原子結(jié)構(gòu)與周期表

原子結(jié)構(gòu)與周期表原子結(jié)構(gòu)概述元素周期表簡(jiǎn)介原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)關(guān)系原子結(jié)構(gòu)與化學(xué)鍵關(guān)系原子結(jié)構(gòu)與分子間作用力關(guān)系原子結(jié)構(gòu)在化學(xué)中的應(yīng)用01原子結(jié)構(gòu)概述原子由原子核和核外電子組成原子核位于原子中心，由質(zhì)子和中子組成核外電子繞核運(yùn)動(dòng)，形成電子云原子組成與結(jié)構(gòu)原子核帶正電荷，其電荷數(shù)等于質(zhì)子數(shù)電子帶負(fù)電荷，其電荷數(shù)與質(zhì)子數(shù)相等但符號(hào)相反電子云是描述電子在空間中出現(xiàn)的概率分布原子核與電子云原子大小與形狀010203原子形狀由電子云的分布決定不同元素的原子大小和形狀不同原子的大小由核外電子的運(yùn)動(dòng)范圍決定02元素周期表簡(jiǎn)介早期元素分類(lèi)嘗試01從古代的自然哲學(xué)到近代的化學(xué)研究，科學(xué)家們一直在嘗試對(duì)元素進(jìn)行分類(lèi)。門(mén)捷列夫的貢獻(xiàn)021869年，俄國(guó)化學(xué)家門(mén)捷列夫發(fā)表了第一張?jiān)刂芷诒恚瑢?dāng)時(shí)已知的63種元素按照原子量大小進(jìn)行排列，揭示了元素性質(zhì)隨原子量遞增而呈現(xiàn)周期性變化的規(guī)律?，F(xiàn)代周期表的完善03隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，元素周期表經(jīng)過(guò)了多次修訂和完善，逐漸形成了現(xiàn)在所見(jiàn)的形式，包含了118種已知元素。周期表發(fā)展歷程周期表的排列方式元素周期表按照原子序數(shù)（即核內(nèi)質(zhì)子數(shù)）從小到大的順序排列，將電子層數(shù)相同的元素排成一個(gè)橫行，稱(chēng)為一個(gè)周期；將最外層電子數(shù)相同的元素（個(gè)別例外）按電子層數(shù)遞增的順序從上到下排成縱行，稱(chēng)為一個(gè)族。周期表的分區(qū)根據(jù)元素原子的電子層結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，周期表被分為s、p、d、f等區(qū)，每個(gè)區(qū)包含若干列，對(duì)應(yīng)不同的電子亞層。元素的金屬性和非金屬性在周期表中，從左到右金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)；從上到下金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱。周期表結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)原子半徑的遞變規(guī)律在同一周期中，從左到右原子半徑逐漸減?。ㄏ∮袣怏w除外）；在同一族中，從上到下原子半徑逐漸增大。元素化合價(jià)的遞變規(guī)律在同一周期中，元素最高正化合價(jià)從左到右逐漸增大（第二周期中O、F元素除外），最低負(fù)化合價(jià)逐漸增高；在同一族中，元素的最高正化合價(jià)一般相同（O、F除外）。元素性質(zhì)的周期性變化隨著原子序數(shù)的遞增，元素的性質(zhì)呈周期性的變化，如金屬性、非金屬性、氧化性、還原性等。這種周期性變化與原子結(jié)構(gòu)的變化密切相關(guān)。元素性質(zhì)遞變規(guī)律03原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)關(guān)系同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小由于核電荷數(shù)增加，核對(duì)核外電子吸引力增強(qiáng)，導(dǎo)致原子半徑減小。同主族元素從上到下原子半徑逐漸增大由于電子層數(shù)增加，原子半徑增大。原子半徑變化規(guī)律同周期元素從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì)，但第IIA族和…第IIA族元素原子最外層電子數(shù)為2，處于全滿穩(wěn)定狀態(tài)，難以失去電子，第一電離能大于同周期相鄰元素；第VA族元素原子最外層電子數(shù)為5，處于半滿穩(wěn)定狀態(tài)，也難以失去電子，第一電離能也大于同周期相鄰元素。要點(diǎn)一要點(diǎn)二同主族元素從上到下第一電離能逐漸減小由于原子半徑增大，核對(duì)核外電子吸引力減弱，導(dǎo)致第一電離能減小。電離能、電子親和能變化規(guī)律金屬性、非金屬性變化規(guī)律由于原子半徑逐漸減小，核對(duì)核外電子吸引力逐漸增強(qiáng)，導(dǎo)致元素的金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。同周期元素從左到右金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)由于原子半徑逐漸增大，核對(duì)核外電子吸引力逐漸減弱，導(dǎo)致元素的金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱。同主族元素從上到下金屬性逐漸增強(qiáng)，非金屬性逐漸減弱04原子結(jié)構(gòu)與化學(xué)鍵關(guān)系通常由金屬元素和非金屬元素組成，其中金屬元素失去電子形成正離子，非金屬元素獲得電子形成負(fù)離子。離子鍵無(wú)方向性和飽和性，鍵能較大，鍵長(zhǎng)較長(zhǎng)，鍵的極性較強(qiáng)。離子鍵形成的晶體通常具有較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，且在水溶液中能導(dǎo)電。離子鍵形成條件及特點(diǎn)特點(diǎn)形成條件形成條件通常由非金屬元素之間通過(guò)共用電子對(duì)形成。特點(diǎn)共價(jià)鍵有方向性和飽和性，鍵能較小，鍵長(zhǎng)較短。共價(jià)鍵可分為極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵，極性共價(jià)鍵中電子對(duì)偏向非金屬性較強(qiáng)的原子。共價(jià)鍵形成條件及特點(diǎn)通常由金屬元素之間通過(guò)自由電子與金屬離子相互作用形成。形成條件金屬鍵無(wú)方向性和飽和性，鍵能較小，鍵長(zhǎng)較長(zhǎng)。金屬鍵形成的晶體通常具有較低的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，且具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。特點(diǎn)金屬鍵形成條件及特點(diǎn)05原子結(jié)構(gòu)與分子間作用力關(guān)系范德華力產(chǎn)生原因及影響因素產(chǎn)生原因范德華力是分子間普遍存在的相互作用力，主要是由于分子中正負(fù)電荷中心的瞬間不重合導(dǎo)致分子產(chǎn)生瞬時(shí)偶極，從而使得分子間產(chǎn)生相互吸引力。影響因素范德華力的大小與分子的極性、分子量和分子間距離有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，分子的極性越強(qiáng)、分子量越大、分子間距離越近，范德華力就越強(qiáng)。氫鍵是一種特殊的分子間作用力，主要是由于氫原子與電負(fù)性較大的原子（如氟、氧、氮等）之間的相互作用。氫鍵的形成需要滿足一定的條件，包括氫原子與電負(fù)性較大的原子之間的距離、角度以及氫原子的電子云密度等。產(chǎn)生原因氫鍵的強(qiáng)弱與氫鍵的鍵能、鍵長(zhǎng)以及形成氫鍵的原子或基團(tuán)的電負(fù)性有關(guān)。一般來(lái)說(shuō)，氫鍵的鍵能越大、鍵長(zhǎng)越短、形成氫鍵的原子或基團(tuán)的電負(fù)性越強(qiáng)，氫鍵就越強(qiáng)。影響因素氫鍵產(chǎn)生原因及影響因素離子鍵離子鍵是帶相反電荷的離子之間的相互作用力，主要存在于離子化合物中。離子鍵的強(qiáng)弱與離子的電荷數(shù)、離子半徑以及離子的電子構(gòu)型有關(guān)。共價(jià)鍵共價(jià)鍵是原子之間通過(guò)共用電子對(duì)形成的相互作用力，主要存在于共價(jià)化合物和單質(zhì)中。共價(jià)鍵的強(qiáng)弱與共用電子對(duì)的數(shù)目、原子軌道的重疊程度以及原子的電負(fù)性有關(guān)。金屬鍵金屬鍵是金屬晶體中自由電子與金屬離子之間的相互作用力。金屬鍵的強(qiáng)弱與金屬離子的電荷數(shù)、離子半徑以及自由電子的密度有關(guān)。其他分子間作用力簡(jiǎn)介06原子結(jié)構(gòu)在化學(xué)中的應(yīng)用03鍵合作用原子間通過(guò)化學(xué)鍵連接，形成分子或晶體，鍵合作用決定了物質(zhì)的性質(zhì)和穩(wěn)定性。01原子核外電子排布變化在化學(xué)反應(yīng)中，原子通過(guò)得失電子形成離子或形成共價(jià)鍵，原子核外電子排布發(fā)生變化。02原子軌道雜化原子在形成化學(xué)鍵時(shí)，其原子軌道可能發(fā)生變化，如sp3雜化等，以適應(yīng)成鍵需要?；瘜W(xué)反應(yīng)中原子結(jié)構(gòu)變化晶體材料由原子、離子或分子按一定規(guī)律排列而成，其性質(zhì)與晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。晶體結(jié)構(gòu)合金化納米材料通過(guò)改變金屬或非金屬元素的原子比例和排列方式，可以制備出具有特定性能的合金材料。納米尺度下，原子排列和鍵合方式發(fā)生變化，導(dǎo)致納米材料具有獨(dú)特的力學(xué)、電學(xué)、光學(xué)等性質(zhì)。030201材料科學(xué)中原子結(jié)構(gòu)應(yīng)用原子核裂變和聚