第一章物质结构元素周期表

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1、第一章元素周期表1 第一章物质结构元素周期表 第一节元素周期表元素周期表门捷列夫周期表1869 年， 俄国化学家门捷列夫将元素按相对原子质量由小到大依次排列， 将化学性质相似的元素放在一个纵行，通过分类、归纳制出了第一张元 素周期表。成为化学发展史上的重要里程碑之一。现在常用周期表把电子层数目相同的元素，按原子序数递增 的顺序从左到右排成横行， 再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。周期表中元素的 相关信息原子序数与元素的原 子结构之间的关系原子序数= 核电荷数= 质子数 = 核外电子数 阳离子的核电荷数= 质子数 核外电子数 阴离子的核电荷数= 质子数

2、 核外电子数元素周期表的结构元素周期表 的排列原则横行：电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排列。 纵行：最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序自上而下排列。周期元素周期表有 7 个横行，叫做周期。周期是具有相同的电子层数的元素按照原子序 数递增的顺序排列的一个横行。周期的序数就是该周期元素具有的电子层数，即周 期序数电子层数。周期的分类及特点 ：周期类别周期序数起止元素起止原子序数元素种数电子层数短周期1 HHe122 1 2 Li Ne3108 2 3 NaAr11188 3 长周期4 KKr193618 4 5 RbXe375418 5 6 CsRn558632 6 不

3、完全 周期7 Fr112 号8711226 7 族族 将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的纵行称 为族。周期表有 18 个纵行。除第 8、9、10 三个纵行叫做第族外，其余每个纵行 各为一族。族有主族和副族。0 族元素不是主族元素，第族不是副族元素。 主族： 主族是由短周期元素和长周期元素共同构成的族，符号为A。有 7 个主族。 副族： 副族是完全由长周期元素构成的族，符号为B。有 7 个副族 周期表有 7 个主族，有 7 个副族，一个 0族，一个第族。 过渡元素： 从BB共 10 列为过渡元素，它包括了第族和全部副族元素，都 是金属元素统称过渡元素。 镧系和锕系元素

4、： 镧系元素：第六周期 ，第B 族的 57 号71 号，共 15种元素的统称。 锕系元素：第七周期，第B 族的 89 号103号，共 15种元素的统称。元素符号 元素名称相对原子质量原子序数26Fe 铁55.85 第一章元素周期表2 族主族元素在周期表中的位置取决于该元素的电子层数和最外层电子数。族的序号一般用罗马数字表示。在周期表中有些族的元素还有一些特别的名称：第A 族（除氢）碱金属元素。第A 族碱土金属元第A族碳族元素第A族氮族元素第A族氧族元素第A 族卤族元素。0 族稀有气体元素0 族：稀有气体元素。由于它们的最外层电子数为8，所以其化学性质不活泼，通常很难与其它物质发生化学反应，把它

5、们的化合价定为0，因而叫做 0 族。主族序数原子最外层电子数元素的最高正化合价数 元素周期表上列出来的元素共有112 种， 而事实上现在发现的还有： 114 号、116号、118 号元素。 83 号元素以后的元素都是放射性元素。如何确定元 素在周期表 中的位置元素位置的确定 : 结构简图法：周期序数 =电子层数；主族序数 =最外层电子数例：某元素原子结构示意图如右图，在周期表中的位置如何？解：第五周期，第族 原子序数推断法： 比大小，定周期。 比较该元素的原子序数与零族元素的序数大小，找出与其相邻近的零族元素，那么，该元素就和序数大的零族元素处于同一周期。 求差值，定族数。 用该元素的原子序数

6、减去已找出临近的零族元素中较小的序数，所得差值即为该元素的族序数。原子序数 - 稀有气体原子序数（相近且小）=元素的纵行数例: 判断原子序数为41的元素在周期表中的位置。解：364154，为第五周期。 41-36=5，为第 B族。 各周期所含的元素种类推断法：用原子序数减去各周期所含的元素种数，当结果为“0”时，为零族；当为正数时，为周期表中从左向右数的纵行，如为“2”则为周期表中从左向右数的第二纵行，即第 A 族；当为负数时其主族序数为8+结果。 1.熟记各周期的元素数目： 2.，8，8，18，18，32，26 2.熟记稀有气体的原子序数：2，10，18，36，54，86 3.记住 120

7、号元素的名称和符号。4. 记住同主族相邻周期元素原子序数相差的数值：2 或 8 或 18 或 32 5. 记住同周期相邻主族元素原子序数相差:1 或 11 或 25第一章元素周期表3 碱金属元素 碱金属指的是元素周期表A 族元素中（除氢）外所有的金属元素， 目前共计有锂、钠、钾、铷、铯、钫（ Fr）六种，前五种存在于自然界，钫只能由核反应产生。碱金属的原子结构特点碱金属元素的原子结构的相同点：最外层有一个电子，在反应中易失掉一个电子，表现出还原性。碱金属元素的原子结构的不同点是：随着核电荷数的增多，它们的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。核对于外层电子的束缚能力越来越弱，失电子的能力越来越容

8、易。碱金属元素的物理性质：碱金属主要物理性质： 除铯略带金色光泽外，其余的都呈银白色；它们都比较柔软（硬度小），有延展性。它们的密度小，熔点低（只能放入石蜡或煤油中保存），有较强的导电导热性，如液态钠单质可用作核反应堆的传热介质。碱金属元素物理性质的变化规律：由于核电荷数的增加，电子层数递增，原子半径渐大，物理性质也有所不同。 密度：由小到大，（ K反常比 Na小）。 熔沸点：单质的熔点和沸点由高到低。【除汞外，金属中铯的熔点最低。】物质名称颜色和状态密度/gcm3熔点/ 沸点/ 锂（Li）银白色、柔软0.534 180.5 1347 钠（Na）银白色、柔软0.97 97.81 882.9 钾

9、（K）银白色、柔软0.86 63.65 774 铷（ Rb）银白色、柔软1.532 38.89 688 铯（Cs）略带金色光泽、柔软1.879 28.40 678.4 在变化规律中有个别反常现象，如钾的密度比钠的密度小。 锂、钠、钾均是活泼的金属，极易氧化变质甚至引起燃烧，它们又都能与水、水溶液、醇溶液等发生反应产生氢气，是易燃易爆物质，存放它们要保证不与空气、水分接触；又因为它们的密度小， 而锂的密度比煤油小， 所以锂只能保存在液体石蜡或封存在固体石蜡中，而将钠、钾保存在煤油中。 熔点最高的也是相对原子质量最小的。密度最小的也是金属性最弱的。第一章元素周期表4 碱金属的化学性质相似性： 碱金

10、属元素原子的最外层都是1 个电子。它们的化学性质相似。都能与氧气等非金属单质以及水反应。与氧气反应4Li + O22Li2O 4Na+O22Na2O2Na+O2Na2O2剧烈燃烧，黄色火焰2K+O2K2O2(过氧化钾、淡黄色 ) 2K+O22KO2（超氧化钾）更剧烈，紫色火焰与水反应2Li+2H2O2LiOH+H2Li 跟水反应缓慢 (LiOH 溶解度小 )。2Na+2H2O2NaOH+H2熔成小球，浮于水面，四处游动，发出嘶嘶的声音2K+2H2O 2KOH+H2熔成小球，浮于水面，四处游动，轻微爆炸声2Rb+2H2O2RbOH+H22Cs+2H2O2CsOH+H2递变性： 随着核电荷数的增加

11、，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子半径增大，核对外层电子的吸引力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强，又决定了他们在性质上的递变性。具体表现为：与 O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂，【碱金属都能与氧气反应，从锂到铯反应越来越剧烈，锂在空气中燃烧只能生成氧化锂（Li2O） ，钠的生成物有氧化物或过氧化物，钾、铷、铯是生成物有过氧化物或更复杂的氧化物，如超氧化物等。】与 H2O 反应越来越剧烈。【碱金属都能与水反应，生成氢氧化物和氢气。从锂到铯与水反应越来越剧烈。】随着核电荷数的增强，碱金属元素的金属性（单质的还原性）逐渐增大：LiNaKRbCs其最高价氧化物对应的水化物的碱性增强：因为碱金属元素

12、为活泼金属， 易失去最外层电子使次外层变为最外层，所以其原子半径大于相应的离子半径。如： Na 的半径 Na+的半径 。由于一般钠盐、钾盐易溶于水，在溶液中又无颜色，无法通过其他反应进行检验“Na+，K+” ，所以常常利用焰色反应来检验。Na+呈黄色火焰， K+呈紫色火焰（透过蓝色钴玻璃）。 【因为钾中常混有钠的化合物杂质，蓝色钴玻璃可以滤去黄色火焰，以看清钾的紫色火焰】第一章元素周期表5 卤族元素 卤族元素指 A 族元素。包括氟（ F） 、氯（ Cl） 、溴（ Br） 、碘（I） 、砹（At） ，简称卤素。其中砹（At ）为放射性元素，在产品中几乎不存在。前四种元素在产品中特别是在 聚合物材

13、料中以有机化合物形式存在。卤族元素的的原子结构特点：结构相似性： 最外层均为 7 个电子易得电子形成阴离子, 阴离子半径原子半径。 最低价-1 价，最高价 +7价。单质表现为氧化性。 结构递变性： 随核电荷数增加，电子层数增加，半径增大，因此原子核对最外层的电子的吸引能 力依次减弱，从外界获得电子的能力依次减弱，单质的氧化性逐渐减弱。 为什么卤素单质是双原子分子？卤素原子最外层都是7 个电子，获得一个电子才能形成稳定结 构，两个卤素原子共用一对电子就能形成8 电子的稳定结构， 所以卤素单质是双原子分子。 卤族元素单质的物理性质：卤族元素单质的物理性质变化规律：按 F2、Cl2、Br2、 I2的

14、顺序 颜色：由浅深；密度：由小大（气液固） ；毒性：均有毒熔点：由低高沸点：由低高溶解性： （水中）渐小（有机溶剂）增大卤素单质溶液的颜色： 氯水黄绿溴水橙， 碘水碘酒褐色同。 溴水颜色黄或橙 （黄或橙由浓度决定） ，溶苯汽四溴橙红。（ “苯汽四”指苯、汽油、四氯化碳） 碘水深黄或褐色，溶苯汽四紫不同。 溴和碘在不同溶剂中所生成溶液（由稀至浓）的颜色变化：水汽油（苯）四氯化碳 溴橙黄橙红（上层）橙红（下层） 碘浅黄淡紫（上层）深紫（下层） 碘酒就是碘的酒精溶液，呈棕褐色单质颜色和状态（常态）密度熔点/ 沸点/ 溶解度F2淡黄绿色气体1.69g/L-219.6-188.1与水反 应Cl2黄绿色气

15、体、易液化3.214g/L-101-34.6226cmBr2深红棕色液体、 有刺激性气味、 易挥发， 是常温下 唯一的一种液态非金属单质。密度比水大。 腐蚀皮肤、橡胶。可溶于水，在水中的溶解度不大，保存用水封、密闭，冷暗处、玻璃塞。溴水呈橙色。溴的蒸气是红棕色3.119g/cm-7.258.784.16gI2紫黑色固体、易升华( 保存：密闭冷暗处) 、I2易溶于有机溶剂碘的蒸气呈紫色淀粉遇 I2变蓝色 （用淀粉溶液检验 I2的存在，用KI 淀粉试纸检验Cl2或 Br2的存在）4.93g/cm113.5184.40.029g氟原子Cl 氯原子Br 溴原子I 碘原子一、原子结构F第一章元素周期表6

16、 卤族元素单质的化学性质：相似性：均能与 H2发生反应生成相应卤化氢，卤化氢均能溶于水，形成无氧酸。 卤素单质与氢气反应： 【通式为 H2 + X2 2HX (其中 X是卤族元素 )。 】H2 + F2 2HF在暗处能剧烈化合并发生爆炸，生成的氟化氢很稳定H2 + Cl2光照或点燃2HCl光照或点燃发生反应，生成的氯化氢较稳定H2 + Br22HBr加热至一定温度才能反应，生成的溴化氢不如氯化氢稳定H2 + I2 2HI不断加热才能缓慢反应；碘化氢不稳定，在同一条件下同时 分解为 H2和 I2，是可逆反应递变性： 随着核电荷数的增大，卤素单质与氢气反应变化：（按 F2、Cl2、Br2、I2的顺序） 反应的剧烈程度：逐渐减弱； 生成的氢化物的稳定性：逐渐减弱，即HFHClHBrHI 生成的氢化