人教版化學選修3精品課件-第一章第二節(jié)

1、第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)課程標準導航1.認識原子結(jié)構(gòu)與元素周期系的關(guān)系，了解元素周期系的應(yīng)用價值。2掌握同周期主族元素從左到右，最高化合價和最低化合價、金屬性和非金屬性、原子半徑的變化規(guī)律。3掌握同主族元素從上到下，金屬性和非金屬性、原子半徑的變化規(guī)律。4能說出元素電離能、電負性的含義，能應(yīng)用元素的電離能說明元素的某些性質(zhì)。新知初探自學導引自主學習一、原子結(jié)構(gòu)與元素周期表1.元素周期系的形成(1)周期系的形成隨著元素原子的核電荷數(shù)的遞增，每到出現(xiàn)_，就開始建立一個新的電子層，隨后最外層上的電子逐漸增多，最后達到 _個電子，出現(xiàn)_，這樣形成一個周期，然后又開始由_到_，循環(huán)往復形成周期系。堿金

2、屬8稀有氣體堿金屬稀有氣體(2)原因：元素周期系的形成是_發(fā)生周期性的重復。2.元素周期表的結(jié)構(gòu)(1)周期與族周期：元素周期表共有7個周期，每個周期包含的元素種類如下： 元素的原子核外電子的排布周期一二三四五六七元素數(shù)目_32(？)金屬元素數(shù)目_？288181832023141530族：元素周期表中，有_個縱列，除_三個縱列叫第族外，其余15個縱列每一個縱列標作一族。(2)按結(jié)構(gòu)分區(qū)按電子排布特點把元素周期表里的元素分成5個區(qū)：_、_、_、_和_。188、9、10s區(qū)p區(qū)d區(qū)f區(qū)ds區(qū)想一想1原子結(jié)構(gòu)與元素周期表中元素所在的周期序數(shù)、主族元素的族序數(shù)有什么關(guān)系？提示：元素原子的能層數(shù)元素所在的

3、周期序數(shù)，主族元素原子的價電子數(shù)族序數(shù)。二、元素周期律1.元素周期律：元素的性質(zhì)隨_的遞增發(fā)生周期性遞變。2.原子半徑：隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑發(fā)生周期性的變化。(1)周期表中的同周期主族元素從左到右，原子半徑_；(2)周期表中的同主族元素從上到下，原子半徑_。核電荷數(shù)逐漸減小逐漸增大想一想2是否能層數(shù)多的元素的原子半徑一定大于能層數(shù)小的元素的原子半徑？提示：不一定，原子半徑的大小由核電荷數(shù)與電子的能層數(shù)兩個因素綜合決定，如堿金屬元素的原子半徑比它下一周期鹵素原子的半徑大。3.電離能(1)概念_原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的_叫做第一電離能。(2)變化規(guī)律每個周期的第一種元素

4、(氫和堿金屬)第一電離能_，最后一種元素(稀有氣體)的第一電離能_;同族元素從上到下第一電離能_。氣態(tài)電中性基態(tài)最低能量最小最大變小4.電負性(1)鍵合電子和電負性的含義鍵合電子：元素相互化合時，原子中用于形成_的電子。電負性：用來描述不同元素的原子對_吸引力的大小。電負性越大的原子，對鍵合電子的吸引力_?；瘜W鍵鍵合電子越大(2)衡量標準：以氟的電負性為_作為相對標準，得出各元素的電負性。(3)遞變規(guī)律同周期，自左到右，元素原子的電負性_。同主族，自上到下，元素原子的電負性_。4.0逐漸變大逐漸變小想一想3元素周期表中，同周期的主族元素從左到右，最高化合價和最低化合價、金屬性和非金屬性的變化有

5、什么規(guī)律？提示：最高化合價和最低化合價逐漸升高；金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強。自主體驗1.(2012北京東城區(qū)高二質(zhì)檢)下列關(guān)于主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律的敘述中不正確的是()A同周期元素從左到右，金屬性逐漸減弱B同周期元素從左到右，原子半徑逐漸減小C同主族元素從上到下，原子半徑逐漸增大D同主族元素從上到下，非金屬氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強解析：選D。同主族元素從上到下，非金屬性逐漸減弱，因此氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱。2.下列各組元素性質(zhì)的遞變情況錯誤的是()ALi、Be、B原子的最外層電子數(shù)依次增多BSi、P、Cl元素的最高正價依次升高CN、O、F元素的電負性依次增大DNa、K、Rb元素的第

6、一電離能依次增大解析：選D。A、B、C三選項中的元素分別處于同一周期，隨原子序數(shù)遞增，最外層電子數(shù)依次增多，最高正價依次升高，元素電負性依次增大；同一主族從上到下，元素第一電離能依次減小。3.某元素原子的核電荷數(shù)為16，則該元素在元素周期表中位于第_周期，第_族；按電子排布可把元素周期表中的元素分為5個區(qū)，該元素處于_區(qū)，其價電子排布式是_，元素符號是_。解析：核電荷數(shù)為16的元素是硫，其基態(tài)原子的電子排布式是1s22s22p63s23p4；周期數(shù)電子層數(shù)最高能層序數(shù)，主族序數(shù)價電子數(shù)。答案：三Ap3s23p4S要點突破講練互動要點1核外電子排布與元素周期表探究導引1每個周期開頭第一種元素(A

7、族)和結(jié)尾元素(0族)的最外層電子的排布式的通式如何表示？提示：A族：ns1；0族：ns2np6(第一周期的為1s2)。探究導引2每個縱列的價電子層的電子總數(shù)是否相等？提示：除零族元素中He與其他稀有氣體不同外，其余每個縱列的價電子層的電子總數(shù)是相等的。要點歸納1.核外電子排布與周期的劃分(1) 周期劃分：依據(jù)能級組。根據(jù)構(gòu)造原理，將能量相近的能級分為一組，按能量由低到高可分為七個能級組。同一能級組內(nèi)，各能級能量相差較?。桓髂芗壗M之間能量相差較大。每一個能級組對應(yīng)一個周期，且該能級組中最大的能層數(shù)等于元素的周期序數(shù)。(2) 周期元素原子的外圍電子排布和元素種數(shù)周期外圍電子排布(價電子層)最外層

8、最多容納電子數(shù)對應(yīng)能級組元素種類A族0族一1s11s221s2二2s12s22p682s、2p8三3s13s23p683s、3p8四4s14s24p684s、3d、4p18五5s15s25p685s、4d、5p18六6s16s26p686s、4f、5d、6p32七7s187s、5f、6d(未完)26(未完)2.核外電子排布與族的劃分族的劃分依據(jù)原子的價層電子排布。(1)同主族元素原子的價層電子排布完全相同,價電子全部排布在ns或nsnp軌道上。價電子數(shù)與族序數(shù)相同。(2)稀有氣體的價電子排布為1s2或ns2np6。(3)過渡元素(副族和族)同一縱行原子的價層電子排布基本相同。價電子排布為(n1

9、)d110ns12，BB族元素的價電子數(shù)與族序數(shù)相同。即時應(yīng)用1.(2012南昌高二質(zhì)檢)價電子排布為5s25p1的元素，在周期表中的位置是()A第四周期第A族B第五周期第A族C第五周期第A族 D第四周期第A族解析：選B。電子層數(shù)周期數(shù)，價電子數(shù)主族元素的族序數(shù)，所以該元素位于第五周期第A族。要點2元素周期表的分區(qū)探究導引3將元素周期表分成s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、f區(qū)和ds區(qū)的依據(jù)是什么？提示：按電子排布特點把元素周期表里的元素分成5個區(qū)，除ds區(qū)外，區(qū)的名稱來自按構(gòu)造原理最后填入電子的能級的符號。探究導引4元素周期表中的所有副族元素和族元素(即d區(qū)和ds區(qū))為什么又稱為過渡元素？提示： 副族元素和

10、族元素介于s區(qū)(主要是金屬元素)和p區(qū)(主要是非金屬元素)之間，處于由金屬元素向非金屬元素過渡的區(qū)域。要點歸納1.根據(jù)核外電子排布分區(qū)(1) 元素周期表分區(qū)圖(2)各區(qū)元素化學性質(zhì)及原子最外層電子排布特點分區(qū)元素分布外圍電子排布元素性質(zhì)特點s區(qū)A、A族ns12除氫外都是活潑金屬元素p區(qū)A族A族、0族ns2np16(He除外)最外層電子參與反應(yīng)(0族元素一般不考慮)d區(qū)B族B族、族(n1)d19ns12(Pd除外)d軌道也不同程度地參與化學鍵的形成ds區(qū)B族、B族(n1)d10ns12金屬元素f區(qū)鑭系、錒系(n2)f014(n1)d02ns2鑭系元素化學性質(zhì)相近，錒系元素化學性質(zhì)相近2.根據(jù)元素

11、金屬性與非金屬性分區(qū)(1) 元素周期表分區(qū)圖(2) 金屬與非金屬分界線(又稱梯形線)元素的金屬性和非金屬性沒有嚴格的界限,處于金屬與非金屬分界線附近(即非金屬三角區(qū)邊緣)的非金屬元素具有一定的金屬性，被稱為半金屬或準金屬,但不能叫兩性非金屬。如硅既具有金屬光澤，又是半導體。處于金屬與非金屬分界線左邊的元素是每個周期的最后一種金屬元素，其主族序數(shù)周期序數(shù)。即時應(yīng)用2.某元素簡化電子排布式為Xe4f46s2，其應(yīng)在()As區(qū) Bp區(qū)Cd區(qū) Df區(qū)解析：選D。按電子排布，元素在周期表中的分區(qū)，取決于元素原子的最后一個電子所進入的能級，因最后一個電子進入f能級，所以該元素為f區(qū)元素。要點3元素周期律探

12、究導引5同一周期的元素，為什么稀有氣體的第一電離能最大？提示：在同一周期的元素中，稀有氣體的原子結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定，最難失去電子。探究導引6主族元素原子半徑的遞變規(guī)律與其第一電離能、電負性的遞變規(guī)律有什么關(guān)系？提示： 一般地，主族元素的原子半徑越小,其第一電離能和電負性就越大。要點歸納1.原子半徑(1)影響因素原子半徑的大小取決于兩個相反的因素：電子的能層數(shù)和核電荷數(shù)。電子的能層越多，電子之間的負電排斥將使原子的半徑增大；而核電荷數(shù)越大,核對電子的引力也就越大，將使原子的半徑縮小。這兩個因素綜合的結(jié)果使各種原子的半徑發(fā)生周期性變化。(2)變化規(guī)律同周期元素：從左到右，電子的能層數(shù)不變,但隨核電荷數(shù)增多

13、使核對電子的引力增加而帶來原子半徑減小的趨勢大于增加電子后電子間斥力增大帶來原子半徑增大的趨勢。所以原子半徑逐漸減小。同主族元素：從上到下，電子的能層數(shù)逐漸增多，雖然核電荷數(shù)增多，但電子的能層數(shù)成為主要因素，所以原子半徑逐漸增大。2.電離能(1)電離能的有關(guān)規(guī)律第一電離能a同周期元素：從左到右，原子的第一電離能呈增大的變化趨勢，表示元素原子越來越難失去電子。b同主族元素：從上到下,原子的第一電離能逐漸減小,表示元素原子越來越易失去電子。逐級電離能a原子的逐級電離能越來越大。首先失去的電子是能量最高的電子，故第一電離能較小，以后再失去的電子都是能量較低的電子，所需要吸收的能量多；同時，失去電子后

14、離子所帶正電荷對電子的吸引更強,從而電離能越來越大。b逐級電離能的遞增有突躍現(xiàn)象。當電離能突然變大時說明電子的能層發(fā)生了變化，即同一能層中電離能相近，不同能層中電離能有很大的差距。如表所示鈉、鎂、鋁的電離能(kJmol1)元素電離能NaMgAlI1496738578I2456214511817I3691277332745I495431054011575金屬活動性順序與相應(yīng)的電離能的大小順序不一致。金屬活動性順序是金屬原子在水溶液中失去電子的難易，電離能是金屬原子在氣態(tài)時活潑性的量度，所以二者不可能完全一致。(2)電離能的應(yīng)用判斷主族元素在元素周期表中的族序數(shù)、價電子數(shù)，進而確定其最高化合價。判

15、斷金屬原子在氣態(tài)時失去電子的難易(即金屬性強弱)。一般地，原子的第一電離能越小，金屬性越強。3.電負性的應(yīng)用(1)判斷元素的金屬性和非金屬性及其強弱金屬的電負性一般小于1.8，非金屬的電負性一般大于1.8，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負性則在1.8左右,它們既有金屬性，又有非金屬性。金屬元素的電負性越小,金屬元素越活潑;非金屬元素的電負性越大,非金屬元素越活潑。(2)判斷化合物中元素化合價的正負電負性數(shù)值小的元素在化合物中吸引電子的能力弱，元素的化合價為正值；電負性數(shù)值大的元素在化合物中吸引電子的能力強，元素的化合價為負值。(3)判斷化學鍵的類型一般認為：如果兩個成鍵元

16、素原子間的電負性差值大于1.7，它們之間通常形成離子鍵；如果兩個成鍵元素原子間的電負性差值小于1.7，它們之間通常形成共價鍵。(4)元素“對角線規(guī)則”含義：在元素周期表中，某些主族元素與其右下方的主族元素(如圖)的有些性質(zhì)是相似的(如硼和硅的含氧酸鹽都能形成玻璃且互熔)，被稱為“對角線規(guī)則”。解釋：Li、Mg的電負性分別為1.0、1.2；Be、Al的電負性分別為1.5、1.5；B和Si的電負性分別為2.0、1.8。它們的電負性接近，說明它們對鍵合電子的吸引力相當，表現(xiàn)出的性質(zhì)相似。Li、Mg在過量氧氣中燃燒都只生成正常的氧化物；Be(OH)2、Al(OH)3都是兩性氫氧化物；硼酸和硅酸的酸性強

17、度很接近,且都是弱酸。即時應(yīng)用3.某元素原子的電子排布式為1s22s22p5，下列有關(guān)它的描述不正確的是()A屬于非金屬元素B除稀有氣體元素外，原子半徑最小C除稀有氣體元素外，元素的電負性最大D除稀有氣體元素外，在同周期中元素的第一電離能最大解析：選B。除稀有氣體元素外，氫元素的原子半徑最小，其次是氟。題型探究技法歸納題型1核外電子排布與元素周期表 某元素原子共有3個價電子，其中1個價電子位于3d能級。試回答：(1)該元素基態(tài)原子的電子排布式為_；例1(2)按電子排布，該元素在元素周期表中所處的區(qū)是_,屬于_元素(填“金屬”或“非金屬”)；(3)該元素在元素周期表里的位置是第_周期，第_族；最

18、高化合價是_?！舅悸伏c撥】解答此題注意以下兩點：(1)解題的關(guān)鍵是正確寫出原子的電子排布式.(2)根據(jù)原子序數(shù)確定元素所在的周期和族?！窘馕觥吭撛卦庸灿?個價電子，其中1個價電子位于3d能級，則其他兩個價電子必在4s上，故基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p6 3d14s2 ，原子序數(shù)是21，在第四周期，第B族，屬于金屬元素，最高化合價等于價電子數(shù)?！敬鸢浮?1)1s22s22p63s23p63d14s2(2)d金屬 (3)四B3【名師點睛】(1)價電子(即外圍電子)是指在化學反應(yīng)中電子數(shù)發(fā)生變化的能級上的電子。主族元素的外圍電子為該元素原子的最外層電子，副族元素的外圍電子與

19、其最外層電子和內(nèi)層電子有關(guān)。(2)由元素的價電子層排布式可知元素在周期表中的位置。周期數(shù)電子層數(shù)最高能層序數(shù)。主族元素的族序數(shù)該元素原子的價電子數(shù)。副族元素中，BB族(即d區(qū))元素的族序數(shù)該元素原子的價電子數(shù)；BB族(即ds區(qū))元素的(n1)d全充滿時，ns的電子數(shù)族序數(shù)。(3)最外層電子數(shù)為1、2的元素不一定是A、A的元素，還可能是過渡元素或He元素；族序數(shù)等于最外層電子數(shù)的元素不一定是主族元素，也可能是B族、B族等元素。題型2電離能的有關(guān)規(guī)律及其應(yīng)用 (2012黃石高二調(diào)研)不同元素的氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去最外層一個電子所需要的能量(即第一電離能，設(shè)其為E)如圖所示。例2試根據(jù)元素在周期表

20、中的位置，分析圖中曲線的變化特點，并回答下列問題：(1)同主族內(nèi)不同元素的E值變化的特點是_，各主族中E值的這種變化特點體現(xiàn)了元素性質(zhì)的_變化規(guī)律。(2)同周期內(nèi)，隨原子序數(shù)增大，E值增大。但個別元素的E值出現(xiàn)反常現(xiàn)象。試預(yù)測下列關(guān)系式中正確的是_(填寫編號)。E(砷)E(硒) E(砷)E(硒) E(溴)E(硒)(3)估計1 mol氣態(tài)Ca原子失去最外層一個電子所需能量E值的范圍：_EE(硒)、E(溴)E(硒)。(3)根據(jù)同主族、同周期規(guī)律可以推測：E(K)E(Ca)Al，故Cl元素化合價為負值?！敬鸢浮?1)隨原子序數(shù)的遞增，元素的電負性呈周期性變化或同周期主族元素從左到右，電負性逐漸增大(2)FNa離子鍵(3)共價負值(或1)【誤區(qū)警示】(1)氟是所有元素中電負性數(shù)值最大的元素，故在氟的化合物中，氟元素一定顯負價，沒有正價；(2)元素的金屬性和非金屬性之間沒有嚴格的界限，因此電負性1.8作為金屬元素與非金屬元素的分界也不是絕對的；(3)并不是所有電負性差大于1.7的元素都形成離子化合物，如H的電負性為2.1，F(xiàn)的電負性為4.0,電負性差為1.9，但HF為共價化合物。課堂達標即時鞏固元素金屬性和非金屬性強弱的判斷1.元素金屬性、