原子结构与元素周期表课件.pptx

第四章 物质结构 元素周期律,第一节 原子结构与元素周期表,4.1.1 原子结构与元素周期表,课程学习目标,化学老师的春联,银锌钠氟镓铪镁,氟氯双醛,导入,丰富多彩的物质世界是由一百多种元素组成的。最初，人们通过分类整理的方法对元素之间的联系进行研究的。随着元素周期表的建立和元素周期律的发现，特别是原子结构的奥秘被揭示，人们从微观角度探索元素之间的内在联系，进一步认识了元素性质及其递变规律，并通过研究粒子间的相互作用，认识化学反应的本质；逐步建立了结构决定性质的观念。,不溶性杂质,1789年，拉瓦锡发表了人类历史上第一张元素表,贝德莱纳的三元素组规则,尚古多创建的螺旋图,欧德林原子量和元素符号表,1869年门捷列夫在继承和分析了前人工作的基础上，对大量实验事实进行了订正、分析和概括，成功地对元素进行了科学分类。他制出第一张元素周期表。经过十多年艰苦卓绝的努力，系统地研究了元素的性质，按照相对原子质量的大小，将元素排成序，终于发现了元素周期律。,元素周期表手稿,俄国化学家 门捷列夫,20世纪初，原子结构的奥秘被揭示后，人们对元素周期表的认识更加完善。那么，原子结构与元素周期表之间有怎样的关系呢？,1.原子的构成微粒及其作用,1|原子结构,原子结构,2.质量数(1)定义:忽略电子的质量,将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值相加,所得的数值叫做质量数,用“A”表示(2)微粒之间的关系：质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N),原子的质量主要集中在原子核上，质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数。,新课讲解,质量数,【问题探究】,请同学们画出118号元素的原子结构示意图，观察原子核外电子的排布特点，总结其排布规律。,元素周期表的编排,H,He,Li,Be,B,C,N,O,F,Ne,Na,Mg,Al,Si,P,S,Cl,Ar,118号元素的排布,元素周期表的编排,在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。（有人把这种电子层模型比拟为洋葱式结构）分别用n=1,2,3,4,5,6,7或K、L、M、N、O、P、Q来表示从内到外的电子层。,新课讲解,原子结构,3.核外电子排布(1)电子层,在多电子原子中，电子的能量是不相同的。在离核较近的区域内运动的电子能量较低，在离核较远的区域内运动的电子能量较高。由于原子中的电子是处在原子核的引力场中，电子总是从内层排起，当一层充满后再填充下一层。那么，每个电子层最多可以排布多少个电子呢？,思考讨论,1个？2个？8个？16个？,思考讨论,根据Na元素的核外电子排布，我们可以发现，K层最多可以排布2个电子，L层最多可以排布8个电子。,下表是稀有气体元素原子的电子层排布，根据表格回答问题。,思考讨论,（1）当K层为最外层时，最多能容纳的电子数是多少？除了K层，其他各层为最外层时，最多能容纳的电子数是多少？,思考讨论,当K层为最外层时，最多能容纳2个电子数除了K层，其他各层为最外层时，最多能容纳8个电子数。,（2）次外层最多容纳的电子数是多少？,思考讨论,次外层最多容纳18个电子数。,（3）你能归纳出第n层最多能容纳的电子数吗？,思考讨论,纵向观察数据，K层最多容纳2个电子，L层最多容纳8个电子，M层最多容纳18个电子，N层最多容纳32个电子利用数学归纳法，可以总结出第n层最多能容纳2n2电子数,（4）请你根据所归纳的规律，用原子结构示意图表示核电荷数为1,6,11,15,17号元素原子的核外电子排布。,思考讨论,思维启迪,原子核外电子数的规律,(2)原子核外电子的排布规律,原子结构模型的演变,道尔顿模型（1803年）,思维启迪,原子结构模型是科学家根据科学猜想和分析，通过对原子结构的形象和描摹而建构的揭示原子本质的认知模型。,汤姆孙原子模型（1904年）,卢瑟福原子模型（1911年）,玻尔原子模型（1913年）,电子云模型（19261935年）,原子结构与元素周期表,课堂小结,原子结构：,原子核外电子数的规律：,原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成。原子的质量主要集中在原子核上，质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数。,原子核外第n层最多能容纳的电子数为2n2。无论原子有几个电子层，其最外层中的电子数最多只有8个。（K层只有2个）原子最外电子层有8个电子（最外层为K层时，最多只有2个电子）的结构是相对稳定的结构。,你能帮助老师解密这串符号和数字背后隐含的意义吗？,导入,导入,元素周期表,1869年，俄国化学家门捷列夫在前人研究的基础上，将元素按照相对原子质量由小到大依次排列，并将化学性质相似的元素放在一个纵列，制出了第一张元素周期表。他还预言了一些未知元素的性质都得到了证实。但是由于时代的局限，门捷列夫揭示的元素内在联系的规律还是初步的，他未能认识到形成元素性质的根本变化。,新课讲解,门捷列夫,元素周期的演变,【观察与思考】,根据元素周期表，阅读教材,思考以下问题,1.现在的元素周期表编排的依据是什么？2.现在的元素周期表编排的原则是什么？,【提示】原子序数（即核电荷数）,【提示】（1）按原子序数递增的顺序从左到右排列。,（2）将电子层数相同的元素排列成一个横行。,（3）最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序 从上到下排成纵行。,扇形元素周期表,螺旋式,环式,思维启迪,元素周期表的发展,1789年，拉瓦锡在化学概要中提出第一个元素分类表，此后，人们对元素体系的研究不断深入。1829年，德国化学家德贝赖纳提出了“三素组”的概念，对于探寻元素性质的规律具有启发性。1867年，俄国化学家门捷列夫在研究中开始触及到元素进行分类。1905年，瑞士化学家维尔纳制成了现代形式的元素周期表。1913年，英国物理学家莫塞莱发现并证明了周期表元素的原子序数等于原子的核电荷数。,元素周期表,元素周期表的编排,观察探索1-18号元素原子结构，原子序数与原子结构存在什么关系？,由118号元素的原子结构讨论分析以下问题：,【问题讨论】,1.每一横行的相同点是什么？,2.每一纵行的相同点是什么？,【提示】横行：电子层数相同,【提示】纵行：最外层电子数相同(He除外),3.原子序数与原子结构有什么关系？,【提示】原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数,元素周期表的编排,5.元素周期表提供了每种元素的哪些信息？【提示】在元素周期表中，每一种元素均占据一格。每一格均包含元素的原子序数、元素符号、元素名称、外围电子层排布、相对原子质量等内容。,【观察与思考】,元素周期表的结构,4.元素周期表有多少横行，多少纵行？,【提示】有7个横行，18个纵行。,思考并讨论,1.在元素周期表中，横行和纵行又称为什么？2.在元素周期表中，有多少横行，多少纵行，有什么规律？,1.什么叫周期？周期是如何分类的?【提示】元素周期表中具有相同电子层数的元素，按照原子序数递增的顺序从左到右排列的一个横行称为一个周期。元素周期表中共有7个周期。其中,第一、二、三周期称为短周期，其他周期均为长周期。,【思考与交流】,阅读教材,结合周期表,讨论以下问题并总结周期表的结构。,元素周期表的结构,元素周期表,共有7横行，每一横行叫做一个周期，共有七个周期。,短周期,长周期,第1周期：,第2周期：,第3周期：,第4周期：,第5周期：,第6周期：,第7周期：,HHe，2种元素,LiNe，8种元素,NaAr，8种元素,KKr，18种元素,RbXe，18种元素,CsRn，32种元素,Fr118，32种元素,周期,【小结】,元素周期表的结构,2.什么叫族？周期表中共有多少族?【提示】具有相同的最外层电子排布的元素，按电子层数递增的顺序从上到下排列的一个或几个纵行称为族。除8、9、10三纵行合为一族外，其余每一纵行为一族；共有18个纵行，16个族。3.表中A、B、0的含义是什么？【提示】A表示主族，B表示副族，0表示0族。4.周期表中哪些族的元素还有一些特别的名称？【提示】第IA族(除氢）碱金属元素 第A 族卤族元素 0 族稀有气体元素,【思考与交流】,元素周期表的结构,元素周期表,共有18纵行，分为16个族。第8、9、10纵行合为一个族，其余每一纵行各为一个族。,主族,副族,第八族,零族,稀有气体元素,零族：,第八、九、十纵行，位于B 与B中间,A,A,A，A,A,A,A共七个主族,B、B、B、B、B、B、B 共七个副族,族,【小结】,元素周期表的结构,第族,元素周期表,用不同的颜色对金属元素和非金属元素进行了区分。,综合探索,元素周期表助记词,横行叫周期，共有七周期；,三四分长短，第七不完全。,纵行称主族，共有十六族；,二、三分主副，先主后副族；,VIII族最特殊，三行是一族；,二次分主副，副后是主族。,一、八依次现，一、零再一遍。,錒、镧各十五，均属B族,熟练 掌握 哦!,元素周期表顺口溜我是氢，我最轻，火箭靠我运卫星;我是氦，我无赖，得失电子我最菜;我是锂，密度低，遇水遇酸把泡起;我是铍，耍赖皮，虽是金属难电离;我是硼，有点红，论起电子我很穷;我是碳，反应慢，既能成链又成环;我是氮，我阻燃，加氢可以合成氨;我是氧，不用想，离开我就憋得慌;我是氟，最恶毒，抢个电子就满足;我是氖，也不赖，通电红光放出来;,我是钠，脾气大，遇酸遇水就火大;我是镁，最爱美，摄影烟花放光辉;我是铝，常温里，浓硫酸里把澡洗;我是硅，色黑灰，信息元件把我堆;我是磷，害人精，剧毒列表有我名;我是硫，来历久，沉淀金属最拿手;我是氯，色黄绿，金属电子我抢去;我是氩，活性差，霓虹紫光我来发;我是钾，把火加，超氧化物来当家;我是钙，身体爱，骨头牙齿我都在;,化学辞典,倒计时结束前，起立举起元素卡，举对得一分，举错扣一分。,开始倒计时,正在倒计时,倒计时结束,开始倒计时,正在倒计时,倒计时结束,氧,开始倒计时,正在倒计时,倒计时结束,开始倒计时,正在倒计时,倒计时结束,开始倒计时,正在倒计时,倒计时结束,该元素质子数为13,开始倒计时,正在倒计时,倒计时结束,元素符号为Mn,开始倒计时,正在倒计时,倒计时结束,第26号元素。,我,爱,化,学,最强大脑-第一关,答对得1分 答错扣1分,我爱化学,1、发现元素周期律并编制出第一张元素周期表的科学家是（）A道尔顿 B阿伏加德罗 C门捷列夫 D拉瓦锡,C,2、钒被誉为“合金的维生素”，钒元素的相关信息如下下列有关钒的说法正确的是（）A属于非金属元素 B原子序数为23 C原子核外电子数为28 D相对原子质量为50.94g,B,3、下图为元素周期表第三周期的局部。据此判断下列说法中正确的是（）A它们都属于金属元素B1个铝原子的质量是26.98gC硅元素的原子序数为14D镁元素的相对原子质量为l2,C,4近来中国部分地区出现镉污染的大米，食用后对人体有害。下列有关镉的说法中错误的是（）A镉的原子序数是48 B镉属于非金属元素 C镉的元素符号是Cd D镉的相对原子质量是112.4,B,我,爱,化,学,最强大脑-第二关,答对得2分 答错不扣分,我爱化学,1、下列粒子数中，能决定元素种类的是（）A质子数 B电子数 C中子数 D最外层电子数,A,2、下列关于铝的说法错误的是（）A属于金属元素B原子的核电荷数是13C相对原子质量是26.982 gD在化学反应中，原子易失去电子,C,3、同一族的元素具有相似的化学性质。则下列各组元素具有相似化学性质的是（）A.C和Ne B.Be和Mg C.Al和Si D.F和Cl,D,4、下列说法正确的是（）A.同一主族元素的原子，电子层数相等B.同一周期元素的原子最外层电子数相等，化学性质相似C.同一周期元素的原子，质子数依次递增D.同一周期元素的原子，电子层数依次递增,C,5.下列说法中不正确的是()A.稀有气体元素的原子最外层电子数为8，把它们的化合价定为8，叫做8族B.元素周期表中，第IA族（除了氢）叫做碱金属元素，第A族叫做卤族元素C.元素周期表中的族分为主族和副族。主族的族序号标为A，副族的族序号标为BD.每一周期中元素的电子层数相同，从左到右原子序数递增，周期的序数就是该周期元素所具有的的电子层数,课堂达标,A,解析：选项A中，稀有气体元素的原子最外层电子数为8（第一周期的氦最外层电子数为2），元素的化学性质不活泼，通常难与其他物质发生化学反应，把它们的化合价定为0，叫做0族。故A正确；选项B中，元素周期表中，第IA族（除了氢）叫做碱金属元素，第A族叫做卤族元素。故B错误；选项C中，元素周期表中的族分为主族和副族。主族的族序号标为A，副族的族序号标为B。故C错误；选项D中，每一周期中元素的电子层数相同，从左到右原子序数递增，周期的序数就是该周期元素所具有的的电子层数。故D错误。因此选A。,6.下列各组中的元素用原子序数表示，其中都属于主族的一组元素是（）A2、4、6 B19、20、21C1、3、5 D8、16、18,课堂达标,解析：选项A中，2是He，是0族元素,4是Be，是第A的元素，6是C，是第A的元素，故A错误；选项B中，19、20、21 是第四周期的不同族的元素，21是副族元素，故B错误；选项C中，1、3是第IA主族的元素，5是第A主族的元素，同属于主族，故C正确；选项D中，8、16是第A的元素，18是0族元素，故D错误。,C,谜底大揭秘,元素周期表的意义：学习和研究化学的重要工具,由于元素周期表中位置越接近的元素化学性质越相似，启发人们在元素周期表的一定区域内寻找新物质（如半导体材料、催化剂、农药）,1,2,为寻找新元素提供了理论依据,【及时巩固】,已知某主族元素的原子结构示意图,判断其在周期表中的位置。,第3周期A族,第4周期A族,原子结构 位置,元素周期表的结构,总结与回顾(一),1.周期表的特点 周期序数=电子层数 主族序数=最外层电子数2.元素原子结构与其在周期表中位置的关系：,核外电子排布,周期表中位置,原子序数,方法指引,根据原子序数推算主族元素在周期表中的位置,将该原子序数同与之最近的惰性元素的序数相减：1、若比相应惰性元素大1-2，则应处在下一周期的A-A2、若比相应惰性元素小1-5，则应处在同一周期的A-A,依次倒推各周期惰性元素序数：2、10、18、36、54、86,拓展练习（一）,推算原子序数为6,13,34,53,88的元素在周期表中的位置,第6号元素：第13号元素：第34号元素：第53号元素：第88号元素：,6-2=4 第二周期第A族。13-10=3 第三周期第A族。34-13=-2 第四周期第A族。53-54=-1 第五周期第A族。88-83=2 第七周期第A族。,练习（二）,1、短周期元素全是主族元素,判断下列说法是否正确,还有0族,2、短周期元素共有20种元素,短周期包括1、2、3周期，共18种,3、过渡元素全是长周期元素,4、过渡元素全是副族元素,还有第VIII族,正确,练习（三）,1、第三周期第A族的元素原子序数是（）2、Na元素的原子序数为11，相邻的同族元素的原子序数是（）3、短周期元素中，族序数=周期序数的元素有（）4、族序数等于周期序数2倍的元素有()5、周期序数等于族序数2倍的元素有（）,14,3、19,H、Be、Al,C、S,Li、Ca,1.如图是元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W的原子序数都小于18，下列说法正确的是A.若X是氢，则Y是氦 B.若Y是氦，则Z是钠C.若X是氟，则W是硫 D.若Y是氟，则Z是铝,课堂达标,2.原子序数为 x 的元素位于第IA族，那么原子序数为 x+2 的元素肯定不会在（）A.第 IA 族 B.第B族 C.第A族 D.0族【提示】若x为氢元素，则A正确；若x为锂或钠，则C正确；若x在第4、5、6、7周期，则B项正确。故答案为D。,【举一反三】根据周期表的结构，试分析：同周期的第A族与第A族的两种元素原子序数相差多少？,1、11、25,【提示】95号元素镅、115号元素、113号元素，原子序数都大于86而小于118，所以都在第七周期；115号比118号原子序数少3，应在第A族，113号元素在第A族；113号元素和115号元素都是金属元素。,3.俄罗斯科学家用含20个质子的钙的一种原子轰击含95个质子的镅原子，结果4次成功合成4个第115号元素的原子。这4个原子生成数微秒后衰变成第113号元素。下列有关叙述正确的是A.115号元素在第六周期B.113号元素在第七周期第A族C.115号和113号元素都是非金属元素D.镅元素和115号元素不在同一周期,总结与回顾（二）,周期（7个）,族（16个）,短周期,第一周期 2种第二周期 8种第三周期 8种,长周期,第四周期 18种第五周期 18种第六周期 32种第七周期 26种,主族（A）副族(B)第VIII族0族,共7个主族，包括短周期和长周期元素共7个副族，只包括在长周期中包括第8、9、10纵行稀有气体元素,周期表,元素的基本信息,新课讲解,元素周期表的每个方格中，都标有元素的基本信息，如原子序数、元素符号、元素名称和相对分子质量等。根据需要，有的周期表方格中还标有质量数等信息。,原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成。原子的质量主要集中在原子核上。如果忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得数值叫做质量数。例如：H的质量数：1+1=2,质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N),质量数,新课讲解,为什么图中 H 的质量数有3个呢？,元素是具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称。同种元素原子的原子核中质子数是相同的。同种元素原子的原子核中，中子数不一定相同，如氢元素的原子核。,思考讨论,新课讲解,核素,概念：把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素。,新课讲解,同位素,概念：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。（即同一种元素的不同核素互称为同位素）,同位素中的“同位”是什么意思？,思考讨论,新课讲解,同位素,新课讲解,同位素,1.填写下列横线把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做_。把_相同而_不同的_元素的不同原子互称为同位素。（即同一种元素的不同核素互称为同位素）,课堂达标,核素,质子数,中子数,解析：把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素。质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。（即同一种元素的不同核素互称为同位素）,同一,课堂达标,D,原子结构与元素周期表,课堂小结,元素的基本信息,元素周期表的每个方格中，都标有元素的基本信息，如原子序数、元素符号、元素名称和相对分子质量等。根据需要，有的周期表方格中还标有质量数等信息。,元素周期表的第一周期最短，只有两种元素，第二、第三周期各有8种元素，前三周期称为短周期；其他周期称为长周期。每一周期中元素的电子层数相同，从左到右原子序数递增，周期的序数就是该周期元素所具有的的电子层数。元素周期表中的族分为主族和副族。稀有气体元素的原子最外层电子数为8（第一周期的氦最外层电子数为2），把它们的化合价定为0，叫做0族。,元素周期表中元素的特点,核素和同位素,把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素。质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。（即同一种元素的不同核素互称为同位素）,作业布置,谢 谢,