物质结构元素周期律课件.ppt
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1、物质结构 元素周期律,第一课时,1,(1)了解原子的组成及同位素的概念。掌握原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数,以及质量数与质子数、中子数之间的相互关系。(2)以第1、2、3周期的元素为例,了解原子核外电子排布规律。(3)掌握元素周期律的实质,了解元素周期表(长式)的结构(周期、族)及应用。(4)以第3周期为例,掌握同一周期内元素性质(如:原子半径、化合价、单质及化合物性质)的递变规律与原子结构的关系;以A和A族为例,掌握同一主族内元素性质递变规律与原子结构的关系。,高考考试大纲要求:,特别提醒:元素周期律与元素周期表是中学化学的主干知识,每年高考必考。,2,决定元素种类,一、原
2、子 结 构,1、原子结构,原子,原子核,核外电子,电子层,中子,决定元素的性质,质子,最外层电子,决定原子的种类,(+),(-),3,2.原子中各粒子的属性,原子组成符号 AZX,质子:Z 个中子:A-Z 个核外电子:Z个,质量数(A)定义:忽略电子的质量,把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,4,质子数(Z) 核电荷数 原子序数 核外电子数,质量数(A)=质子数(Z) +中子数(N),表示核电荷数,表示质量数。,3、构成原子的几种粒子间的关系:,对于阴离子:,质子数(Z) =核电荷数=原子序数核外电子数,对于阳离子:,质子数(Z) =核电荷数=原子序数核外电子数,=,5,
3、O,8,16,2,2-,-1,电荷数,质子数,原子个数,化合价,质量数,元素符号周围数字的含义小结:,6,4、核素 同位素,具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子,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, 也就是说,同一元素 的不同核素之间互称为同位素。,具有相同核电荷数的同一类原子的总称。,如 。 126C 146C,氕( H)氘( D)氚( T);,126C相对原子质量标准; 23592U原子弹材料。,11,21,H,31,H,其中D、T是制氢弹的原料。,元素:核素:同位素:,友情提示:,7,元素平均相对原子量:A=A1x1+ A2x2+ A3x3元素近
4、似相对原子量:A=A1x1+ A2x2+ A3x3其中 A1 A2 A3为各同位素的相对原子量 A1 A2 A3为各同位素的质量数 x1 x2 x3 为各同位素的原子百分组成(丰度),元素种类原子种类,8,(1)同位素的化学性质几乎完全相同,物理性质略有差异;(2)天然存在的元素里,不论是游离态还是化合态,各同位素所占原子的百分比一般不变。,同位素的特性,1. 原子的相对原子质量2. 元素的相对原子质量3. 近似相对原子质量,思考:几个相对原子质量,9,二、核外电子的排布,核外电子运动的特征:,电子在核外空间作高速运动,没有确定的轨迹,好象带负电荷的云雾笼罩在原子核的周围,人们形象地称之为电子
5、云。,(3)核外电子分层排布:,根据电子的能量差别和通常运动区域离核的远近不同,核外电子处于不同的电子层。,质量小,运动空间小,运动速度快,没有确定的轨道。,(2)电子云,10,在多电子原子中,电子的能量不同,能量较低的电子在离核较近的区域运动,能量较高的电子在离核较远的区域运动,我们把不同的区域简化为不连续的壳层,也称作电子层,电子在原子核外分层运动,也称分层排布。,电子层(n): 1 2 3 4 5 6 7(能量逐渐升高) K L M N O P Q,11,电子层划分,概念:符号:电子层数:能量:离核距:,要求:会画120号元素原子及离子结构示意图,能量高低不同和离核远近不同的空间区域,K
6、 L M N O P Q,1 2 3 4 5 6 7,低高,近远,12,各电子层容纳的电子数:,各电子层最多容纳的电子数是2n2个,最外层电子数不超过8个(K层不超过2个),次外层电子数不超过18个,倒数第三层不超过32个。,(5)电子层排布的表示方法:,(4)规律能量最低原理:,核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层里,然后由里往外,依次排布在能量逐步升高的电子层里。,原子结构示意图,13,Ne、HF、H2O、NH3、CH4(分子类) Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+(阳离子类) N3-、O2-、F-、OH-、NH2-(阴离子类),电子数相同的微粒,常见等电子体规律,(1)“1
7、0电子”粒子: (2) “18电子”粒子:(3)核外电子总数及质子总数均相等的粒子:,Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、 C2H6、 CH3OH、N2H4、CH3F(分子类) K+、Ca2+、(阳离子类) S2-、HS-、Cl-、O22-(阴离子类), Na+、NH4+、H3O+ F-、OH-、NH2- HS-、Cl- S2-、 O22- N2、CO、C2H2 S、 O2 CO2、N2O 10电子分子, 18电子分子,14,三、元素周期律和元素周期表,15,1869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。
8、将化学性质相似的元素放在一个纵行制出了第一张元素周期表,揭示了化学元素的内在联系,使其构成一个完整的体系成为化学发展史上重要的里程碑之一。 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周期性变化的根本原因。,一、元素周期表,16,编制原则:(1)将电子层数相同的元素,按原子序数的递增顺序从左到右排成一横行周期。 (2) 把不同横行中最外层电子数相同的元素,按电子层数递增的顺序由上而下排成纵行 18纵行。,1、元素周期表的结构,17,7,6,5,4,3,2,1,元素周期表的结构,短周期,长周期,2,8,8,18
9、,18,32,18,周期,短周期,长周期,1,2,3,4,5,6,7,包含元素种类,起止元素,核外电子层数,2,8,8,18,18,32,32,2,3,1,4,5,6,1H 2He,3Li 9F、 10Ne,11Na 17Cl 、18Ar,19K 35Br、36Kr,37Rb 53I、 54Xe,55Cs 85At、86Rn,7,87Fr 117Uus 118Uuo,19,IA,IIA,IIIA,IVA,VA,VIA,VIIA,0,主族,副族,第VIII族,零族,族的结构,过渡元素,20,周期表的结构,周期(横行)结构:,族(纵行)结构:,三短、四长。,七主(A)、七副(B)、一0、一 碱金属
10、元素A(除氢),稀有气体元素 0族,卤族元素 A。,2、原子结构与元素在周期表中位置的关系,周期序数=电子层数,主族序数=最外层电子数=元素的最高正化合价,主族元素的最低负化合价=(8主族序数)思考:同一主族上下原子序数差, A- A序数差,21,2、元素周期律,元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化,这个规律叫做元素周期律 。,元素周期律主要体现在核外电子排布的周期性变化、原子半径的周期性变化和元素主要化合价、金属性及非金属性的周期性变化方面。,元素性质的周期性变化是由于元素原子核外电子排布的周期性变化的必然结果。这也是元素周期律的实质。,元素周期律的实质:,22,A.周期性:,循环
11、往复,自然界普遍存在该现象,如:时间周期性,简单的重复,生物进化周期性,螺旋上升,B.元素的性质,原子核外电子排布,原子半径,元素主要化合价,元素的金属性和非金属性 . . . . . .,23,(一)元素原子核外电子排布的周期性变化,从左至右,电子层数相同,最外层电子数依次增加 1 8,同周期:同主族:,从上至下,最外层电子数相同,电子层数依次增加,24,(二)元素原子半径的周期性变化,25,主族元素原子半径的递变规律,主族,周期,同周期主族元素: 从左到右原子半径依次减小 (除稀有气体),B. 同主族元素: 从上到下原子半径逐渐变大,26,电子层结构,电子层结构,化合价,化合价,元素,元素
12、,2 1,2 2,2 3,2 4,2 5,2 6,2 7,2 8,2 8 1,2 8 2,2 8 3,2 8 4,2 8 5,2 8 6,2 8 7,2 8 8,+ 1,+ 5 3, 2, 1,+ 4 4,0,+ 3,+ 2,+ 5 3,+ 6 2,+ 7 1,+ 4 4,+ 3,+ 2,+ 1,0,(三)元素化合价的周期性变化,27,1、化合价递变规律,2、化合价与主族序数的关系,同主族:同周期:,(1)最高正价 = 最外层电子数 = 主族序数(2)最高正价+最低负价= 8(3)最低负价 = (8 最外层电子数) = (8 主族序数),3、注意,(1)金属无负价,氟无正价,氧无最高正价(2)
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