選修3《物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)》第一單元第二節(jié)《原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)》課件教學(xué)教材

§1-2原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)一、原子結(jié)構(gòu)與元素周期表（1）能級組①ns到np為第n能級組，(n-1)d或(n-2)f也屬于第n能級組。②不同能級組能量差別大，同一能級組內(nèi)各能級之間能量差別小。③電子進(jìn)入能級組的順序?yàn)椋簄s(n-2)f(n-1)dnp1、能級組和元素的周期①價電子：化學(xué)反應(yīng)中原子芯部分的電子結(jié)構(gòu)不變化，改變的是價電子。價電子所處的電子層稱為價電子層。例：Fe價層電子是3d64s2，Ag的價層電子是4d105s1。②族：周期表根據(jù)價層電子，把性質(zhì)相似的元素歸為一族。2、價層電子與族（1）主族：周期表中共有IA~ⅦA7個主族。主族元素的價層電子：內(nèi)層軌道是全充滿的，外層電子組態(tài)是ns1到ns2np5，外電子層同時又是價層。外層電子的總數(shù)等于族數(shù)。（2）零族：稀有氣體ns2np6（3）Ⅷ族：有三列元素，(n-1)d及ns電子數(shù)和為8~10；（4）副族：IB~ⅦB7個副族。特征：(n-1)d或(n-2)f軌道填充電子，(n-2)f、(n-1)d和ns都是價層。ⅢB~ⅦB族，族數(shù)等于(n-1)d及ns電子數(shù)的總和；IB、ⅡB族，完成(n-1)d10結(jié)構(gòu)；ns電子數(shù)等于族數(shù)。第6、7周期，ⅢB族是鑭系和錒系各14個元素，電子結(jié)構(gòu)是(n-2)f軌道被填充并最終填滿，其(n-1)d軌道電子數(shù)為1或0。ⅣB族到ⅡB族元素的(n-2)f軌道全充滿，(n-1)d和ns軌道的電子結(jié)構(gòu)與第4、5周期相應(yīng)的副族元素類似。3、元素分區(qū)：據(jù)價電子，周期表為5個區(qū)。sdpfds①s區(qū)：元素價層電子是ns1和ns2，IA和ⅡA族，活潑金屬，易形成+1或+2價離子。沒有可變的氧化值。但H不是金屬元素，在化合物中的氧化值是+1，在金屬氫化物中是-1。②p區(qū)：價層電子是ns2np1~6，ⅢA~ⅦA及0族元素，大部分是非金屬，0族是稀有氣體。元素多有可變的氧化值。但He的電子組態(tài)是1s2，屬稀有氣體。③d區(qū)：價層電子組態(tài)為(n-1)d1~8ns2，有例外。ⅢB~ⅧB族元素，金屬，有多種氧化值。④ds區(qū)：價層電子組態(tài)為(n-1)d10ns1~2，IB和ⅡB族，它們都是金屬，一般有可變氧化值。⑤f區(qū)：價層電子組態(tài)(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2，鑭系和錒系。最外層電子數(shù)、次外層電子數(shù)大都相同，(n–2)層電子數(shù)目不同，每個系內(nèi)元素化學(xué)性質(zhì)極相似。都是金屬，有可變氧化值。1234567IAVIIIAIIAIIIAIVAVAVIAVIIAIIIBIVBVBVIBVIIBVIIIBIBIIB鑭系錒系s區(qū)ns1~ns2d區(qū)(n-1)d1~8ns2p區(qū)ns2np1~6f區(qū)(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2ds區(qū)(n-1)d10ns1~2S區(qū)p區(qū)d區(qū)ds區(qū)f區(qū)ns1-2ns2np1-6（n-1）d1-9ns1-2（n-1）d10ns1-2（n-2）f0-14（n-1）d0-2ns2ⅠA、ⅡAⅢA～ⅦA和零族ⅢB～ⅦB和Ⅷ族ⅠB、ⅡB鑭系和錒系4、過渡元素①全部副族元素都稱為過渡元素。包括d區(qū)、ds區(qū)和f區(qū)的元素。其中鑭系和錒系元素稱為內(nèi)過渡元素②過渡元素原子的最外層電子數(shù)較少，除鈀外都只有1~2個電子，所以它們都是金屬元素。③它們的(n-1)d軌道未充滿或剛充滿，或f軌道也未充滿，所以在化合物中常有多種氧化值，性質(zhì)與主族元素有較大的差別。二、元素周期律元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化——元素周期律（1）共價半徑rc：單質(zhì)分子中，共價單鍵結(jié)合的兩原子核間距離的一半（2）vander

Waals半徑rv：單質(zhì)分子晶體中相鄰分子間兩個非鍵合原子核間距離的一半（3）金屬半徑是指金屬單質(zhì)的晶體中相鄰兩個原子核間距離的一半1、原子半徑（r）主族元素

元素的原子半徑變化趨勢鑭系元素從左到右，原子半徑減小幅度更小，這是由于新增加的電子填入倒數(shù)第三層上，對外層電子的屏蔽效應(yīng)更大，外層電子所受到的Z*增加的影響更小。鑭系元素從鑭到鐿整個系列的原子半徑減小不明顯的現(xiàn)象稱為鑭系收縮。主族元素：從左到右r減?。ǔ∮袣怏w）；從上到下r增大。過渡元素：從左到右r緩慢減?。?/p>

從上到下r略有增大。相鄰元素原子半徑減小的平均幅度是：非過渡元素>過渡元素>內(nèi)過渡元素~10pm~5pm~1pm2、電離能（1）概念：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)帶一個正電荷的正離子所需要的能量稱為第一電離能，用I

1表示。E+(g)-e-

E

2+(g)I

2E(g)-e-

E+(g)I

1例如：同理I1>I2>I3>…….因?yàn)閺脑又腥∽唠娮泳杼峁┠芰?，所以電離勢均為正值。且I越大，原子越難失去電子。對同一原子：I1＜I2＜I3＜…∵陽離子中核電荷數(shù)＞核外電子數(shù)∴核對核外電子的吸引力更大，再繼續(xù)失去電子更難。故正電荷越高，Ii越大。這里同時也包含了半徑對Ii的影響。(2)影響因素A、原子半徑：原子半徑越大，電離能越小。B、核電荷數(shù)：核電荷數(shù)越大，對電子的吸引力越大，I越大。同周期元素具有相同的電子層數(shù)，從左到右，有效核電荷增大，原子半徑減小，和對外層電子的吸引能力加大，越不易失去電子，故I越大（總趨勢）。C、電子構(gòu)型：全充滿、半充滿Ii較大。因?yàn)槿錆M和半充滿的電子構(gòu)型較為穩(wěn)定（相對于相鄰原子）。（3）電離勢的周期性變化每個周期的第一個元素(氫和堿金屬)第一電離能最小，最后一個元素(稀有氣體)的第一電離能最大。從第一周期到第六周期，元素的第一電離能在總體上呈現(xiàn)從小到大的周期性變化，而且，隨周期序數(shù)增大，在大體上呈現(xiàn)第一電離能變小的趨勢（He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn第一電離能逐個降低，H、Li、Na、K、Rb、Cs的第一電離能也逐個降低，盡管后幾個堿金屬的電離能相差不大——K：418.6；Rb：402.9；Cs：375.6；Fr：約375kJ/mol）。第一電離能大小是堿金屬最活潑而稀有氣體最不活潑的最主要原因。A、同周期元素自左向右，核電荷增大，原子半徑減小，電離勢依次遞增。但有起伏，呈鋸齒狀增加。對于過渡元素，增大的較為緩慢。例如：LiBeBCNOFNe原子半徑：123898877706664131I1(ev):5.399.328.3011.2614.5313.6217.4221.56

ⅡA

ⅤA

ns2

ns2np3

全滿、半滿穩(wěn)定。B、同族元素自上而下，電子層數(shù)增大的影響大于核電荷數(shù)增大的影響，原子半徑增大，電離能依次減小。主族明顯，副族變化緩慢。（3）電離勢的應(yīng)用右圖表示元素X的頭五級電離能的對數(shù)值，試推測X可能是哪些元素？X可能是Mg、Ca、Sr或Ba3、元素的電負(fù)性（1）概念：分子中的原子吸引成鍵電子的相對能力，用符號X表示。鮑林（Pauling）電負(fù)性PX：

1932,其根本依據(jù)是化學(xué)鍵能。這是最先從熱化學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中整理得出的一套電負(fù)性數(shù)據(jù)。鮑林指定最活潑的非金屬元素F的電負(fù)性為4.0，Li的電負(fù)性為1.0，然后以其為標(biāo)準(zhǔn)，通過比較得到其它元素的電負(fù)性，叫做元素的相對電負(fù)性。

H2.1LiBe BCNOF1.01.5 2.02.53.03.54.0NaMg AlSiPSCl0.91.2 1.51.82.12.53.0KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBr0.81.01.31.51.61.61.51.81.91.91.91.61.61.82.02.42.8RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeI0.81.01.21.41.61.81.92.22.22.21.91.71.71.81.92.12.5CsBaLa-LuHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAt0.70.91.0-1.21.31.51.71.92.22.22.22.41.91.81.91.92.02.2FrRa Ac-No 0.70.9 1.1-1.3同一周期從左到右元素電負(fù)性遞增；同一主族中從上到下元素電負(fù)性遞減。副族元素