1 页四、周期律（一）周期律和周期表根据大量实验结果，发现元素的性质随元素的原子核外电子数、（或原子序数）的增加呈周期性变化这个规律称为元素周期律根据元素周期律将所有的元素排成一个表，这叫元素周期表，在周期表中元素按次序排列的号码叫原子序数（原子序数即为原子的核电荷数，即原子核中所含的质子数）常见的周期表如表3 一 6 一 2 所示周期表中每一横排原素为一个周期，总共有7 个周期第1 周期只有2 个元素，是特短周期第2 周期，第3 周期各有8 个元素为短周期第4,5 周期为长周期各有18 个元素第6 周期为特长周期有 32 个元素第7 周期到现在只发现了23 个元素，是个未完全周期周期表第6 周期中从第三个元素57 号 La（镧）到第 71 号 Lu（镥）和第 7 周期的第三个元素89 号 Ac（锕）到第103 号 Lr（铹），各有15 个元素它们的电子都是最后填加在（n 一 2）f 电子层上（即分别排在4f 和 5f 原子轨道上），致使它们的性质十分相似，分别称为镧系元素和锕系元素为了避免周期表横排过长，把它们列在周期表下方两个横排中周期表中的纵行称为族族分为两类：一类为主族，另一类为副族。
主族元素的电子排布特点是：最后填入的价电子是填人原子的最外层原子轨道ns、np周期表左面的二个族和右边的六个族为主族它们分别是IA、IIA 和 III A、IVA、VA、VIA、VII A 和 O 族（有的称为VIIIA）周期表中间部分，从左到右共有10 行分别属8 个副族，它们是IIIB、IVB、VB、VIB、VII B、VIII（与 VIIIA 相对应为 VIIIB）和 IB、IIBVIIIB 族占有3 个纵行副族元素的电子按能级顺序最后填人次外层（n 一 1）d）原子轨道中，副族元素又称为过渡元素在IIIB 副族后还有镧系和锕系元素镧系和锕系元素称为内过渡元素二）原子结构与元素周期表元素原子结构的周期性变化是元素性质周期性变化的微观基础，也是元素周期表的微观基础，两者间存在密切的内在联系：1 周期数等于能级组中原子轨道的最大主量子数每个周期包含的元素数目，等于相应能级组的原子轨道中可容纳的最多电子数参阅表3 一 6 一 1，表3 一 6 一 22 元素在周期表中的位置和原子结构的关系（1）元素在周期表中的周期数等于原子核外电子层数（2）元素在周期表中的族数与原子的价层电子排布特点有关名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 12 页 -2 页l）主族（零族除外）元素的族数等于相应元素的原子中最外层电子ns 与 np 电子数的总和。
2）IIIB VIIB 族元素的族数等于其原子价电子总数，包括最外层ns电子数和次外层（n 一 1）d 电子数之和3）I B、IIB 族元素的族数等于其最外层ns 轨道中的电子数4）VIII（VIII B）族元素包括第8,9,10 三个纵行的九个元素，其原子最外层ns 电子数和次外层（n 一 1）d 电子数之和分别为8,9,105）零（VIII A）族元素的最外层电子数为8，为满层排布以上便是元素在周期表中的位置和原子的电子排布的关系名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 12 页 -3 页【例 3 一 6】有一元素，在周期表中位于第4 周期，IVA 族，试写出该元素原子的电子排布式和价层电子式名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 12 页 -4 页五、元素及其化合物性质的周期性变化（一）金属性和非金属性元素的金属性是指在化学反应中原子失去电子的能力，而非金属性是指在化学反应中原子得到电子的能力一般规律：（1）同一周期自左到右随原子序数（原子核电荷数）增加，金属性减弱，非金属性增强主族元素变化很明显，副族元素的变化缓慢；并出现一些不规则的情况。
2）同一族主族 元素自上而下随周期数增大（电子层数增多），原子半径一般也逐渐增大，原子核对外层电子的吸引力减弱，元素的金属性增强，非金属性减弱副族元素除III B 外，元素的金属性变化规律不明显，这是因为斓系收缩的缘故二）元素的电离能、电子亲和能和电负性（1）电离能基态的气态原子失去一个电子形成1 价气态离子时所吸收的能量为元素的第一电离能名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 12 页 -5 页（用I1表示），第一电离能数值越大，原子越难失去电子以第二周期为例，总的来说第一电离能（I 1）自左至右增大但是有两处例外即B Be,0 N，这是因为Be 的价电子排布为2s2，是全充满，而N 的价电子排布为2s22p3为半充满，比较稳定的缘故2）电子亲合能基态气态原子获得一个电子后形成1 价气态离子时所放出的能量称为元素的电子亲合能电子亲合能的值越大，原子越容易获得电子同一周期中自左向右电子亲合能增加，同一族中从上向下电子亲合能递减，这一规律在P 区元素中比较明显应当指出，元素的第一电离能和元素的电子亲合能的递变规律和元素的金属性，非金属性的变化规律通常是一致的，但并非完全相同。
3）电负性电负性是原子在形成共价分子后，吸引公用电子的能力的相对大小一般指定F 元素的电负性等于4.0，其他元素的电负性均小于4，元素周期表右上角的元素有较大的电负性，而周期表中左下角的元素电负性较小例如 Na 的电负性为0.9,Cl 的电负性为3.0通常金属元素的电负性小于2，非金属元素的电负性大于2三）氧化物及其水合物的酸碱性根据氧化物与酸、碱反应的不同，可将氧化物分为下列4 类：酸性氧化物例如非金属氧化物，高价的金属氧化物碱性氧化物例如碱金属、碱土金属（铁Be 除外）的氧化物两性氧化物例如 Al、Sn、Pb 等元素的氧化物，这些大多数是周期表中靠近非金属的一些金属元素的氧化物，其化合价为2 4不成盐氧化物例如CO、NO 等，它们不与水、酸、碱作用氧化物的水合物都可看成是氢氧化物，用通式B（OH）n或 HnBOn表示，n 是元素B 的化合价氧化物的酸碱性与其对应水合物的（氢氧化物）的酸碱性是一致的氧化物及其水合物的酸碱性的一般规律：（1）同一周期从左到右各主族元素的最高价氧化物及其水合物的酸性逐渐增强（碱性减弱）例如第三周期各元素最高价氧化物及其水合物的酸碱性递变情况如下：名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 12 页 -6 页长周期副族元素的最高价氧化物及其水合物的酸碱性递变情况基本相似。
例如第四周期副族元素的氧化物及水合物的酸碱性递变情况如下：（2）同一族中从上而下各元素相同价态的氧化物及其水合物的酸性逐渐减弱（碱性增强）例如 VA 族各元素生成的化合价为5 的氧化物中N2O3、P2O3呈酸性，As2O3、Sb2O3呈两性，Bi2O3呈碱性，它们对应的水合物的酸碱性变化规律也是一样的3）同一元素不同价态的氧化物及其水合物的酸碱性变化规律是：高价氧化物或水合物的酸性比低价的强4）用 R 一 O 一 H 规则解释氧化物的水合物的酸碱性递变的规律氧化物的水合物不论是酸或碱，都具有R 一 O 一 H 的结构，它有下列两种电离方式当 R 是电负性较小的活泼金属元素，Rn离子的电荷数较少，半径较大，则R 与 O 的联系弱易发生碱式电离，在水溶液中易形成OH离子，呈碱性，如NaOH,Mg（OH）2等当 R 是电负性较大的活泼非金属元素，Rn的电荷数较多，半径较小，则R 与 O 联系强，易发生酸式电离，在水溶液中易形成H，呈酸性如H2SO4，HClO4等第七节化学键、分子结构和晶体结构一、化学键物质通常是以单个分子或晶体的形式存在除了稀有气体（O 族元素单质）是单原子分子外，其余绝大多数的分子或晶体都是由原子或离子结合而成。
化学上把分子中或晶体内紧密相邻的两个或多个原子或离子之间强烈的相互作用力称为化学键，键能约为几百kJ.Mol1化学键分为离子键、共价键和金属键等名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 12 页 -7 页（一）离子键1 离子键的形成活泼金属原子和活泼非金属原子相互接近时，前者失去电子变成正离子，后者得到电子变为负离子，由正、负离子之间静电引力所形成的化学键叫离子键由离子键形成的化合物称为离子化合物，在通常情况下，离子化合物是以离子晶体（巨型大分子）存在，只有在较高温度下，气态离子化合物才以小分子存在2 离子键的特点离子键的特点是没有饱和性也没有方向性这是因为离子的电荷分布是球形对称，它从任何方向都可以与相反电荷离子相互吸引成键，而且只要空间体积允许，每种离子都能与尽量多的相反电荷的离子吸引成键，在空间形成巨大的离子晶体二）共价键，1 价键理论价键理论亦称电子配对法1）共价键的形成同种或不同种元素的原子之间由于电子配对，而形成的化学键称为共价键由共价键形成的分子称为共价分子共价分子中元素的化合价等于分子中该元素原子形成共价键的个数2）共价键的特点共价键的特点是有饱和性和方向性。
共价键的饱和性是指成键原子有多少未成对电子，最多就可形成几个共价键已经配对成键的电子，不会再成键例如HCl 分子中H 原子和Cl 原子分别都只有一个未成对电子，它们之间只能形成一个共价键共价键有方向性是因为在电子配对时，原子轨道必须发生重叠，而且要求是最大程度的重叠而原子轨道只有沿着伸展方向发生重叠，才能达到最大程度的重叠，形成稳定的共价键，因此共价键具有方向性3）共价键的分类名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 12 页 -8 页不可绕键轴旋转键重叠程度比 键的小，稳定性较差根据共用电子对的来源，共价键可分为一般共价键和配位键配位键形成时二个成键原子中一个提供空的原子轨道，另一个提供电子对2 杂化轨道理论杂化轨道理论能较好解释共价分子中形成共价键的数量及其在空间的分布，故能解释或预测分子的空间构型l）杂化轨道理论的要点1）在原子化合成分子，即形成化学键的过程中，部分能量相近的原子轨道会重新组合，形成新的平均化的原子轨道这种原子轨道混合、重组的过程称为杂化，杂化后的原子轨道叫杂化轨道2）有多少个原子轨道参加杂化，就形成多少个杂化轨道原子间化合是以杂化轨道彼此成键的。
3）杂化轨道的成键能力比原来轨道强，形成的键更牢固，形成的分子更稳定2）几种典型的杂化类型名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 12 页 -9 页二、分子间力和氢键（一）极性分子和非极性分子1.键的极性两个相同元素的原子以共价键结合时，正、负电荷的重心正好重合，键两端的电性是一样的，这种键称为非极性键两个不同元素的原子以共价键相结合时，由于元素电负性不同，电子云偏向电负性大的原子一方这时两原子间电荷的分布是不对称的，正、负电荷的重心不能重叠在一起键的一端带负电荷，键的另一端带正电荷，这种共价键称为极性键两原子电负性值相差愈大，键的极性也愈大2 极性分子和非极性分子正、负电荷重心互相重合的分子称为非极性分子，正、负电荷重心不能互相重合的分子称为极性分子，极性分子具有固有偶极对双原子分子来说，分子的极性是由键的极性决定的如果键是非极性键，则分子是非极性分子；如果键是极性键，则分子是极性分子对多原子分子来说，分 子 是 否 有 极性，不仅取决于键的极性，而且还与分子的空间构型有关例如，在SO2和 CO2分子中，虽然都有极性键，但是，因为 CO2分子的空间构型是直线形，键的极性互相抵消，正、负电荷重心互相重合，所以CO2是非极性分子。
而SO2分子分子的空间构型是“V”字形，键的极性 不 能 互 相 抵消，正、负电荷重心不能重合，因而SO2分子是极性分子一些物质分子的极性和分子的空间构型可参见表 3 一 7 一 1二）分子间力分子间存在着一种较弱的相互作用称为分子间力，又称为范德华（Van derwaals）力，其结合能比分子内相邻原子间的相互作用（化学键能。