第四章第一节原子结构与元素周期表课件人教版高中化学

第四章

物质结构

元素周期律4.1原子结构与元素周期表

原子结构与核素教学目标：1.知道原子的结构及构成原子的微粒间的关系；根据原子核外电子的排布规律，能画出1-20号元素的原子结构示意图2.知道质量数和X的含义，知道元素、核素、同位素的含义AZ质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）≈相对原子质量原子核核外电子质子中子原子XAZ（Z个）（带正电）（A-Z个）（不带电）（带负电）一、原子的构成1.原子的构成原子的质量主要集中在原子核上，质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量，将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.质量数3.构成原子的微粒间的两个关系①质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）②质子数＝核外电子数＝核电荷数＝原子序数一、原子的构成你知道原子结构模型的历史演变吗1．电子层二、原子的核外电子排布在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层（有人把这种电子层模型比拟为洋葱式结构）。序数1234567符号KLMNOPQ离核距离：近——→

远电子能量：低——→

高2．电子层的表示方法及能量关系二、原子的核外电子排布3．核外电子的排布规律元素各电子层的电子数KLMNOP2He（氦）2

10Ne（氖）28

18Ar（氩）288

36Kr（氪）28188

54Xe（氙）2818188

86Rn（氡）281832188思考与讨论下表是稀有气体元素原子的电子层排布，从中你能发现什么规律?请思考并讨论下列问题。（1）当K层为最外层时，最多能容纳的电子数是多少?除了K层，其他各层为最外层时，最多能容纳的电子数是多少?（2）次外层最多容纳的电子数是多少？（3）你能归纳出第n层最多能容纳的电子数吗?①各电子层最多容纳_______个电子②最外层电子数不超过_____个（K层为最外层时不超过______个）③次外层电子数不超过_____个（当K层为次外层时不超过___个，当L层为次外层时不超过___个）④倒数第三层电子数不超过______个相互独立又相互统一2n282182832二、原子的核外电子排布3．核外电子的排布规律由于原子中的电子是处在原子核的引力场中，电子按照能量由低到高的顺序依次排布，一般总是先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。(1)能量规律(2)数量规律+1128

1原子核质子数或核电荷数电子层各层的电子数钠的原子结构示意图二、原子的核外电子排布4．核外电子的排布的表示方法——原子结构示意图（4）请你根据所归纳的规律，用原子结构示意图表示核电荷数为1~20号元素原子的核外电子排布。氢元素的原子核原子名称原子符号(

X

)质子数(Z)中子数(N)10氕11氘或D12氚或T三、核素和同位素1.核素（1）元素：具有相同核电荷数（即核内质子数）的同一类原子的总称。（2）核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫核素。AZX表示质子数为Z，质量数为A的X原子。AZ2.同位素(1)概念：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。如：1H，2H，3H互为同位素。三、核素和同位素“同位”是指核素的质子数相同，在元素周期表中占有相同的位置。同一元素的不同核素的中子数不同，质量数也不相同。

(2)特点：①同一元素的各种同位素的化学性质几乎相同，物理性质略有差异。②天然存在的同位素相互间保持一定的比率。(3)同位素的应用

三、核素和同位素

三、核素和同位素④利用放射性同位素释放的射线育种、给金属探伤、治疗恶性肿瘤等。三、核素和同位素3.符号

中各个字母的含义XAZm±n±c元素化合价微粒所带电荷数原子个数质子数质量数三、核素和同位素三、核素和同位素4.相对原子质量的计算⑴原子的相对原子质量Ar＝核素（原子）的质量

168O

的相对原子质量＝＝15.9982.657×10-26kg1.993×10-26kg×1/12解：三、核素和同位素(2)元素的相对原子质量元素的相对原子质量，是按该元素所含各种天然、稳定核素所占的一定百分比计算出来的平均值。Ar=Ar1

×

a1%+Ar2

×

a2%+……+Arn

×an%Ar表示某元素的相对原子质量Ar1、Ar2、Arn表示元素的各种核素的相对原子质量a1%、a2%、

an%表示各种核素的原子百分数（同位素丰度）或物质的量分数。三、核素和同位素例题：已知氯元素有两种天然同位素，并测得以下数据：解：氯元素的相对原子质量

=34.969×75.77%+36.966×24.23%

≈35.45元素符号同位素相对原子质量在自然界各同位素原子百分数34.96975.77%36.96624.23%三、核素和同位素5.元素、核素、同位素的关系核素1核素3核素2元素互为同位素互为同位素互为同位素知识点都掌握了吗？来做几道题检测下~题型一：原子符号中各数字的含义及数量关系【例1】近日，中国科学院获得了全球第一条季节性河水钡同位素

Ba变化曲线，填补了同位素陆表系统循环研究的空白。下列说法正确的是A．Ba读作钡56 B．Ba的中子数为82C．Ba2+的电子数为136 D．钡元素的质量数为13813856138561385613856

答案：B题型二：相同电子层结构【例2】若aAn＋与bB2-两种离子的核外电子层结构相同，则a的数值为A．b＋n＋2 B．b＋n－2C．b－n－2 D．b－n＋2

答案：A题型三：核外电子的排布规律【例3】两种元素原子X和Y，X原子的M层比Y原子的M层少3个电子，Y原子的L层电子数恰好是X原子L层电子数的两倍，则X、Y分别是A．硅原子和钠原子 B．硼原子和氮原子C．氮原子和碳原子 D．碳原子和铝原子

答案：D

元素周期表教学目标：1.通过了解元素周期表的结构。2.认识原子结构与元素在周期表中位置间的关系。1869年门捷列夫的第一张周期表手稿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1871年门捷列夫的第二张周期表

诞生依据意义1869年，俄国化学家____________编制出第一张元素周期表按相对原子质量由小到大排列，将化学性质相似的元素放在同一纵列揭示了元素间的内在联系，成为化学发展史上的重要里程碑之一发展元素周期表中为未知元素留下的空位先后被填满现行编排依据：相对原子质量→___________，形成现行的元素周期表门捷列夫核电荷数一、元素周期表的发展历程你知道周期表里118种元素的发现顺序吗？整体：元素周期表有

7个横行，18个纵列。周期：每一个横行叫做一个周期，周期序数从上到下分别用1、2、3、4、5、6、7标记。族：每一个纵列叫做一个族（8、9、10三个纵列共同组成第VIII族）。二、元素周期表的结构16个族（18纵行）主族：由短周期和长周期元素共同构成的族，共7个。其族序数从左到右用ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA表示。副族：完全由长周期元素构成的族，共7个。其族序数从左到右用ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、ⅠB、ⅡB表示。第VIII族：1个（8、9、10三个纵行）0族：1个（稀有气体）周期（7个）族（16个）短周期长周期第1周期第2周期第6周期第3周期第

5周期第4周期第

7周期——2种——8种

——8种——18种——18种——32种——32种主族副族第VIII族0族共7个主族，包括短周期和长周期元素共7个副族，只包括在长周期中包括第8、9、10纵行稀有气体元素元素周期表三、元素周期表的编排原则1.周期数=_____________________；2.主族序数=___________________。电子层数最外层电子数副族元素的编排原则比较复杂，高二再学3.原子序数：根据元素在周期表中顺序的编号。原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数判断元素在周期表中的位置判断O、He、Al、17号元素在周期表中的位置。1.每个方格中的信息6C碳12.01元素符号元素名称相对原子质量原子序数四、元素周期表的信息2.金属元素与非金属元素金属元素与非金属元素的分界线上方为金属元素，下方为非金属元素四、元素周期表的信息3.过渡金属从第IIIB族第IIB族10个纵列共六十多种元素，过渡元素都是金属元素四、元素周期表的信息4.镧系与锕系①镧系元素：元素周期表第六周期中，57号元素镧到71号元素镥共15种元素②锕系元素：元素周期表第七周期中，89号元素锕到103号元素铹共15种元素四、元素周期表的信息第IVA族——碳族第VA族——氮族第VIA族——氧族第IA族（除氢）：碱金属0族：稀有气体第IIA族：碱土金属第VIIA族——卤族5.一些族的名称四、元素周期表的信息立式周期表螺旋型周期表塔型元素周期表元素周期表——性质版元素周期表——远景版长式元素周期表判断第52号元素在周期表中的位置此时需要用到“0族定位法”判断元素在周期表中的位置1.同主族元素的原子序数差的关系族序数两元素的原子序数差值第IA、IIA族（过渡元素左侧）______________的元素种数第IIIA~VIIA族（过渡元素右侧）______________的元素种数上一周期下一周期六、元素周期表中的原子序数差值问题2.同周期相邻主族元素的原子序数差的关系（1）同周期相邻主族元素的原子序数之差一般为1（2）同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序数的差值取决于它们所在的周期数：周期数第二或第三周期第四或第五周期第六或第七周期差值

11125知识点都掌握了吗？来做几道题检测下~题型一：元素在周期表中位置的判断（编排原则）【例1】以SiC，AlN，ZnSe等宽禁带半导体材料为代表的第三代半导体材料是当前的研究热点。上述物质涉及的元素中属于主族元素的有A．5个 B．4个 C．3个 D．2个A【例2】81号元素所在周期和族是(

)A．第六周期ⅣA族 B．第六周期ⅢB族

C．第七周期0族 D．第六周期ⅢA族D题型二：元素在周期表中位置的判断（0族定位法）【例3】下列个表是元素周期表中的一部分，表中数字表示的是原子序号与其在周期表中的位置相符合的是D题型三：同主族元素原子序数差值的判断4.1.3碱金属元素教学目标1.了解碱金属在周期表中的位置及原子结构特点。2.以碱金属元素为例，通过探究认识同主族元素性质的递变规律，并能用原子结构理论初步加以解释。碱金属元素为第ⅠA族（除氢）的元素。包括锂（Li）、钠（Na）、钾

（K）、铷（Rb）、铯（Cs），钫（Fr），其中钫为放射性元素。一、碱金属元素概述锂（Li）钠（Na）钾（K）铷（Rb）铯（Cs）碱金属颜色状态密度/g·cm-3熔点/℃沸点/℃锂银白色柔软0.534180.51347钠0.9797.81882.9钾0.8663.65774铷1.53238.89688铯略带金色光泽1.87928.40678.41.相似性碱金属单质都有______色的金属光泽（但____略带金色光泽）、硬度小、有延展性，密度小、熔沸点较低，导电、导热性良好。液态钠钾合金可做原子反应堆的导热剂。银白铯二、碱金属物理性质碱金属颜色状态密度/g·cm-3熔点/℃沸点/℃锂银白色柔软0.534180.51347钠0.9797.81882.9钾0.8663.65774铷1.53238.89688铯略带金色光泽1.87928.40678.42.递变性随着核电荷数的增加，单质的熔点和沸点逐渐______，密度逐渐______，（但ρK___ρNa），且Li、Na、K的密度_____1，Rb、Cs的密度_____1。降低增大＜＜＞二、碱金属物理性质族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

Li3

20.152钠

Na1130.186钾

K1940.227铷

Rb3750.248铯

Cs5560.2651二、碱金属原子结构2.相似性碱金属元素原子的最外层都有_____个电子，很容易_______，最高正价为_____价，最高价氧化物对应的水化物均为_____碱，是典型的活泼金属元素。3.递变性随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐_______，原子半径逐渐______。1失去+1强增多增大二、碱金属原子结构还记得金属钠与氧气的反应现象、方程式吗？同为碱金属，其他单质与氧气反应，现象如何？三、碱金属与氧气的反应【实验结论】随着核电荷数的增加，碱金属与O2反应越来越_____，产物越来越_______。碱金属现象及产物化学方程式Li不如Na剧烈，生成Li2O4Li+O2

====

2Li2ONa剧烈燃烧，生成Na2O22Na+O2

====

Na2O2K燃烧比Na剧烈，生成复杂的氧化物K+O2

====KO2（超氧化钾）Rb燃烧反应更剧烈，生成更复杂氧化物

Cs燃烧反应更剧烈，生成更复杂氧化物剧烈复杂还记得金属钠与水的反应现象、方程式吗？同为碱金属，其他单质与水反应，现象如何？四、碱金属与水的反应【实验结论】碱金属都能与水反应，反应的通式为2R+2H2O===2ROH+H2↑随着核电荷数的增加，碱金属与水反应越来越______，生成的ROH（最高价氧化物对应的水化物）的碱性越来越______。碱金属现象及产物化学方程式Li反应较慢，生成H22Li+2H2O===2LiOH+H2↑Na反应剧烈，生成H22Na+2H2O===2NaOH+H2↑K反应剧烈，轻微爆炸，生成H22K+2H2O===2KOH+H2↑Rb遇水立即燃烧，爆炸，生成H2

Cs遇水立即燃烧，爆炸，生成H2剧烈强五、碱金属化学性质递变性的微观解释核电荷数增加↓电子层数增加↓对电子引力降低↓越容易失去电子↓元素的金属性增强↓单质的还原性增强结构决定性质知识点都掌握了吗？来做几道题检测下~【例1】下列不属于碱金属单质的通性的是A．硬度小、密度小 B．熔点较低C．焰色反应相同 D．导热、导电性能强C题型一：碱金属的物理性质【变2-1】(2021·浙江高一期中)下列关于碱金属的描述正确的是()A．碱金属都可以保存在煤油中B．碱金属元素的单质硬度小、密度小、熔点低C．在空气中加热均可生成多种氧化物D．碱金属与水反应，均漂浮在水面上B题型二：碱金属的化学性质【例3】（2020·浙江·高三月考）钾、铷、铯在过量的氧气中燃烧均生成黄色的超氧化物(如KO2)。下列说法不正确的是（

）A．在450℃、15MPa的压力下，Na与O2反应也能够得纯净的NaO2，常温下Na2O2的稳定性比NaO2好B．CsO2具有强氧化性，能与水反应生成O2，其中水作还原剂C．4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2，因此可用来作氧气源D．KO2与水反应后的溶液呈强碱性B题型三：推测碱金属的性质4.1.4卤族元素族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卤族元素氟

随着核电荷数的增加，原子半径逐渐______氯

溴

碘

7增大FClBrI91735532345一、卤族元素概述1.定义卤族元素为第VIIA族的元素，包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)。2.相似性与递变性①相似性：

最外层电子数都是_____，容易______一个电子。②递变性：

随着核电荷数逐渐增大，电子层数逐渐_______，原子半径逐渐________。7得到增多增大二、卤素单质的物理性质卤素单质颜色和状态密度熔点/℃沸点/℃F2淡黄绿色气体1.69g/L(15℃)－219.6－188.1Cl2黄绿色气体3.214g/L(0℃)－101－34.6Br2深红棕色液体3.119g/cm3(20℃)－7.258.78I2紫黑色固体4.93g/cm3113.5184.4卤素单质的物理性质1.相似性都有颜色，有毒，在水中溶解度不大。2.递变性随着核电荷数逐渐增大，颜色逐渐加深，熔、沸点逐渐______，密度逐渐______。升高增大三、卤素单质的化学性质1.与氢气反应①反应难易：_______________

②剧烈程度：________________③氢化物稳定性：___________

④非金属性强弱：____________反应条件化学方程式产物稳定性F2暗处（爆炸）H2＋F2===2HF很稳定Cl2光照或点燃H2＋Cl2======2HCl较稳定Br2加热H2＋Br2===2HBr不如氯化氢稳定I2不断加热H2