原子結(jié)構(gòu)與元素周期表 課件 2023-2024學年高一上學期化學人教版（2019）必修第一冊

原子結(jié)構(gòu)元素周期表一、人類認識原子結(jié)構(gòu)的歷程1.德謨克利特的古代原子學說(atom)古希臘哲學家德謨克利特認為物質(zhì)都是由不可分割的微粒即

構(gòu)成的，原子的結(jié)合和分離是萬物變化的根本原因。2.道爾頓的近代原子學說（實心球模型）19世紀初，英國科學家道爾頓提出了

學說。他認為物質(zhì)由

組成，原子不能被創(chuàng)造，也不能被毀滅，在化學變化中不可再分割，它們在化學反應中保持本性不變。原子原子原子3.湯姆生的“葡萄干面包式”的原子結(jié)構(gòu)模型1904年，英國物理學家湯姆生提出“

”原子結(jié)構(gòu)模型，他在1897年發(fā)現(xiàn)了原子中存在

。4.盧瑟福的帶核原子結(jié)構(gòu)模型1911年，英國物理學家盧瑟福提出“

模型”或“

模型”。他通過“α粒子散射實驗”，推測原子中心存在

，帶

。電子帶負電，在其周圍

，就像行星圍繞太陽運轉(zhuǎn)一樣。

葡萄干面包式電子有核行星原子核正電高速運動5.玻爾的軌道原子結(jié)構(gòu)模型1913年，丹麥物理學家玻爾引入

觀點。他提出了新的原子結(jié)構(gòu)模型：原子核外，電子在一系列穩(wěn)定的

上運動，每個軌道都具有一個

的能量值；核外電子在這些穩(wěn)定的軌道上運動時，既不

，也不

。6.現(xiàn)代原子結(jié)構(gòu)學說——電子云模型原子結(jié)構(gòu)理論在20世紀末和21世紀初又有了新的飛速發(fā)展。量子論軌道確定放出能量吸收能量人類的認知是循環(huán)往復，不斷發(fā)展的，中間或許會有歧路，但從宏觀整體上把握是呈現(xiàn)螺旋式上升趨勢的。二、原子結(jié)構(gòu)1.原子的組成(1)原子原子核質(zhì)子：帶

個單位正電荷中子：不帶電核外電子：帶

個單位負電荷11(2)質(zhì)量數(shù)：將原子核內(nèi)所有的

和

的相對質(zhì)量取整數(shù)加起來所得的數(shù)值，用

表示。(3)構(gòu)成原子的微粒間的兩個關(guān)系①質(zhì)量數(shù)(A)＝_____________________②質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)＝

＝原子序數(shù)。質(zhì)子中子A質(zhì)子數(shù)(Z)＋中子數(shù)(N)核電荷數(shù)(4)原子組成的表示方法質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)______________元素符號126天然存在的同位素相互間保持一定的比率。如12C為98.892%，13C為1.108%，14C為1.2×10—10%。12C、13C為穩(wěn)定同位素，14C為放射性同位素，半衰期為5730年，常被用來研究生物過程、生物化學過程等反應途徑的指示劑。

俗稱－重氫超重氫符號_________質(zhì)子數(shù)111中子數(shù)_______氫元素的三種核素HDT0122.元素、核素、同位素（課本96-97）(1)概念辨析質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)中子數(shù)質(zhì)子質(zhì)量(2)同位素的應用①____在考古工作中用于測定文物的年代；②

用于制造原子彈、核發(fā)電；③

用于制造氫彈；④放射性同位素釋放的射線可用于育種、治療惡性腫瘤等。14C核外電子排布決定原子的化學性質(zhì)，在多電子原子中，電子是如何排布的呢？三、核外電子排布1.核外電子的分層排布在多電子的原子里，電子的能量并不相同。能量低的，通常在離核

的區(qū)域運動；能量高的，通常在離核

的區(qū)域運動。核外電子的分層運動，又叫核外電子的分層排布。其關(guān)系如下：電子層層數(shù)(n)1234567符號_________NOPQ離核遠近由___到___能量高低由___到___近遠KLM近遠高低原子中電子處在原子核的引力場中，電子一般總是先從內(nèi)層排起，一層充滿后再填充下一層。每個電子層最多可以排布多少電子呢？282882+2+10+1828188+36+542818818+86281832818KLMNOP2n282182.原子核外電子排布的一般規(guī)律3.核外電子排布的表示方法——原子結(jié)構(gòu)示意圖(1)鈉原子的結(jié)構(gòu)示意圖如下，請注明其意義：電子層電子數(shù)原子核核電荷數(shù)(2)離子結(jié)構(gòu)示意圖：①陽離子：元素的原子失去最外層所有電子變?yōu)殡x子時，電子層數(shù)減少一層，形成與上一周期稀有氣體元素原子相同的電子層結(jié)構(gòu)，其核外電子數(shù)＝

。如

質(zhì)子數(shù)－所帶電荷數(shù)②陰離子：元素的原子得到電子變成簡單陰離子時，形成和同周期稀有氣體元素原子相同的電子層結(jié)構(gòu)，其核外電子數(shù)＝

。如質(zhì)子數(shù)＋所帶電荷數(shù)在練習本上依次畫出1～18號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖，分析總結(jié)它們的核外電子排布特點(填元素符號)：(1)最外層電子數(shù)為1的原子有____________；最外層電子數(shù)為2的原子有________________。(2)最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相等的原子有________________。(3)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的原子有_____________，3倍的原子有_____________。(4)次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有________________。(5)電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的原子有________________。(6)最外層電子數(shù)是電子層數(shù)2倍的原子有________________。元素周期表核素現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)和合成的元素一共有118種，如果每種元素都去仔細研究，耗費的人力、物力相當大。如何做？——分門別類去研究如何分類？找到規(guī)律，找到元素內(nèi)在的聯(lián)系。(2)元素周期表的演變①演變：隨著科學發(fā)展，為__________留下的空位先后被填滿。②編排依據(jù)：由相對原子質(zhì)量改為原子的_________。(1)第一張元素周期表①誕生：1869年，俄國化學家_________繪制出②繪制依據(jù)：將元素按照_____________由小到大的順序排列，將_______________的元素放在一個縱行。門捷列夫相對原子質(zhì)量化學性質(zhì)相似未知元素核電荷數(shù)元素周期表的發(fā)展歷程[思考與交流](觀察元素周期表)

按照元素在周期表中的順序給元素編號，

得到原子序數(shù)。

結(jié)合1-20號元素原子的結(jié)構(gòu)示意圖和元素周期表中1-20號元素的排列，分析一下我們現(xiàn)在使用的元素周期表的排列規(guī)律。原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)鉀（K）鈣（Ca）＋192881⑴把電子層數(shù)相同的元素，按原子序數(shù)遞增的順序從左到右排列⑵把最外層電子數(shù)相同的元素按電子層數(shù)遞增的順序從上到下排列

元素周期表排列的規(guī)律周期（橫行）第一周期：2種元素

第二周期：8種元素第三周期：8種元素第四周期：18種元素第五周期：18種元素第六周期：32種元素第七周期：32種元素(鑭系元素)(錒系元素)周期序數(shù)=電子層數(shù)短周期

長周期族

縱行主族：副族：ⅠA,ⅡA,ⅢA,ⅣA,ⅤA,ⅥA,ⅦA

第Ⅷ族：稀有氣體元素

0族：共七個主族ⅠB,ⅡB,ⅢB,ⅣB,ⅤB,ⅥB,ⅦB共七個副族三個縱行(8、9、10），位于ⅦB與ⅠB中間主族序數(shù)=最外層電子數(shù)①周期a．個數(shù)：元素周期表中有____個周期。b．特點：每一周期中元素的_________相同c．分類：短周期：包括_______________________。長周期：包括_____________________。元素周期表的結(jié)構(gòu)7

電子層數(shù)第一、二、三周期第四、五、六、七周期②族a．個數(shù)：元素周期表有___個縱行，但只有__個族。b．特點：元素周期表中主族元素的族序數(shù)等于其____________________。c．分類：主族：在族序數(shù)后標A，如周期表中第14縱行表示為第________族。18

16

原子的最外層電子數(shù)ⅣA

副族：在族序數(shù)后標B，如周期表中第6縱行表示為

第________族。0族：最外層電子數(shù)___(He為___)，其化合價定為__。Ⅷ族：周期表中第__________縱行。ⅥB

8

2

08、9、10

123456789101112131415161718ⅠAⅡA

ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡBⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0族的別稱第ⅠA族稱為

元素,第ⅡA族稱為

元素第ⅣA族稱為

元素,

第ⅤA族稱為

元素第ⅥA族稱為

元素第ⅦA族稱為

元素零族稱為

元素堿金屬堿土金屬碳族氮族氧族鹵族稀有氣體思考：Cl的位置的描述：第七主族VII族VIIA族第III周期第三周期第3周期第三周期第VIIA族

1、氦元素原子最外層有兩個電子，為什么不把它排在ⅡA族？2、哪周期元素種類最多？族呢？第ⅢB第六周期、第七周期元素規(guī)律性的總結(jié)預測新元素，為未知元素預留了“房間”。元素周期表的應用原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)門捷列夫曾預言有這樣一種元素，性質(zhì)上和鋁相似，稱其為“類鋁”，密度為5.9—6克/立方厘米。1875年，法國化學家布瓦博德蘭從閃鋅礦中發(fā)現(xiàn)了鎵元素，元素符號定為Ga，中文名為“鎵”。鎵元素，大部分數(shù)據(jù)和性質(zhì)都和門捷列夫預言的類鋁相近，只是測定的密度為4.7克/立方厘米，與預測值相距較大。1876年5月，法國科學院在院刊上公布了布瓦博德蘭關(guān)于鎵的新發(fā)現(xiàn)。不久，布瓦博德蘭就收到了門捷列夫?qū)憗淼男偶?，信中說讓他重新測定一下鎵的比重。于是，布瓦博德朗把鎵提純之后重新進行了測量，鎵的比重實測值為5.96，與門捷列夫的預測十分吻合！此事在歐洲的震動很大。而若干年之后，發(fā)現(xiàn)鈧和鍺的喜訊也相繼傳來，并且，鈧和鍺的理化性質(zhì)都與門捷列夫的預測相一致，從而為門捷列夫周期律的科學性提供了有力的證據(jù)?？茖W史話元素的化學性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系(1)活潑金屬元素的原子最外層電子數(shù)

，容易

電子；具有金屬性(2)活潑非金屬元素的原子最外層電子數(shù)

，容易

電子；具有非金屬性較少失去較多得到堿金屬元素1.位置ⅠA族(除氫外)的元素稱為堿金屬，它們的原子結(jié)構(gòu)有何異同？元素名稱元素符號核電荷數(shù)原子結(jié)構(gòu)示意圖最外層電子數(shù)電子層數(shù)原子半徑(nm)堿金屬元素鋰0.152鈉0.186鉀0.227銣0.248銫0.265LiNaKRbCs31119375511111234562、原子結(jié)構(gòu)2、原子結(jié)構(gòu)①相似性：原子結(jié)構(gòu)的

相同，都為

。最外層電子數(shù)1個②遞變性：從Li到Cs：核電荷數(shù)依次

；電子層數(shù)逐漸

；原子半徑逐漸

；增大增多增大結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)從堿金屬原子的結(jié)構(gòu)角度推測其化學性質(zhì)易失去1個電子形成+1價陽離子表現(xiàn)出還原性可與非金屬、水等反應LiNaKRbCs3、堿金屬單質(zhì)的化學性質(zhì)復習回顧：Na有哪些化學性質(zhì)？與非金屬單質(zhì)（如O2反應）與水反應常溫下：4Na+O2===

2Na2O加熱條件下：2Na+O2

===

Na2O22Na+2H2O=2NaOH+H2↑(1)與水反應3、堿金屬單質(zhì)的化學性質(zhì)鈉和鉀與水反應的比較物理性質(zhì)：質(zhì)軟、銀白色、密度比水小(1)與水反應鈉與水反應反應方程式浮、熔、游、響、紅浮、熔、游、響、紅，有微弱爆炸2Na+2H2O2NaOH+H2↑2K+2H2O2KOH+H2↑鉀2M+2H2O===2MOH+H2↑(M=Li,Na,K,Rb,Cs)3、堿金屬單質(zhì)的化學性質(zhì)反應劇烈程度↑，產(chǎn)物堿性↑3、堿金屬單質(zhì)的化學性質(zhì)（2）與非金屬的反應（以O(shè)2為例）3、堿金屬單質(zhì)的化學性質(zhì)（2）與非金屬的反應（以O(shè)2為例）鈉、鉀化學性質(zhì)比較鈉鉀與氧氣反應劇烈燃燒，火焰

色，生成

色的固體燃燒更劇烈，火焰呈

色（透過藍色鈷玻璃觀察）黃淡黃紫堿金屬化學反應方程式反應劇烈程度產(chǎn)物復雜程度活潑性Li逐漸逐漸逐漸NaKRbCs增大增大4Li+O2===2Li2O2Na+O2===Na2O2K+O2===KO2為什么堿金屬單質(zhì)化學性質(zhì)具有相似性和遞變性？結(jié)構(gòu)性質(zhì)相似性最外層都只有__________單質(zhì)都具有較強的_____;都能與_________反應。遞變性從Li→Cs:電子層數(shù)逐漸_____;原子半徑逐漸____:原子核對最外層電子的引力逐漸___。失電子能力逐漸_____;與O2、H2O反應劇烈程度逐漸____；堿性逐漸_____，如LiOH<____<____<____<CsOH,金屬性逐漸____決定1個電子增多增大減弱還原性O(shè)2、H2O增強增大增強NaOHKOHRbOH增強金屬元素的金屬性強弱判斷依據(jù)：1、根據(jù)金屬單質(zhì)與水或者與酸反應置換出氫的難易程度。置換出氫越容易，則金屬性越強。2、根據(jù)金屬元素最高價氧化物對應水化物堿性強弱。堿性越強，則原金屬元素的金屬性越強。鋰Li銣Rb鈉Na略帶金屬光澤4、堿金屬單質(zhì)的物理性質(zhì)閱讀課本P101表4-2，試著歸納堿金屬物理性質(zhì)的相似性和遞變性堿金屬單質(zhì)顏色和狀態(tài)密度(g.cm3)熔點(℃)沸點(℃)Li銀白色，柔軟0.534180.51347Na銀白色，柔軟0.9797.81882.9K銀白色，柔軟0.8663.65774Rb銀白色，柔軟1.53238.89688Cs略帶金屬光澤，柔軟1.87928.40678.4表4-2堿金屬單質(zhì)的主要物理性質(zhì)熔沸點逐漸降低最輕的金屬密度反常4、堿金屬單質(zhì)的物理性質(zhì)總結(jié)：堿金屬元素的遞變規(guī)律堿金屬元素原子結(jié)構(gòu)化學性質(zhì)物理性質(zhì)核電荷數(shù)電子層數(shù)原子半徑核對最外層電子的吸引力金屬性對應堿的堿性密度熔沸點LiNaKRbCs增加增加增加減弱增強增大(K除外)降低增強1.鋰電池是一種高能電池。4．銣銫主要用于制備光電管、真空管。銫原子鐘是目前最準確的計時儀器。3．鉀的化合物最大用途是做鉀肥。硝酸鉀還用于做火藥。堿金屬元素的用途：2.鈉鉀合金可以作核反應堆的傳熱劑5、堿金屬單質(zhì)規(guī)律的應用鋰電池電池原材料Li2CO3價格飛漲→鈉電池二者工作原理幾乎一致，研發(fā)成本低鹵族元素1.位置氯氣液溴碘氟氣2、鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)鹵素單質(zhì)顏色和狀態(tài)密度熔點(℃)沸點(℃)水溶性F2淡黃綠色，氣體1.69g?L-1-219.6-188.1反應Cl2黃綠色，氣體3.214g?L-1-101-34.6溶解Br2深紅棕色，液體3.119g?cm-3-7.258.78溶解I2紫黑色，固體4.93g?cm-3113.5184.4微溶表4—3鹵素單質(zhì)的主要物理性質(zhì)常溫下，唯一的液態(tài)非金屬單質(zhì)2、鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)顏色逐漸加深氣液固，密度逐漸增大熔沸點逐漸增大逐漸減小遞變性相似性都有顏色，不易溶于水（氟除外），易溶于苯、四氯化碳等有機溶劑（萃取原理）。結(jié)合下表，推測鹵族元素的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)有什么相似性和遞變性？元素名稱元素符號核電荷數(shù)原子結(jié)構(gòu)示意圖最外層電子數(shù)電子層數(shù)原子半徑(nm)氟0.071氯0.099溴0.114碘0.133FClBrI9173553777723453、原子結(jié)構(gòu)①相同點：最外層上都有____個電子；②遞變性：從F→I，核電荷數(shù)逐漸________，電子層數(shù)逐漸_____，原子半徑逐漸_____。7增多增多增大3、原子結(jié)構(gòu)具有氧化性易得1個電子（1）都能與金屬反應生成金屬鹵化物（2）都能與氫氣反應生成鹵化氫（HX）（3）都能與水反應（4）都能與堿反應4、鹵素單質(zhì)的化學性質(zhì)(1)鹵素單質(zhì)與氫氣反應鹵素單質(zhì)反應條件劇烈程度化學方程式產(chǎn)物穩(wěn)定性F2暗處劇烈，發(fā)生爆炸________________很穩(wěn)定Cl2光照或點燃劇烈_______________________較穩(wěn)定Br2加熱不劇烈__________________不如氯化氫穩(wěn)定I2不斷加熱不劇烈_____________不穩(wěn)定H2＋F2===2HF通式H2＋X2===2HX條件4、鹵素單質(zhì)的化學性質(zhì)從鹵素單質(zhì)與氫氣反應的條件及產(chǎn)物穩(wěn)定性來看，請你判斷Cl、Br