1、第一节 元素周期表,第一章 物质结构 元素周期律,门捷列夫（18341907）俄国化学家。他的最大贡献是发现了化学元素周期律。他在前人的基础上，总结出一条规律：元素（以及由它所形成的单质和化合物）的性质随着原子量（相对原子质量）的递增而呈周期性的变化,这就是元素周期律。他根据元素周期律于1869年编制了第一个元素周期表，把已经发现的63种元素全部列入表里，从而初步完成了使元素系统化的任务。元素周期律的发现激起了人们发现新元素和研究无机化学理论的热潮，元素周期律的发现在化学发展史上是一个重要的里程碑，人们为了纪念他的功绩，就把元素周期律和周期表称为门捷列夫元素周期律和门捷列夫元素周期表。1955
2、年科学家们为了纪念元素周期律的发现者门捷列夫，将101号元素命名为钔。,门捷列夫简介,1869年2月 门捷列夫(俄)的第一张周期表,1871年 门捷列夫(俄)的第二张周期表,现在使用的元素周期表：,这么多种元素，是按照怎样的规律排布在周期表中的呢？,原子序数：不同的元素具有不同的核电荷数即质子数。 为了研究方便，我们把不同的元素按核电荷数 由小到大的顺序对其进行编号，这种编号又叫 原子序数。,原子序数 核电荷数（质子数） 质子数 = 核外电子数,1-18号元素核外电子排布,一、周期表的编排原则,原子序数递增,电子层数相同,最外层电子数相同,电子层数递增,元素周期律,1 2 3,4 5 6,7,
3、短周期,长周期,种类 2 8 8 18 18,1、周期,二、周期表的结构,电子层数相同，原子序数递增,32,26,不完全周期,元素周期表的结构,周期,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,不完全周期,第7周期：26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,（行）,周期数 = 电子层数,原子结构,相同点:,递变规律,最外层电子1-8,原子半径逐渐减小,电子层数相同,思考：周期数和电子层数有什么关系?,同一周期,VI
4、II,零族 0,副族,IA 主族,IIA,IIIA,IVA,VA,VIA,VIIA,7个,IB,IIB,IIIB,IVB,VB,VIB,VIIB,第八族,7个,2、族,用罗马数字表示序数,最外层电子数相同，电子层数递增,元素周期表的结构,族,主族：,副族：,A A A A A A A,第VIII 族：,稀有气体元素,（列）,零族：,共七个主族,B B B B B B B,共七个副族,三个纵行，位于 B 与B中间,主族序数 = 最外层电子数,原子结构,相同点:,递变规律,最外层电子数相同,电子层数增多,原子半径增大,思考：主族数和最外层电子数有什么关系？,同一族,思 考 题,观察元素周期表中，从
5、B到B之间的元素之 间存在哪些共同特征？,且只包括族、副族元素； 非金属元素都属于主族和零族。,都是金属元素，统称作过渡金属。,小结：元素周期表的结构,七个周期分长短； 三短、三长、一不全。 十八纵行十六族； 七主 、 七副 、 VIII与 0。,镧系与锕系,镧系元素:5771号，共15种,锕系元素:89103号，共15种,超铀元素:92号以后的元素（人工合成）,过渡元素：第族和全部副族元素,1.主族元素在周期表中所处的位置，取决于该元素的 （A）最外层电子数和原子量 （B）原子量和核外电子数 （C）次外层电子数和电子层数 （D）电子层数和最外层电子数,D,【课堂练习】,2.下列叙述错误的是
6、（A）把最外层电子数相同的元素按电子层数递增排成8行 （B）主族元素在周期表中的位置决定于该元素原子的电子层数和最外层电子数 （C）元素周期表是元素周期律的具体表现形式 （D）把电子层数相同的各元素按原子序数递增排成七个横行,A,牢记短周期元素：,熟记主族元素和0族元素：,Na 11钠,Li 3锂,K 19钾,Rb 37铷,Cs 55铯,它们的性质具有哪些相似点？又有什么样的不同呢？,碱金属元素单质：,Rb,三、元素的性质与原子结构,1、碱金属元素 （1）碱金属的原子结构,【自主学习】,教材第5页“科学探究”，填写第5页表格,碱金属的原子结构示意图,碱金属原子结构有何异同？,相同点：碱金属元素
7、原子结构的相同， 都为 。 递变性：从Li到Cs，碱金属元素 的原子结构中， 依次 增多。,最外层电子数,1个,电子层数,思考与交流,物质的性质主要取决于原子的最外层电子数，从碱金属原子的结构可推知其化学性质如何？ 是否完全相同？,最外层上都只有一个电子，化学反应中易失去一个电子，形成+1价的阳离子，并能与氧气等非金属元素及水发生化学反应。,思考,取一小块钾，擦干表面的煤油后放在石棉网上加热，观察现象。同钠与氧气的反应比较。,探究实验1,取一小块钾，擦干表面的煤油后放在石棉网上加热，观察现象。同钠与氧气的反应比较。,探究实验2,在小烧杯中放入一些水，然后取绿豆大的钾，吸干表面的煤油，投入到小烧
8、杯中，观察现象。,钠、钾化学性质比较,黄,淡黄色,紫,浮,浮,熔,熔,游,游,红,红,根据实验讨论钠与钾的性质有什么相似性和不同性。你认为元素的性质与他们的原子结构有关系吗？其余碱金属的性质又如何？,思考,钠与钾都能与氧气、水发生反应，但反应的剧烈程度不同,（1）碱金属元素原子的最外层都有1个电子，它们的化学性质相似,与O2的反应,4Li + O2 2Li2O,2Na + O2 Na2O2,与水的反应,2Na + 2H2O 2NaOH + H2,2K + 2H2O 2KOH + H2,通式：2R +2H2O = 2ROH + H2,结论,Li、Rb、Cs 又如何呢？,更为复杂,K2O、K2O2
9、、KO2,Li2O,更为复杂,Na2O、Na2O2,碱金属与氧气反应比较,例：,某碱金属3.9g与足量水反应，生成氢气0.1g，则该金属是什么？,（2）碱金属元素从上到下（Li 、Na、K、Rb、Cs），随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐 ，原子核对 的引力逐渐减弱，原子失电子的能力逐渐 。,结论,增多,最外层电子,增强,元素的金属性逐渐 ，与水和氧气的反应越来越 ，生成的氧化物越来越 。最高价氧化物对应水化物的碱性越来越 。,增强,剧烈,复杂,强,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。
10、碱性越强，则原金属元素的金属性越强。,3、可以根据对应阳离子的氧化性强弱判断。金属阳离子氧化性越弱，则元素金属性越强。,元素金属性（元素失电子能力）强弱判断依据：,已知金属A可与冷水反应，金属B和热水才能反应，金属C和水不能反应，判断金属A、B、C金属性强弱如何？,金属性 A B C,例：,已知NaOH为强碱、Mg(OH)2为中强碱、 Al(OH)3为两性氢氧化物，则Na、Mg、Al的金属性强弱顺序如何？,例：,金属性 NaMgAl,氧化性 Al3+Mg2+Na+ ，则元素金属性顺序为,例：,NaMgAl,碱金属的物理性质,有何相似性和递变性？,碱金属的物理性质的比较,相 似 点,递变性,颜色
11、,硬度,密度,熔沸点,导电导热性,密度变化,熔沸点变化,Li Na K Rb Cs,均为银白色（Cs略带金色）,柔软,较小,较低,强,逐渐增大（K特殊）,单质的熔沸点逐渐降低,1.锂电池是一种高能电池。锂有机化学中重要的催化剂。锂制造氢弹不可缺少的材料。锂是优质的高能燃料（已经用于宇宙飞船、人造卫星和超声速飞机）。,3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。,2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：,金 属 性 逐 渐 增 强,【课堂小结】,最外层7个电子,易得一个电子，,核电荷数递增,电子层数递增,原子半径依次增大,得电子能力逐渐减弱,原
12、子结构,性质,决定,具氧化性,氧化性逐渐减弱,（1）卤素的原子结构,2.卤族元素,（2）卤素单质的化学性质,对比Cl2，写出Br2与 Na 、Fe 反应的化学方程式。,对比Cl2，写出F2 、Br2、I2与 H2 反应的化学方程式。,对比Cl2，写出Br2与 H2O 反应的化学方程式。,Br2+2Na=2NaBr 3Br2+2Fe=2FeBr3,1、相似性：,F2 冷暗处爆炸 H2+F2=2HF HF很稳定,Cl2 光照或点燃 H2+Cl2=2HCl HCl稳定,Br2 高温 H2+Br2=2HBr HBr较不稳定,I2 高温、持续加热 H2+I2 2HI HI很不稳定 缓慢进行,1) 卤素与
13、氢气的反应,表现为： （1）卤素单质与H2化合的难易关系：F2 Cl2 Br2 I 2,(2)卤化氢的稳定性关系：HF HCl HBr HI,2、递变性,Br2 H2O=HBrHBrO,反应越来越难以发生,2F22H2O=4HFO2 （特例）,Cl2 H2O=HClHClO,2)卤素与水反应,通式：X2 H2O=HXHXO（X:Cl、Br、I）,I2 H2O=HIHIO,3)卤素间的相互置换,(1) Cl2 2Br = 2ClBr2(2) Cl2 2I = 2ClI2(3) Br2+ I = BrI2,思考：根据上述实验，排出Cl2、Br2、I2的氧化性强弱顺序及、的还原性强弱顺序,结论： 氧
14、化性：Cl2Br2I2还原性：,小 结,卤素原子结构的相似性，决定了单质化学性质的 相似性。,与金属反应，生成卤化物。,与氢气反应，生成卤化氢。,与水反应，生成卤化氢和次卤酸。,卤素原子结构的差异性，决定了单质化学性质的 差异性和递变性,与氢反应的能力渐弱,氢化物的稳定性渐弱,与水反应的能力渐弱,特性,碘遇淀粉显蓝色。,氟气和水的反应： 2F2 +2H2O=4HF+ O2,卤素单质,卤素元素单质的物理性质,卤素的物理性质有和相似递变性,？思考推测：,砹可能具有的物理性质,黑色或是灰黑色固体，难溶于水，易溶于有机溶剂，有一定的挥发性,卤化银的性质及用途,溴化银用于制照相的感光片,碘化银可用于人工
15、降雨,感光性,用途：,中央电视台，“鉴宝”栏目春节特别节目中，主持人展示了一根7000多年前的鹤腿骨笛。被看成无价之宝。那人们是如何知道它是7000多年前的呢？,用C-14的半衰期计算的。 C-14和我们见过的C-12是什么关系呢？,在我们学习了核素之后就能知道了,四、原子的构成,质子 中子 电子质量/kg 1.67310-27 1.675 10-27 9.109 10-31相对质量 1.007 1.008 1/1836近似整数值 1 1 忽略不计,构成原子的粒子的质量,碳12原子质量的1/12 = 1.660610-27 kg,1、质量数原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值加起来所得
16、的数值，叫质量数。质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N） 2、原子组成的表示方法,a代表质量数； b代表核电荷数； c代表离子的价态； d代表化合价,【思考与交流】,五、元素、核素、同位素,元素：具有相同_的_原子的总称。 核素：具有一定数目的_和一定数目的_的_原子。 同位素：_相同而_不同的同一元素的_原子，互称同位素。,质子数,一类,质子,中子,一种,质子数,中子数,不同,氢元素的三种核素,氕 氘 氚H D T氢 重氢 超重氢,同位素:,碳 碳12 碳13 碳1412C 13C 14C氧 16O 17O 18O 氯 35Cl 37Cl铀 234U 235U 238U,6,6,6,8
17、,8,8,17,17,92,92,92,关系,元素,核素,核素,同位素,课堂练习下列化学式共有几种元素? 几种原子? 代表几种分子?1H216O， 2H218O， 1H35Cl， 1H37Cl，2H35Cl， 12C18O2， 12C16O2， 14C16O2,4种元素，,8种不同的原子，,8种分子。,【归纳小结】,质子：决定元素的种类； 中子：决定同一元素的不同核素（同位素）； 质子和中子：决定核素（同位素）的种类；决定原子的质量； 电子：（最外层电子）决定元素的化学性质； 质子和电子：决定粒子的带电性。,【同位素小结】两同(同质子数、同一元素)两不同(中子数不同、原子不同) 其特点为：同位
18、素在周期表里占据同一位置。同位素的化学性质几乎完全相同，物理性质略有差异在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，各种同位素的原子个数百分比(丰度)一般为定值。,同位素的应用：,同位素在日常生活、工农业生产和科学研究中有着重要的用途，如考古时利用 测定一些文物的年代；,用于制造氢弹；,利用 育种，治疗癌症和肿瘤。,放射性元素,课堂练习,在（1）Li 、（2）N 、（3 Na 、（4） Mg 、（5）Li 、（6）C 中： （1） 和 互为同位素。 （2） 和 质量数相等，但不能互称同位素。 （3） 和 的中子数相等，但质子数不相等，所以不是同一种元素。,（1）,（5）,（2）,（6）,（3）,（4）,
