元素周期律和元素周期表競賽37

元素周期律和元素周期表競賽37元素周期律

按核電荷數(shù)有小到大的順序給元素編號，這種序號叫做原子序數(shù)。1、原子序數(shù)來源2、結(jié)合圖表（3-18號元素），討論原子半徑、第一電離能、元素化合價的規(guī)律變化。（P124）（1）原子半徑變化：隨原子序數(shù)的遞增，元素的半徑發(fā)生周期性的變化。——結(jié)論1（2）第一電離能的周期性變化i概念：

某基態(tài)的氣態(tài)的原子失去電子變?yōu)闅鈶B(tài)離子所需要的能量M(g)–e→M+(g)I1——第一電離能M+(g)–e→M2+(g)I2——第二電離能

……各級I關(guān)系為：I1﹤I2﹤I3﹤……﹤Ii注意：電離能反映了原子失去電子的難易。I小，原子易失去電子，金屬性強。反之，I大，原子難失去電子，金屬性弱。ii分析表4-2，發(fā)現(xiàn)規(guī)律結(jié)論2：元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的遞增，呈現(xiàn)周期性的變化。（3）元素主要化合價的周期性變化3~9號元素LiBeBCNOFNe最高正價最低負(fù)價+1—+2—+3—+5-3—-2—-10NaMgAl

SiPSCl

Ar最高正價最低負(fù)價+1—+2—+3—+4-4+5-3+6-2+7-10結(jié)論3：隨著核電荷數(shù)的遞增，元素的主要化合價呈周期性變化，元素的最高正價重復(fù)出現(xiàn)由+1到+7遞增，最低負(fù)價由-4到-1遞增的變化。（稀有氣體元素除外）歸納：元素周期律：元素性質(zhì)隨核電荷遞增呈現(xiàn)周期性變化的規(guī)律。3、核外電子排布的周期性變化隨原子序數(shù)的遞增，電子排布總是由ns開始填充到np軌道充滿后結(jié)束，而后又開始新的電子層的填充。原子核外電子的排布呈現(xiàn)周期性的變化。1、內(nèi)容2、本質(zhì)原子核外電子層結(jié)構(gòu)的周期性。元素周期表一、元素周期表的結(jié)構(gòu)電子層數(shù)不變，按照原子序數(shù)依次遞增所形成的橫行分類：短周期（1、2、3）長周期（4、5、6）不完全周期（7）概念：1、周期注意：除第一、第七周期外，其余周期都從活潑金屬元素開始，逐步過渡到活潑的非金屬元素，最后以稀有氣體元素結(jié)束。判斷：元素所在的周期數(shù)=元素原子具有的電子層數(shù)周期的本質(zhì)：是按原子核外電子排布的能級組的不同對元素進(jìn)行分類。注意：鑭系元素：57號元素鑭（La）到71號元素镥（Lu）共15種元素，它們的電子層結(jié)構(gòu)和性質(zhì)非常相似，所以放在周期表中的同一格，總稱鑭系元素。錒系元素：89號元素錒（Ac）到103號元素鐒（Lr）共15種元素，它們的電子層結(jié)構(gòu)和性質(zhì)非常相似，所以放在周期表中的同一格，總稱錒系元素。其中，錒系元素中92U后面的元素多數(shù)是人工核反應(yīng)制得的放射性元素，叫做超鈾元素。例、試判斷11號Na元素48號Cd元素的周期∵電子層數(shù)n=5,∴Cd元素為第五周期元素。11Na的電子排布式為：1s22s22p63s1(或[Ne]3s1)

∵電子層數(shù)n=3，∴Na所在的周期為第三周期。48Cd的電子排布式為：[Kr]4d105s2

周期元素數(shù)目能級組原子軌道電子最大容量123456728818183223(未完)ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦ1s2s,2p3s,3p3d,4s,4p4d,5s,5p4f,5d,6s,6p5f,6d,7s(未完)288181832未滿各周期元素的數(shù)目各周期元素的數(shù)目＝各能級組中所能容納的電子數(shù)目2、族概念：最外層電子數(shù)不變，電子層數(shù)遞增形成的縱行分類：主族（A）、副族（B）、Ⅷ族、0族共7個主族。特點：內(nèi)層軌道已填滿，最后一個電子填充于ns或np軌道上(具有ns1～2

或ns2

np1～6結(jié)構(gòu))的元素。主族元素：(1)、主族元素的族數(shù)＝原子最外層電子數(shù)=元素的最高正價(2)、最外層電子數(shù)ns+np

＝8時，稱0族元素例：試推出35號元素所在的周期和族?解：35號元素溴(Br)的電子結(jié)構(gòu)式為:1s22s22p63s23p63d104s24p5∴該元素在周期系的第四周期ⅦA族副族元素（B族）次外層軌道未填滿，最外層1～2個電子。(具有(n-1)d1～10ns1～2的結(jié)構(gòu)）(n-1)d+ns

電子數(shù)＜8時。則：族數(shù)＝(n-1)d+ns電子數(shù)(n-1)d+ns電子數(shù)＝8，9，10時；族數(shù)=第Ⅷ族。

(n-1)d+ns

電子數(shù)＝11,12時，族數(shù)=第ⅠB；ⅡB族。例：試分別推出22、25、29、45元素所在的周期和族？22號元素Ti：[Ar]3d24s2

第ⅣB族25號元素Mn：[Ar]3d54s2

第ⅦB族元素29號元素Cu：[Ar]3d104s1第ⅠB族元素45號元素Rh：[Kr]4d85s1

第Ⅷ族元素3、列元素周期表中共有18個縱列，從左到右依次為1、2……18分別寫出每列的外圍電子構(gòu)型1234567ns1ns2(n-1)d1ns2(n-1)d2ns2(n-1)d3ns2(n-1)d5ns1(n-1)d5ns2891011121314(n-1)d6~8ns2(n-1)d10ns1(n-1)d10ns2ns2np1ns2np215161718ns2np3ns2np4ns2np5ns2np64、區(qū)根據(jù)最后1個電子排入的軌道，將周期表中的元素分成s、p、d、ds、f五個區(qū)①S區(qū)元素：次外層無d電子，最外層為ns1~2

的電子層結(jié)構(gòu)(ⅠA和ⅡA族)的元素該區(qū)元素具有活潑的化學(xué)性質(zhì)，易失去電子形成M+，M2+離子，稱為堿金屬（ⅠA族），堿土金屬（ⅡA族）。②p區(qū)元素：最外層電子結(jié)構(gòu)為ns2np1～6,包括了ⅢA～0族元素（He無p電子）。p區(qū)元素大多為非金屬，在化合物中可形成與族序數(shù)相同的最高氧化態(tài)(但O、F除外)。③d區(qū)(及ds區(qū))元素：

電子結(jié)構(gòu)特征(n-1)d1～10ns1～2包括了ⅢB～Ⅷ族和ⅠB與ⅡB族(ds區(qū))的過渡元素。本區(qū)元素最外層只有1～2個電子，化學(xué)反應(yīng)時可失去或參與反應(yīng)。因而表現(xiàn)出的化學(xué)性質(zhì)為ⅰ都是金屬；ⅱ可顯+2氧化態(tài)；ⅲ同周期的本區(qū)元素性質(zhì)比較相近；ⅳ除ns電子可參與反應(yīng)外，(n-1)d電子也可部分或全部參與反應(yīng)。因此可顯多種氧化態(tài)。④f區(qū)元素：

電子結(jié)構(gòu)特征：(n-2)f1～14(n-1)d0～2ns2電子填充時，最后一個電子填在(n-2)f

軌道上。包括了鑭系和錒系元素。

f區(qū)元素的特點是：化學(xué)性質(zhì)十分相似。因為最外層和次外層的電子結(jié)構(gòu)十分相似；只在倒數(shù)第三層有所不同。d區(qū)s區(qū)ds區(qū)p區(qū)f區(qū)例1：某第四周期元素失去3個電子后，在3d軌道上電子恰好半充滿，試寫出該元素的電子結(jié)構(gòu)式，判斷它在周期系中的位置、原子序數(shù)、元素名稱和符號?！咴撛貫榈谒闹芷谠亍嚯娮訉訑?shù)n=4∴該離子M3+具有3d5的電子結(jié)構(gòu)∴該元素的外層電子結(jié)構(gòu)為：3d64s2

則該元素的電子結(jié)構(gòu)為：[Ar]3d64s2，∴該元素在周期系中位置為：第四周期Ⅷ族。原子序數(shù)26號，元素名稱——鐵，符號Fe例2：試寫出第47號元素的電子結(jié)構(gòu)式，判斷它在周期系中的位置。解：該元素的電子層結(jié)構(gòu)式為：1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1

；[Kr]4d105s1∴該元素的周期系位置為：第五周期ⅠB族；元素名稱：銀；符號Ag二、元素及其形成的單質(zhì)、化合物性質(zhì)的遞變規(guī)律1、元素基本性質(zhì)的遞變規(guī)律（1）原子半徑的周期性變化由于原子形成的化學(xué)鍵或相互間的作用不同，原子半徑分有三種：a、共價半徑：原子間以共價鍵結(jié)合，兩原子核間距的一半?！ぁ1b、金屬半徑：金屬晶體中，兩相鄰原子核間距的一半···d2c、范德華半徑：在分子晶體中，兩相鄰原子核間距的一半。····d3

三種半徑的關(guān)系為：范氏r>金屬r>共價r

ⅰ短周期元素：從左→右，由于核電荷增大，原子半徑逐漸縮?、㈤L周期元素：（屏蔽作用P129）從左→右總趨勢逐漸減小，但其縮小的幅度較主族元素的小∵副族元素隨核電荷增加，電子依次在(n-1)d或(n-2)f軌道上填充。由于d電子像屏障一樣減弱了核對外層電子的吸引，從而使原子半徑的遞減幅度減小。而到了ds區(qū)的ⅠB、ⅡB族元素時，由于(n-1)d軌道電子全充滿，又增大了它的屏蔽作用，使原子半徑略有增大。問題：那如何來比較原子半徑的大小呢？a、原子半徑在周期中的變化：ⅱ長周期元素：（屏蔽作用P129）對于內(nèi)過渡元素(f區(qū)元素),電子填充在(n-2)f軌道上，對外層電子的屏蔽作用更大(σ=1),，所以原子半徑減小更少。b、原子半徑在族中的變化規(guī)律：①、原子半徑在族中的變化：ⅰ主族元素：ⅲ鑭系收縮現(xiàn)象：（P129）從上→下因電子層數(shù)增多，電子間的排斥力增大,原子半徑r增大。ⅱ副族元素：從上→下半徑變化不明顯，第四周期→第五周期略有增大，第五周期→第六周期半徑很相近在第六周期的鑭系元素中，從鑭→鐿整個系列的原子半徑總趨勢有所減小的現(xiàn)象：鑭系收縮主族元素

元素的原子半徑變化趨勢（2）電離能的周期性變化①電離能（I）的定義：使氣態(tài)的、基態(tài)的原子失去電子變?yōu)闅鈶B(tài)離子所需要的能量。M(g)–e→M+(g)I1——第一電離能M+(g)–e→M2+(g)I2——第二電離能

……各級I關(guān)系為：I1﹤I2﹤I3﹤……﹤Ii電離能反映了原子失去電子的難易。I小，原子易失去電子，金屬性強。反之，I大，原子難失去電子，金屬性弱。電離能的變化也呈現(xiàn)周期性的遞變規(guī)律。核電荷數(shù)元素符號I1I2I3I4I5I6I7I8I93Li5.475.6122.44Be9.318.2153.9217.75B8.325.137.9259.3340.16C11.324.447.964.5392.0489.87N14.529.647.477.597.9551.9666.88O13.635.154.977.4113.9138.1739.1871.19F17.435.062.687.1114.2157.1185.1953.61102A、

I1<I2<I3<I4<I5B、

分析Li，原子核外有3電子。I3比I2增大不到一倍，但I(xiàn)2比I1卻增大了十幾倍。說明這3電子分兩組，兩組能量有差異。I1比

I2、I3小得多，說明有一個電子能量較高，在離核較遠(yuǎn)的區(qū)域運動，容易被去掉。另兩個電子能量較低，在離核較近的區(qū)域運動。C、

結(jié)論：電子是分層排布的。Ⅰ、電離能在周期中的遞變規(guī)律：從左→右，隨核電荷增大，核對電子的吸引力增大，I↑(即:每周期IA的電離能最小，而0族稀有氣體電離能最大。過渡元素中，電子依次加到次外層，由于屏蔽作用，r減小緩慢，I略有增加。原子結(jié)構(gòu)的半滿和全滿狀態(tài)較穩(wěn)定，電離能比相鄰原子大。②電離能及其在周期系中的遞變規(guī)律：注意：Ⅱ、電離能在同族中的遞變規(guī)律：從上→下n增大，r增大，核對外層電子的吸引力減小。所以電離能下降。知道：副族元素的第一電離能變化幅度較小且規(guī)律性不大明顯，是因為它們新增的電子是填入到（n-1）d軌道或（n-2）f軌道，而最外層電子排布基本相同的緣故。元素的第一電離能的變化規(guī)律（3）、電子親合能（A）的周期性變化①

電子親合能（A）（電子親和勢）定義：由一個基態(tài)氣態(tài)原子得到電子變?yōu)闅鈶B(tài)負(fù)離子所放出的能量。例：

F(g)+e→F-(g)A1

=-328KJmol-1A是體現(xiàn)元素原子得到電子轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)離子的難易。A越負(fù)表明其越易得到電子變成負(fù)離子，表示非金屬性愈強。②電子親合能的周期性變化：A、

同周期：從左→右核電荷增大，原子半徑減小，核外電子吸引力增加，所以電子親合能的負(fù)值增大，即放出能量增大。B、

同族：從上→下，因原子半徑增大，核對電子的吸引力下降。所以A的負(fù)值變小。（4）元素的電負(fù)性()及其周期性變化：①定義：元素的原子在分子中吸引成鍵電子的能力?！娮幽芰Β陔娯?fù)性的周期性變化：A、

同周期（主族）：從左→右，值增大，元素非金屬性增強，金屬性減弱。B、同族（主族）：從上→下，值依次減小，非金屬性減弱，金屬性增強。C、

副族元素：值總的變化不明顯，它們之間相差較小，它們都是金屬，但金屬性不及IA、ⅡA族元素活潑。電負(fù)性逐漸

。增大電負(fù)性有的趨勢減小電負(fù)性最大電負(fù)性最小電負(fù)性()變化③電負(fù)性的應(yīng)用i、衡量元素的金屬性和非金屬性的強弱非金屬元素的電負(fù)性一般大于，而金屬元素的電負(fù)性一般小于。電負(fù)性越大，非金屬性越強，金屬性越弱。ii化學(xué)鍵的判斷A、B兩原子的電負(fù)性差值越大，A—B鍵的極性就越大。一般的經(jīng)驗是：△x＞，它們之間的鍵是離子鍵△x＜，它們之間的鍵是共價鍵電負(fù)性相等或相近的金屬元素之間則以金屬鍵形成金屬化合物。④氧化數(shù)（一般情況下，氧化數(shù)數(shù)值上等于化合價數(shù)。）非金屬元素形成的化合物中，電負(fù)性大的元素，其氧化數(shù)為負(fù)值，電負(fù)性小的元素，其氧化數(shù)為正值。二、主族元素的金屬性和非金屬性遞變規(guī)律虛線的左面是金屬元素，右面是非金屬元素。但是，金屬性、非金屬性并無嚴(yán)格界限，位于分界線附近的元素，既表現(xiàn)出某些金屬性質(zhì)又表現(xiàn)出某些非金屬性質(zhì)，我們常把兩側(cè)的元素稱為半金屬，比如B，Si，Ge，As，Te等。1243567B硼Al鋁Si硅Ge鍺As砷Sb銻Te碲Po釙At砹He2Ne10Ar18Kr36Xe54Rn86IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIBIIIAIVAVAVIAVIIAIIA0IA288181832鑭系錒系族123456789101112131415161718元素數(shù)目周期過渡元素三、元素形成的單質(zhì)和化合物性質(zhì)遞變規(guī)律1、同一周期：從左到右，主族元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性逐漸減弱，酸性逐漸增強；它們的氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性增強。2、同一主族：自上而下，元素最高價氧化物對應(yīng)的水化物堿性增強，酸性逐漸減弱，它們的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱。Li與Mg,Be與Al,B與Si這三對元素在周期表中處于對角線位置：

相應(yīng)的兩元素及其化合物的性質(zhì)有許多相似之處。這種相似性稱為對角線規(guī)則。第二周期元素與同族的其他元素在性質(zhì)上出現(xiàn)變化不連續(xù)性，卻