第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1、一、元素周期表的結(jié)構(gòu)周期周期短周期短周期長(zhǎng)周期長(zhǎng)周期第第1周期：周期：2 種元素種元素第第2周期：周期：8 種元素種元素第第3周期：周期：8 種元素種元素第第4周期：周期：18 種元素種元素第第5周期：周期：18 種元素種元素第第6周期：周期：32 種元素種元素不完全周期不完全周期第第7周期：周期：26種元素種元素鑭鑭57La 镥镥71Lu 共共15 種元素稱鑭系元素種元素稱鑭系元素錒錒89Ac 鐒鐒103Lr 共共15 種元素稱錒系元素種元素稱錒系元素周期序數(shù)周期序數(shù) = = 電子層數(shù)（能層數(shù)）電子層數(shù)（能層數(shù)） （橫行）（橫行） 族族主族：主族：副族：副族：A , A , A , A ,A

2、 , A , A 第第VIII 族：族：稀有氣體元素稀有氣體元素主族序數(shù)主族序數(shù)= =最外層電子數(shù)最外層電子數(shù)= =價(jià)電子數(shù)價(jià)電子數(shù) = =最高正價(jià)數(shù)最高正價(jià)數(shù)（縱行）（縱行） 零族：零族：共七個(gè)主族共七個(gè)主族B , B , B , B ,B , B , B 共七個(gè)副族共七個(gè)副族三個(gè)縱行三個(gè)縱行(8、9、10），位于），位于 B 與與B中間中間 二、元素周期表的結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)回憶復(fù)習(xí)回憶元素周期表的結(jié)構(gòu)：元素周期表的結(jié)構(gòu)： 七主七副七周期，七主七副七周期， 族零族鑭錒系。族零族鑭錒系。三、原子的電子構(gòu)型和元素的分區(qū)TiZrHfRfVNbTaDbCrMoWSgMnTcReBhFeRuOsHsCoRhI

3、rMtNiPdPtUunCuAgAuUuuZnCdHgUubGaInTl113HeBAlGeSnPb114CSiAsSbBi115NPSeTePo116OSBrIAt117FClKrXeRn118NeArLiNaKRbCsFrCaSrBaRaBeMgScYLaAcHCeThPrPaNdUPmNpSmPuEuAmGdCmTbBkDyCfHoEsErFmTmMdYbNoLuLrLaAcsddspf分區(qū)依據(jù)：最后一個(gè)電子排入的能級(jí)不同（除ds區(qū)）s區(qū)元素：最外層構(gòu)型是ns1和ns2。IA和 IIA族元素。除H外，其余為活潑金屬。d區(qū)元素：包含第IIIB族到VIII族元素，電子構(gòu)型是(n-1)d19n

4、s12最外層電子數(shù)皆為12個(gè)，均為金屬元素，性質(zhì)相似。 ds區(qū)元素：包括IB族和IIB族元素，價(jià)電子構(gòu)型是(n-1)d10ns12，均為金屬元素 。f區(qū)元素：最后一個(gè)電子排入(n-2)f能級(jí)，包括鑭系和錒系元素，均為金屬。【思考】為什么s區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)和f區(qū)的元素都是金屬（氫元素除外）？p區(qū)元素：最外層電子構(gòu)型從ns2np1ns2np6的元素。即IIIAVIIA族、零族元素。除H外，所有非金屬元素都在p區(qū)。TiZrHfRfVNbTaDbCrMoWSgMnTcReBhFeRuOsHsCoRhIrMtNiPdPtUunCuAgAuUuuZnCdHgUubGaInTlHeBAlGeSnPbCSiA

5、sSbBiNPSeTePoOSBrIAtFClKrXeRnNeArLiNaKRbCsFrCaSrBaRaBeMgScYLaAcH【思考】為什么在元素周期表中非金屬主要集中在右上角三角區(qū)內(nèi)？ 由于元素價(jià)電子層結(jié)構(gòu)和元素周期表中元素性質(zhì)遞變規(guī)律決定的。同周期元素由左向右非金屬逐漸增強(qiáng)，金屬性逐漸減弱；同主族元素從上到下非金屬性逐漸減弱，金屬性逐漸增強(qiáng)。結(jié)果使元素周期表右上角區(qū)域主要呈現(xiàn)非金屬性。【思考】為什么處于非金屬三角區(qū)邊緣的元素常被稱為半金屬或準(zhǔn)金屬？ 由于元素金屬性和非金屬性間沒嚴(yán)格的界限，處于非金屬三角邊緣的元素既能表現(xiàn)出一定的金屬性、又能表現(xiàn)出一定的非金屬性。1、原子半徑同種元素的原子

6、以共價(jià)鍵連接時(shí)核間距離的一半共價(jià)半徑：相鄰原子的平均核間距二、元素周期律元素的性質(zhì)隨核電荷數(shù)增加發(fā)生周期性的遞變【思考】原子半徑由哪些因素決定？ 電子層數(shù) 核電荷數(shù) 電子的能層越多，電子之間的負(fù)電排斥將使原子的半徑增大 核電荷數(shù)越大，核對(duì)電子的引力也就越大，將使原子的半徑縮小【思考】元素周期表中的同周期主族元素從左到右，原子半徑的變化趨勢(shì)如何？同主族元素從上到下，原子半徑的變化趨勢(shì)又如何？應(yīng)如何理解這種趨勢(shì)？同一縱行元素的原子與相應(yīng)離子的半徑變化。原子半徑 相應(yīng)陽(yáng)離子離子半徑電子排布相同的離子，離子半徑隨著核電荷數(shù)的遞增而減小。【思考】試比較 O、F 、 Na 、 Mg 、 Al 的半徑大?。?/p>

7、NaMgAlOF【思考】試比較O2- 、F- 、Na+ 、Mg2+ 、Al3+ 的半徑大小？O2-F- Na+ Mg2+ Al3+【思考】試比較Na+ 、 Mg2+ 、S2-、Cl-的半徑大?。縎2-Cl- Na+Mg2+ （1）最高正化合價(jià)+ 負(fù)化合價(jià) = 8（或2） 最高正價(jià)等于最外層電子數(shù)（氟、氧元素?zé)o最高正價(jià)）（2）金屬與非金屬元素的化合價(jià)的典型差異金屬只顯正價(jià)非金屬既顯正價(jià)又顯負(fù)價(jià)，通常負(fù)價(jià)唯一主族元素的化合價(jià)的周期性變化的規(guī)律2、電離能第一電離能（I1）：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量。第二電離能（I2）：從氣態(tài)基態(tài)一價(jià)正離子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣

8、態(tài)基態(tài)二價(jià)正離子所需要的最低能量。第三電離能（I3）？電離能的大小反映了原子失去電子的難易。決定電離能大小的因素：核電荷數(shù)原子半徑（1）概念：kJ/mol 第一電離能越小，越易失電子，金屬越活潑。（2）元素的第一電離能變化規(guī)律【思考】預(yù)測(cè)同主族元素原子的第一電離能隨核電荷數(shù)遞 增有何規(guī)律？同主族元素，從上到下第一電離能逐漸減小 。 【思考】預(yù)測(cè)同周期元素原子的第一電離能隨核電荷數(shù)遞 增有何規(guī)律？同周期元素，從左往右第一電離能總體呈增大趨勢(shì)。 電子亞層結(jié)構(gòu)為全滿、半滿時(shí)較相鄰元素要大。即第 A 族、第 A 族元素的第一電離能分別大于同周期相鄰元素。 電離能的意義：電離能的意義： 電離能是衡量氣態(tài)

9、原子電離能是衡量氣態(tài)原子失去電子難易失去電子難易的物理量。的物理量。元素的電離能元素的電離能越小越小，表示氣態(tài)時(shí)越容，表示氣態(tài)時(shí)越容易失去易失去電子，即電子，即元素在氣態(tài)時(shí)的元素在氣態(tài)時(shí)的金屬性越強(qiáng)金屬性越強(qiáng)。判斷原子失去電子的數(shù)目或形成的陽(yáng)離子的電荷判斷原子失去電子的數(shù)目或形成的陽(yáng)離子的電荷5、電負(fù)性 元素的原子在分子中吸引鍵合電子能力的相對(duì)大小。 電負(fù)性越大的原子，對(duì)鍵合電子的吸引力越大。 鍵合電子：原子中用于形成化學(xué)鍵的電子。（又稱：價(jià)電子價(jià)電子）（1）概念 鮑林（美國(guó)，1901-1994）H2.1Li1.0Na0.9K0.8Rb0.8Cs0.7Be1.5Mg1.2Ca1.0Sr1.0B

10、a0.9B2.0Al1.5Ga1.6In1.7Tl1.8C2.5Si1.8Ge1.8Sn1.8Pb1.9N3.0P2.1As2.0Sb1.9Bi1.9O3.5S2.5Se2.4Te2.1Po2.0F4.0Cl3.0Br2.8I2.5At2.2【思考】觀察主族元素的電負(fù)性數(shù)據(jù)（以F=4.0和Li=1.0作為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，稀有氣體未計(jì)），元素的電負(fù)性有何變化趨勢(shì)？Na Mg Al Si P S Cl主族電負(fù)性的周期性變化Li Na K Rb Cs F Cl Br I At 同一周期，從左到右電負(fù)性遞增。同一主族，從上到下，電負(fù)性遞減。（2）電負(fù)性的變化規(guī)律金屬性非金屬性 與H2反應(yīng)的條件及生成氫化物的

11、穩(wěn)定性最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱相互置換 與水或酸反應(yīng)，置換出H2的難易 最高價(jià)氧化物的水化物堿性強(qiáng)弱相互置換電負(fù)性的大小可用于衡量元素的金屬性和非金屬性的 強(qiáng)弱。金屬電負(fù)性小于1.8非金屬電負(fù)性大于1.8類金屬電負(fù)性在1.8左右，兼有金屬和非金屬的性質(zhì) 金屬元素越容易失電子，對(duì)鍵合電子的吸引能力越小，電負(fù)性越小； 非金屬元素越容易得電子，對(duì)鍵合電子的吸引能力越大，電負(fù)性越大HLiNaKRbCsBeMgCaSrBaBAlCSiNPOSFClBrIAtNeArKrXeRnHeFrRaGaInGeSnAsSbSeTeTlPbBiPo【思考】元素周期表中，同周期的主族元素、同主族元素的金屬性和

12、非金屬性如何變化？（3）金屬性和非金屬性原子半徑依次減小原子半徑依次減小原子半徑依次減小原子半徑依次減小原子半徑依次增大原子半徑依次增大原子半徑依次增大原子半徑依次增大非金屬性依次增強(qiáng)非金屬性依次增強(qiáng)金屬性依次增強(qiáng)金屬性依次增強(qiáng) 電負(fù)性數(shù)值小的元素在化合物中吸引電子的能力弱，元素的化合價(jià)為正價(jià)； 電負(fù)性數(shù)值大的元素在化合物中吸引電子的能力強(qiáng)，元素的化合價(jià)為負(fù)值。電負(fù)性數(shù)值大小能夠衡量元素在化合物中吸引電子能力大小。【練習(xí)】請(qǐng)查閱下列化合物中元素的電負(fù)性數(shù)值，判斷化合物中化合價(jià)為正值的元素？ CH4、NaH、NF3、NH3、SO2、H2S、ICl、HBr通過成鍵元素間電負(fù)性的差值判斷化學(xué)鍵類型。

13、 如果兩個(gè)成鍵元素間的電負(fù)性差值大于1.7，它們之間通常形成離子鍵； 如果兩個(gè)成鍵元素間的電負(fù)性差值小于1.7，它們之間通常形成共價(jià)鍵?！揪毩?xí)】請(qǐng)查閱下列化合物中元素的電負(fù)性數(shù)值，判斷它們哪些是離子化合物，哪些是共價(jià)化合物？ NaF、HCl、NO、MgO、KCl、CH4離子化合物：NaF、MgO、KCl共價(jià)化合物：HCl、NO、CH4Li Be BMg Al Si【科學(xué)探究科學(xué)探究】對(duì)角線規(guī)則對(duì)角線規(guī)則 某些主族元素與右下方的主族元素的某些性質(zhì)是相似的，稱為對(duì)角線規(guī)則。Be和Al的相似性 Be和Al都是兩性金屬，不僅能溶于酸，也都能溶于堿放出氫氣 Be+2NaOH=Na2BeO2+H2 2Al

14、+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 Be和Al的氫氧化物都是兩性化合物，易溶于強(qiáng)堿 BeCl2和AlCl3都是共價(jià)化合物。易升華、聚合、易溶于有機(jī)溶劑 Be,Al常溫下不與水作用，與冷的濃硝酸接觸時(shí)都發(fā)生鈍化現(xiàn)象 HLiNaKRbCsBeMgCaSrBaBAlCSiNPOSFClBrIAtNeArKrXeRnHeFrRaGaInGeSnAsSbSeTeTlPbBiPo原子半徑逐漸減小，金屬性減弱，非金屬性增強(qiáng)；第一電離能增大（、反常）；電負(fù)性增大（0族除外）原子半徑逐漸增大，金屬性增強(qiáng)，非金屬性減弱；第一電離能減小（、反常）； ；電負(fù)性減小（0族除外） 。【歸納】1、每一周期元素都

15、是從堿金屬開始，以稀有氣體結(jié)束、每一周期元素都是從堿金屬開始，以稀有氣體結(jié)束2、f區(qū)都是副族元素，區(qū)都是副族元素，s區(qū)和區(qū)和p區(qū)的都是主族元素區(qū)的都是主族元素3、已知在、已知在200C 1mol Na失去失去1 mol電子需吸收電子需吸收650kJ能能量，則其第一電離能為量，則其第一電離能為650KJ/mol。4、Ge的電負(fù)性為的電負(fù)性為1.8，則其是典型的非金屬，則其是典型的非金屬5、氣態(tài)、氣態(tài)O原子的電子排布為：原子的電子排布為： 6、 半徑：半徑：K+Cl-7、酸性、酸性 HClO4H2SO4 ，堿性：，堿性：NaOH Mg(OH)28、第一周期有、第一周期有2*12=2，第二周期有，第

16、二周期有2*22=8，則第五周，則第五周期有期有2*52=50種元素種元素9、有、有A、B、C、D、E 5種元素，它們的核電荷數(shù)依次種元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，且都小于增大，且都小于20。其中。其中C、E是金屬元素；是金屬元素；A和和E屬屬同一族，它們?cè)拥淖钔鈱与娮优挪紴橥蛔?，它們?cè)拥淖钔鈱与娮优挪紴閚s1。B和和D也也屬同一族，它們?cè)幼钔鈱拥膶偻蛔澹鼈冊(cè)幼钔鈱拥膒能級(jí)電子數(shù)是能級(jí)電子數(shù)是s能級(jí)電能級(jí)電子數(shù)的兩倍，子數(shù)的兩倍，C原子最外層上電子數(shù)等于原子最外層上電子數(shù)等于D原子最外層原子最外層上電子數(shù)的一半。上電子數(shù)的一半。A、B、C、D、E五種元素的電負(fù)性五種元素的電負(fù)性分別為分別為2.5,3.5,0.8,2.1,1.5，請(qǐng)回答下列問題：，請(qǐng)回答下列問題：(1)A是是_，B是是_，C是是_，D是是_，E是是_(用化學(xué)