4.1原子結構與元素周期表 課件 高一上學期化學人教版（2019）必修第一冊-1

第1課時元素周期表第四章物質結構元素周期律元素周期表的由來：①1864年，德國化學家邁爾發(fā)表了《六元素表》，他把28種元素列在一張表上，表中各元素按原子量排列成序，并對元素進行了分族，且給尚未發(fā)現的元素留出了空位，比“三元素組”有了很大進步。②1865年，英國人紐蘭茲又提出一個叫做“八音律”的理論。他把元素按原子量遞增的順序排列，第八種元素的性質幾乎和第一種元素的性質相同。這種像音樂中八度音似的“八音律”，進一步揭示了元素的性質和元素原子量之間的密切聯系。

③1869年，俄國化學家門捷列夫將元素按照相對原子質量由小到大依次排列，通過分類歸納，制出了第一張元素周期表，揭示了化學元素間的內在聯系，使其構成了一個完整的體系，成為化學發(fā)展史上重要的里程碑之一。Ti=50Zr=90？=180V=51Nb=94Ta=182Cr=52Mo=96W=186Mn=55Rh=104.4Pt=197.44Fe=56Ru=104.4Ir=198Ni=Co=59Pd=106.6Os=199H=1Cu=63.4Ag=108Hg=200Be=9.4Mg=24Zn=65.2Cd=112B=11Al=27.4?=68Ur=116Au=197?C=12Si=28?=70Sn=118N=14P=31As=75Sb=122Bi=210O=16S=32Se=79.4Te=128?F=19Cl=35.5Br=80I=127Li=7Na=23K=39Rb=85.4Cs=133Tl=204Ca=40Sr=87.6Ba=137Pb=207?=45Ce=92?Er=56La=94?Yt=66Di=95In=75Th=118?門捷列夫的第一張周期表[思考與交流](觀察元素周期表)人們發(fā)現原子序數與元素的原子結構之間存在著如下關系：結合1-20號元素原子的結構示意圖和元素周期表中1-20號元素的排列，分析一下我們現在使用的元素周期表的排列規(guī)律。原子序數=核電荷數=質子數=電子數鉀（K）鈣（Ca）＋192881＋202882Na11鈉H1氫He2氦Li3鋰Be4鈹B5硼C6碳N7氮O8氧F9氟Ne10氖Mg12鎂Al13鋁Si14硅P15磷S16硫Cl17氯Ar18氬K19鉀Ca20鈣IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA01234族：具有相同的最外層電子數的列周期：具有相同的電子層數的行元素周期表A：主族Sc21

鈧Ti22鈦V23釩Cr24鉻Mn25錳Fe26鐵Co27鈷Ni28鎳Cu29銅Zn30鋅IIBIBVIIIVIIBVIBVBIVBIIIBB：副族[歸納與整理]

（二）編排原則：

⑴按原子序數的遞增順序從左到右排列

⑵將電子層數相同的元素排列成一個橫行

⑶把最外層電子數相同的元素按電子層數遞增的順序從上到下排成縱行。（一）關系：原子序數=核電荷數=質子數=核外電子數[思考與交流]元素周期表中有多少橫行、縱行？什么是周期？什么是族？７／１８11211111010910810710610510489-10380797877767574737257-714847464544434241403930292827262524232221868584838281545352515049363534333231181716151413109876528887565538372019121143176541882MLk382LK22K11031021011009998979695949392919089717069686766656463626160595857元素周期表IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA0IIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIB錒系鑭系主族周期副族過渡元素1.周期

元素周期表中具有相同的電子層數的元素，按照原子序數遞增的順序排列的一個橫行稱為一個周期。三、元素周期表的結構周期短周期長周期三個短周期、三個長周期、一個不完全周期

（７個）1（2）1H~2He2（8）3Li~9F、10Ne3（8）11Na~17Cl、18Ar4（18）19K~35Br、36Kr5（18）37Rb~53I、54Xe6（32）55Cs~85At、86Rn不完全周期7（32）87Fr~112號（118）周期短周期長周期第一周期：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：26種元素②周期序數=電子層數

（橫行）不完全周期①周期的分類由稀有氣體元素構成0族：由8、9、10三個縱行構成第Ⅷ族：由長周期元素構成副族：由短周期元素和長周期元素共同構成(稀有氣體元素除外）主族：族(7個)(7個)(1個)(1個)(16個)

把最外電子數相同的元素排成一個縱行，按電子層數遞增的順序從上到下排列2.族：過渡元素（過渡金屬）主族序數＝最外層電子數主族、副族的表示方法主族：ⅠA

、ⅡA

、ⅢA

、ⅣA

、ⅤA、ⅥA、ⅦA副族：ⅠB

、ⅡB

、ⅢB

、ⅣB

、ⅤB、ⅥB、ⅦB

③族的別稱第ⅠA族稱為

元素,第ⅥA族稱為

元素第ⅡA族稱為

元素,第ⅦA族稱為

元素第ⅣA族稱為

元素,第ⅤA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元素周期表的結構

歸納：三長、三短、一不全；七主、七副、零八族；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族請您回答1、氦元素原子最外層有兩個電子，為什么不把它排在ⅡA族？最外層填充兩個電子已達飽和，性質與ⅡA族的元素完全不同。3、請描述出Na、C、Al、S在周期表中的位置。2、哪周期元素種類最多？族呢？課堂練習1.已知某主族元素的原子結構示意圖如下，判斷其位于第幾周期？第幾族？Y+532818187第三周期第IA族第五周期第VIIA族2.主族元素在周期表中的位置取決于該元素的（）A.相對原子質量和核外電子數B.電子層數和最外層電子數C.相對原子質量的最外層電子數D.電子層數的次外層電子數BX3.推算原子序數為6、13、34、53、88的元素在周期表中的位置。原子序數613345388周期族23457IVAIIIAVIAVIIAIIA課堂練習4.下列各表為周期表的一部分（表中為原子序數），其中正確的是（）（A）（B）（C）（D）234111921011181961112132467143132D課堂練習5、元素X的原子獲得3個電子或元素Y的原子失去2個電子后，它們的電子層結構與氖原子的電子層結構相同。X、Y兩種元素的單質在高溫下得到的化合物的化學式為_______，元素X在周期表中是第____族。元素Y在周期表中位于第____周期。課堂練習Mg3N2VA三6.第三周期第IVA族的元素原子序數是：

。Na元素的原子序數為11，相鄰的同族元素的原子序數是：

。短周期元素中，族序數＝周期序數的元素有：

。族序數等于周期序數2倍的元素有：

。周期序數＝族序數2倍的有：

。143、19

H、Be、Al

ＣS

Li、Ｃa

課堂練習7.A、B、C是周期表中相鄰的三種元素，其中A、B是同周期，B、C是同主族。此三種元素原子最外層電子數之和為17，質子數之和為31，則A、B、C分別為什么元素？觀察，可得A是氮元素B是氧元素C是硫元素

7N8O

14P

16S課堂練習堿金屬元素單質Rb1.1807年英國化學家戴維（H.Davy,1778-1829）發(fā)現了鉀、鈉。3.1860年本生（W.Bunsen,1811-1899）發(fā)現了銫?！颁C”也是本生和基爾霍夫共同發(fā)現的。4.1861年基爾霍夫（GustarRobertKirchholf,1824-1887）和本生發(fā)現了銣。5.1939年法國女科學家佩雷（M.Perey）在研究鈾的天然放射系中發(fā)現該元素，為了紀念她的祖國而命名的“Francium”，意為“法蘭西”。中文譯為“鈁”。堿金屬元素的發(fā)現史：2.1817年瑞典化學家阿爾費德（Arfvedson）發(fā)現了鋰。[思考與交流]

我們把ⅠA稱為堿金屬族，我們?yōu)槭裁匆阉麄兙幵谝粋€族呢？請同學們畫出堿金屬的原子結構示意圖，分析堿金屬原子結構的共同之處？二、元素的性質與原子結構1、堿金屬元素（1）堿金屬的原子結構堿金屬的原子結構示意圖

堿金屬原子結構有何異同？①相同點：堿金屬元素原子結構的

相同，都為

。②遞變性：從Li到Cs，堿金屬元素的原子結構中，

依次增多。最外層電子數1個電子層數

物質的性質主要取決于原子的最外層電子數，從堿金屬原子的結構可推知其化學性質如何？是否完全相同？

最外層上都只有一個電子，化學反應中易失去一個電子，形成+1價的陽離子，并能與氧氣等非金屬元素及水發(fā)生化學反應。思考鈉鉀與氧氣反應劇烈燃燒，火焰呈

色，生成

色的固體劇烈燃燒，火焰呈

色與水反應（綠豆大一塊）

在水面上、

成銀白色、在水面上四處

、滴入酚酞溶液呈

色

在水面上、

成銀白色、在水面上四處

、滴入酚酞溶液呈

色，有微弱爆炸鈉、鉀化學性質比較黃淡黃色紫浮浮熔熔游游紅紅銣和水銫和水

根據實驗討論鈉與鉀的性質有什么相似性和不同性。你認為元素的性質與他們的原子結構有關系嗎？其余堿金屬的性質又如何？思考鈉與鉀都能與氧氣、水發(fā)生反應，但反應的劇烈程度不同更為復雜K2O、K2O2、KO2Li2O更為復雜Na2O、Na2O2CsKLiRbNa反應程度與O2反應單質越來越劇烈堿金屬與氧氣反應比較（1）相似性：均能與氧氣、與水反應,表現出金屬性；

4Li+O2====2Li2O2Na+O2====Na2O22Na+2H2O===2NaOH+H2↑2K+2H2O===2KOH+H2↑通式：2R+2H2O=2ROH+H2↑△△（2）遞變性：與氧氣、與水反應的劇烈程度有所不同；在同一族中，自上而下反應的劇烈程度逐漸增大.3、堿金屬元素在化學性質上的異同堿金屬元素的化學性質

遞變性：核電荷數逐漸增多電子層數逐漸增多原子半徑逐漸增大

相同點：最外層都有1個電子結構性質決定

相似性：容易失去1個電子，單質表現出很強的還原性

遞變性：核對最外層電子的引力減弱失電子能力增強金屬性逐漸增強單質的還原性增強LiNaKRbCs堿金屬的物理性質的比較相似點遞變性顏色硬度密度熔沸點導電導熱性密度變化LiNaKRbCs均為銀白色（Cs略帶金色）柔軟較小較低強逐漸增大（K特殊）單質的熔沸點逐漸降低熔沸點變化1.鋰電池是一種高能電池。鋰有機化學中重要的催化劑。鋰制造氫彈不可缺少的材料。鋰是優(yōu)質的高能燃料（已經用于宇宙飛船、人造衛(wèi)星和超聲速飛機）。3．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。2．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：原子結構性質相同點相似性不同點遞變性易于得到一個電子（具氧化性），化學性質活潑，體現強非金屬性得電子能力遞減，非金屬性遞減，氧化性遞減。原子的最外層均為7個電子核電荷數增多；電子層數遞增；原子半徑遞增學與問瀏覽P7的鹵族元素的原子結構，并思考：鹵素(ⅦA族)的原子結構有什么相同和不同之處？

鹵族元素在物理性質上的規(guī)律瀏覽P8資料片卡中鹵素單質的物理性質表，并總結規(guī)律：結論：（1）顏色——（2）狀態(tài)——（3）熔沸點——（4）密度——（5）溶解性——逐漸增大（自上而下）逐漸升高（自上而下）淺深；氣液固；逐漸減小（自上而下）最外層7個電子易得一個電子，核電荷數遞增電子層數遞增原子半徑依次增大得電子能力逐漸減弱原子結構性質決定具氧化性氧化性逐漸減弱３、鹵素單質的化學性質①對比Cl2，寫出Br2與Na、Fe反應的化學方程式。1).與金屬反應:F2Cl2Br2

的氧化性強，能把可變化合價的金屬氧化成高價的金屬鹵化物，I2

的氧化能力最弱，跟鐵反應只奪取鐵的2個電子，生成FeI2。②對比Cl2，寫出F2

、Br2、I2與H2

反應的化學方程式。它們發(fā)生反應的條件相同嗎？③對比Cl2，寫出Br2與H2O反應的化學方程式。I2+Fe=FeI2Br2+2Na=2NaBr3Br2+2Fe=2FeBr3名稱反應條件方程式氫化物穩(wěn)定性

F2冷暗處爆炸H2+F2====2HFHF很穩(wěn)定Cl2光照或點燃H2+Cl2=====2HClHCl穩(wěn)定Br2

高溫 H2+Br2======2HBrHBr較不穩(wěn)定I2高溫、持續(xù)加熱H2+I2======2HIHI很不穩(wěn)定緩慢進行

2)鹵素與氫氣的反應結論:FClBrI隨著核電荷數的增多，原子半徑的增大,（1）鹵素單質與H2化合的難易關系：F2>Cl2>Br2>I2(2)鹵化氫的穩(wěn)定性關系：HF>HCl>HBr>HIBr2＋H2O=====HBr＋HBrO反應越來越難以發(fā)生2F2＋2H2O=====4HF＋O2（特例）Cl2＋H2O=====HCl＋HClO3)鹵素與水反應通式：X2＋H2O=====HX＋HXO（X:Cl、Br、I）I2＋H2O=====HI＋HIO4)鹵素間的相互置換(1)Cl2＋2Br－

=====2Cl－＋Br2(2)Cl2＋2I－=====2Cl－＋I2(3)Br2+２I－=====２Br－＋I2

思考：根據上述實驗，排出Cl2、Br2、I2的氧化性強弱順序及Ｃｌ－、Ｂｒ－、Ｉ－的還原性強弱順序結論：

氧化性：Cl2＞Br2＞I2

還原性：Ｉ－＞Ｂｒ－＞Ｃｌ－小結鹵素原子結構的相似性，決定了單質化學性質的相似性。與金屬反應，生成鹵化物。與氫氣反應，生成鹵化氫。與水反應，生成鹵化氫和次鹵酸。鹵素原子結構的差異性，決定了單質化學性質的差異性和遞變性與氫反應的能力漸弱氫化物的穩(wěn)定性漸弱與水反應的能力漸弱特性碘遇淀粉顯藍色。氟氣和水的反應：2F2+2H2O=4HF+O2

分子式反應條件劇烈程度HX穩(wěn)定性

X2氧化性HX(X-)

還原性

HX水溶液酸性F2

Cl2Br2I2暗處光照500℃持續(xù)反應劇烈化合發(fā)生爆炸劇烈化合發(fā)生爆炸較慢化合緩慢化合很穩(wěn)定較穩(wěn)定較不穩(wěn)定很不穩(wěn)定同時分解弱強

強弱強弱弱酸

強酸構成原子的粒子核外電子原子核質子中子質量/kg9.109×10-311.673×10-271.675×10-27相對質量質子質量的1/18361.0071.008三、核素1、原子結構2、質量數（A）定義：忽略電子的質量，將原子核內所有質子和中子的相對質量取近似整數值加起來所得的數值，叫做質量數，符號A。質量數（A）＝質子數（Z）＋中子數（N）3、原子組成的表示方法A——質量數，Z——質子數，X——元素符號只能表示一種原子，不能表示元素a——代表質量數；b——代表核電荷數(質子數)

；c——代表離子的電荷數；d——代表化合價；e——代表原子個數abe+dXc+--a、b、c、d、e各代表什么？

4、元素、核素和同位素具有相同核電荷數（質子數）的同一類原子的總稱。具有一定數目的質子和一定數目的中子的一種原子。C126O817C14616O8（3）同位素：質子數相同而中子數不同的同一元素的不同原子，互稱同位素。（2）核素（1）元素：核素與同位素概念：右圖有三種原子，核內都只有一個質子、中子數為0、1、2，核外有一個電子，質量數為1、2、3，可表示為：11H

、12H、13H。屬質子數相同的同一類原子（總稱為氫元素），但中子數不同，則互稱為同位素。

同位素的性質①化學性質幾乎完全相同。②在天然存在的某元素里，不論游離態(tài)還是化合態(tài)，各核素所占的原子個數百分比是不變的。

＝R1