1、第四章第四章 物质结构物质结构 元素周期律元素周期律第一节第一节 原子结构与元素周期表原子结构与元素周期表春秋战国时期，墨子、惠子等哲学家同样从不同角度提出了物质有不能再分的最小单位的观点。公元前450年以前，古希腊哲学家德谟克利特提出，宇宙万物都是由最微小、坚硬、不可入，不可分割的物质粒子所构成的。这种粒子就是原子。道尔顿模型（道尔顿模型（1803年年）原子是构成物质的基本粒子，它们是坚实的、不可分原子是构成物质的基本粒子，它们是坚实的、不可分割的实心球体割的实心球体汤姆孙汤姆孙19041904年，英国物理学家汤姆孙提出：原子是一个平均分布着正电荷的年，英国物理学家汤姆孙提出：原子是一个平均
2、分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。卢瑟福卢瑟福原子模型：行星模型原子模型：行星模型卢瑟福卢瑟福19111911年年，物理学家，物理学家卢瑟福提出：在原子的中心有一个带正电荷的核，它卢瑟福提出：在原子的中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就像行星围绕太阳运转一样。就像行星围绕太阳运转一样。1913年年，玻尔原子结构模型，玻尔原子结构模型 1926年，年，奥地利物理学家奥地利物理学家
3、薛定谔薛定谔等以等以量子力学量子力学为基础提出为基础提出电子云模型电子云模型 ？原子原子原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子（正电）（正电）不显不显电性电性 （负电）（负电）（正电）（正电）（不带电）（不带电）分层排布分层排布与物质化学性质密切相关与物质化学性质密切相关 1 1、原子的构成、原子的构成2.2.质量数质量数原子的质量主要集中在 上,质子和中子的相对质量都近似为1,如果忽略电子的质量,将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加,所得的数值即为 ,用符号表示。 3 3. .两个等式关系两个等式关系原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数(原子中的数量关系)质量数(A)=
4、 + (质量关系) 原子核质量数A质子数(Z )中子数(N )质量数（A）质子数（Z）+中子数（N） AZX质量数（A)质子数（Z)a化合价x电荷数b原子个数 +11+24 4、电子层、电子层 在多电子原子里,把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层,称作电子层。5 5、核外电子、核外电子排布的一般规律排布的一般规律“一低四不超一低四不超” ” 核外电子总是先排布在能量较低的电子层里，然后由里向外，依次核外电子总是先排布在能量较低的电子层里，然后由里向外，依次排布在能量逐渐升高的电子层排布在能量逐渐升高的电子层2、数量规则、数量规则四不超：四不超：（1）每层最多容纳电子数）每层最多容纳电子
5、数为为2n2（2）最外层不超过）最外层不超过8个电子（个电子（K层为最外层时不超过层为最外层时不超过2个电子）个电子）（3）次外层不超过）次外层不超过18个电子个电子（4）倒数第三层不超过）倒数第三层不超过32个电子个电子注：以上规律是相互联系，不能孤立地理解。注：以上规律是相互联系，不能孤立地理解。6 6、原子结构原子结构示意图示意图以钠原子结构示意图为例硒原子的结构示意图硒原子的结构示意图铁原子的结构示意图铁原子的结构示意图离子离子结构示意图结构示意图离子结构示意图中各符号与原子结构示意图含义一样,但注意原子结构示意图中质子数等于核外电子数,而离子结构示意图中质子数与核外电子数不相等。如:
6、Cl- ;Na+ 。 电中性微粒(分子或原子)：质子数核外电子数=核电荷数。 阳离子Xm：质子数 。 阴离子Xm：质子数 。核外电子数m核外电子数m非金属原子稀有气体原子金属原子7 7、核电荷、核电荷数为数为1-181-18的原子结构示意图如下，你从中获取哪些信息？的原子结构示意图如下，你从中获取哪些信息？元素的元素的化学性质化学性质与其原子的与其原子的最外层电子数最外层电子数有关。有关。（原子最外层电子数相同，其化学性质相似，氢和氦除外）原子最外层电子数相同，其化学性质相似，氢和氦除外）(1)(1)当原子最外层电子数达到当原子最外层电子数达到8(8(氦为氦为2)2)时，该原子处于稳定结构，时
7、，该原子处于稳定结构，化学性质较稳定。化学性质较稳定。(2)(2)一般来讲一般来讲原子原子最外层电子数小于最外层电子数小于4 4时，易失去电子，表现为金属性时，易失去电子，表现为金属性；原子原子最最外层电子数大于外层电子数大于4 4时，易得到电子，表现为非金属性时，易得到电子，表现为非金属性；原子原子最最外层电子数等于外层电子数等于4 4时，既不易失去也不易得到电子。时，既不易失去也不易得到电子。8.8.常见的常见的2 2电子微粒电子微粒1010电子微粒和电子微粒和1818电子微粒电子微粒(1)(1)核外有核外有2 2个电子的粒子个电子的粒子 分子：He、H2；离子：H、Li( (2 2) )
8、核外电子总数为核外电子总数为1010的粒子的粒子原子:Ne;阳离子:Na+、Mg2+、Al3+、H3O+;阴离子:N3-、O2-、F-、OH-、 ;分子:CH4、NH3、H2O、HF(3)(3)核外电子总数为核外电子总数为1818的粒子的粒子原子:Ar;阳离子:K+、Ca2+;阴离子:P3-、S2-、HS-、Cl-;分子:F2、H2O2、H2S、HCl、PH3、SiH4等“10“10电子微粒电子微粒”和和“18“18电子微粒电子微粒”的推导的推导(1)10(1)10电子微粒电子微粒(2)18(2)18电子微粒电子微粒9 9、1-201-20号元素的原子特点号元素的原子特点特殊关系特殊关系对应元
9、素对应元素最外层电子数为1的原子H、Li、Na、K最外层电子数为2的原子He、Be、Mg、Ca最外层电子数与次外层电子数相等的原子Be、Ar最外层电子数是次外层电子数2倍的原子C最外层电子数是次外层电子数3倍的原子O最外层电子数是次外层电子数4倍的原子Ne次外层电子数是最外层电子数2倍的原子Li、Si内层电子总数是最外层电子数2倍的原子Li、P电子层数与最外层电子数相等的原子H、Be、Al电子层数是最外层电子数2倍的原子Li、Ca最外层电子数是电子层数2倍的原子He、C、S最外层电子数是电子层数3倍的原子O核外电子数等于核外电子层的原子H核内无中子的原子H1 某元素的原子核外有三个电子层，某元
10、素的原子核外有三个电子层，M层的电子数是层的电子数是L层电层电子数的子数的 1/2，则该元素的原子是，则该元素的原子是（ ） A.LiB.Si C.Al D.K2下面关于多电子原子核外电子的运动规律的叙述正确的下面关于多电子原子核外电子的运动规律的叙述正确的是（是（ ） A核外电子是分层运动的核外电子是分层运动的 B所有电子在同一区域里运动所有电子在同一区域里运动 C能量高的电子在离核近的区域运动能量高的电子在离核近的区域运动 D能量低的电子在离核远的区域绕核旋转能量低的电子在离核远的区域绕核旋转BA二、元素周期表二、元素周期表1 1、发展发展历程历程门捷列夫门捷列夫原子序数原子序数= = =
11、 = = = 。核电荷数核电荷数质子数质子数 核外电子数核外电子数2 2、现行元素周期表的编排原则现行元素周期表的编排原则原子序数原子序数按照元素按照元素在在周期表周期表中中的顺序给元素的顺序给元素编号编号，得到原子序数。，得到原子序数。含义含义: :原子序数原子序数与原子结构的关系与原子结构的关系: :编排编排原则原则横行：横行：纵行：纵行：把电子层数相同的元素，按原子序数递增顺序从左到右排列把电子层数相同的元素，按原子序数递增顺序从左到右排列把最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序自上而下排列把最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序自上而下排列3 3、周期、周期：具有具有相同电
12、子层数相同电子层数而又按照原子序数递增顺序由左往右排列的而又按照原子序数递增顺序由左往右排列的一横一横行行元素称为一周期。元素称为一周期。4 4、族、族：不同不同横行中横行中最外层电子数相同最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺序由上到下排成的元素按电子层数递增的顺序由上到下排成纵列纵列称为族。称为族。5 5、元素周期表、元素周期表的结构的结构周期周期短短周期周期长周期长周期第第1 1周期：周期：2 2 种种元素元素 第第2 2周期：周期：8 8 种元素种元素第第3 3周期：周期：8 8 种种元素元素第第4 4周期：周期：18 18 种元素种元素第第5 5周期：周期：18 18 种元素种元素
13、第第6 6周期：周期：32 32 种元素种元素第第7 7周期周期：3232种种元素元素（15 15 种元素称种元素称镧系元素）镧系元素）（15 15 种元素称种元素称锕系元素）锕系元素）5 5、元素周期表、元素周期表的结构的结构 族族主族：主族：副族：副族：AA、AA、AA、AA、AA、A A 、A A 第第VIII VIII 族：族：稀有气体元素稀有气体元素 零族：零族：共七个主族共七个主族BB、BB、BB、BB、BB、BB、B B 共七个副族共七个副族三个纵行，于三个纵行，于 B B 与与BB间间6 6、镧系和锕系、镧系和锕系7 7、过渡元素、过渡元素8 8、元素周期表中的元素信息、元素周
14、期表中的元素信息9 9、某些族的别称、某些族的别称元素周期表排列顺口溜（1）七个横行七周期，二八十八三十二。第六周期有镧系，锕系元素在第七。纵行花开十八朵，主族副族均占七。第族三列八九十，0族元素是气体。（2）横行叫周期，现有一至七；三四分长短，四常副族现；纵行称作族，共有十六族；二、三分主副，先主后副族；VIII族最特殊，三行是一族；二次分主副，副后是主族。一八依次现，一零再一遍。锕、镧各十五，均属IIIB族。记住：前36号元素、零族和所有主族确定元素在元素周期表中的位置确定元素在元素周期表中的位置2.2.利用利用“0 0族定位法族定位法”确定元素在周期表中的位置确定元素在周期表中的位置零族
15、元素的周期序数和原子序数周期序数一二三四五六七0族元素HeNeArKrXeRnOg原子序数21018365486118比大小定周期比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数的大小,找出与其相邻近的两种0族元素,那么该元素就和原子序数大的0族元素处于同一周期。如：已知第六周期稀有气体的原子序数是86,请写出第82号元素位于 。第六周期第六周期求差值定族数若某元素原子序数比相应0族元素多1或2，则该元素应处在0族元素所在周期的下一个周期的A族或A族；若比相应的0族元素少15时，则应处在同周期的AA族。若是其它值，则由差值按16族的顺序找对应族。如第11号元素位于 ；第32号元素 。第第A A族族第第
16、A A族族3.3.利用利用“阴上阳下阴上阳下”规律推断规律推断4.4.同一主族相邻周期元素的原子序数同一主族相邻周期元素的原子序数差值问题。差值问题。对于对于第第AA、AA族而言族而言,相邻周期元素的原子序数相差的数值等于上上一周期一周期所含元素的种类数。如第A族,第三周期（12号）和第四周期元素（20号）的原子序数相差的数值等于第三周期所含元素的种类数,为8。对于第对于第AAAA族元素而言族元素而言,相邻周期元素的原子序数相差的数值等于下一周期下一周期所含元素的种类数。如第A族,第三周期（17号）和第四周期元素（35号）的原子序数相差的数值等于第四周期所含元素的种类数,为18。“一二为上，三
17、七为下一二为上，三七为下”（三）（三）核素核素核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。 同位素：质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子互称为 同位素。即同一元素的不同核素之间互称为同位素。核素1核素n同位素元 素 U: 92U 92U 92U H: 1H 1H 1HC: 6C 6C 6CO: 8O 8O 8O Cl: 17Cl 17Cl12 3 12131416171835 37234235238应用：（1）14C在考古工作中用于测定文物的年代。（2） 235U用于制造原子弹和核发电。（3）2H、 3H用于制造氢弹（4）放射性同位素释放的射线可用于育种、治疗恶性肿瘤等。、元素、核素、同位素、同素异形体的区别
