1、人教版高中化学选修3 配套精品完整课件 第一节第一节 原子结构原子结构 学习目标学习目标 1.了解原子核外电子的运动状态了解原子核外电子的运动状态。 2.了解原子结构的构造原理了解原子结构的构造原理。 3.知道原子核外电子的能级分布知道原子核外电子的能级分布,能用电子排能用电子排 布式表示常见元素布式表示常见元素(136号号)原子核外电子的排原子核外电子的排 布布。 4.知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁,知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁, 了解其简单应用。了解其简单应用。 课堂互动讲练课堂互动讲练 课前自主学案课前自主学案 知能优化训练知能优化训练 第第 一一 节节 原原 子子 结
2、结 构构 课前自主学案课前自主学案 一、开天辟地一、开天辟地原子的诞生原子的诞生 1原子的诞生原子的诞生 氢氢 氦氦 锂锂 2宇宙的组成与各元素的含量宇宙的组成与各元素的含量 宇宙宇宙 氢氢 H :占原子总数的:占原子总数的88.6% 氦氦 He :约为氢原子数的:约为氢原子数的1 8 两者占宇宙原子总两者占宇宙原子总 数的数的99.7%以上以上 其他其他90多种天然元素的原子多种天然元素的原子 总数加起来不足总数加起来不足_1% 3地球的组成元素地球的组成元素 地球上的元素绝大多数是地球上的元素绝大多数是_,_ (包括稀有气体包括稀有气体)仅仅22种。种。 二、能层与能级二、能层与能级 1能
3、层能层 (1)分类依据分类依据 根据多电子原子的核外电子的根据多电子原子的核外电子的_,将核,将核 外电子分成不同的能层。外电子分成不同的能层。 金属金属 非金属非金属 能量差异能量差异 (2)能层的表示方法及各能层最多容纳的电子数能层的表示方法及各能层最多容纳的电子数 如下:如下: 能层 一 二 三 四 五 六 七 符号 _ _ M _ _ P Q 最多 电子 数 各能层最多容纳的电子数为 _ K L N O 2n2 2.能级能级 (1)分类依据分类依据 根据多电子原子中同一能层电子根据多电子原子中同一能层电子_的不的不 同,将它们分成不同的能级。同,将它们分成不同的能级。 (2)能级的表示
4、方法及各能级最多容纳的电子数如能级的表示方法及各能级最多容纳的电子数如 下:下: 能量能量 能层 K L M N 能级 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 最多 电子 数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 思考感悟思考感悟 1.(1)能层离核远近与能量高低有何关系?能层离核远近与能量高低有何关系? (2)第第n能层中的不同能级的能量有何关系?能层中的不同能级的能量有何关系? 【提示提示】 (1)由由K层到层到Q层,离核由近到远,层,离核由近到远, 能量由低到高。能量由低到高。 (2)E(ns)E(np)E(nd)E(n
5、f)。 三、构造原理与电子排布式三、构造原理与电子排布式 1构造原理构造原理 (1)含义含义 在多电子原子中,电子在能级上的排布顺序是:在多电子原子中,电子在能级上的排布顺序是: 电子先排在能量电子先排在能量_的能级上,然后依次排在能的能级上,然后依次排在能 量量_的能级上。的能级上。 低低 较高较高 (2)构造原理示意图构造原理示意图 思考感悟思考感悟 2(1)“能层越大,能级的能量越高。能层越大,能级的能量越高。”对吗?对吗? (2)为什么为什么K原子的原子结构示意图不是原子的原子结构示意图不是 【提示提示】 (1)从构造原理图中可以看出能级的能从构造原理图中可以看出能级的能 量高低除了符
6、合量高低除了符合E(ns)E(np)E(nd)E(nf)和和 E(1s)E(2s)E(3s)E(4s)、 E(4d)E(5s)、E(5d)E(6s)、E(6d)E(7s)、 E(4f)E(5p)、E(4f)E(6s)等。等。 (2)由于出现能级交错现象,由于出现能级交错现象,K原子排满第一层和原子排满第一层和 第二层后,在排第三层时,先排满第二层后,在排第三层时,先排满3s能级、能级、3p能能 级,最后一个电子进入级,最后一个电子进入4s能级而不是能级而不是3d能级,所能级,所 以它的原子结构示意图为:以它的原子结构示意图为: 2电子排布式电子排布式 将将_上所容纳的电子数标在该能级符号上所容
7、纳的电子数标在该能级符号 _,并按照能层从左到右的顺序排列,并按照能层从左到右的顺序排列 的式子,称电子排布式,如氢元素的电子排布式的式子,称电子排布式,如氢元素的电子排布式 为:为: 右上角右上角 能级能级 四、能量最低原理、基态与激发态、光谱四、能量最低原理、基态与激发态、光谱 1能量最低原理能量最低原理 现代物质结构理论证实,原子的电子排布遵循构现代物质结构理论证实,原子的电子排布遵循构 造原理能使整个原子的能量处于最低状态,简称造原理能使整个原子的能量处于最低状态,简称 _。 能量最低原理能量最低原理 2基态原子与激发态原子基态原子与激发态原子 最低能量最低能量 吸收吸收 释放释放 较
8、高较高 3光谱与光谱分析光谱与光谱分析 (1)光谱形成原因光谱形成原因 不同元素的原子发生不同元素的原子发生_时会吸收或释放不时会吸收或释放不 同的光。同的光。 (2)光谱分类光谱分类 根据光是被吸收或释放,可将光谱分为根据光是被吸收或释放,可将光谱分为 _和和_,总称,总称 _。 (3)光谱分析光谱分析 在现代化学中,利用在现代化学中,利用_上的特征谱线上的特征谱线 来鉴定元素的分析方法。来鉴定元素的分析方法。 跃迁跃迁 吸收光谱吸收光谱 发射光谱发射光谱 原子光谱原子光谱 原子光谱原子光谱 五、电子云与原子轨道五、电子云与原子轨道 1电子云电子云 (1)含义含义 电子云是处于一定空间运动状
9、态的电子云是处于一定空间运动状态的_在原在原 子核外空间的子核外空间的_的形象化描述。的形象化描述。 (2)形状形状 电子电子 概率密度分布概率密度分布 球形球形 哑铃状哑铃状 思考感悟思考感悟 3电子云图中的小黑点密度的大小是否表示电子电子云图中的小黑点密度的大小是否表示电子 的多少?的多少? 【提示提示】 不是。电子云图中的一个小黑点并不不是。电子云图中的一个小黑点并不 代表一个电子,而是表示电子在此位置出现过一代表一个电子,而是表示电子在此位置出现过一 次,小黑点密度的大小,表示在一定时间内电子次,小黑点密度的大小,表示在一定时间内电子 出现的概率的大小。出现的概率的大小。 2原子轨道原
10、子轨道 (1)定义定义 量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态 称为一个原子轨道。称为一个原子轨道。 (2)数目数目 ns能级各有能级各有_个轨道,个轨道,np能级各有能级各有_个轨道,个轨道, nd能级各有能级各有_个轨道,个轨道,nf能级各有能级各有_个轨道。个轨道。 1 3 5 7 六、泡利原理和洪特规则六、泡利原理和洪特规则 1泡利原理泡利原理 在一个原子轨道里最多只能容纳在一个原子轨道里最多只能容纳_个电子,而个电子,而 且自旋方向且自旋方向_,用,用“_”表示。表示。 2洪特规则洪特规则 当电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子当电子
11、排布在同一能级的不同轨道时,基态原子 中的电子总是优先中的电子总是优先_一个轨道,而且一个轨道,而且 自旋状态自旋状态_。 2 相反相反 单独占据单独占据 相同相同 课堂互动讲练课堂互动讲练 能层与能级的组成及能量关系能层与能级的组成及能量关系 1不同能层的能级组成不同能层的能级组成 任一能层的能级总是从任一能层的能级总是从s能级开始,能层的能级能级开始,能层的能级 数等于该能层的序数:第一能层只有数等于该能层的序数:第一能层只有1个能级个能级(1s), 第二能层有第二能层有2个能级个能级(2s和和2p),第三能层有,第三能层有3个能个能 级级(3s,3p和和3d),依次类推。,依次类推。 2
12、不同能层中各能级之间的能量大小关系不同能层中各能级之间的能量大小关系 (1)不同能层中同一能级,能层序数越大能量越高。不同能层中同一能级,能层序数越大能量越高。 例如:例如:1s2s3s,2p3p4p。 (2)同一能层中,各能级之间的能量大小关系是同一能层中,各能级之间的能量大小关系是sp df。 例如:第四能层中例如:第四能层中4s4p4d4f。 (3)能层和能级都相同的各原子轨道的能量相等。能层和能级都相同的各原子轨道的能量相等。 例如:例如:2px2py2pz。 3各能层、能级所容纳电子数及能量关系各能层、能级所容纳电子数及能量关系 能层 一 二 三 四 五 符号 K L M N O 能
13、级 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 最多电 子数 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 电子离 核远近 近远 电子能 量高低 低高 特别提醒:特别提醒:决定电子能量高低的因素有:决定电子能量高低的因素有:能能 层,能级符号相同时,能层数越高,电子能量层,能级符号相同时,能层数越高,电子能量 越高;越高;能级,在同一能层的不同能级中,能级,在同一能层的不同能级中,s、 p、d、f能级能量依次升高;能级能量依次升高;在多电子原子中在多电子原子中 会发生能级交错现象。会发生能级交错现象。 例例1 (2011年天津高二检测年天津高二检测)下列关于
14、能层、能级下列关于能层、能级 和原子轨道的说法正确的是和原子轨道的说法正确的是( ) A各能层含有的能级数等于能层序数减各能层含有的能级数等于能层序数减1 B各能层的能级都是从各能层的能级都是从s能级开始至能级开始至f能级结束能级结束 C各能层所含有的电子数一定是该能层序数平方各能层所含有的电子数一定是该能层序数平方 的的2倍倍 D各能级的原子轨道数按各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次的顺序依次 为为1、3、5、7 【解析解析】 各能层中所含有的能级数等于其能层各能层中所含有的能级数等于其能层 序数,序数,A项错误;当为第一能层时,只含项错误;当为第一能层时,只含s能级,能级, 第二
15、能层只含第二能层只含s、p能级,能级,B项错误;每个能层最项错误;每个能层最 多能填充该能层序数平方的多能填充该能层序数平方的2倍个电子,但不一倍个电子,但不一 定含有这些电子。定含有这些电子。 【答案答案】 D 【规律方法规律方法】 在理解能层与能级的有关知识时要在理解能层与能级的有关知识时要 从以下两方面入手从以下两方面入手 (1)能量规律能量规律 多电子原子的核外电子按能量不同划分为不同能多电子原子的核外电子按能量不同划分为不同能 层。层。 在同一能层中根据能量的不同划分为不同能级。在同一能层中根据能量的不同划分为不同能级。 (2)数量规律数量规律 每一个能层每一个能层(电子层电子层)中
16、最多容纳电子数为中最多容纳电子数为2n2。 每一个轨道最多容纳每一个轨道最多容纳2个电子,所以每个能层所个电子,所以每个能层所 含的轨道总数为含的轨道总数为n2。 变式训练变式训练1 下列说法中正确的是下列说法中正确的是( ) A1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布表示的是激发态原子的电子排布 B3p2表示表示3p能级有两个轨道能级有两个轨道 C同一原子中,同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐减电子的能量逐渐减 小小 D同一原子中,同一原子中,2p、3p、4p能级的轨道数依次能级的轨道数依次 增多增多 解析:解析:选选A。A项中,项中,1个个2s电子被激发到电子被激发到2p能级
17、上,能级上, 表示的是激发态原子;表示的是激发态原子;B项中项中3p2表示表示3p能级上填能级上填 充了充了2个电子;个电子;C项中,同一原子中能层数越大,项中,同一原子中能层数越大, 能量也就越高,离核越远,故能量也就越高,离核越远,故1s、2s、3s电子的能电子的能 量逐渐升高;在同一能级中,其轨道数是一定的,量逐渐升高;在同一能级中,其轨道数是一定的, 而不论它在哪一能层中。而不论它在哪一能层中。 核外电子排布的原则核外电子排布的原则 1能量最低原理:原子核外电子总是优先占有能量最低原理:原子核外电子总是优先占有 能量低的轨道,然后依次进入能量高的轨道,这能量低的轨道,然后依次进入能量高
18、的轨道,这 样使整个样使整个原子处于能量最低的状态。原子处于能量最低的状态。 2泡利原理:每个原子轨道上最多只能容纳两泡利原理:每个原子轨道上最多只能容纳两 个自旋状态相反的电子。如个自旋状态相反的电子。如 2s2上的电子排布图上的电子排布图 为为 2s ,不能表示为,不能表示为 2s 。 3洪特规则:基态原子核外电子在能量相同的洪特规则:基态原子核外电子在能量相同的 各个轨道上排布时,电子尽可能分占不同的原子各个轨道上排布时,电子尽可能分占不同的原子 轨道,且自旋状态相同,这样整个原子的能量最轨道,且自旋状态相同,这样整个原子的能量最 低。如低。如2p3的电子排布图为的电子排布图为 ,不能表
19、示,不能表示 为为 或或 。 4 洪特规则的特例: 有少数元素的基态原子的电 洪特规则的特例: 有少数元素的基态原子的电 子排布对于构造原理有子排布对于构造原理有 1 个电子的偏差。因为能个电子的偏差。因为能 量相同的原子轨道在全充满量相同的原子轨道在全充满(如如 p6和和 d10)、 半充满、 半充满 (如如 p3和和 d5)和全空和全空(如如 p0和和 d0)状态时,体系的能状态时,体系的能 量较低,原子较稳定。量较低,原子较稳定。 如如 Cr:1s22s22p63s23p63d44s2 Cr:1s22s22p63s23p63d54s1 Cu:1s22s22p63s23p63d94s2 C
20、u:1s22s22p63s23p63d104s1 特别提醒:特别提醒:(1)根据能量最低原理排布电子时,根据能量最低原理排布电子时, 注意能级交错现象。注意能级交错现象。 (2)根据此原则进行排布或进行判断时,要三者根据此原则进行排布或进行判断时,要三者 兼顾,综合评价,不可顾此失彼以偏概全。兼顾,综合评价,不可顾此失彼以偏概全。 例例2 下列元素原子的电子排布式各违背了哪一下列元素原子的电子排布式各违背了哪一 规律?规律? (1)6C 1s22s22p2p2p (2)21Sc 1s22s22p63s23p63d3 (3)22Ti 1s22s22p63s23p10 【解析解析】 从电子排布遵循
21、的原则入手,看是否从电子排布遵循的原则入手,看是否 符合能量最低原理、泡利原理、洪特规则及其特符合能量最低原理、泡利原理、洪特规则及其特 例。例。 【答案答案】 (1)洪特规则洪特规则 (2)能量最低原理能量最低原理 (3) 泡利原理泡利原理 互动探究互动探究 .写出写出(3)的正确的电子排布式,并写出其电子排的正确的电子排布式,并写出其电子排 布图。布图。 .若若(2)中中21Sc的电子排布式为的电子排布式为 1s22s22p63s23p64s24p1正确吗?若不正确违反哪一正确吗?若不正确违反哪一 条规则?条规则? 【提示提示】 【误区警示误区警示】 (1)在书写基态原子的电子排布图在书写
22、基态原子的电子排布图 时,常出现以下几种错误:时,常出现以下几种错误: (2)当出现当出现d轨道时,虽然电子按轨道时,虽然电子按ns、(n1)d、np 顺序填充,但在书写电子排布式时,仍把顺序填充,但在书写电子排布式时,仍把(n1)d 放在放在ns前。例如,前。例如,Fe:1s22s22p63s23p63d64s2,正,正 确;确;Fe:1s22s22p63s23p64s23d6,错误。,错误。 变式训练变式训练2 比较下列多电子原子的原子轨道的比较下列多电子原子的原子轨道的 能量高低。能量高低。 (1)2s_3s (2)2s_3d (3)3px_3pz (4)3p_3s (5)4f_6f (
23、6)3d_4s (7)4f_6p 解析:解析:本题所考查的是不同原子轨道的能量高低。本题所考查的是不同原子轨道的能量高低。 相同电子层上原子轨道能量的高低:相同电子层上原子轨道能量的高低:nsnpnd nf;形状相同的原子轨道能量的高低:;形状相同的原子轨道能量的高低:1s2s3s 4s;能层、能级均相同的原子轨道能量相等:;能层、能级均相同的原子轨道能量相等: 3px3py3pz;对于处在不同能层的不同的能级,;对于处在不同能层的不同的能级, 电子排布的先后次序为:电子排布的先后次序为:ns、(n2)f、(n1)d、 np。 答案:答案:(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
24、BA B微粒半径关系:微粒半径关系:r(Bn )r(An) C微粒微粒C是稀有气体元素的原子是稀有气体元素的原子 D原子半径关系是:原子半径关系是:r(A)r(B)CB,A项错误;因项错误;因An 和 和Bn 具有相同的 具有相同的 电子层结构,阴离子半径大于阳离子半径,即电子层结构,阴离子半径大于阳离子半径,即r(Bn )r(An), ,B项错误;项错误;An 、 、Bn 都应具有稀有气 都应具有稀有气 体原子的电子层结构,体原子的电子层结构,C的电子层结构与的电子层结构与An 、 、Bn 相同,所以相同,所以C必为稀有气体元素的原子;必为稀有气体元素的原子;B、C为同为同 一周期的元素,而
25、一周期的元素,而A应处于应处于B、C的下一周期,故的下一周期,故A 的原子半径应大于的原子半径应大于B。故。故C项正确,项正确,D项错误。项错误。 【答案答案】 C 变式训练变式训练 3 下列关于粒子半径大小关系的判断下列关于粒子半径大小关系的判断 不不 正确的是正确的是( ) r(Li ) r(Na ) r(K ) r(Rb ) r(Cs ) r(F ) r(Cl ) r(Br ) r(I ) r(Na ) r(Mg2 ) r(Al3 ) r(F ) r(O2 ) r(Fe3 ) r(Fe2 ) r(Fe) A B C D 解析:解析:选选C。从。从Li 到 到Cs ,最外层电子均达到稳 ,
26、最外层电子均达到稳 定结构,电子层数依次增多,半径依次增大,定结构,电子层数依次增多,半径依次增大, 正确;从正确;从F 到 到I ,最外层电子排布相同,电子层 ,最外层电子排布相同,电子层 数依次增多,半径依次增大,数依次增多,半径依次增大,正确;正确;Na 、 、Mg2 、 、Al3 、 、F 、 、O2 的核外电子排布相同,核电荷 的核外电子排布相同,核电荷 数越大,对核外电子的引力越强,离子半径越小,数越大,对核外电子的引力越强,离子半径越小, 错,正确排序是错,正确排序是r(Al3 ) r(Mg2 ) r(Na ) r(F ) r(O2 ); ;Fe3 、 、Fe2 、 、Fe的核电
27、荷数相同,的核电荷数相同, 失电子越多,其半径越小,失电子越多,其半径越小,错,正确排序是错,正确排序是 r(Fe3 ) r(Fe2 ) r(Fe)。 电离能的有关规律及其应用电离能的有关规律及其应用 1电离能的有关规律电离能的有关规律 (1)第一电离能第一电离能 每个周期的第一种元素每个周期的第一种元素(氢和碱金属氢和碱金属)第一电离第一电离 能最小,稀有气体元素原子的第一电离能最大,能最小,稀有气体元素原子的第一电离能最大, 同周期中从左到右元素的第一电离能呈增大的趋同周期中从左到右元素的第一电离能呈增大的趋 势。势。 同主族元素原子的第一电离能从上到下逐渐减同主族元素原子的第一电离能从上
28、到下逐渐减 小。小。 (2)逐级电离能逐级电离能 原子的逐级电离能越来越大。原子的逐级电离能越来越大。 首先失去的电子是能量最高的电子,故第一电离首先失去的电子是能量最高的电子,故第一电离 能较小,以后再失去的电子都是能量较低的电子,能较小,以后再失去的电子都是能量较低的电子, 所需要吸收的能量多;同时,失去电子后离子所所需要吸收的能量多;同时,失去电子后离子所 带正电荷对电子的吸引更强,从而电离能越来越带正电荷对电子的吸引更强,从而电离能越来越 大。大。 当电离能突然变大时说明电子的能层发生了变当电离能突然变大时说明电子的能层发生了变 化,即同一能层中电离能相近,不同能层中电离化,即同一能层
29、中电离能相近,不同能层中电离 能有很大的差距。如表所示能有很大的差距。如表所示 钠、镁、铝的电离能钠、镁、铝的电离能(kJ mol 1) 元素 电离能 Na Mg Al I1 496 738 578 I2 4562 1451 1817 I3 6912 7733 2745 I4 9543 10540 11575 (3)金属活动性顺序与相应的电离能的大小顺序不一金属活动性顺序与相应的电离能的大小顺序不一 致。致。 金属活动性顺序表示自左向右,在水溶液中金属原金属活动性顺序表示自左向右,在水溶液中金属原 子失去电子越来越困难。电离能是指金属原子在气子失去电子越来越困难。电离能是指金属原子在气 态时失
30、去电子成为气态阳离子的能力,它是金属原态时失去电子成为气态阳离子的能力,它是金属原 子在气态时活泼性的量度。由于金属活动性顺序与子在气态时活泼性的量度。由于金属活动性顺序与 电离能所对应的条件不同,所以二者不可能完全一电离能所对应的条件不同,所以二者不可能完全一 致。例如,碱金属元素致。例如,碱金属元素Li、Na、K、Rb、Cs的第的第 一电离能分别为一电离能分别为520 kJ mol 1、 、496 kJ mol 1、 、 419 kJ mol 1、 、403 kJ mol 1、 、376 kJ mol 1,由 ,由 此可知,气态锂原子最不易失去电子。但在溶液此可知,气态锂原子最不易失去电子
31、。但在溶液 中锂原子的金属活动性却最强,其主要原因是锂中锂原子的金属活动性却最强,其主要原因是锂 原子形成水合离子时放出的能量最多。原子形成水合离子时放出的能量最多。 2电离能的应用电离能的应用 (1)判断元素原子核外电子的分层排布,这是由于判断元素原子核外电子的分层排布,这是由于 层与层之间电离能相差很大,电离能数值在层与层与层之间电离能相差很大,电离能数值在层与 层电子之间呈突跃性变化,而同层内电离能数值层电子之间呈突跃性变化,而同层内电离能数值 差别相对较小,如差别相对较小,如Na的第一到第七级电离能分别的第一到第七级电离能分别 为为(单位单位 kJ mol 1): :496、4562、
32、6912、9543、 13353、16610、20114。从中明显看出在第一、第。从中明显看出在第一、第 二电离能之间有突跃,故可判断二电离能之间有突跃,故可判断Na最外层只有最外层只有1 个电子。个电子。 (2)判断金属原子在气态时失去电子的难易。判断金属原子在气态时失去电子的难易。 (3)判断主族元素在元素周期表中的族序数、价电判断主族元素在元素周期表中的族序数、价电 子数,进而确定其最高化合价。子数,进而确定其最高化合价。 特别提醒:特别提醒:由电离能的递变规律可知:同周期主由电离能的递变规律可知:同周期主 族元素从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,族元素从左到右,元素的第一电离能呈增
33、大趋势, 但但A族的族的Be、Mg、Ca的第一电离能较同周期的第一电离能较同周期 A族的族的B、Al、Ga的第一电离能要大;的第一电离能要大;A族的族的 N、P、As的第一电离能较同周期的第一电离能较同周期A族的族的O、S、 Se的第一电离能要大。这是由于的第一电离能要大。这是由于A族元素的最外族元素的最外 层电子排布为层电子排布为ns2,为全充满较稳定状态,而,为全充满较稳定状态,而A 族元素的最外层电子排布为族元素的最外层电子排布为np3,为半充满状态,为半充满状态, 比比A族的族的np4状态稳定。状态稳定。 例例4 不同元素的气态原子失去最外层一个电子不同元素的气态原子失去最外层一个电子
34、 所需要的能量所需要的能量(设其为设其为E)如图所示。如图所示。 试根据元素在周期表中的位置,分析图中曲线的试根据元素在周期表中的位置,分析图中曲线的 变化特点,并回答下列问题:变化特点,并回答下列问题: (1)同主族内不同元素的同主族内不同元素的E值变化的特点是值变化的特点是 _ _, 各主族中各主族中E值的这种变化特点体现了元素性质的值的这种变化特点体现了元素性质的 _变化规律。变化规律。 (2)同周期内,随原子序数增大,同周期内,随原子序数增大,E值增大。但个别值增大。但个别 元素的元素的E值出现反常现象。试预测下列关系式中正值出现反常现象。试预测下列关系式中正 确的是确的是_(填写编号
35、填写编号)。 E(砷砷)E(硒硒) E(砷砷)E(硒硒) E(溴溴)E(硒硒) (3)估计估计1 mol气态气态Ca原子失去最外层一个电子所原子失去最外层一个电子所 需能量需能量E值的范围:值的范围:_EE(硒硒)、E(溴溴)E(硒硒)。 (3)根据同主族、同周期规律可以推测:根据同主族、同周期规律可以推测: E(K)E(Ca)Al,则,则K的电负性为的电负性为0.8,Al的电负的电负 性为性为1.5;属于非金属的是;属于非金属的是H、S、O,非金属性:,非金属性: OSH,则电负性,则电负性O为为3.5,S为为2.5,H为为2.1;当;当O 与与H、S、Al形成化合物时,由于形成化合物时,由
36、于O的电负性大,所的电负性大,所 以以O为负价,其他元素为正价。当形成化合物时,为负价,其他元素为正价。当形成化合物时, 电负性差值大于电负性差值大于1.7为共价键,电负性差值小于为共价键,电负性差值小于1.7 的为离子键。的为离子键。 【答案答案】 (1)H O Al S K (2)K O (3)负负 正正 (4)Al2O3、K2O H2O、SO2、SO3 互动探究互动探究 1 Be的电负性也为的电负性也为1.5,则,则Be能否与强碱溶液反能否与强碱溶液反 应?应? 2 比较比较B与与Cl元素的非金属性强弱。元素的非金属性强弱。 【提示提示】 (1)Be与与Al处于对角线位置处于对角线位置,
37、由于由于Al 能与强碱溶液反应能与强碱溶液反应,所以所以Be也能与强碱溶液反也能与强碱溶液反 应应。 (2)O的电负性为的电负性为3.5,Cl的电负性为的电负性为3.0,所以非,所以非 金属性:金属性:OCl。 【误区警示】【误区警示】 并不是所有电负性差大于并不是所有电负性差大于1.7的元的元 素都形成离子化合物,如素都形成离子化合物,如H的电负性为的电负性为2.1,F的的 电负性为电负性为4.0,电负性差为,电负性差为1.9,但,但HF为共价化合为共价化合 物,应注意这些特殊情况。物,应注意这些特殊情况。 变式训练变式训练5 已知元素的电负性和元素的化合价已知元素的电负性和元素的化合价 等
38、一样,也是元素的一种基本性质。下面给出等一样,也是元素的一种基本性质。下面给出14 种元素的电负性:种元素的电负性: 元 素 Al B Be C Cl F Li Mg N Na O P S Si 电 负 性 1.5 2.0 1.5 2.5 3.0 4.0 1.0 1.2 3.0 0.9 3.5 2.1 2.5 1.8 已知:两成键元素间电负性差值大于已知:两成键元素间电负性差值大于1.7时时,形成形成 离子键离子键,两成键元素间电负性差值小于两成键元素间电负性差值小于1.7时时,形形 成共价键成共价键。 (1)根据表中给出的数据,可推知元素的电负性具根据表中给出的数据,可推知元素的电负性具 有
39、的变化规律是有的变化规律是 _。 (2)判断下列物质是离子化合物还是共价化合物判断下列物质是离子化合物还是共价化合物? Mg3N2_; BeCl2_; AlCl3_; SiC_; 解析:解析:元素的电负性随原子序数的递增呈周期性元素的电负性随原子序数的递增呈周期性 变化变化。据已知条件及表中数值:据已知条件及表中数值:Mg3N2中电负性中电负性 差值为差值为1.8,大于大于1.7,形成离子键形成离子键,为离子化合为离子化合 物;物;BeCl2、AlCl3、SiC电负性差值分别为电负性差值分别为1.5、 1.5、0.7,均小于均小于1.7,形成共价键形成共价键,为共价化合为共价化合 物物。 答案
40、:答案:(1)随原子序数的递增随原子序数的递增,元素的电负性与原元素的电负性与原 子半径一样呈周期性变化子半径一样呈周期性变化 (2)离子化合物离子化合物 共价化合物共价化合物 共价化合物共价化合物 共价共价 化合物化合物 章末优化总结章末优化总结 章章 末末 优优 化化 总总 结结 知识网络构建知识网络构建 章末综合检测章末综合检测 知识网络构建知识网络构建 第一节第一节 共价键共价键 学习目标学习目标 1.知道共价键的主要类型知道共价键的主要类型键和键和键。键。 2.能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些 性质。性质。 3.结合实例说明结合实例说明
41、“等电子原理等电子原理”的应用。的应用。 课堂互动讲练课堂互动讲练 课前自主学案课前自主学案 知能优化训练知能优化训练 第第 一一 节节 共共 价价 键键 课前自主学案课前自主学案 一、共价键一、共价键 1概念概念 原子间通过原子间通过_形成的化学键。形成的化学键。 共用电子对共用电子对 2特征特征 饱和性饱和性决定分子的组成决定分子的组成 方向性方向性决定分子的立体构型决定分子的立体构型 3类型类型 (1)键键 形成 成键原子的s轨道或p轨道 “_”重叠而形成 类 型 ss型 sp型 pp型 头碰头头碰头 特 征 以形成化学键的两原子核的_为轴 作旋转操作,共价键电子云的图形 _,这种特征称
42、为_; 键的强度_ 连线连线 不变不变 轴对称轴对称 较大较大 (2)键键 形成 由两个原子的p轨道“_”重 叠形成 pp 键 特征 键的电子云具有_性,即每 个键的电子云由两块组成,分别位于由 _构成平面的两侧,如果以 它们之间包含原子核的平面为镜面,它们 互为_;键_旋转; 不如键牢固,较易_ 肩并肩肩并肩 镜像对称镜像对称 两原子核两原子核 镜像镜像 不能不能 断裂断裂 思考感悟思考感悟 1.所有的共价键都有方向性吗?所有的共价键都有方向性吗? 【提示提示】 并不是所有的共价键都有方向性,并不是所有的共价键都有方向性, 如如ss 键就没有方向性。键就没有方向性。 二、键参数二、键参数键能
43、、键长与键角键能、键长与键角 概念 作用 键 能 _原子形成1 mol化学键_的 最低能量 键能越大,键越 _,越不易 _ 键 长 形成共价键的两个原子 之间的_ 键长越短,键能 _,键越 _ 键 角 两个_之间的 夹角 表明共价键有 _,决定 分子的_ 气态基态气态基态 释放释放 稳定稳定 被打断被打断 核间距核间距 共价键共价键 越大越大 稳定稳定 方向性方向性 立体构型立体构型 思考感悟思考感悟 2试从键长和键能的角度分析卤素氢化物稳定性试从键长和键能的角度分析卤素氢化物稳定性 逐渐减弱的原因。逐渐减弱的原因。 【提示提示】 卤素原子从卤素原子从F到到I原子半径逐渐增大,原子半径逐渐增大
44、, 分别与分别与H原子形成共价键时,按原子形成共价键时,按HF、HCl、H Br、HI,键长逐渐增长,键能逐渐减小,故,键长逐渐增长,键能逐渐减小,故 分子的稳定性逐渐减弱。分子的稳定性逐渐减弱。 三、等电子原理三、等电子原理 1等电子原理及等电子体等电子原理及等电子体 等电子原理:等电子原理:_相同、相同、_ 相同的分子具有相似的相同的分子具有相似的_,它们,它们 的许多性质是相近的。的许多性质是相近的。 满足等电子原理的分子称为等电子体。满足等电子原理的分子称为等电子体。 原子总数原子总数 价电子总数价电子总数 化学键特征化学键特征 2等电子体实例等电子体实例 CO和和N2具有相同的原子总
45、数和相同的价电子总具有相同的原子总数和相同的价电子总 数,属于等电子体,其性质对比如下:数,属于等电子体,其性质对比如下: 分子 熔点/ 沸点/ 在水中的溶解 度(室温) 分子解离能 /kJ mol1 分子的价 电子总数 CO 205.05 191.49 2.3 mL 1075 10 N2 210.00 195.81 1.6 mL 946 10 思考感悟思考感悟 3.根据所学知识和等电子原理,试举出几种等电根据所学知识和等电子原理,试举出几种等电 子体。子体。 【提示提示】 H2O和和H2S,SO2和和O3,CO2和和CS2, 卤素的氢化物。卤素的氢化物。 课堂互动讲练课堂互动讲练 共价键的特征和类型共价键的特征和类型 1共价键的特征共价键的特征 (1)饱和性饱和性 因为每个原子所能提供的未成对电子的数目是一定因为每个
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