1、物质结构 元素周期律,高三化学 刘博,一、原子结构,两个关系式 原子序数=核电荷数=质子数=原子核外电子数 （阴、阳离子=？） 质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）,核组成符号 AZX,质子：Z 个 中子：A-Z 个 核外电子：Z个,微粒 质量 相对质量 电性 意义 质子 1.672610-27kg 1.007 一个单位正电荷 决定元素的种类 中子 1.6743 10-27kg 1.008 呈电中性 决定同位素和质量数 电子 9.109510-31kg 1/1836 一个单位负电荷 价电子决定元素化性,1、原子组成,例1（99）“铱星”计划中的铱的一种同位素是19177Ir其核内中子数是
2、A. 77 B. 114 C. 191 D. 268,例3核内中子数为N的R2+离子，质量数为A，则n g它的氧化物中所含电子的物质的量(mol) A.n(A-N+8)/(A+16) B.n(A-N+10)/(A+16) C.(A-N+2) D.n(A-N+6)/A 氧化物为RO,质子数=A-N+8;式量=A+16；选A,例2(99s)12553I可治疗肿瘤，其核内中子数与核外电子数之差是A.72 B.19 C.53 D.125,B,B,2、元素、核素、同位素,元素： 具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子叫做元素。 决定元素的种类的因素：质子数。 “同一类”包括质子数相同的各种不同原子，以及
3、各种状况下的原子或离子(即游离态和化合态) 如：H、D（2 1H）、T（3 1H）、H、H等都称为氢元素。 元素为宏观概念，只论种类不论个数，元素组成物质，不能说元素组成分子。,核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫核素。如：1 1H、2 1H、3 1H就各为一种核素。,同位素：同一元素的不同核素之间互称为同位素。 如： 1 1H、2 1H、3 1H三种核素均是氢的同位素。 特点： a决定同位素种类的因素是中子数。 b同位素在周期表中位于同一位置，具有相同的元素符号。 c许多元素，具有多种同位素，因此原子的种类大大超过元素的种类。 d天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，
4、各种同位素所占的原子个数百分比一般是不变的。 e同位素的质量数不同，物理性质不同；核外电子数相同，化学性质相同。同位素的不同原子构成的单质是化学性质几乎相同的不同单质。(如H2、D2、HD),例1已知铱有两种同位素191Ir和193Ir，而铱的平均原子量为192.22，则两种同位素的原子个数比是 A.39:61 B. 61:39 C.1:1 D.39:11,A 191x+193(1-x)=192.22 (或用十字交叉法),例2已知氯元素只有两种天然同位素：35Cl和37Cl，氯元素的相对原子质量为35.5，则46.8gNaCl晶体中含35Cl的质量为多少克？,35x37（1x）35.5,X75
5、%,例3下列说法中不正确的是（ ）,A. B. C. D. ,质子数相同的微粒一定属于同一种元素,同位素的性质几乎相同,质子数相同，电子数也相同的微粒，不可能是一种分子和一种离子,电子数相同的微粒不一定是同一种元素,一种元素只能有一种质量数,某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数。,3、原子核外电子,核外电子运动状态,1）电子云：电子在核外空间一定范围内出现，好象带负电荷的云雾笼罩原子核周围，人们形象地称它为电子云。,2）电子层,概念：能量高低不同和离核远近不同的空间区域 符号： K L M N O P Q 电子层数： 1 2 3 4 5 6 7 能量： 低高 离核距离：近远,记忆,二原理
6、 1）最大容纳原理：每个电子层最多容纳2n2个电子。 2）能量最低原理：电子在填入电子层时，先占能量低的电子 层后占能量高的电子层。,核外电子排布规律,1）每个电子层最多排2n2个电子 2）最外层 8个电子，次外层 18个电子，倒第三层 32 3）先占内层，后占外层 要求：主族元素和第四周期元素原子结构简图会写 方法：记住每周期稀有气体的结构简图 IA IIA外延；IIIAIIVA内推,10电子微粒小结,Ne,HF,H2O,NH3,CH4,N3-、O2-、F- Na+、Mg2+、Al3+,OH-,NH2-,H3O+,NH4+,18电子微粒小结,Ar,HCl,H2S,PH3,SiH4,P3-、S
7、2-、Cl- K+、Ca2+、,HS-,PH2-,H3S+,PH4+,F2,H2O2,多核 ：N2H4、C2H6、CH3OH、CH3-NH2 、 HFO等,二、元素周期律：,1、原子核外电子排布的周期性变化,最外层电子数：从1 8的周期性变化（第一周期例外）,2、原子半径的周期性变化,同周期元素，随原子序数的递增，原子半径减小，到稀有气体原子半径又突然增大,3、元素主要化合价的周期性变化,正价：+1 +7；负价：-4 -1,元素周期律的本质：,原子核外电子排布的周期性变化,1869年，门捷列夫最先提出。,4、元素金属性和非金属性的周期性变化,判断金属性和非金属性的依据,证明金属性,同条件下与水
8、或酸，越易越强。 最高价氧化物所对应的水化物的碱性，越强越强 相互置换 电化学：原电池的负极，电解时后还原金属性强,证明非金属性,最高价氧化物所对应的水化物的酸性，越强越强 与H2反应的条件和生成氢化物的稳定性 相互置换 电解时后氧化的非金属性强,微粒半径大小的比较,原子半径,概念：成键原子核间距离的一半。,变化规律：,与离子半径关系：原子半径相应的阳离子半径,意义：原子半径的大小可判断得失电子的难易，大易失,微粒半径大小的比较,比较微粒大小的依据（三看） 一看电子层数：电子层数越多半径越大 NaNa+ FClBrI 二看核电荷数：电子层数相同时，核电荷数越大半径越小。S2-Cl-ArK+Ca
9、2+; O2-F-NeNa+Mg2+Al3+ HHeLi+ 三看电子数：电子层和核电荷数都相同时，电子数越多半径越大。 ClCl; FeFe2+Fe3+,已知短周期元素的离子。aA2、bB、cC3、dD都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是 A.原子半径 ABDC B.原子序数 dcba C.离子半径 CDBA D.单质的还原性 ABDC,C,三、元素周期表的结构,（一）、编排的原则,1.按原子序数递增的顺序从左到右排列 2.将电子层数相同元素排成一个横行（7） 3.把最外电子数相同的元素排成一个纵行（18）,（二）、构造,族：7个主族(A);7个副族(B);0族；V族,注意：周期序数由电
10、子层层数决定；主族序数由最外层电子数决定。,2,8,8,18,18,32,26,不完全周期,1、元素的金属性和非金属性没有严格的界限；位于分界线附近的元素，既表现出一定的金属性，又表现出一定的非金属性,3、由于电子层结构和性质相似，镧系元素(第六周期、B):57-71，15种元素，锕系元素(第七周期、B):89-103,15种元素。,金属元素位于元素周期表的左下方：112 22 = 90,过渡元素：第 族和全部副族元素,（过渡金属）,（三）、元素分类,2、室温：以气态存在的单质共11种, N2、O2、H2、F2、Cl2、He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn；以液态存在的二种, Br2、Hg(金属
11、),内容 同周期（从左到右） 同主族（从上到下） 电子层数 相同（等于周期序数） 逐渐增加 最外电子数 逐渐增加（18） 相同（等于族序数） 最高正价 +1+7 等于族序数 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 离子半径 阴阳离子半径均渐小 阴阳离子半径均渐大 得电子能力（氧化性） 逐渐增强 逐渐减弱 失电子能力（还原性） 逐渐减弱 逐渐增强 金属性 逐渐减弱 逐渐增强 非金属性 逐渐增强 逐渐减弱 最高价氧化物水化物酸碱性 碱性渐弱酸性渐强 碱性渐强酸性渐弱 气态氢化物稳定性 逐渐增强 逐渐减弱,同周期元素性质变化规律,族 IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 最外电子数 1 2
12、3 4 5 6 7 原子半径 大小 得(失)电子能力 弱（强）强（弱） 氧化(还原)性 弱（强）强（弱） 最高正价 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 对应氧化物 R2O RO R2O3 RO2 R2O5 RO3 R2O7 对应水化物 ROH R(OH)2 R(OH)3 H4RO4 H3RO4 H2RO4 HRO4 酸碱性 碱性渐弱， 酸性渐强 最低负价 -4 -3 -2 -1 对应氢化物 RH4 RH3 H2R HR 稳定性 逐渐增强 溶于水酸碱性 碱性渐弱，酸性渐强,周期表中上下相邻两元素 原子序数间的关系,例：周期表中A、B、C、D、E五种主族元素，A、B、C三种元素在同一周期，且
13、彼此相邻，原子序数ABC，D、B、E在同一主族，且彼此相邻，电子层数DBE。若B元素的原子序数为Z，则5种元素的核电荷数之和不可能为 ( ),A.5Z B.5Z+18 C.5Z+10 D.5Z+14,B,例：同主族两种元素原子的核外电子数的差值可能为A6 B18 C26 D36,BCD,例：A、B、C是周期表中相邻的3种元素，其中A、B同周期，B、C同主族，此3种元素原子最外层电子数之和为17，质子数总和为31，则A、B、C是 。,A为N; B为O; C为S,最外层电子数规律总结,金属元素,非金属元素,惰性气体元素,一般：少于4个,8个(He为2个),一般：多于4个,主族元素,副族及族元素,惰性气体元素,1 7 个,1 2 个,8个(He为2个),次外层电子数规律总结,(1). 2个,第二周期：Li、Be、B、C、N、O、F、Ne 8种,(2). 8个,第三周期：Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ar 8种,第四、五、六、七周期中的A、A共8 种元素,(K、Rb、Cs、Fr 、Ca、Sr、Ba、Ra),(3). 18个,第四、五、六、七周期中的AA及 族共18 种元素,第B、B族 8种元素及钯(46Pd),(4). 917个,第BB及族,
