核外电子排布与期律上课用

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1、专题专题1 微观结构与物质的多样性微观结构与物质的多样性 第一单元第一单元核外电子排布与元素周期律核外电子排布与元素周期律一、原子核外电子的排布一、原子核外电子的排布二、元素周期律二、元素周期律三、元素周期表及其应用三、元素周期表及其应用一、一、原子原子核外电子的排布核外电子的排布电子云电子云电子的运动特征：电子的运动特征：电子质量小；电子质量小；运动空间小；运动空间小；运动速度快。运动速度快。能量越高。能量越高。离核越远；离核越远；分层排布；分层排布；阅读阅读2课本内容课本内容一、原子核外电子的排布一、原子核外电子的排布各电子层排布的电子数各电子层排布的电子数电子层电子层(从里到外依次为从里

2、到外依次为K层、层、L层、层、M层层)核电荷数核电荷数一、原子核外电子的排布一、原子核外电子的排布空间层次由内向外，电子能量由低到高；空间层次由内向外，电子能量由低到高；序数：序数：1 2 3 4 5 6 7层数：层数：K L M N O P Q分析图分析图分析图分析图 结论：随着元素核电荷数的递结论：随着元素核电荷数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现增，元素原子的最外层电子排布呈现周期性周期性变化。变化。P3 表表11 稀有气体元素原子核外电子排布稀有气体元素原子核外电子排布元素元素各电子层的电子数各电子层的电子数K KL LM MN NO OP P2 2HeHe（氦）（氦）2 21010

3、NeNe（氖）（氖）2 28 81818ArAr（氩）（氩）2 28 88 83636KrKr（氪）（氪）2 28 818188 85454XeXe（氙）（氙）2 28 8181818188 88686RnRn（氡）（氡）2 28 81818323218188 8讨论问题得出结论讨论问题得出结论一、原子核外电子的排布一、原子核外电子的排布1、原子核外电子按能量高低分层排布、原子核外电子按能量高低分层排布2、电子层、电子层:根据电子的能量差异和通常运动区根据电子的能量差异和通常运动区域离核的远近不同，将能量不同的域离核的远近不同，将能量不同的电子运动区域称为电子运动区域称为电子层电子层。3、核外

4、电子排布的一般规律、核外电子排布的一般规律:（1）能量最低原理；）能量最低原理；（2）每层最多排）每层最多排2n2个（个（n为电子层数）；为电子层数）；（3）最外层最多排）最外层最多排8个（个（K层时最多排层时最多排2个）；个）；（4）次外层最多排）次外层最多排18个；倒数第三层最多排个；倒数第三层最多排32个）。个）。二、元素周期律二、元素周期律1、原子核外最外层电子、原子核外最外层电子排布排布的周期性变化的周期性变化P32、原子半径的周期性变化、原子半径的周期性变化3、元素、元素( (最高最高 最低最低) )化合价的周期性变化化合价的周期性变化4、元素金属性、非金属性的周期性变化、元素金属

5、性、非金属性的周期性变化完成完成P4问题问题1 问题问题2原子半径从左到右从左到右 从上到下从上到下结论：随着原子序数的递增，元结论：随着原子序数的递增，元素原子半径呈现素原子半径呈现周期性周期性变化。变化。P5原子序数概念原子序数概念 P4元素的金属性、非金属性强弱判断：元素的金属性、非金属性强弱判断：P5金属性强：金属性强：非金属性强：非金属性强：单质还原性越强；单质还原性越强；与水或酸置换氢气越容易；与水或酸置换氢气越容易；最高价最高价氧化物水化物碱性越强。氧化物水化物碱性越强。单质氧化性越强；单质氧化性越强；与氢气反应越容易；与氢气反应越容易；气态氢化物越稳定；气态氢化物越稳定；最高价

6、最高价氧化物水化物酸性越强；氧化物水化物酸性越强；1117号元素的金属性、非金属性的变化规律：号元素的金属性、非金属性的变化规律：11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 与水反应的剧烈程度减弱；与水反应的剧烈程度减弱；与酸反应的剧烈程度减弱；与酸反应的剧烈程度减弱；NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3 强碱强碱 中强碱中强碱 两性两性 碱性减弱。碱性减弱。金属性减弱金属性减弱与与H2反应越容易，越剧烈；反应越容易，越剧烈；SiH4 PH3 H2S HCl气态氢化物越稳定；气态氢化物越稳定；非金属性增强非金属性增强H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4 弱

7、酸弱酸 中强酸中强酸 强酸强酸 最强酸最强酸 酸性增强。酸性增强。1 2 34 5 6 74 3 2 1结论：随着原子序数的递增，元素的金属性、结论：随着原子序数的递增，元素的金属性、非金属性呈现非金属性呈现 周期性周期性 变化。变化。结论：随着原子序数的递增，元素的化合结论：随着原子序数的递增，元素的化合价变化呈现价变化呈现 周期性周期性 变化。变化。元素化合价最高正价最高正价|最低负价最低负价|=8最高正价最高正价=最外层电子数最外层电子数二、元素周期律二、元素周期律1、概念：、概念：元素的性质随着原子序数的递增而呈现元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的变化的规律叫做周期性的变化的规

8、律叫做元素周期律元素周期律。元素的原子半径；（除稀有气体元素）元素的原子半径；（除稀有气体元素）元素的主要化合价；元素的主要化合价；原子核外电子排布；原子核外电子排布；元素的金属性、非金属性。元素的金属性、非金属性。2、本质：、本质：元素性质元素性质的的周期性变化规律是元素周期性变化规律是元素原子核外电子排布周期性变化的必原子核外电子排布周期性变化的必然结果。然结果。随着元素的核随着元素的核电荷数的递增电荷数的递增元素周期律元素周期律1、原子核外最外层电子、原子核外最外层电子排布排布的周期性变化的周期性变化2、原子半径的周期性变化、原子半径的周期性变化3、元素、元素( (最高最高 最低最低)

9、)化合价的周期性变化化合价的周期性变化4、元素金属性、非金属性的周期性变化、元素金属性、非金属性的周期性变化元素周期表及其应用元素周期表及其应用元素周期表是元素周期律的具体表现形式元素周期表是元素周期律的具体表现形式元素周期表的编排原则元素周期表的编排原则 将将电子层数相同电子层数相同的元素，的元素， 按按核电荷数递增核电荷数递增的顺序的顺序从左到右从左到右排列。排列。 将将最外层电子数相同最外层电子数相同的元素，的元素， 按按核电荷数递增核电荷数递增的顺序的顺序从上到下从上到下排列。排列。原子序数原子序数 核电荷数核电荷数质子数质子数核外电子数（电中性原子）核外电子数（电中性原子） 元素周期

10、表的结构元素周期表的结构横行：横行：纵行：纵行：周期周期（1）周期是指）周期是指一一横行，横行，共分共分7个周期个周期（3）周期序数周期序数=电子层数电子层数（2）周期的分类及所含元素特点）周期的分类及所含元素特点完成完成P8 P8 交流和讨论问题交流和讨论问题1 1每周期最后一种元素的原子序每周期最后一种元素的原子序数是多少数是多少? ? 族族 P8P8（1）族的分类及表示）族的分类及表示主主族族:0 0族：族：副副族族:族：族：由短周期和长周期共同构成的族由短周期和长周期共同构成的族七主七主：A A、AA、AA、AA、AA、AA、AA主族序数主族序数=最外层电子数最外层电子数完全由长周期元

11、素构成的族完全由长周期元素构成的族稀有气体元素构成的族稀有气体元素构成的族七副七副：BB、BB、BB、BB、BB、BB、BB包括包括8、9、10三列三列 16个族个族 18个纵行个纵行在族序数后面标一在族序数后面标一“A”字字在族序数后面标一在族序数后面标一“B”字字什么是过度元素什么是过度元素? ?（2）族的分布位置）族的分布位置A01氢氢AAAAAA氦氦2锂锂 铍铍硼硼 碳碳 氮氮 氧氧 氟氟 氖氖3钠钠 镁镁BBBBBBB铝铝 硅硅 磷磷 硫硫 氯氯 氩氩4钾钾 钙钙 钪钪 钛钛 钒钒 铬铬 锰锰 铁铁 钴钴 镍镍 铜铜 锌锌 镓镓 锗锗 砷砷 硒硒 溴溴 氪氪5铷铷 锶锶 钇钇 锆锆

12、铌铌 钼钼 锝锝 钌钌 铑铑 钯钯 银银 镉镉 铟铟 锡锡 碲碲 锑锑 碘碘 氙氙6铯铯 钡钡 镧镧 铪铪 钽钽 钨钨 铼铼 锇锇 铱铱 铂铂 金金 汞汞 铊铊 铅铅 铋铋 钋钋 砹砹 氡氡7钫钫 镭镭 锕锕共共1515种。种。 .超铀元素都是由人工核超铀元素都是由人工核反应发现和制取的反应发现和制取的 1、必须熟悉周期表的结构：、必须熟悉周期表的结构：2、必须掌握元素在周期表中的位置、必须掌握元素在周期表中的位置 和原子结构的关系：和原子结构的关系： 周期序数原子的电子层数周期序数原子的电子层数 主族序数元素原子最外层电子数主族序数元素原子最外层电子数= =最高正价最高正价 原子序数核电荷数

13、质子数原子核外电子数原子序数核电荷数质子数原子核外电子数质量数质子数中子数质量数质子数中子数相对原子质量相对原子质量5.元素周期表分区元素周期表分区（1）金属区：）金属区： 周期表的左下方周期表的左下方（2）非金属区：）非金属区：周期表的右上方周期表的右上方（3）稀有气体区：）稀有气体区：周期表的最右方周期表的最右方（二）元素在周期表中的位置与性质的关系（二）元素在周期表中的位置与性质的关系1.同周期：同周期：11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 同周期元素原子同周期元素原子核外电子层数核外电子层数相同，相同， 从左往右，从左往右， 核电荷数递增，最外层电子数逐渐核

14、电荷数递增，最外层电子数逐渐增加增加， 原子半径逐渐原子半径逐渐减小减小， 核对核外电子的吸引能力逐渐核对核外电子的吸引能力逐渐增强增强， 失去电子的能力逐渐减弱，金属性失去电子的能力逐渐减弱，金属性减弱，减弱， 得到电子的能力逐渐增大，非金属性得到电子的能力逐渐增大，非金属性增强。增强。P8同一周期元素金属性和非金属变化同一周期元素金属性和非金属变化非金属性逐渐增强，金属性逐渐减弱非金属性逐渐增强，金属性逐渐减弱非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强Li3锂锂Be4铍铍B5硼硼C6碳碳N7氮氮O8氧氧F9氟氟Ne10氖氖Na11钠钠Mg12镁镁Al13铝铝Si14硅

15、硅P15磷磷S16硫硫Cl17氯氯Ar18氩氩（二）元素在周期表中的位置与性质的关系（二）元素在周期表中的位置与性质的关系2.同主族：同主族：3 Li 11Na19K37Rb55CsLiOH NaOH KOH RbOH CsOH最高价氧化物水化物碱性增强最高价氧化物水化物碱性增强与水反应的剧烈程度增强与水反应的剧烈程度增强解释：解释：从上往下，电子层增多，半径增大；从上往下，电子层增多，半径增大；失电子能力增强，金属性增强。失电子能力增强，金属性增强。（二）元素在周期表中的位置与性质的关系（二）元素在周期表中的位置与性质的关系2.同主族：同主族：9 F 17Cl35Br53I 85AtHClO

16、4 HBrO4 HIO4（无含氧酸）（无含氧酸）最高价氧化物水化物最高价氧化物水化物酸性减弱酸性减弱单质氧化性单质氧化性逐渐减弱逐渐减弱解释：解释：从上往下，电子层增多，半径增大；从上往下，电子层增多，半径增大；得电子能力减弱，非金属性减弱。得电子能力减弱，非金属性减弱。（二）元素在周期表中的位置与性质的关系（二）元素在周期表中的位置与性质的关系2.同主族：同主族：F ClBrIAt 从上往下，电子层增多，半径增大从上往下，电子层增多，半径增大Li NaKSi Cs得电子能力减弱，非金属性减弱。得电子能力减弱，非金属性减弱。失电子能力增强，金属性增强失电子能力增强，金属性增强;同一主族元素金属

17、性和非金属变化同一主族元素金属性和非金属变化Na11钠钠Li3锂锂K19钾钾Rb37铷铷Cs55铯铯F9氟氟Cl17氯氯Br35溴溴I53碘碘At85砹砹金金 属属 性性 逐逐 渐渐 增增 强强非金属性逐渐减弱非金属性逐渐减弱（二）元素在周期表中的位置与性质的关系（二）元素在周期表中的位置与性质的关系F ClBrI At从上往下，电子层增多，半径增大从上往下，电子层增多，半径增大Li NaKRb Cs得电子能力减弱，非金属性减弱。得电子能力减弱，非金属性减弱。失电子能力增强，金属性增强失电子能力增强，金属性增强;11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 从左往右，从左往

18、右，原子核外电子层数相同原子核外电子层数相同,核核电荷增大，半径减小电荷增大，半径减小得电子能力增强，非金属性增强。得电子能力增强，非金属性增强。失电子能力减弱，金属性减弱失电子能力减弱，金属性减弱;P9元素的金属性和非金属性递变小结元素的金属性和非金属性递变小结HLiBeBCNOFNaMgAlSiPSClKCaGaGeAsSeBrRbSrInSnSbTeICsBaTlPbBiPoAt非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强金属性逐渐增强金属性逐渐增强金属性逐渐增强金属性逐渐增强非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强（三）元素周期律和元素周期表的重要应用（三）元素周期律和元素周期表的重要应用1.利用利用“构

19、位性构位性”的关系指导化学学习的关系指导化学学习（三）元素周期律和元素周期表的重要应用（三）元素周期律和元素周期表的重要应用1.1.利用利用“构位性构位性”的关系指导化学学习的关系指导化学学习. .科学预言新元素及预测它们的原子结构和科学预言新元素及预测它们的原子结构和性质。性质。. .对工农业生产的指导方面，可在周期表中对工农业生产的指导方面，可在周期表中一定的区域内寻找新的物质。一定的区域内寻找新的物质。. .可以借助元素周期表研究合成有特定性质可以借助元素周期表研究合成有特定性质的新物质。例如：在金属和非金属的分界线的新物质。例如：在金属和非金属的分界线附近寻找附近寻找半导体材料半导体材

20、料，在过渡元素中寻找各，在过渡元素中寻找各种优良的种优良的催化剂催化剂和和耐高温、耐腐蚀的合金材耐高温、耐腐蚀的合金材料。料。 AtAt下面应该是什么元素下面应该是什么元素? ?根据元素周期表根据元素周期表预言新元素的存在预言新元素的存在 类硅（锗）的发现类硅（锗）的发现1886年由德国的温克勒在分析硫银锗矿中发现的，把它命名为Germanium以纪念他的祖国德国（German）。元素符号为Ge。元素锗就是在1870年门捷列夫预言的基础上发现的。根据元素周期表预言新元素的存在根据元素周期表预言新元素的存在类硅（类硅（Es）锗（锗（Ge）原子量约为72原子量约为72.60比重约为5.5比重约为5

21、.469最高价氧化物EsO2最高价氧化物GeO2EsO2比重4.7GeO2比重4.703氯化物EsCl4液体氯化物GeCl4液体EsCl4比重 1.9GeCl4比重 1.874EsCl4沸点约90GeCl4沸点83.0门捷列夫的预言和以后的实验结果取得了惊人的一致门捷列夫的预言和以后的实验结果取得了惊人的一致根据元素周期表预言新元素的存在根据元素周期表预言新元素的存在 类铝（镓）的发现：类铝（镓）的发现：v1875年，法国化学家布瓦博德朗在分析年，法国化学家布瓦博德朗在分析比里牛斯山的闪锌矿时发现一种新元素，比里牛斯山的闪锌矿时发现一种新元素，命名为镓，测得镓的比重为命名为镓，测得镓的比重为4

22、.7，不久收，不久收到门捷列夫的来信指出镓的比重不应是到门捷列夫的来信指出镓的比重不应是4 .7，而是，而是5.96.0，布瓦博德朗是唯一，布瓦博德朗是唯一手里掌握金属镓的人，门捷列夫是怎样手里掌握金属镓的人，门捷列夫是怎样知道镓的比重的呢？经重新测定镓的比知道镓的比重的呢？经重新测定镓的比重确实是重确实是5.94，这结果使他大为惊奇，这结果使他大为惊奇，认真阅读门捷列夫的周期论文后，感慨认真阅读门捷列夫的周期论文后，感慨地说地说“我没有什么可说的了，事实证明我没有什么可说的了，事实证明了门捷列夫理论的巨大意义了门捷列夫理论的巨大意义”。根据元素周期表预言新元素的存在根据元素周期表预言新元素的

23、存在类铝（类铝（Ea）镓（镓（Ga）（1871年门捷列夫预言）年门捷列夫预言）（1875年布瓦发现镓后测定）年布瓦发现镓后测定）原子量约为原子量约为69原子量约为原子量约为69.72比重约为比重约为5.96.0比重约为比重约为5.94熔点应该很低熔点应该很低熔点为熔点为30.1不受空气的侵蚀不受空气的侵蚀灼热时略起氧化灼热时略起氧化灼热时能分解水气灼热时能分解水气灼热时确能分解水气灼热时确能分解水气能生成类似明矾的矾类能生成类似明矾的矾类能生成结晶很好的镓矾能生成结晶很好的镓矾可用分光镜发现其存在可用分光镜发现其存在镓是用分光镜发现的镓是用分光镜发现的最高价氧化物最高价氧化物Ea2O3最高价氧

24、化物最高价氧化物Ga2O3门捷列夫的预言和以后的实验结果取得了惊人的一致门捷列夫的预言和以后的实验结果取得了惊人的一致下列对于铯下列对于铯(Cs)(Cs)的性质的预测中，正确的是的性质的预测中，正确的是A A它只有一种氧化物它只有一种氧化物CsCs2 2O OB B它与水剧烈反应它与水剧烈反应C CCsCs具有很强的氧化性具有很强的氧化性D DCsHCOCsHCO3 3受热不易分解受热不易分解B元素位、构、性三者关系（举例）元素位、构、性三者关系（举例）元素位、构、性三者关系（举例）元素位、构、性三者关系（举例）周期表中位置周期表中位置元素元素a.某元素处于第四周期，第某元素处于第四周期，第V

25、I主族主族b .某元素处于第六周期，第某元素处于第六周期，第I主族主族c .某元素处于第三周期，某元素处于第三周期，0族族d .某元素处于第二周期，第某元素处于第二周期，第IIIA族族SeCsArB元素位、构、性三者关系（举例元素位、构、性三者关系（举例）1. 金属性最强的元素（不包括放射性元素）金属性最强的元素（不包括放射性元素）是是 ；2. 最活泼的非金属元素是最活泼的非金属元素是 ；3. 最高价氧化物对应水化物的酸性最强的元最高价氧化物对应水化物的酸性最强的元素是素是 ；4. 最高价氧化物对应水化物的碱性最强的元最高价氧化物对应水化物的碱性最强的元素（不包括放射性元素）是素（不包括放射性

26、元素）是 。CsFClCs元素位、构、性三者关系（举例元素位、构、性三者关系（举例）1. 处于同周期的相邻两种元素处于同周期的相邻两种元素A和和B，A的最高价氧化物的水化物的碱性比的最高价氧化物的水化物的碱性比B弱，弱，A处于处于B的的 边（左或右）；边（左或右）；B的原的原子半径子半径比比A ；若；若B的最外层有的最外层有2个个电子，则电子，则A最外层有最外层有 个电子。个电子。2. 处于同周期的相邻两种元素处于同周期的相邻两种元素A和和B，A的最高价氧化物的水化物的酸性比的最高价氧化物的水化物的酸性比B弱，弱，A处于处于B的的 边（左或右）；边（左或右）；B的原的原子半径比子半径比A ；若；若B的最外层有的最外层有3个个电子，则电子，则A最外层有最外层有 个电子。个电子。右右大大3左左小小2