選修物質結構和性質原子結構與元素的性質PPT學習教案

1、會計學1一、原子結構與元素周期表一、原子結構與元素周期表第1頁/共35頁1 1、能級組和元素的周期能級組和元素的周期第2頁/共35頁（2）元素的周期）元素的周期 周期的劃分與能級組的劃分完全一致，每個能級組都獨自周期的劃分與能級組的劃分完全一致，每個能級組都獨自對應一個周期。共有七個能級組，對應一個周期。共有七個能級組， 所以共有七個周期。所以共有七個周期。第3頁/共35頁第4頁/共35頁2 2、價層電子與族、價層電子與族第5頁/共35頁（1）主族：周期表中共有）主族：周期表中共有IAA 7個主族。個主族。 主族元素的價層電子：內層軌道是全充滿的主族元素的價層電子：內層軌道是全充滿的，外層電子

2、組態(tài)是，外層電子組態(tài)是ns1到到ns2np5，外電子層同時又，外電子層同時又是價層。外層電子的總數等于族數。是價層。外層電子的總數等于族數。（2）零族：稀有氣體）零族：稀有氣體 ns2np6（3） 族：有三列元素，族：有三列元素，(n-1)d及及ns電子數和為電子數和為810；（4）副族：）副族：IBB 7個副族。個副族。特征：特征： (n-1)d或或 (n-2)f軌道填充電子，軌道填充電子， (n-2)f、(n-1)d和和ns都是價層。都是價層。BB族，族數等于族，族數等于 (n-1)d及及ns電子數的總和；電子數的總和；IB、B族，完成族，完成(n-1)d10結構；結構；ns電子數等于族數

3、。電子數等于族數。 第6頁/共35頁第第6、7周期，周期，B族是鑭系和錒系各族是鑭系和錒系各14個元個元素，電子結構是素，電子結構是(n-2)f軌道被填充并最終填軌道被填充并最終填滿，其滿，其(n-1)d軌道電子數為軌道電子數為1或或0。B族到族到B族元素的族元素的(n-2)f軌道全充滿，軌道全充滿，(n-1)d和和ns軌軌道的電子結構與第道的電子結構與第4、5周期相應的副族元素周期相應的副族元素類似。類似。第7頁/共35頁3、元素分區(qū)： 據價電子，周期表為5個區(qū)。sdpfds第8頁/共35頁第9頁/共35頁第10頁/共35頁1234567IA VIIIAIIA IIIA IVA VA VIA

4、 VIIAIIIB IVB VB VIB VIIB VIIIB IB IIB鑭系錒系 s 區(qū)區(qū)ns1ns2d 區(qū)區(qū)(n-1)d18ns2p 區(qū)區(qū)ns2np16f 區(qū)區(qū)(n-2)f014(n-1)d02ns2ds區(qū)區(qū)(n-1)d10ns12第11頁/共35頁S S區(qū)區(qū)p p區(qū)區(qū)d d區(qū)區(qū)dsds區(qū)區(qū)f f區(qū)區(qū)nsns1-21-2nsns2 2npnp1-61-6（n-1n-1）d d1-91-9nsns1-21-2（n-1n-1）d d1010nsns1-21-2（n-2n-2）f f0-140-14（n-1n-1）d d0-20-2nsns2 2AA、AAAAAA和零族和零族BBBB和和族族B

5、B、BB鑭系和錒系鑭系和錒系第12頁/共35頁第13頁/共35頁第14頁/共35頁第15頁/共35頁二、元素周期律二、元素周期律 元素的性質隨著原子序數的遞增而呈周期性元素的性質隨著原子序數的遞增而呈周期性變化變化元素周期律元素周期律（1）共價半徑）共價半徑rc：單質分子中，共：單質分子中，共價價單鍵結合的兩原子核間距離的一半單鍵結合的兩原子核間距離的一半（2）van der Waals半徑半徑rv：單質分：單質分子子晶體中相鄰分子間兩個非鍵合原子核晶體中相鄰分子間兩個非鍵合原子核間距離的一半間距離的一半（3）金屬半徑是指金屬單質的晶體）金屬半徑是指金屬單質的晶體中相鄰兩個原子核間距離的一半中

6、相鄰兩個原子核間距離的一半1、原子半徑（r）第16頁/共35頁第17頁/共35頁主族元素主族元素第18頁/共35頁125 132 145 161 r/pm Cr V Ti Sc 第四周期元素 元素的原子半徑變化趨勢137 143 159 173 r/pm WTa Hf Lu 第六周期元素146 143 160 181 r/pm Mo Nb Zr Y 第五周期元素第19頁/共35頁 鑭系元素從左到右，原子半徑減小幅度更小，這是由于新增加的電子填入倒數第三層上，對外層電子的屏蔽效應更大，外層電子所受到的 Z* 增加的影響更小。鑭系元素從鑭到鐿整個系列的原子半徑減小不明顯的現象稱為鑭系收縮。第20頁

7、/共35頁主族元素：從左到右 r 減?。ǔ∮袣怏w）； 從上到下 r 增大。過渡元素：從左到右r 緩慢減?。?從上到下r略有增大。 相鄰元素原子半徑減小的平均幅度是：相鄰元素原子半徑減小的平均幅度是：非過渡元素非過渡元素過渡元素過渡元素內過渡元素內過渡元素10pm 5pm 1pm第21頁/共35頁2、電離能11molkJ2 .520 )g(LieLi(g)I（1）概念：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉化）概念：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉化為氣態(tài)基態(tài)帶一個正電荷的正離子所需要的能量稱為氣態(tài)基態(tài)帶一個正電荷的正離子所需要的能量稱為第一電離能，用為第一電離能，用 I 1表示。表示。E+ (g)

8、 - e- E 2+ (g) I 2E (g) - e- E+ (g) I 1例例如如：1332molkJ11815 )g(Lie(g)LiI122molkJ1 .7298 )g(Lie(g)LiI同理同理I1I2I3.第22頁/共35頁 因為從原子中取走電子均需提供能量，所以電離因為從原子中取走電子均需提供能量，所以電離勢均為正值。且勢均為正值。且I越大，原子越難失去電子。越大，原子越難失去電子。對同一原子：對同一原子： I1I2I3陽離子中核電荷數核外電子數陽離子中核電荷數核外電子數 核對核外電子的吸引力更大，再繼續(xù)失去電子更核對核外電子的吸引力更大，再繼續(xù)失去電子更難。故正電荷越高，難。

9、故正電荷越高，Ii越大。這里同時也包含了半徑越大。這里同時也包含了半徑對對Ii的影響。的影響。第23頁/共35頁(2)影響因素影響因素A、原子半徑、原子半徑：原子半徑越大，電離能越小。原子半徑越大，電離能越小。B、核電荷數、核電荷數：核電荷數越大，對電子的吸引力越大，核電荷數越大，對電子的吸引力越大，I I越大越大。同周期元素具有相同的電子層數，從左到右，有效核電荷。同周期元素具有相同的電子層數，從左到右，有效核電荷增大，原子半徑減小，和對外層電子的吸引能力加大，越不增大，原子半徑減小，和對外層電子的吸引能力加大，越不易失去電子，故易失去電子，故I I越大（總趨勢）。越大（總趨勢）。C、電子構

10、型、電子構型：全充滿、半充滿全充滿、半充滿I Ii i較大。因為全充滿和半充較大。因為全充滿和半充滿的電子構型較為穩(wěn)定（相對于相鄰原子）。滿的電子構型較為穩(wěn)定（相對于相鄰原子）。第24頁/共35頁:加呈現出周期性變化電離能隨原子序數的增第25頁/共35頁（3）電離勢的周期性變化）電離勢的周期性變化每個周期的第一個元素每個周期的第一個元素( (氫和堿金屬氫和堿金屬) )第一電離能最小，最后第一電離能最小，最后一個元素一個元素( (稀有氣體稀有氣體) )的第一電離能最大。的第一電離能最大。從第一周期到第六周期，元素的第一電離能在總體上呈現從從第一周期到第六周期，元素的第一電離能在總體上呈現從小到大

11、的周期性變化，而且，隨周期序數增大，在大體上呈小到大的周期性變化，而且，隨周期序數增大，在大體上呈現第一電離能變小的趨勢（現第一電離能變小的趨勢（HeHe、NeNe、ArAr、KrKr、XeXe、RnRn第一電第一電離能逐個降低，離能逐個降低，H H、LiLi、NaNa、K K、RbRb、CsCs的第一電離能也逐個的第一電離能也逐個降低，盡管后幾個堿金屬的電離能相差不大降低，盡管后幾個堿金屬的電離能相差不大K K：418.6418.6；RbRb：402.9402.9；CsCs：375.6375.6；FrFr：約：約375kJ/mol375kJ/mol）。）。第一電離能大小是堿金屬最活潑而稀有氣

12、體最不活潑的最主第一電離能大小是堿金屬最活潑而稀有氣體最不活潑的最主要原因。要原因。第26頁/共35頁A、同周期元素、同周期元素 自左向右，核電荷增大，原子半徑減小，電離自左向右，核電荷增大，原子半徑減小，電離勢依次遞增。但有起伏，呈鋸齒狀增加。對于過渡元素，增大勢依次遞增。但有起伏，呈鋸齒狀增加。對于過渡元素，增大的較為緩慢。的較為緩慢。例如：例如： Li Be B C N O F Ne原子半徑：原子半徑： 123 89 88 77 70 66 64 131I1(ev): 5.39 9.32 8.30 11.26 14.53 13.62 17.42 21.56 A A ns2 ns2np3

13、全滿、半滿穩(wěn)定。全滿、半滿穩(wěn)定。B、同族元素、同族元素 自上而下，電子層數增大的影響大于核電荷數增自上而下，電子層數增大的影響大于核電荷數增大的影響，原子半徑增大，電離能依次減小。主族明顯，副族大的影響，原子半徑增大，電離能依次減小。主族明顯，副族變化緩慢。變化緩慢。第27頁/共35頁（3）電離勢的應用）電離勢的應用第28頁/共35頁 右圖表示元素右圖表示元素X X的頭五級電離能的對的頭五級電離能的對數值，試推測數值，試推測X X可能是哪些元素？可能是哪些元素？ X可能是可能是Mg、Ca、Sr或或Ba 第29頁/共35頁3、元素的電負性 （1）概念：分子中的原子吸引成鍵電子的相對能力，用符號X

14、表示。第30頁/共35頁 1932,1932,其根本依據是化學鍵能。這是最先從熱化學實驗數據中整理得其根本依據是化學鍵能。這是最先從熱化學實驗數據中整理得出的一套電負性數據。鮑林指定最活潑的非金屬元素出的一套電負性數據。鮑林指定最活潑的非金屬元素F F的電負性為的電負性為4.04.0，LiLi的電負性為的電負性為1.01.0，然后以其為標準，通過比較得到其它元素的電負，然后以其為標準，通過比較得到其它元素的電負性，叫做元素的相對電負性。性，叫做元素的相對電負性。 H2.1Li Be B C N O F1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0Na Mg Al Si P S Cl0.

15、9 1.2 1.5 1.8 2.1 2.5 3.0K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br 0.8 1.0 1.3 1.5 1.6 1.6 1.5 1.8 1.9 1.9 1.9 1.6 1.6 1.8 2.0 2.4 2.8Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 1.9 2.2 2.2 2.2 1.9 1.7 1.7 1.8 1.9 2.1 2.5Cs Ba La-Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb

16、Bi Po At0.7 0.9 1.0-1.2 1.3 1.5 1.7 1.9 2.2 2.2 2.2 2.4 1.9 1.8 1.9 1.9 2.0 2.2Fr Ra Ac-No0.7 0.9 1.1-1.3 第31頁/共35頁同一周期從左到右元素電負性遞增；同一主族中從上到下元素電負性遞減。副族元素電負性沒有明顯變化規(guī)律。 金屬元素電負性一般小于1.8。但電負性小于或大于1.8并不是區(qū)分金屬和非金屬的嚴格界限。（2）變化規(guī)律：周期性變化）變化規(guī)律：周期性變化 X越大，非金屬性越強，氧化劑；越大，非金屬性越強，氧化劑；X越小，則金屬性越強，越小，則金屬性越強，還原劑。還原劑。 電離勢和電負性雖然都是討論吸引電子的能力，但有不同之電離勢和電負性雖然都是討論吸引電子的能力，但有不同之