物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律課件.ppt

1、物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律,第一課時,時間 ：2015年1月15日,（1）了解原子的組成及同位素的概念。掌握原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)，以及質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)之間的相互關(guān)系。 （2）以第1、2、3周期的元素為例，了解原子核外電子排布規(guī)律。 （3）掌握元素周期律的實質(zhì)，了解元素周期表（長式）的結(jié)構(gòu)（周期、族）及應(yīng)用。 （4）以第3周期為例，掌握同一周期內(nèi)元素性質(zhì)（如：原子半徑、化合價、單質(zhì)及化合物性質(zhì)）的遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系；以A和A族為例，掌握同一主族內(nèi)元素性質(zhì)遞變規(guī)律與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。,高考考試大綱要求：,特別提醒：元素周期律與元素周期表是中學(xué)化學(xué)的主干知識，每年高考必

2、考。,決定元素種類,一、原 子 結(jié) 構(gòu),1、原子結(jié)構(gòu),原子,原子核,核外電子,電子層,中子,決定元素的性質(zhì),質(zhì)子,最外層電子,決定原子的種類,(+),(-),2.原子中各粒子的屬性,原子組成符號 AZX,質(zhì)子：Z 個 中子：A-Z 個 核外電子：Z個,質(zhì)量數(shù)(A)定義：忽略電子的質(zhì)量，把核內(nèi)所有質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量取近似整數(shù)值相加，所得數(shù)值,質(zhì)子數(shù)(Z) 核電荷數(shù) 原子序數(shù) 核外電子數(shù),質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z) +中子數(shù)(N),表示核電荷數(shù)，表示質(zhì)量數(shù)。,3、構(gòu)成原子的幾種粒子間的關(guān)系：,對于陰離子：,質(zhì)子數(shù)(Z) =核電荷數(shù)=原子序數(shù)核外電子數(shù),對于陽離子：,質(zhì)子數(shù)(Z) =核電荷數(shù)=原子

3、序數(shù)核外電子數(shù),=,O,8,16,2,2-,-1,電荷數(shù),質(zhì)子數(shù),原子個數(shù),化合價,質(zhì)量數(shù),元素符號周圍數(shù)字的含義小結(jié)：,4、核素 同位素,具有一定數(shù)目的質(zhì)子和一定數(shù)目的中子的一種原子，叫做核素。,質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的 不同原子互稱為同位素， 也就是說，同一元素 的不同核素之間互稱為同位素。,具有相同核電荷數(shù)的同一類原子的總稱。,如 。 126C 146C,氕（ H）氘（ D）氚（ T）；,126C相對原子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)； 23592U原子彈材料。,1 1,2 1,H,3 1,H,其中D、T是制氫彈的原料。,元素： 核素： 同位素：,友情提示：,元素平均相對原子量:A=A1x1+ A2

4、x2+ A3x3 元素近似相對原子量：A=A1x1+ A2x2+ A3x3 其中 A1 A2 A3為各同位素的相對原子量 A1 A2 A3為各同位素的質(zhì)量數(shù) x1 x2 x3 為各同位素的原子百分組成（豐度）,元素種類原子種類,（1）同位素的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，物理性質(zhì)略有差異； （2）天然存在的元素里，不論是游離態(tài)還是化合態(tài)，各同位素所占原子的百分比一般不變。,同位素的特性,1. 原子的相對原子質(zhì)量 2. 元素的相對原子質(zhì)量 3. 近似相對原子質(zhì)量,思考：幾個相對原子質(zhì)量,二、核外電子的排布,核外電子運動的特征：,電子在核外空間作高速運動，沒有確定的軌跡，好象帶負(fù)電荷的云霧籠罩在原子核的周

5、圍，人們形象地稱之為電子云。,(3)核外電子分層排布：,根據(jù)電子的能量差別和通常運動區(qū)域離核的遠(yuǎn)近不同，核外電子處于不同的電子層。,質(zhì)量小，運動空間小，運動速度快，沒有確定的軌道。,(2)電子云,在多電子原子中，電子的能量不同，能量較低的電子在離核較近的區(qū)域運動，能量較高的電子在離核較遠(yuǎn)的區(qū)域運動，我們把不同的區(qū)域簡化為不連續(xù)的殼層，也稱作電子層，電子在原子核外分層運動，也稱分層排布。,電子層(n): 1 2 3 4 5 6 7(能量逐漸升高) K L M N O P Q,電子層劃分,概念： 符號： 電子層數(shù)： 能量： 離核距：,要求：會畫120號元素原子及離子結(jié)構(gòu)示意圖,能量高低不同和離核遠(yuǎn)

6、近不同的空間區(qū)域,K L M N O P Q,1 2 3 4 5 6 7,低高,近遠(yuǎn),各電子層容納的電子數(shù)：,各電子層最多容納的電子數(shù)是2n2個， 最外層電子數(shù)不超過8個（K層不超過2個），次外層電子數(shù)不超過18個，倒數(shù)第三層不超過32個。,(5)電子層排布的表示方法：,(4)規(guī)律能量最低原理：,核外電子總是盡先排布在能量最低的電子層里，然后由里往外，依次排布在能量逐步升高的電子層里。,原子結(jié)構(gòu)示意圖,Ne、HF、H2O、NH3、CH4(分子類) Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+(陽離子類) N3-、O2-、F-、OH-、NH2-(陰離子類),電子數(shù)相同的微粒,常見等電子體規(guī)律,

7、(1)“10電子”粒子： (2) “18電子”粒子： (3)核外電子總數(shù)及質(zhì)子總數(shù)均相等的粒子：,Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、 C2H6、 CH3OH、N2H4、CH3F(分子類) K+、Ca2+、(陽離子類) S2-、HS-、Cl-、O22-(陰離子類), Na+、NH4+、H3O+ F-、OH-、NH2- HS-、Cl- S2-、 O22- N2、CO、C2H2 S、 O2 CO2、N2O 10電子分子， 18電子分子,三、元素周期律和元素周期表,1869年門捷列夫在繼承和分析了前人工作的基礎(chǔ)上，對大量實驗事實進(jìn)行了訂正、分析和概括，成功地對元素進(jìn)行了科學(xué)分類。

8、將化學(xué)性質(zhì)相似的元素放在一個縱行制出了第一張元素周期表，揭示了化學(xué)元素的內(nèi)在聯(lián)系，使其構(gòu)成一個完整的體系成為化學(xué)發(fā)展史上重要的里程碑之一。 他還預(yù)言了一些未知元素的性質(zhì)都得到了證實。但是由于時代的局限，門捷列夫揭示的元素內(nèi)在聯(lián)系的規(guī)律還是初步的，他未能認(rèn)識到形成元素性質(zhì)周期性變化的根本原因。,一、元素周期表,編制原則： (1)將電子層數(shù)相同的元素,按原子序數(shù)的遞增順序從左到右排成一橫行周期。 (2) 把不同橫行中最外層電子數(shù)相同的元素，按電子層數(shù)遞增的順序由上而下排成縱行 18縱行。,1、元素周期表的結(jié)構(gòu),7,6,5,4,3,2,1,元素周期表的結(jié)構(gòu),短周期,長周期,2,8,8,18,18,3

9、2,周期,短周期,長周期,1,2,3,4,5,6,7,包含元素種類,起止元素,核外電子層數(shù),2,8,8,18,18,32,32,2,3,1,4,5,6,1H 2He,3Li 9F、 10Ne,11Na 17Cl 、18Ar,19K 35Br、36Kr,37Rb 53I、 54Xe,55Cs 85At、86Rn,7,87Fr 117Uus 118Uuo,IA,IIA,IIIA,IVA,V A,VIA,VIIA,0,主族,副族,第VIII族,零族,族的結(jié)構(gòu),過渡元素,周期表的結(jié)構(gòu),周期（橫行）結(jié)構(gòu)：,族（縱行）結(jié)構(gòu)：,三短、四長。,七主(A)、七副(B)、一0、一 堿金屬元素A(除氫），稀有氣體元

10、素 0族，鹵族元素 A。,2、原子結(jié)構(gòu)與元素在周期表中位置的關(guān)系,周期序數(shù)=電子層數(shù),主族序數(shù)=最外層電子數(shù)=元素的最高正化合價,主族元素的最低負(fù)化合價=(8主族序數(shù)) 思考：同一主族上下原子序數(shù)差， A- A序數(shù)差,2、元素周期律,元素的性質(zhì)隨著元素原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化，這個規(guī)律叫做元素周期律 。,元素周期律主要體現(xiàn)在核外電子排布的周期性變化、原子半徑的周期性變化和元素主要化合價、金屬性及非金屬性的周期性變化方面。,元素性質(zhì)的周期性變化是由于元素原子核外電子排布的周期性變化的必然結(jié)果。這也是元素周期律的實質(zhì)。,元素周期律的實質(zhì)：,A.周期性:,循環(huán)往復(fù)，自然界普遍存在該現(xiàn)象,如：時間

11、周期性，簡單的重復(fù),生物進(jìn)化周期性，螺旋上升,B.元素的性質(zhì),原子核外電子排布,原子半徑,元素主要化合價,元素的金屬性和非金屬性 . . . . . .,(一）元素原子核外電子排布的周期性變化,從左至右，電子層數(shù)相同，最外層電子數(shù)依次增加 1 8,同周期： 同主族：,從上至下，最外層電子數(shù)相同，電子層數(shù)依次增加,（二）元素原子半徑的周期性變化,主族元素原子半徑的遞變規(guī)律,主族,周期,同周期主族元素： 從左到右原子半徑依次減小 (除稀有氣體）,B. 同主族元素： 從上到下原子半徑逐漸變大,電子層 結(jié)構(gòu),電子層 結(jié)構(gòu),化合價,化合價,元素,元素,2 1,2 2,2 3,2 4,2 5,2 6,2

12、7,2 8,2 8 1,2 8 2,2 8 3,2 8 4,2 8 5,2 8 6,2 8 7,2 8 8,+ 1,+ 5 3, 2, 1,+ 4 4,0,+ 3,+ 2,+ 5 3,+ 6 2,+ 7 1,+ 4 4,+ 3,+ 2,+ 1,0,（三）元素化合價的周期性變化,1、化合價遞變規(guī)律,2、化合價與主族序數(shù)的關(guān)系,同主族： 同周期：,(1)最高正價 = 最外層電子數(shù) = 主族序數(shù) (2)最高正價+最低負(fù)價= 8 (3)最低負(fù)價 = （8 最外層電子數(shù)） = （8 主族序數(shù)）,3、注意,（1）金屬無負(fù)價，氟無正價，氧無最高正價 （2）稀有氣體元素化學(xué)性質(zhì)不活潑，通常情況下難 以與其他元

13、素化合，規(guī)定其化合價為0,從上到下，化合價一般相同,金屬性 (原子失電子能力）,非金屬性 （原子得電子能力）,（四）元素金屬性、非金屬性的周期性變化,1,B,Al,Si,Ge,As,Sb,Te,2,3,4,5,6,7,A,A,A,A,A,A,A,0,Po,At,非金屬性逐漸增強(qiáng),金屬性逐漸增強(qiáng),金屬性逐漸增強(qiáng),非金屬性逐漸增強(qiáng),（專題）微粒半徑大小比較規(guī)律：(變化的本質(zhì)),(1)同周期原子半徑（從左到右）：,大,小,(2)同主族原子（離子）半徑（從上到下） ：,小,大,(3)電子層結(jié)構(gòu)相同的微粒半徑：,核電荷數(shù)越多，半徑越小。,Na Mg Al S Cl,I Br Cl F ; I Br Cl

14、 F,O2F Na Mg2 Al3,金屬陽離子半徑小于其原子半徑。,非金屬陰離子半徑大于其原子半徑。,(4)同種元素的原子和離子半徑：,比較微粒大小的依據(jù)（三看） 一看電子層數(shù)： 電子層數(shù)越多半徑越大 NaNa+，KNa 二看核電荷數(shù)： 電子層數(shù)相同時，核電荷數(shù)越大半徑越小。S2-Cl-K+Ca2+; O2-F-Na+Mg2+Al3+ 三看電子數(shù)： 電子層和核電荷數(shù)都相同時，電子數(shù)越多半徑越大。 Cl-Cl; Fe2+Fe3+,金屬性 (原子失電子能力）,單質(zhì)跟水或酸反應(yīng)置換氫的難易,最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)弱,金屬單質(zhì)間的置換反應(yīng),非金屬性 （原子得電子能力）,與H2反應(yīng)的難易程度及氫

15、化物穩(wěn)定性強(qiáng)弱,最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性強(qiáng)弱,非金屬單質(zhì)間的置換反應(yīng),判斷元素金屬性、非金屬性強(qiáng)弱的方法,（四）元素金屬性、非金屬性的周期性變化,1.同周期元素金屬性和非金屬性的遞變規(guī)律,NaOH 強(qiáng)堿,Mg(OH)2 中強(qiáng)堿,H4SiO4 極弱酸,H3PO4 中強(qiáng)酸,H2SO4 強(qiáng)酸,HClO4 最強(qiáng)酸,非金屬單質(zhì)與氫氣反應(yīng),最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸堿性,金屬性和非金屬性遞變,兩性氫 氧化物,稀 有 氣 體 元 素,很不穩(wěn)定,SiH4,不穩(wěn)定,PH3,穩(wěn)定,HCl,H2S,不很穩(wěn)定,金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng),氣態(tài)氫化 物穩(wěn)定性,(一).堿金屬元素 A（除氫）,1.原子結(jié)構(gòu)示意圖

16、,Li,Na,K,Rb,Cs,相似性：,遞變性：,最外層都有個電子,化學(xué)性質(zhì)相似。,隨著核電荷數(shù)遞增,原子電子層數(shù)遞增,原子核對最外層電子的引力逐漸減弱,金屬性逐漸增強(qiáng)。,思考 如何通過實驗驗證堿金屬化學(xué)性質(zhì)的相似性和不同點？,實驗,(1)鉀與O2的反應(yīng),實驗現(xiàn)象,金屬鉀被加熱后熔成金屬小球，并且劇烈燃燒，發(fā)出紫色火焰。,比鈉劇烈,(2)鉀與H20的反應(yīng),實驗現(xiàn)象,金屬鉀浮在水面上，劇烈反應(yīng)，聽到微弱的爆鳴聲，并且出現(xiàn)紫色的火光。,比鈉劇烈,2.堿金屬化學(xué)性質(zhì)的規(guī)律,(1)相似性：,均能與O2、H2O反應(yīng),表現(xiàn)出金屬性(還原性),(2)遞變性：,與氧氣、與水反應(yīng)的劇烈程度有所不同；在同一族中，

17、自上而下反應(yīng)的劇烈程度逐漸增大。金屬性增強(qiáng)。,3.堿金屬物理性質(zhì)的規(guī)律 【p-7 表1-1】,(1)顏色、狀態(tài):,大部分均為銀白色固體，質(zhì)軟,(2)密度:,逐漸增大（自上而下）KNa,(3)熔沸點:,逐漸降低（自上而下）,(二).鹵族元素：鹵素：易成鹽元素 A族元素,1.原子結(jié)構(gòu)示意圖,相似性：,遞變性：,最外層都有7個電子，化學(xué)性質(zhì)相似。,隨著核電荷數(shù)的增加，原子的電子層數(shù)遞增,原子核對最外層電子的引力逐漸減弱,得電子的能力逐漸減弱，非金屬性逐漸減弱。,鹵素在自然界都以化合態(tài)形式存在，它們的單質(zhì)可由人工制得。,、物理性質(zhì),鹵素在物理性質(zhì)上的規(guī)律,(1)顏色:,(2)狀態(tài):,(3)密度:,(4

18、)熔沸點:,逐漸增大（自上而下）,逐漸升高（自上而下）,溴是深紅棕色的液體，很容易揮發(fā)，應(yīng)密閉保存。如果把溴存放在試劑瓶里，需要在瓶中加一些水，以減少揮發(fā)。,碘易升華。,溴和碘在水中的溶解度較小，但卻比較容易溶解在汽油、苯、四氯化碳、酒精等有機(jī)溶劑中。醫(yī)療上用的碘酒，就 是溶有碘的酒精溶液。,鹵素在化學(xué)性質(zhì)上的規(guī)律(Cl2為代表金屬，氫氣，水，堿，還原性物質(zhì)） (1)鹵素單質(zhì)與H2的反應(yīng),反應(yīng)條件：,劇烈程度：,生成的氫化物的穩(wěn)定性：,反應(yīng)通式：,X2 + H2 2HX,逐漸減弱,HFHClHBrHI逐漸減弱,F2暗處劇烈化合爆炸，Cl2點燃或光照，Br2加熱至一定溫度，I2不斷加熱緩慢可逆越

19、來越苛刻,(2)鹵素間的置換反應(yīng) 【實驗1-1】,NaBr(aq),KI(aq),KI(aq),氯水,溴水,+CCl4用力 振蕩,靜置,實驗現(xiàn)象 CCl4層,呈紅棕色-生成Br2,呈紫色-生成I2,呈紫色-生成I2,Cl2 + 2Br-Br2+ 2Cl-,Cl2 + 2I- I2 + 2Cl-,Br2 + 2I- I2 + 2Br-,F2 Cl2 Br2 I2 氧化性逐漸減弱,非金屬性逐漸減弱,2F22H2O = 4HFO2,Cl2 H2O HClHClO,Br2 H2O = HBrHBrO,I2 H2O = HIHIO,反應(yīng)越來越難以發(fā)生,X2 + H2O = HX + HXO(不包括F2)

20、,反應(yīng)通式：,均能與水反應(yīng),與金屬：2Fe+3Br2=2FeBr3 Fe+I2=FeI2 (2)遞變性,與H2與H2O反應(yīng)條件、劇烈程度、反應(yīng)產(chǎn)物(氫化物)的穩(wěn)定性不同，自上而下非金屬性逐漸減弱。,、鹵素化合物,（）鹵化銀 【實驗】 將少量AgNO3溶液分別滴入盛有NaCl溶液、NaBr溶液和KI溶液的三支試管中，觀察并比較三支試管中發(fā)生的現(xiàn)象。再向三支試管中各加入少量稀硝酸，觀察有什么變化？,NaCl + AgNO3 =AgCl +NaNO3 白色 NaBr+AgNO3 = AgBr +NaNO3 淺黃色 KI + AgNO3 = AgI+ KNO3 黃色,鹵化銀都有感光性，在光的照射下會發(fā)

21、生分解反應(yīng),2AgBr2AgBr2(AgCl、AgI類似),鹵化銀的這種感光性質(zhì)，常被用于制作感光材料。 溴化銀：照相用的膠卷和相紙上都有一層藥膜的主要成分,碘化銀粉末可用于人工降水（雨、雪）,2、Cl、Br、I的檢驗,（1）銀鹽法:,（2）置換-萃取法:,AgNO3溶液+稀HNO3,Br、I：新制飽和氯水 +CCl4或汽油或苯 I ： 新制飽和氯水 +淀粉溶液,不同情況下鹵素的顏色,鹵族元素性質(zhì)比較,1.相似性 (1)化合價：最高正價 +7(F除外) ，負(fù)價 -1 (2)氣態(tài)氫化物： HX (3)最高價氧化物及水化物: X2O7 HXO4(F除外) (4)典型非金屬。其余鹵素性質(zhì)與氯氣相似(與大多數(shù)金屬、非金屬、水、堿反應(yīng)；具有強(qiáng)氧化性),2.遞變性,逐漸增大,逐漸加深,逐漸升高,逐漸變難,逐漸減弱,逐漸增強(qiáng),逐漸減弱,逐漸增強(qiáng),逐漸增強(qiáng),逐漸減弱,逐漸加深,逐漸減小,逐漸減弱,逐漸增強(qiáng),氫鹵酸“三性”,強(qiáng)酸 ：HClHBrHI,(1)氟及化合物 唯一無正價元素 與水反應(yīng)方程式：2F2+2H2O=4HF+O2 與氫反應(yīng)時陰暗處即爆炸 HF的