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1、第一章第一章 原子结构与性质原子结构与性质复复 习习本本章章知知识识网网络络原原子子结结构构周周期期表表与与元元素素的的性性质质电子层结构电子层结构能层与能级能层与能级电子云与原子轨道电子云与原子轨道核外电子排布规律核外电子排布规律原子半径原子半径 电离能电离能 电负性电负性各周期元素数目各周期元素数目周期表中元素的分区周期表中元素的分区电子排布式电子排布式 、外围电子排布、外围电子排布能量最低原理能量最低原理泡利原理泡利原理洪特规则洪特规则构造原理构造原理基态与激发态基态与激发态近近代代原原子子论论发发现现电电子子带核原子结构模型带核原子结构模型轨道原子结构模型轨道原子结构模型一、原子结构一
2、、原子结构想一想：想一想：2 2下列说法中，不符合现代大爆炸下列说法中，不符合现代大爆炸宇宙学理论的是（宇宙学理论的是（ ） A A我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸 B B恒星正在不断地合成自然界中没有的新元素恒星正在不断地合成自然界中没有的新元素 C C氢、氦等轻核元素是宇宙中天然元素之母氢、氦等轻核元素是宇宙中天然元素之母 D D宇宙的所有原子中，最多的是氢元素的原子宇宙的所有原子中，最多的是氢元素的原子 1、下列对不同时期原子结构模型的提出时间由早到晚、下列对不同时期原子结构模型的提出时间由早到晚排列正确的是排列正确的是 电子分层排布模型电子分层排布模型 “葡
3、萄干布丁葡萄干布丁”模型模型 量子力量子力学模型学模型 道尔顿原子学说道尔顿原子学说 核式模型核式模型A.A. B. B. C.C. D. D.CBP能层最多容纳的电子数为能层最多容纳的电子数为_。在多电子原子中，任。在多电子原子中，任一能层的能级总是从一能层的能级总是从_能级开始。而且能级数等于该能级开始。而且能级数等于该_.例如第四能层有例如第四能层有_个能级，分别是个能级，分别是_ _；最多容纳的电子数分别为；最多容纳的电子数分别为 .考一考考一考：以下能级符号正确的是以下能级符号正确的是 A 6s B 2d C 3f D 7pAD72s能层的序数能层的序数44s、4p、4d、4f2、6
4、、10、14关键点：关键点：一定要记住电子排入轨道的顺序，这是本章一定要记住电子排入轨道的顺序，这是本章最重要的内容。从第最重要的内容。从第四四能层开始，该能层的能层开始，该能层的nsns与与npnp能能级之间插入了级之间插入了(n-1)(n-1)层的层的d d能级，第能级，第六六能层开始还插入能层开始还插入（n-2n-2）f f，其能量关系是：，其能量关系是：nsns（n-2n-2）f f （n-1n-1）d d npnp应用：应用： 1 、能量大小比较、能量大小比较 A.L层电子的能量一定大于层电子的能量一定大于K层电子的能量层电子的能量B.M层电子的能量一定大于层电子的能量一定大于L层电
5、子的能量层电子的能量C.N层电子的能量一定大于层电子的能量一定大于M层电子的能量层电子的能量如上所示如上所示: :用用数字数字在能级符号右上角表明该能级上在能级符号右上角表明该能级上的排布的的排布的电子数电子数的式子称做电子排布式。的式子称做电子排布式。如如2424CrCr：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d5 54s4s1 12、核外电子排布的表示方法：、核外电子排布的表示方法：做一做：做一做：1、某元素原子的核电荷数是电子层数的、某元素原子的核电荷数是电子层数的5倍倍,其质其质子数是最外层电子数的子数是最外层电子数的3倍倍,该元素基态原子的电子该
6、元素基态原子的电子排布式排布式 、外围电子排式、外围电子排式 。2、写出下列元素的简化电子排布式：、写出下列元素的简化电子排布式： Cl、 Fe、Cu、Br3、下列能级的能量大小比较，正确的是（、下列能级的能量大小比较，正确的是（ ）AE(4s)E(3d) BE(6p)E(5f) CE(6s)E(5p) DE(4d)E(5p)DB B、C C2 2、以下现象与核外电子的跃迁有关的是（、以下现象与核外电子的跃迁有关的是（ ） 霓虹灯发出有色光霓虹灯发出有色光 棱镜分光棱镜分光 激光器产生激光器产生激光激光 石油蒸馏石油蒸馏 凸透镜聚光凸透镜聚光 燃放的焰火，燃放的焰火，在夜空中呈现五彩缤纷的礼花
7、在夜空中呈现五彩缤纷的礼花 日光灯通电发光日光灯通电发光 冷却结晶冷却结晶 A A B B C C D DA A锂、氦、汞的发射与吸收光谱3 3、科学研究证明：核外电子的能量不仅与电子、科学研究证明：核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关，还与核外电子的数目及核所处的能层、能级有关，还与核外电子的数目及核电荷的数目有关。氩原子与硫离子的核外电子排布电荷的数目有关。氩原子与硫离子的核外电子排布相同，都是相同，都是1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 6。下列说法正确的是。下列说法正确的是A A两粒子的两粒子的1s1s能级上电子的能量相同能级上电子的能量相同 B
8、 B两粒子的两粒子的3p3p能级上的电子离核的距离相同能级上的电子离核的距离相同C.C.两粒子的电子发生跃迁时，产生的光谱不同两粒子的电子发生跃迁时，产生的光谱不同D D两粒子都达两粒子都达8 8电子稳定结构，化学性质相同电子稳定结构，化学性质相同 (1)(1)电子运动的特点：电子运动的特点：_ _ _ 因此，电子运动因此，电子运动不不能用牛顿运动定能用牛顿运动定律来描述，只能用律来描述，只能用_的观点来描述。的观点来描述。我们不可能像描述宏观运动物体那样，我们不可能像描述宏观运动物体那样，确定一定状态的核外电子在某个时刻处确定一定状态的核外电子在某个时刻处于原子核外空间如何，而只能确定于原子
9、核外空间如何，而只能确定_。 质量极小质量极小 运动空间极小运动空间极小 极高速运动极高速运动 统计统计它在原子核外各处出现的概率它在原子核外各处出现的概率 s s的原子轨道是的原子轨道是_形的，形的，能层序数越大，原子轨道的能层序数越大，原子轨道的_。半径越大半径越大 球球 p的原子轨道是的原子轨道是_形的，每个形的，每个P能能级有级有_个轨道，它们互相垂直，分别个轨道，它们互相垂直，分别以以_、_、_为符号。为符号。P原子原子轨道的平均半径也随能层序数增大而轨道的平均半径也随能层序数增大而_。 纺锤纺锤 3 3 P Px xP Py yP Pz z增大增大当电子排布在同一能级的不同轨道时，
10、当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是首先单独占一个轨道（即分占不同总是首先单独占一个轨道（即分占不同的轨道），而且自旋方向相同。的轨道），而且自旋方向相同。一个原子轨道最多容纳一个原子轨道最多容纳2个电个电子，而且自旋方向相反。子，而且自旋方向相反。原子的电子排布遵循构造原理原子的电子排布遵循构造原理洪特规则特例：全满、半满、全空洪特规则特例：全满、半满、全空2 2、若将、若将1515P P原子的电子排布式写成原子的电子排布式写成1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3px x2 23p3py y1 1，它违背了，它违背了 A.A.能量守恒原理能量守恒原理 B.B.泡利
11、不相容原理泡利不相容原理 C.C.能量最低原理能量最低原理 D.D.洪特规则洪特规则D D动一动动一动: : 1 1、下列关于、下列关于1S1S电子在原子核外出现电子在原子核外出现的概率分布图的说法中，正确的是（的概率分布图的说法中，正确的是（ ） A.A.通常用小黑点来表示电子的多少通常用小黑点来表示电子的多少 B.B.小黑点密表示在该核外空间的电子数多小黑点密表示在该核外空间的电子数多 C.C.小黑点密表示在该核外空间的单位体积内电子小黑点密表示在该核外空间的单位体积内电子 出现的概率大出现的概率大 D.D.通常用小黑点来表示电子绕核作高速圆周运动通常用小黑点来表示电子绕核作高速圆周运动C
12、 C二、原子结构与元素的性质二、原子结构与元素的性质（一）原子结构与元素周期表（一）原子结构与元素周期表1、周期系：、周期系： 随着元素原子的核电荷数递增，每到出随着元素原子的核电荷数递增，每到出现现 ，就开始建立一个新的，就开始建立一个新的 ，随后最外层上的电子逐渐增多，最后达随后最外层上的电子逐渐增多，最后达到到8个电子，出现个电子，出现 气体。然后又开气体。然后又开始由碱金属到稀有气体，如此循环往始由碱金属到稀有气体，如此循环往复复这就是元素周期系中的一个个周这就是元素周期系中的一个个周期。期。碱金属碱金属电子层电子层稀有稀有可见，元素周期系的形成是由于元素的原可见，元素周期系的形成是由
13、于元素的原子子 发生周期性的重复。发生周期性的重复。核外电子的排布核外电子的排布2、周期表、周期表第一张元素周期表第一张元素周期表是由是由 制作的，制作的，至今元素周期表的种类是多种多样至今元素周期表的种类是多种多样的：电子层状、金字塔式、建筑群的：电子层状、金字塔式、建筑群式、螺旋型式、螺旋型(教材教材p15页页)到现在的长式到现在的长式元素周期表，还待进一步的完善。元素周期表，还待进一步的完善。门捷列夫门捷列夫元素周期表的结构周期周期短周期短周期长周期长周期第第1周期：周期：第第2周期：周期：第第3周期：周期：第第4周期：周期：第第5周期：周期：第第6周期：周期：不完全周期不完全周期第第7
14、周期：周期：镧镧57La 镥镥71Lu 共共15 种元素称镧系元素种元素称镧系元素锕锕89Ac 铹铹103Lr 共共15 种元素称锕系元素种元素称锕系元素周期序数周期序数 = = 电子层数（能层数）电子层数（能层数） （横行）（横行）2 种元素种元素8 种元素种元素8 种元素种元素18 种元素种元素18 种元素种元素32 种元素种元素26种元素种元素 族族主族：主族：副族：副族：A , A , A , A ,A , A , A 第第VIII 族：族：稀有气体元素稀有气体元素主族序数主族序数= =最外层电子数最外层电子数= =价电子数价电子数= =最高正价数最高正价数（纵行）（纵行） 零族：零族
15、：共七个主族共七个主族B , B , B , B ,B , B , B 共七个副族共七个副族三个纵行三个纵行(8、9、10），位），位于于 B 与与B中间中间 ？元素在周期表中排布在哪个横行，由什么决定？元素在周期表中排在哪个列由什么决定？什么叫外围电子排布？什么叫价电子层？什么叫价电子？元素在周期表中的位置由原子结构决定：原元素在周期表中的位置由原子结构决定：原子子核外电子层数核外电子层数决定元素所在的周期，原子决定元素所在的周期，原子的的价电子总数价电子总数决定元素所在的族。决定元素所在的族。能级上的电子数可在化学反应中发生变化能级上的电子数可在化学反应中发生变化，这些能级上的电子排布叫外
16、围电子排布这些能级上的电子排布叫外围电子排布外围电子排布简称价电子层外围电子排布简称价电子层价电子层中的电子叫价电子价电子层中的电子叫价电子每个纵列的价电子层的电子总数是否相每个纵列的价电子层的电子总数是否相等等?按电子排布，可把周期表里的元素按电子排布，可把周期表里的元素划分成划分成5个区，除个区，除ds区外，区外，。s区、区、d区和区和p区分别有几个纵列区分别有几个纵列?为为什么什么s区区(氢除外氢除外)、d区和区和ds区的元素都区的元素都是金属是金属?相等相等s区两列区两列d区八列区八列p区六列区六列它们的最外层电子数为它们的最外层电子数为12个个 区全是金属元素，非金属元素主区全是金属
17、元素，非金属元素主要集中要集中 区。主族主要含区。主族主要含 区，副族主区，副族主要含要含 区，过渡元素主要含区，过渡元素主要含 区。区。s、d、dsps、p d、dsd、ds元素周期表可分为哪些族元素周期表可分为哪些族?为什么副族元为什么副族元素和第素和第族又称为过渡元素？族又称为过渡元素？各区元素的价电子层结构特征是什么？各区元素的价电子层结构特征是什么？ S区元素价电子特征排布为区元素价电子特征排布为s12，价电，价电子数等于族序数。区元素价电子排布特子数等于族序数。区元素价电子排布特征为（征为（-1）d110 ns 12；价电子总数等于；价电子总数等于副族序数；副族序数；ds区元素特征
18、电子排布为区元素特征电子排布为(n-1)d10ns12，价电子总数等于所在的列序，价电子总数等于所在的列序数；数；p区元素特征电子排布为区元素特征电子排布为ns2np 16；价；价电子总数等于主族序数。原子结构与元素电子总数等于主族序数。原子结构与元素在周期表中的位置是有一定的关系的。在周期表中的位置是有一定的关系的。原子结构与元素在周期表中的位置有什原子结构与元素在周期表中的位置有什么的关系的？么的关系的？ 原子核外电子层数决定所在周期数原子核外电子层数决定所在周期数周期数周期数=最大能层数（钯除外）最大能层数（钯除外）外围电子总数决定排在哪一族外围电子总数决定排在哪一族如：如：29Cu 3
19、d104s1 10+1=11尾数是尾数是1所以，所以，是是IB。 元素周期表是元素原子结构以及递变元素周期表是元素原子结构以及递变规律的具体体现。规律的具体体现。思考思考: :1 1、下列说法正确的有（、下列说法正确的有（ ） A A26 26 号元素铁属于号元素铁属于d d 区区 B B主族族序数主族族序数= =其价电子数其价电子数= =最外层电子数最外层电子数 C C在周期表中，第六周期元素种类在周期表中，第六周期元素种类=18=18种种 D D最外层电子数最外层电子数=8=8的都是稀有气体元素的都是稀有气体元素 E E主族共有主族共有7 7列，过渡元素共有列，过渡元素共有7 7列列 F
20、F元素周期表中第四周期第元素周期表中第四周期第VAVA主族的元素与第主族的元素与第三周期三周期IIAIIA元素核电荷数相差元素核电荷数相差13132 2、砷原子的最外层电子排布式是、砷原子的最外层电子排布式是4s4s2 24p4p3 3，(1)(1)在元素周在元素周期表中，砷元素位于期表中，砷元素位于 周期周期 族；最高价氧化物的化学式族；最高价氧化物的化学式为为 ，砷酸钠的化学式是，砷酸钠的化学式是 。（。（2 2）已知下列元素在周）已知下列元素在周期表中的位置，写出它们最外层电子构型和元素符号：期表中的位置，写出它们最外层电子构型和元素符号： 第第4 4周期周期BB族族 ；第第5 5周期周
21、期AA族族 。ABAB电子层数：相同条件下，电子层数越多，半径越大。电子层数：相同条件下，电子层数越多，半径越大。核电荷数核电荷数: : 相同条件下，核电荷数越多，半径越小。相同条件下，核电荷数越多，半径越小。核外电子数核外电子数: :核电荷数相同条件下，核外电子数越多核电荷数相同条件下，核外电子数越多，半径越大。，半径越大。1 1、同周期元素的原子半径随核电荷数的增大而减小、同周期元素的原子半径随核电荷数的增大而减小（稀有气体除外）如：（稀有气体除外）如：NaMgAlSiPSClNaMgAlSiPSCl. .2 2、同主族元素的原子半径随核电荷数的增大而增大、同主族元素的原子半径随核电荷数的
22、增大而增大。如：。如：LiNaKRbLiNaKRbCsCs3 3、同主族元素的离子半径随核电荷数的增大而增大、同主族元素的离子半径随核电荷数的增大而增大。如：。如：F F- -ClCl- -BrBr- -I Na Na+ +MgMg2+2+AlAl3+3+5 5、同一元素不同价态的微粒半径，价态越高离子半、同一元素不同价态的微粒半径，价态越高离子半径越小。如径越小。如FeFeFeFe2+2+FeFe3+3+微微粒粒半半径径的的比比较较判判断断的的依依据据具具体体规规律律（二）元素周期律（二）元素周期律1 1、原子半径、原子半径2 2、电离能、电离能概念概念: (1)第一电离能第一电离能I1；
23、态电态电 性基态原性基态原子失去子失去 个电子，转化为气态基态正离个电子，转化为气态基态正离子所需要的子所需要的 叫做第一电离能。叫做第一电离能。第一电离能越大，金属活动性越第一电离能越大，金属活动性越 。同一元素的第二电离能同一元素的第二电离能 第一电离第一电离能。能。 气气中中一一最低能量最低能量 弱弱大于大于Zn的第一电离能大于的第一电离能大于Ga？看看逐级电离能的逐级电离能的突变。突变。学与问：学与问：1.1.碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么关系？碱金属的电离能与碱金属的活泼性存在什么关系？碱金属元素的第一电离能越小，金属的活泼碱金属元素的第一电离能越小，金属的活泼性就越强。性就
24、越强。2.2.为什么原子逐级电离能越来越大？这些数据跟为什么原子逐级电离能越来越大？这些数据跟 钠、镁、铝的化合价有何关系？钠、镁、铝的化合价有何关系？因为首先失去的电子是因为首先失去的电子是，故第，故第一电离能较小，以后再失去电子都是能量较低一电离能较小，以后再失去电子都是能量较低的电子，所需要的能量多；同时失去电子后，的电子，所需要的能量多；同时失去电子后，阳离子所带的正电荷对电子的引力更强，从而阳离子所带的正电荷对电子的引力更强，从而电离能越来越大。电离能越来越大。看看逐级电离能的逐级电离能的突变。突变。(2)规律规律:每一周期的第一个元素第一电离能每一周期的第一个元素第一电离能最小最小
25、,最后一个元素的电离能最大最后一个元素的电离能最大;同同主族元素从上到下第一电离能依次下主族元素从上到下第一电离能依次下降降.原子的逐级电离能越来越大。原子的逐级电离能越来越大。1 1、已知、已知X X、Y Y是主族元素，是主族元素，I I为电离能，单位是为电离能，单位是KJ/molKJ/mol。根据下表所列数据判断错误的是（。根据下表所列数据判断错误的是（ ） A.A.元素元素X X的常见化合价是的常见化合价是+1+1价价 B. B. 元素元素Y Y是是AA族的元素族的元素 C.C.元素元素X X与氯形成化合物时，化学式可能是与氯形成化合物时，化学式可能是XCl XCl D.D.若元素若元素
26、Y Y处于第处于第3 3周期，它可与冷水剧烈反应周期，它可与冷水剧烈反应元素元素I1I2I3I4X500460069009500Y5801800270011600D D3.电负性电负性化学键化学键: :元素相互结合元素相互结合, ,可以理解可以理解为原子之间产生化学作用力为原子之间产生化学作用力, ,形形象地叫做化学键象地叫做化学键. .电负性电负性: :用来描述不同元素的原用来描述不同元素的原子对键合电子的吸引力的大小。子对键合电子的吸引力的大小。键合电子键合电子: :原子中用于形成化学键的电原子中用于形成化学键的电子称为键合电子子称为键合电子 电负性的大小也可以作电负性的大小也可以作为判断
27、金属性和非金属为判断金属性和非金属性强弱的尺度。性强弱的尺度。 以氟的电负性为以氟的电负性为4.04.0和锂的电负性为和锂的电负性为1.01.0作作为相对标准，得出了为相对标准，得出了各元素的电负性。各元素的电负性。(1)规律规律:同一周期同一周期,主族元素的电负性从左到右逐主族元素的电负性从左到右逐渐增大渐增大,表明其吸引电子的能力逐渐增强。表明其吸引电子的能力逐渐增强。同一主族同一主族,元素的电负性从上到下呈现减小元素的电负性从上到下呈现减小趋势趋势,表明其吸引电子的能力逐渐减弱。表明其吸引电子的能力逐渐减弱。电负性越大电负性越大,元素的非金属性越强元素的非金属性越强,电负电负性越小性越小
28、,元素的非金属性越弱元素的非金属性越弱,金属性越强。金属性越强。电负性相差很大的元素化合通常电负性相差很大的元素化合通常形成离子键形成离子键电负性相差不大的两种非金属元素电负性相差不大的两种非金属元素化合，通常形成共价键化合，通常形成共价键电负性相差越大的共价键电负性相差越大的共价键,共用电子共用电子对偏向电负性大的原子趋势越大对偏向电负性大的原子趋势越大,键键的极性越大。的极性越大。1.7l比较比较:l(1)微粒半径微粒半径:Mg2+,Na+,F-l(2)第一电离能第一电离能:Na,Mg,Kl(3)电负性电负性:F,S,Ol(4)热稳定性热稳定性:HF,HCl,HBr,HIl(5)酸性酸性:
29、H2SO4,HClO4,H3PO4,H2CO3l(4)还原性还原性:HF,HCl,HBr,HIl(4)水溶液的酸性水溶液的酸性:HF,HCl,HBr,HI动脑筋：动脑筋：1 1、应用元素周期律的有关知识，可以预应用元素周期律的有关知识，可以预测我们不知道的一些元素及其化合物的性质。下列测我们不知道的一些元素及其化合物的性质。下列预测中不正确的是预测中不正确的是 BeBe的氧化物的水化物可能具有两性，的氧化物的水化物可能具有两性，TlTl能与盐能与盐酸和酸和NaOHNaOH溶液作用均产生氢气，溶液作用均产生氢气，AtAt单质为有色固单质为有色固体，体，AgAtAgAt不溶于水也不溶于稀硝酸，不溶
30、于水也不溶于稀硝酸，LiLi在氧气中在氧气中剧烈燃烧，产物是剧烈燃烧，产物是LiLi2 2O O2 2，其溶液是一种强碱，其溶液是一种强碱，SrSOSrSO4 4是难溶于水的白色固体，是难溶于水的白色固体，H H2 2SeSe是无色，有是无色，有毒，比毒，比H H2 2S S稳定的气体稳定的气体 A A B B C C D DB B2 2、下列对电负性的理解不正确的是、下列对电负性的理解不正确的是 A A、电负性是人为规定的一个相对数值，不是绝、电负性是人为规定的一个相对数值，不是绝对标准对标准 B B、元素电负性的大小反映了元素对键合电子引、元素电负性的大小反映了元素对键合电子引力的大小力的
31、大小 C C、元素的电负性越大，则元素的非金属性越强、元素的电负性越大，则元素的非金属性越强 D D、元素的电负性是元素固有的性质，与原子结、元素的电负性是元素固有的性质，与原子结构无关构无关D D3 3、20052005年年1 1月，美国科学家在月，美国科学家在ScienceScience上上发表论文，宣布发现发表论文，宣布发现AlAl的超原子结构的超原子结构 ，如，如AlAl1313、AlAl1414, ,并用质谱仪检测到稳定的并用质谱仪检测到稳定的AlAl1313I I- -等，等，AlAl1313、AlAl1414的一些性质像其它的主族元素的化学性质，的一些性质像其它的主族元素的化学性质，得到或失去电子生成得到或失去电子生成4040个价电子的最稳定状态。个价电子的最稳定状态。下列说法中不正确的是下列说法中不正确的是 A AAlAl1313与卤族单质的性质相似。与卤族单质的性质相似。 B BAlAl1414与第与第IIAIIA族元素的性质相似。族元素的性质相似。 C CAlAl1313在一定条件下与在一定条件下与HIHI反应的化学方程式：反应的化学方程式： AlAl1313 + HI = HAl + HI = HAl1313I. I. D DAlAl1414中的中的AlAl原子间以离子键相结合。原子间以离子键相结合。D D