选修3课时突破:
——原子结构与元素的性质
【要点导学】
一、原子结构与元素周期表
1.元素周期系的形成是由于元素的______①______发生周期性的重复。
2.元素周期表中区的划分:s区元素:__②__和__③__族。p区元素:__④__~__⑤__族元素。0族稀有气体也属于
__⑥__。d区元素:__⑦__~__⑧__族元素。ds区元素:包括__⑨__和__⑩__族。f区元素:包括__?__和__?__元素。
二、元素周期律
元素周期律:元素的性质随____?____发生周期性的递变。
1.原子半径
影响因素:______?______。
2.电离能
(1)电离能:__?__态电中性__?__原子失去__?__个电子转化为气态基态__?__离子所需要的__?__能量叫做第一电离能。
(2)规律:同一周期从左向右,第一电离能逐渐__?__;同族元素从上到下第一电离能逐渐__(21)__。
3.电负性
(1)键合电子:原子中用于形成化学键的__(22)__。电负性:用来描述不同元素的原子对键合电子__(23)__的大小。电负性越大的原子,对键合电子的吸引力__(24)__。
(2)周期表从左到右,元素的电负性逐渐__(25)__;周期表从上到下,元素的电负性逐渐__(26)__。
(3)电负性的大小也可以作为判断________(27)________的尺度。金属的电负性一般小于__(28)__,非金属的电负性一般大于__(29)__。
答案
①原子核外电子的排布 ②ⅠA ③ⅡA ④ⅢA
⑤ⅦA ⑥p区 ⑦ⅢB ⑧Ⅷ ⑨ⅠB ⑩ⅡB
?镧系 ?锕系 ?核电荷数递增
?电子的能层数、核电荷数 ?气 ?基态 ?一
?正 ?最低 ?增大 (21)变小 (22)电子 (23)吸引力 (24)越大 (25)变大 (26)变小 (27)金属性和非金属性强弱 (28)1.8 (29)1.8
知识点1 基态原子的核外电子排布
(1)原子序数
原子序数是按元素的核电荷数由小到大编排的序号。原子序数由核内质子数决定,并有以下关系:原子序数=质子数=核电荷数。
(2)外围电子(价电子)
①主族元素的外围电子为该元素原子的最外层电子。如碱金属原子的外围电子排布为ns1。
②副族元素外围电子与其最外层电子和内层电子有关。如铁元素原子的外围电子排布为3d64s2。
③基态原子核外电子的电子排布式可简化为:
[稀有气体元素符号]+外围电子(即将基态原子的电子排布式中与稀有气体相同的部分用该稀有气体的元素符号表示)。如11Na可表示为[Ne]3s1、19K可表示为[Ar]4s1、37Rb可表示为[Kr]5s1。
④每种元素的化合价与其外围电子有关。如26Fe的外围电子为3d64s2,铁原子失去4s轨道上的电子生成Fe2+,铁原子失去4s轨道上的两个电子和3d轨道上的一个电子时生成Fe3+。
知识点2 元素周期律
(1)内容
随着核电荷数的增加,元素的原子最外层电子数周期性由1个递增到8个(或1个到2个),原子半径周期性由大到小递减(稀有气体元素除外),元素化合价也周期性的由+1价递变到+7价,由-4价递变到-1价。即元素性质随原子序数的递增而呈周期性的变化,这就是元素周期律。
(2)实质
元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果,也就是说,由于原子结构上的周期性变化,必然引起元素性质上的周期性变化,这体现了结构决定性质的规律。
知识点3 元素周期表的结构
(1)元素周期表的编排
①依据:元素周期律。
②原则:
a.把电子层数相同的一系列元素按原子序数递增的顺序从左到右排列成一横行。
b.把最外层电子数相同的一系列元素,按原子序数递增的顺序从上到下排列成一纵行。
(2)周期
①具有相同的电子层数而又按原子序数递增的顺序排列的一个横行叫周期。
②元素周期表共7个周期:元素周期表中的7个周期分别对应7个能级组,一个能级组最多容纳的电子数等于一个周期包含的元素总数。
③周期
注意:镧系元素和锕系元素分别位于第六周期和第七周期。
(3)族
①周期表有18个纵行。除第8、9、10三个纵行叫做第Ⅷ族元素外,其余15个纵行,每个纵行标作一族。
②主族:由短周期和长周期元素共同构成的族,符号是A。
副族:完全由长周期元素构成的族,符号是B。
④同族元素的外围电子排布相同。
注意:a.镧系元素和锕系元素均在ⅢB族(第3列),故该族元素种类很多。
b.从ⅢB族到ⅡB族(第3~12列,共10个纵行)的元素统称为过渡金属元素。
(4)元素的分区
周期表中的元素可根据原子的外层电子结构特征划分为五个区。
①s区元素:最外层只有1~2个s电子,次外层无d电子,价电子构型ns1~2,包括IA、ⅡA族的所有元素。
②p区元素:最外层除有两个s电子外,还有1~6个p电子(He无p电子)。价电子构型为ns2np1~6,包括ⅢA→ⅦA和0族(ⅧA)。
③d区元素:最外层有两个s电子,次外层有1~8个d电子,价电子构型为(n-1)d1~8ns2(个别例外),这个区包括ⅢB→Ⅷ族,其中Ⅷ族包括三个竖列。
④ds区元素:最外层有1~2个s电子,次外层d电子全满,价电子构型为(n-1)d10ns1~2,包括IB、ⅡB族元素。
⑤f区元素:最外层有两个s电子,次外层s电子和p电子已全满,d电子0~2个,倒数第三层1~14个f电子(个别例外)。价电子构型为(n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2。这个区指包括镧在内的镧系元素和包括锕在内的锕系元素。
(5)金属元素与非金属元素在周期表中的位置
我们还可以在周期表上对金属元素和非金属元素进行分区,如下表。如果沿着周期表中硼、硅、砷、碲、砹跟铝、锗、锑、钋之间划一条虚线,虚线的左边是金属元素(H除外),右边是非金属元素,左下方是金属性最强的元素,右上方是非金属性最强的元素。最右一个纵行是稀有气体元素,由于金属性、非金属性没有严格的界线,位于分界线附近的元素,既表现某些非金属性质,又表现某些金属性质。