1-2-原子結(jié)構(gòu)與元素周期表

第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)第一課時(shí)

原子結(jié)構(gòu)與元素周期表2019年則是元素周期表誕生的第150周年。聯(lián)合國大會(huì)宣布2019年是“國際化學(xué)元素周期表年”“化學(xué)元素周期表不僅僅是對(duì)宇宙中所有已知原子進(jìn)行排序的列表，它本質(zhì)上是幫助我們更好地了解我們周圍世界的一個(gè)窗口?！薄獖W德蕾·阿祖萊資料1869年,門捷列夫按元素相對(duì)原子質(zhì)量從小到大的順序排列，制作了第一張周期表。1913年，英國物理學(xué)家莫塞萊證明原子序數(shù)即原子核電荷數(shù)。一：元素周期律、元素周期系和元素周期表元素的性質(zhì)隨原子的核電荷數(shù)遞增發(fā)生周期性遞變實(shí)質(zhì)：元素原子的核外電子排布周期性變化的結(jié)果元素按其原子核電荷數(shù)遞增排列的序列

元素周期律：元素周期系：元素周期表：呈現(xiàn)元素周期系的表格區(qū)別：元素周期系只有1個(gè),元素周期表多種。原子序數(shù)=

=質(zhì)子數(shù)=

。原子的核外電子數(shù)核電荷數(shù)莫塞萊科學(xué)史話：三張有重要?dú)v史意義的周期表1869門捷列夫周期表1905維爾納的特長式周期表1922波爾元素周期表古代發(fā)現(xiàn)的元素截止到1789年新發(fā)現(xiàn)的元素截止到1869年門捷列夫提出元素周期表時(shí)新發(fā)現(xiàn)的元素截止到1923年新發(fā)現(xiàn)的元素截止到1945年新發(fā)現(xiàn)的元素截止到2000年新發(fā)現(xiàn)的元素至今為止新發(fā)現(xiàn)的元素元素的發(fā)現(xiàn)一：元素周期律、元素周期系和元素周期表現(xiàn)行元素周期表7163個(gè)4個(gè)“周期序數(shù)=電子層數(shù)”

（能層數(shù)）“主族序數(shù)=最外層電子數(shù)

=最高化合價(jià)(O、F除外)”

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)。二：構(gòu)造原理與元素周期表周期最外層電子排布各周期增加的能級(jí)元素種類第ⅠA族0族一1s11s21s2二2s12s22p62s、2p8三3s13s23p63s、3p8四4s14s24p64s、3d、4p18五5s15s25p65s、4d、5p18六6s16s26p66s、4f、5d、6p32七7s17s27p67s、5f、6d、7p32第一周期從1s1開始,以1s2結(jié)束，只有2種元素。其余周期總是從

能級(jí)開始，以

能級(jí)結(jié)束，遞增的核電荷數(shù)(或電子數(shù))等于該周期的

。1.周期與元素種類：ns(n-2)fnp(n-1)dnsnp元素?cái)?shù)【思考與討論】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，怎樣變成書末的元素周期表？二：構(gòu)造原理與元素周期表pfdsspsdpfsdpdsppss二：構(gòu)造原理與元素周期表2.族與價(jià)層電子：同族元素

相同價(jià)層電子數(shù)按族分類族價(jià)層電子排布式價(jià)層電子數(shù)特點(diǎn)主族IAns11ⅡAns22ⅢAns2np13IVAns2np24VAns2np35ⅥAns2np46ⅦAns2np570族01s2或ns2np6(n>1)2或8穩(wěn)定結(jié)構(gòu)族序數(shù)=最外層電子數(shù)

=價(jià)層電子數(shù)

=最高正化合價(jià)

（O、F除外）二：構(gòu)造原理與元素周期表2.族與價(jià)層電子：同族元素

相同價(jià)層電子數(shù)按族分類族價(jià)層電子排布式價(jià)層電子數(shù)特點(diǎn)副族(鑭系、錒系除外)ⅢB(n-1)d1-10ns1-2(Pd除外:4d10)(n-1)d1ns23ⅣB(n-1)d2ns24VB…5VIB…6VIIB(n-1)d5ns27IB(n-1)d10ns111ⅡB(n-1)d10ns212Ⅷ(n-1)d6-8ns28910族序數(shù)=價(jià)層電子數(shù)

=最高正化合價(jià)族序數(shù)=第1列元素的價(jià)電子數(shù)>最高正化合價(jià)（Ru、Os可表現(xiàn)＋8價(jià)）族序數(shù)=最外層電子數(shù)IB族序數(shù)<最高正化合價(jià)IIB族序數(shù)=最高正化合價(jià)金屬元素3.元素周期表分區(qū)：二：構(gòu)造原理與元素周期表探究【討論】（1）按照核外電子排布，可把元素周期表劃分成5個(gè)區(qū)。各區(qū)的名稱來自按構(gòu)造原理最后填入電子的能級(jí)的符號(hào)（ds區(qū)除外）：注解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？s區(qū)2列、d區(qū)8列、p區(qū)6列最外層電子數(shù)均不超過2，容易失去電子。ns1~2ns2np1~6(除He外)(n-1)d1~9ns1~2(Pd除外)(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2(n-1)d10ns1-2二：構(gòu)造原理與元素周期表3.元素周期表分區(qū)：根據(jù)原子結(jié)構(gòu)特征判斷元素在元素周期表中的位置（價(jià)層電子數(shù)=族序數(shù)）（價(jià)層電子數(shù)=族序數(shù)）（Pd除外）1.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。

周期

族

區(qū)(1)1s22s22p63s2(2)[Kr]4d105s25p2(3)[Ar]3d14s2

(4)[Ar]3d104s1

三ⅡAs五ⅣAp四ⅢBd四ⅠBds【試一試】：2.Fe元素處于周期表中的哪個(gè)區(qū)?Fe2+、Fe3+哪種更穩(wěn)定?為什么?d區(qū):[Ar]3d64s2

Fe2+：[Ar]3d6，F(xiàn)e3+：[Ar]3d5,Fe3+的3d能級(jí)“半充滿”,穩(wěn)定性強(qiáng)于Fe2+。二：構(gòu)造原理與元素周期表探究【討論】（2）為什么副族元素又稱為過渡元素？過渡元素價(jià)層電子數(shù)跟它們的族序數(shù)有什么關(guān)系？寫出它們的價(jià)層電子排布通式。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渡的區(qū)域，因此副族元素又稱為過渡元素。

族序數(shù)=價(jià)層電子數(shù)族序數(shù)=第1列元素的價(jià)層電子數(shù)族序數(shù)=最外層電子數(shù)(n-1)d1-10ns2通式(除鑭系和錒系)：價(jià)層電子數(shù)與族序數(shù)的關(guān)系：ⅢB族—ⅦB族元素：Ⅷ族：IB族、ⅡB族：二：構(gòu)造原理與元素周期表探究【討論】這些元素既能表現(xiàn)出一定的非金屬性，又能表現(xiàn)出一定的金屬性。（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？（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)原子電子排布不符合構(gòu)造原理？Cr的價(jià)層電子：3d54s1，Cu的價(jià)層電子：3d104s1，不符合構(gòu)造原理。Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Pt、Au、La、Ce、Gd、Ac、Th、Pa、U、Np、Cm等。（5）預(yù)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。8s1

50種：8s-5g-6f-7d-8p即2+18+14+10+6=504、對(duì)角線規(guī)則二：構(gòu)造原理與元素周期表某些主族元素與

的主族元素的某些性質(zhì)是相似的，這種相似性稱之為

規(guī)則。右下方對(duì)角線過氧化物L(fēng)i在空氣中燃燒生成Li2O、Li3N而不是

。鈹?shù)淖罡邇r(jià)氧化物的水化物是___

___化合物：兩性Be(OH)2＋2H＋===Be2＋＋2H2OBe(OH)2＋2OH－===BeO22-＋2H2OH3BO3、H2SiO3酸性都是弱酸分區(qū)電子填入的最后能級(jí)符號(hào)（ds除外）周期族電子層數(shù)（能層數(shù)）價(jià)層電子排布構(gòu)性位元素周期律元素的性質(zhì)隨元素原子的核電荷數(shù)遞增發(fā)生周期性遞變原子序數(shù)＝核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)小結(jié)：

第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)第二課時(shí)

元素周期律元素周期律定義：元素的性質(zhì)隨原子的核電荷數(shù)遞增發(fā)生周期性遞變元素性質(zhì)包括：

、

、

、

等

核外電子排布原子半徑化合價(jià)金屬性與非金屬實(shí)質(zhì)：元素原子的核外電子排布周期性變化的結(jié)果一、原子半徑原子半徑取決于電子的能層數(shù)核電荷數(shù)越多電子之間的排斥作用越大導(dǎo)致原子半徑越大越大核對(duì)電子的吸引作用越大導(dǎo)致原子半徑越小一、原子半徑主族元素原子半徑的周期性變化思考與討論：（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如何？如何解釋這種趨勢？（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如何？如何解釋這種趨勢？？微粒半徑受電子層數(shù)、核電荷數(shù)、核外電子數(shù)的綜合影響，比較微粒半徑的一般思路“三看”（特例：Li、Cl）:(1)“一看層”:先看電子層數(shù),電子層數(shù)越多,微粒半徑一般越大。(2)“二看核”:若電子層數(shù)相同則看核電荷數(shù),核電荷數(shù)越大,微粒半徑越小。(3)“三看電子”:若電子層數(shù)、核電荷數(shù)均相同,則看核外電子數(shù),電子數(shù)多的半徑大。一、原子半徑【試一試】下列微粒半徑大小比較錯(cuò)誤的是(

)A．K＞Na＞Li B．Na＋>Mg2＋>Al3＋C．Mg2＋>Na＋>F－ D．Cl－>F－>FC二、電離能第一電離能：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量。用符號(hào)I1表示。單位：kJ/molM(g)=M＋(g)＋e－

從+1價(jià)氣態(tài)基態(tài)正離子中再失去一個(gè)電子所需要的最低能量叫做第二電離能，符號(hào)I2，依次類推。I3

I4…M(g)=M+(g)+e-

I1M+(g)=M2+(g)+e-

I2M2+(g)=M3+(g)+e-

I3同族元素，從上到下，I1

。同周期元素，從左到右，I1呈

趨勢，B、Al、O、S等元素反常）。變小增大二、電離能規(guī)律：1.從原子結(jié)構(gòu)角度解釋I1為何呈現(xiàn)這樣的變化？同主族原子半徑增大，核對(duì)最外層電子的吸引力減小，I1逐漸減小。同周期原子半徑減小，核對(duì)最外層電子的吸引力增大，I1呈增大趨勢。2.從原子結(jié)構(gòu)角度解釋B、Al、O、S等元素的I1反常原因？【思考與討論】【結(jié)論】：同周期，ⅡA族元素的I1比ⅢA族元素的I1大；

ⅤA族元素的I1比ⅥA族元素的I1大?！举Y料卡片】：B、Al的I1失去的電子是np能級(jí)的，該能級(jí)的能量比ns能級(jí)的高；O、S的I1異常：①N、P電子排布是半充滿，比較穩(wěn)定，電離能較高

②O、S失去的是已配對(duì)的電子，配對(duì)電子相互排斥，因而電離能較低二、電離能I1越小，原子越容易失電子，金屬活潑性越強(qiáng)。隨著電子的失去，半徑變小，陽離子所帶正電荷數(shù)越大當(dāng)逐級(jí)電離能發(fā)生突變時(shí)，說明失去的電子所在的能層發(fā)生了變化?？蓳?jù)此判斷原子價(jià)層電子數(shù)，推測其最高化合價(jià)。?二、電離能應(yīng)用：(1)比較元素金屬性的強(qiáng)弱一般情況下，元素的第一電離能越小，元素的金屬性越強(qiáng)（特例比較多）。(2)確定元素原子的核外電子層排布、化合價(jià)電子是分層排布的，元素原子失去不同能層的電子時(shí)電離能會(huì)發(fā)生突變。如果電離能在In與In＋1之間發(fā)生突變，則元素的原子易形成＋n價(jià)離子。三、電負(fù)性化學(xué)鍵：元素相互化合，相鄰的原子之間產(chǎn)生的強(qiáng)烈的化學(xué)作用力鍵合電子：原子中用于形成化學(xué)鍵的電子稱為鍵合電子電負(fù)性：描述不同元素的原子對(duì)鍵合電子吸引力的大小②電負(fù)性是相對(duì)值，沒單位，以F的電負(fù)性為4.0和Li的電負(fù)性為1.0作為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)，得出各元素的電負(fù)性。①電負(fù)性越大的原子，對(duì)鍵合電子的吸引力

。越大HFH....F..+....F..H..鍵合電子三、電負(fù)性同周期元素，從左到右，元素的電負(fù)性逐漸變大。同主族元素，自上而下，元素的電負(fù)性逐漸變小。規(guī)律：三、電負(fù)性應(yīng)用：判斷元素金屬性和非金屬性的強(qiáng)弱電負(fù)性<1.8→金屬元素:電負(fù)性越小，金屬性越強(qiáng)電負(fù)性≈1.8→

類金屬

電負(fù)性>1.8→非金屬:電負(fù)性越大，非金屬性越強(qiáng)