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第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)新課講解課程學(xué)習(xí)目標(biāo)

了解構(gòu)造原理的發(fā)現(xiàn)史。1通過(guò)理解構(gòu)造原理逐步建立核外電子排布式書(shū)寫(xiě)的思維模型,并學(xué)會(huì)應(yīng)用模型熟練書(shū)寫(xiě)常見(jiàn)原子的核外電子排布式。3理解能層與能級(jí)的概念及關(guān)系,理解核外電子的排布規(guī)律。了解基態(tài)與激發(fā)態(tài)、原子光譜的含義。2新課講解導(dǎo)入1869年俄國(guó)化學(xué)家門捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素周期律1920年丹麥科學(xué)家波爾提出了構(gòu)造原理,即從氫開(kāi)始,隨核電荷數(shù)遞增,新增電子填入原子核外“殼層”的順序,1925年,波爾的“殼層”落實(shí)為“能層”與“能級(jí)”,厘清了核外電子的可能狀態(tài),復(fù)雜的原子光譜得以詮釋。元素周期律提出構(gòu)造原理“能層、能級(jí)”完整的構(gòu)造原理1936年馬德隆發(fā)表了以原子光譜事實(shí)為依據(jù)的完整的構(gòu)造原理復(fù)習(xí)回顧:1.原子的結(jié)構(gòu)新課講解原子核核外電子Z個(gè)質(zhì)子

Z個(gè)中子(A—Z)個(gè)原子X(jué)AZ

(幾乎集中原子的全部質(zhì)量)

(其運(yùn)動(dòng)空間幾乎占據(jù)了原子的整個(gè)體積)①數(shù)量關(guān)系:核電荷數(shù)(Z)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)②質(zhì)量關(guān)系:質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N)質(zhì)量數(shù):對(duì)質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量取整數(shù)相加的數(shù)值,即近似原子量。新課講解原子質(zhì)量主要集中在原子核上。原子核體積很小,只占原子體積的幾億分之一。復(fù)習(xí)回顧:2.原子核外電子層的表達(dá)方式電子層數(shù)(n)1234567電子層符號(hào)離核遠(yuǎn)近

能量高低

KLMNOPQ近遠(yuǎn)低高新課講解復(fù)習(xí)回顧:3.核外電子排布的一般規(guī)律(1)先排能量低的電子層,再排能量高的電子層,由內(nèi)向外。(2)每一層最多容納電子數(shù):2n2個(gè)。(3)最外層電子數(shù)不超過(guò)8個(gè)(K層為最外層時(shí)不超過(guò)2個(gè))。(4)次外層電子數(shù)不超過(guò)18個(gè),倒數(shù)第三層不超過(guò)32個(gè)。(5)倒數(shù)第三層不超過(guò)32個(gè)電子?!耙坏退牟怀毙抡n講解1.能層

一、能層與能級(jí)(1)含義:核外電子按能量不同分成能層,即電子層。(2)符號(hào)及能量關(guān)系:能層一二三四五六七符號(hào)KLMNOPQ最多電子數(shù)281832507298離核遠(yuǎn)近近遠(yuǎn)能量高低低高能層越高,電子的能量越高,離原子核越遠(yuǎn)

新課講解2.能級(jí)(1)含義:同一能層的電子,還被分成不同能級(jí)。(2)能級(jí)符號(hào)與所能容納電子數(shù)如下表:能層12345能層符號(hào)KLMNO能級(jí)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p……最多電子數(shù)226261026101426281832……新課講解KLMN

O+能級(jí)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f最多容納電子數(shù)2262610261014新課講解思考與討論:(1)一個(gè)能層的能級(jí)數(shù)與能層序數(shù)(n)間存在什么關(guān)系?一個(gè)能層最多可容納的電子數(shù)與能層序數(shù)(n)間存在什么關(guān)系?(2)以s、p、d、f為符號(hào)的能級(jí)分別最多可容納多少個(gè)電子?

3d、4d、5d能級(jí)容納的最多電子數(shù)是否相同?(3)第五能層最多可容納多少個(gè)電子?

它們分別容納在幾個(gè)能級(jí)中?

各能級(jí)最多容納多少個(gè)電子?(注:本書(shū)只要求到f能級(jí)。)2n2相等2.6.10.14相同50s-2,p-6,d-10,f-14新課講解歸納小結(jié):(1)能層序數(shù)_____該能層所包含的能級(jí)數(shù),如第三能層有____個(gè)能級(jí)。(2)s、p、d、f各能級(jí)可容納的電子數(shù)分別為_(kāi)__、___、___、___的2倍。(3)原子核外電子的每一能層最多可容納的電子數(shù)是____(n為能層的序數(shù))。(4)f能級(jí)的從第

能層開(kāi)始,d能級(jí)從第

能層開(kāi)始等于313572n243①不同能層中,能級(jí)的能量高低是1s<2s<3s<4s….能量規(guī)律:②在同一能層中,能級(jí)的能量高低是ns<np<nd<nf……1.判斷正誤課堂練習(xí)(1)能層就是電子層(

)(2)不同能層,s能級(jí)能量相同(

)(3)s能級(jí)的能量一定比p能級(jí)的低(

)(4)高能層的所有能級(jí)能量都比低能層的能級(jí)能量高(

)(5)各能層的能級(jí)數(shù)等于其所處能層序數(shù)(

)(6)任一能層的s能級(jí)最多容納的電子數(shù)均為2(

)(7)3p3表示3p能級(jí)只能填充3個(gè)電子(

)(8)各能級(jí)最多可容納的電子數(shù)按s、p、d、f……的順序依次為1、3、5、7……的2倍(

)√×××√√×√2.符號(hào)為M的能層所含的能級(jí)有(

)A.2種B.3種C.8種D.18種3.某一能層上nd能級(jí)最多所能容納的電子數(shù)為(

)A.6

B.10

C.14

D.154.下列能級(jí)符號(hào)表示正確且最多容納的電子數(shù)按照從少到多的順序排列的是(

)A.1s、2p、3dB.1s、2s、3sC.2s、2p、2d

D.3p、3d、3f5.原子核外P能層和p能級(jí)可容納的最多電子數(shù)分別為()A.32和2 B.50和6 C.72和6 D.86和10CABB課堂練習(xí)新課講解

二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜1.基態(tài)與激發(fā)態(tài)(1)基態(tài)原子:處于最低能量狀態(tài)的原子。(2)激發(fā)態(tài)原子:基態(tài)原子吸收能量,它的電子會(huì)躍遷到較高能級(jí),變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子。原子處于最低能量狀態(tài)基態(tài)原子處于較高能量狀態(tài)激發(fā)態(tài)原子(電子躍遷到較高能級(jí))吸收能量釋放能量新課講解生活中,我們看到的許多可見(jiàn)光,都與原子核外電子躍遷釋放能量有關(guān)。新課講解2.原子光譜(1)含義:不同元素原子的電子發(fā)生躍遷時(shí)會(huì)吸收或釋放不同的光,可以用光譜儀攝取各種元素原子的吸收光譜或發(fā)射光譜,總稱原子光譜。(2)成因及分類:基態(tài)原子激發(fā)態(tài)原子吸收能量釋放能量吸收光譜發(fā)射光譜明亮背景的暗色譜線暗色背景的明亮譜線新課講解(3)光譜分析:在現(xiàn)代化學(xué)中,常利用原子光譜上的特征譜線來(lái)鑒定元素,稱為光譜分析。例如:銫(1860年)和銣(1861年),其光譜圖中有特征的藍(lán)光和紅光,它們的拉丁文名稱由此得名。又如,稀有氣體氦的原意是“太陽(yáng)元素”,是1868年分析太陽(yáng)光譜發(fā)現(xiàn)的,最初人們以為它只存在于太陽(yáng),后來(lái)才在地球上發(fā)現(xiàn)。新課講解

三、構(gòu)造原理與電子排布式1.構(gòu)造原理(1)內(nèi)容:以光譜學(xué)事實(shí)為基礎(chǔ),從氫開(kāi)始,隨核電荷數(shù)遞增,新增電子填入能級(jí)的順序成為構(gòu)造原理。新課講解(2)構(gòu)造原理示意圖:能層能級(jí)OLMNPKQ1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s電子填充一般規(guī)律:新課講解(3)對(duì)構(gòu)造原理的理解:①構(gòu)造原理是絕大多數(shù)基態(tài)原子的核外電子排布順序。②電子按照構(gòu)造原理排布,會(huì)使整個(gè)原子的能量處于最低狀態(tài),原子相對(duì)較穩(wěn)定。③從構(gòu)造原理圖可以看出,從第三能層開(kāi)始,不同能層的能級(jí)出現(xiàn)“能級(jí)交錯(cuò)”現(xiàn)象。能級(jí)交錯(cuò)指電子層數(shù)較大的某些能級(jí)的能量反而低于電子層數(shù)較小的某些能級(jí)的能量的現(xiàn)象,如4s<3d、6s<4f<5d,一般規(guī)律為ns<(n-2)f<(n-1)d<np。新課講解2.電子排布式(1)含義:電子排布式是用核外電子分布的能級(jí)及各能級(jí)上的電子數(shù)來(lái)表示電子排布的式子。(2)表示方法:新課講解(3)書(shū)寫(xiě)方法:第一步:按照構(gòu)造原理寫(xiě)出電子填入能級(jí)的順序,1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s第二步:根據(jù)各能級(jí)容納的電子數(shù)填充電子。第三步:去掉空能級(jí),并按照能層順序排列即可得到電子排布式。例如:8O:_________。1s22s22p4新課講解例:試書(shū)寫(xiě)7N、17Cl、19K、26Fe、21Sc、35Br原子的核外電子排布式。N:1s22s22p3Cl:1s22s22p6

3s23p5K:1s22s22p63s23p6

4s1Fe:1s22s22p63s23p63d6

4s2Sc:1s22s22p63s23p63d1

4s2Br:1s22s22p63s23p63d10

4s24p5新課講解要求熟練書(shū)寫(xiě)1~36號(hào)元素原子的電子排布式原子序數(shù)元素名稱元素符號(hào)電子排布

KLMN1氫H2氦He3鋰Li4鈹Be5硼B(yǎng)6碳C7氮N8氧O1s11s2

2s11s21s2

2s21s2

2s22p11s2

2s22p21s2

2s22p31s2

2s22p4原子序數(shù)元素名稱元素符號(hào)電子排布

KLMN新課講解9氟F10氖Ne1s2

2s22p51s2

2s22p611鈉Na12鎂Mg13鋁Al14硅Si15磷P16硫S17氯Cl18氬Ar1s22s22p6

3s11s22s22p6

3s21s22s22p6

3s23p11s22s22p6

3s23p21s22s22p6

3s23p31s22s22p6

3s23p41s22s22p6

3s23p51s22s22p6

3s23p6新課講解原子序數(shù)元素名稱元素符號(hào)電子排布

KLMN19鉀K20鈣Ca21鈧Sc22鈦Ti23釩V24鉻Cr25錳Mn26鐵Fe27鈷Co28鎳Ni1s22s22p63s23p6

4s11s22s22p63s23p6

4s21s22s22p63s23p63d1

4s21s22s22p63s23p63d2

4s21s22s22p63s23p63d3

4s21s22s22p63s23p63d54s11s22s22p63s23p63d5

4s21s22s22p63s23p63d6

4s21s22s22p63s23p63d7

4s21s22s22p63s23p63d8

4s2新課講解原子序數(shù)元素名稱元素符號(hào)電子排布

KLMN29銅Cu30鋅Zn31鎵Ga32鍺Ge33砷As34硒Se35溴Br36氪Kr1s22s22p63s23p63d10

4s24p11s22s22p63s23p63d10

4s24p21s22s22p63s23p63d10

4s24p31s22s22p63s23p63d10

4s24p41s22s22p63s23p63d10

4s24p51s22s22p63s23p63d10

4s24p61s22s22p63s23p63d104s11s22s22p63s23p63d10

4s2注意:在得出構(gòu)造原理之前,由原子光譜得知有些過(guò)渡金屬元素基態(tài)原子電子排布不符合構(gòu)造原理,如Cr和Cu的最后兩個(gè)能級(jí)的電子排布分別為3d54s1和3d104s1。新課講解3.簡(jiǎn)化電子排布式(1)含義:將原子中已經(jīng)達(dá)到稀有氣體元素原子結(jié)構(gòu)的部分,用相應(yīng)的稀有氣體元素符號(hào)外加方括號(hào)表示的式子稱為簡(jiǎn)化電子排布式。(2)表示方法:K的簡(jiǎn)化電子排布式:[Ar]4s1N的簡(jiǎn)化電子排布式:[He]2s22p3Na的簡(jiǎn)化電子排布式:[Ne]3s1新課講解(3)練習(xí):寫(xiě)出14、24、26、31號(hào)元素的簡(jiǎn)單電子排布式。14Si:[Ne]3s23p224Cr:[Ar]3d54s126Fe:[Ar]3d64s231Ga:[Ar]3d104s24p1課堂練習(xí)1.下列能級(jí)符號(hào)正確的是()A.6s B.2d C.1d D.3fA2.符號(hào)為M的能層所含的能級(jí)有()A.2種

B.3種

C.8種

D.18種B3.按能量由低到高的順序,下列排列正確的是()A.1s、2p、3d、4s B.1s、2s、3s、2pC.2s、2p、3s、3p D.4p、3d、4s、3pC課堂練習(xí)4.請(qǐng)根據(jù)構(gòu)造原理,寫(xiě)出下列原子的電子排布式:(1)16S__________________________。(2)10Ne_________。(3)20Ca__________________________。(4)26Fe_______________________________。(5)29Cu________________________________。(6)11Na_____________________。1s22s22p63s23p4(或[Ne]3s23p4)1s22s22p61s22s22p63s23p64s2(或[Ar]4s2)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)1s22s22p63s1(或[Ne]3s1)5.(1)Cl原子核外能量最高的電子所在的能級(jí)是____。(2)基態(tài)Si原子中,核外電子占據(jù)最高能層的符號(hào)為_(kāi)__,該能層上有__個(gè)能級(jí),電子數(shù)為_(kāi)___。3pM34原子結(jié)構(gòu)課堂小結(jié)

一、能層與能級(jí)能層12345能層符號(hào)KLMNO能級(jí)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p……最多電子數(shù)226261026101426281832……課堂小結(jié)

二、基態(tài)與激發(fā)態(tài)原子光譜基態(tài)原子激發(fā)態(tài)原子吸收能量釋放能量吸收光譜發(fā)射光譜課堂小結(jié)

三、構(gòu)造原理與電子排布式1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s1.電子填充一般規(guī)律:2.電子排布式:3.簡(jiǎn)化電子排布式:用相應(yīng)的稀有氣體元素符號(hào)外加方括號(hào)表示的式子。[Ar]4s1第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)第二課時(shí)新課講解課程學(xué)習(xí)目標(biāo)了解有關(guān)核外電子運(yùn)動(dòng)模型的發(fā)展歷史,認(rèn)識(shí)核外電子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)。1認(rèn)識(shí)基態(tài)原子中核外電子的排布遵循泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理。3知道電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(空間分布及能量)??赏ㄟ^(guò)原子軌道和電子云模型來(lái)描述。2新課講解導(dǎo)入1911年,英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福根據(jù)1910年進(jìn)行的α粒子散射實(shí)驗(yàn),提出了原子結(jié)構(gòu)的行星模型。在這個(gè)模型里,電子像太陽(yáng)系的行星圍繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)一樣圍繞著原子核旋轉(zhuǎn)。α粒子散射實(shí)驗(yàn)原子核外的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是怎么樣呢?新課講解氫原子模型1913年,丹麥科學(xué)家玻爾在盧瑟福模型的基礎(chǔ)上,他提出了氫原子模型,電子在線性軌道上運(yùn)行,解決了原子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問(wèn)題,描繪出了完整而令人信服的原子結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)。氫原子結(jié)構(gòu)理論成功的闡述了原子的穩(wěn)定性,氫原子光譜的產(chǎn)生和不連續(xù)性。氫原子光譜與氫原子能級(jí)新課講解概率密度:1926年,量子力學(xué)推翻了玻爾的氫原子模型,指出一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子并不在玻爾假定的線性軌道上運(yùn)行,而在核外空間各處都可能出現(xiàn),但出現(xiàn)的概率不同,可以算出它們的概率密度分布。一、電子云

P表示電子在某處出現(xiàn)的概率;V表示該處的體積;新課講解圖1-7氫原子1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布圖一、電子云圖1-7中的小點(diǎn)是什么呢?是電子嗎?小點(diǎn)是1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度的形象描述。小點(diǎn)越密,表明概率密度越大。由于核外電子的概率密度分布看起來(lái)像一片云霧,因而被形象的稱作“電子云”。新課講解一、電子云1.電子云概念電子在原子核外一定空間范圍內(nèi)出現(xiàn)的概率統(tǒng)計(jì)起來(lái),好似在原子核外籠罩著一團(tuán)帶負(fù)電的云霧,形象稱為“電子云”。2.電子云輪廓圖電子云圖很難繪制,使用不便,我們常使用電子云輪廓圖。電子云是處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述。新課講解為了表示電子云輪廓的形狀,對(duì)核外電子的空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有一個(gè)形象化的簡(jiǎn)便描述。把電子在原子核外空間出現(xiàn)概率P=90%的空間圈出來(lái),即電子云輪廓圖。新課講解同一原子的s電子的電子云輪廓圖1s2s3s4s所有原子的任意能層的s電子的電子云輪廓圖都是一個(gè)球形,只是球的半徑不同。同一原子的能層越高,s電子云半徑越大,是由于電子的能量依次增高,電子在離核更遠(yuǎn)的區(qū)域出現(xiàn)的概率逐漸增大,電子云越來(lái)越向更大的空間擴(kuò)展。就像宇宙飛船必須提供能量推動(dòng)才能克服地球引力上天,2s電子比1s電子能量高,克服原子核的吸引在離核更遠(yuǎn)的空間出現(xiàn)的概率就比1s大,因而2s電子云必然比1s電子云更彌散。新課講解二、原子軌道1.定義:電子在原子核外的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為一個(gè)原子軌道。2.形狀:(1)s電子的原子軌道呈球形,能層序數(shù)越大,原子軌道的半徑越大。1s2s3s4s(2)除s電子云外,其他電子云都不是球形的。例如p電子的原子軌道呈啞鈴狀。新課講解p能級(jí)有三個(gè)原子軌道,它們互相垂直,分別以px、py、pz表示,同一能層中px、py、pz的能量相同。能層能級(jí)原子軌道數(shù)原子軌道名稱電子云輪廓圖的形狀與取向形狀取向K1s11s球形L2s12s球形2p32px、2py、2pz啞鈴形相互垂直M3s13s球形3p33px、3py、3pz啞鈴形相互垂直3d5………………N4s14s球形4p34px、4py、4pz啞鈴形相互垂直4d5………………4f7………………………………………………左表為不同能層的能級(jí)、原子軌道及電子云輪廓圖。n能層能級(jí)數(shù):n軌道數(shù):n2電子數(shù):2n2新課講解三、泡利原理能層12345能層符號(hào)KLMNO能級(jí)1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p……最多電子數(shù)226261026101426281832……回顧每個(gè)能級(jí)最多容納的電子數(shù)。s—2??1=2p—2??3=6d—2??5=10f—2??7=14為什么一個(gè)軌道允許容納2個(gè)電子呢?新課講解三、泡利原理1.電子自旋與泡利原理1925年,兩個(gè)荷蘭年輕人提出:電子除了空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)外,還有一種狀態(tài)叫做自旋。(1)自旋:是微觀粒子普遍存在的一種如同電荷、質(zhì)量一樣的內(nèi)在屬性。電子自旋在空間有順時(shí)針和逆時(shí)針兩種取向,簡(jiǎn)稱自旋相反,常用上下箭頭(?和?)表示自旋相反的電子。(2)泡利原理:1925年,泡利正式提出,在一個(gè)原子軌道里,最多只能容納兩個(gè)電子,它們自旋相反,這個(gè)原理被稱為泡利原理,也稱為泡利不相容原理。新課講解三、泡利原理2.電子排布的軌道表示式(1)軌道表示式(又稱電子排布圖):表示電子排布的一種圖式,如氫和氧的基態(tài)原子的軌道表示式如下:1s11H1sO1s2s2p注意:在軌道表示式中,用方框(也可用圓圈)表示原子軌道,能量相同的原子軌道(簡(jiǎn)并軌道)的方框相連,箭頭表示一種自旋狀態(tài)的電子,“”稱為電子對(duì),“”或“”稱為單電子(或稱未成對(duì)電子)。箭頭同向的單電子稱自旋平行,如基態(tài)氧原子有2個(gè)自旋平行的2p電子。通常應(yīng)在方框下方或上方標(biāo)記能級(jí)符號(hào)。有時(shí)畫(huà)出的能級(jí)上下錯(cuò)落,以表達(dá)能量高低不同。新課講解三、泡利原理2.電子排布的軌道表示式——例鋁原子核外電子排布式新課講解四、洪特規(guī)則1.洪特規(guī)則1925年,洪特在詮釋復(fù)雜原子光譜時(shí),得出了判斷基態(tài)原子光譜項(xiàng)三條經(jīng)驗(yàn)規(guī)則,后人歸并簡(jiǎn)化為一條:基態(tài)原子中,填入簡(jiǎn)并軌道的電子總是先單獨(dú)分占,且自旋平行,稱為“洪特規(guī)則”。新課講解四、洪特規(guī)則1.例1:畫(huà)出氧的基態(tài)原子最外層軌道表示式。如果不考慮洪特規(guī)則,又認(rèn)定3個(gè)2p軌道有區(qū)別,可畫(huà)出怎樣的軌道表示式?若遵循洪特規(guī)則,且不區(qū)分3個(gè)2p軌道,只需畫(huà)出軌道表示式:注意:①洪特規(guī)則不僅適用于基態(tài)原子,也適用于基態(tài)離子。

②洪特規(guī)則是針對(duì)電子填入簡(jiǎn)并軌道而言的,并不適用于電子填入能量不同的軌道。四、洪特規(guī)則新課講解例2:請(qǐng)寫(xiě)出24、29號(hào)元素原子的電子排布式。29Cu

1s22s22p63s23p63d104s124Cr

1s22s22p63s23p63d54s1在簡(jiǎn)并軌道(同一能級(jí))上的電子排布處于全充滿、半充滿和全空狀態(tài)時(shí),具有較低的能量和較大的穩(wěn)定性。相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)全充滿:p6、d10、f14全空:p0、d0、f0半充滿:p3、d5、f7新課講解思考與討論1.下列軌道表示式中,哪個(gè)是硼的基態(tài)原子?為什么?2.下列軌道表示式中,哪個(gè)是氧的基態(tài)原子?為什么?答案:A。在一個(gè)原子軌道里,最多只能容納兩個(gè)電子,它們自旋相反。答案:A?;鶓B(tài)原子中,填入簡(jiǎn)并軌道的電子總是先單獨(dú)分占,且自旋平行。新課講解五、能量最低原理1.內(nèi)容基態(tài)是能量最低的狀態(tài),所以,基態(tài)原子的電子排布是能量最低的原子軌道組合。在構(gòu)建基態(tài)原子時(shí),電子將盡可能的占據(jù)能量最低的原子軌道,使整個(gè)的原子的能量最低。注意:整個(gè)原子的能量由核電荷數(shù)、電子數(shù)和電子狀態(tài)三個(gè)因素共同決定,相鄰能級(jí)能量相差很大時(shí),電子填入能量低的能級(jí)即可使整個(gè)原子能量最低;而當(dāng)相鄰能級(jí)能量相差不太大時(shí),有1-2個(gè)電子占據(jù)能量稍高的能級(jí)反而降低了電子排斥能而使整個(gè)原子能量最低(如所有副族元素的基態(tài)原子)。新課講解思考與討論1.為什么基態(tài)氦原子的電子排布是1s2而不是1s12s1?2.為什么基態(tài)氮原子的電子軌道表示式是,而不是?3.為什么基態(tài)鉀原子和鈣原子的價(jià)電子排布是4s1和4s2,而不是3d1和3d2?泡利原理洪特規(guī)則能量最低原理課堂練習(xí)1.判斷正誤。(1)2s的電子云比1s的電子云大,說(shuō)明2s的電子云中的電子比1s的多。(2)當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí),電子總是先占滿1個(gè)軌道,然后再占據(jù)其它原子軌道。(3)氫原子電子云的一個(gè)小黑點(diǎn)表示一個(gè)電子。(4)6C的電子排布式1s22s22px2違反了洪特規(guī)則。。答案:×

×

×√課堂練習(xí)2.在d軌道中電子排布成,而不排布成,遵循的是()A.能量最低原理B.泡利原理C.原子軌道構(gòu)造原理D.洪特規(guī)則答案:D課堂練習(xí)3.下列電子排布的軌道表示式所表示的元素原子中,能量處于最低狀態(tài)的是()答案:C課堂練習(xí)4.在1s、2px、2py、2pz軌道中,具有對(duì)稱性的是()A.1sB.

2pxC.2pyD.2pzA5.(1)金屬鋁質(zhì)輕且有良好的防腐蝕性,在國(guó)防工業(yè)中有非常重要的作用。鋁原子核外電子云有__________種不同的伸展方向,有__________種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子。

(2)基態(tài)鐵原子有__________個(gè)未成對(duì)電子,三價(jià)鐵離子的電子排布式為_(kāi)_________。

(3)29Cu+的價(jià)電子排布式為_(kāi)_________。課堂小結(jié)

一、電子云1.定義:電子在原子核外的一個(gè)空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)稱為一個(gè)原子軌道。2.形狀:(1)s電子的原子軌道呈球形,能層序數(shù)越大,原子軌道的半徑越大。(2)除s電子云外,其他電子云都不是球形的。例如p電子的原子軌道呈啞鈴狀。二、原子軌道電子云是處于一定空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述。課堂小結(jié)三、泡利原理1.電子自旋與泡利原理(1)自旋:是微觀粒子普遍存在的一種如同電荷、質(zhì)量一樣的內(nèi)在屬性。(2)泡利原理:在一個(gè)原子軌道里,最多只能容納兩個(gè)電子,它們自旋相反。2.電子排布的軌道表示式課堂小結(jié)四、洪特規(guī)則基態(tài)原子中,填入簡(jiǎn)并軌道的電子總是先單獨(dú)分占,且自旋平行。相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)全充滿:p6、d10、f14全空:p0、d0、f0半充滿:p3、d5、f7五、能量最低原理在構(gòu)建基態(tài)原子時(shí),電子將盡可能的占據(jù)能量最低的原子軌道,使整個(gè)的原子的能量最低。第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)第一課時(shí)新課講解課程學(xué)習(xí)目標(biāo)了解三張有重要?dú)v史意義的周期表,了解元素周期表的發(fā)展歷史。1通過(guò)自主探究元素周期表,理解構(gòu)造原理與元素周期表之間的聯(lián)系。3知道元素周期律、元素周期系和元素周期表的概念。2新課講解導(dǎo)入1869年,門捷列夫制作了歷史上第一張周期表,圖1-14是該表的修訂版,又稱短式周期表。門捷列夫周期表最重要的特征是從第四周期開(kāi)始每個(gè)周期截成兩截,第1-7族分主副族,第八族稱為過(guò)渡元素(第八族是鐵、鈷、鎳等“三素組”)。主副族和第八族的概念使用至今,但過(guò)渡元素的概念不同了??茖W(xué)史話新課講解1905年,配位化學(xué)鼻祖維爾納制作了一張周期表,如圖1-15所示。維爾納周期表是特長(zhǎng)式周期表,每個(gè)周期一行,各族元素、過(guò)渡金屬、稀有氣體、鑭系和錒系,各有各的位置,同族元素上下對(duì)齊,盡管當(dāng)時(shí)錒系和鑭系的概念尚未形成,不知道它們有多少種元素。維爾納周期表前五個(gè)周期表相似,但也有差異,如今維爾納周期表中Be、Mg的位置與現(xiàn)今周期表不同?!璈…HeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClArKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrRbSrYZrNbMo…RuRhPdAgCdInSnSbTeIXeCsBaLaCeNdPr……SmEuGdTbHoErTmYb……TaW…OsIrPtAuHgTlPbBi…………RaLaαTh……………U…………Ac………………………………PbαBiαTeα……圖1-15維爾納的特長(zhǎng)式周期表新課講解1922年,玻爾獲諾貝爾獎(jiǎng)時(shí)做了題為“原子結(jié)構(gòu)”的報(bào)告,其中有一張周期表,如圖1-16所示。它是1895年湯姆孫周期表的改進(jìn)版。在玻爾所作的改進(jìn)中,特別重要之處是把21-28、39-46等元素用方框框起。這是因?yàn)椴栍迷咏Y(jié)構(gòu)來(lái)解釋周期系了,他已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,這些框內(nèi)元素的原子新增加的電子是填入內(nèi)層軌道的。玻爾已經(jīng)得知鑭后14種元素基原子有4f電子,也用方框框起,而且第六周期為32種元素,但第七周期元素所知甚少。玻爾周期表還用直線連接前后周期的相關(guān)元素(同族元素),這是因?yàn)椴栆呀?jīng)知道,它們的價(jià)電子數(shù)相等。圖1-16玻爾元素周期表新課講解一、元素周期律、元素周期系和元素周期表1.元素周期律1869年,門捷列夫發(fā)現(xiàn),按相對(duì)原子質(zhì)量從小到大的順序?qū)⒃嘏帕衅饋?lái),得到一個(gè)元素序列,并從最輕的元素氫開(kāi)始進(jìn)行編號(hào),稱為原子序數(shù)。這個(gè)序列中的元素性質(zhì)隨著原子序數(shù)遞增發(fā)生周期性的重復(fù),這一規(guī)律被門捷列夫稱作元素周期律。2.元素周期系1913年,英國(guó)物理學(xué)家莫塞萊證明原子序數(shù)即原子核電荷數(shù)。隨后元素周期律表述為元素的性質(zhì)隨元素原子的核電荷數(shù)遞增發(fā)生周期性遞變。元素的這一按其原子核電荷數(shù)遞增排列的序列稱為元素周期系。3.元素周期表元素周期表是呈現(xiàn)元素周期系的表格。元素周期系只有一個(gè),元素周期表多種多樣。新課講解2.原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)的關(guān)系原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)注意:1.元素周期系與元素周期表的關(guān)系新課講解二、構(gòu)造原理與元素周期表1.元素周期表的結(jié)構(gòu):根據(jù)構(gòu)造原理得出的核外電子排布,可以解釋元素周期系的基本結(jié)構(gòu)。(1)周期(七橫七周期,三短四長(zhǎng))從上到下類別各周期原子的電子層數(shù)各周期最多容納的元素種類數(shù)第一周期短周期12第二周期28第三周期38第四周期長(zhǎng)周期418第五周期518第六周期632(含鑭系15種元素)第七周期732(含錒系15種元素)新課講解二、構(gòu)造原理與元素周期表(2)核外電子排布與周期的劃分周期外圍電子排布各周期增加的能級(jí)元素種類第ⅠA族0族最外層最多容納電子數(shù)一1s11s221s2二2s12s22p682s、2p8三3s13s23p683s、3p8四4s14s24p684s、3d、4p18五5s15s25p685s、4d、5p18六6s16s26p686s、4f、5d、6p32七7s17s27p687s、5f、6d、7p32表:每一周期元素原子的外圍電子排布與元素種類新課講解注意:核外電子排布與周期劃分的關(guān)系ⅰ根據(jù)構(gòu)造原理,將能量相近的能級(jí)分為一組,按能量由低到高可分為7個(gè)能級(jí)組,同一能級(jí)組內(nèi),各能級(jí)能量相差較小,各能級(jí)組之間能量相差較大。ⅱ每一個(gè)能級(jí)組對(duì)應(yīng)一個(gè)周期,且該能級(jí)組中最高的能級(jí)對(duì)應(yīng)的能層數(shù)等于元素的周期序數(shù)。元素形成周期系的根本原因是元素的原子核外電子的排布發(fā)生周期性的重復(fù)。新課講解(3)根據(jù)構(gòu)造原理得出的核外電子排布與周期中元素種類數(shù)的關(guān)系元素周期系中每個(gè)周期的元素?cái)?shù),第一周期從1s1開(kāi)始,以1s2結(jié)束,只有兩種元素。中間按照構(gòu)造原理依次排滿各能級(jí)。其余各周期總是從ns能級(jí)開(kāi)始,以np結(jié)束,遞增的核電荷數(shù)(或電子數(shù))就等于每個(gè)周期里的元素?cái)?shù)。具體數(shù)據(jù)如下:新課講解周期ns→np電子數(shù)元素?cái)?shù)目一1s1~2二2s1~22p1~6三3s1~23p1~6四4s1~23d1~104p1~6五5s1~24d1~105p1~6六6s1~24f1~145d1~106p1~6七7s1~25f1~146d1~107p1~62288881818181832323232遞增的核電荷數(shù)=元素個(gè)數(shù)新課講解若以一個(gè)方格代表一種元素,每個(gè)周期排成一個(gè)橫排,并按s、p、d、f分段,左側(cè)對(duì)齊,可得到如下元素周期表:新課講解思考與討論:1950年國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IUPAC)推薦了一張?jiān)刂芷诒?,?shū)末的元素周期表就是參照其新版制作的。請(qǐng)問(wèn):怎樣將圖1-17變成書(shū)末的元素周期表?pfdsspsdpfsdpdsppss新課講解(4)族(十八縱行十六族,七主七副一VIII一0)列數(shù)123456789101112131415161718類別主族副族第VIII族副族主族0族名稱IAIIAIIIBIVBVBVIBVIIB第VIII族IBIIBIIIAIVAVAVIAVIIA0族注意:1.從第四周期開(kāi)始的長(zhǎng)周期,比短周期多出的元素全部是金屬元素,這是因?yàn)樗鼈兊淖钔鈱与娮訑?shù)始終不超過(guò)2,即為ns1~2(Pd例外)。而第六、七周期比第四、五周期多出14個(gè)元素的基態(tài)原子最外層也只有2個(gè)s電子,所以也是金屬元素。2.電子層數(shù)=周期序數(shù)3.主族元素族序數(shù)=原子最外層電子數(shù)新課講解新課講解(5)核外電子排布與族的關(guān)系元素周期表中,同族元素價(jià)層電子數(shù)相同,這是同族元素性質(zhì)相似的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。主族元素的價(jià)電子為該元素原子的最外層電子。如堿金屬元素的基態(tài)原子的價(jià)電子排布為ns1。元素周期表最右側(cè)稀有氣體元素的基態(tài)原子,除氦(1s2)外,最外層都是8電子,即ns2np6。副族元素的價(jià)電子與其最外層電子和次外層電子有關(guān)(鑭系、錒系元素還與次次外層的f電子有關(guān))。如鐵元素的價(jià)電子排布式為3d64s2。新課講解新課講解再探元素周期表問(wèn)題:仔細(xì)考察書(shū)末的元素周期表,你能提出哪些問(wèn)題?例如:(1)元素周期表共有幾個(gè)周期?每個(gè)周期各有多少種元素?為什么第一周期結(jié)尾元素的電子排布跟同族的其他周期元素的不同?(2)元素周期表共有多少個(gè)列?各列的價(jià)層電子數(shù)各為多少?同列元素價(jià)層電子數(shù)是否相等?元素周期表可分為哪些族?族序有什么規(guī)律?(3)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)(如圖1-18)?回答上述問(wèn)題和你提出的問(wèn)題,并整理出你對(duì)元素周期表的新認(rèn)識(shí)。(1)現(xiàn)行元素周期表包含118種元素,共有七個(gè)周期,每個(gè)周期包含的元素?cái)?shù)目,分別是按照周期序數(shù)一二三四五六七,元素種類數(shù)依次為2、8、8、18、18、32、32。第一周期結(jié)尾元素(He)原子核外只有2個(gè)電子,根據(jù)構(gòu)造原理,其電子排布式為1s2。與該元素同族的其他周期元素Ne、Ar、Kr、Xe、Rn等,原子核外電子數(shù)依次增加了8、8、18、18、32。根據(jù)構(gòu)造原理,它們的最外層電子排布通式為ns2np6。所以,第一周期結(jié)尾元素的電子排布跟同族的其他周期元素的不同。新課講解新課講解(2)元素周期表共有18個(gè)列。從左向右,第1~12列中,除第3列中的鑭系和錒系以外,其他的價(jià)層電子數(shù)都等于列數(shù);第13~18列中,除第18列中的氦以外,其他的價(jià)層電子數(shù)都等于列數(shù)減10。除了鑭系、錒系和氦以外,同列元素價(jià)層電子數(shù)相等。元素周期表所劃分的族及族序數(shù),從左向右排列如下:IA族、ⅡA族;ⅢB族→ⅦB族;Ⅷ族;IB族、ⅡB族;ⅢA族→ⅦA族;0族。新課講解(3)從原子結(jié)構(gòu)方面來(lái)說(shuō),元素周期表中右上角三角區(qū)的元素,大多數(shù)的價(jià)層電子排布為ns2np1-6(He除外),價(jià)層電子數(shù)較大,得電子相對(duì)容易,失電子相對(duì)困難。從元素周期表中元素性質(zhì)遞變規(guī)律來(lái)說(shuō),同周期元素從左到右非金屬性逐漸增強(qiáng)(不包括0族元素),同主族元素從下向上非金屬性逐漸增強(qiáng)。綜上可知,在元素周期表中非金屬主要集中在右上角三角區(qū)內(nèi)。新課講解再探元素周期表討論:(1)為什么副族元素又稱為過(guò)渡元素?過(guò)渡元素價(jià)層電子數(shù)跟它們的族序數(shù)有什么關(guān)系?寫(xiě)出它們的價(jià)層電子排布通式。答:副族元素介于s區(qū)元素(主要是金屬元素)和p區(qū)元素(主要是非金屬元素)之間,處于由金屬元素向非金屬元素過(guò)渡的區(qū)域,因此副族元素又稱為過(guò)渡元素。過(guò)渡元素價(jià)層電子數(shù)跟它們的族序數(shù)的關(guān)系是:第ⅢB族到第ⅦB族元素的價(jià)層電子數(shù)等于它們的族序數(shù);第Ⅷ族有3列元素,其族序數(shù)等于該族的第1列元素的價(jià)層電子數(shù);第IB族、第ⅡB族的族序數(shù)等于它們的最外層電子數(shù)。過(guò)渡元素的價(jià)層電子排布通式為(n-1)d1-10ns2(除鑭系和錒系)。新課講解(2)按照核外電子排布,可把元素周期表劃分成5個(gè)區(qū),如圖1-19所示。除ds區(qū)外,各區(qū)的名稱來(lái)自按構(gòu)造原理最后填入電子的能級(jí)的符號(hào)。s區(qū)、d區(qū)和p區(qū)分別有幾個(gè)列?為什么s區(qū)(除氫元素)、d區(qū)和ds區(qū)的元素都是金屬元素?答:s區(qū)有2列,d區(qū)有8列,p區(qū)有6列。s區(qū)元素的價(jià)層電子排布通式為ns1-2,d區(qū)元素的價(jià)層電子排布通式為(n-1)d1-9ns1-2,ds區(qū)元素的價(jià)層電子排布通式為(n-1)d10ns2,它們的最外層電子數(shù)均不超過(guò)2,在化學(xué)反應(yīng)中容易失去電子,所以s區(qū)(除氫元素外)、d區(qū)和ds區(qū)的元素都是金屬元素。新課講解(3)處于非金屬與金屬分界線上的元素常被稱為半金屬或類金屬,為什么?由于元素的金屬性和非金屬性之間并沒(méi)有嚴(yán)格的界限,處于非金屬與金屬分界線上的元素既能表現(xiàn)出一定的非金屬性,又能表現(xiàn)出一定的金屬性,因此這些元素常被稱為半金屬或類金屬。新課講解(4)在周期表里找出Cr和Cu的價(jià)層電子。它們的電子排布符合構(gòu)造原理嗎?此外還有哪些元素的基態(tài)原子排布不符合構(gòu)造原理?Cr的價(jià)層電子排布式為3d54s1,Cu的價(jià)層電子排布式為3d104s1,不符合構(gòu)造原理(它們的3d軌道達(dá)到半充滿或全充滿結(jié)構(gòu),是一種能量較低的穩(wěn)定結(jié)構(gòu))。此外,Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Pt、Au、La、Ce、Gd、Ac、Th、Pa、U、Np、Cm等的基態(tài)原子電子排布均不符合構(gòu)造原理。新課講解(5)語(yǔ)言119號(hào)元素基態(tài)原子最外層電子排布;預(yù)言第八周期有多少種元素。119號(hào)元素應(yīng)位于第八周期第IA族,故基態(tài)原子最外層電子排布為8s1;周期分別為一、二、三、四、五、六、七,元素種數(shù)分別為2x12、2×22、2×22、2×32、2×32、2×42、2×42,以此預(yù)測(cè)第八周期元素種數(shù)為2×52=50(種)。新課講解思考與討論在元素周期表中,某些主族元素與右下方的主族元素(如圖1-20)的有些性質(zhì)是相似的(如鋰和鎂在過(guò)量的氧氣中燃燒均生成正常氧化物,而不是過(guò)氧化物),這種相似性被稱為對(duì)角線規(guī)則。(1)對(duì)角線規(guī)則是從相關(guān)元素及其化合物的許多性質(zhì)中總結(jié)出來(lái)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則,不是定理。在科學(xué)研究中,你對(duì)類似對(duì)角線規(guī)則這樣的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則有何看法?(2)以“對(duì)角線規(guī)則”為關(guān)鍵詞,利用互聯(lián)網(wǎng)搜索有關(guān)資料,比較鋰和鎂、鈹和鋁、硼和硅三對(duì)元素及其化合物性質(zhì)的相似性。新課講解對(duì)角線規(guī)則1.鋰和鎂能直接與氮?dú)夥磻?yīng)生成氮化物溶解性,鋰的化合物比其他堿金屬的鹽更難溶于水,與鎂鹽相似。2.鈹和鋁它們的氫氧化物具有兩性;且都難溶于水,只能溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液中。3.硼和硅硼與硅都能生成揮發(fā)性、活潑的氫化物;它們的鹵化物(BF3除外)能水解生成硼酸和硅酸。課堂練習(xí)1.判斷正誤。答案:×

×

×

×

×

×√(1)除0族外,短周期元素的最高化合價(jià)在數(shù)值上都等于該元素所屬的族序數(shù)(

)(2)除短周期外,其他周期均有18種元素 (

)(3)堿金屬元素是指第ⅠA族的所有元素(

)(4)在元素周期表中,所有非金屬都位于p區(qū)(

)(5)價(jià)電子數(shù)與最高化合價(jià)相等的元素一定是主族元素(

)(6)次外層全充滿而最外層有不成對(duì)電子的元素一定是主族元素 (

)(7)元素周期表5個(gè)區(qū)中都有金屬元素 (

)課堂練習(xí)2.下列關(guān)于原子核外電子排布與元素在周期表中位置關(guān)系的敘述中,正確的是(

)A.原子價(jià)電子排布為ns2np1~6的元素一定是主族元素B.基態(tài)原子最外電子層的p能級(jí)上有5個(gè)電子的元素一定是第ⅦA族元素C.原子的價(jià)電子排布為(n-1)d6~8ns2的元素一定位于第ⅢB~ⅦB族D.基態(tài)原子N能層上只有1個(gè)電子的元素一定是主族元素答案:B課堂練習(xí)3.外圍電子構(gòu)型為3d104s1的元素在周期表中位于(

)A.第五周期第ⅠB族B.第五周期第ⅡB族C.第四周期第ⅦB族D.第四周期第ⅠB族答案:D課堂練習(xí)4.已知某元素基態(tài)原子的價(jià)電子排布為(n-1)dansb(a、b均為大于0的正整數(shù)),下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(

)A.該元素一定位于元素周期表中的d區(qū)B.該元素一定位于元素周期表中的ds區(qū)C.該元素的族序數(shù)為a+bD.該元素一定為金屬元素答案:D課堂練習(xí)5.指出下列元素是主族元素還是副族元素,及其在元素周期表中的位置。(1)1s22s22p63s2是

族元素,位于周期表中第

周期第

族,屬于

區(qū)元素。

(2)[Kr]4d105s25p2是

族元素,位于周期表中第

周期第

族,屬于_____

區(qū)元素。

(3)[Ar]3d14s2是

族元素,位于周期表中第

周期第

族,屬于

區(qū)元素。

(4)[Ar]3d104s1是

族元素,位于周期表中第

周期第

族,屬于

區(qū)元素。

主三ⅡAs主五ⅣAp副四ⅢBd副四ⅠBds課堂小結(jié)一、元素周期律、元素周期系和元素周期表1.元素周期律2.元素周期系3.元素周期表二、構(gòu)造原理與元素周期表1.原子的電子排布與周期的劃分:2.原子的電子排布與族的劃分主族元素:族序數(shù)=原子的最外層電子數(shù)=價(jià)電子數(shù)

副族元素:大多數(shù)族序數(shù)=(n-1)d+ns的電子數(shù)=價(jià)電子數(shù)

3.原子的電子構(gòu)型和元素的分區(qū):周期序數(shù)=能層數(shù)5個(gè)區(qū):s區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)、p區(qū)、f區(qū)第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)第二課時(shí)新課講解課程學(xué)習(xí)目標(biāo)了解原子半徑的周期性變化規(guī)律。1理解電離能與原子半徑的關(guān)系,并掌握電離能的周期性變化及規(guī)律。3知道電離能的概念與表示方法。2新課講解導(dǎo)入根據(jù)已學(xué)知識(shí)回顧:元素周期律的內(nèi)涵豐富多彩,在元素周期表中,原子核電荷數(shù)、電子層數(shù)、原子半徑、元素金屬性與非金屬性、原子得電子與失電子能力有什么周期性的變化規(guī)律呢?復(fù)習(xí)回顧導(dǎo)入同周期:從左到右,最外層電子數(shù)依次增加;核電荷數(shù)依次增加;原子半徑逐漸減??;元素金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng);原子得電子能力增強(qiáng),失電子能力減弱。同主族:從上到下,最外層電子數(shù)相同,核電荷數(shù)依次增加,原子半徑逐漸增大,元素金屬性逐漸增強(qiáng),非金屬性逐漸減弱。原子得電子能力減弱,失電子能力增強(qiáng)。復(fù)習(xí)回顧新課講解一、原子半徑1.原子半徑的大小取決于兩個(gè)相反的因素:顯然,電子的能層越多,電子之間的排斥作用將使原子的半徑增大;而核電荷數(shù)越大,核對(duì)電子的吸引作用也就越大,將使原子的半徑減小。這兩個(gè)因素結(jié)合的結(jié)果使原子半徑呈現(xiàn)周期性的遞變。①電子的能層數(shù)②核電荷數(shù)新課講解例如,主族元素的原子半徑如圖1-21所示:新課講解思考與討論1.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?如何解釋這種趨勢(shì)?元素周期表中同周期主族元素從左到右,原子半徑依次減小。解釋:同周期,原子半徑大小主要影響因素為核電荷數(shù),從左到右,原子核外電子的能層不變,而原子核電荷數(shù)依次增加,原子核對(duì)電子的吸引作用就越大,使原子的半徑減小。新課講解思考與討論2.元素周期表中的同主族元素從上到下,原子半徑的變化趨勢(shì)如何?如何解釋這種趨勢(shì)?元素周期表中同主族元素從上到下,原子半徑依次增大。解釋:同主族,原子半徑大小主要影響因素為電子的能層數(shù),從上到下,原子核外電子的能層依次增加,電子的能層越多,電子之間的排斥作用將使原子的半徑增大。新課講解二、電離能2.表示方法氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去了一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能。保持“最低能量”的條件:“氣態(tài)”、“基態(tài)”、“電中性”、”失去一個(gè)電子“等。思考:什么又叫第二電離能?第三電離能?第四?第五?······1.概念用符號(hào)

I1

表示,單位:kJ/mol新課講解二、電離能N(g)=N+(g)+e-

I1(第一電離能)N+(g)=N2+(g)+e-

I2(第二電離能)N2+(g)=N3+(g)+e-

I3(第三電離能)

......一價(jià)氣態(tài)正離子再失去一個(gè)電子所需要的能量叫做第二電離能,符號(hào)I2。以此類推,第三、第四電離能……新課講解二、電離能元素的第一電離能大小與原子失電子的難易的關(guān)系:元素的第一電離能越小,越易失去電子,元素金屬性越強(qiáng);元素的第一電離能越大,越難失去電子,元素金屬性越弱。思考:元素的第一電離能大小與原子失電子的難易有何關(guān)系?新課講解討論:觀察右圖,思考原子的第一電離能隨核電荷數(shù)遞增有什么規(guī)律呢?同學(xué)之間相互交流并作分享。新課講解每個(gè)周期的第一種元素(氫和堿金屬)的第一電離能最小,最后一種元素(稀有氣體)的第一電離能最大;同族元素從上到下第一電離能變小,如He、Ne、Ar、Kr、Xe的第一電離能依次下降,H、Li、Na、K、Rb、Cs的第一電離能也依次下降。元素的第一電離能的周期性特點(diǎn):規(guī)律小結(jié):(1)同主族:從上到下,元素第一電離能逐漸減小。(2)同周期:從左到右,元素第一電離能總體呈增大趨勢(shì)。中間有反常。新課講解思考:為什么B、Al、O、S等元素的電離能比它們左邊元素的電離能低,而使Li—Ni和Na—Ar的電離能曲線呈現(xiàn)鋸齒狀變化?新課講解對(duì)于B和Al這兩個(gè)鋸齒狀變化,一般的解釋為:B和Al的第一電離能失去的電子是np能級(jí)的,該能級(jí)的能量比左邊的位于ns能級(jí)的能量高。對(duì)于O和S這兩個(gè)鋸齒狀變化,有兩種解釋,其一是N和P的電子排布式半充滿的,比較穩(wěn)定,電離能較高;其二是O和S失去的是已經(jīng)配對(duì)的電子,配對(duì)電子相互排斥,因而電離能較低。哪一種解釋更合理?需要做定量計(jì)算才能判斷。資料卡片:新課講解二、電離能(1)原子核對(duì)核外電子的引力(即原子半徑)(2)原子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的趨勢(shì)影響元素的第一電離能大小的因素:新課講解(1)堿金屬的電離能與堿金屬的活潑性存在什么聯(lián)系?思考與討論:堿金屬元素,從上到下,原子半徑逐漸增大,越易失去電子,第一電離能減小,元素金屬性增強(qiáng),堿金屬的活潑性增強(qiáng)。元素LiNaKRbI1(kJ·mol-1)587.1496418.6402.9新課講解(2)下表的數(shù)據(jù)從上到下是鈉、鎂、鋁逐級(jí)失去電子的電離能。為什么原子的逐級(jí)電離能越來(lái)越大?這些數(shù)據(jù)跟鈉、鎂、鋁的化合價(jià)有什么聯(lián)系?元素NaMgAl電離能(kJ·mol-1)49673857845621451181769127733274595431054011575133531363014830166101799518376201142170323293思考與討論:新課講解為什么原子的逐級(jí)電離能越來(lái)越大?思考與討論:原子的逐級(jí)電離能逐漸增大,即I1<I2<I3<I4<·······解釋:因?yàn)殡S著電子的逐個(gè)失去,陽(yáng)離子所帶的正電荷數(shù)越來(lái)越大,再要失去一個(gè)電子需克服的電性引力也越來(lái)越大,消耗的能量也越來(lái)越多。所以原子的逐級(jí)電離能逐漸增大。新課講解這些數(shù)據(jù)跟鈉、鎂、鋁的化合價(jià)有什么聯(lián)系?思考與討論:NaMgAl電離能(kJ·mol-1)I1496738578I2456214511817I3691277332745I495431054011575I5133531363014830I6166101799518376I7201142170323293鈉、鎂、鋁的最高化合價(jià)分別是+1、+2、+3同一元素的不同電離能變化規(guī)律:(1)逐級(jí)增大,且存在突躍。(2)根據(jù)主族元素原子不同級(jí)電離能的突躍性變化,判斷元素性質(zhì)(通常價(jià)態(tài))、元素在周期表中的位置等。課堂練習(xí)答案為

C。A.第一電離能越小,說(shuō)明越易失電子,元素金屬性越強(qiáng),故A正確;B.元素原子的能量越高,第一電離能越小,越易失去電子,故B正確;C.同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而增大,同一周期中稀有氣體的第一電離能最大,但稀有氣體非金屬性弱,故C錯(cuò)誤;D.第一電離能是基態(tài)的氣態(tài)原子失去最外層的一個(gè)電子所需能量,故D正確;1.關(guān)于元素第一電離能元素性質(zhì)的下列說(shuō)法中,不正確的是()A.第一電離能越小,元素金屬越強(qiáng)B.第一電離能越小,該元素原子的能量越高C.第一電離能越大,該元素的非金屬性強(qiáng)D.第一電離能失去的電子,一定是最外層上的電子課堂練習(xí)2.下列說(shuō)法正確的是(

)A.第三周期所含的元素中鈉的第一電離能最小B.鋁的第一電離能比鎂的第一電離能大C.在所有元素中,氟的第一電離能最大D.鉀的第一電離能比鎂的第一電離能大答案:AA.金屬性越強(qiáng),第一電離能越小,所以第三周期所含的元素中鈉的第一電離能最小,選項(xiàng)A正確;B.由于鎂原子的3s軌道處于全充滿狀態(tài),穩(wěn)定性強(qiáng),所以第一電離能是鎂的大于鋁的,選項(xiàng)B不正確;C.第一電離能最大的是稀有氣體元素,選項(xiàng)C不正確;D.鉀的金屬性強(qiáng)于鎂的,所以鉀的第一電離能小于鎂的,選項(xiàng)D不正確;課堂練習(xí)3.以下說(shuō)法不正確的是()A.第一電離能越小,表示氣態(tài)原子越容易失電子B.同一元素的電離能,各級(jí)電離能逐級(jí)增大C.在元素周期表中,主族元素原子的第一電離能從左到右一定是越來(lái)越大D.在元素周期表中,同主族元素從上到下,第一電離能呈現(xiàn)遞減的趨勢(shì)

CA.第一電離能越小,氣態(tài)原子失去一個(gè)電子所需要的最小能量越小,越容易失電子,故A正確;B.同一元素的電離能,各級(jí)電離能逐級(jí)增大,故B正確;C.在元素周期表中,主族元素原子的第一電離能從左到右呈增大的趨勢(shì),當(dāng)外圍電子在能量相等的軌道上形成全空、半滿或全滿結(jié)構(gòu)時(shí),原子的能量較低,元素的第一電離能較大,故C錯(cuò)誤;D.在元素周期表中,同主族元素從上到下,第一電離能呈現(xiàn)遞減的趨勢(shì),這是因?yàn)橥髯逶氐膬r(jià)電子數(shù)相同,原子半徑逐漸增大,原子核對(duì)核外電子的有效吸引作用逐漸減弱,故D正確。課堂練習(xí)4.

根據(jù)有關(guān)知識(shí),回答下列問(wèn)題。(1)化學(xué)元素(0族和放射性元素除外)中,第一電離能最小的元素是___(填元素符號(hào),下同),第一電離能最大的元素是___,電負(fù)性最大的元素是___。(2)銅的原子序數(shù)是29,其價(jià)電子排布式為_(kāi)__。(3)元素的電負(fù)性越大,則在形成化合物時(shí)此元素___越強(qiáng)。(4)Be的第一電離能大于B的第一電離能,這是因?yàn)開(kāi)__。答案:(1)

CsF

F(2)3d104s1

(3)吸引成鍵電子的能力

(4)Be的2s能級(jí)為全滿狀態(tài),較穩(wěn)定,而B(niǎo)失去一個(gè)電子后變?yōu)?s能級(jí)全滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以B的第一電離能比Be的小。

課堂練習(xí)5.第一電離能I1是指氣態(tài)原子X(jué)(g)處于基態(tài)時(shí),失去一個(gè)電子成為氣態(tài)陽(yáng)離子X(jué)+(g)所需的能量。下圖是部分元素原子的第一電離能I1隨原子序數(shù)變化的曲線圖(其中12號(hào)至17號(hào)元素的有關(guān)數(shù)據(jù)缺失)。

(1)認(rèn)真分析上圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律,推斷Na~Ar元素中,Al的第一電離能的大小范圍為_(kāi)___<Al<__;(填元素符號(hào))Na

Mg

課堂練習(xí)(2)從上圖分析可知,同一主族元素原子的第一電離能I1變化規(guī)律是_____。(3)上圖中第一電離能最小的元素在周期表中的位置是第________周期________族;從上到下依次減小5

ⅠA課堂小結(jié)一、原子半徑二、電離能1.概念2.表示方法:3.影響因素:①電子的能層數(shù)②核電荷數(shù)用符號(hào)

I1

表示,單位:kJ/mol(1)原子核對(duì)核外電子的引力(即原子半徑)(2)原子達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的趨勢(shì)第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)第三課時(shí)電負(fù)性新課講解課程學(xué)習(xí)目標(biāo)了解電負(fù)性的概念。1通過(guò)思考討論,學(xué)會(huì)應(yīng)用電負(fù)性判斷元素的原子半徑大小、化合物元素化合價(jià)正負(fù)、元素金屬性與非金屬性強(qiáng)弱、解釋對(duì)角線規(guī)則。3通過(guò)主動(dòng)探究,理解電負(fù)性的周期性變化趨勢(shì)。2新課講解導(dǎo)入根據(jù)已學(xué)知識(shí)回顧:我們學(xué)過(guò)的化學(xué)鍵有哪幾種類型?復(fù)習(xí)回顧離子鍵、共價(jià)鍵。思考:什么是化學(xué)鍵?如何理解?新課講解一、電負(fù)性1.化學(xué)鍵原子中用于形成化學(xué)鍵的電子稱為鍵合電子。元素相互化合,可理解為相鄰原子之間產(chǎn)生化學(xué)作用力,形象地叫做化學(xué)鍵。2.鍵合電子新課講解鮑林一、電負(fù)性電負(fù)性的概念是由美國(guó)化學(xué)家鮑林提出的,用來(lái)描述不同元素的原子對(duì)鍵合電子吸引力的大小。電負(fù)性越大的原子,對(duì)鍵合電子的吸引力越大。鮑林利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了理論計(jì)算,以氟的電負(fù)性為4.0和鋰的電負(fù)性為1.0作為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn),得出了各元素的電負(fù)性。新課講解(1)定義一、電負(fù)性用來(lái)描述不同元素的原子對(duì)鍵合電子吸引力的大小。(2)意義電負(fù)性越大的原子,對(duì)鍵合電子的吸引力越大。(3)大小標(biāo)準(zhǔn)以氟的電負(fù)性為4.0和鋰的電負(fù)性為1.0作為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn),得出了各元素的電負(fù)性。電負(fù)性是相對(duì)值,沒(méi)單位。新課講解思考與討論觀察圖1-23,思考各元素的電負(fù)性有何周期性變化?并回答下列問(wèn)題。①同一周期中,元素的電負(fù)性如何變化?②同一主族中,元素的電負(fù)性如何變化?③電負(fù)性最大的元素和電負(fù)性最小的元素分別在元素周期表的什么位置?新課講解(3)變化規(guī)律一、電負(fù)性①同一周期:主族元素的電負(fù)性從左到右逐漸增大,表明其吸引電子的能力逐漸增強(qiáng)。(稀有氣體元素除外)②同一主族:元素的電負(fù)性從上到下呈現(xiàn)減小趨勢(shì),表明其吸引電子的能力逐漸減弱。③金屬元素的電負(fù)性較小,非金屬元素的電負(fù)性較大。電負(fù)性最大的是氟,最小的是銫。新課講解①電負(fù)性的大小也可以作為判斷元素金屬性與非金屬性強(qiáng)弱的依據(jù)。一、電負(fù)性(4)應(yīng)用電負(fù)性越大,元素的非金屬性越強(qiáng),電負(fù)性越小,元素的非金屬性越弱。a.金屬元素的電負(fù)性一般小于1.8。b.非金屬元素的電負(fù)性一般大于1.8。c.位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”,電負(fù)性在1.8左右,既表現(xiàn)金屬性,又表現(xiàn)非金屬性。新課講解②電負(fù)性也可以用來(lái)判斷化合物的化學(xué)鍵類型。一、電負(fù)性(4)應(yīng)用電負(fù)性相差很大離子鍵(相差>1.7)電負(fù)性相差不大共價(jià)鍵(相差<1.7)但也有特例(如HF)但也有特例(如NaH)電負(fù)性相差越大的共價(jià)鍵,共用電子對(duì)偏向電負(fù)性大的原子趨勢(shì)越大,鍵的極性越大。新課講解③電負(fù)性也可以用來(lái)判斷化合物中元素化合價(jià)的正負(fù)。一、電負(fù)性(4)應(yīng)用a.電負(fù)性數(shù)值小的元素,在化合物中吸引鍵合電子的能力弱,元素的化合價(jià)為正值。b.電負(fù)性數(shù)值大的元素,在化合物中吸引鍵合電子的能力強(qiáng),元素的化合價(jià)為負(fù)值。電負(fù)性大的顯負(fù)價(jià),電負(fù)性小的顯正價(jià)。新課講解④電負(fù)性也可以用來(lái)解釋元素的“對(duì)角線”規(guī)則。一、電負(fù)性(4)應(yīng)用例:“Li、Mg的電負(fù)性分別為1.0、1.2;Be、Al的電負(fù)性分別為1.5、1.5;B、Si的電負(fù)性分別為2.0、1.8。它們的電負(fù)性接近,說(shuō)明它們對(duì)鍵合電子的吸引力相當(dāng),它們表現(xiàn)出的性質(zhì)相似。如Li、Mg在空氣中燃燒的產(chǎn)物分別為L(zhǎng)i2O和MgO;Be(OH)2、Al(OH)3均屬于難溶的兩性氫氧化物;B、Si的含氧酸都是弱酸等。新課講解一、電負(fù)性(5)第一電離能與電負(fù)性的關(guān)系電負(fù)性用于衡量原子吸引鍵合電子的能力,電負(fù)性大的原子吸引電子的能力強(qiáng),所以一般來(lái)說(shuō),電負(fù)性大的原子對(duì)應(yīng)元素的第一電離能也大。新課講解探究:元素的電負(fù)性變化趨勢(shì)【繪制

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