第四章

物質(zhì)結(jié)構(gòu)

元素周期律4.1原子結(jié)構(gòu)與元素周期表

原子結(jié)構(gòu)與核素教學目標：1.知道原子的結(jié)構(gòu)及構(gòu)成原子的微粒間的關(guān)系；根據(jù)原子核外電子的排布規(guī)律，能畫出1-20號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖2.知道質(zhì)量數(shù)和X的含義，知道元素、核素、同位素的含義AZ質(zhì)量數(shù)（A）=質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）≈相對原子質(zhì)量原子核核外電子質(zhì)子中子原子XAZ（Z個）（帶正電）（A-Z個）（不帶電）（帶負電）一、原子的構(gòu)成1.原子的構(gòu)成原子的質(zhì)量主要集中在原子核上，質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量都近似為1，如果忽略電子的質(zhì)量，將核內(nèi)所有質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量取近似整數(shù)值相加，所得的數(shù)值叫做質(zhì)量數(shù)。2.質(zhì)量數(shù)3.構(gòu)成原子的微粒間的兩個關(guān)系①質(zhì)量數(shù)（A）=質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）②質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)＝核電荷數(shù)＝原子序數(shù)一、原子的構(gòu)成你知道原子結(jié)構(gòu)模型的歷史演變嗎1．電子層二、原子的核外電子排布在含有多個電子的原子里，電子分別在能量不同的區(qū)域內(nèi)運動。我們把不同的區(qū)域簡化為不連續(xù)的殼層，也稱作電子層（有人把這種電子層模型比擬為洋蔥式結(jié)構(gòu)）。序數(shù)1234567符號KLMNOPQ離核距離：近——→

遠電子能量：低——→

高2．電子層的表示方法及能量關(guān)系二、原子的核外電子排布3．核外電子的排布規(guī)律元素各電子層的電子數(shù)KLMNOP2He（氦）2

10Ne（氖）28

18Ar（氬）288

36Kr（氪）28188

54Xe（氙）2818188

86Rn（氡）281832188思考與討論下表是稀有氣體元素原子的電子層排布，從中你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?請思考并討論下列問題。（1）當K層為最外層時，最多能容納的電子數(shù)是多少?除了K層，其他各層為最外層時，最多能容納的電子數(shù)是多少?（2）次外層最多容納的電子數(shù)是多少？（3）你能歸納出第n層最多能容納的電子數(shù)嗎?①各電子層最多容納_______個電子②最外層電子數(shù)不超過_____個（K層為最外層時不超過______個）③次外層電子數(shù)不超過_____個（當K層為次外層時不超過___個，當L層為次外層時不超過___個）④倒數(shù)第三層電子數(shù)不超過______個相互獨立又相互統(tǒng)一2n282182832二、原子的核外電子排布3．核外電子的排布規(guī)律由于原子中的電子是處在原子核的引力場中，電子按照能量由低到高的順序依次排布，一般總是先從內(nèi)層排起，當一層充滿后再填充下一層。(1)能量規(guī)律(2)數(shù)量規(guī)律+1128

1原子核質(zhì)子數(shù)或核電荷數(shù)電子層各層的電子數(shù)鈉的原子結(jié)構(gòu)示意圖二、原子的核外電子排布4．核外電子的排布的表示方法——原子結(jié)構(gòu)示意圖（4）請你根據(jù)所歸納的規(guī)律，用原子結(jié)構(gòu)示意圖表示核電荷數(shù)為1~20號元素原子的核外電子排布。氫元素的原子核原子名稱原子符號(

X

)質(zhì)子數(shù)(Z)中子數(shù)(N)10氕11氘或D12氚或T三、核素和同位素1.核素（1）元素：具有相同核電荷數(shù)（即核內(nèi)質(zhì)子數(shù)）的同一類原子的總稱。（2）核素：具有一定數(shù)目的質(zhì)子和一定數(shù)目的中子的一種原子叫核素。AZX表示質(zhì)子數(shù)為Z，質(zhì)量數(shù)為A的X原子。AZ2.同位素(1)概念：質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為同位素。如：1H，2H，3H互為同位素。三、核素和同位素“同位”是指核素的質(zhì)子數(shù)相同，在元素周期表中占有相同的位置。同一元素的不同核素的中子數(shù)不同，質(zhì)量數(shù)也不相同。

(2)特點：①同一元素的各種同位素的化學性質(zhì)幾乎相同，物理性質(zhì)略有差異。②天然存在的同位素相互間保持一定的比率。(3)同位素的應(yīng)用

三、核素和同位素

三、核素和同位素④利用放射性同位素釋放的射線育種、給金屬探傷、治療惡性腫瘤等。三、核素和同位素3.符號

中各個字母的含義XAZm±n±c元素化合價微粒所帶電荷數(shù)原子個數(shù)質(zhì)子數(shù)質(zhì)量數(shù)三、核素和同位素三、核素和同位素4.相對原子質(zhì)量的計算⑴原子的相對原子質(zhì)量Ar＝核素（原子）的質(zhì)量

168O

的相對原子質(zhì)量＝＝15.9982.657×10-26kg1.993×10-26kg×1/12解：三、核素和同位素(2)元素的相對原子質(zhì)量元素的相對原子質(zhì)量，是按該元素所含各種天然、穩(wěn)定核素所占的一定百分比計算出來的平均值。Ar=Ar1

×

a1%+Ar2

×

a2%+……+Arn

×an%Ar表示某元素的相對原子質(zhì)量Ar1、Ar2、Arn表示元素的各種核素的相對原子質(zhì)量a1%、a2%、

an%表示各種核素的原子百分數(shù)（同位素豐度）或物質(zhì)的量分數(shù)。三、核素和同位素例題：已知氯元素有兩種天然同位素，并測得以下數(shù)據(jù)：解：氯元素的相對原子質(zhì)量

=34.969×75.77%+36.966×24.23%

≈35.45元素符號同位素相對原子質(zhì)量在自然界各同位素原子百分數(shù)34.96975.77%36.96624.23%三、核素和同位素5.元素、核素、同位素的關(guān)系核素1核素3核素2元素互為同位素互為同位素互為同位素知識點都掌握了嗎？來做幾道題檢測下~題型一：原子符號中各數(shù)字的含義及數(shù)量關(guān)系【例1】近日，中國科學院獲得了全球第一條季節(jié)性河水鋇同位素

Ba變化曲線，填補了同位素陸表系統(tǒng)循環(huán)研究的空白。下列說法正確的是A．Ba讀作鋇56 B．Ba的中子數(shù)為82C．Ba2+的電子數(shù)為136 D．鋇元素的質(zhì)量數(shù)為13813856138561385613856

答案：B題型二：相同電子層結(jié)構(gòu)【例2】若aAn＋與bB2-兩種離子的核外電子層結(jié)構(gòu)相同，則a的數(shù)值為A．b＋n＋2 B．b＋n－2C．b－n－2 D．b－n＋2

答案：A題型三：核外電子的排布規(guī)律【例3】兩種元素原子X和Y，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(shù)恰好是X原子L層電子數(shù)的兩倍，則X、Y分別是A．硅原子和鈉原子 B．硼原子和氮原子C．氮原子和碳原子 D．碳原子和鋁原子

答案：D

元素周期表教學目標：1.通過了解元素周期表的結(jié)構(gòu)。2.認識原子結(jié)構(gòu)與元素在周期表中位置間的關(guān)系。1869年門捷列夫的第一張周期表手稿Ti=50Zr=90？=180V=51Nb=94Ta=182Cr=52Mo=96W=186Mn=55Rh=104.4Pt=197.44Fe=56Ru=104.4Ir=198Ni=Co=59Pd=106.6Os=199H=1Cu=63.4Ag=108Hg=200Be=9.4Mg=24Zn=65.2Cd=112B=11Al=27.4?=68Ur=116Au=197?C=12Si=28?=70Sn=118N=14P=31As=75Sb=122Bi=210O=16S=32Se=79.4Te=128?F=19Cl=35.5Br=80I=127Li=7Na=23K=39Rb=85.4Cs=133Tl=204Ca=40Sr=87.6Ba=137Pb=207?=45Ce=92?Er=56La=94?Yt=66Di=95In=75Th=118?門捷列夫的第一張周期表1871年門捷列夫的第二張周期表

誕生依據(jù)意義1869年，俄國化學家____________編制出第一張元素周期表按相對原子質(zhì)量由小到大排列，將化學性質(zhì)相似的元素放在同一縱列揭示了元素間的內(nèi)在聯(lián)系，成為化學發(fā)展史上的重要里程碑之一發(fā)展元素周期表中為未知元素留下的空位先后被填滿現(xiàn)行編排依據(jù)：相對原子質(zhì)量→___________，形成現(xiàn)行的元素周期表門捷列夫核電荷數(shù)一、元素周期表的發(fā)展歷程你知道周期表里118種元素的發(fā)現(xiàn)順序嗎？整體：元素周期表有

7個橫行，18個縱列。周期：每一個橫行叫做一個周期，周期序數(shù)從上到下分別用1、2、3、4、5、6、7標記。族：每一個縱列叫做一個族（8、9、10三個縱列共同組成第VIII族）。二、元素周期表的結(jié)構(gòu)16個族（18縱行）主族：由短周期和長周期元素共同構(gòu)成的族，共7個。其族序數(shù)從左到右用ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA表示。副族：完全由長周期元素構(gòu)成的族，共7個。其族序數(shù)從左到右用ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、ⅠB、ⅡB表示。第VIII族：1個（8、9、10三個縱行）0族：1個（稀有氣體）周期（7個）族（16個）短周期長周期第1周期第2周期第6周期第3周期第

5周期第4周期第

7周期——2種——8種

——8種——18種——18種——32種——32種主族副族第VIII族0族共7個主族，包括短周期和長周期元素共7個副族，只包括在長周期中包括第8、9、10縱行稀有氣體元素元素周期表三、元素周期表的編排原則1.周期數(shù)=_____________________；2.主族序數(shù)=___________________。電子層數(shù)最外層電子數(shù)副族元素的編排原則比較復雜，高二再學3.原子序數(shù)：根據(jù)元素在周期表中順序的編號。原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)判斷元素在周期表中的位置判斷O、He、Al、17號元素在周期表中的位置。1.每個方格中的信息6C碳12.01元素符號元素名稱相對原子質(zhì)量原子序數(shù)四、元素周期表的信息2.金屬元素與非金屬元素金屬元素與非金屬元素的分界線上方為金屬元素，下方為非金屬元素四、元素周期表的信息3.過渡金屬從第IIIB族第IIB族10個縱列共六十多種元素，過渡元素都是金屬元素四、元素周期表的信息4.鑭系與錒系①鑭系元素：元素周期表第六周期中，57號元素鑭到71號元素镥共15種元素②錒系元素：元素周期表第七周期中，89號元素錒到103號元素鐒共15種元素四、元素周期表的信息第IVA族——碳族第VA族——氮族第VIA族——氧族第IA族（除氫）：堿金屬0族：稀有氣體第IIA族：堿土金屬第VIIA族——鹵族5.一些族的名稱四、元素周期表的信息立式周期表螺旋型周期表塔型元素周期表元素周期表——性質(zhì)版元素周期表——遠景版長式元素周期表判斷第52號元素在周期表中的位置此時需要用到“0族定位法”判斷元素在周期表中的位置1.同主族元素的原子序數(shù)差的關(guān)系族序數(shù)兩元素的原子序數(shù)差值第IA、IIA族（過渡元素左側(cè)）______________的元素種數(shù)第IIIA~VIIA族（過渡元素右側(cè)）______________的元素種數(shù)上一周期下一周期六、元素周期表中的原子序數(shù)差值問題2.同周期相鄰主族元素的原子序數(shù)差的關(guān)系（1）同周期相鄰主族元素的原子序數(shù)之差一般為1（2）同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序數(shù)的差值取決于它們所在的周期數(shù)：周期數(shù)第二或第三周期第四或第五周期第六或第七周期差值

11125知識點都掌握了嗎？來做幾道題檢測下~題型一：元素在周期表中位置的判斷（編排原則）【例1】以SiC，AlN，ZnSe等寬禁帶半導體材料為代表的第三代半導體材料是當前的研究熱點。上述物質(zhì)涉及的元素中屬于主族元素的有A．5個 B．4個 C．3個 D．2個A【例2】81號元素所在周期和族是(

)A．第六周期ⅣA族 B．第六周期ⅢB族

C．第七周期0族 D．第六周期ⅢA族D題型二：元素在周期表中位置的判斷（0族定位法）【例3】下列個表是元素周期表中的一部分，表中數(shù)字表示的是原子序號與其在周期表中的位置相符合的是D題型三：同主族元素原子序數(shù)差值的判斷4.1.3堿金屬元素教學目標1.了解堿金屬在周期表中的位置及原子結(jié)構(gòu)特點。2.以堿金屬元素為例，通過探究認識同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，并能用原子結(jié)構(gòu)理論初步加以解釋。堿金屬元素為第ⅠA族（除氫）的元素。包括鋰（Li）、鈉（Na）、鉀

（K）、銣（Rb）、銫（Cs），鈁（Fr），其中鈁為放射性元素。一、堿金屬元素概述鋰（Li）鈉（Na）鉀（K）銣（Rb）銫（Cs）堿金屬顏色狀態(tài)密度/g·cm-3熔點/℃沸點/℃鋰銀白色柔軟0.534180.51347鈉0.9797.81882.9鉀0.8663.65774銣1.53238.89688銫略帶金色光澤1.87928.40678.41.相似性堿金屬單質(zhì)都有______色的金屬光澤（但____略帶金色光澤）、硬度小、有延展性，密度小、熔沸點較低，導電、導熱性良好。液態(tài)鈉鉀合金可做原子反應(yīng)堆的導熱劑。銀白銫二、堿金屬物理性質(zhì)堿金屬顏色狀態(tài)密度/g·cm-3熔點/℃沸點/℃鋰銀白色柔軟0.534180.51347鈉0.9797.81882.9鉀0.8663.65774銣1.53238.89688銫略帶金色光澤1.87928.40678.42.遞變性隨著核電荷數(shù)的增加，單質(zhì)的熔點和沸點逐漸______，密度逐漸______，（但ρK___ρNa），且Li、Na、K的密度_____1，Rb、Cs的密度_____1。降低增大＜＜＞二、堿金屬物理性質(zhì)族元素名稱元素符號核電荷數(shù)原子結(jié)構(gòu)示意圖最外層電子數(shù)電子層數(shù)原子半徑/nm堿金屬元素鋰

Li3

20.152鈉

Na1130.186鉀

K1940.227銣

Rb3750.248銫

Cs5560.2651二、堿金屬原子結(jié)構(gòu)2.相似性堿金屬元素原子的最外層都有_____個電子，很容易_______，最高正價為_____價，最高價氧化物對應(yīng)的水化物均為_____堿，是典型的活潑金屬元素。3.遞變性隨著核電荷數(shù)的增加，堿金屬元素原子的電子層數(shù)逐漸_______，原子半徑逐漸______。1失去+1強增多增大二、堿金屬原子結(jié)構(gòu)還記得金屬鈉與氧氣的反應(yīng)現(xiàn)象、方程式嗎？同為堿金屬，其他單質(zhì)與氧氣反應(yīng)，現(xiàn)象如何？三、堿金屬與氧氣的反應(yīng)【實驗結(jié)論】隨著核電荷數(shù)的增加，堿金屬與O2反應(yīng)越來越_____，產(chǎn)物越來越_______。堿金屬現(xiàn)象及產(chǎn)物化學方程式Li不如Na劇烈，生成Li2O4Li+O2

====

2Li2ONa劇烈燃燒，生成Na2O22Na+O2

====

Na2O2K燃燒比Na劇烈，生成復雜的氧化物K+O2

====KO2（超氧化鉀）Rb燃燒反應(yīng)更劇烈，生成更復雜氧化物

Cs燃燒反應(yīng)更劇烈，生成更復雜氧化物劇烈復雜還記得金屬鈉與水的反應(yīng)現(xiàn)象、方程式嗎？同為堿金屬，其他單質(zhì)與水反應(yīng)，現(xiàn)象如何？四、堿金屬與水的反應(yīng)【實驗結(jié)論】堿金屬都能與水反應(yīng)，反應(yīng)的通式為2R+2H2O===2ROH+H2↑隨著核電荷數(shù)的增加，堿金屬與水反應(yīng)越來越______，生成的ROH（最高價氧化物對應(yīng)的水化物）的堿性越來越______。堿金屬現(xiàn)象及產(chǎn)物化學方程式Li反應(yīng)較慢，生成H22Li+2H2O===2LiOH+H2↑Na反應(yīng)劇烈，生成H22Na+2H2O===2NaOH+H2↑K反應(yīng)劇烈，輕微爆炸，生成H22K+2H2O===2KOH+H2↑Rb遇水立即燃燒，爆炸，生成H2

Cs遇水立即燃燒，爆炸，生成H2劇烈強五、堿金屬化學性質(zhì)遞變性的微觀解釋核電荷數(shù)增加↓電子層數(shù)增加↓對電子引力降低↓越容易失去電子↓元素的金屬性增強↓單質(zhì)的還原性增強結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)知識點都掌握了嗎？來做幾道題檢測下~【例1】下列不屬于堿金屬單質(zhì)的通性的是A．硬度小、密度小 B．熔點較低C．焰色反應(yīng)相同 D．導熱、導電性能強C題型一：堿金屬的物理性質(zhì)【變2-1】(2021·浙江高一期中)下列關(guān)于堿金屬的描述正確的是()A．堿金屬都可以保存在煤油中B．堿金屬元素的單質(zhì)硬度小、密度小、熔點低C．在空氣中加熱均可生成多種氧化物D．堿金屬與水反應(yīng)，均漂浮在水面上B題型二：堿金屬的化學性質(zhì)【例3】（2020·浙江·高三月考）鉀、銣、銫在過量的氧氣中燃燒均生成黃色的超氧化物(如KO2)。下列說法不正確的是（

）A．在450℃、15MPa的壓力下，Na與O2反應(yīng)也能夠得純凈的NaO2，常溫下Na2O2的穩(wěn)定性比NaO2好B．CsO2具有強氧化性，能與水反應(yīng)生成O2，其中水作還原劑C．4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2，因此可用來作氧氣源D．KO2與水反應(yīng)后的溶液呈強堿性B題型三：推測堿金屬的性質(zhì)4.1.4鹵族元素族元素名稱元素符號核電荷數(shù)原子結(jié)構(gòu)示意圖最外層電子數(shù)電子層數(shù)原子半徑鹵族元素氟

隨著核電荷數(shù)的增加，原子半徑逐漸______氯

溴

碘

7增大FClBrI91735532345一、鹵族元素概述1.定義鹵族元素為第VIIA族的元素，包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、砹(At)。2.相似性與遞變性①相似性：

最外層電子數(shù)都是_____，容易______一個電子。②遞變性：

隨著核電荷數(shù)逐漸增大，電子層數(shù)逐漸_______，原子半徑逐漸________。7得到增多增大二、鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)鹵素單質(zhì)顏色和狀態(tài)密度熔點/℃沸點/℃F2淡黃綠色氣體1.69g/L(15℃)－219.6－188.1Cl2黃綠色氣體3.214g/L(0℃)－101－34.6Br2深紅棕色液體3.119g/cm3(20℃)－7.258.78I2紫黑色固體4.93g/cm3113.5184.4鹵素單質(zhì)的物理性質(zhì)1.相似性都有顏色，有毒，在水中溶解度不大。2.遞變性隨著核電荷數(shù)逐漸增大，顏色逐漸加深，熔、沸點逐漸______，密度逐漸______。升高增大三、鹵素單質(zhì)的化學性質(zhì)1.與氫氣反應(yīng)①反應(yīng)難易：_______________

②劇烈程度：________________③氫化物穩(wěn)定性：___________

④非金屬性強弱：____________反應(yīng)條件化學方程式產(chǎn)物穩(wěn)定性F2暗處（爆炸）H2＋F2===2HF很穩(wěn)定Cl2光照或點燃H2＋Cl2======2HCl較穩(wěn)定Br2加熱H2＋Br2===2HBr不如氯化氫穩(wěn)定I2不斷加熱H2