第二節(jié)-原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)-化學(xué)選修三-課件

學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解元素周期表與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系。2.掌握同周期主族元素從左到右，最高化合價和最低化合價、金屬性和非金屬性、原子半徑的變化規(guī)律。3.掌握同主族元素從上到下，金屬性和非金屬性、原子半徑的變化規(guī)律。4.能說出元素電離能、電負(fù)性的含義，能應(yīng)用元素的電離能說明元素的某些性質(zhì)。第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)9/7/2023學(xué)習(xí)目標(biāo)第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)8/3/20231堿金屬元素基態(tài)原子的電子排布9/7/2023堿金屬元素基態(tài)原子的電子排布8/3/20232原子核外電子排布的周期性重復(fù)。9/7/2023原子核外電子排布的周期性重復(fù)。8/3/20233①根據(jù)構(gòu)造原理，將能量相近的能級分為一組，按能量由低到高可分為七個能級組，同一能級組內(nèi)，各能級能量相差較小，各能級組之間能量相差較大。②每一個能級組對應(yīng)一個周期，且該能級組中最大的能層數(shù)等于元素的周期序數(shù)。核外電子排布與周期劃分的關(guān)系族的劃分依據(jù)是原子的價層電子排布。(1)同主族元素原子的價層電子排布完全相同，價電子全部排布在ns或nsnp軌道上。價電子數(shù)與族序數(shù)相同。(2)稀有氣體的價電子排布為1s2或ns2np6。(3)過渡元素(副族和Ⅷ族)同一縱行原子的價層電子排布基本相同。價電子排布為(n－1)d1～10ns1～2，ⅢB～ⅦB族元素的價電子數(shù)與族序數(shù)相同。核外電子排布與族的劃分9/7/2023①根據(jù)構(gòu)造原理，將能量相近的能級分為一組，按能量由低到高可分41．根據(jù)核外電子排布(1)分區(qū)元素周期表的分區(qū)9/7/20231．根據(jù)核外電子排布元素周期表的分區(qū)8/3/20235(2)各區(qū)元素化學(xué)性質(zhì)及原子最外層電子排布特點(diǎn)9/7/2023(2)各區(qū)元素化學(xué)性質(zhì)及原子最外層電子排布特點(diǎn)8/3/20262.根據(jù)元素金屬性與非金屬性(1)過渡元素均為金屬元素，但金屬元素卻不都是過渡元素，如堿金屬、堿土金屬等。(2)處于金屬與非金屬交界線(又稱梯形線)附近的非金屬元素具有一定的金屬性，被稱為半金屬或準(zhǔn)金屬，但不能叫兩性非金屬。9/7/20232.根據(jù)元素金屬性與非金屬性(1)過渡元素均為金屬元素，但金7(1)在s區(qū)中，族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素，其原子的價電子的電子云形狀為____________。(2)在d區(qū)中，族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素，它常見離子的電子排布式為____________。(3)在ds區(qū)中，族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素，其原子的價電子排布式為____________。(4)在p區(qū)中，第二周期ⅤA族元素原子的價電子的電子排布圖為____________。(5)當(dāng)今常用于核能開發(fā)的元素是鈾和钚，它們處在元素周期表的________區(qū)中。9/7/2023(1)在s區(qū)中，族序數(shù)最大、原子序數(shù)最小的元素，其原子的價電8【規(guī)律方法】(1)主族元素的價電子總數(shù)等于族序數(shù)，s區(qū)元素價電子特征排布為ns1～2，價電子數(shù)等于主族序數(shù)。p區(qū)元素價電子特征排布為ns2np1～6，價電子總數(shù)等于主族序數(shù)。(2)s區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)都是金屬元素(氫元素除外)s區(qū)有2個縱列，d區(qū)有8個縱列，ds區(qū)有2個縱列；從元素的價電子層結(jié)構(gòu)可以看出，s區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)的元素在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時容易失去最外層電子及倒數(shù)第二層的d電子，呈現(xiàn)金屬性，所以s區(qū)(H除外)、d區(qū)、ds區(qū)都是金屬元素。9/7/2023【規(guī)律方法】(1)主族元素的價電子總數(shù)等于族序數(shù)，s區(qū)元素9特別提醒：(1)價電子數(shù)：主族元素的外圍電子為該元素原子的最外層電子。如堿金屬原子的外圍電子排布為ns1。副族元素的外圍電子與其最外層電子和內(nèi)層電子有關(guān)。如鐵元素原子的外圍電子排布為3d64s2。(2)由元素的價電子層排布式可知元素在周期表中的位置，如：3s23p5為第三周期第ⅦA族元素，即，周期數(shù)＝電子層數(shù)＝最高能層數(shù)，主族序數(shù)＝價電子數(shù)。同樣，由主族元素在元素周期表中的位置可以推斷其價電子排布式。9/7/2023特別提醒：(1)價電子數(shù)：主族元素的外圍電子為該元素原子的最10例1 寫出13Al、24Cr、26Fe、33As等元素原子的電子排布式，并判斷它們在元素周期表中的位置。13Al：____________________________24Cr：__________________________________________26Fe：________________________________________________________________________33As：________________________________________________________________________9/7/2023例1 寫出13Al、24Cr、26Fe、33As等元素原子的11【規(guī)律方法】原子結(jié)構(gòu)與元素在周期表中的位置是有一定的關(guān)系的。(1)原子核外電子層數(shù)決定所在周期數(shù)；周期數(shù)＝最大能層數(shù)(鈀除外，46Pd：[Kr]4d10，最大能層數(shù)是4，但是在第五周期)。(2)外圍電子總數(shù)決定排在哪一族。如29Cu：3d104s1,10＋1＝11尾數(shù)是1且有d軌道，所以是ⅠB族。9/7/2023【規(guī)律方法】原子結(jié)構(gòu)與元素在周期表中的位置是有一定的關(guān)系的12X、Y、Z是ⅠA→ⅦA族的三種非金屬元素，它們在周期表中的位置如圖所示，試回答：(1)X元素單質(zhì)的化學(xué)式是__________________________________。(2)Y元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖是_________________________________。Y與Na所形成化合物的電子式為_________________________________。(3)Z元素的名稱是________，從元素原子得失電子的角度看，Z元素具有________性，若從Z元素在周期表中所處位置看，它具有這種性質(zhì)的原因___________________，其價電子排布式為________________。9/7/2023X、Y、Z是ⅠA→ⅦA族的三種非金屬元素，它們在周期表中的位13元素周期律和原子半徑1．元素周期律元素的性質(zhì)隨____________的遞增發(fā)生周期性遞變的規(guī)律。2．原子半徑(1)決定因素核電荷數(shù)增大越大越小9/7/2023元素周期律和原子半徑核電荷數(shù)增大越大越小8/3/202314(2)變化規(guī)律電子能層數(shù)增大不變增大減小9/7/2023(2)變化規(guī)律電子增大不變增大減小8/3/202315比較微粒半徑大小的方法原子半徑(1)同周期元素，隨著原子序數(shù)遞增，其原子半徑逐漸減小(稀有氣體除外)。例：r(Na)＞r(Mg)＞r(Al)＞r(Si)＞r(P)＞r(S)＞r(Cl)(2)同主族元素，隨著電子層數(shù)遞增，其原子半徑逐漸增大。例：r(Li)＜r(Na)＜r(K)＜r(Rb)＜r(Cs)離子半徑(1)同種元素的離子半徑：陰離子大于原子，原子大于陽離子，低價陽離子大于高價陽離子。例：r(Cl－)＞r(Cl)，r(Fe)＞r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)(2)電子層結(jié)構(gòu)相同的微粒，核電荷數(shù)越大，半徑越小。例：r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)(3)帶相同電荷的離子，電子層數(shù)越多，半徑越大。例：r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)，

(4)核電荷數(shù)、電子層數(shù)均不同的離子可選一種離子參照比較。例：比較r(K＋)與r(Mg2＋)可選r(Na＋)為參照9/7/2023比較微粒半徑大小的方法原子半徑(1)同周期元素，隨著原子序數(shù)16可用“三看”法快速判斷簡單微粒半徑大?。骸耙豢础彪娮訉訑?shù)：最外層電子數(shù)相同時，電子層數(shù)越多，半徑越大?！岸础焙穗姾蓴?shù)：當(dāng)電子層結(jié)構(gòu)相同時，核電荷數(shù)越大，半徑越小?！叭础焙送怆娮訑?shù)：當(dāng)電子層數(shù)和核電荷數(shù)均相同時，核外電子數(shù)越多，半徑越大。具有相同電子層結(jié)構(gòu)的三種微粒An＋、Bn－和C，下列分析正確的是()A．原子序數(shù)關(guān)系：C>B>AB．微粒半徑關(guān)系：r(Bn－)<r(An＋)C．微粒C是稀有氣體元素的原子D．原子半徑關(guān)系是：r(A)<r(B)<r(C)9/7/2023可用“三看”法快速判斷簡單微粒半徑大小：具有相同電子層結(jié)構(gòu)的17例29/7/2023例28/3/2023183.電離能①氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(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。②衡量元素的原子失去一個電子的難易程度。第一電離能數(shù)值越小，原子越容易失去一個電子。③同周期元素隨著原子序數(shù)的遞增，元素的第一電離能呈現(xiàn)增大的趨勢。同族元素從上到下第一電離能逐漸減?、芟仁サ碾娮邮悄芰孔罡叩碾娮?，故第一電離能最小，再失去的電子是能級較低的電子，且失去電子后離子所帶正電荷對電子吸引力更強(qiáng)，從而使電離能越來越大.9/7/20233.電離能8/3/202319當(dāng)電離能突然變大時說明電子的能層發(fā)生了變化，即同一能層中電離能相近，不同能層中電離能有很大的差距。如表所示鈉、鎂、鋁的電離能(kJ·mol－1)原子的逐級電離能越來越大。首先失去的電子是能量最高的電子，故第一電離能較小，以后再失去的電子都是能量較低的電子，所需要吸收的能量多；同時，失去電子后離子所帶正電荷對電子的吸引更強(qiáng)，從而電離能越來越大。9/7/2023當(dāng)電離能突然變大時說明電子的能層發(fā)生了變化，即同一能層中電離20金屬活動性順序與相應(yīng)的電離能的大小順序不一致。金屬活動性順序表示自左向右，在水溶液中金屬原子失去電子越來越困難。電離能是指金屬原子在氣態(tài)時失去電子成為氣態(tài)陽離子的能力，它是金屬原子在氣態(tài)時活潑性的量度。由于金屬活動性順序與電離能所對應(yīng)的條件不同，所以二者不可能完全一致。例如，堿金屬元素Li、Na、K、Rb、Cs的第一電離能分別為520kJ·mol－1、496kJ·mol－1、419kJ·mol－1、403kJ·mol－1、376kJ·mol－1，由此可知，氣態(tài)鋰原子最不易失去電子。但在溶液中鋰原子的金屬活動性卻最強(qiáng)，其主要原因是鋰原子形成水合離子時放出的能量最多。9/7/2023金屬活動性順序與相應(yīng)的電離能的大小順序不一致。8/3/20221電離能的應(yīng)用(1)判斷元素原子核外電子的分層排布，這是由于層與層之間電離能相差很大，電離能數(shù)值在層與層電子之間呈突躍性變化，而同層內(nèi)電離能數(shù)值差別相對較小，如Na的第一到第七級電離能分別為(單位kJ·mol－1)：496、4562、6912、9543、13353、16610、20114。從中明顯看出在第一、第二電離能之間有突躍，故可判斷Na最外層只有1個電子。(2)判斷金屬原子在氣態(tài)時失去電子的難易。(3)判斷主族元素在元素周期表中的族序數(shù)、價電子數(shù)，進(jìn)而確定其最高化合價。由電離能的遞變規(guī)律可知：同周期主族元素從左到右，元素的第一電離能呈增大趨勢，但ⅡA族的Be、Mg、Ca的第一電離能較同周期ⅢA族的B、Al、Ga的第一電離能要大；ⅤA族的N、P、As的第一電離能較同周期ⅥA族的O、S、Se的第一電離能要大。這是由于ⅡA族元素的最外層電子排布為ns2，為全充滿較穩(wěn)定狀態(tài)，而ⅤA族元素的最外層電子排布為np3，為半充滿狀態(tài)，比ⅥA族的np4狀態(tài)穩(wěn)定。9/7/2023電離能的應(yīng)用8/3/202322不同元素的氣態(tài)原子失去最外層一個電子所需要的能量(設(shè)其為E)如圖所示。試根據(jù)元素在周期表中的位置，分析圖中曲線的變化特點(diǎn)，并回答下列問題(1)同主族內(nèi)不同元素的E值變化的特點(diǎn)是_______，各主族中E值的這種變化特點(diǎn)體現(xiàn)了元素性質(zhì)的________變化規(guī)律。(2)同周期內(nèi)，隨原子序數(shù)增大，E值增大。但個別元素的E值出現(xiàn)反?，F(xiàn)象。試預(yù)測下列關(guān)系式中正確的是________(填寫編號)。①E(砷)>E(硒)②E(砷)<E(硒)③E(溴)>E(硒)④E(溴)<E(硒)(3)估計1mol氣態(tài)Ca原子失去最外層一個電子所需能量E值的范圍：____<E<________。(4)10號元素E值較大的原因是：9/7/2023不同元素的氣態(tài)原子失去最外層一個電子所需要的能量(設(shè)其為E)23有A、B、C、D、E五種短周期元素，它們的核外四個電子的電離能數(shù)據(jù)如下：由表中數(shù)據(jù)可知，元素符號依次為A__，B___，C__，D__，E__。解析：首先可以確定E為Li，因為其核外只有3個電子；由電離能的數(shù)據(jù)出現(xiàn)的突躍情況可以判斷A、E元素最外層只有1個電子，B元素最外層有3個電子，C、D元素最外層各有2個電子；由于是短周期元素，根據(jù)第一電離能的數(shù)據(jù)結(jié)合周期表中同一周期、同一主族的遞變趨勢可以確定A是Na，B是Al，C是Be，D是Mg。例39/7/2023有A、B、C、D、E五種短周期元素，它們的核外244.電負(fù)性鍵合電子:元素相互化合時，原子中用于形成化學(xué)鍵的電子。電負(fù)性用來描述不同元素的原子對鍵合電子吸引力的大小。電負(fù)性越大的原子，對鍵合電子的吸引力越大以氟的電負(fù)性為4.0和鋰的電負(fù)性為1.0作為相對標(biāo)準(zhǔn)，得出各元素的電負(fù)性(稀有氣體未計)。同周期，自左到右，元素原子的電負(fù)性逐漸變大同主族，自上到下，元素原子的電負(fù)性逐漸變小。9/7/20234.電負(fù)性8/3/202325電負(fù)性應(yīng)用：判斷金屬性、非金屬性強(qiáng)弱強(qiáng)強(qiáng)金屬非金屬9/7/2023電負(fù)性應(yīng)用：判斷金屬性、非金屬性強(qiáng)弱強(qiáng)強(qiáng)金屬非金屬8/3/226電負(fù)性的應(yīng)用判斷元素的金屬性和非金屬性及其強(qiáng)弱金屬的電負(fù)性一般小于1.8，非金屬的電負(fù)性一般大于1.8，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負(fù)性則在1.8左右，它們既有金屬性，又有非金屬性。金屬元素的電負(fù)性越小，金屬元素越活潑；非金屬元素的電負(fù)性越大，非金屬元素越活潑。判斷元素的化合價電負(fù)性數(shù)值小的元素在化合物中吸引電子的能力弱，元素的化合價為正值；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)，元素的化合價為負(fù)值。判斷化學(xué)鍵的類型一般認(rèn)為：如果兩個成鍵元素原子間的電負(fù)性差值大于1.7，它們之間通常形成離子鍵；如果兩個成鍵元素原子間的電負(fù)性差值小于1.7，它們之間通常形成共價鍵。并不是所有電負(fù)性差大于1.7的元素都形成離子化合物，如H的電負(fù)性為2.1，F(xiàn)的電負(fù)性為4.0，電負(fù)性差為1.9，但HF為共價化合物，應(yīng)注意這些特殊情況。9/7/2023電負(fù)性的應(yīng)用判斷元素的金屬性和非金屬性及其強(qiáng)弱并不是所有電負(fù)27元素“對角線”規(guī)則在元素周期表中，某些主族元素與其右下方的主族元素(如圖)的有些性質(zhì)是相似的(如硼和硅的含氧酸鹽都能形成玻璃且互熔)，被稱為“對角線規(guī)則”。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和Si的電負(fù)性分別為2.0、1.8。它們的電負(fù)性接近，說明它們對鍵合電子的吸引力相當(dāng)。表現(xiàn)出的性質(zhì)相似。特別提醒：(1)元素電負(fù)性的值是個相對的量，沒有單位。電負(fù)性大的元素吸引電子能力強(qiáng)，反之就弱。(2)元素電負(fù)性的概念最先是由鮑林于1932年在研究化學(xué)鍵性質(zhì)時提出來的。以氟的電負(fù)性為4.0和鋰的電負(fù)性為1.0作為相對標(biāo)準(zhǔn)，然后根據(jù)化學(xué)鍵的鍵能推算其他元素的相對電負(fù)性的數(shù)值，后人做了更精確的計算，數(shù)值有所修改。9/7/2023元素“對角線”規(guī)則特別提醒：(1)元素電負(fù)性的值是個相對的量28有A、B、C、D、E5種元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，且都小于20。其中C、E是金屬元素；A和E屬同一族，它們原子的最外層電子排布為ns1。B和D也屬同一族，它們原子最外層的p能級電子數(shù)是s能級電子數(shù)的兩倍，C原子最外層上電子數(shù)等于D原子最外層上電子數(shù)的一半。A、B、C、D、E五種元素的電負(fù)性為2.5,3.5,0.8,2.1,1.5，請回答下列問題：(1)A是____，B是____，C是____，D是____，E是___(用化學(xué)符號填空，下同)(2)由電負(fù)性判斷，以上五種元素中金屬性最強(qiáng)的是________，非金屬性最強(qiáng)的是________。(3)當(dāng)B與A、C、D分別形成化合物時，B顯________價，其他元素顯________價。(4)當(dāng)B與A、C、D、E(與E形成E2B)分別形成化合物時，化合物中有離子鍵的是________，有共價鍵的是____________________。例49/7/2023有A、B、C、D、E5種元素，它們的核電荷29【解析】

A、E均為ⅠA族元素且E為金屬元素，則A為H，由于B、D為同族且最外層的p能級電子數(shù)為s能級電子數(shù)的兩倍，則B、D的價電子排布為ns2np4為ⅥA族元素，則B為O，D為S，E為K，C為3s2