《化学第五章 物质结构 元素周期律 第1-2讲 原子结构 周期律 周期表》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学第五章 物质结构 元素周期律 第1-2讲 原子结构 周期律 周期表（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1、2讲 原子结构 周期律 周期表一、原子结构一、原子结构两个关系式两个关系式原子序数原子序数= =核电荷数核电荷数= =质子数质子数= =原子核外电子数原子核外电子数 （阴、阳离子（阴、阳离子= =？）？）质量数（质量数（A A）= =质子数（质子数（Z Z）+ +中子数（中子数（N N） 核组成符号核组成符号 AZX质子：质子：Z 个个中子：中子：A-Z 个个核外电子：核外电子：Z个个微粒微粒 质量质量 相对质量相对质量 电性电性 意义意义质子质子 1.672610-27kg 1.007 一个单位正电荷一个单位正电荷 决定决定元素的种类和质量数元素的种类和质量数中子中子 1.6743 1
2、0-27kg 1.008 呈电中性呈电中性 决定决定同位素和质量数同位素和质量数 电子电子 9.109510-31kg 1/1836 一个单位负电荷一个单位负电荷 价电子价电子决定元素化性决定元素化性1、原子组成、原子组成例例1（99）“铱星铱星”计划中的铱的一种同位素是计划中的铱的一种同位素是19177Ir其核内中子数是其核内中子数是 A. 77 B. 114 C. 191 D. 268例例3核内中子数为核内中子数为N的的R2+离子，质量数为离子，质量数为A，则则n g它的氧化物它的氧化物中所含电子的物质的量中所含电子的物质的量(mol) A.n(A-N+8)/(A+16) B.n(A-N+
3、10)/(A+16) C.(A-N+2) D.n(A-N+6)/A氧化物为氧化物为RO,质子数质子数=A-N+8;式量式量=A+16；选选A例例2(99s)12553I可治疗肿瘤，其核内中子数与核外电子数之差是可治疗肿瘤，其核内中子数与核外电子数之差是A.72 B.19 C.53 D.125BB2 2、元素、核素、同位素、元素、核素、同位素 元素元素：具有相同核电荷数具有相同核电荷数(质子数质子数)的同一类原子叫做元素。的同一类原子叫做元素。决定元素的种类的因素：质子数。决定元素的种类的因素：质子数。“同同一一类类”包包括括质质子子数数相相同同的的各各种种不不同同原原子子，以以及及各各种种状状
4、况况下下的原子或离子的原子或离子(即游离态和化合态即游离态和化合态)如：如：H、D（2 1H）、）、T（3 1H）、）、H、H等都称为氢元素。等都称为氢元素。元素为宏观概念，只论种类不论个数，元素组成物质，不能说元素为宏观概念，只论种类不论个数，元素组成物质，不能说元素组成分子。元素组成分子。 核素核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫核素。具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫核素。如：如：1 1H、2 1H、3 1H就各为一种核素。就各为一种核素。同位素同位素：同一元素的不同核素之间互称为同位素。同一元素的不同核素之间互称为同位素。如：如： 1 1H、2 1H、3 1
5、H三种核素均是氢的同位素。三种核素均是氢的同位素。特点：特点： a决定同位素种类的因素是中子数。决定同位素种类的因素是中子数。b同位素在周期表中位于同一位置，具有相同的元素符号。同位素在周期表中位于同一位置，具有相同的元素符号。c许多元素，具有多种同位素，因此许多元素，具有多种同位素，因此原子的种类原子的种类大大超过大大超过元元素的种类。素的种类。d天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，各种各种同位素所占的原子个数百分比一般是不变的。同位素所占的原子个数百分比一般是不变的。e同位素的质量数不同，同位素的质量数不同，物理性质不同物理性质不同；
6、核外电子数相同，；核外电子数相同，化学性质相同化学性质相同。同位素的不同原子构成的单质是化学性质几。同位素的不同原子构成的单质是化学性质几乎相同的不同单质。乎相同的不同单质。( (如如HH2 2、DD2 2、HD) HD) 例例1已知铱有两种同位素已知铱有两种同位素191Ir和和193Ir，而铱的平而铱的平均原子量为均原子量为192.22，则两种同位素的原子个数比是，则两种同位素的原子个数比是 A.39:61 B. 61:39 C.1:1 D.39:11A 191x+193(1-x)=192.22 (或用十字交叉法或用十字交叉法)例硼有两种天然同位素例硼有两种天然同位素10B、11B，硼元素的
7、相对原子硼元素的相对原子质量质量10.80，则对硼元素中，则对硼元素中10B质量分数的判断正确的是质量分数的判断正确的是（ ）A20% B略大于略大于20% C略小于略小于20% D80%C例例2由由1H、2H、3H、16O、18O等核素可构成等核素可构成 多少种分子？多少种分子？ H2：6； O2：3； O3：6； H2O：12； H2O2：21例例3已知氯元素只有两种天然同位素：已知氯元素只有两种天然同位素：35Cl和和37Cl，氯元素的相对原子质量为氯元素的相对原子质量为35.5，则，则46.8gNaCl晶体中晶体中含含35Cl的质量为多少克？的质量为多少克？35x37（1x）35.5X
8、75%46.858.575% 3521（g）共共48 种种例例4 4下列说法中不正确的是（下列说法中不正确的是（ ）A. B. A. B. C. D. D. 质子数相同的微粒一定属于同一种元素质子数相同的微粒一定属于同一种元素同位素的性质几乎相同同位素的性质几乎相同质子数相同，电子数也相同的微粒，不可能是一质子数相同，电子数也相同的微粒，不可能是一种分子和一种离子种分子和一种离子电子数相同的微粒不一定是同一种元素电子数相同的微粒不一定是同一种元素一种元素只能有一种质量数一种元素只能有一种质量数某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数。某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数。 3、原子核外
9、电子、原子核外电子核外电子运动状态核外电子运动状态1）电子云）电子云：电子在核外空间一定范围内出现，好象带负电荷：电子在核外空间一定范围内出现，好象带负电荷的云雾笼罩原子核周围，人们形象地称它为电子云。的云雾笼罩原子核周围，人们形象地称它为电子云。2）电子层）电子层概念：概念：能量高低不同和离核远近不同的空间区域能量高低不同和离核远近不同的空间区域符号：符号： K L M N O P Q电子层数：电子层数： 1 2 3 4 5 6 7能量：能量： 低低高高离核距离：近离核距离：近远远记忆记忆 二原理二原理1）最大容纳原理：）最大容纳原理：每个电子层最多容纳每个电子层最多容纳2n2个电子。个电子
10、。2）能量最低原理：）能量最低原理：电子在填入电子层时，先占能量低的电子电子在填入电子层时，先占能量低的电子 层后占能量高的电子层。层后占能量高的电子层。核外电子排布规律核外电子排布规律1）每个电子层最多排）每个电子层最多排2n2个电子个电子2）最外层）最外层 8个电子，次个电子，次外层外层 18个电子，倒第三层个电子，倒第三层 323）先占内层，后占外层）先占内层，后占外层要求：要求：主族元素和第四周期元素原子结构简图会写主族元素和第四周期元素原子结构简图会写方法：方法：记住每周期稀有气体的结构简图记住每周期稀有气体的结构简图 IA IIA外延；外延；IIIAIIVA内推内推例例1.1.A
11、A元素原子的元素原子的L L层比层比B B元素原子的元素原子的L L层少层少3 3个电子，个电子，B B元素原子核外电子总数比元素原子核外电子总数比A A元素原子核外电子总数多元素原子核外电子总数多5 5个，则个，则A A、B B两元素形成的化合物可表示为两元素形成的化合物可表示为( )( )A. A3B2 B.A2B3 C.AB3 D.AB2B例例2.2.设设X X、Y Y、Z Z代表三种元素，已知：代表三种元素，已知： X X+ +和和Y Y- -两种离子具有相同的电子层结构两种离子具有相同的电子层结构 Z Z元素原子核内质子数比元素原子核内质子数比Y Y元素原子核内质子数少元素原子核内质
12、子数少9 9个个 Y Y和和Z Z两种元素可以形成两种元素可以形成4 4核核4242个电子的负一价阴离子个电子的负一价阴离子据此，请填空：据此，请填空：（1 1）元素）元素Y Y是是 ，元素，元素Z Z是是 ；（2 2）由元素）由元素X X、Y Y、Z Z三种元素所形成的含三种元素所形成的含6868个电子的个电子的盐类化合物的化学式为盐类化合物的化学式为 。ClClO OKClOKClO4 410电子微粒小结电子微粒小结单单 核核双核双核三核三核四核四核五核五核分子分子离子离子NeHFH2ONH3CH4N3-、O2-、F-Na+、Mg2+、Al3+OH-NH2-H3O+NH4+18电子微粒小结
13、电子微粒小结单单 核核双核双核三核三核四核四核五核五核分子分子离子离子ArHClH2SPH3SiH4P3-、S2-、Cl-K+、Ca2+、HS-PH2-H3S+PH4+F2H2O2多核多核 ：N2H4、C2H6、CH3OH、CH3-NH2 、 HFO等等例：例： 氯只有两个稳定同位素，它们在氯气中的原子数之比为氯只有两个稳定同位素，它们在氯气中的原子数之比为3：1。则分子量为。则分子量为70、72、74的氯气分子数之比可能是的氯气分子数之比可能是A5:2:1 B.5:2:2 C.9:3:1 D.9:3:2AD二、元素周期律二、元素周期律：1 1、原子核外电子排布的周期性变化、原子核外电子排布的
14、周期性变化最外层电子数：从最外层电子数：从1 81 8的周期性变化（第一周期例外）的周期性变化（第一周期例外）2 2、原子半径的周期性变化、原子半径的周期性变化同周期元素，随原子序数的递增，原子半径减小，到稀有同周期元素，随原子序数的递增，原子半径减小，到稀有气体原子半径又突然增大气体原子半径又突然增大3 3、元素主要化合价的周期性变化、元素主要化合价的周期性变化正价：正价：+1 +7+1 +7；负价：；负价：-4 -1-4 -1元素周期律的本质元素周期律的本质：原子核外电子排布的周期性变化原子核外电子排布的周期性变化1869年，门捷年，门捷列夫最先提出。列夫最先提出。4 4、元素金属性和非金
15、属性的周期性变化、元素金属性和非金属性的周期性变化判断金属性和非金属性的依据判断金属性和非金属性的依据证明金属性证明金属性同条件下与水或酸，越易越强。同条件下与水或酸，越易越强。最高价氧化物所对应的水化物的碱性，越强越强最高价氧化物所对应的水化物的碱性，越强越强相互置换相互置换电化学：原电池的负极，电解时后还原金属性强电化学：原电池的负极，电解时后还原金属性强证明非金属性证明非金属性最高价氧化物所对应的水化物的酸性，越强越强最高价氧化物所对应的水化物的酸性，越强越强与与H2反应的条件和生成氢化物的稳定性反应的条件和生成氢化物的稳定性相互置换相互置换电解时后氧化的非金属性强电解时后氧化的非金属性
16、强 例例：X X、Y Y是是元元素素周周期期表表A A族族中中的的两两种种元元素素。下下列列叙叙述中能说明述中能说明X X的非金属性比的非金属性比Y Y强的是（强的是（ ）A A、 X X原子的电子层数比原子的电子层数比Y Y原子的电子层数多原子的电子层数多B B、 X X的氢化物沸点比的氢化物沸点比Y Y的氢化物的沸点低的氢化物的沸点低C C、 X X的气态氢化物比的气态氢化物比Y Y的气态氢化物稳定的气态氢化物稳定 D D、 Y Y的单质能将的单质能将X X从从NaXNaX的溶液中置换出来。的溶液中置换出来。 C微粒半径大小的比较微粒半径大小的比较原子半径原子半径概念：概念：成键原子核间距
17、离的一半。成键原子核间距离的一半。变化规律：变化规律：与离子半径关系：与离子半径关系：原子半径原子半径相应的阳离子半径相应的阳离子半径 意义：意义：原子半径的大小可判断得失电子的难易，原子半径的大小可判断得失电子的难易，大易失大易失微粒半径大小的比较微粒半径大小的比较比较微粒大小的依据比较微粒大小的依据（三看）（三看）一看电子层数：一看电子层数：电子层数越多半径越大电子层数越多半径越大 NaNa+二看核电荷数：二看核电荷数：电子层数相同时，核电荷数越大半径越小。电子层数相同时，核电荷数越大半径越小。 S2-Cl-ArK+Ca2+; O2-F-NeNa+Mg2+Al3+ HHeLi+三看电子数：
18、三看电子数：电子层和核电荷数都相同时，电子数越多半径越大。电子层和核电荷数都相同时，电子数越多半径越大。 ClCl; FeFe2+Fe3+例例1下列化合物中阳离子与阴离子半径比最小的是下列化合物中阳离子与阴离子半径比最小的是 A. NaF B. MgI2 C.BaI2 D.KBr B (阳离子小阴离子大阳离子小阴离子大)例例2下列各分子中所有原子都满足最外层下列各分子中所有原子都满足最外层8电子结构的电子结构的是是 A. BeCl2 B. PCl3 C. PCl5 D. N2 B.D例例3下列各分子中所有原子都满足最外层下列各分子中所有原子都满足最外层8电子结构的电子结构的是是 A.光气光气(
19、COCl2) B.六氟化硫六氟化硫 C.二氟化氙二氟化氙 D.三氟化硼三氟化硼 A. 用排除法用排除法已知短周期元素的离子。已知短周期元素的离子。aA2、bB、cC3、dD都都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是A.原子半径原子半径 ABDC B.原子序数原子序数 dcbaC.离子半径离子半径 CDBA D.单质的还原性单质的还原性 A AB BD DC C C三、元素周期表的结构三、元素周期表的结构（一）、编排的原则（一）、编排的原则1.1.按原子序数递增的顺序从左到右排列按原子序数递增的顺序从左到右排列2.2.将电子层数相同元素排成一个横行（将电
20、子层数相同元素排成一个横行（7 7）3.3.把最外电子数相同的元素排成一个纵行（把最外电子数相同的元素排成一个纵行（1818）（二）、构造（二）、构造族：族：7个主族个主族(A);7个副族个副族(B);0族；族；VV族族注意：周期序数由电子层层数决定；注意：周期序数由电子层层数决定；主族序数由最外层电子数决定。主族序数由最外层电子数决定。第七周期：第七周期：第一周期：第一周期：第二周期：第二周期：第三周期：第三周期：第四周期：第四周期：第五周期：第五周期：第六周期：第六周期：2 28 88 81818181832322626短短周周期期长长周周期期不完全周期不完全周期根据中学化学教材所附元素周
21、期表判断，下列叙述不正确的是根据中学化学教材所附元素周期表判断，下列叙述不正确的是A.K层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的K层层电子数相等电子数相等B.L层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电层电子数相等子数相等C.L层电子为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的层电子为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等层电子数相等D.M层电子为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的层电子为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等层
22、电子数相等C1 1、元素的金属性和非金属性没有严格的界限；位于分界线附近、元素的金属性和非金属性没有严格的界限；位于分界线附近的元素，既表现出一定的金属性，又表现出一定的非金属性的元素，既表现出一定的金属性，又表现出一定的非金属性3 3、由于电子层结构和性质相似、由于电子层结构和性质相似，镧系元素，镧系元素( (第六周期、第六周期、B)B):57-:57-7171，1515种元素，种元素，锕系元素锕系元素( (第七周期、第七周期、B)B):89-103,15:89-103,15种元素。种元素。金属元素位于元素周期表的左下方：金属元素位于元素周期表的左下方：112 22 = 90过渡元素：过渡元
23、素：第第 族和全部副族元素族和全部副族元素非金属元素位于元素周期表的右上方：非金属元素位于元素周期表的右上方：16 + 6 = 22金属元素：金属元素：最外层电子数一般小于最外层电子数一般小于4个个非金属元素：非金属元素：最外层电子数一般大于最外层电子数一般大于4个，个，而而He除外除外。（过渡金属）（过渡金属）（三）、元素分类（三）、元素分类2 2、室温：以气态存在的单质共、室温：以气态存在的单质共1111种种, , N N2 2、O O2 2、H H2 2、F F2 2、ClCl2 2、HeHe、NeNe、ArAr、KrKr、XeXe、RnRn；以液态存在的二种以液态存在的二种, , Br
24、Br2 2、Hg(Hg(金属金属) )内容内容 同周期（从左到右）同周期（从左到右） 同主族（从上到下同主族（从上到下）电子层数电子层数 相同（等于周期序数）相同（等于周期序数） 逐渐增加逐渐增加最外电子数最外电子数 逐渐增加（逐渐增加（18） 相同（等于族序数）相同（等于族序数）最高正价最高正价 +1+7 等于族序数等于族序数原子半径原子半径 逐渐减小逐渐减小 逐渐增大逐渐增大离子半径离子半径 阴阳离子半径均渐小阴阳离子半径均渐小 阴阳离子半径均渐大阴阳离子半径均渐大得电子能力（氧化性）得电子能力（氧化性） 逐渐增强逐渐增强 逐渐减弱逐渐减弱失电子能力（还原性）失电子能力（还原性） 逐渐减弱
25、逐渐减弱 逐渐增强逐渐增强金属性金属性 逐渐减弱逐渐减弱 逐渐增强逐渐增强非金属性非金属性 逐渐增强逐渐增强 逐渐减弱逐渐减弱最高价氧化物水化物酸碱性最高价氧化物水化物酸碱性 碱性渐弱酸性渐强碱性渐弱酸性渐强 碱性渐强酸性渐弱碱性渐强酸性渐弱 气态氢化物稳定性气态氢化物稳定性 逐渐增强逐渐增强 逐渐减弱逐渐减弱同周期元素性质变化规律同周期元素性质变化规律族族 IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA最外电子数最外电子数 1 2 3 4 5 6 7原子半径原子半径 大大小小得得(失失)电子能力电子能力 弱（强）弱（强）强（弱）强（弱）氧化氧化(还原还原)性性 弱（强）弱（强）强（弱
26、）强（弱）最高正价最高正价 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7对应氧化物对应氧化物 R2O RO R2O3 RO2 R2O5 RO3 R2O7对应水化物对应水化物 ROH R(OH)2 R(OH)3 H4RO4 H3RO4 H2RO4 HRO4酸碱性酸碱性 碱性渐弱，碱性渐弱， 酸性渐强酸性渐强最低负价最低负价 -4 -3 -2 -1对应氢化物对应氢化物 RH4 RH3 H2R HR稳定性稳定性 逐渐增强逐渐增强溶于水酸碱性溶于水酸碱性 碱性渐弱，酸性渐强碱性渐弱，酸性渐强假定元素的种类是有限的，那么周期表也是有限的。根假定元素的种类是有限的，那么周期表也是有限的。根据元素周期律作出一些
27、假说和预测：据元素周期律作出一些假说和预测：2 2、由周期表中每周期非金属元素的种类，预测周期表、由周期表中每周期非金属元素的种类，预测周期表中应该有中应该有 种非金属元素，还有种非金属元素，还有 种未发现，未发种未发现，未发现的非金属元素应处在周期表中现的非金属元素应处在周期表中 周期周期 族。族。23231 1七七0 01 1、预测第八、第九周期若排满可含有、预测第八、第九周期若排满可含有 种元素种元素3 3、由每周期最后一种金属元素出现的族序数，预测、由每周期最后一种金属元素出现的族序数，预测元素周期表中的原子序数最大的金属将在第元素周期表中的原子序数最大的金属将在第 周周期，期， 族。
28、周期表中元素在填满族。周期表中元素在填满 周期后将结周期后将结束，故最后一种元素的序数是束，故最后一种元素的序数是 。八八0 0八八1681685050下列叙述正确的是下列叙述正确的是 A同周期元素的原子半径为同周期元素的原子半径为A族的为最大族的为最大 B在周期表中零族元素的单质全部是气体在周期表中零族元素的单质全部是气体 CA、A族元素的原子，其半径越大越容易失去族元素的原子，其半径越大越容易失去电子电子 D所有主族元素的原子形成单原子离子时的最高价所有主族元素的原子形成单原子离子时的最高价数都和它的族数相等数都和它的族数相等BC例：例：下列说法中错误的是下列说法中错误的是A.原子及其离子
29、的核外电子层数等于该元素所在的原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数周期数B.元素周期表中从元素周期表中从IIIB族到族到IIB族族 10个纵行的元素都个纵行的元素都是金属元素是金属元素C.除氦外的稀有气体原子的最外层电子数都是除氦外的稀有气体原子的最外层电子数都是8D.同一元素的各种同位素的物理性质、化学性质均同一元素的各种同位素的物理性质、化学性质均相同相同AD周期表中周期表中左右相邻左右相邻两主族元素两主族元素原子序数间的关系原子序数间的关系例：已知例：已知A为为A元素，元素，B为为A元素，它们的原子序数元素，它们的原子序数分别为分别为 a、b ，若若A、B为同一周期元素，则为
30、同一周期元素，则a和和b的关系的关系如何？如何？ A（aM）A（bN）24Be5B312Mg13Al420Ca31Ga538Sr49In656Ba81Tlb = a +1b = a +11b = a +25周期表中周期表中上下相邻上下相邻两元素两元素原子序数间的关系原子序数间的关系例：周期表中例：周期表中A、B、C、D、E五种主族元素，五种主族元素，A、B、C三种元素在同一周期，且彼此相邻，原子序数三种元素在同一周期，且彼此相邻，原子序数ABC，D、B、E在同一主族，且彼此相邻，电子层数在同一主族，且彼此相邻，电子层数DBE。若若B元素的原子序数为元素的原子序数为Z，则则5种元素的核电荷数之和
31、不种元素的核电荷数之和不可能为可能为 ( )A.5Z B.5Z+18 C.5Z+10 D.5Z+14B例：同主族两种元素原子的核外电子数的差值可能为例：同主族两种元素原子的核外电子数的差值可能为 A6 B18 C26 D36 BCD例：例：A A、B B、C C是周期表中相邻的是周期表中相邻的3 3种元素，其中种元素，其中A A、B B同周期，同周期，B B、C C同主族，此同主族，此3 3种元素原子最外层电种元素原子最外层电子数之和为子数之和为1717，质子数总和为，质子数总和为3131，则，则A A、B B、C C是是 。ABCABCABCABCA A为为N; BN; B为为O; CO;
32、C为为S S最外层电子数规律总结元素元素金属元素金属元素非金属元素非金属元素惰性气体元素惰性气体元素一般：少于一般：少于4个个8个个(He为为2个个)一般：多于一般：多于4个个主族元素主族元素副族及副族及族元族元素素惰性气体元素惰性气体元素1 7 个个1 2 个个8个个(He为为2个个)元素元素次外层电子数规律总结次外层电子数规律总结(1). 2个个第二周期：第二周期：Li、Be、B、C、N、O、F、Ne 8种种(2). 8个个第三周期：第三周期：Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar 8种种第四、五、六、七周期中的第四、五、六、七周期中的A、A共共8 种元素种元素(K、Rb、Cs、Fr 、Ca、Sr、Ba、Ra)(3). 18个个第四、五、六、七周期中的第四、五、六、七周期中的AA及及 族共族共18 种元素种元素第第B、B族族 8种元素及钯种元素及钯(46Pd)(4). 917个个第第BB及及族族
