原子结构和元素周期表课件

原子结构与元素周期表

原子结构：原子电子中子质子（不带电）原子核核外电子

质子

中子{{带正电荷(带负电荷)不带电（带正电荷）

核电荷数=质子数=核外电子数=原子序数构成原子的粒子电子质子中子质量/kg9.109×10－311.673×10－271.675×10－27相对质量1/1836（电子与质子质量之比）1.0071.008近似等于1

质量数：思考：从表格得出原子的质量主要取决于哪种微粒？

原子原子核核外电子质子中子质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）（1）定义：忽略电子的质量，将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数。（2）关系式：（3）原子符号：ZXA原子质子数（Z）中子数（N）质量数（A）相对原子质量F1018．998Na1222．990Al1426．98219232791311原子的相对原子质量近似等于其质量数。

练一练：1、氧原子，它的中子数是____,核外电子数是_____。

8

3、Al3+核外电子数是10，中子数为14，质量数是_____。

8

XAZ某原子：XAZn+XAZn-某阳离子：某阴离子：核外电子数=核外电子数=核外电子数=中子数(N)=Z－nZ＋n中的质子数是______，中子数是______，核外电子数是______，质量数是______。1634S2－2、1618183427ZA-Z原子符号质子数中子数原子名称

H氕

H氘（重氢)

H氚(超重氢)①②③１０１１１２这三种微粒是同一种原子吗？是同一种元素吗？

元素、核素、同位素：1、元素：具有相同核电荷数（质子数）的一类原子的总称。同种元素原子的原子核中质子数相同，但中子数不一定相同。元素符号原子符号原子名称质子数中子数质量数HH或H氕H或D氘(重氢)H或T氚(超重氢)1110121231121312、核素：把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称核素。（一种核素就是一种原子）

表示核素要用原子符号：AXZ碳元素的各种核素：12C、13C、14C

；

氧元素的各种核素：16O、17O、18O

；

铀元素的各种核素：234U、235U、

238U。注意：①元素的种类由质子数决定，与中子数、核外电子数无关；

②核素种类由质子数和中子数共同决定，与核外电子数无关。

3、同位素：质子数同而中子数不同的同一元素的不同原子。即同一元素的不同核素之间互称为同位素。U:92U92U92U

H:1H1H1HC:6C6C6CO:8O8O8OCl:17Cl17Cl1231213141617183537234235238“同位”是指质子数相同，周期表中位置相同，核素是指单个原子而言，而同位素是指核素之间的关系。特点：（1）天然存在的同位素（游离态或化合态），相互间保持一定的比率。如氯元素有两种同位素，35Cl占75.77%、37Cl占24.23%（2）同一元素的同位素，化学性质基本相同(如化学反应和离子的形成)，物理性质有差异(如熔点和沸点)。元素互为同位素核素1核素2…核素n核素3元素、核素和同位素间的相互关系如图：1、以下为同位素的是（）A.D2和H2B.CO和CO2

C.金刚石和石墨

D.和2、下列叙述正确的是（）A.所有元素的原子核均由质子和中子构成B.是一种同位素C.铀有三种同位素，即有三种铀原子D.核素就是元素3517Cl3717Cl

31HDC3.

16O、18O、O2-、O2、O3表示（）A、氧的五种同素异形体

B、五种氧元素C、氧元素的五种不同微粒

D、氧的五种同位素4.只含有一种元素的物质不可能是（

）A、混合物

B、化合物

C、纯净物D、单质CB据报道，上海某医院正在研究用放射性的一种碘治疗肿瘤。该碘原子的核内中子数与核外电子数之差是()I12553A、72B、19C、53D、1256.某粒子用表示，下列关于该粒子的叙述正确的是()AZRn+A、所含质子数=A－nB、所含中子数=A－ZC、所含电子数=Z+nD、质量数=Z+ABB

核外电子排布：1.电子层电子层(n)1234567字母表示离核远近

能量KLMNOPQ低高近远定义：含多个电子的原子里，电子分别在能量不同区域内运动。把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。表示方法：

核外电子排布规律：核电荷数元素名称元素符号各电子层的电子数KLMNOP2氦He210氖Ne2818氩Ar28836氪Kr2818854氙Xe281818886氡Rn281832188（1）K为最外层时最多容纳2个电子，其余层为最外层时最多容纳8个电子。（2）次外层最多容纳18个电子。（3）第n层最多容纳2n2个电子。1、某元素原子核外有3个电子层，最外层5个电子，该原子核内的质子数为（

）

A、14B、15C、16D、172、某元素的原子核外有三个电子层，M层的电子数是L层电子数的1/2，则该元素的原子是（）

A、LiB、SiC、AlD、KBB

练一练：Na+11281元素符号原子核核内质子数电子层电子层上的电子数小圆圈表示原子核，圆圈内数字表示核内质子数，弧线表示各电子层，弧线上数字表示该电子层上的电子数。如钠原子的结构示意图：原子结构示意图：核外电子排布的表示方法——结构示意图

练一练：1、用原子结构示意图表示1～20号元素的核外电子排布2、写出下列元素原子的原子结构示意图：35号元素3、判断下列示意图是否正确？为什么？A、

B、C、

D、+19289+12210+312+542818206最外层电子不超过8个最外层电子不超过8个电子总是尽先排布在能量较低的电子层每层最多容纳2n2次外层不超过18个离子结构示意图：与原子结构示意图写法相同，但原子结构示意图中，核内质子数等于核外电子数；离子结构示意图中，二者不相等。Mg2＋：

Cl－：

元素的性质与元素的原子核外电子排布的关系：（1）稀有气体的不活泼性：稀有气体元素的原子最外层有

个电子（氦是

个），处于稳定结构，化学性质

，一般不跟其他物质反应。（2）非金属性与金属性(一般规律)：最外层电子数得失电子趋势元素的性质金属元素非金属元素82稳定＜4＞4较易失较易得金属性非金属性核外有10个电子的粒子：分子：阳离子：阴离子：CH4、NH3、H2O、HF、NeNH4+、H3O+、Na+、Mg2+、Al3+O2-

、F-

、OH-（1）原子中无中子的原子：（2）最外层电子数是次外层电子数的一半元素：（3）最外层电子数等于次外层电子数的元素：（4）最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：（5）最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：（6）最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：（7）最外层电子数等于电子层数的元素：1H1Be、ArCONeH、Be、Al1至18号元素原子结构的几个特殊关系。Li、Si与氩原子电子层结构相同的阳离子是：与氩原子电子层结构相同的阴离子是：K+、Ca2+S2-

、Cl-1至20号元素中，

元素周期表：门捷列夫相对原子质量相对原子质量核电荷数原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数每一横行电子层数相同；每一纵行最外层电子数相同（除稀有气体元素）编排原则：（1）按原子序数递增的顺序从左到右排列。（2）将电子层数相同的元素排列成一个横行，即周期。（3）把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行，即族。周期序数1234567短周期长周期21018365486118每周期最后一元素的原子序数32321515元素种数2881818中物理周期序数=电子层数ArClSPSiAlMgNa3周期+11281+12282+17287+15285+13283+14284+16286+18288第二周期第四周期第三周期

元素周期表的结构：周期短周期长周期第一周期：2种元素第二周期：8种元素第三周期：8种元素第四周期：18种元素第五周期：18种元素第六周期：32种元素第七周期：32种元素(镧系)(锕系)周期序数=电子层数（横行）（1）横行—周期（7个）超铀元素：92号元素铀以后的元素。11010910878777646454428272611211110710610510489-10380797574737257-7148474342414039302925242322218887565538372019121143176541882MLk382LK22K1IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB主族副族第八族零族族85848382815352515049353433323117161514139876511311511411611786543618102118+11281+11+192881+37281881+5528181881+872818321881+321+12282+202882+38281882+5628181882+882818321882+422+13283+3128183+492818183+81281832183+523LiNaFrKRbCsHⅠAⅡAⅢA主族序数=主族元素最外层电子数第ⅠA族（除氢外）：第ⅦA族：0族：碱金属元素卤族元素稀有气体元素常见族的别名：主族副族第Ⅷ族副族主族0族列序数123456789101112131415161718族序数ⅠAⅡAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡBⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0（2）族的分类由稀有气体元素构成（1个）

0族：由8、9、10三个纵行构成（1个）第Ⅷ族：由长周期元素构成（7个）副族：由短周期元素和长周期元素共同构成（7个）主族：族表示方法：ⅠB

、ⅡB

、ⅢB

、ⅣB

、ⅤB、ⅥB、ⅦB

表示方法：ⅠA

、ⅡA

、ⅢA

、ⅣA

、ⅤA、ⅥA、ⅦA

主族序数=原子最外层电子数过渡元素18个纵行16个族由长周期元素构成由短周期元素和长周期元素共同构成

小结：7横，18纵；1.元素周期表的结构：三短四长；七主七副一零一八。2.原子结构与表中位置的关系：①周期序数＝电子层数②主族序数＝最外层电子数主族元素在周期表中的位置取决于该元素的（

）A.相对原子质量和核外电子数B.电子层数和最外层电子数C.相对原子质量的最外层电子数D.电子层数的次外层电子数B第三周期第VIIA族思考：Cl的位置的描述：Cl第七主族VII族VIIA族第III周期第三周期第3周期

课堂练习：1、已知某主族元素的原子结构示意图如下，判断其位于第几周期？第几族？X+532818187第三周期第IA族第五周期第VIIA族2、推算原子序数为6、13、34、53、88的元素在周期表中的位置。周期一二三四五六七原子序数21018365486118第6号元素：第二周期第ⅣA族。第13号元素：第三周期第ⅢA族。第34号元素：36-34=2第四周期第ⅥA族。第53号元素：54-53=1第五周期第ⅦA族。第88号元素：88-86=2第七周期第ⅡA族。3、下列各图为元素周期表的一部分，表中的数字为原子序数，其中M为37的是(

)CM元素37-36=1

第五周期第IA族。38

元素的性质与原子结构：一、碱金属元素元素名称元素符号核电荷数颜色和状态密度g/cm3熔点OC沸点OC锂Li3银白色，柔软0.534180.51347钠Na11银白色，柔软0.9797.81882.9钾K19银白色，柔软0.8663.65774铷Rb37银白色，柔软1.53238.89688铯Cs55略带金色光泽，柔软1.87928.40678.4物理性质的规律：(1)颜色和状态：铯略带金色、其它均为银白色，固体，质柔软(2)密度：逐渐增大（自上而下）

K<Na(3)熔沸点：逐渐降低（自上而下）元素名称元素符号核电荷数原子结构示意图最外层电子数电子层数原子半径/nm碱金属元素锂0.152钠0.186钾0.227铷0.248铯0.265LiNaKRbCs3111937551111123456+321+11281+192881+37281881+5528181881（1）从Li到Cs，碱金属元素的原子核电荷数依次增大，原子结构中电子层数依次增多，原子半径依次增大。（2）最外层电子数相同，都为1个。化学反应中易失去1个电子，形成+1价的阳离子，单质体现还原性。2Na+O2=Na2O2钠与氧气：剧烈燃烧，火焰呈黄色，生成淡黄色固体。钾与氧气：燃烧更剧烈，火焰呈紫色。2K+O2=K2O2

(过氧化钾)K+O2=KO2(超氧化钾)与水反应

在水面上、

成银白色小球、在水面上四处

、滴入酚酞溶液呈

色

在水面上、

成银白色、在水面上四处

、滴入酚酞溶液呈

色，有微弱爆炸钠

钾浮熔游动红浮熔游动红2Na+2H2O=2NaOH+H2↑Na与K比较理论分析：实验证明：相同点：都容易被氧化（燃烧），可以和水剧烈反应。递变性：和氧气反应K比Na剧烈，产物更复杂；和水反应K更加剧烈，甚至爆炸。相同点：都易失去电子，表现强还原性。递变性：钾比钠更易于失去电子，更活泼。锂与水会反应，但比Na与水的反应缓慢。

碱金属单质化学性质与非金属的反应（以O2为例）元素条件现象产物结论LiNa加热燃烧，剧烈

Na2O2

K

稍加热

燃烧，更剧烈更复杂的氧化物

Rb

Cs从Li—Cs，随电子层数的递增，还原性（金属性）逐渐增强。加热燃烧，较不剧烈Li2O接触空气不加热剧烈更复杂的氧化物接触空气不加热剧烈更复杂的氧化物元素现象产物结论LiNa剧烈反应，有“浮、熔、游、红、鸣”现象KRbCs从Li—Cs，随电子层数递增，还原性（金属性）逐渐增强。会反应，比Na缓慢

遇水燃烧，甚至爆炸

对应的碱和氢气更剧烈，气体会燃烧，轻微爆炸与水反应逐渐剧烈2Li+2H2O=2LiOH+H2↑（较慢）2Na+2H2O=2NaOH+H2↑（剧烈）2K+2H2O=2KOH+H2↑（很剧烈）产物碱性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH（1）锂电池是一种高能电池；锂是优质的高能燃料（用于宇宙飞船、人造卫星和超声速飞机）；有机化学中重要的催化剂。（4）铷铯主要用于制备光电管、真空管。铯原子钟是目前最准确的计时仪器。（3）钾的化合物可做钾肥。硝酸钾还用于做火药。碱金属元素的用途：（2）液态钠可作为核反应堆的传热介质。小结：元素金属性强弱可从单质与水（或酸）反应置换出氢的难易程度，及它们的最高价氧化物对应的水化物即氢氧化物的碱性来判断。（P101）

练习：1、碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，下列预言错误的是（）Ａ.在碱金属中它具有最大的原子半径Ｂ.它的氢氧化物化学式为FrOH,是一种极强的碱C.钫在空气中燃烧时,只生成Fr2OD.它能跟水反应生成相应的碱和氢气,由于反应剧烈而发生爆炸Ｃ2.下列关于钾、钠、铷、铯的说法中，不正确的是()A.原子半径随核电荷数的增大而增大B.单质的密度均小于1C.其氢氧化物中，碱性最强的CsOHD.氧化能力最强的是钠离子B单质的还原性：Na<K<Rb<Cs离子的氧化性：Na+>K+>Rb+>Cs+

二、卤素元素：氟

氯

溴碘1、卤素的原子结构：砹

At

＋85281832187单质颜色状态（常态）密度熔点℃沸点℃溶解度（100g水中）F2淡黄绿色气体1.69g/L（15。C）-219.6-188.1与水反应Cl2黄绿色气体3.124g/L（0。C）-101-34.6226cm3Br2深红棕色液体3.119g/cm3（20。C）-7.258.784.16gI2紫黑色固体4.93g/cm3113.5184.40.029g２、卤素单质的物理性质：颜色：浅→深状态：气→液→固密度：小→大熔沸点：低→高在水中溶解性：大→小物理性质的递变性：想一想：卤素原子结构有何相似点和不同点？由此推测它们化学性质有何相似性和递变性？最外层7个电子易得一个电子，氧化性核电荷数递增电子层数递增原子半径依次增大得电子能力逐渐减弱原子结构性质决定氧化性逐渐减弱名称反应条件方程式氢化物稳定性F2

冷暗处爆炸

H2+F2==2HFHF很稳定

Cl2

光照或点燃

H2+Cl2==2HCl

HCl稳定结论：FClBrI随核电荷数的增多，原子半径的增大，HF>HCl>HBr>HII2

高温、持续加热

缓慢进行

H2+I2==2HI

HI

很不稳定Br2

高温

H2+Br2==2HBr

HBr较不稳定３、卤素单质的化学性质

F2>Cl2>Br2>I2

F>Cl>Br>I（1)卤素与氢气的反应：点燃或光照F2Cl2Br2的氧化性强，能把可变化合价的金属氧化成高价的金属卤化物，I2

的氧化能力最弱，跟铁反应只生成FeI2。Br2+2Na=2NaBr3Br2+2Fe=2FeBr3注意

I2+

Fe

=

FeI2（2)与金属反应：2Na+Cl22NaCl点燃点燃2Fe+3Cl22FeCl3Cu+Cl2CuCl2

点燃（3）卤素与水反应：Br2＋H2O

==

HBr＋HBrO反应越来越难发生2F2＋2H2O

==

4HF＋O2

（特例）I2＋H2O

==

HI＋HIO

通式：X2＋H2O

==

HX＋HXO（X:Cl、Br、I）

小结：卤素原子结构的相似性，决定了单质化学性质的相似性。与金属反应，生成卤化物。与氢气反应，生成卤化氢。与水反应，生成卤化氢和次卤酸。卤素原子结构的差异性，决定了单质化学性质的差异性和递变性。与氢反应的能力渐弱；氢化物的稳定性渐弱；与水反应的能力渐弱。特性：碘易升华；碘遇淀粉显蓝色。氟元素无正价，无含氧酸；HF是弱酸，HCl、HBr、HI是强酸。

元素非金属性强弱可从单质与氢气反应生成气态氢化物的难易程度及氢化物的稳定程度，或其最