化工四大化學(xué)(專業(yè))原子性質(zhì)的周期性(課堂)

1、第五章 原子結(jié)構(gòu)和元素周期性 5.4原子性質(zhì)的周期性原子的電子層結(jié)構(gòu)隨核電荷的遞增呈周期性變化，促使原子的某些性質(zhì)呈周期性變化如 原子半徑、電離能、 電子親合能、 電負(fù)性共價半徑兩個相同原子形成共價鍵 時，其核間距離的一半定義5.4.1 原子半徑d=198pmr(Cl)=99pmd=154pmr(C)=77pm金屬半徑金屬單質(zhì)晶體中，兩個相鄰金屬原子核間距離的一半定義d=256pmr(Cu)=128pm5.4.1 原子半徑范德華半徑分子晶體中，兩個相鄰分子核間距離的一半定義d=320pmr(Ne)=160pm5.4.1 原子半徑IAIA0一一 H37IIAAIVIVAAVIAVIA AHe12

2、2二二 Li152Be111B88C77N70O66F64Ne160三三Na168Mg160BIVIVB VB VIBBIB IIBAl143Si117P110S104Cl99Ar191四四 K227Ca197Sc161Ti145V132Cr125Mn124Fe124Co125Ni125Cu128Zn133Ga122Ge122As121Se117Br114Kr198五五Rb248Sr215Y181Zr160Nb143Mo136Tc136Ru133Rh135Pd138Ag144Cd149In163Sn141Sb141Te137I133Xe217六六 Cs265Ba217La173Hf159Ta1

3、43W137Re137Os134Ir136Pt136Au144Hg160Tl170Pb175Bi155Po153At Rn變化規(guī)律變化規(guī)律非金屬為共價半徑、金屬為金屬半徑、稀有氣體為范德華半徑260210160110 60原子半徑/pm族號同一周期的主族元素, 自左到右, 隨核電荷的增加, 原子半徑逐漸減小260210160110 60原子半徑/pm族號同一周期的d區(qū)元素, 自左到右, 隨核電荷的增加, 原子半徑略有減小。IB族開始，反而有所增加AABBBBB BBAAAAA0第二周期第三周期第四周期第五周期第六周期鑭系元素, 自左到右, 隨核電荷的增加, 原子半徑總的趨勢緩慢減小，即鑭系收縮

4、210200190180170原子半徑/pm原子序數(shù)260210160110 60原子半徑/pm族號由于鑭系收縮，至使后面五、六周期同族元素(如Zr與Hf、Nb與Ta、 Mo與W)性質(zhì)極為相似260210160110 60原子半徑/pm族號同一主族元素，自上往下，原子半徑逐漸增大260210160110 60原子半徑/pm族號同一副族元素(除B外),自上往下,原子半徑一般略有增大。五、六周期同族元素原子半徑十分相似第一電離能(I1)基態(tài)的中性氣態(tài)原子失去一個電子形成氣態(tài)陽離子所需的能量Mg(g) - e- Mg+(g) I1=H1=738kJmol-1第二電離能(I2)氧化數(shù)為+1的氣態(tài)陽離子

5、失去一個電子形成氧化數(shù)為 +2的氣態(tài)陽離子所需的能量Mg+(g) - e- Mg2+(g) I2=H2=1451kJmol-1 其余依次類推.基態(tài)氣態(tài)原子失去電子變?yōu)闅鈶B(tài)陽離子，克服核電荷對電子的引力所消耗的能量電離能(I)5.4.2 電離能和電子親和能氣態(tài)原子失去電子變?yōu)闅鈶B(tài)陽離子，克服核電荷對電子的引力所消耗的能量電離能(I)Mg(g) - e- Mg+(g)InIn/(kJmol-1)I1738I21451I37733I410540I513629I617994I1 I2 I3 I4.Mg+(g) - e- Mg2+(g).電離能用來衡量氣態(tài)原子失去電子的難易電離能越小，原子越易失去電子電

6、離能越大，原子越難失去電子電離能(I)2160186015601260 960 660 360I1/(kJmol-1)原子序數(shù)HeNeLiXeNaArKrKRbCsHNPSbAs同一周期主族元素，從左到右，電離能逐漸增大電離能(I)2160186015601260 960 660 360I1/(kJmol-1)原子序數(shù)HeNeLiXeNaArKrKRbCsHNPSbAs同一周期副族元素，從左到右，電離能變化不規(guī)律電離能(I)2160186015601260 960 660 360I1/(kJmol-1)原子序數(shù)HeNeLiXeNaArKrKRbCsHNPSbAs同一主族元素，從上往下，電離能逐

7、漸減小電離能(I)2160186015601260 960 660 360I1/(kJmol-1)原子序數(shù)HeNeLiXeNaArKrKRbCsHNPSbAs同一副族元素，從上往下，電離能略有增大第一電子親合能(EA1)基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)陰離子所放出的能量O(g) + e- O-(g) EA1= -141 kJmol-1第二電子親合能(EA2)氧化數(shù)為-1的氣態(tài)陰離子得到一個電子形成氧化數(shù)為-2的氣態(tài)陰離子所放出的能量O-(g) + e- O2-(g) EA2=+780 kJmol-1其余依次類推.基態(tài)氣態(tài)原子得到電子變?yōu)闅鈶B(tài)陰離子，所放出的能量電子親合能(EA)電子親合能用來衡

8、量氣態(tài)原子得電子的難易電子親合能代數(shù)值越小, 原子越易得到電子分子中元素原子吸引電子的能力以最活潑非金屬元素原子p(F)=4.0為基礎(chǔ)，計算其它元素原子的電負(fù)性值電負(fù)性越大, 元素原子吸引電子能力越強(qiáng),即元素原子越易得到電子,越難失去電子電負(fù)性越小, 元素原子吸引電子能力越弱,即元素原子越難得到電子,越易失去電子5.4.3 電負(fù)性AA一一 H2.1AAAAA A二二 Li1.0Be1.5B2.0C2.5N3.0O3.5F4.0三三 Na0.9Mg1.2BB B B BB BAl1.5Si1.8P2.1S2.5Cl3.0四四 K0.8Ca1.0Sc1.3Ti1.5V1.6Cr1.6Mn1.5Fe

9、1.8Co1.9Ni1.9Cu1.9Zn1.6Ga1.6Ge1.8As2.0Se2.4Br2.8五五 Rb0.8Sr1.0Y1.2Zr1.4Nb1.6Mo1.8Tc1.9Ru2.2Rh2.2Pd2.2Ag1.9Cd1.7In1.7Sn1.8Sb1.9Te2.1I2.5六六 Cs0.7Ba0.9Lu1.2Hf1.3Ta1.5W1.7Re1.9Os2.2Ir2.2Pt2.2Au2.4Hg1.9Tl1.8Pb1.9Bi1.9Po2.0At2.2電負(fù)性電負(fù)性說明：1. 鮑林電負(fù)性是一個相對值, 無單位 2. 現(xiàn)已有多套電負(fù)性數(shù)據(jù), 應(yīng)盡可能采用 同一套數(shù)據(jù)4.03.53.02.52.01.51.00.

10、5p原子序數(shù)HLiFNaBrClKIRbAtCs 同一周期，從左到右, 電負(fù)性逐漸增大4.03.53.02.52.01.51.00.5p原子序數(shù)HLiFNaBrClKIRbAtCs 同一主族，從上到下, 電負(fù)性逐漸減小4.03.53.02.52.01.51.00.5p原子序數(shù)HLiFNaBrClKIRbAtCs 同一副族，從上到下, BB電負(fù)性逐漸減小，BB電負(fù)性逐漸增大主族元素氧化數(shù):最高氧化數(shù)價電子數(shù)族號族族 價層電價層電子構(gòu)型子構(gòu)型價電價電子總子總數(shù)數(shù)主要氧化數(shù)主要氧化數(shù)最高氧最高氧化數(shù)化數(shù)AAns11+1+1AAns22+2+2AA ns2 np13+3+3AA ns2 np24+4、

11、+2+4AA ns2 np35+5 、+3+5AA ns2 np46+6 、+4 、-2+6AA ns2 np57+7、+5、+3、+1、-1+75.4.4 元素的氧化數(shù)副族元素氧化數(shù)族族BBBBBBBBBB第四周期第四周期ScTiV VCrMn價層電子構(gòu)型價層電子構(gòu)型 3d14s23d24s23d34s23d44s23d54s2價電子數(shù)價電子數(shù)34567最高氧化數(shù)最高氧化數(shù)+3+4+5+6+7BB族：最高氧化數(shù)價電子數(shù)族數(shù)族、B族：氧化數(shù)變化不規(guī)律B族：最高氧化數(shù)價電子數(shù)族數(shù)=+25.4.4 元素的氧化數(shù)金屬性在化學(xué)反應(yīng)中失去電子,變?yōu)榈?正氧化數(shù)陽離子的特性非金屬性在化學(xué)反應(yīng)中得到電子，變 為陰離子的特性判斷金屬性：電負(fù)性、電離能元素的電負(fù)性越小或電離能越小金屬性越強(qiáng)非金屬性：電負(fù)性、電子親合能元素的電負(fù)性越大或電子親合能越小非金屬性越強(qiáng)5.4.5 元素的金屬性和非金屬性變化規(guī)律同一周期,從左到右,元素原子的電負(fù)性增大,元素的金屬性逐漸減弱,非金屬性逐漸增強(qiáng)。同一主族,自上而下,元素原子的電負(fù)性減小,元素的金屬性逐漸增強(qiáng),非金屬性逐漸減弱。BB, 同一副族, 自上而下, 元素原子的 電負(fù)性減小, 金屬性增強(qiáng);BB, 同一副族, 自上而下, 元素原子的 電負(fù)性增大, 金屬性減弱。小結(jié)原子性質(zhì)原子性質(zhì)rI金屬性金屬性非金屬性非金屬性