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1、高中化学竞赛原子结构和元素周期律课件第1页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系212 微观粒子的波粒二象性 一、一、光和实物粒子的波粒二象性光和实物粒子的波粒二象性 1924年年德德国国物物理理学学家家 L de Broglie(德德布布罗罗意意)提提出出假设：假设：既既然然光光是是一一种种微微粒粒又又是是一一种种波波，那那么么静静止止质质量量不为零的实物粒子也含有相似的二象性不为零的实物粒子也含有相似的二象性 1927年年C.J.Pavisson(戴维逊戴维逊)和和L.H.Germer(盖末尔盖末尔)获得一种晶体的电子衍射图，从实验上证实了获得一种晶体的电子衍射图，从实验上证实了de Br
2、oglie的假设，从此科学家们开始接受实物粒子的的假设，从此科学家们开始接受实物粒子的二象性。二象性。第2页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系3感光屏幕感光屏幕薄晶体片薄晶体片衍射环纹衍射环纹电电子子枪枪电电子子束束 电子衍射实验示意图电子衍射实验示意图用电子枪发射高速电子通过薄晶体片射击感光荧屏，得到明用电子枪发射高速电子通过薄晶体片射击感光荧屏，得到明暗相间的环纹，类似于光波的衍射环纹。暗相间的环纹，类似于光波的衍射环纹。第3页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系4结结论论：1.电子等实物粒子具有 波粒 二象性；2.不能用经典物理的波和粒的概念来理解它的行为。再次说明描述电子等微粒的
3、运动规律只能用描述微粒运动规律的量子力学。第4页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系5二、二、测不准原理和几率概念测不准原理和几率概念测不准原理：一个粒子的位置和动量不能同时地、准确地测定。注意：这里所讨论的不确定性并不涉及所用的测量 仪器的不完整性，它们是内在固有的不可测定性。xh/2 mv第5页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系613 波函数和原子轨道 薛定谔方程薛定谔方程波函数和原子轨道波函数和原子轨道 一定的波函数表示电子的一种运动状态，一定的波函数表示电子的一种运动状态，状态状态轨道。轨道。波函数叫做原子轨道，即波函数与原子波函数叫做原子轨道，即波函数与原子轨道是同义词。轨道是
4、同义词。第6页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系7波函数的意义 原子核外电子的一种运动状态原子核外电子的一种运动状态 每一个波函数都有对应的能量每一个波函数都有对应的能量 E E 波函数波函数没有明确的直观的物理意没有明确的直观的物理意义义,但波函数绝对值的平方但波函数绝对值的平方|2 2却却有明确的物理意义有明确的物理意义 第7页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系816 四个量子数 量子 数 物 理 意 义取 值 范 围主量子数n描述电子离核远近及能量高低n=1,2,3,正整数角量子数l描述原子轨道的形状及能量的高低l=0,1,2,小于n的正整数磁量子数m描述原子轨道在空间的伸展方向
5、自旋量子数ms描述电子的自旋方向ms=+1/2,-1/22m=0,+1,-1,+2,l第8页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系9主量子数（n）角 量 子 数（l）磁量子数（m）轨道符号轨道数 1 001s1 2 002s1 10，1，-12p3 3 003s1 10，1，-13p3 20，1，-1，2，-23d5 4 004s1 10，1，-14p3 20，1，-1，2，-24d5 30，1，-1，2，-2，3，-34f7 5 005s1 10，1，-15p3 20，1，-1，2，-25d5 30，1，-1，2，-2，3，-35f7 40，1，-1，2，-2，3，-3,+4,-4 5g 9
6、第9页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系10第10页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系11多电子原子近似能级图的特点：近似能级图是按原子轨道的能量高低而不是按原子轨道离核的远近近似能级图是按原子轨道的能量高低而不是按原子轨道离核的远近顺序排列起来。把能量相近的能级划为一组，称为能级顺序排列起来。把能量相近的能级划为一组，称为能级 1s 1s 第一能级组第一能级组 2s2p 2s2p 第二能级组第二能级组 3s3p 3s3p 第三能级组第三能级组 4s3d4p 4s3d4p 第四能级组第四能级组 5s4d5p 5s4d5p 第五能级组第五能级组 6s4f5d6p 6s4f5d6p 第六能
7、级组第六能级组 7s5f6d7p 7s5f6d7p 第七能级组第七能级组 在能级图中可以看到：相邻的两个能级组之间的能量差较大，而在能级图中可以看到：相邻的两个能级组之间的能量差较大，而在同一能级组中各能级的能量差较小。在同一能级组中各能级的能量差较小。第11页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系121.1.在能级图中在能级图中:所谓等价轨道是指其能量相同、成键所谓等价轨道是指其能量相同、成键能力相同，只是空间取向不同的轨道。能力相同，只是空间取向不同的轨道。2.2.角量子数角量子数l l相同的能级，其能量由主量子相同的能级，其能量由主量子 数数n n决定，决定，n n越大，能量越高。越大，
8、能量越高。3.3.主量子数主量子数n n相同，角量子数相同，角量子数l l不同的能级，其能不同的能级，其能量随量随l l的增大而升高。的增大而升高。4.4.主量子数主量子数n n和角量子数和角量子数l l同时变化时，从图中可同时变化时，从图中可知，能级的能量变化情况是比较复杂的。知，能级的能量变化情况是比较复杂的。第12页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系13核外电子层结构的原则 能量最低原理能量最低原理 堡里不相容原理堡里不相容原理（奥地利科学家）洪特（洪特（HundHund）规则）规则（德国科学家）第13页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系14能量最低原理能量最低原理 多电子原子在
9、基态时，核外电子总是尽多电子原子在基态时，核外电子总是尽可能分布到能量最低的轨道，这称为可能分布到能量最低的轨道，这称为能量最能量最低原理低原理。第14页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系15堡里不相容原理堡里不相容原理 一个电子的四个量子数为（一个电子的四个量子数为（3 3、2 2、0 0、-1/2-1/2）另一个电子的四个量子数为（另一个电子的四个量子数为（3 3、2 2、0 0、+1/2+1/2）从保里原理可获得以下几个重要结论：从保里原理可获得以下几个重要结论：a)每一种运动状态的电子只能有一个。每一种运动状态的电子只能有一个。b)由于每一个原子轨道包括两种运动状态，所以每一个原由
10、于每一个原子轨道包括两种运动状态，所以每一个原子轨道中最多只能容纳两个自旋不同的电子。子轨道中最多只能容纳两个自旋不同的电子。c)因为因为s、p、d、f各分层中原子轨道数为各分层中原子轨道数为1、3、5、7 所以所以各分层中相应最多只能容纳各分层中相应最多只能容纳2、6、10、14个电子。个电子。d)每个电子层原子轨道的总数为每个电子层原子轨道的总数为n 个，因此，各电子层中电个，因此，各电子层中电子的最大容量为子的最大容量为2n个。个。第15页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系16洪特（洪特（HundHund）规则）规则 电子分布到能量相同的等价轨道时，总电子分布到能量相同的等价轨道时，
11、总是尽先以自旋相同的方向，单独占领能量相是尽先以自旋相同的方向，单独占领能量相同的轨道。同的轨道。例例:7 7NN 2p 2p 2s 2s 1s 1s 第16页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系17作为洪特规则的特例，等价轨道：作为洪特规则的特例，等价轨道：全充满全充满 p p6 6、d d1010、f f1414 半充满半充满 p p3 3、d d5 5、f f7 7 全全 空空 p p0 0、d d0 0、f f0 0 的结构状态比较稳定的结构状态比较稳定例：例：1919号号 K 1sK 1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 64s4s1 1 原子实结构式为原
12、子实结构式为 Ar4sAr4s1 1 24 24号号 Cr Ar3dCr Ar3d5 54s4s1 1第17页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系18原子的电子层原子的电子层 注意几个例外注意几个例外 :2424号号Cr 3dCr 3d5 54s4s1 1 29 29号号Cu 3dCu 3d10104s4s1 1 4040号号Zr 4dZr 4d2 25s5s2 2 41 41号号Nb 4dNb 4d4 45s5s1 1 4242号号Mo 4dMo 4d5 55s5s1 1 43 43号号Tc 4dTc 4d5 55s5s2 2 4444号号Ru 4dRu 4d7 75s5s1 1 45 4
13、5号号 Rh 4dRh 4d8 85s5s1 1 4646号号Pd 4dPd 4d10 10 第18页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系19原子的电子层结构原子的电子层结构与元素的分区与元素的分区 第19页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系20核外电子的排布（原子的电子层结构）核外电子的排布（原子的电子层结构）1 H Hydrogen 氢氢 1s1 *2 He Helium氦氦 1s2 3 Li Lithium 锂锂 1s2 2s1 4 Be Beryllium 铍铍 1s2 2s2 5 B Boron 硼硼 1s2 2s22p1*6 CCarbon碳碳 1s2 2s22p2 7 NN
14、itrogen氮氮 1s2 2s22p3 8 OOxygen氧氧 1s2 2s22p4 9 FFluorine氟氟 1s2 2s22p5 10 NeNeon氖氖 1s2 2s22p6原子原子序数序数电子轨道图电子轨道图元素元素符号符号 英文名称英文名称中文中文名称名称电子结构式电子结构式第20页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系21 11 Na Sodium 钠钠 1s2 2s22p63s1 12 Mg Magnesium 镁镁 1s2 2s22p63s2 13 Al Aluminium 铝铝 1s2 2s22p63s23p1 14 Si Silicon 硅硅 1s2 2s22p63s23
15、p2 15 P Phosphorus 磷磷 1s2 2s22p63s23p3 16 Si Sulfur 硫硫 1s2 2s22p63s23p4 17 Cl Chlorine 氯氯 1s2 2s22p63s23p5 18 Ar Argon 氩氩 1s2 2s22p63s23p6原子原子序数序数元素元素符号符号英文名称英文名称中文中文名称名称电子结构式电子结构式第21页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系22 *Ar 原子实，表示原子实，表示 Ar 的的电子结构式电子结构式电子结构式电子结构式 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 。原子实后面是价层电子，即在化学反应中可能发生变化的电子。原子
16、实后面是价层电子，即在化学反应中可能发生变化的电子。*虽先排虽先排 4s 后排后排 3d，但但电子结构式中先写电子结构式中先写电子结构式中先写电子结构式中先写 3d，后写后写后写后写 4s *21 Sc Scandium 钪钪 Ar 3d14s2 22 Ti Titanium 钛钛 Ar 3d24s2 23 V Vanadium 钒钒 Ar 3d34s2 24 Cr Chromium 铬铬 Ar 3d54s1 25 Mn Manganese 锰锰 Ar 3d54s2 26 Fe Iron 铁铁 Ar 3d64s2 27 Co Cobalt 钴钴 Ar 3d74s2 28 Ni Nickel 镍
17、镍 Ar 3d84s2 *19 K Potassium 钾钾 Ar 4s1 20 Ca Calcium 钙钙 Ar 4s2 第22页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系231 元素的周期元素的周期 周期的划分与能级组的划分完全一致，每个能级组都独自周期的划分与能级组的划分完全一致，每个能级组都独自对应一个周期。共有七个能级组，对应一个周期。共有七个能级组，所以共有七个周期。所以共有七个周期。HHe1 第一周期：第一周期：2 种元素种元素 第一能级组：第一能级组：2 个电子个电子 1 个能级个能级 1s 1 个轨道个轨道 BeLiBCNOFNe2 第二周期：第二周期：8 种元素种元素 第二能级
18、组：第二能级组：8 个电子个电子 2 个能级个能级 2s 2p 4 个轨道个轨道 (2)元素周期系元素周期系第23页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系24MgNaAlSiPSCl Ar3 第三周期：第三周期：8 种元素种元素 第三能级组：第三能级组：8 个电子个电子 2 个能级个能级 3s 3p 4 个轨道个轨道 KCa ScTiVCr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr4YZr Nb Mo TcRh PdRuAg CdSrRbIn Sn Sb TeIXe5 第五周期：第五周期：18 种元素种元素 第五能级组：第五能级组：18 个电子个电子 3 个能级个
19、能级 5s 4d 5p 9 个轨道个轨道 第四周期：第四周期：18 种元素种元素 第四能级组：第四能级组：18 个电子个电子 3 个能级个能级 4s 3d 4p 9 个轨道个轨道 第24页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系25 第七周期：第七周期：32 种元素种元素 第七能级组：第七能级组：32 个电子个电子 4 个能级个能级 7s 5f 6d 7p 16 个轨道个轨道 BaCs6sCe Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu4fLa Hf Ta W ReIrPtOsAu Hg5dTl Pb Bi Po At Rn6p 第六周期：第六周期：32 种元素
20、种元素 第六能级组：第六能级组：32 个电子个电子 4 个能级个能级 6s 4f 5d 6p 16 个轨道个轨道 RaFr7sTh PaUNp Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr5fAc Rf Db Sg Bh Hs Mt UunUuuUub6d7p第25页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系26原子的电子层结构原子的电子层结构与周期的关系与周期的关系 各周期元素的数目相应能级组中原子各周期元素的数目相应能级组中原子轨道所能容纳的电子总数轨道所能容纳的电子总数2 2、8 8、8 8、1818、1818、3232p p区从左上到右下的对角线为区从左上到右下的对角线为B
21、B、Si Si、AsAs、TeTe、AtAt，在此诸元素的右上方位是非金属，在此诸元素的右上方位是非金属，左下方位金属，对角线上及附近的元素是左下方位金属，对角线上及附近的元素是准金属，有些具有半导体的性质，周期表准金属，有些具有半导体的性质，周期表中约中约4/54/5的元素是金属。的元素是金属。第26页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系27原子的电子层结构原子的电子层结构与族的关系与族的关系 主族元素的族数（包括主族元素的族数（包括dsds区）该元素原子的最区）该元素原子的最外层电子数该族元素的最高化合价（除氧、氟外层电子数该族元素的最高化合价（除氧、氟外）外）副族元素的族数副族元素的族
22、数=最高能级组中的电子总数最高能级组中的电子总数 或或 副族数（副族数（s+ds+d）电子数）电子数1010 第27页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系28副族元素的氧化态均能呈现多种第28页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系29元素周期系的发展前景第29页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系30第三部分 元素基本性质的周期性 原子半径电离能 元素的电负性 电子亲合势 第30页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系3131 原子半径 A.共价半径同种元素的两个原子共价单键连接时，核间距的一半。一般 单键半径 双键半径 叁键半径B.金属半径紧密堆积的金属晶体中以金属键结合的同种原子核间
23、距离的一半。同一原子的金属半径要大于共价半径1015%。C.范德华半径非键和原子之间只靠分子间的作用力互相接近时，两原子的核间距的一半。一般范德华半径最大（非键合），共价半径最小（轨道重叠），金属半径位中间（紧密堆积）第31页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系32原子半径在周期中的变化 1.1.在短周期中，从左往右随着核电荷数的增加，在短周期中，从左往右随着核电荷数的增加，原子核对外层电子的吸引作用也相应地增强，原子核对外层电子的吸引作用也相应地增强，使原子半径逐渐缩小。使原子半径逐渐缩小。2.2.在长周期中，自左向右原子半径缩小程度不大。在长周期中，自左向右原子半径缩小程度不大。周期系中
24、各相邻元素原子半径减少的平均幅度为：周期系中各相邻元素原子半径减少的平均幅度为：非过渡金属（非过渡金属（0.1pm0.1pm）过渡元素（）过渡元素（0.05 pm0.05 pm）内过渡元素（内过渡元素（0.01 pm0.01 pm）第32页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系33 （1）原子半径在周期表中的变化原子半径在周期表中的变化 只有当只有当 d5，d10，f7，f14 半充满和全充满时，层中电子的对称性较半充满和全充满时，层中电子的对称性较高，这时高，这时 占主导地位，占主导地位，占主导地位，占主导地位，原子半径原子半径 r 增大增大。核电荷数核电荷数 Z 增大，对电子吸引力增大，使
25、得原子半径增大，对电子吸引力增大，使得原子半径 r 有减小有减小的趋势。的趋势。核外电子数增加，电子之间排斥力增大，使得原子半径核外电子数增加，电子之间排斥力增大，使得原子半径 r 有有增大的趋势。增大的趋势。以以以以 为主。即同周期中从左向右原子半径减小。为主。即同周期中从左向右原子半径减小。为主。即同周期中从左向右原子半径减小。为主。即同周期中从左向右原子半径减小。(a)同周期中同周期中 从左向右，在原子序数增加的过程中，有两个因素在影响原子半从左向右，在原子序数增加的过程中，有两个因素在影响原子半径的变化径的变化这是一对矛盾，这是一对矛盾，以哪方面为主？以哪方面为主？第33页，此课件共5
26、3页哦原子结构与元素周期系34 短周期的主族元素，以第短周期的主族元素，以第 3 周期为例周期为例MgNaAlSiPSClAr r/pm 154 136 118 117 110 104 99 154 长周期的过渡元素长周期的过渡元素，以第以第 4 周期的第一过渡系列为例周期的第一过渡系列为例ScTiVCrMnFeCoNiCuZn Sc Ni，8 个元素，个元素，r 减少了减少了 29 pm。相邻元素之间，平均减。相邻元素之间，平均减少幅度少幅度 4 pm 许。许。Na Cl，7 个元素，个元素，r 减少了减少了 55 pm。相邻元素之间，平均减少。相邻元素之间，平均减少幅度幅度 10 pm 许
27、。许。Ar 为范德华半径，为范德华半径，所以比较大。所以比较大。r/pm 144 132 122 118 117 117 116 115 117 125 第34页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系35 短周期短周期短周期短周期主族元素，电子填加到外层轨道，对核的正电荷中和少，主族元素，电子填加到外层轨道，对核的正电荷中和少，有效核电荷有效核电荷 Z*增加得多。所以增加得多。所以 r 减小的幅度大。减小的幅度大。长周期长周期长周期长周期过渡元素，电子填加到次外层轨道，对核的正电荷中和多，过渡元素，电子填加到次外层轨道，对核的正电荷中和多，Z*增加得少，所以增加得少，所以 r 减小的幅度小。减
28、小的幅度小。短周期主族元素原子半径平均减少幅度短周期主族元素原子半径平均减少幅度 10 pm，长周期的过渡元，长周期的过渡元素平均减少幅度素平均减少幅度 4 pm。造成这种不同的原因是什么？。造成这种不同的原因是什么？Cu，Zn 为为 d10 结构，电子斥力大，结构，电子斥力大，所以所以 r 不但没减小，反而有不但没减小，反而有所增加。所增加。ScTiVCrMnFeCoNiCuZn r/pm 144 132 122 118 117 117 116 115 117 125 试设想超长周期的内过渡元素，会是怎样的情况。试设想超长周期的内过渡元素，会是怎样的情况。第35页，此课件共53页哦原子结构与
29、元素周期系36 (c)同族中同族中 同族中，从上到下，有两种因素影响原子半径的变化趋势同族中，从上到下，有两种因素影响原子半径的变化趋势 核电荷核电荷 Z 增加许多，对电子吸引力增大，增加许多，对电子吸引力增大，使使 r 减小；减小；核外电子增多，增加一个电子层，使核外电子增多，增加一个电子层，使 r 增大。增大。主族元素主族元素 Li 123 pm Na 154 pm K 203 pm Rb 216 pm Cs 235 pmr r 增大增大增大增大 在这一对矛盾中，在这一对矛盾中，起主导作用。同族中，从上到下，原子半径增起主导作用。同族中，从上到下，原子半径增大。大。第36页，此课件共53页
30、哦原子结构与元素周期系37副族元素副族元素 Ti V Cr r/pm 132 122 118 Zr Nb Mo 145 134 130 Hf Ta W 144 134 130 第二过渡系列比第一过第二过渡系列比第一过渡系列原子半径渡系列原子半径 r 增大增大 1213 pm。第三过渡系列和第二过第三过渡系列和第二过渡系列原子半径渡系列原子半径 r 相近或相等。相近或相等。这是镧系收缩的影响结果。这是镧系收缩的影响结果。第37页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系38原子半径在族中变化原子半径在族中变化 在同一主族中，从上到下，随着在同一主族中，从上到下，随着核电荷数增加，元素原子的电子层核电
31、荷数增加，元素原子的电子层数增多，原子半径增大。数增多，原子半径增大。副族元素的元素半径变化不明显，副族元素的元素半径变化不明显，特别是第五、六周期的元素的原子半特别是第五、六周期的元素的原子半径非常相近。这主要是由于镧系收缩径非常相近。这主要是由于镧系收缩所造成的结果。所造成的结果。第38页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系39离子半径离子半径 在离子晶体中，正负离子间的吸引作用和排在离子晶体中，正负离子间的吸引作用和排斥作用达平衡时，使正、负离子间保持着一定的斥作用达平衡时，使正、负离子间保持着一定的平衡距离，这个距离叫核间距，结晶学上常以符平衡距离，这个距离叫核间距，结晶学上常以符号
32、号d d表示。表示。离子半径大致有如下的变化规律：离子半径大致有如下的变化规律：1.1.在周期表各主族元素中，由于自上而下电子层依次在周期表各主族元素中，由于自上而下电子层依次增多，所以具有相同电荷数的同族离子的半径依次增多，所以具有相同电荷数的同族离子的半径依次增大。增大。例如例如 LiLi+NaNa+KK+RbRb+CsCs+F FClClBrBrIMgMg2+2+AlAl3+3+3.3.若同一元素能形成几种不同电荷的正离子时，则高若同一元素能形成几种不同电荷的正离子时，则高价离子的半径小于低价离子的半径。价离子的半径小于低价离子的半径。例如例如 r rFeFe3+3+(60 pm)(60
33、 pm)r rFeFe2+2+(75 pm)(75 pm)4.4.负离子的半径较大，正离子的半径较小。负离子的半径较大，正离子的半径较小。5.5.周期表中处于相邻族的左上方和右上方斜对角线上周期表中处于相邻族的左上方和右上方斜对角线上的正离子半径近似相等。的正离子半径近似相等。例如例如 Li Li(60pm)(60pm)MgMg2 2(65 pm)(65 pm)Sc Sc3 3(81pm)(81pm)ZrZr4 4(80pm)(80pm)Na Na+(95pm)(95pm)CaCa2+2+(99pm)(99pm)第40页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系4132 电离能 定义：从气态的基态
34、原子中移去一个电子所需的定义：从气态的基态原子中移去一个电子所需的最低能量，用焓的改变量来表示最低能量，用焓的改变量来表示 从气态的一价正离子中移去一个电子的焓的改变从气态的一价正离子中移去一个电子的焓的改变量量 元素的第一电离势越小，表示它越容易失去电元素的第一电离势越小，表示它越容易失去电子，即该元素的金属性越强。子，即该元素的金属性越强。第41页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系42第42页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系43影响因素 原子核电荷原子核电荷（同一周期）即电子层数相同，核（同一周期）即电子层数相同，核电荷数越多、半径越小、核对外层电子引力越大、电荷数越多、半径越小
35、、核对外层电子引力越大、越不易失去电子，电离势越大。越不易失去电子，电离势越大。原子半径原子半径（同族元素）原子半径越大、原子核（同族元素）原子半径越大、原子核对外层电子的引力越小，越容易失去电子，电离对外层电子的引力越小，越容易失去电子，电离势越小。势越小。电子层结构电子层结构稳定的稳定的8 8电子结构（同周期末层）电子结构（同周期末层）电离势最大。电离势最大。第43页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系44变化规律 同一主族元素，从上向下，随着原子同一主族元素，从上向下，随着原子半径的增大，元素的第一电离势依次减小。半径的增大，元素的第一电离势依次减小。在同一周期中元素的第一电离势从左在
36、同一周期中元素的第一电离势从左到右总趋势上依次增大，金属性减弱。到右总趋势上依次增大，金属性减弱。第44页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系4533 电子亲合势 1.1.电子亲合能电子亲合能 电子亲合能电子亲合能(Y)(Y)是指气态的基态原子获得一个电子成为是指气态的基态原子获得一个电子成为一价负离子所放出的能量：一价负离子所放出的能量：具有最大电子亲合能为具有最大电子亲合能为ClCl原子原子 ，卤素的电子亲，卤素的电子亲合能最大合能最大 ，和卤素相邻的氧族元素，电子亲合能，和卤素相邻的氧族元素，电子亲合能也较大也较大 。金（。金（AuAu）对具有最高的电子亲合能值）对具有最高的电子亲合能
37、值 第45页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系46在周期、族中的变化规律 电子亲合能随原子半径的减少而增大。因为半径电子亲合能随原子半径的减少而增大。因为半径减小，原子核对电子的引力增大。在周期中是按由减小，原子核对电子的引力增大。在周期中是按由左向右的方向增大，在族中是按由上向下的方向减左向右的方向增大，在族中是按由上向下的方向减少。少。反常现象反常现象是由于第二周期的氧、氟原子半径很小，是由于第二周期的氧、氟原子半径很小，电子云密集程度很大，电子间排斥力很强，以致当电子云密集程度很大，电子间排斥力很强，以致当原子结合一个电子形成负离子时，由于电子间的相原子结合一个电子形成负离子时，由于
38、电子间的相互排斥作用致使放出的能量减少。而第三周期的硫、互排斥作用致使放出的能量减少。而第三周期的硫、氯原子半径较大，并且有空的氯原子半径较大，并且有空的d d 轨可以容纳电子，电轨可以容纳电子，电子间的相互作用显著就减小，因而当原子结合电子子间的相互作用显著就减小，因而当原子结合电子形成负离子时放出的能量形成负离子时放出的能量 最大最大。第46页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系4734 元素的电负性 L LPaulingPauling定义电负性为定义电负性为“在一个分在一个分子中，一个原子将电子吸引到它自身子中，一个原子将电子吸引到它自身的能力的能力”。第47页，此课件共53页哦原子结
39、构与元素周期系48 两种原子所形成的异两种原子所形成的异核键键能和两种同核键键核键键能和两种同核键键能的平均值之间的差别，能的平均值之间的差别，提出元素的电负性定量标提出元素的电负性定量标度数据，称为电负性的度数据，称为电负性的PaulingPauling标度标度P P。第48页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系49 在同一周期中，从左到右电负性递增，元素在同一周期中，从左到右电负性递增，元素的非金属性逐渐增强；在同一主族中，从上到的非金属性逐渐增强；在同一主族中，从上到下电负性递减，元素的非金属性减弱下电负性递减，元素的非金属性减弱 右上方氟的电负性最大，非金属性最强，右上方氟的电负性最
40、大，非金属性最强，左下方铯的电负性最小，金属性最强。左下方铯的电负性最小，金属性最强。第49页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系50 在同一周期中，从左到右电负性递增，元素在同一周期中，从左到右电负性递增，元素的非金属性逐渐增强；在同一主族中，从上到的非金属性逐渐增强；在同一主族中，从上到下电负性递减，元素的非金属性减弱下电负性递减，元素的非金属性减弱 有上方氟的电负性最大，非金属最强，左下有上方氟的电负性最大，非金属最强，左下方铯的电负性最小，金属性最强。方铯的电负性最小，金属性最强。第50页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系51若将若将Xe和和F、O比较，比较，Xe电负性较电负性较
41、低，可以形成氧化物和氟化物，低，可以形成氧化物和氟化物，Xe和和C的电负性相近，在合适的条件下的电负性相近，在合适的条件下可以形成共价键可以形成共价键 第51页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系52原子性质的周期性变化规律 原子性质 从左到右 从上到下原子半径减小 增大，第五、六周期接近（镧系收缩）电离能 增大，全满半满结构稍大减小，过渡元素略增，多处不规律电 子 亲 和 能增大减小，但O,F并非本族中最大值，这是由于半径小，内层电子排斥所致电负性 增大 减小，A例外，副族不明显 第52页，此课件共53页哦原子结构与元素周期系53性质从左到右 从上到下 单质的金属性减弱增强元素的氧化值主族元素及BB元素的最高氧化值族号数氢氧化物的酸碱性酸性增强 碱性增强第53页，此课件共53页哦