化学人教版（2019）必修第一册4.1原子结构与元素周期表 课件（共71张ppt）
文档属性
| 名称 | 化学人教版（2019）必修第一册4.1原子结构与元素周期表 课件（共71张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 24.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-09-16 12:28:34 | ||
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文档简介
(共71张PPT)
原子结构
元素周期表
一、人类认识原子结构的历程
1.德谟克利特的古代原子学说(atom)
古希腊哲学家德谟克利特认为物质都是由不可分割的微粒即 构成的，原子的结合和分离是万物变化的根本原因。
2.道尔顿的近代原子学说（实心球模型）
19世纪初，英国科学家道尔顿提出了 学说。他认为物质由 组成，原子不能被创造，也不能被毁灭，在化学变化中不可再分割，它们在化学反应中保持本性不变。
原子
原子
原子
3.汤姆生的“葡萄干面包式”的原子结构模型
1904年，英国物理学家汤姆生提出“ ”原子结构模型，他在1897年发现了原子中存在 。
4.卢瑟福的带核原子结构模型
1911年，英国物理学家卢瑟福提出“ 模型”或“ 模型”。
他通过“α粒子散射实验”，推测原子中心存在 ，带 。电子带负电，在其周围 ，就像行星围绕太阳运转一样。
葡萄干面包式
电子
有核
行星
原子核
正电
高速运动
5.玻尔的轨道原子结构模型
1913年，丹麦物理学家玻尔引入 观点。
他提出了新的原子结构模型：原子核外，电子在一系列稳定的 上运动，每个轨道都具有一个 的能量值；核外电子在这些稳定的轨道上运动时，既不 ，也不 。
6.现代原子结构学说——电子云模型
原子结构理论在20世纪末和21世纪初又有了新的飞速发展。
量子论
轨道
确定
放出能量
吸收能量
人类的认知是循环往复，不断发展的，中间或许会有歧路，但从宏观整体上把握是呈现螺旋式上升趋势的。
二、原子结构
1.原子的组成
(1)原子
原子核
质子：带 个单位正电荷
中子：不带电
核外电子：带 个单位负电荷
1
1
(2)质量数：将原子核内所有的 和 的相对质量取整数加起来所得的数值，用 表示。
(3)构成原子的微粒间的两个关系
①质量数(A)＝_____________________
②质子数＝核外电子数＝ ＝原子序数。
质子
中子
A
质子数(Z)＋中子数(N)
核电荷数
(4)原子组成的表示方法
质量数
质子数
_______
_______
元素符号
12
6
天然存在的 同位素相互间保持一定的比率。如12C为98.892%，13C为1.108%，14C为1.2×10—10%。12C、13C为稳定同位素，14C为放射性同位素，半衰期为5730年，常被用来研究生物过程、生物化学过程等反应途径的指示剂。
俗称 － 重氢 超重氢
符号 ___ ___ ___
质子数 1 1 1
中子数 __ __ ___
氢元素的三种核素
H
D
T
0
1
2
2.元素、核素、同位素（课本96-97）
(1)概念辨析
质子数
质子数
中子数
质子
质量
(2)同位素的应用
①____在考古工作中用于测定文物的年代；
② 用于制造原子弹、核发电；
③ 用于制造氢弹；
④放射性同位素释放的射线可用于育种、治疗恶性肿瘤等。
14C
核外电子排布决定原子的化学性质，在多电子原子中，电子是如何排布的呢？
三、核外电子排布
1.核外电子的分层排布
在多电子的原子里，电子的能量并不相同。能量低的，通常在离核 的区域运动；能量高的，通常在离核 的区域运动。核外电子的分层运动，又叫核外电子的分层排布。其关系如下：
电子层 层数(n) 1 2 3 4 5 6 7
符号 ___ ___ ___ N O P Q
离核远近 由___到___ 能量高低 由___到___ 近
远
K
L
M
近
远
高
低
原子中电子处在原子核的引力场中，电子一般总是先从内层排起，一层充满后再填充下一层。每个电子层最多可以排布多少电子呢？
2
8
2
8
8
2
+2
+10
+18
2
8
18
8
+36
+54
2
8
18
8
18
+86
2
8
18
32
8
18
KLMNOP
2n2
8
2
18
2.原子核外电子排布的一般规律
3.核外电子排布的表示方法——原子结构示意图
(1)钠原子的结构示意图如下，请注明其意义：
电子层
电子数
原子核
核电荷数
(2)离子结构示意图：
①阳离子：元素的原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期稀有气体元素原子相同的电子层结构，其核外电子数＝ 。
如
质子数－所带电荷数
②阴离子：元素的原子得到电子变成简单阴离子时，形成和同周期稀有气体元素原子相同的电子层结构，其核外电子数＝ 。
如
质子数＋所带电荷数
在练习本上依次画出1～18号元素的原子结构示意图，分析总结它们的核外电子排布特点(填元素符号)：
(1)最外层电子数为1的原子有____________；最外层电子数为2的原子有________________。
(2)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有________________。
(3)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子有_____________，3倍的原子有_____________。
(4)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有________________。
(5)电子层数与最外层电子数相等的原子有________________。
(6)最外层电子数是电子层数2倍的原子有________________。
元素周期表 核素
现在发现和合成的元素一共有118种，如果每种元素都去仔细研究，耗费的人力、物力相当大。
如何做？
——分门别类去研究
如何分类？
找到规律，找到元素内在的联系。
(2)元素周期表的演变
①演变：随着科学发展，为__________留下的空位先后被填满。
②编排依据：由相对原子质量改为原子的_________。
(1)第一张元素周期表
①诞生：1869年，俄国化学家_________绘制出
②绘制依据：将元素按照_____________由小到大的顺序排列，将_______________的元素放在一个纵行。
门捷列夫
相对原子质量
化学性质相似
未知元素
核电荷数
元素周期表的发展历程
[思考与交流] (观察元素周期表)
按照元素在周期表中的顺序给元素编号，
得到原子序数。
结合1-20号元素原子的结构示意图和元素周期表中1-20号元素的排列，分析一下我们现在使用的元素周期表的排列规律。
原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数
钾（K） 钙（Ca）
＋19 2 8 8 1
⑴ 把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排列
⑵ 把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排列
元素周期表排列的规律
周期（横行）
第一周期：2 种元素
第二周期：8 种元素
第三周期：8 种元素
第四周期：18 种元素
第五周期：18 种元素
第六周期：32 种元素
第七周期：32种元素
(镧系元素)
(锕系元素)
周期序数 = 电子层数
短周期
长周期
族
纵行
主族：
副族：
ⅠA , ⅡA , ⅢA , ⅣA ,ⅤA , ⅥA , ⅦA
第Ⅷ族：
稀有气体元素
0族：
共七个主族
ⅠB , ⅡB , ⅢB , ⅣB ,ⅤB , ⅥB , ⅦB
共七个副族
三个纵行(8、9、10），位于Ⅶ B 与ⅠB中间
主族序数=最外层电子数
①周期
a．个数：元素周期表中有____个周期。
b．特点：每一周期中元素的_________相同
c．分类：
短周期：包括_______________________。
长周期：包括_____________________。
元素周期表的结构
7
电子层数
第一、二、三周期
第四、五、六、七周期
②族
a．个数：元素周期表有___个纵行，但只有__ 个族。
b．特点：元素周期表中主族元素的族序数等于其____________________。
c．分类：
主族：在族序数后标A，如周期表中第14纵行表示为第________族。
18
16
原子的最外层电子数
ⅣA
副族：在族序数后标B，如周期表中第6纵行表示为
第________族。
0族：最外层电子数___(He为___)，其化合价定为__。
Ⅷ族：周期表中第__________纵行。
ⅥB
8
2
0
8、9、10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
ⅠA ⅡA ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
族的别称
第ⅠA族称为 元素 ,
第ⅡA族称为 元素
第ⅣA族称为 元素,
第ⅤA族称为 元素
第ⅥA族称为 元素
第ⅦA族称为 元素
零族称为 元素
碱金属
碱土金属
碳族
氮族
氧族
卤族
稀有气体
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、氦元素原子最外层有两个电子，
为什么不把它排在ⅡA族？
2、哪周期元素种类最多？族呢？
第ⅢB
第六周期、第七周期
元素规律性的总结
预测新元素，为未知元素预留了“房间”。
元素周期表的应用
原子结构与元素性质
门捷列夫曾预言有这样一种元素，性质上和铝相似，称其为“类铝”，密度为5.9—6克/立方厘米。
1875年，法国化学家布瓦博德兰从闪锌矿中发现了镓元素，元素符号定为Ga，中文名为“镓”。镓元素，大部分数据和性质都和门捷列夫预言的类铝相近，只是测定的密度为4.7克/立方厘米，与预测值相距较大。
1876年5月，法国科学院在院刊上公布了布瓦博德兰关于镓的新发现。不久，布瓦博德兰就收到了门捷列夫写来的信件，信中说让他重新测定一下镓的比重。于是，布瓦博德朗把镓提纯之后重新进行了测量，镓的比重实测值为5.96，与门捷列夫的预测十分吻合！此事在欧洲的震动很大。而若干年之后，发现钪和锗的喜讯也相继传来，并且，钪和锗的理化性质都与门捷列夫的预测相一致，从而为门捷列夫周期律的科学性提供了有力的证据。
科学史话
元素的化学性质与原子结构的关系
(1)活泼金属元素的原子最外层电子数 ，容易 电子；具有金属性
(2)活泼非金属元素的原子最外层电子数 ，容易 电子；具有非金属性
较少
失去
较多
得到
碱金属元素
1. 位置
ⅠA 族(除氢外)的元素称为碱金属，它们的原子结构有何异同？
元素名称 元素符号 核电荷数 原子结构示意图 最外层电子数 电子层数 原子半径(nm)
碱 金 属 元 素 锂 0.152
钠 0.186
钾 0.227
铷 0.248
铯 0.265
Li
Na
K
Rb
Cs
3
11
19
37
55
1
1
1
1
1
2
3
4
5
6
2、原子结构
2、原子结构
①相似性：
原子结构的 相同， 都为 。
最外层电子数
1个
②递变性：
从Li到Cs：
核电荷数依次 ；
电子层数逐渐 ；
原子半径逐渐 ；
增大
增多
增大
结构决定性质
从碱金属原子的结构角度推测其化学性质
易失去1个电子
形成+1价阳离子
表现出还原性
可与非金属、水等反应
Li
Na
K
Rb
Cs
3、碱金属单质的化学性质
复习回顾：
Na有哪些化学性质？
与非金属单质（如O2反应）
与水反应
常温下：4Na+O2=== 2Na2O
加热条件下：2Na+O2 === Na2O2
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
(1)与水反应
3、碱金属单质的化学性质
钠和钾与水反应的比较
物理性质：质软、银白色、密度比水小
(1)与水反应
钠
与水反应
反应方程式
浮、熔、游、响、红
浮、熔、游、响、红，有微弱爆炸
2Na + 2H2O 2NaOH + H2↑
2K + 2H2O 2KOH + H2↑
钾
2 M + 2 H2O === 2 MOH + H2↑
( M = Li, Na, K, Rb, Cs )
3、碱金属单质的化学性质
反应剧烈程度↑，产物碱性↑
3、碱金属单质的化学性质
（2）与非金属的反应（以O2为例）
3、碱金属单质的化学性质
（2）与非金属的反应（以O2为例）
钠、钾化学性质比较
钠 钾
与氧气 反应 剧烈燃烧， 火焰 色，生成 色的固体 燃烧更剧烈，火焰呈 色 （透过蓝色钴玻璃观察）
黄
淡黄
紫
碱金属 化学反应方程式 反应剧烈程度 产物复杂程度 活
泼
性
Li 逐 渐 逐 渐
逐
渐
Na K Rb Cs 增大
增大
4Li+O2===2Li2O
2Na+O2===Na2O2
K+O2===KO2
为什么碱金属单质化学性质具有相似性和递变性？
结构 性质
相 似 性 最外层都只有__________ 单质都具有较强的 _____ ;
都能与_________反应。
递 变 性 从Li→Cs:电子层数逐渐_____;原子半径逐渐____:原子核对最外层电子的引力逐渐 ___ 。 失电子能力逐渐_____;与O2、H2O反应剧烈程度逐渐____；
碱性逐渐_____，如LiOH< ____ < ____ < ____决定
1个电子
增多
增大
减弱
还原性
O2、H2O
增强
增大
增强
NaOH
KOH
RbOH
增强
金属元素的金属性强弱判断依据：
1、根据金属单质与水或者与酸反应置换出氢的难易程度。
置换出氢越容易，则金属性越强。
2、根据金属元素最高价氧化物对应水化物碱性强弱。
碱性越强，则原金属元素的金属性越强。
锂 Li
铷 Rb
钠 Na
略带金属光泽
4、碱金属单质的物理性质
阅读课本P101 表4-2，
试着归纳碱金属物理性质的相似性和递变性
碱金属单质 颜色和状态 密度 (g.cm3) 熔点 (℃) 沸点(℃)
Li 银白色，柔软 0.534 180.5 1347
Na 银白色，柔软 0.97 97.81 882.9
K 银白色，柔软 0.86 63.65 774
Rb 银白色，柔软 1.532 38.89 688
Cs 略带金属光泽，柔软 1.879 28.40 678.4
表4-2 碱金属单质的主要物理性质
熔沸点
逐渐降低
最轻的金属
密度反常
4、碱金属单质的物理性质
总结：碱金属元素的递变规律
碱金属元素 原子结构 化学性质 物理性质 核电荷数 电子层数 原子半径 核对最外层电子的吸引力 金 属 性 对应碱的碱性 密度
熔沸点
Li Na K Rb Cs
增
加
增
加
增
加
减
弱
增
强
增
大
(K
除
外)
降
低
增
强
1.锂电池是一种高能电池。
4．铷铯主要用于制备光电管、真空管。铯原子钟是目前最准确的计时仪器。
3．钾的化合物最大用途是做钾肥。硝酸钾还用于做火药。
碱金属元素的用途：
2.钠钾合金可以作核反应堆的传热剂
5、碱金属单质规律的应用
锂电池
电池原材料Li2CO3价格飞涨
→钠电池
二者工作原理几乎一致，研发成本低
卤族元素
1. 位置
氯气
液溴
碘
氟气
2、卤素单质的物理性质
卤素单质 颜色和状态 密度 熔点 (℃) 沸点(℃) 水溶性
F2 淡黄绿色，气体 1.69 g L-1 -219.6 -188.1 反应
Cl2 黄绿色，气体 3.214 g L-1 -101 -34.6 溶解
Br2 深红棕色，液体 3.119 g cm-3 -7.2 58.78 溶解
I2 紫黑色，固体 4.93g cm-3 113.5 184.4 微溶
表4—3 卤素单质的主要物理性质
常温下，唯一的液态非金属单质
2、卤素单质的物理性质
颜色
逐渐加深
气液固，密度逐渐增大
熔沸点
逐渐增大
逐渐减小
递变性
相似性
都有颜色，不易溶于水（氟除外），易溶于苯、四氯化碳等有机溶剂（萃取原理）。
结合下表，推测卤族元素的原子结构和性质有什么相似性和递变性？
元素名称 元素符号 核电荷数 原子结构 示意图 最外层电子数 电子层数 原子半径(nm)
氟 0.071
氯 0.099
溴 0.114
碘 0.133
F
Cl
Br
I
9
17
35
53
7
7
7
7
2
3
4
5
3、原子结构
①相同点：最外层上都有____个电子；
②递变性：从F→I，核电荷数逐渐________，电子层数逐渐_____，原子半径逐渐_____。
7
增多
增多
增大
3、原子结构
具有氧化性
易得1个电子
（1）都能与金属反应生成金属卤化物
（2）都能与氢气反应生成卤化氢（HX）
（3）都能与水反应
（4）都能与碱反应
4、卤素单质的化学性质
(1)卤素单质与氢气反应
卤素 单质 反应 条件 剧烈程度 化学方程式 产物稳
定性
F2 暗处 剧烈，发生爆炸 ________________ 很稳定
Cl2 光照或点燃 剧烈 _______________________ 较稳定
Br2 加热 不剧烈 __________________ 不如氯
化氢稳定
I2 不断 加热 不剧烈 _____________ 不稳定
H2＋F2===2HF
通式 H2＋X2===2HX
条件
4、卤素单质的化学性质
从卤素单质与氢气反应的条件及产物稳定性来看，请你判断Cl、Br、I单质的氧化性强弱，并用简单的实验验证你的想法。
提供药品：新制氯水、溴水、KCl溶液、KBr溶液、KI溶液
实 验 现 象 反应方程式
(2)卤素单质间的置换反应
实 验 现 象 反应方程式
溶液由无色变为橙黄色
溶液由无色变为褐色
溶液由无色变为褐色
Cl2＋2KBr === 2KCl＋Br2
2KI＋Br2 === 2KBr＋I2
2KI＋Cl2 === 2KCl＋I2
实验①②③结论：Cl2→I2氧化性逐渐减弱，相应卤素离子还原性逐渐增强。
① ② ③
4、卤素单质的化学性质
归纳：卤族元素原子结构和性质的相似性和递变性
1.卤族元素原子结构和性质的相似性：
（1）最外层均有7个电子；
（2）最高正价除F外均显＋7价，最低负价为－1价；
最高价氧化物对应水化物的通式为HXO4(F除外)。
2.卤族元素原子结构和性质的递变性：
结构及性质 规 律
原子半径
单质的氧化性
阴离子的还原性
与H2化合的难易程度
氢化物的稳定性
卤素的非金属性强弱
最高价氧化物对 应水化物的酸性
F、Cl、Br、I：原子半径逐渐增大
F－、Cl－、Br－、I－：还原性逐渐增强
F2、Cl2、Br2、I2与H2化合：越来越难
F2、Cl2、Br2、I2的氧化性：越来越弱
HF、HCl、HBr、HI稳定性：逐渐减弱
HClO4、HBrO4、HIO4酸性：逐渐减弱
F2、Cl2、Br2、I2非金属性：逐渐减弱
一般情况下，元素的非金属性强弱可以从以下两个方面判断：
①单质与氢气生成气态氢化物的难易程度及氢化物的稳定性；
②最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。
最外层电子数相同
结构
电子层数增加
原子半径增加
性质
失电子能力增强，金属性增强
得电子能力减弱，非金属减弱
决定
总结归纳
反映
原子结构
元素周期表
一、人类认识原子结构的历程
1.德谟克利特的古代原子学说(atom)
古希腊哲学家德谟克利特认为物质都是由不可分割的微粒即 构成的，原子的结合和分离是万物变化的根本原因。
2.道尔顿的近代原子学说（实心球模型）
19世纪初，英国科学家道尔顿提出了 学说。他认为物质由 组成，原子不能被创造，也不能被毁灭，在化学变化中不可再分割，它们在化学反应中保持本性不变。
原子
原子
原子
3.汤姆生的“葡萄干面包式”的原子结构模型
1904年，英国物理学家汤姆生提出“ ”原子结构模型，他在1897年发现了原子中存在 。
4.卢瑟福的带核原子结构模型
1911年，英国物理学家卢瑟福提出“ 模型”或“ 模型”。
他通过“α粒子散射实验”，推测原子中心存在 ，带 。电子带负电，在其周围 ，就像行星围绕太阳运转一样。
葡萄干面包式
电子
有核
行星
原子核
正电
高速运动
5.玻尔的轨道原子结构模型
1913年，丹麦物理学家玻尔引入 观点。
他提出了新的原子结构模型：原子核外，电子在一系列稳定的 上运动，每个轨道都具有一个 的能量值；核外电子在这些稳定的轨道上运动时，既不 ，也不 。
6.现代原子结构学说——电子云模型
原子结构理论在20世纪末和21世纪初又有了新的飞速发展。
量子论
轨道
确定
放出能量
吸收能量
人类的认知是循环往复，不断发展的，中间或许会有歧路，但从宏观整体上把握是呈现螺旋式上升趋势的。
二、原子结构
1.原子的组成
(1)原子
原子核
质子：带 个单位正电荷
中子：不带电
核外电子：带 个单位负电荷
1
1
(2)质量数：将原子核内所有的 和 的相对质量取整数加起来所得的数值，用 表示。
(3)构成原子的微粒间的两个关系
①质量数(A)＝_____________________
②质子数＝核外电子数＝ ＝原子序数。
质子
中子
A
质子数(Z)＋中子数(N)
核电荷数
(4)原子组成的表示方法
质量数
质子数
_______
_______
元素符号
12
6
天然存在的 同位素相互间保持一定的比率。如12C为98.892%，13C为1.108%，14C为1.2×10—10%。12C、13C为稳定同位素，14C为放射性同位素，半衰期为5730年，常被用来研究生物过程、生物化学过程等反应途径的指示剂。
俗称 － 重氢 超重氢
符号 ___ ___ ___
质子数 1 1 1
中子数 __ __ ___
氢元素的三种核素
H
D
T
0
1
2
2.元素、核素、同位素（课本96-97）
(1)概念辨析
质子数
质子数
中子数
质子
质量
(2)同位素的应用
①____在考古工作中用于测定文物的年代；
② 用于制造原子弹、核发电；
③ 用于制造氢弹；
④放射性同位素释放的射线可用于育种、治疗恶性肿瘤等。
14C
核外电子排布决定原子的化学性质，在多电子原子中，电子是如何排布的呢？
三、核外电子排布
1.核外电子的分层排布
在多电子的原子里，电子的能量并不相同。能量低的，通常在离核 的区域运动；能量高的，通常在离核 的区域运动。核外电子的分层运动，又叫核外电子的分层排布。其关系如下：
电子层 层数(n) 1 2 3 4 5 6 7
符号 ___ ___ ___ N O P Q
离核远近 由___到___ 能量高低 由___到___ 近
远
K
L
M
近
远
高
低
原子中电子处在原子核的引力场中，电子一般总是先从内层排起，一层充满后再填充下一层。每个电子层最多可以排布多少电子呢？
2
8
2
8
8
2
+2
+10
+18
2
8
18
8
+36
+54
2
8
18
8
18
+86
2
8
18
32
8
18
KLMNOP
2n2
8
2
18
2.原子核外电子排布的一般规律
3.核外电子排布的表示方法——原子结构示意图
(1)钠原子的结构示意图如下，请注明其意义：
电子层
电子数
原子核
核电荷数
(2)离子结构示意图：
①阳离子：元素的原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期稀有气体元素原子相同的电子层结构，其核外电子数＝ 。
如
质子数－所带电荷数
②阴离子：元素的原子得到电子变成简单阴离子时，形成和同周期稀有气体元素原子相同的电子层结构，其核外电子数＝ 。
如
质子数＋所带电荷数
在练习本上依次画出1～18号元素的原子结构示意图，分析总结它们的核外电子排布特点(填元素符号)：
(1)最外层电子数为1的原子有____________；最外层电子数为2的原子有________________。
(2)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有________________。
(3)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子有_____________，3倍的原子有_____________。
(4)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有________________。
(5)电子层数与最外层电子数相等的原子有________________。
(6)最外层电子数是电子层数2倍的原子有________________。
元素周期表 核素
现在发现和合成的元素一共有118种，如果每种元素都去仔细研究，耗费的人力、物力相当大。
如何做？
——分门别类去研究
如何分类？
找到规律，找到元素内在的联系。
(2)元素周期表的演变
①演变：随着科学发展，为__________留下的空位先后被填满。
②编排依据：由相对原子质量改为原子的_________。
(1)第一张元素周期表
①诞生：1869年，俄国化学家_________绘制出
②绘制依据：将元素按照_____________由小到大的顺序排列，将_______________的元素放在一个纵行。
门捷列夫
相对原子质量
化学性质相似
未知元素
核电荷数
元素周期表的发展历程
[思考与交流] (观察元素周期表)
按照元素在周期表中的顺序给元素编号，
得到原子序数。
结合1-20号元素原子的结构示意图和元素周期表中1-20号元素的排列，分析一下我们现在使用的元素周期表的排列规律。
原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数
钾（K） 钙（Ca）
＋19 2 8 8 1
⑴ 把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排列
⑵ 把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序从上到下排列
元素周期表排列的规律
周期（横行）
第一周期：2 种元素
第二周期：8 种元素
第三周期：8 种元素
第四周期：18 种元素
第五周期：18 种元素
第六周期：32 种元素
第七周期：32种元素
(镧系元素)
(锕系元素)
周期序数 = 电子层数
短周期
长周期
族
纵行
主族：
副族：
ⅠA , ⅡA , ⅢA , ⅣA ,ⅤA , ⅥA , ⅦA
第Ⅷ族：
稀有气体元素
0族：
共七个主族
ⅠB , ⅡB , ⅢB , ⅣB ,ⅤB , ⅥB , ⅦB
共七个副族
三个纵行(8、9、10），位于Ⅶ B 与ⅠB中间
主族序数=最外层电子数
①周期
a．个数：元素周期表中有____个周期。
b．特点：每一周期中元素的_________相同
c．分类：
短周期：包括_______________________。
长周期：包括_____________________。
元素周期表的结构
7
电子层数
第一、二、三周期
第四、五、六、七周期
②族
a．个数：元素周期表有___个纵行，但只有__ 个族。
b．特点：元素周期表中主族元素的族序数等于其____________________。
c．分类：
主族：在族序数后标A，如周期表中第14纵行表示为第________族。
18
16
原子的最外层电子数
ⅣA
副族：在族序数后标B，如周期表中第6纵行表示为
第________族。
0族：最外层电子数___(He为___)，其化合价定为__。
Ⅷ族：周期表中第__________纵行。
ⅥB
8
2
0
8、9、10
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
ⅠA ⅡA ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
族的别称
第ⅠA族称为 元素 ,
第ⅡA族称为 元素
第ⅣA族称为 元素,
第ⅤA族称为 元素
第ⅥA族称为 元素
第ⅦA族称为 元素
零族称为 元素
碱金属
碱土金属
碳族
氮族
氧族
卤族
稀有气体
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、氦元素原子最外层有两个电子，
为什么不把它排在ⅡA族？
2、哪周期元素种类最多？族呢？
第ⅢB
第六周期、第七周期
元素规律性的总结
预测新元素，为未知元素预留了“房间”。
元素周期表的应用
原子结构与元素性质
门捷列夫曾预言有这样一种元素，性质上和铝相似，称其为“类铝”，密度为5.9—6克/立方厘米。
1875年，法国化学家布瓦博德兰从闪锌矿中发现了镓元素，元素符号定为Ga，中文名为“镓”。镓元素，大部分数据和性质都和门捷列夫预言的类铝相近，只是测定的密度为4.7克/立方厘米，与预测值相距较大。
1876年5月，法国科学院在院刊上公布了布瓦博德兰关于镓的新发现。不久，布瓦博德兰就收到了门捷列夫写来的信件，信中说让他重新测定一下镓的比重。于是，布瓦博德朗把镓提纯之后重新进行了测量，镓的比重实测值为5.96，与门捷列夫的预测十分吻合！此事在欧洲的震动很大。而若干年之后，发现钪和锗的喜讯也相继传来，并且，钪和锗的理化性质都与门捷列夫的预测相一致，从而为门捷列夫周期律的科学性提供了有力的证据。
科学史话
元素的化学性质与原子结构的关系
(1)活泼金属元素的原子最外层电子数 ，容易 电子；具有金属性
(2)活泼非金属元素的原子最外层电子数 ，容易 电子；具有非金属性
较少
失去
较多
得到
碱金属元素
1. 位置
ⅠA 族(除氢外)的元素称为碱金属，它们的原子结构有何异同？
元素名称 元素符号 核电荷数 原子结构示意图 最外层电子数 电子层数 原子半径(nm)
碱 金 属 元 素 锂 0.152
钠 0.186
钾 0.227
铷 0.248
铯 0.265
Li
Na
K
Rb
Cs
3
11
19
37
55
1
1
1
1
1
2
3
4
5
6
2、原子结构
2、原子结构
①相似性：
原子结构的 相同， 都为 。
最外层电子数
1个
②递变性：
从Li到Cs：
核电荷数依次 ；
电子层数逐渐 ；
原子半径逐渐 ；
增大
增多
增大
结构决定性质
从碱金属原子的结构角度推测其化学性质
易失去1个电子
形成+1价阳离子
表现出还原性
可与非金属、水等反应
Li
Na
K
Rb
Cs
3、碱金属单质的化学性质
复习回顾：
Na有哪些化学性质？
与非金属单质（如O2反应）
与水反应
常温下：4Na+O2=== 2Na2O
加热条件下：2Na+O2 === Na2O2
2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑
(1)与水反应
3、碱金属单质的化学性质
钠和钾与水反应的比较
物理性质：质软、银白色、密度比水小
(1)与水反应
钠
与水反应
反应方程式
浮、熔、游、响、红
浮、熔、游、响、红，有微弱爆炸
2Na + 2H2O 2NaOH + H2↑
2K + 2H2O 2KOH + H2↑
钾
2 M + 2 H2O === 2 MOH + H2↑
( M = Li, Na, K, Rb, Cs )
3、碱金属单质的化学性质
反应剧烈程度↑，产物碱性↑
3、碱金属单质的化学性质
（2）与非金属的反应（以O2为例）
3、碱金属单质的化学性质
（2）与非金属的反应（以O2为例）
钠、钾化学性质比较
钠 钾
与氧气 反应 剧烈燃烧， 火焰 色，生成 色的固体 燃烧更剧烈，火焰呈 色 （透过蓝色钴玻璃观察）
黄
淡黄
紫
碱金属 化学反应方程式 反应剧烈程度 产物复杂程度 活
泼
性
Li 逐 渐 逐 渐
逐
渐
Na K Rb Cs 增大
增大
4Li+O2===2Li2O
2Na+O2===Na2O2
K+O2===KO2
为什么碱金属单质化学性质具有相似性和递变性？
结构 性质
相 似 性 最外层都只有__________ 单质都具有较强的 _____ ;
都能与_________反应。
递 变 性 从Li→Cs:电子层数逐渐_____;原子半径逐渐____:原子核对最外层电子的引力逐渐 ___ 。 失电子能力逐渐_____;与O2、H2O反应剧烈程度逐渐____；
碱性逐渐_____，如LiOH< ____ < ____ < ____
1个电子
增多
增大
减弱
还原性
O2、H2O
增强
增大
增强
NaOH
KOH
RbOH
增强
金属元素的金属性强弱判断依据：
1、根据金属单质与水或者与酸反应置换出氢的难易程度。
置换出氢越容易，则金属性越强。
2、根据金属元素最高价氧化物对应水化物碱性强弱。
碱性越强，则原金属元素的金属性越强。
锂 Li
铷 Rb
钠 Na
略带金属光泽
4、碱金属单质的物理性质
阅读课本P101 表4-2，
试着归纳碱金属物理性质的相似性和递变性
碱金属单质 颜色和状态 密度 (g.cm3) 熔点 (℃) 沸点(℃)
Li 银白色，柔软 0.534 180.5 1347
Na 银白色，柔软 0.97 97.81 882.9
K 银白色，柔软 0.86 63.65 774
Rb 银白色，柔软 1.532 38.89 688
Cs 略带金属光泽，柔软 1.879 28.40 678.4
表4-2 碱金属单质的主要物理性质
熔沸点
逐渐降低
最轻的金属
密度反常
4、碱金属单质的物理性质
总结：碱金属元素的递变规律
碱金属元素 原子结构 化学性质 物理性质 核电荷数 电子层数 原子半径 核对最外层电子的吸引力 金 属 性 对应碱的碱性 密度
熔沸点
Li Na K Rb Cs
增
加
增
加
增
加
减
弱
增
强
增
大
(K
除
外)
降
低
增
强
1.锂电池是一种高能电池。
4．铷铯主要用于制备光电管、真空管。铯原子钟是目前最准确的计时仪器。
3．钾的化合物最大用途是做钾肥。硝酸钾还用于做火药。
碱金属元素的用途：
2.钠钾合金可以作核反应堆的传热剂
5、碱金属单质规律的应用
锂电池
电池原材料Li2CO3价格飞涨
→钠电池
二者工作原理几乎一致，研发成本低
卤族元素
1. 位置
氯气
液溴
碘
氟气
2、卤素单质的物理性质
卤素单质 颜色和状态 密度 熔点 (℃) 沸点(℃) 水溶性
F2 淡黄绿色，气体 1.69 g L-1 -219.6 -188.1 反应
Cl2 黄绿色，气体 3.214 g L-1 -101 -34.6 溶解
Br2 深红棕色，液体 3.119 g cm-3 -7.2 58.78 溶解
I2 紫黑色，固体 4.93g cm-3 113.5 184.4 微溶
表4—3 卤素单质的主要物理性质
常温下，唯一的液态非金属单质
2、卤素单质的物理性质
颜色
逐渐加深
气液固，密度逐渐增大
熔沸点
逐渐增大
逐渐减小
递变性
相似性
都有颜色，不易溶于水（氟除外），易溶于苯、四氯化碳等有机溶剂（萃取原理）。
结合下表，推测卤族元素的原子结构和性质有什么相似性和递变性？
元素名称 元素符号 核电荷数 原子结构 示意图 最外层电子数 电子层数 原子半径(nm)
氟 0.071
氯 0.099
溴 0.114
碘 0.133
F
Cl
Br
I
9
17
35
53
7
7
7
7
2
3
4
5
3、原子结构
①相同点：最外层上都有____个电子；
②递变性：从F→I，核电荷数逐渐________，电子层数逐渐_____，原子半径逐渐_____。
7
增多
增多
增大
3、原子结构
具有氧化性
易得1个电子
（1）都能与金属反应生成金属卤化物
（2）都能与氢气反应生成卤化氢（HX）
（3）都能与水反应
（4）都能与碱反应
4、卤素单质的化学性质
(1)卤素单质与氢气反应
卤素 单质 反应 条件 剧烈程度 化学方程式 产物稳
定性
F2 暗处 剧烈，发生爆炸 ________________ 很稳定
Cl2 光照或点燃 剧烈 _______________________ 较稳定
Br2 加热 不剧烈 __________________ 不如氯
化氢稳定
I2 不断 加热 不剧烈 _____________ 不稳定
H2＋F2===2HF
通式 H2＋X2===2HX
条件
4、卤素单质的化学性质
从卤素单质与氢气反应的条件及产物稳定性来看，请你判断Cl、Br、I单质的氧化性强弱，并用简单的实验验证你的想法。
提供药品：新制氯水、溴水、KCl溶液、KBr溶液、KI溶液
实 验 现 象 反应方程式
(2)卤素单质间的置换反应
实 验 现 象 反应方程式
溶液由无色变为橙黄色
溶液由无色变为褐色
溶液由无色变为褐色
Cl2＋2KBr === 2KCl＋Br2
2KI＋Br2 === 2KBr＋I2
2KI＋Cl2 === 2KCl＋I2
实验①②③结论：Cl2→I2氧化性逐渐减弱，相应卤素离子还原性逐渐增强。
① ② ③
4、卤素单质的化学性质
归纳：卤族元素原子结构和性质的相似性和递变性
1.卤族元素原子结构和性质的相似性：
（1）最外层均有7个电子；
（2）最高正价除F外均显＋7价，最低负价为－1价；
最高价氧化物对应水化物的通式为HXO4(F除外)。
2.卤族元素原子结构和性质的递变性：
结构及性质 规 律
原子半径
单质的氧化性
阴离子的还原性
与H2化合的难易程度
氢化物的稳定性
卤素的非金属性强弱
最高价氧化物对 应水化物的酸性
F、Cl、Br、I：原子半径逐渐增大
F－、Cl－、Br－、I－：还原性逐渐增强
F2、Cl2、Br2、I2与H2化合：越来越难
F2、Cl2、Br2、I2的氧化性：越来越弱
HF、HCl、HBr、HI稳定性：逐渐减弱
HClO4、HBrO4、HIO4酸性：逐渐减弱
F2、Cl2、Br2、I2非金属性：逐渐减弱
一般情况下，元素的非金属性强弱可以从以下两个方面判断：
①单质与氢气生成气态氢化物的难易程度及氢化物的稳定性；
②最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。
最外层电子数相同
结构
电子层数增加
原子半径增加
性质
失电子能力增强，金属性增强
得电子能力减弱，非金属减弱
决定
总结归纳
反映