s14d25s25d36s25d56s26d37s2镧系锕系5d16s26d17s24f15d16s24f46s24f36s24f56s24f76s24f66s24f75d16s24f106s24f96s24f146s24f136s24f126s24f116s24f145d16s26d27s24f25d16s24f35d16s26d77s26d67s24f75d16s26d97s26d117s26d127s26d137s26d147s26d107s24f45d16s24f145d16s2IAIIAVAIVAIIIAIIBIBVIIIIVBIIIBVBVIBVIIBVIIAVIA0构造原理与元素周期表1s12s13s14s15s16s17s12s23s24s25s26s27s22s22p13s23p14s24p15s25p16s26p12s22p23s23p24s24p25s25p26s26p22s22p33s23p34s24p35s25p36s26p32s22p43s23p44s24p45s25p46s26p42s22p53s23p54s24p55s25p56s26p52s22p63s23p64s24p65s25p66s26p61s23d14s24d15s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s23d104s13d104s24d55s15d26s2镧系5d66s24d75s15d76s24d85s15d96s14d105d106s14d105s14d105s25d106s26d27s2锕系5d46s24d55s24d45s14d25s25d36s25d56s26d37s2镧系锕系5d16s26d17s24f15d16s24f46s24f36s24f56s24f76s24f66s24f75d16s24f106s24f96s24f146s24f136s24f126s24f116s24f145d16s26d27s24f25d16s24f35d16s26d77s26d67s24f75d16s26d97s26d117s26d127s26d137s26d147s26d107s24f45d16s24f145d16s2IAIIAVAIVAIIIAIIBIBVIIIIVBIIIBVBVIBVIIBVIIAVIA0S区p区d区ds区f区以最后填入电子的能级的符号作为该区的符号1s12s13s14s15s16s17s12s23s24s25s26s27s22s22p13s23p14s24p15s25p16s26p12s22p23s23p24s24p25s25p26s26p22s22p33s23p34s24p35s25p36s26p32s22p43s23p44s24p45s25p46s26p42s22p53s23p54s24p55s25p56s26p52s22p63s23p64s24p65s25p66s26p61s23d14s24d15s23d24s23d34s23d54s13d54s23d64s23d74s23d84s23d104s13d104s24d55s15d26s2镧系5d66s24d75s15d76s24d85s15d96s14d105d106s14d105s14d105s25d106s26d27s2锕系5d46s24d55s24d45s14d25s25d36s25d56s26d37s2镧系锕系5d16s26d17s24f15d16s24f46s24f36s24f56s24f76s24f66s24f75d16s24f106s24f96s24f146s24f136s24f126s24f116s24f145d16s26d27s24f25d16s24f35d16s26d77s26d67s24f75d16s26d97s26d117s26d127s26d137s26d147s26d107s24f45d16s24f145d16s2IAIIAVAIVAIIIAIIBIBVIIIIVBIIIBVBVIBVIIBVIIAVIA0半金属或类金属过渡元素构造原理与元素周期表某些主族元素与右下方的主族元素的某些性质是相似的，这种相似性称之为对角线规则。2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑Be+2HCl=BeCl2+H2↑2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑Be+2NaOH=Na2BeO2+H2↑Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2OBeO+2HCl=BeCl2+H2OAl2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2OBe(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2OAl(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2OAl(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2OBe(OH)2+2HCl=BeCl2+2H2OBeO+2NaOH=Na2BeO2+H2O构造原理与元素周期表问题：学习过元素周期表内容，你知道元素哪些性质随原子序数递增呈现周期性变化？同周期主族元素的最高化合价和最低化合价逐渐升高，金属性逐渐减弱，非金属性增强。旧知回顾元素周期律元素周期律：元素性质随原子序数（核电荷数）递增发生周期性重复的规律元素周期律原子半径电离能原子半径的递变规律影响原子半径的因素电离能的递变规律电离能的应用观察思考同主族自上到下，原子半径增大；同周期从左到右，原子半径减小；问题：元素周期表中，同周期或同主族元素的原子半径的变化趋势如何？如何解释这种变化趋势？观察思考问题：元素周期表中，同周期或同主族元素的原子半径的变化趋势如何？如何解释这种变化趋势？同主族元素从上到下，电子能层数增加占主导因素，原子半径增大同周期主族元素从左到右，核电荷数增加占主导因素，使得原子核对电子的引力增加，从而使原子半径减小同主族元素：电子能层数，核电荷数同周期元素：核电荷数，核外电子数核电荷数增大原子半径的递变规律及影响因素小结电子能层数增多原子半径的周期性的递变影响同主族元素从上到下同周期主族元素从左到右原子半径增大原子半径减小结构性质决定相似性强金属性原子结构元素的性质微观宏观ns1反映原子半径增大递变性原子失电子能力增强；元素金属性增强；问题：如何定量描述原子失电子能力强弱？6s1价电子排布2s13s14s15s1LiNaKRbCs电子能层数增多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/molM(g)＝M＋(g)＋e－

I1（第一电离能）M＋(g)＝M2＋(g)＋e－

I2（第二电离能）（1）定义：（2）表示方法：电离能电离能电离能的数值大小表示气态原子（或离子）失电子的难易。电离能越小，气态原子（离子）越易失电子，元素的金属性越强；电离能越大，气态原子（离子）越难失电子，元素的金属性越弱。（3）电离能的意义：观察思考任务一：随着原子序数递增，同周期或者同族元素的第一电离能有什么样的规律？观察思考③每周期的第一种元素（氢和碱金属）的第一电离能

。④每周期最后一种元素（稀有气体）的第一电离能

。①同主族从上到下元素的第一电离能整体趋势

。变小最小最大②同周期从左到右元素的第一电离能整体趋势

。变大ⅡA＞ⅢA；ⅤA＞ⅥA反常：电离能的递变规律任务二：为什么Li~Ne和Na~Ar的电离能曲线呈现锯齿状变化？阅读P24资料卡片，分析B、Al、O、S出现锯齿状变化的原因。观察思考同周期从左到右元素的第一电离能整体趋势变大观察思考电离能的递变规律1.B和Al第一电离能失去的电子是np能级的，该能级的能量比左边的ns能级的能量高，则不稳定，容易失去电子，第一电离能较低；

2.N和P的电子排布是半充满的，比较稳定，难失去电子，第一电离能较高。ⅡABe:1s22s2ⅢAB:1s22s22p1Mg:1s22s22p63s2Al:1s22s22p63s23p1ⅤAN:1s22s22p3ⅥAO:1s22s22p4P:1s22s22p63s23p3S:1s22s22p63s23p4任务二：为什么Li~Ne和Na~Ar的电离能曲线呈现锯齿状变化？阅读P24资料卡片，分析B、Al、O、S出现锯齿状变化的原因。思考讨论（1）第IA族碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么关系？

第IA族碱金属元素的第一电离能从上到下逐渐变小，则原子越容易失电子，碱金属元素的金属性逐渐增强，碱金属的活泼性越强。电离能的应用之一：判断元素的金属性强弱思考讨论元素

NaMgAl各级电离能(kJ·mol-1)49673857845621451181769127733274595431054011575133531363014830166101799518376201142170323293为什么原子的逐级电离能越来越大?1.原子内的电子越靠近原子核，受到的吸引力越大，则要离开原子所需要的能量越大，原子的逐级电离能越来越大；2.随着电子的逐个失去，阳离子所带的正电荷数越来越大，再要失去一个电子需克服的电性引力也越来越大，消耗的能量也越来越多，所以原子的逐级电离能越来越大。电离能的应用之二：判断元素的化合价思考讨论元素

NaMgAl各级电离能(kJ·mol-1)496738578456214511817691277332745954310540115751335313630148301661017995183762011421703232934066713628212399288830电离能的应用之二：判断元素的化合价学生活动：计算钠元素

I2-I1=?

镁元素

I2-I1=?I3-I2=?铝元素

I4-I3=?I3-I2=?I2-I1=?Na1s22s22p63s1Mg1s22s22p63s2Mg1s22s22p63s23p1思考讨论元素

NaMgAl各级电离能(kJ·mol-1)49673857845621451181769127733274595431054011575133531363014830166101799518376201142170323293（2）逐级电离能数据与钠、镁、铝的化合价有什么关系?钠的第一电离能比第二电离能小很多，说明失去第一个电子比失去第二个电子容易得多，所以Na容易失去一个电子形成Na+；镁的第一电离能和第二电离能相差不多，但第二电离能比第三电离能小很多，说明Mg容易失去两个电子形成Mg2+；铝的第一电离能、第二电离能、第三电离能相差不多，但第三电离能比第四电离能小很多，说明Al容易失去三个电子形成Al3+。4066713628212399288830电离能的应用之二：判断元素的化合价Na→Na+Mg→Mg2+

Al→Al3+本课小结电子能层增多，原子半径增大；第一电离能减小，元素的原子越容易失去电子，元素的金属性增强；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核电荷数增大，原子核对核外电子的吸引力增强，原子半径减小，第一电离能整体增大趋势，元素的原子越难失去电子，元素的金属性减弱；原子半径、第一电离能随核电荷数呈现周期性变化元素的金属性：原子失去电子的能力旧知回顾元素的非金属性：原子得到电子的能力KBr溶液+氯水（加入CCl4）Cl2+2Br-

2Cl-+Br2KI溶液+氯水（加入CCl4）Cl2+2I-

2Cl-+I2KI溶液+溴水（加入CCl4）Br2+2I-

2Br-+I2卤素的化学性质FClBrI元素非金属性减弱旧知回顾元素金属性逐渐增强原子的第一电离能逐渐减小元素非金属性逐渐减弱能否对元素的非金属性进行定量描述？电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大鲍林描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小键合电子原