(共28张PPT)
第二节 原子结构与元素的性质(复习)
《物质结构与性质》
《物质结构与性质》
复习任务一 元素周期系
1.含义
(1)每一周期从 元素开始到 元素结束,最外层电子
排布从 递增到 (第一周期除外),但元素周期系的周期不是
单调的,每一周期里元素的数目不总是一样多。
碱金属
稀有气体
ns1
ns2np6
元素按其原子核电荷数递增排列的序列。
2.元素周期系的形成
(2)元素形成周期系的根本原因是 发生周期
性的重复。
元素的原子核外电子排布
《物质结构与性质》
复习任务一 元素周期系
(3)根据构造原理得出的核外电子排布,可以解释元素周期系的基本结构。
例如:第一周期从 开始,以 结束;其余各周期总是从 能级开
始,以 能级结束,其间递增的核电荷数(或电子数)就等于每个周期里
的元素数。
1s 2s→
2p 3s→
3p 4s→3d
→4p 5s→
4d→5p 6s→4f→
5d→6p 7s→5f→
6d→7p
周期 一 二 三 四 五 六 七
元素数 2 8 8 18 18 32 32
(4)元素周期表中,同族元素价层电子数 ,这是同族元素性质相似
的结构基础。
1s1
1s2
ns
np
相同
《物质结构与性质》
复习任务一 元素周期系
提示 第ⅢB族元素到第ⅦB族元素的价层电子数等于它们的族序数(除
镧系、锕系外);第Ⅷ族有3列元素,其族序数等于该族的第1列元素
的价层电子数;第ⅠB族、第ⅡB族的价层电子数等于族序数加10。
过渡元素的价层电子排布通式为(n-1)d1~10ns1~2(除镧系和锕系)。
深度思考
1.过渡元素、价层电子数跟它们的族序数有什么关系?写出它们的
价层电子排布通式。
《物质结构与性质》
提示 过渡元素中的镧系和锕系元素的价层电子排布不相同,
在第Ⅷ族中部分元素的价层电子排布也不相同。
提示 119号元素基态原子最外层电子排布为8s1;
第八周期应有50种元素。
2.预言119号元素基态原子最外层电子排布;预言第八周期有多少种元素。
3.同一族元素的价层电子排布一定相同吗?
复习任务一 元素周期系
《物质结构与性质》
归纳总结
①原子的电子层数=能级中最高能层序数=周期序数。
②主族元素原子的价层电子数=该元素在周期表中的主族序数。
族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
价层电
子排布 ns1 ns2 ns2
np1 ns2
np2 ns2
np3 ns2
np4 ns2
np5 Ns2
np6(除He为1s2外)
(1)价层电子排布和周期表的关系
复习任务一 元素周期系
《物质结构与性质》
③过渡元素(除镧系、锕系外,以第四周期为例)。
周期表中列数 族序数 价层电子排布
3 ⅢB (n-1)d1ns2
4 ⅣB (n-1)d2ns2
5 ⅤB (n-1)d3ns2
6 ⅥB (n-1)d5ns1
7 ⅦB (n-1)d5ns2
8~10 Ⅷ (n-1)d6~8ns2
11 ⅠB (n-1)d10ns1
12 ⅡB (n-1)d10ns2
复习任务一 元素周期系
《物质结构与性质》
④第ⅠB族可失去ns1电子和部分(n-1)d电子,所以第ⅠB族的族序数
<最高正价,第ⅡB族只失去ns2电子,第ⅡB族的族序数=最高正价。
(2)价层电子排布与元素的最高正价
复习任务一 元素周期系
①当主族元素失去全部价电子后,表现出该元素的最高化合价,
最高正价=主族序数(O、F除外)。
②第ⅢB~ⅦB族可失去ns和(n-1)d轨道上的全部电子,所以,
最高正价=族序数。
③第Ⅷ族可失去最外层的s电子和次外层的部分(n-1)d电子,
所以最高正价低于族序数(8),只有Ru和Os可表现正八价。
《物质结构与性质》
复习任务二 元素周期表的分区
(1)根据核外电子的排布分区
按电子排布式中最后填入电子的 可将元素周期表分为s、p、d、f
4个区,而第ⅠB、第ⅡB族这2个纵列的元素的核外电子因先填满了_______
能级而后再填充 能级而得名ds区。5个区的位置关系如下图所示。
能级符号
(n-1)d
ns
1.元素周期表的分区
《物质结构与性质》
复习任务二 元素周期表的分区
(2)根据元素的金属性和非金属性分区
《物质结构与性质》
复习任务二 元素周期表的分区
(1)在元素周期表中,某些主族元素与其右下方的主族元素(如图)的有
些性质是相似的(如锂和镁在过量的氧气中燃烧均生成正常氧化物,而
不是过氧化物),这种相似性被称为对角线规则。
(2)处于“对角线”位置的元素,它们的性质具有 。
2.元素的对角线规则
相似性
《物质结构与性质》
复习任务二 元素周期表的分区
提示 处于非金属与金属分界线上的元素既能表现出一定的非金属性,
又能表现出一定的金属性,因此这些元素常被称为半金属或类金属。
深度思考
1.s区、d区、p区分别有几个列?
提示 s区有两列;d区有8列,p区有6列。
2.为什么s区(H除外)、d区、ds区的元素都是金属元素?
提示 因为s区、d区和ds区元素的最外层电子数为1~2个。
3.处于非金属与金属分界线上的元素常被称为半金属或类金属,为什么?
提示 由于副族元素是从典型的金属元素过渡到非金属元素的中间
元素,因而又被称为过渡元素。
4.为什么副族元素又称为过渡元素?
《物质结构与性质》
复习任务二 元素周期表的分区
方法规律
根据原子结构特征判断元素在元素周期表中的位置
《物质结构与性质》
复习任务三 原子半径
(1)电子的能层数:电子的能层越多,电子之间的 使原子半径增大。
(2)核电荷数:核电荷数越大,核对电子的吸引作用就越大,使原子半径 。
排斥作用
减小
越小
越大
1.影响原子半径大小的因素
(1)同周期:从左到右,核电荷数越大,原子半径 。
(2)同主族:从上到下,核电荷数越大,原子半径 。
2.原子半径的递变规律
《物质结构与性质》
复习任务三 原子半径
(1)同种元素的离子半径:阴离子大于原子,原子大于阳离子,低价阳
离子大于高价阳离子。例如:r(Cl-) r(Cl),r(Fe) r(Fe2+) r(Fe3+)。
(2)能层结构相同的离子:核电荷数越大,半径越小。
例如:r(O2-)___r(F-) r(Na+) r(Mg2+) r(Al3+)。
(3)带相同电荷的离子:能层数越多,半径越大。例如:r(Li+) r(Na+)
r(K+) r(Rb+) r(Cs+),r(O2-) r(S2-) r(Se2-) r(Te2-)。
(4)核电荷数、能层数均不同的离子:可选一种离子参照比较。例如:
比较r(K+)与r(Mg2+),可选r(Na+)为参照,r(K+) r(Na+) r(Mg2+)。
>
>
>
>
>
>
>
<
<
<
<
<
<
<
>
>
3.原子或离子半径的比较方法
《物质结构与性质》
复习任务三 原子半径
方法规律
(3)“三电子”:若能层数、核电荷数均相同,则看核外电子数,电子数多的半径大。
(1)“一层”:先看能层数,能层数越多,一般微粒半径越大。
粒子半径比较的一般思路
(2)“二核”:若能层数相同,则看核电荷数,核电荷数越大,微粒半径越小。
《物质结构与性质》
复习任务三 原子半径
提示 C3->D->B+>A2+。
深度思考
若短周期元素的离子aA2+、bB+、cC3-、dD-具有相同的电子层结构。
(1)四种元素在周期表中的相对位置如何?
提示 短周期元素的离子:aA2+、bB+、cC3-、dD-具有相同的电子层
结构,则:a-2=b-1=c+3=d+1,且A、B在周期表中C、D的
下一周期。
(2)原子序数从大到小的顺序是什么?
提示 a>b>d>c。
(3)离子半径由大到小的顺序是什么?
《物质结构与性质》
复习任务四 元素的电离能
①第一电离能: 原子失去一个电子转化为 正
离子所需要的 叫做第一电离能,符号:I1。
②逐级电离能:气态基态一价正离子再失去一个电子成为气态基态二价
正离子所需的最低能量叫做第二电离能,第三电离能和第四、第五电离
能依此类推。由于原子失去电子形成离子后,若再失去电子会更加 ,
因此同一原子的各级电离能之间存在如下关系:I1气态电中性基态
气态基态
最低能量
困难
难易程度
容易
难
1.元素第一电离能的概念与意义
(1)概念
(2)意义:可以衡量元素的原子失去一个电子的 。第一电离
能数值越小,原子越 失去一个电子;第一电离能数值越大,原子
越 失去一个电子。
《物质结构与性质》
复习任务四 元素的电离能
(1)每个周期的第一种元素的第一电离能 ,最后一种元素的第一电离能 ,即一般来说,同周期随着核电荷数的递增,元素的第一电离能呈 趋势。
(2)同一族,从上到下第一电离能逐渐 。
最小
最大
减小
2.元素第一电离能变化规律
《物质结构与性质》
复习任务四 元素的电离能
(1)根据电离能数据,确定元素原子核外电子的排布及元素的化合价。如Li:I1 I2一个电子
+1价
非金属
金属
3.电离能的应用
(2)判断元素的金属性、非金属性强弱:I1越大,元素的 性越强;I1越小,元素的 性越强。
《物质结构与性质》
复习任务四 元素的电离能
(2)具有全充满、半充满及全空的电子构型的元素稳定性较高,其电离能数值较大,如稀有气体的电离能在同周期元素中最大,N为半充满、Mg为全充满状态,其电离能均比同周期相邻元素大。一般情况,第一电离能:ⅡA>ⅢA,ⅤA>ⅥA。
特别提醒——电离能的影响因素及特例
(1)电离能数值的大小主要取决于原子的核电荷数、原子半径及原子的电子构型。
《物质结构与性质》
复习任务四 元素的电离能
提示 碱金属元素的第一电离能越小,原子越容易失电子,碱金属
的活泼性越强。
深度思考
1.元素周期表中,第一电离能最大的是哪个元素?第一电离能最小的
应出现在周期表什么位置?
提示 最大的是He;最小的应在周期表左下角。
2.第二周期中,第一电离能介于B和N之间的有几个元素?分别是哪几个?
提示 Be、C、O共三个。
3.碱金属的第一电离能与碱金属的活泼性存在什么联系?
《物质结构与性质》
易错提醒
(2)由电离能的递变规律可知:同周期主族元素从左到右,元素的
第一电离能呈增大趋势,但ⅡA族的Be、Mg的第一电离能较同周
期ⅢA族的B、Al的第一电离能要大;ⅤA族的N、P、As的第一电
离能较同周期ⅥA族的O、S、Se的第一电离能要大。这是由于ⅡA
族元素的最外层电子排布为ns2,p轨道为全空状态,较稳定;而
ⅤA族元素的最外层电子排布为ns2np3,p轨道为半充满状态,比
ⅥA族的ns2np4状态稳定。
复习任务四 元素的电离能
(1)第一电离能与元素的金属性有本质的区别。
《物质结构与性质》
复习任务五 元素的电负性
(1)键合电子:元素相互化合时,原子中用于形成 的电子称为 。
(2)电负性:用来描述不同元素的原子对键合电子 的大小。电负性越大的原子,对键合电子的吸引力 。
(3)电负性大小的标准:以氟的电负性为 和锂的电负性为 作为相对标准。
化学键
键合电子
吸引力
越大
4.0
1.0
1.有关概念与意义
《物质结构与性质》
复习任务五 元素的电负性
(1)同周期元素从左到右,元素的电负性逐渐 ,元素的非金属
性逐渐 、金属性逐渐 。
(2)同主族元素从上到下,元素的电负性逐渐 ,元素的金属
性逐渐 、非金属性逐渐 。
变大
增强
减弱
变小
增强
减弱
小于
大于
1.8左右
2.递变规律
3.应用
①金属元素的电负性一般 1.8,非金属元素的电负性一般 1.8,
而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性在 ,
它们既有金属性,又有非金属性。
(1)判断元素的金属性和非金属性强弱
《物质结构与性质》
复习任务五 元素的电负性
②金属元素的电负性 ,金属元素越活泼;非金属元素的电负性
,非金属元素越活泼。
越小
越大
弱
强
3.应用
①电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力 ,元素的化合价为正值。
②电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力 ,元素的化合价为负值。
(2)判断元素的化合价
《物质结构与性质》
复习任务五 元素的电负性
(3)判断化合物的类型
如H的电负性为2.1,Cl的电负性为3.0,Cl的电负性与H的电负性之
差为3.0-2.1=0.9<1.7,故HCl为共价化合物;如Al的电负性为1.5,
Cl的电负性与Al的电负性之差为3.0-1.5=1.5<1.7,因此AlCl3为共
价化合物;同理,BeCl2也是共价化合物。
特别提醒 电负性之差大于1.7的元素不一定都形成离子化合物,如F
的电负性与H的电负性之差为1.9,但HF为共价化合物。
《物质结构与性质》
复习任务五 元素的电负性
提示 元素的电负性越大,非金属性越强;但第一电离能不一定越
大,例如电负性:N<O,而第一电离能:N>O。
深度思考
1.按照电负性的递变规律推测:元素周期表中电负性最大的元素和电
负性最小的元素位于周期表中的哪个位置?
提示 根据电负性的递变规律,在元素周期表中,越往右,电负性
越大;越往下,电负性越小,由此可知,电负性最大的元素位于周
期表的右上方,最小的元素位于周期表的左下方。
2.电负性越大的元素,非金属性越强吗?第一电离能越大吗?