4.1原子结构与元素周期表 课件 高一上学期化学人教版（2019）必修第一册-1

第1课时元素周期表第四章物质结构元素周期律元素周期表的由来：①1864年，德国化学家迈尔发表了《六元素表》，他把28种元素列在一张表上，表中各元素按原子量排列成序，并对元素进行了分族，且给尚未发现的元素留出了空位，比“三元素组”有了很大进步。②1865年，英国人纽兰兹又提出一个叫做“八音律”的理论。他把元素按原子量递增的顺序排列，第八种元素的性质几乎和第一种元素的性质相同。这种像音乐中八度音似的“八音律”，进一步揭示了元素的性质和元素原子量之间的密切联系。

③1869年，俄国化学家门捷列夫将元素按照相对原子质量由小到大依次排列，通过分类归纳，制出了第一张元素周期表，揭示了化学元素间的内在联系，使其构成了一个完整的体系，成为化学发展史上重要的里程碑之一。Ti=50Zr=90？=180V=51Nb=94Ta=182Cr=52Mo=96W=186Mn=55Rh=104.4Pt=197.44Fe=56Ru=104.4Ir=198Ni=Co=59Pd=106.6Os=199H=1Cu=63.4Ag=108Hg=200Be=9.4Mg=24Zn=65.2Cd=112B=11Al=27.4?=68Ur=116Au=197?C=12Si=28?=70Sn=118N=14P=31As=75Sb=122Bi=210O=16S=32Se=79.4Te=128?F=19Cl=35.5Br=80I=127Li=7Na=23K=39Rb=85.4Cs=133Tl=204Ca=40Sr=87.6Ba=137Pb=207?=45Ce=92?Er=56La=94?Yt=66Di=95In=75Th=118?门捷列夫的第一张周期表[思考与交流](观察元素周期表)人们发现原子序数与元素的原子结构之间存在着如下关系：结合1-20号元素原子的结构示意图和元素周期表中1-20号元素的排列，分析一下我们现在使用的元素周期表的排列规律。原子序数=核电荷数=质子数=电子数钾（K）钙（Ca）＋192881＋202882Na11钠H1氢He2氦Li3锂Be4铍B5硼C6碳N7氮O8氧F9氟Ne10氖Mg12镁Al13铝Si14硅P15磷S16硫Cl17氯Ar18氩K19钾Ca20钙IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA01234族：具有相同的最外层电子数的列周期：具有相同的电子层数的行元素周期表A：主族Sc21

钪Ti22钛V23钒Cr24铬Mn25锰Fe26铁Co27钴Ni28镍Cu29铜Zn30锌IIBIBVIIIVIIBVIBVBIVBIIIBB：副族[归纳与整理]

（二）编排原则：

⑴按原子序数的递增顺序从左到右排列

⑵将电子层数相同的元素排列成一个横行

⑶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。（一）关系：原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数[思考与交流]元素周期表中有多少横行、纵行？什么是周期？什么是族？７／１８11211111010910810710610510489-10380797877767574737257-714847464544434241403930292827262524232221868584838281545352515049363534333231181716151413109876528887565538372019121143176541882MLk382LK22K11031021011009998979695949392919089717069686766656463626160595857元素周期表IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB锕系镧系主族周期副族过渡元素1.周期

元素周期表中具有相同的电子层数的元素，按照原子序数递增的顺序排列的一个横行称为一个周期。三、元素周期表的结构周期短周期长周期三个短周期、三个长周期、一个不完全周期

（７个）1（2）1H~2He2（8）3Li~9F、10Ne3（8）11Na~17Cl、18Ar4（18）19K~35Br、36Kr5（18）37Rb~53I、54Xe6（32）55Cs~85At、86Rn不完全周期7（32）87Fr~112号（118）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：26种元素②周期序数=电子层数

（横行）不完全周期①周期的分类由稀有气体元素构成0族：由8、9、10三个纵行构成第Ⅷ族：由长周期元素构成副族：由短周期元素和长周期元素共同构成(稀有气体元素除外）主族：族(7个)(7个)(1个)(1个)(16个)

把最外电子数相同的元素排成一个纵行，按电子层数递增的顺序从上到下排列2.族：过渡元素（过渡金属）主族序数＝最外层电子数主族、副族的表示方法主族：ⅠA

、ⅡA

、ⅢA

、ⅣA

、ⅤA、ⅥA、ⅦA副族：ⅠB

、ⅡB

、ⅢB

、ⅣB

、ⅤB、ⅥB、ⅦB

③族的别称第ⅠA族称为

元素,第ⅥA族称为

元素第ⅡA族称为

元素,第ⅦA族称为

元素第ⅣA族称为

元素,第ⅤA族称为

元素零族称为

元素碱金属碱土金属碳族氮族氧族卤族稀有气体元素周期表的结构

归纳：三长、三短、一不全；七主、七副、零八族；思考：Cl的位置的描述：第七主族VII族VIIA族第III周期第三周期第3周期第三周期第VIIA族请您回答1、氦元素原子最外层有两个电子，为什么不把它排在ⅡA族？最外层填充两个电子已达饱和，性质与ⅡA族的元素完全不同。3、请描述出Na、C、Al、S在周期表中的位置。2、哪周期元素种类最多？族呢？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？Y+532818187第三周期第IA族第五周期第VIIA族2.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BX3.推算原子序数为6、13、34、53、88的元素在周期表中的位置。原子序数613345388周期族23457IVAIIIAVIAVIIAIIA课堂练习4.下列各表为周期表的一部分（表中为原子序数），其中正确的是（）（A）（B）（C）（D）234111921011181961112132467143132D课堂练习5、元素X的原子获得3个电子或元素Y的原子失去2个电子后，它们的电子层结构与氖原子的电子层结构相同。X、Y两种元素的单质在高温下得到的化合物的化学式为_______，元素X在周期表中是第____族。元素Y在周期表中位于第____周期。课堂练习Mg3N2VA三6.第三周期第IVA族的元素原子序数是：

。Na元素的原子序数为11，相邻的同族元素的原子序数是：

。短周期元素中，族序数＝周期序数的元素有：

。族序数等于周期序数2倍的元素有：

。周期序数＝族序数2倍的有：

。143、19

H、Be、Al

ＣS

Li、Ｃa

课堂练习7.A、B、C是周期表中相邻的三种元素，其中A、B是同周期，B、C是同主族。此三种元素原子最外层电子数之和为17，质子数之和为31，则A、B、C分别为什么元素？观察，可得A是氮元素B是氧元素C是硫元素

7N8O

14P

16S课堂练习碱金属元素单质Rb1.1807年英国化学家戴维（H.Davy,1778-1829）发现了钾、钠。3.1860年本生（W.Bunsen,1811-1899）发现了铯。“铯”也是本生和基尔霍夫共同发现的。4.1861年基尔霍夫（GustarRobertKirchholf,1824-1887）和本生发现了铷。5.1939年法国女科学家佩雷（M.Perey）在研究铀的天然放射系中发现该元素，为了纪念她的祖国而命名的“Francium”，意为“法兰西”。中文译为“钫”。碱金属元素的发现史：2.1817年瑞典化学家阿尔费德（Arfvedson）发现了锂。[思考与交流]

我们把ⅠA称为碱金属族，我们为什么要把他们编在一个族呢？请同学们画出碱金属的原子结构示意图，分析碱金属原子结构的共同之处？二、元素的性质与原子结构1、碱金属元素（1）碱金属的原子结构碱金属的原子结构示意图

碱金属原子结构有何异同？①相同点：碱金属元素原子结构的

相同，都为

。②递变性：从Li到Cs，碱金属元素的原子结构中，

依次增多。最外层电子数1个电子层数

物质的性质主要取决于原子的最外层电子数，从碱金属原子的结构可推知其化学性质如何？是否完全相同？

最外层上都只有一个电子，化学反应中易失去一个电子，形成+1价的阳离子，并能与氧气等非金属元素及水发生化学反应。思考钠钾与氧气反应剧烈燃烧，火焰呈

色，生成

色的固体剧烈燃烧，火焰呈

色与水反应（绿豆大一块）

在水面上、

成银白色、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、钾化学性质比较黄淡黄色紫浮浮熔熔游游红红铷和水铯和水

根据实验讨论钠与钾的性质有什么相似性和不同性。你认为元素的性质与他们的原子结构有关系吗？其余碱金属的性质又如何？思考钠与钾都能与氧气、水发生反应，但反应的剧烈程度不同更为复杂K2O、K2O2、KO2Li2O更为复杂Na2O、Na2O2CsKLiRbNa反应程度与O2反应单质越来越剧烈碱金属与氧气反应比较（1）相似性：均能与氧气、与水反应,表现出金属性；

4Li+O2====2Li2O2Na+O2====Na2O22Na+2H2O===2NaOH+H2↑2K+2H2O===2KOH+H2↑通式：2R+2H2O=2ROH+H2↑△△（2）递变性：与氧气、与水反应的剧烈程度有所不同；在同一族中，自上而下反应的剧烈程度逐渐增大.3、碱金属元素在化学性质上的异同碱金属元素的化学性质

递变性：核电荷数逐渐增多电子层数逐渐增多原子半径逐渐增大

相同点：最外层都有1个电子结构性质决定

相似性：容易失去1个电子，单质表现出很强的还原性

递变性：核对最外层电子的引力减弱失电子能力增强金属性逐渐增强单质的还原性增强LiNaKRbCs碱金属的物理性质的比较相似点递变性颜色硬度密度熔沸点导电导热性密度变化LiNaKRbCs均为银白色（Cs略带金色）柔软较小较低强逐渐增大（K特殊）单质的熔沸点逐渐降低熔沸点变化1.锂电池是一种高能电池。锂有机化学中重要的催化剂。锂制造氢弹不可缺少的材料。锂是优质的高能燃料（已经用于宇宙飞船、人造卫星和超声速飞机）。3．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。2．钾的化合物最大用途是做钾肥。硝酸钾还用于做火药。碱金属元素的用途：原子结构性质相同点相似性不同点递变性易于得到一个电子（具氧化性），化学性质活泼，体现强非金属性得电子能力递减，非金属性递减，氧化性递减。原子的最外层均为7个电子核电荷数增多；电子层数递增；原子半径递增学与问浏览P7的卤族元素的原子结构，并思考：卤素(ⅦA族)的原子结构有什么相同和不同之处？

卤族元素在物理性质上的规律浏览P8资料片卡中卤素单质的物理性质表，并总结规律：结论：（1）颜色——（2）状态——（3）熔沸点——（4）密度——（5）溶解性——逐渐增大（自上而下）逐渐升高（自上而下）浅深；气液固；逐渐减小（自上而下）最外层7个电子易得一个电子，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具氧化性氧化性逐渐减弱３、卤素单质的化学性质①对比Cl2，写出Br2与Na、Fe反应的化学方程式。1).与金属反应: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，跟铁反应只夺取铁的2个电子，生成FeI2。②对比Cl2，写出F2

、Br2、I2与H2

反应的化学方程式。它们发生反应的条件相同吗？③对比Cl2，写出Br2与H2O反应的化学方程式。I2+Fe=FeI2Br2+2Na=2NaBr3Br2+2Fe=2FeBr3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=====2HClHCl稳定Br2

高温 H2+Br2======2HBrHBr较不稳定I2高温、持续加热H2+I2======2HIHI很不稳定缓慢进行

2)卤素与氢气的反应结论:FClBrI随着核电荷数的增多，原子半径的增大,（1）卤素单质与H2化合的难易关系：F2>Cl2>Br2>I2(2)卤化氢的稳定性关系：HF>HCl>HBr>HIBr2＋H2O=====HBr＋HBrO反应越来越难以发生2F2＋2H2O=====4HF＋O2（特例）Cl2＋H2O=====HCl＋HClO3)卤素与水反应通式：X2＋H2O=====HX＋HXO（X:Cl、Br、I）I2＋H2O=====HI＋HIO4)卤素间的相互置换(1)Cl2＋2Br－

=====2Cl－＋Br2(2)Cl2＋2I－=====2Cl－＋I2(3)Br2+２I－=====２Br－＋I2

思考：根据上述实验，排出Cl2、Br2、I2的氧化性强弱顺序及Ｃｌ－、Ｂｒ－、Ｉ－的还原性强弱顺序结论：

氧化性：Cl2＞Br2＞I2

还原性：Ｉ－＞Ｂｒ－＞Ｃｌ－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遇淀粉显蓝色。氟气和水的反应：2F2+2H2O=4HF+O2

分子式反应条件剧烈程度HX稳定性

X2氧化性HX(X-)

还原性

HX水溶液酸性F2

Cl2Br2I2暗处光照500℃持续反应剧烈化合发生爆炸剧烈化合发生爆炸较慢化合缓慢化合很稳定较稳定较不稳定很不稳定同时分解弱强

强弱强弱弱酸

强酸构成原子的粒子核外电子原子核质子中子质量/kg9.109×10-311.673×10-271.675×10-27相对质量质子质量的1/18361.0071.008三、核素1、原子结构2、质量数（A）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加起来所得的数值，叫做质量数，符号A。质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）3、原子组成的表示方法A——质量数，Z——质子数，X——元素符号只能表示一种原子，不能表示元素a——代表质量数；b——代表核电荷数(质子数)

；c——代表离子的电荷数；d——代表化合价；e——代表原子个数abe+dXc+--a、b、c、d、e各代表什么？

4、元素、核素和同位素具有相同核电荷数（质子数）的同一类原子的总称。具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。C126O817C14616O8（3）同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子，互称同位素。（2）核素（1）元素：核素与同位素概念：右图有三种原子，核内都只有一个质子、中子数为0、1、2，核外有一个电子，质量数为1、2、3，可表示为：11H

、12H、13H。属质子数相同的同一类原子（总称为氢元素），但中子数不同，则互称为同位素。

同位素的性质①化学性质几乎完全相同。②在天然存在的某元素里，不论游离态还是化合态，各核素所占的原子个数百分比是不变的。

＝R1