原子核外電子排布與周期律

1、第一單元 核外電子排布和元素周期律,專題1 微觀結構與物質的多樣性,原子核外電子的排布,元素周期律,元素周期表及其應用,1.什么是原子？2.原子由什么微粒構成的？,原子是化學變化中的最小微粒。,原子,一個單位正電荷,一個單位負電荷,不帶電荷,原子中，電子數 = 質子數,質量數 = 質子數 +中子數,(A) (Z) (N),= 核電荷數,X,元素符號,,A,,,質量數,Z,,

2、,質子數,核組成符號：,原子核外電子的排布：,原子核外電子的排布,,,分層的排布,排布的規律,由于電子能量的不同而分層排布，離核由近到遠，由能量低到能量高。,1．電子總是盡先排布在能量最低的電子層里。,２．每層最多容納電子數目是2n2。,3．最外層電子數目不超過8個，K層為最外層時不超過2個。,４．次外層電子數目不超過18個。,,核與質子數,電子層結構,最外層電子數,(電子層數)(每層電子數),錯,應先排滿K層再排L層應為2

3、,8,1,正確,錯, L層電子不能超過8個應為2,8,6,錯,最外層不能超過8個應為2,8,8,1,錯, 次層電子不能超過18個應為2,8,18,18,8,錯,最外層不能超過8個應為2,8,1,例題：,下圖是有關原子或離子的結構示意圖，請用編號回答下列問題：（1）電子層結構相同的是 ，（2）屬于同種元素的是 ，（3）屬于金屬元素的是 ，（

4、4）屬于稀有氣體元素的是 。,離子或原子“具有相同電子層結構”是指： 它們的核外電子層數相同且每一層上電子數也相同。,B和C,同種元素的離子或原子具有相同的質子數。,A和B,D,C,金屬元素的原子:最外層電子數<4;金屬元素的離子: 帶正電。,稀有氣體元素的原子:最外層電子數==8（He最外層=2）,a、如圖所示某微粒的結構示意圖為： ⑴若該微粒為中性原子， 則X=

5、 ⑵若該微粒為帶一個單位正電荷的陽離子， 則X= ， 該微粒符號為 ⑶若該微粒為帶兩個單位負電荷的陰離子， 則X= ， 該微粒符號為,,質子數=電子數=2+8=10,氖原子(Ne),,質子比電子多1個質子數=電子數+1=2+8+1=11,11,鈉離子，Na+,,質子比電子少2個質子數=電子數-2=2+8-2=8,8,氧離子，O2-,,b、某元素原子的

6、最外層電子數為次外層電子數的3倍，畫出該元素的原子結構示意圖。c、有X、Y兩種原子，X原子的M層比Y原子的M層少3個電子，Y原子的L層電子數恰好是X原子M層電子數的2倍， 則X為 ， Y為 。,,只有2層電子，K層為次外層，排2個電子， L層為最外層，排6個電子,+ 8,核內有8個質子,,最外層,8,,4,7,2 8,2,14

7、Si,17Cl,返回目錄,---是造成元素性質呈周期性變化的根本原因,1、原子核外電子排布呈周期性變化。 最外層電子數從1遞增到8,2、原子半徑呈周期性變化。 同一周期中，(除稀有氣體元素外)原子半徑從大到小,3、元素化合價呈周期性變化。 同一周期內，元素最高正價從+1到+7(第2周期例外） 非金屬元素負價從-4到-1,4、元素的金屬

8、性，非金屬性呈周期性變化。 同一周期內，金屬性減小，非金屬性增加。 最高價氧化物對應水化物堿性減小，酸性增加。,元素性質隨著元素核電荷數的遞增而呈現周期性變化的規律。表現在四個方面：,元素周期律,概念辨析,請點擊表格，和返回、上一步，下一步等按鈕觀看動畫,半徑例題,化合價例題,性質比較例題,返回目錄,元素周期表,元素周期表,周期,族,短周期：(第1,2,3行)(元素有2,8,8種),長周期：(第4,5,

9、6行)(元素有18,18,32種),不完全周期：(第7行)(元素有26種),0族：(第18列，稀有氣體元素),主族(ⅠA--ⅦA)：(第1,2,13,14,15,16,17列),副族(ⅠB--ⅦB):(第3,4,5,6,7,11,12列),Ⅷ族:(第8,9,10列),,,,,同周期ⅡA和ⅢA并不一定彼此相鄰,同周期ⅡA和ⅢA元素的原子序數可能相差1(第二、三周期) 也可能相差11(第四

10、、五周期) 還可能相差25(第六周期）,元素推導,結構與位置關系,表中位置,原子結構,元素性質,我們已經知道：,那么,元素性質和元素在周期表中位置之間有怎樣的關系？,稀有氣體元素,非金屬單質與氫氣反應,最高價氧化物對應水化物的酸堿性,元素在周期表中的位置與性質的關系：,1、同周期：,失電子能力漸弱(金屬性漸弱），得電子能力漸強(非金屬性漸強）,,●同周期元素原子核外電子層數相同，●從

11、左往右： 核電荷數遞增，最外層電子數逐漸增加，●原子半徑逐漸減小，●核對電子的吸引能力逐漸增強，●原子的失電子能力逐漸減弱，金屬性減弱，●原子的得電子能力逐漸增大，非金屬性增強。,元素在周期表中的位置與性質的關系：,2、同主族：,小結：,觀看鋰,鈉,鉀,銣,銫五種金屬與水反應的錄像，總結ⅠA族元素性質遞變的規律。,3 Li 11Na19K37Rb55Cs,,最高價氧化物對應水化物：,與水反應的劇烈程度增強

12、。,從上往下：,原子失電子能力增強，金屬性增強。,LiOH NaOH KOH RbOH CsOH,從原子結構方面分析發生遞變的原因,堿性增強。,●同主族元素原子最外層電子數相同，●從上往下： 電子層數遞增，原子半徑遞增，●核對電子的吸引能力逐漸減弱，●原子的失電子能力逐漸增強， 金屬性增強。,,鹵素單質與氫氣反應：,H2+F2=2HF,暗處反應爆炸；HF很穩定,H2+Cl2=2HCl,H2+Br2=2H

13、Br,光照或點燃；HCl較穩定,加熱500℃ ，HBr不穩定,需不斷加熱，HI同時分解,H2+I2 2HI,,,閱讀下列材料，歸納總結ⅦA族元素(鹵素)性質遞變的規律：,,反應難易程度:,由易到難,氫化物穩定性:,逐漸減弱,●同主族元素原子最外層電子數相同，●從上往下： 電子層數遞增，原子半徑遞增?！窈藢﹄娮拥奈芰χ饾u減弱?！裨拥牡秒娮幽芰χ饾u減弱，非金屬性減弱。,閱讀下列材料，歸納總結ⅥA族元素(氧族)性質

14、遞變的規律：,●從上往下：電子層數遞增，原子半徑遞增?！窈藢﹄娮拥奈芰χ饾u減弱?！裨拥牡秒娮幽芰χ饾u減弱，非金屬性減弱。,小結：●同族元素原子最外層電子數相同，元素化學性質相似●從上往下： 核電荷數遞增，電子層數逐漸增加，●原子半徑逐漸遞增，●核對電子的吸引能力逐漸減弱，●原子的失電子能力逐漸增強，金屬性增強，●原子的得電子能力逐漸減弱，非金屬性減弱。,周期表中元素金屬性、非金屬性的遞變,,,,,,,

15、1,B,Al,Si,Ge,As,Sb,Te,2,3,4,5,6,7,ⅠA,ⅡA,ⅢA,ⅣA,ⅤA,ⅥA,ⅦA,0,Po,At,,,,,,,,,,,,,,非金屬性逐漸增強,金屬性逐漸增強,金屬性逐漸增強,非金屬性逐漸增強,非金屬,金屬,Cs,F,總結,遞變性（從左到右，金屬性減弱，非金屬性增強）,同位：化學性質相同（如：氕，氘，氚）,同周期:,原子結構,表中位置,元素性質,三、元素周期表中原子結構和元素性質遞變規律,大→小,小→大,電子層

16、數相同、最外層電子增多,逐漸減小逐漸增大,逐漸增大逐漸減小,金屬性遞減 非金屬性遞增,金屬性遞增、 非金屬性遞減,最高正價+1→+7,最高正價=族序數,堿性逐漸減弱酸性逐漸增強,堿性逐漸增強酸性逐漸減弱,形成：難→易穩定性：弱→強,形成：易→難穩定性：強→弱,電子層增多 最外層電子數相同,總結,2. 指導工農業生產1）生產農藥：在右上角尋找F，Cl，P等

17、元素2）生產催化劑，耐火材料：在過渡元素中尋找3）生產半導體材料：在金屬和非金屬分界線處尋找,3. 它從自然科學方面有力地論證了事物變化中量變到質變的規律性。,4.預言了未知元素,為發現新元素提供了線索.,周期表及周期律的意義:,是學習化學的重要工具。 位——構——性,例題,用A表示質子數，B 中子數，C 核外電子數, D 最外層電子數，E 電子層數 填寫下列各空：,⑴ 原子(核素)種類由__

18、___決定,⑵ 元素種類由_____決定,⑶ 元素同位素由 _____決定,⑷ 元素在周期表中的位置由______決定,⑸ 元素的原子半徑由_______決定,⑹ 元素主要化合價由______決定,⑺ 元素的化學性質主要由______決定,⑻ 價電子通常是指_______,A B,A,B,D E,A E,D,D,D,想一想：,1、下列各組比較不正確的是（ ） A．酸性：H3PO4<H2SO4<

19、HClO4 B．堿性：Mg(OH)2<NaOH C．氧化性：S<O2<F2 D．還原性：S2-<O2- E. 半徑: O<P<Cl,D E,例題,P,S,Cl,F,O,Mg,Na,金屬陽離子得電子能力增強，非金屬陰原子失電子能力減小,非金屬陰離子失電子能力增強金屬陽離子得電子能力減小,正確,正確,正確,錯誤,錯誤,2、現有短周期元素性質的一部分數據，請你當一回研究員，將

20、它們排入周期表內：,分析負價，可知： D和G同在ⅤA族， A在ⅥA族，E在ⅦA族，,原子半徑 D>G,所以D在下，G在上。,原子半徑 E>G, E不可能在第二周期，應在第三周期。,A原子半徑與G接近，又小于G,所以A在第二周期。,C,F均為+1價,同在ⅠA族,原子半徑 F>C,所以F在下，C在上.,B,H分別是ⅡA,ⅢA族元素,D,G,E,A,,半徑減小,,半徑增大,C,F,B,H,原子半徑B>C；B不在第二周期

21、。,原子半徑H<D；H不會在第三周期。,已知A+、B2+、C－、D2－都具有相同的電子層結構，則下列說法正確的是A．A、B、C、D四種元素位于同一周期B．原子半徑：A＞B＞C＞DC．離子半徑：D2－＞C－＞A+＞B2+D．堿性：AOH＞B(OH)2E．酸性：H2DO4＞HCO4 F．氫化物穩定性：HC＞H2D,C D F,陰離子電子層數與原子同，陽離子比原子少1個電子層，所以四種元素在周期表中的排位是：,D,A,C,B

22、,A>B D>C,X,>(X)>,正確,錯誤,錯誤,如何比較不同周期，不同主族原子的半徑大??？,四種離子電子層數相同，核電荷數 B>A>C>D,核對電子吸引能力B>A>C>D離子半徑 B2+<A+< C－<D2－,正確,錯誤,正確,正確,正確,錯誤,正確,D,A,C,B,E,如果E元素位于B元素的下兩周期,判斷下列說法的正誤

23、 G．堿性：E(OH)2＞B(OH)2 H．單質E能與水劇烈反應 I．E(OH)2呈兩性 J．E在化合物中是+2價,4、確定87Fr在周期表中的位置，下列對Fr性質的預測是否正確: A、在已知元素中它具有最大的原子半徑 B、在空氣中燃燒生成Fr2O C、化合價只現+1價 D、氧化物對應水化物是極強的堿,根據0族元素的原子序數確定Fr在表中的位置,2 10 18 36 54 86,87Fr

24、,正確,正確,正確,錯誤,返回,金屬性和金屬活動性,金屬性強的元素，一般來說它的活動性也大，但也有不一致的情況。 例如：Na和Ca,Sn和Pb，Cu和Ag,金屬活動性是金屬單質的一種性質，它反映了金屬單質在水溶液中失去電子形成陽離子能力的大小。 金屬性是指元素的氣態原子失去電子成為陽離子的能力的強弱，它是原子固有的性質。,金屬性可以用來描述金屬元素，也可以用來描述非金屬元素； 而金屬活動性則只能用來描述金屬單質，不能用來

25、描述非金屬元素或非金屬單質。,如何判斷元素原子失電子能力的強弱：,1）比較元素的單質與水（或酸）反應置換出氫的難易程度： 置換反應越容易發生，元素原子失電子能力越強。,2）比較元素最高價氧化物對應水化物的堿性強弱： 一般來說，堿性越強，元素原子失電子能力越強。,如何判斷元素原子得電子能力的強弱：,1）比較元素的單質與氫氣化合的難易程度以及氣態氫化物的穩定性： 一般來說，反應越容易發生，生成的氣態氫化物越穩定，元素原子得電子能

26、力越強。,2）比較元素最高價氧化物對應水化物的酸性強弱： 一般來說，堿性越強，元素原子失電子能力越強。,返 回,3、比較下列微粒半徑的大?。ㄌ睢?gt;”或“<”） K＋ Cs＋,Na＋ Cl- , Na Na＋,,O2- F-， Na＋ Mg2＋ ，Na＋ F- ，,1、在1~18號元素原子中半徑最小的原子是 。

27、 半徑最大的原子是 。,2、比較下列原子半徑的大?。ㄌ睢?gt;”或“<”） K Cs ， S O ，Cl F Na Mg， Na Cl， Al S Na F， O Al,H,Na,<,>,>,>,>,>,>,<,&

28、lt;,<,<,>,>,>,電子層數↑半徑↑,電子層數相等時，核電荷數↑半徑↓,電子層數是決定原子半徑的主要因素,電子層數↑半徑↑,電子層結構相同的離子：核電荷數↑半徑↓,Cl Cl-， Fe2+ Fe3+ ，,<,>,電子層數和質子數相同：核外電子數↑半徑↑,專題小結：微粒(原子和簡單離子)半徑半徑比較：,1、同種元素的原子和離子半徑比較：,金屬元素：陽

29、離子<原子,,2、不同種元素原子半徑的比較：,3、具有相同電子層結構的離子半徑比較：,具有相同電子層結構的離子，隨核電荷數增加，離子半徑逐漸減小。,4、同族元素的離子半徑比較：,非金屬元素：陰離子>原子,,變價金屬元素：高價陽離子<低價陽離子,返回,3、已知離子反應：5X-+ XO3-+ 6H+ = 3X2 + 3H2O，據此可推斷：X元素的最高正化合價為:（ ） A.+5 B.+7 C.+

30、1 D.+3,1、已知X原子的最外層電子數是其次外層電子數的3倍，Y的最外層有3個電子，則X，Y兩種元素組成的化合物的分子式為： A.X2Y3 B.XY3 C.Y2X3 D.YX3,2、已知X元素的氣態氫化物分子式為XH3,則其最高價氧化物的分子式為： 。,,X的原子結構示意圖為： X是氧元素，顯-2價,,Y是金屬元素，顯+3價。,+3 -2Y2X

31、3,-3 +1,+5 X,+5 -2 X2O5,,-1 +5 0,XO3-中的X顯正價，但+5并不一定是最高價，最高價=8-|負價|,B,返回,用相應化學式回答原子序數1-18號元素的有關問題:除稀有氣體外，原子半徑最大的是 。最高價氧化物的水化物堿性最強的是 。最高價氧化物的水

32、化物呈兩性的是 。最高價氧化物的水化物酸性最強的是 。 能形成氣態氫化物且最穩定的是 。元素化合價最高的是 。,Na,NaOH,Al(OH)3,HClO4,HF,+7Cl,返回,表中位置,原子結構,,,原子序數=核電荷數,周期數=電子層數,主族序數=最外層電子數,1、已知某主族元素的原

33、子結構示意圖,判斷其位于 第幾周期，第幾族？,反 映,決 定,X：第四周期，ⅠA族,Y：第五周期， ⅦA族,ⅠA,ⅡA,ⅢA,ⅣA,ⅤA,ⅠB,ⅡB,ⅢB,ⅣB,ⅤB,ⅥB,ⅦB,Ⅷ,ⅥA,ⅦA,,0,ⅡA,ⅢB,ⅡB,ⅢA,2、原子序數是20的主族元素位于 周期 族？,方法一：畫出原子結構示意圖，由電子層數確定周期序數，最外層電子數確定主族序數。,方法二：找到與它原子序數最接近的0族元素(18Ar), 因為

34、20>18,所以在Ar的下一周期(第四周期).,20比18多2，所以排在第四周期第二個,既ⅡA族。,四,ⅡA,ⅠA,ⅡA,ⅢA,ⅣA,ⅤA,ⅠB,ⅡB,ⅢB,ⅣB,ⅤB,ⅥB,ⅦB,Ⅷ,ⅥA,ⅦA,,0,ⅡA,ⅢB,ⅡB,ⅢA,3、原子序數是51的元素位于 周期 族？,方法：找到與它原子序數最接近的0族元素(54Xe),因為51<54, 所以與Xe在同一周期(第五周期).,51比54少3，所以排在第

35、五周期倒數第四個,既ⅤA族。,五,ⅤA,2 10 18 36 54 86,4、如果發現117號元素，它位于 周期 族？,最多包含元素種類：2 8 8 18 18 32 32,118,七,ⅦA,51,117,,,,ⅠA,0,深入探討：兩種短周期元素在周期表中位置相鄰，它們的原子序數差有怎樣的關系？,,,,,,,,左右相鄰（同周期相鄰）：,原子序數相差1。,上下相鄰（同主族相鄰）：,除H,Li

36、相差“2”外，其他相差“8”。,返回,5、A、B、C是周期表中相鄰的三種元素，其中A和B同周期，B和C同主族，此三種元素最外層電子數之和為17，質子數之和為31：則A： ；B ；C 。,A,B,C三者可能的關系有以下四種情況：,設：B的最外層電子數為n，B的質子數為Z,n, Z-8,n, Z,n-1,Z-1,n, Z+8,n, Z,n-1,Z-1,n, Z+8,n