一物质结构元素周期律

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1、第一节 元素周期表 1869年门捷列夫 按原子序数的递递增顺顺序从左到右排列 将电电子层层数相同的元素排列成一个横行 把最外层电层电 子数相同的元素按电电子层层数 递递增的顺顺序从上到下排成纵纵行 一 元素周期表 1 元素周期表的编制原则 周期 具有相同的电子层数而又按照原子序数 递增的顺序从左至右排列成一行 七行 族 具有相似内层结构和相同的最外层电子数 并按照原子序数递增的顺序排列的一系列元素 十八列 原子序数 根据元素在周期表中位置的编号 周期数 电子层数 原子序数 核电荷数 质子数 核外电子数 原子 主族序数 最外层电子数 周 期 主 族 主 族 副 族 副 族 VIII 族 0族 2

2、 元素周期表的结构 1 周期的分类 三个短周期 四个长周期 2 族的分类 七个主族 七个副族 一个零族 一个VIII族 例 IA族 VIA族 IIB族 IVB族 0族 周 期1234567 元素种数28818183226 周期分类类短周期长长周期 不完全周期 A称为为 元素 除氢氢元素外 A称为为 元素 A称为为 元素 A称为为 元素 A称为为 元素 A称为为 元素 零族称为为 元素 碱金属 碱土金属 碳族 氮族 氧族 卤族 稀有气体 3 族与周期的关系 主族 零族由长周期元素和短周期元素共同构成 副族 VIII族由长周期元素构成 4 族的别称 二 元素的性质与原子结构 1 碱金属元素 1 碱

3、金属元素的原子结构 元素性质 金属性 非金属性 单质还原性 强 强 单质与水或酸反应 易 强 最高价氧化物对应水化物的碱性 强 强 单质氧化性 强 强 单质与氢气反应 易 强 气态氢化物稳定性 强 强 最高价氧化物对应水化物的酸性 强 强 0 152 0 186 0 227 0 248 0 265 元素名称 元素符号 核电电荷 数 原子结结 构示意 图图 最外层层 电电子数 电电子层层 数 原子半径 nm 锂 钠 钾 铷 铯 Li Na K Cs Rb 3 11 19 37 55 1 1 1 1 1 2 3 4 5 6 随着原子序数的递增 核电荷数递增 电子层数 递增 原子半径递增 最外层电子

4、数不变 原子半径依次增大 电子层数依次增大 最外层电子数相同 核电荷数依次增大 2 碱金属的主要物理性质 碱金属单单 质质 颜颜色和状态态 密度 g cm 3 熔点 沸点 Li 银银白色 柔软软 0 534180 51347 Na 银银白色 柔软软 0 9797 81882 9 K 银银白色 柔软软 0 8663 65774 Rb 银银白色 柔软软 1 53238 89688 Cs 金属光泽泽色 柔软软 1 87928 40678 4 随着原子序数递增 密度递增 注意K Na的例外 熔沸 点递增 均具有良好的导电性 导热性 密度硬度较小 密 度 增 大 趋 势 熔 点 依 次 降 低 沸 点

5、依 次 降 低 3 碱金属的主要化学性质 单单 质质 与氧气反应应与水反应应 递变递变 性 Li Na K Rb Cs 4Li O2 2Li2 O 2Na 2O2 Na2O2 2Na 2H2O 2NaOH H2 2K 2H2O 2KOH H2 2Li 2H2O 2LiOH H2 反应剧烈程度依次增强 产物中碱金属元素均为 价 1 反应应比钠剧钠剧 烈 反应应越来越剧剧烈 钾与氧气 水反应的实验 再现钠与氧气 水反应的实验 碱金属 元素 单质单质 还还原 性 单质单质 与水 或酸 反应应 最高价氧化物对对 应应水化物碱性 金属 性 Li Na K Rb Cs 依 次 增 强 越 来 越 容 易

6、依 次 增 强 依 次 增 强 2 卤族元素 1 卤族元素的原子结构 元素名称 元素符号 核电电荷 数 原子结结 构示意 图图 最外层层 电电子数 电电子层层 数 原子半径 nm 氟 氯 溴 碘 砹 F At I 9 17 35 53 85 7 7 7 7 7 2 3 4 5 6 电子层数依次增大 最外层电子数相同 核电荷数依次增大 Cl Br 0 071 0 099 0 114 0 133 原子半径依次增大 随着原子序数的递增 核电荷数递增 电子层数递增 原 子半径递增 最外层电子数不变 2 卤素的主要物理性质 卤卤素单单 质质 颜颜色和状态态密度 熔点 沸点 F淡黄绿绿色气体 1 69g

7、L 1 15 219 6 188 1 Cl黄绿绿色气体 3 124g L 1 0 10134 6 Br深红红棕色液体3 119g cm 3 7 258 78 I紫黑色固体3 92g cm 3113 5184 4 At302337 随着原子序数递增 密度递增 熔沸点递增 密 度 增 大 趋 势 熔 点 依 次 升高 沸 点 依 次 升高 3 卤素单质的主要化学性质 单单 质质 与氢氢气反应应生成物的 稳稳定性 递变递变 性 反应应条件反应应方程式 F2 Cl2 Br2 I2 H2 I2 2HI H2 Br2 2HBr 光照 或点燃 H2 Cl2 2HCl H2 F2 2HF很稳稳定 稳稳定 较稳

8、较稳 定 不稳稳定 冷 暗处处 光照或点燃 加热热 不断加热热 反应剧烈程度降低 氢化物稳定性减弱 卤素单质间的置换反应 2NaBr Cl2 2NaCl Br2 2KI Cl2 2KCl I2 2KI Br2 2KBr I2 卤卤素 元素 单质单质 氧 化性 单质单质 与 氢氢气反应应 最高价氧化物对应对应 水化物酸性 非金属 性 F Cl Br I At 依 次 减 弱 越 来 越 难 依 次 减 弱 依 次 减 弱 同一主族元素金属性和非金属变化 Na 11钠 Li 3锂 K 19钾 Rb 37铷 Cs 55铯 F 9氟 Cl 17氯 Br 35溴 I 53碘 At 85砹 金 属 性 逐

9、 渐 增 强 非金属性逐渐减弱 三 核素 1 原子的构成 原子 原子核 核外电子 质子 中子 构成原子的 粒子 电电子 原子核 质质子中子 电电性和电电 量 1个电电子带带一 个单单位负电负电 荷 1个质质子带带一 个单单位正电电荷 不显电显电 性 质质量 kg9 109 10 31 1 673 10 27 1 675 10 27 相对质对质 量 1 007 1 008 1 1836 2 质质量数与质质子数和中子数间间的关系 质质量数 原子核内所有质质子和中子的相对质对质 量取近似整数值值加起来所得的数值值 质质量数 A 质质子数 Z 中子数 N D T 氕氕 氘氘 氚氚 氢元素的三种原子 原

10、子名称 原子符号 H 1 1H 2 1H 3 1 核素 具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子 同位素 质子数相同中子数不同的同一种元素的不同 原子互称 同一元素的不同核素互称 质量数 X A Z 质子数 元素符号 O 16 8O 17 8O 18 8 C 12 6C 13 6C 14 6 氧元素的三种核素 碳元素的三种核素 同位素同位素同位素 3 核素与同位素 同位素同位素同位素 4 核素的用途 H 2 1H 3 1 和 制造氢弹氢弹 C 14 6 用于鉴鉴宝 放射性同位素用于育种 治疗疗癌症和肿肿瘤 I治疗疗甲亢 131 53 PET Positron Emission Tomograp

11、hy 正电子发射断层成像 是目前国际上最尖端 的医学影像诊断设备 放射性同位素 钚 电池 航天飞机 心脏起搏器 Pu 238 94 2 核素 具有一定数目的质子和一定数目中 子的一种原子 1 元素 具有相同核电荷数 质子数 的同 一类原子 同种元素 原子的原子核中质子数 同种元素 原子的原子核中中子数可以 同种元素 可以有 种不同原子 相同 不相同 归纳与整理 元素 核素 同位素 几 3 同位素 把原子里具有相同质质子数和不同中子数的原 子互称为为同位素 两同 同质质子数 同一元素 两不同 中子数不同 原子不同 其特点为为 同位素在周期表里占据同一位置 同位素的化学性质质几乎完全相同 物理性质

12、质略 有差异 天然存在的同位素 相互间间保持一定的比例 丰度 元素的相对对原子质质量 按照该该元素各 种核素原子占的一定百分比计计算出的平均值值 位 4 同种元素的不同的同位素原子也可 组组成不同的单质单质 或化合物的分子 如 氢氢 氕氕 氘氘 氚氚 重氢氢 超重氢氢 元素符号 H H H 原子符号 H D T 这些水分子的最大相对分子质量 最小相对分子质量 相对分子质量 数值有 种 22 5 18 单质单质 H2 D2 T2 H D H T D T H2O D2O T2O HDO DTO HTO 与氧元素化合成水 第二节 元素周期律 一 原子核外电子排布 电电子层层 n 123 4 5 6

13、7 字母表示 能量 K L M N O P Q 低高 1 电子层 电子云 核外电子排布规律 不要求 二 元素周期律 第一周期 1 2 氢 氦 原子 序数 元素 名称 元素 符号 电子 排布 化合价 1 1 2 HHe 从 结构 上 科学探究 1 3 4 5 6 7 8 9 10 锂 铍 硼 碳 氮 氧 氟 氖 原子 序数 元素 名称 元素 符号 电子 排布 化合价 LiBe B C N O F Ne 2 12 22 32 42 52 62 72 8 1 2 3 4 4 5 3 2 10 第二周期 11 12 13 14 15 16 17 18 钠 镁 铝 硅 磷 硫 氯 氩 原子 序数 元素

14、名称 元素 符号 电子 排布 化合价 NaMg Al Si P S Cl Ar 2 8 12 8 22 8 32 8 42 8 52 8 62 8 72 8 8 1 2 3 4 4 5 3 2 1 0 6 7 第三周期 原子核外电电子排布的变变化 6 42 掌握1 20号元素原子的核外电子排布 元素原子半径的变化示意图 原子半径逐渐变小 原子半径逐渐变 小 随着原子序数的递增 原子的核外电子层排布 呈现什么规律性的变化 原子半径呈现什么规律性 的变化 元素的化合价呈现什么规律性的变化 原子 序数 电电子 层层数 最外层层 电电子数 原子 半径 最高或最低化合价 的变变化 1 21 3 10 1

15、1 18 2 18 183 1 5 4 10 1 7 1 2 1 0 4 10 大 小 大 小 交流与小结交流与小结 随着原子序数的递增 元素原子的电 子层排布 原子半径和化合价都呈周期性 变化 结论 从 性质 上 科学探究 2 以第三周期元素为例 Mg与水反应 镁带用砂纸磨去 表氧化膜 放入 试管中 向试管 中加入2mL水 并滴入2滴酚酞 溶液 观察现 象 过一会儿 加热试管至水 沸腾 观察现象 实验一 现现 象 化学方程式 镁与冷水反应缓慢 滴入 酚酞试液粉红色 加热至沸腾后 反应加快 产生气泡 溶液红色 加深 镁的金属性比钠弱 结结 论论 Mg 2H2O Mg OH 2 H2 镁与铝均能

16、与盐酸反应产 生气泡 但镁反应比铝剧烈 镁的金属性比铝强 Mg 2HCl MgCl2 H2 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 现现 象 化学方程式 结结 论论 取一小片铝和 一小段镁带镁 带 用砂纸擦 去氧化膜 分别 放入两试管中 再各加入2mL 1mol L盐酸 观察现象 实验二 NaMgAl 单质单质 与水 或酸 反应应 与冷水 反应应 与冷水反应应 与沸水反应应 与酸反应应 与酸反应应 最高价氧 化物对应对应 水化物碱 性强弱 NaOH 强碱 Mg OH 2 中强碱 Al OH 3 两性 氢氧化物 剧烈 迅速 小结 结论 金属性 Na Mg Al 与水反应应越来越不容易 最高价氧化物对应水化物碱性减弱 剧烈 缓慢 迅速 14Si15P16S17Cl SiH4PH3H2SHCl氢氢化物 元素 化合条件 稳稳定性 高温少 量反应应 磷蒸气 能反应应 加热热 反应应 光照或点燃 发发生爆炸 很不稳稳定不稳稳定较较不稳稳定稳稳定 气态氢态氢 化物稳稳定性增强 科学实事 14Si15P16S17Cl 科学实事 元素 氧化物 SiO2P2O5SO3Cl2O7 H2SiO3 H3PO4