1、专题专题1 揭示物质结构的奥秘揭示物质结构的奥秘 学习目标学习目标 1.了解人类探索物质结构的历史了解人类探索物质结构的历史。 2.了解研究物质结构了解研究物质结构、揭示物质结构与性能的关系在揭示物质结构与性能的关系在 预测物质的性能预测物质的性能、寻找性能优异的材料寻找性能优异的材料、从分子水从分子水 平探索生命现象的本质及绿色合成等方面的重要意平探索生命现象的本质及绿色合成等方面的重要意 义义。 3.认识到化学与人类生产认识到化学与人类生产、生活生活、生命的密切联系生命的密切联系。 课前自主学案课前自主学案 自主学习自主学习 一一、探索物质的微观结构探索物质的微观结构 1物质的物质的_、
2、_决定物质的性质与变化决定物质的性质与变化。 2金刚石金刚石、石墨石墨、C60、碳纳米管互称为碳纳米管互称为_ _。它们的物理性质它们的物理性质_，化学性质化学性质 _。 组成组成 结构结构 同素同素 异形体异形体 不同不同 相似相似 3元素元素_的周期性变化是元素性质周期性的周期性变化是元素性质周期性 变化产生的原因变化产生的原因。 4研究物质结构常用研究物质结构常用_、 _、科科 学假设和论证方法学假设和论证方法， _和和_方法早已应方法早已应 用于研究原子用于研究原子、分子和晶体结构分子和晶体结构。 原子结构原子结构 实验方法实验方法 模型化方法模型化方法 光谱光谱 衍射实验衍射实验 思
3、考感悟思考感悟 你能说出原子模型的演变过程吗你能说出原子模型的演变过程吗？ 【提示提示】 原子结构模型大致经历了五个发展阶段原子结构模型大致经历了五个发展阶段 的变化的变化。道尔顿原子模型道尔顿原子模型汤姆生原子模型汤姆生原子模型卢瑟卢瑟 福原子模型福原子模型玻尔原子模型玻尔原子模型量子力学原子模型量子力学原子模型。 二二、研究物质结构的意义研究物质结构的意义 1道尔顿道尔顿、汤姆生汤姆生、卢瑟福卢瑟福、玻尔等人提出的玻尔等人提出的 _模型对人类探索物质结构作出了巨大贡模型对人类探索物质结构作出了巨大贡 献献。1811年年，阿伏加德罗提出了阿伏加德罗提出了_概念概念，成为成为 “原子原子分子论
4、分子论”基础基础。1869年年，俄国化学家俄国化学家 _提出元素周期律提出元素周期律，从理论上指导化学从理论上指导化学 元素的发现和应用元素的发现和应用。 2揭示物质的结构与性能的关系揭示物质的结构与性能的关系，可帮助我们预可帮助我们预 测物质的性能测物质的性能。 原子结构原子结构 分子分子 门捷列夫门捷列夫 3研究物质结构研究物质结构，能帮助我们了解材料的结构与能帮助我们了解材料的结构与 性能之间的关系性能之间的关系。_、纳米材料纳米材料、超导材超导材 料料、_高分子材料等新型材料的开发高分子材料等新型材料的开发、研制研制 和应用和应用，都依赖于物质结构的研究都依赖于物质结构的研究。 4物质
5、结构的研究物质结构的研究，使生命科学在使生命科学在_水平上探水平上探 索生命现象的本质索生命现象的本质。 5物质结构研究对于保护物质结构研究对于保护_、实现社会实现社会 的可持续发展具有重大意义的可持续发展具有重大意义。 信息材料信息材料 可降解可降解 分子分子 生态环境生态环境 自主休验自主休验 1下列有关化学史知识错误的是下列有关化学史知识错误的是( ) A原子分子学说的建立是近代化学发展的里程碑原子分子学说的建立是近代化学发展的里程碑 B俄国科学家门捷列夫发现了元素周期律俄国科学家门捷列夫发现了元素周期律，编制编制 了元素周期表了元素周期表 C意大利科学家阿伏加德罗在总结气体反应体积意大
6、利科学家阿伏加德罗在总结气体反应体积 比的基础上提出了分子的概念比的基础上提出了分子的概念 D英国科学家道尔顿首先发现了电子英国科学家道尔顿首先发现了电子 解析：解析：选选D。英国科学家汤姆生发现了电子英国科学家汤姆生发现了电子。 2核磁共振核磁共振(NMR)技术已广泛应用于复杂分子结技术已广泛应用于复杂分子结 构的测定和医学诊断等高科技领域。已知质子数构的测定和医学诊断等高科技领域。已知质子数 或中子数为奇数的原子核才有或中子数为奇数的原子核才有NMR现象，而质子现象，而质子 数和中子数均为偶数的原子不产生核磁共振，下数和中子数均为偶数的原子不产生核磁共振，下 列原子组一定能产生列原子组一定
7、能产生NMR现象的是现象的是( ) A18O、31P、119Sn B27Al、19F、12C C6C、16S、9F D1H、13C、35Cl 解析：解析：选选D。A中中18O的质子数为的质子数为8、中子数为中子数为10，不不 符合题意；符合题意；B中中12C的质子数和中子数均为的质子数和中子数均为6，不符不符 合题意；合题意；C中中6C的质子数的质子数、中子数均为中子数均为6,16S的质子的质子 数和中子数均为数和中子数均为16；D中中1H的质子数为的质子数为1,13C的中子的中子 数为数为7,35Cl的质子数为的质子数为17，符合题意符合题意。 32011 年年 4 月月 22 日是第日是第
8、 42 个个“世界地球日世界地球日”， 主题是主题是“珍惜地球资源珍惜地球资源，转变发展方式转变发展方式”。下列行下列行 为中为中不不 符合这一主题的是符合这一主题的是( ) A采用采用“绿色化学绿色化学”工艺工艺，使原料尽可能转化为使原料尽可能转化为 所需要的物质所需要的物质 B大量开采地下水大量开采地下水，以满足社会对水的需求以满足社会对水的需求 C减少直至不使用对大气臭氧层起破坏作用的氟减少直至不使用对大气臭氧层起破坏作用的氟 氯烃氯烃 D节约能源节约能源，提高能源利用率提高能源利用率 解析：解析：选选B。“绿色化学绿色化学”工艺是目前环境保护方工艺是目前环境保护方 面的一个重要词汇面的
9、一个重要词汇，其核心内容就是尽可能提高原其核心内容就是尽可能提高原 料的利用率料的利用率，最好使利用率达最好使利用率达100%；大量开采地；大量开采地 下水下水，会破坏地球的内部结构会破坏地球的内部结构，可能导致地下水资可能导致地下水资 源枯竭源枯竭、地层结构被破坏等环境危害；保护臭氧层地层结构被破坏等环境危害；保护臭氧层 是人类社会共同关注的问题是人类社会共同关注的问题，其中减少氟氯烃的排其中减少氟氯烃的排 放是保护臭氧层的有效手段；节约能源放是保护臭氧层的有效手段；节约能源，提高能源提高能源 利用率更是人人都应有的社会公德利用率更是人人都应有的社会公德。 课堂互动讲练课堂互动讲练 探索物质
10、的微观结构探索物质的微观结构 人 类 探 究 物 质 结 构 的 历 史 人 类 探 究 物 质 结 构 的 历 史 人 类 探 究 物 质 结 构 的 历 史 人 类 探 究 物 质 结 构 的 历 史 在物质结构研究的历史上在物质结构研究的历史上，首先提出原子首先提出原子 是一个实心球体的是是一个实心球体的是( ) A汤姆生汤姆生 B卢瑟福卢瑟福 C道尔顿道尔顿 D玻尔玻尔 【解析解析】 汤姆生发现了电子汤姆生发现了电子，提出了原子内部提出了原子内部 有电子的学说；卢瑟福利用有电子的学说；卢瑟福利用粒子撞击金箔发现原粒子撞击金箔发现原 子内有核；道尔顿认为原子是实心球体；玻尔提子内有核；道
11、尔顿认为原子是实心球体；玻尔提 出核外电子在一系列稳定的轨道上运动出核外电子在一系列稳定的轨道上运动，故答案故答案 为为C。 例例1 【答案答案】 C 【规律方法规律方法】 此类问题考查的是物质结构的发此类问题考查的是物质结构的发 展史展史，熟练记忆有关物质结构的发展历史是解题熟练记忆有关物质结构的发展历史是解题 的关键的关键。 变式训练变式训练1 (2011年苏州高二质检年苏州高二质检)下列说法正确的下列说法正确的 是是( ) A道尔顿提出了分子学说道尔顿提出了分子学说 B阿伏加德罗提出了原子学说阿伏加德罗提出了原子学说 C汤姆生发现了电子汤姆生发现了电子 D卢瑟福是近代原子学说的创始人卢瑟
12、福是近代原子学说的创始人，被称为被称为“原子原子 之父之父” 解析：解析：选选C。这是一道识记性题这是一道识记性题，根据原子学说的发根据原子学说的发 展史可得出正确答案展史可得出正确答案。D项很具有迷惑性项很具有迷惑性，卢瑟福确卢瑟福确 实是实是“原子之父原子之父”，但近代原子学说的创始人应是但近代原子学说的创始人应是 道尔顿道尔顿。故正确答案为故正确答案为C。 研究物质结构的意义研究物质结构的意义 1. 结构决定性质结构决定性质 性质体现结构性质体现结构 如如 碳的四种碳的四种 同素异形体同素异形体 金刚石金刚石 石墨石墨 C60 碳纳米管碳纳米管 结构不同结构不同 性质不同性质不同 化学性
13、化学性 质相似质相似 2根据结构预测物质性质。根据结构预测物质性质。 3合成或分离预期性质的新材料。合成或分离预期性质的新材料。 4从分子水平探索生命现象。从分子水平探索生命现象。 5研究结构实现绿色合成，促进社会可持续发展。研究结构实现绿色合成，促进社会可持续发展。 近期意大利罗马大学的近期意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人等人 获得了极具理论研究意义的获得了极具理论研究意义的N4分子。分子。N4分子结构分子结构 如图所示，下列说法正确的是如图所示，下列说法正确的是( ) AN4属于一种新型的化合物属于一种新型的化合物 BN4转化为转化为N2属于物理变化属于物理变化 CN4的摩尔
14、质量为的摩尔质量为56 DN4与与N2互为同素异形体互为同素异形体 例例2 【解析解析】 N4是由一种元素组成的物质是由一种元素组成的物质，因而是一种因而是一种 新型的单质而不是化合物；新型的单质而不是化合物；N4和和N2是两种不同的物质是两种不同的物质， 所以两者的转化是化学变化；所以两者的转化是化学变化；N4的摩尔质量为的摩尔质量为56 g/mol；N4和和N2的关系是同素异形体的关系是同素异形体。 【答案答案】 D 变式训练变式训练2 石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围石墨炸弹爆炸时能在方圆几百米范围 内撒下大量石墨纤维内撒下大量石墨纤维，造成输电线造成输电线、电厂设备损电厂设备损 坏坏。
15、这是由于石墨这是由于石墨( ) A有放射性有放射性 B易燃易燃、易爆易爆 C能导电能导电 D有剧毒有剧毒 解析：解析：选选C。石墨炸弹破坏输电线石墨炸弹破坏输电线、电厂设备的电厂设备的 原因主要是导致供电线路短路原因主要是导致供电线路短路，即石墨纤维有导即石墨纤维有导 电性电性。故正确答案为故正确答案为C。 探究整合应用探究整合应用 揭示物质结构奥秘的方法揭示物质结构奥秘的方法 物质世界精彩纷呈物质世界精彩纷呈、变化万千变化万千，归根结底是由物归根结底是由物 质的组成和结构决定了研究物质世界质的组成和结构决定了研究物质世界，就是研究就是研究 物质的组成物质的组成、结构结构、性质及变化规律性质及
16、变化规律。结构决定结构决定 性质性质，性质体现结构性质体现结构，同时性质决定用途同时性质决定用途。即宏即宏 观物质的性质源于微观粒子的结构观物质的性质源于微观粒子的结构。 科学家正在设法探寻科学家正在设法探寻“反物质反物质”。“反物反物 质质”是由是由“反粒子反粒子”构成的构成的，“反粒子反粒子”与其对应与其对应 的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷但电荷 符号相反符号相反。 (1)若有若有粒子粒子(即氦离子即氦离子)的反粒子的反粒子，则该粒子的质则该粒子的质 量数为量数为_，所带电荷数为所带电荷数为_，反反 粒子可表示为粒子可表示为_。 例例 (2
17、)近几年近几年，欧洲和美国的科研机构先后宣布欧洲和美国的科研机构先后宣布，他们他们 分别制造出分别制造出9个和个和7个反氢粒子个反氢粒子，这是人类探索反物这是人类探索反物 质 的 一 大 进 步质 的 一 大 进 步 。 试 推 测 反 氢 粒 子 的 构 造 是试 推 测 反 氢 粒 子 的 构 造 是 _(填字母代号填字母代号)。 A由由1个带正电荷的质子与个带正电荷的质子与1个带负电荷的电子个带负电荷的电子 构成构成 B由由1个带负电荷的质子与个带负电荷的质子与1个带正电荷的电子构个带正电荷的电子构 成成 C由由1个不带电荷的中子与个不带电荷的中子与1个带负电荷的电子个带负电荷的电子 构
18、成构成 D由由1个带负电荷的原子与个带负电荷的原子与1个带负电荷的电子个带负电荷的电子 构成构成 【解析解析】 本题是对新物质本题是对新物质“反物质反物质”的考查的考查。所所 谓谓“反物质反物质”，它的原子核是由反质子和反电子构它的原子核是由反质子和反电子构 成的成的，即质子带负电荷即质子带负电荷，而电子带正电荷而电子带正电荷。粒子粒子 (即氦离子即氦离子)带带2个单位正电荷个单位正电荷，则则反粒子带反粒子带2个单位个单位 负电荷负电荷。 【答案答案】 (1)4 2 He2 (2)B 2020/8/2 人类探索物质结构的历史人类探索物质结构的历史 专题一专题一 揭示物质结构的奥秘揭示物质结构的
19、奥秘 【问题探究问题探究1 1】 有机物种类繁多的原因是什么有机物种类繁多的原因是什么？ 碳原子有四个价电子碳原子有四个价电子，既可以和其他原子既可以和其他原子( (如如 氢原子氢原子、氯原子氯原子、氧原子等氧原子等) )结合形成结构不同结合形成结构不同 的新物质的新物质，也可以和另外的碳原子相结合形成也可以和另外的碳原子相结合形成 以碳链为骨架的大量的有机化合物以碳链为骨架的大量的有机化合物。即使含有即使含有 相同数目的碳原子的有机分子相同数目的碳原子的有机分子，也会因为碳原也会因为碳原 子的排列方式不同而形成结构不同的多种性质子的排列方式不同而形成结构不同的多种性质 不同的化合物不同的化合
20、物。 【问题探究问题探究2 2】 金刚石金刚石、石墨石墨、C C60 60是同素异形体 是同素异形体，H H2 2、D D2 2 和和T T2 2为什么不是同素异形体呢为什么不是同素异形体呢？ 金刚石金刚石、石墨石墨、C C60 60都是碳元素构成的结构不 都是碳元素构成的结构不 同的三种单质同的三种单质，而而H H2 2、D D2 2、T T2 2的线型结构完全相的线型结构完全相 同同，故不将它们看成同一元素的不同单质故不将它们看成同一元素的不同单质。 自主学习自主学习 一一、探索物质的微观结构探索物质的微观结构 1 1物质的物质的_、 _决定物质的决定物质的 性质与变化性质与变化。 2 2
21、金刚石金刚石、石墨石墨、C C60 60、 、碳纳米管互称碳纳米管互称 _ 。 它 们 的 物 理 性 质它 们 的 物 理 性 质 _，化学性质化学性质_。 组成组成 结构结构 同素同素异形体异形体 不同不同 相似相似 3 3元素元素_的周期性变化是元素性质周期的周期性变化是元素性质周期 性变化产生的原因性变化产生的原因。 4 4研究物质结构常用研究物质结构常用_、 _、 科学假设科学假设和和论证方法论证方法， _和和_方法早方法早 已应用于研究原子已应用于研究原子、分子和晶体结构分子和晶体结构。 原子结构原子结构 实验方法实验方法 模型化方法模型化方法 光谱光谱 衍射实验衍射实验 红外光谱
22、仪红外光谱仪 电子显微镜电子显微镜 原子吸收光谱仪原子吸收光谱仪 X射线衍射仪射线衍射仪 思考感悟思考感悟 你能说出原子模型的演变过程吗你能说出原子模型的演变过程吗？ 【提示提示】 原子结构模型大致经历了五个原子结构模型大致经历了五个 发展阶段的变化发展阶段的变化。道尔顿原子模型道尔顿原子模型汤姆汤姆 生原子模型生原子模型卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型玻尔原子玻尔原子 模型模型量子力学原子模型量子力学原子模型。 公元前公元前5 5世纪，古希腊哲学家世纪，古希腊哲学家 德谟克利特等德谟克利特等人认为人认为 ：万：万 物是由大量的不可分割的微物是由大量的不可分割的微 粒构成的，即原子。粒构成的，即原
23、子。 1919世纪初，英国科学家世纪初，英国科学家 道尔顿道尔顿提出近代原子提出近代原子 学说，他认为：物质学说，他认为：物质 由原子组成，原子不由原子组成，原子不 能被创造也不能被毁能被创造也不能被毁 灭，在化学变化中原灭，在化学变化中原 子不可再分割，它们子不可再分割，它们 的化学性质在化学反的化学性质在化学反 应中保持不变。应中保持不变。 18111811年年, ,阿伏加德罗阿伏加德罗提提 出了分子的概念出了分子的概念, ,他认他认 为气体分子是由几个为气体分子是由几个 原子构成的。原子构成的。 18601860年，国际化学界年，国际化学界 确立了原子分子论。确立了原子分子论。 1869
24、1869年，已有年，已有6363种元种元 素为科学家所认识，素为科学家所认识， 门捷列夫门捷列夫将各元素按将各元素按 原子量的变化联系起原子量的变化联系起 来，揭示了自然界的来，揭示了自然界的 一条基本规律一条基本规律-元元 素周期律。素周期律。 1919世纪中叶以后，近现代对物质结构世纪中叶以后，近现代对物质结构 的认识有了飞速发展。的认识有了飞速发展。 （碳原子的四价，有机物碳原子成键（碳原子的四价，有机物碳原子成键 的立体结构，有机物分子中键的饱和的立体结构，有机物分子中键的饱和 性等相继被发现）性等相继被发现） 1919世纪末世纪末2020世纪初，量子世纪初，量子 力学（微观粒子具有波
25、粒力学（微观粒子具有波粒 二象性）确立。量子力学二象性）确立。量子力学 是研究原子和分子结构的是研究原子和分子结构的 理论基础。理论基础。 原子结构模型的演变原子结构模型的演变 1919世纪初，英国科学家世纪初，英国科学家道尔顿道尔顿提出提出 近代原子学说，他认为原子是微小近代原子学说，他认为原子是微小 的不可分割的的不可分割的实心实心球体。球体。 实心圆球体实心圆球体 18971897年，英国科学家年，英国科学家汤姆生汤姆生发现了电子。发现了电子。 19041904年提出年提出“葡萄干面包式”“葡萄干面包式”的原子结的原子结 构模型。构模型。 电子在球体运动电子在球体运动 19111911年
26、英国物理学家年英国物理学家卢瑟福卢瑟福（汤姆生的（汤姆生的 学生）提出了学生）提出了带核的原子结构模型。带核的原子结构模型。 粒子散射实验粒子散射实验 19131913年丹麦物理学家波尔（卢瑟福的年丹麦物理学家波尔（卢瑟福的 学生）引入量子论观点，提出电子在学生）引入量子论观点，提出电子在 一定轨道上运动的原子结构模型。一定轨道上运动的原子结构模型。 电子云模型电子云模型 （几率说）（几率说） 启示：启示： 人类对原子结构认识的逐渐深入，都是人类对原子结构认识的逐渐深入，都是 建立在实验研究基础上的，实验是揭示建立在实验研究基础上的，实验是揭示 原子结构的重要手段。原子结构的重要手段。 汤姆生
27、、卢瑟福、玻尔等几代师生都是汤姆生、卢瑟福、玻尔等几代师生都是 诺贝尔科学奖获得者，他们勇于怀疑科诺贝尔科学奖获得者，他们勇于怀疑科 学上的“定论”，不迷信权威，为科学学上的“定论”，不迷信权威，为科学 的发展作出了重要贡献。自然科学就是的发展作出了重要贡献。自然科学就是 在不断探索中修正错误而前进的。在不断探索中修正错误而前进的。 研究物质结构的意义研究物质结构的意义 1. 结构决定性质结构决定性质 性质体现结构性质体现结构 如如 碳的四种碳的四种 同素异形体同素异形体 金刚石金刚石 石墨石墨 C60 碳纳米管碳纳米管 结构不同结构不同 性质不同性质不同 化学性化学性 质相似质相似 2 2根
28、据结构预测物质性质。根据结构预测物质性质。 3 3合成或分离预期性质的新材料。合成或分离预期性质的新材料。 4 4从分子水平探索生命现象。从分子水平探索生命现象。 5 5研究结构实现绿色合成，促进社会可持续研究结构实现绿色合成，促进社会可持续 发展。发展。 二二、研究物质结构的意义研究物质结构的意义 1 1道尔顿道尔顿、汤姆生汤姆生、卢瑟福卢瑟福、玻尔等人提出的玻尔等人提出的 _模型对人类探索物质结构作出了巨大贡模型对人类探索物质结构作出了巨大贡 献献。18111811年年，阿伏加德罗提出了阿伏加德罗提出了_概念概念，成为成为 “原子原子分子论分子论”基础基础。18691869年年，俄国化学家
29、俄国化学家 _提出元素周期律提出元素周期律，从理论上指导化学从理论上指导化学 元素的发现和应用元素的发现和应用。 2 2揭示物质的结构与性能的关系揭示物质的结构与性能的关系，可帮助我们预可帮助我们预 测物质的性能测物质的性能。 原子结构原子结构 分子分子 门捷列夫门捷列夫 3 3研究物质结构研究物质结构，能帮助我们了解材料的结构与能帮助我们了解材料的结构与 性能之间的关系性能之间的关系。_、纳米材料纳米材料、超导材超导材 料料、_高分子材料等新型材料的开发高分子材料等新型材料的开发、研制研制 和应用和应用，都依赖于物质结构的研究都依赖于物质结构的研究。 4 4物质结构的研究物质结构的研究，使生
30、命科学在使生命科学在_水平上探水平上探 索生命现象的本质索生命现象的本质。 5 5物质结构研究对于保护物质结构研究对于保护_、实现社会实现社会 的可持续发展具有重大意义的可持续发展具有重大意义。 信息材料信息材料 可降解可降解 分子分子 生态环境生态环境 第二单元 元素性质的递变规律 一、原子核外电子排布的周期性 1.主族元素核外电子排布和元素性质的周期性变化: 主族主族 AA AA AA AA AA AA AA 外围电外围电 子排布子排布 _ _ _ _ _ _ _ 最高最高 正价正价 _ _ _ _ _ _ _ 最低最低 负价负价 _ _ _ _ ns1 ns2 ns2np1 ns2np2
31、 ns2np3 ns2np4 ns2np5 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 -4 -3 -2 -1 主族主族 AA AA AA AA AA AA AA 化合价变化合价变 化规律化规律 最高正价最高正价:_;:_;最低负价最低负价:_:_ 金属性和非金属性和非 金属性变化金属性变化 同周期从左到右金属性逐渐同周期从左到右金属性逐渐_,_,非金属性逐渐非金属性逐渐_ 原子半径的原子半径的 变化规律变化规律 同周期从左到右原子半径逐渐同周期从左到右原子半径逐渐_ +1 +7 -4 -1 减弱 增强 减小 2.元素的外围电子排布: 周周 期期 元素元素 数目数目 外围电子排布外围电子排布 A
32、A- -AA BB- - BB- -BB AA- -AA 0 0族族 1 1 2 2 1s1s1 1 1s1s2 2 2 2 8 8 2s2s1 1 2 2 2s2s2 22p2p1 1 5 5 2s2s2 22p2p6 6 3 3 8 8 3s3s1 1 2 2 3s3s2 23p3p1 1 5 5 3s3s2 23p3p6 6 4 4 1818 4s4s1 1 2 2 3d3d1 1 9 94s 4s1 1 2 2 3d3d10 104s 4s1 1 2 2 4s 4s2 24p4p1 1 5 5 4s 4s2 24p4p6 6 5 5 1818 5s5s1 1 2 2 4d4d1 1 9
33、 95s 5s1 1 2 2 4d4d10 105s 5s1 1 2 2 5s 5s2 25p5p1 1 5 5 5s 5s2 25p5p6 6 6 6 3232 6s6s1 1 2 2 4f4f0 0 14145d 5d1 1 10106s 6s1 1 2 2 5d 5d10 106s 6s1 1 2 2 6s 6s2 26p6p1 1 5 5 6s 6s2 26p6p6 6 分区分区 元素分布元素分布 外围电子排布外围电子排布 元素性质特点元素性质特点 s s区区 _族、族、_族族 _ 除氢外都是活泼金属除氢外都是活泼金属 元素元素 p p区区 AA族族AA族、族、 0 0族族 _ 除氢外
34、除氢外, ,所有的非金所有的非金 属均在此区属均在此区 d d区区 BB族族BB族、族、 族族 _ (Pd(Pd除外除外) ) 金属元素金属元素,d,d轨道电子轨道电子 也不同程度参与成键也不同程度参与成键 dsds区区 _ (n(n- -1)d1)d10 10ns ns1 1 2 2 _ _区区 镧系、锕系镧系、锕系 (n(n- -2)f2)f0 0 1414 (n(n- -1)d1)d0 0 2 2ns ns2 2 同一系列性质相似同一系列性质相似 3.元素周期表的分区: A A ns12 ns2np16 (n-1)d19ns12 B族、B族 金属元素 f 二、元素第一电离能的周期性变化
35、概念概念 元素的元素的_原子失去原子失去_形成形成+1+1价价_ 所需的所需的_能量能量 符号符号 _ 含义含义 衡量元素的气态原子失去一个电子的衡量元素的气态原子失去一个电子的_。 第一电离能数值越小第一电离能数值越小, ,原子原子_失去一个电子失去一个电子; ; 第一电离能数值越大第一电离能数值越大, ,原子原子_失去一个电子失去一个电子 变化规律变化规律 同主族从上到下同主族从上到下变小变小 同周期从左到右同周期从左到右增大增大 特殊性特殊性 原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成_ _结构时结构时, ,该元素具有较大的第一电离能该元素具有较大的第一
36、电离能 气态 一个电子 气态阳离子 最低 I1 难易程度 越容易 越难 全空、 半满、全满 三、元素电负性的周期性变化 定义定义 用来衡量元素在化合物中用来衡量元素在化合物中_能力的物能力的物 理量理量 衡量标准衡量标准 F F_ 递变规律递变规律 同周期同周期 自左到右自左到右, ,元素原子的电负性逐渐元素原子的电负性逐渐_ 同主族同主族 自上到下自上到下, ,元素原子的电负性逐渐元素原子的电负性逐渐_ 吸引电子 4.0 变大 变小 应用应用 判断大多数金属和非金属判断大多数金属和非金属 判断化学键的类型判断化学键的类型 离子键 共价键 【自我小测】 1.思考辨析: (1)最外层电子排布为n
37、s1或ns2的元素一定为金属元素。 ( ) 分析:。H的最外层电子排布为1s1,He的最外层电子排布为1s2,二者都是非金属元素。 (2)电负性最大的元素在元素周期表的右上角。 ( ) 分析:。同周期元素从左到右,电负性逐渐增强,同主族元素从上到下,电负性逐渐 减弱,由此可见,电负性最大的元素在元素周期表的右上角。 (3)铝的第一电离能大于钾的第一电离能。 ( ) 分析:。元素的第一电离能,同周期自左向右有增大趋势,同主族自上向下逐渐减小。 (4)主族元素的电负性越大,非金属性越强。 ( ) 分析:。主族元素的电负性和非金属性变化趋势一致。 (5)Be的第一电离能大于B,N的第一电离能大于O,
38、P的第一电离能大于S,Mg的第一电离 能大于Al。 ( ) 分析:。 根据洪特规则当原子轨道处于全满、全空或半满时,原子较稳定,失去电子时需要的 能量较多,所以第一电离能Be比B大,N比O大,P比S大,Mg比Al大。 原子原子 BeBe B B N N O O P P S S MgMg AlAl 价电子价电子 排布式排布式 2s2s2 2 2s2s2 22p2p1 1 2s2s2 22p2p3 3 2s2s2 22p2p4 4 3s3s2 23p3p3 3 3s3s2 23p3p4 4 3s3s2 2 3s3s2 23p3p1 1 (6)M(g) M2+所需的能量是其第一电离能的2倍。 ( )
39、 分析:。应远大于其第一电离能的2倍。因为首先失去的电子是能量最高的电子,故 第一电离能最小,再失去的电子是能量较低的电子,且失去第一个电子后离子所带正 电荷对电子吸引力更强,从而使电离能越来越大。 2.能够证明电子在原子核外是分层排布的事实是 ( ) A.电负性 B.电离能 C.原子序数 D.原子半径 【解析】选B。原子核外的电子是分层排布的,同一电子层的电子具有的能量相近,而 不同电子层的电子具有的能量差别较大。电离能反映了原子或离子失去一个电子所 消耗的能量,故失去同一电子层上的电子消耗的能量差别较小,而失去不同电子层上 的电子消耗的能量差别较大,故可根据失去一个电子消耗的能量发生突变而
40、确定原子 核外电子是分层排布的。 3.(SJP25改编)在下面的电子结构中,同周期第一电离能最小的原子可能是 ( ) A.ns2np3 B.ns2np5 C.ns1 D.ns2np6 【解析】选C。各选项分别对应元素为:A属于第A族,B属于第A族,C属于第A 族,D属于0族,根据元素第一电离能在同周期间的变化规律,自左到右,元素原子的电 离能逐渐变大,可知C的第一电离能最小。 4.下列各组元素按电负性大小排列正确的是 ( ) A.OClF B.FNO C.AsPN D.ClSP 【解析】选D。同周期元素自左向右电负性逐渐增大,同主族元素自上向下电负性逐 渐减小。 5.已知某元素+3价离子的电子
41、排布式为1s22s22p63s23p63d5,该元素在周期表中的位置 是 ( ) A.第3周期族,p区 B.第3周期B族,ds区 C.第4周期族,d区 D.第4周期B族,f区 【解析】选C。+3价离子的核外有23个电子,则原子核外有26个电子,26号元素是铁, 位于第4周期族,位于d区。 一、核外电子排布和元素周期表的关系 【自主导练】 1.(2015临沂高二检测)已知几种元素原子的核外电子排布情况,分别判断其元素符 号、原子序数并指出其在周期表中的位置。 元素元素 核外电子排布核外电子排布 表示方法表示方法 元素符号元素符号 原子序数原子序数 周期周期 族族 A A 1s1s2 22s2s2
42、 22p2p6 63s3s2 2 B B C C Ne3sNe3s2 23p3p2 2 D D 【解题指南】解答本题要注意以下两点: (1)电子层数=周期数; (2)主族元素的最外层电子数=族序数(O、F除外)。 【解析】A为Mg,12号元素,由电子排布式可知其位置为第3周期A族; B为23号元素V,电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2,故其位置为第4周期B族; C为14号元素Si,位于周期表第3周期A族; D为15号元素P,位于周期表第3周期A族。 答案: 元素元素 元素符号元素符号 原子序数原子序数 周期周期 族族 A A MgMg 1212 3 3 AA B B V V
43、 2323 4 4 BB C C SiSi 1414 3 3 AA D D P P 1515 3 3 AA 【方法规律】元素位置和结构的互推方法 (1)原子结构和元素在周期表中位置的互推。 电子层数=周期数。 主族元素的最外层电子数=族序数。 主族元素的最高正价(O、F除外)=族序数=8-|最低负价|。 (2)依据元素的原子序数推断元素在周期表中的位置:依据核外每个电子层最多排布 电子规律、每个周期元素种数,推出稀有气体的原子序数,结合周期表中各纵行的排 列规律,确定未知元素所在的周期及族。 2.某元素原子的外围电子排布式为3s23p5,则该元素位于第_ 周期 族,该元素最高化合价是 。 【解析】根据外围电子排布式为3s23p5,可推知该元素是氯,在第3周期A族,最高化 合价是+7。 答案:3 A +7 3.元素周期表中前7周期的元素如下表所示: 周期数周期数 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 元素数元素数 2 2 8 8 8 8 1818 1818 3232 3232 (1)第6、7周期比第4、5周期多了14种元素,其原因是 _ _。 (2)周期表中第 族所含元素最多,第 族元素形成化合物种类最多。 (3)请分析周期数与元素数的关系,然后预言
