1.2.原子结构与元素的性质（共64页）2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

(共64张PPT)
第一章 原子结构与性质
第2节 原子结构与元素的性质
答辩模版/毕业设计/学术报告/开题报告通用PPT
答辩人：Asoledad
导师：微鱼
战
门捷列夫周期表
1869年，门捷列夫发现，元素的性质按照相对原子质量（原子序数）递增的顺序将元素排列起来得到一个元素序列
按照这个序列排列的元素的性质呈现周期性变化
一、原子结构与元素周期表
元素周期律、元素周期系
1913年，英国物理学家莫塞莱证明原子序数不是相对原子质量而是核电荷数
元素周期系是元素按其原子核电荷数递增排列的序列，
元素周期表是呈现元素周期系的表格。
战
维尔纳的特长式周期表
战
玻尔元素周期表
比前一个原子新增加电子填入内层轨道（能及交错，先排列4p能级，排满之后在填充3d能级）
有4f 电子
有32种元素
价电子数相等
短周期
长周期
第1周期：2 种元素
第2周期：8 种元素
第3周期：8 种元素
第4周期：18 种元素
第5周期：18 种元素
第6周期：32 种元素
第7周期：32种元素
镧57La – 镥71Lu 共15 种元素称镧系元素
锕89Ac – 铹103Lr 共15 种元素称锕系元素
周期序数 = 电子层数（能层数）
周期
（横行）
【知识回顾】
元素周期表的结构
族
主族：
副族：
ⅠA , ⅡA , ⅢA , ⅣA ,ⅤA , ⅥA , ⅦA
稀有气体元素
主族序数=最外层电子数=价电子数=最高正价数
（纵行）
零族：
ⅠB , ⅡB , ⅢB , ⅣB ,ⅤB , ⅥB , ⅦB,VIII
第VIII 族：三个纵行(8、9、10）
元素周期表结构：
ⅠA ⅡA ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB VIII ⅠB ⅡB ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0族
学以致用 提升关键能力 校本P13
1.下列说法错误的是( )
A.元素周期律揭示了元素性质随核电荷数递增而呈现周期性变化的规律
B.元素按其原子核电荷数递增排列的序列称为元素周期系
C.元素周期表是元素周期律的具体表现形式
D.元素周期表和元素周期系均有多种形式
D
原子结构
表中位置
元素性质
原子序数 = 核电荷数
周期数 = 电子层数
主族序数 = 最外层电子数
同位素－化学性质相同
相似性
递变性（从上至下，金属性增强，非金属性减弱）
同周期
同主族
递变性
（从左到右，金属性减弱，非金属性增强）
电子层数
最外层电子数
元素金属性、
非金属性强弱
（主族）最外层电子数 = 最高正价
最外层电子数－8 = 最低负价
构—位—性
ⅠA 0
1s1 ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 1s2
2s1 2s2 2s22p1 2s22p2 2s22p3 2s22p4 2s22p5 2s22p6
3s1 3s2 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB 3s23p1 3s23p2 3s23p3 3s23p4 3s23p5 3s23p6
4s1 4s2 3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 3d104s2 4s24p1 4s24p2 4s24p3 3s23p4 4s24p5 4s24p6
【思考】 每一个周期有什么规律？
二、构造原理与元素周期表
周期 ns→np 电子数 元素数目
一 1s
二 2s→2p
三 3s→ 3p
四 4s→ 3d→ 4p
五 5s→ 4d→ 5p
六 6s→ 4f→ 5d→ 6p
七 7s→ 5f→6d→7p
递增的核电荷数（或电子数）= 元素个数
最高能层序数 = 元素的周期序数
【思考与讨论】若以一个方格代表一种元素，每个周期排一横排，并按s、p、d、f分段，左侧对齐，可以得到如下元素周期表：
s
s
s
s
s
s
s
p
p
p
p
p
p
d
d
d
d
f
f
如何将其变成书末的元素周期表？
ⅠA 0
1s1 ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 1s2
2s1 2s2 2s22p1 2s22p2 2s22p3 2s22p4 2s22p5 2s22p6
3s1 3s2 3s23p1 3s23p2 3s23p3 3s23p4 3s23p5 3s23p6
4s1 4s2 4s24p1 4s24p2 4s24p3 3s23p4 4s24p5 4s24p6
主族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
价电子构型
①主族：ns1→ns2np5，主族序数 = 最外层电子数 = 价层电子数
②0族：He为1s2，其他为ns2np6
ns1
ns2
ns2np1
ns2np2
ns2np3
ns2np4
ns2np5
ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d64s2 3d74s2 3d84s2 3d104s1 3d104s2
族序数 ⅢB ⅣB … ⅦB
价电子构型 …
Ⅷ ⅠB ⅡB
(n-1)d1ns2
(n-1)d2ns2
(n-1)d5ns2
(n-1)d6~9ns1~2
(n-1)d10ns1
(n-1)d10ns2
ⅢB ～ⅦB族和第Ⅷ族:
(n-1)d1-9ns1-2
ⅠB 、ⅡB族:
(镧系、锕系除外)
(n-1)d10ns1-2
③副族
[(n-1)d轨道为全充满状态]
②主族序数=最外层电子数=价层电子数
①周期数 = 电子层数 = 最高能层序数
ns1→ns2np5
③0族：He为1s2，其他为ns2np6
族序数=价电子数
(n-1)d1-9ns1-2
列序数=价层电子数，
若价层电子数分别为8、9、10，则是第Ⅷ族的。
④ⅢB～ⅦB族
⑤ⅠB 、ⅡB族：族序数=最外层ns轨道上的电子数
⑤Ⅷ族：
★小结
【自我诊断】校本P13
（1）最外层电子排布式为 的基态原子对应元素一定位于元素周期表
中第ⅡA族( )
×
（2）元素的价层电子数一定等于其所在族的族序数( )
×
（3）最外层电子排布式为 的元素一定是金属元素( )
×
（4）次外层全充满而最外层有未成对电子的元素一定是主族元素( )
×
（5）基态原子的价层电子排布为 的元素一定是过渡元素
( )
√
校本P13
2.已知下列元素原子的最外层电子排布式,其中不一定能表示该元素为主族
元素的是( )
A. B. C. D.
B
校本P13
3.若某原子的价层电子排布式为 ，则下列说法正确的是( )
A.该元素位于元素周期表中第五周期第Ⅲ 族
B.该元素基态原子的价层电子数为2
C.该元素为非金属元素
D.该元素基态原子的 层共有8个电子
A
三、元素周期表的分区
根据元素的金属性和非金属性分区
按电子排布式中最后填入电子的能级符号可将元素周期表分为s、p、d、f、 ds 5个区(除ds区外区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级符号)。仔细观察周期表，你能划分开吗？这些区分别有几个纵列？
ⅠA 0
1 ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA
2 p区
3 s区 ⅢB ⅣB ⅤB ⅥB ⅦB Ⅷ ⅠB ⅡB
4 d区 ds区
5
6
7
镧系 f区
锕系
元素周期表的分区简图
包括元素 价电子排布 元素分类
s区
p区
d区
ds区
f区
ⅠA、ⅡA族
ⅢA～零族
ⅢB～Ⅷ族
ⅠB、ⅡB族
镧系和锕系
ns2np1～6
(n－1)d1～8ns2
(n－1)d10ns1～2
(n－2）f0～14ns2
活泼金属
大多为非金属
过渡元素
过渡元素
过渡元素
s区和p区的共同特点是：最后1个电子都排布在 ;除零族外，最外层电子的总数等于该元素的 。除零族外，s区和p区的元素都是主族元素。
最外层
族序数
ns1～2
【思考】1、为什么副族元素又称为过渡元素？
2、为什么在元素周期表中非金属元素主要集中 在右上角三角区内（如图）？
3、为什么处于非金属三角区边缘的元素常被称为半金属或准金属？
1、副族元素处于金属元素向非金属元素过渡的区域。
2、元素的价电子结构和元素周期表中元素性质递变规律决定了非金属集中在右上角三角区。
3、处于非金属三角区边缘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。
学以致用 提升关键能力 校本P14
1. 关于元素周期表的分区，下列说法正确的是( )
A.元素周期表的 区包括所有的第Ⅰ 族和第Ⅱ 族元素
B.元素周期表的 区包括所有的过渡元素
C.过渡元素包括p 区、 区、 区、 区的元素
D. 区元素不都是副族元素
A
校本P14
2.已知某元素 价离子的电子排布式为 ,该元素在元
素周期表中的位置和所属分区是( )
A.第三周期第 族; 区 B.第三周期第Ⅲ 族; 区
C.第四周期第 族; 区 D.第五周期第Ⅲ 族; 区
C
校本P15
3.已知某元素 价离子的核外电子排布式为 ，该元
素在元素周期表中的位置及所属分区是( )
A.第四周期第 族， 区 B.第六周期第Ⅴ 族， 区
C.第四周期第Ⅰ 族， 区 D.第四周期第Ⅴ 族， 区
C
1、对角线规则是从相关元素及其化合物的许多性质中总结出来的
经验规则,不是定理。
对角线规则
在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，这种相似性被称为对角线规则
2、相似性
2、相似性：
①Li、Mg在空气中燃烧的产物分别是Li2O和MgO
Li、Mg与氮气反应生成Li3N、Mg3N2
②B、Si的含氧酸都是弱酸等
③Be、Al两元素具有两性
校本P15
3.(2023·辽宁东北育才学校高二月考)锂和镁在元素周期表中有特殊“对角线”
关系，它们的性质相似。下列有关锂及其化合物的叙述正确的是( )
A. 难溶于水
B. 与 反应的产物是
C. 易溶于水
D. 与 受热都很难分解
B
校本P15
5.仔细观察下图，回答下列问题：
（1）B的原子结构示意图为_ ______，B元素位于元素周期
表的第 ____ 周期第_____族。
二
ⅢA
（2）铍的最高价氧化物对应的水化物是______（填“酸性”“碱性”或“两性”）
化合物，证明这一结论的有关离子方程式是__________________________
____________________________ ________。
两性
、
（3）根据 在空气中的燃烧情况， 在空气中燃烧生成的产物为______
______ _（用化学式表示）。
、
【知识回顾】
随核电荷数的递增，元素的性质周期性的变化。
元素
的性质
元素的金属性和非金属性
原子半径
元素化合价
……
【思考】元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径的变化趋势如何？周期表中的同主族元素从上到下，原子半径的变化趋势如何？应如何理解这种趋势？
二、元素周期律
（一）原子半径
（1）影响因素:
原子半径大小
取决于
电子的能层数
核电荷数
电子能层数：电子的能层越多，电子之间排斥作用越大，原子半径增大。
核电荷数：核电荷数越大，核对电子吸引作用也就越大，原子半径减小。
二、元素周期律
（一）原子半径
（2）一般规律：
①电子能层数不同时，电子层数越多，原子半径越大；
②电子能层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小；
③电子层结构相同的微粒，核电荷数越大，半径越小。
原子
半径大
小规律
离子
半径大
小规律
“Ne型”
“Ar型”
“序大—径小”
同种元素的原子/离子
r(Si) r(O)
r(S2-) r(Na+)
r(Se2-) r(Cl-)
原子半径依次减小
原子半径依次增大
离子半径依次增大
r（阴离子）>r（阳离子）
r（阴离子）>r（原子）>r（阳离子）
（3）粒子半径比较的一般思路
“一层”：先看能层数，能层数越多，一般微粒半径越大。
“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。
“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。
【问题探究】校本P16
1.你能比较出下列原子的半径大小吗？
（1）C、 、 、 （2） 、C、 （3） 、 、 、
（1）
（2）
（3）
2.你能比较出下列离子的半径大小吗？
（1） 、 、 、 （2） 、 、
（1）
（2）
3.若短周期元素的离子 、 、 、 具有相同的能层结构。
那么这四种元素的原子序数从大到小的顺序是什么？这四种离子的半径从
大到小的顺序是什么？
； 。
学以致用 提升关键能力 校本P17
1.下列微粒半径依次增大的是( )
A.同一主族元素随着原子序数递增的原子
B.同一周期的主族元素随着原子序数递增的原子
C. 、 、 、
D. 、 、 、
A
校本P17
2.下列原子半径最大的是( )
A.
B.
C.
D.
D
校本P17
3.下列化合物中阳离子半径与阴离子半径比值最小的是( )
A. B. C. D.
B
（二）电离能
（1）概念：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。用符号Ｉ1表示，单位：kJ/mol。
从一价气态基态正离子中再失去一个电子所需要的能量叫做第二电离能（Ｉ2），依次类推。
(2)意义：可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。
（第二电离能）
（第三电离能）
（第一电离能）
（二）电离能
(2)意义：可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。
第一电离能数值越小，原子越容易失去一个电子；
第一电离能数值越大，原子越难失去一个电子。
原子序数
第一电离能（kJ·mol-1）
①同周期：每个周期的第一种元素(氢或碱金属)的第一电离能最小，最后一种元素(稀有气体)的第一电离能最大；
a、同周期：从左到右，总体呈现增大趋势(有个别反常)。
（3）第一电离能周期性变化规律
第一电离能（kJ·mol-1）
原子序数
2s22p1
3s23p1
3s23p4
2s22p3
3s23p3
2s22p4
3s2
2s2
①同周期：
b、ⅡA元素＞ ⅢA的元素；ⅤA元素＞ ⅥA元素
第一电离能（kJ·mol-1）
原子序数
②同主族：自上而下第一电离能逐渐减小 ,表明自上而下原子越来越易失去电子。
(1)碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么联系？
(2)下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能。
为什么原子的逐级电离能越来越大？这些数据跟钠、镁、铝的化合价有什么联系？
【思考与讨论】教材P24
碱金属电离能越小，能量越高，越活泼，越易失去电子。
①同一元素的逐级电离能是逐渐增大的：半径变小，核电荷数未变而电子数变少，核对外层电子的吸引作用增强
②化合价数 ＝ 电离能突变前电离能组数
(2)为什么原子的逐级电离能越来越大？这些数据跟钠、镁、铝的化合价有什么联系？
（4）电离能的应用
①判断元素的金属性、非金属性强弱
②确定元素原子核外电子的排布。
③确定元素在化合物中的化合价。
学以致用 提升关键能力 校本P18
1.下列各项中元素的第一电离能依次减小的是( )
A. 、 、 、
B. 、 、 、
C. 、 、 、
D. 、 、 、
A
校本P18
2.下图中，能正确表示与 同周期部分主族元素的第三电离能 与原子
序数关系的是( )
A.&1& B.& C.&3 D.&4&
D
校本P20
4. 某元素 的逐级电离能如下图所示，下列说法不正确的是( )
A. 元素原子核外最外层电子数为3
B. 为金属元素
C. 为第五周期元素
D. 单质与氯气反应时最可能生成的阳离子为
C
（三）电负性
（1）相关概念
①化学键：
元素相互化合，相邻的原子之间产生的强烈的化学作用力
②键合电子：
原子中用于形成化学键的电子称为键合电子
③电负性：
用来描述不同元素的原子对键合电子的吸引力的大小。
电负性越大，对键合电子的吸引力越大。
鲍林L.Pauling
选定氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准，得出各元素的电负性。
电负性是相对值，没单位。
①同周期：主族元素的电负性从左到右逐渐增大，表明其吸引电子的能力逐渐增强。
(2)电负性变化规律
②同主族：元素的电负性从上到下呈现减小趋势，表明其吸引电子的能力逐渐减弱。
元素的电负性变化趋势
[绘制变化图]请利用图1－23的数据制作第三周期元素、第ⅠA族和ⅦA族元素的电负性变化图，并找出其变化趋势。
[比较与分析]根据图1－22，找出上述相关元素的第一电离能的变化趋势，与电负性的变化趋势有什么不同？并分析其原因。
【探究】教材P26
（3）电负性的应用
为金属元素
为“类金属”——位于非金属三角区边界
为非金属元素
①判断元素的金属性和非金属性强弱
电负性＜1.8
电负性≈1.8
电负性＞1.8
★金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；
非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。
②利用电负性可以判断化合物中元素化合价的正负；
③估计化学键的类型
电负性差越大，离子性越强，
电负性数值小的元素在化合物中吸引键合电子的能力弱，元素化合价为正值；电负性数值大的元素在化合物中吸引键合电子的能力强，元素的化合价为负值。
【自我诊断】校本P19
（1）元素电负性的大小反映了元素原子对键合电子吸引力的大小( )
√
（2）主族元素的电负性越大，元素原子的第一电离能一定越大( )
×
（3）在元素周期表中，元素电负性从左到右呈现递增的趋势( )
√
（4）形成化合物时，电负性越小的元素越容易显示正价( )
√
（5）同一周期电负性最大的元素为碱金属元素( )
×
学以致用 提升关键能力 校本P19
1.下列对电负性的理解不正确的是( )
A.电负性是人为规定的一个相对数值，不是绝对标准
B.电负性大于1.8的不一定为非金属元素
C.一般来说，元素的电负性越小，元素的金属性越强
D.元素的电负性是元素固有的性质，与原子结构无关
D
校本P19
2.已知下列元素的电负性数据，下列判断不正确的是( )
元素 B C
电负性 1.0 2.0 2.5 3.5 4.0 0.9 1.2 3.0 1.8
A. 元素电负性的最小范围为
B. 既具有金属性，又具有非金属性
C. 和 可形成共价键
D. 和 形成的化合物中 显正价
A
校本P20
3.一般认为，如果两个成键元素的电负性差值大于 ，它们通常形成离
子键；如果两个成键元素的电负性差值小于 ，它们通常形成共价键。
查阅下列元素的电负性数值，判断下列化合物是共价化合物还是离子化合
物：
（1）属于共价化合物的是__________（填序号，下同）。
②③⑤⑥
（2）属于离子化合物的是______。
元素 B C
电负性 1.5 2.0 1.5 2.5 3.0 4.0 1.0
元素
电负性 1.2 3.0 0.9 3.5 2.1 2.5 1.8
①④