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1、第二节 元素周期律本讲稿第一页，共三十七页第二节第二节 元素周期律元素周期律一、原子核外电子的排布一、原子核外电子的排布 二、元素周期律二、元素周期律三、元素周期表和周期律的应用三、元素周期表和周期律的应用本讲稿第二页，共三十七页一、原子核外电子的排布一、原子核外电子的排布 电子层定义：电子层定义：多个电子的原子里，电子分别多个电子的原子里，电子分别在能量不同区域内运动。我们把不在能量不同区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的运动层，同的区域简化为不连续的运动层，也称作电子层。也称作电子层。通常能量高的电子在离核较远的区域运动，能量通常能量高的电子在离核较远的区域运动，能量低的电子在离核较
2、近的区域运动。低的电子在离核较近的区域运动。Mg的原子结构的原子结构本讲稿第三页，共三十七页电子层的表示方法：电子层的表示方法：l 用用n=1、2、3、4、5、6、7表示。表示。l从内到外依次用从内到外依次用K、L、M、N、O、P、Q表示。表示。电子层模型示意图电子层模型示意图本讲稿第四页，共三十七页118号元素原子核外电子分布图号元素原子核外电子分布图本讲稿第五页，共三十七页 通过对通过对118号元素的原子结构示意图的比较，号元素的原子结构示意图的比较，分析：分析：原子的核外电子层数和最外层电子数的变原子的核外电子层数和最外层电子数的变化有何规律化有何规律 本讲稿第六页，共三十七页 从从12
3、号元素，即从氢到氦：有号元素，即从氢到氦：有1个电子层，电子由个电子层，电子由1个增到个增到2个，达到稳定结构。个，达到稳定结构。核外电子层数和最外层核外电子层数和最外层电子数的变化规律电子数的变化规律从从3 10号元素，即从锂到氖：有号元素，即从锂到氖：有2个电子层，最外个电子层，最外层电子由层电子由1个增到个增到8个，达到稳定结构。个，达到稳定结构。从从11 18号元素，即从钠到氩：有号元素，即从钠到氩：有3个电子层，个电子层，最外层电子由最外层电子由1个增到个增到8个，达到稳定结构。个，达到稳定结构。本讲稿第七页，共三十七页核外电子的排布规律核外电子的排布规律1.核外电子总是尽先排布在能
4、量最低的电子层里，核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层里，然后由里往外，布在能量较高的电子层里（能量最然后由里往外，布在能量较高的电子层里（能量最低原理）低原理）2.各电子层最多能容纳的电子数为各电子层最多能容纳的电子数为 2n23.最外层电子数不能超过最外层电子数不能超过 8（当（当K层为最外层时不能层为最外层时不能超过超过 2）。）。4.次外层电子数不能超过次外层电子数不能超过 18，倒数第三层电子数不能，倒数第三层电子数不能超过超过 32本讲稿第八页，共三十七页二、元素周期律二、元素周期律原原子子半半径径的的周周期期性性变变化化本讲稿第九页，共三十七页 随着元素原子序数的递增，元素原子
5、半径随着元素原子序数的递增，元素原子半径呈周期性变化呈周期性变化 稀有气体原子半径突然变大是同稀有气体原稀有气体原子半径突然变大是同稀有气体原子半径测量方法与其它原子半径的测量方法不同子半径测量方法与其它原子半径的测量方法不同。同一周期（从左到右）：大同一周期（从左到右）：大 小（稀有小（稀有气体除外）气体除外）同一族（从上到下）：小同一族（从上到下）：小 大大本讲稿第十页，共三十七页影响原子半径大小的因素影响原子半径大小的因素?1 1、电子层数：、电子层数：、电子层数：、电子层数：电子层数越多，原子半径越大电子层数越多，原子半径越大2、核电荷数：核电荷数：核电荷数：核电荷数：核电荷数增多，使
6、原子半径有减小的趋向核电荷数增多，使原子半径有减小的趋向3、核外电子数：核外电子数：电子数增多，增加了相互排斥，使原子半径电子数增多，增加了相互排斥，使原子半径有增大的倾向。有增大的倾向。最主要因素最主要因素当电子层数相同时，核电荷数的影响较大。当电子层数相同时，核电荷数的影响较大。本讲稿第十一页，共三十七页试比较试比较 O2-F-Na+Mg2+Al3+的半径大小的半径大小练习练习O2-F-Na+Mg2+Al3+核电荷数核电荷数89111213电子总数电子总数1010101010电子层数电子层数22222O2-F-Na+Mg2+Al3+电子排布相同的离子，离子半径随电子排布相同的离子，离子半径
7、随着核电荷数的递增而减小。着核电荷数的递增而减小。本讲稿第十二页，共三十七页原子半径和离子半径与核电荷数、电子原子半径和离子半径与核电荷数、电子层数以及电子数的关系层数以及电子数的关系1、当电子层数及核电荷数均不同时，电子层数越多的，、当电子层数及核电荷数均不同时，电子层数越多的，半径越大半径越大2、当电子层数相同时，核电荷数越大的，半径越小、当电子层数相同时，核电荷数越大的，半径越小3、阴离子半径大于对应的原子半径、阴离子半径大于对应的原子半径4、阳离子半径小于对应的原子半径、阳离子半径小于对应的原子半径5、电子排布相同的离子，离子半径随着核电荷数的递增、电子排布相同的离子，离子半径随着核电
8、荷数的递增而减小。而减小。本讲稿第十三页，共三十七页在目前发现的元素中，除了氢元素以外，半径最小的是何在目前发现的元素中，除了氢元素以外，半径最小的是何种元素？种元素？氟（氟（F）元素）元素除了稀有气体元素以外，半径最大的是除了稀有气体元素以外，半径最大的是何种元素？何种元素？钫（钫（Fr）元素）元素练习练习本讲稿第十四页，共三十七页前十八位元素的主要化合价。前十八位元素的主要化合价。原子原子序数序数123456789元素元素符号符号HHeLiBeBCNOF化合化合价价+10+1+2+3+4-4+5-3-2-1原子原子序数序数101112131415161718元素元素符号符号NeNaMgAI
9、SiPSClAr化合化合价价0+1+2+3+4-4+5-3+6-2+7-10本讲稿第十五页，共三十七页负价的绝对值负价的绝对值=8-最外层电子数（金最外层电子数（金属元素无负化合价）。属元素无负化合价）。元素的化合价与最外层电子数的关系：元素的化合价与最外层电子数的关系：最高正价数值最高正价数值=最外层电子数（最外层电子数（F、O不显正价）不显正价）稀有气体化合价均为稀有气体化合价均为0金属元素无负价（除零价外，在化学反应中金属元素无负价（除零价外，在化学反应中只显正价）；只显正价）；既有正价又有负价的元素一定是非金属元素。既有正价又有负价的元素一定是非金属元素。本讲稿第十六页，共三十七页1
10、1、核外电子排布呈周期性变化、核外电子排布呈周期性变化、核外电子排布呈周期性变化、核外电子排布呈周期性变化(最外层电子数最外层电子数 18;K层电子数层电子数 12)2 2、原子半径呈周期性变化、原子半径呈周期性变化、原子半径呈周期性变化、原子半径呈周期性变化(大大小小;稀有气体元素稀有气体元素突然增大突然增大)3 3、元素化合价呈周期性变化、元素化合价呈周期性变化、元素化合价呈周期性变化、元素化合价呈周期性变化(化合价化合价：+1+7 41；稀有气体元素为零）稀有气体元素为零）随着原子序数的随着原子序数的递增递增递增递增：本讲稿第十七页，共三十七页实验一实验一 将去掉氧化膜的将去掉氧化膜的将
11、去掉氧化膜的将去掉氧化膜的MgMg条放在沸水中。描述现象，条放在沸水中。描述现象，条放在沸水中。描述现象，条放在沸水中。描述现象，写出化学方程式写出化学方程式写出化学方程式写出化学方程式有气泡产生有气泡产生,滴有酚酞的水溶液变为红色。滴有酚酞的水溶液变为红色。Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2本讲稿第十八页，共三十七页 回忆钠与水的反应的现象，比较钠和镁与水回忆钠与水的反应的现象，比较钠和镁与水回忆钠与水的反应的现象，比较钠和镁与水回忆钠与水的反应的现象，比较钠和镁与水反应的难易程度。反应的难易程度。反应的难易程度。反应的难易程度。与水剧烈反应，并有气泡产生。滴有酚酞与水剧烈反应，并有气泡产
12、生。滴有酚酞的水溶液变红色的水溶液变红色2Na+2H2O=2NaOH+H2 本讲稿第十九页，共三十七页实验二实验二分别将去了氧化膜的铝条和镁条放入适量的分别将去了氧化膜的铝条和镁条放入适量的分别将去了氧化膜的铝条和镁条放入适量的分别将去了氧化膜的铝条和镁条放入适量的2mol/L2mol/L的的的的盐酸，观察实验现象，并写出离子方程式。盐酸，观察实验现象，并写出离子方程式。盐酸，观察实验现象，并写出离子方程式。盐酸，观察实验现象，并写出离子方程式。镁条与酸反应较剧烈；铝条与酸反应没有镁条镁条与酸反应较剧烈；铝条与酸反应没有镁条剧烈。剧烈。Mg+2H+=Mg2+H22Al+6H+=2Al3+3H2
13、本讲稿第二十页，共三十七页原子序数原子序数111213元素符号元素符号NaMgAl单质与水单质与水(或酸或酸)反应情况反应情况冷水剧冷水剧烈烈热水较快热水较快盐酸剧烈盐酸剧烈盐酸较快盐酸较快氢氧化物碱性强氢氧化物碱性强弱弱NaOH强碱强碱Mg(OH)2中强碱中强碱Al(OH)3 两性氢氧化物两性氢氧化物比较钠、镁、铝最高氧化物对应水化物（氢氧化比较钠、镁、铝最高氧化物对应水化物（氢氧化物）碱性强弱物）碱性强弱金属性金属性 Na Mg Al本讲稿第二十一页，共三十七页两性氢氧化物两性氢氧化物两性氢氧化物两性氢氧化物 既能跟酸反应，又能跟碱反应的氢氧化物，叫作既能跟酸反应，又能跟碱反应的氢氧化物，
14、叫作两两性氢氧化物性氢氧化物。Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O Al(OH)3+OH =AlO2+2H2O氢氧化铝与氢氧化铝与酸酸的反应的反应氢氧化铝与氢氧化铝与碱碱的反应的反应氢氧化铝为两性氢氧化物氢氧化铝为两性氢氧化物本讲稿第二十二页，共三十七页两性氧化物两性氧化物 既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氧化物，叫做水的氧化物，叫做两性氧化物两性氧化物两性氧化物两性氧化物。Al2O3+6H+=2Al3+3H2O Al2O3+2OH=2AlO2 +H2O三氧化二铝为两性氧化物三氧化二铝为两性氧化物本讲稿第二十三页，共三十七页金属性
15、强弱的判断依据：金属性强弱的判断依据：金属性强弱的判断依据：金属性强弱的判断依据：l 单质与水反应的难易程度单质与水反应的难易程度l 单质与酸反应的剧烈程度单质与酸反应的剧烈程度l 最高价氧化物对应水化物的碱性强弱最高价氧化物对应水化物的碱性强弱本讲稿第二十四页，共三十七页元素符号元素符号SiPSCl单质与单质与H2化化合的条件合的条件高温高温磷蒸气磷蒸气加热加热光照或点光照或点燃发生爆燃发生爆炸而化合炸而化合最高价氧化最高价氧化物对应水化物对应水化物的酸性物的酸性 H4SiO4极弱酸极弱酸H3PO4中强酸中强酸H2SO4强酸强酸HClO4最强酸最强酸非金属性：非金属性：Si P S Cl本讲
16、稿第二十五页，共三十七页l单质与氢气反应形成气态氢化物的难易程度单质与氢气反应形成气态氢化物的难易程度l气态氢化物的稳定性气态氢化物的稳定性l最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱非金属性强弱判断依据：非金属性强弱判断依据：本讲稿第二十六页，共三十七页Na Mg Al Si P S Cl从左到右从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强原子结构解释原子结构解释原子结构解释原子结构解释：从左到右，核电荷数依次增多，原子半径逐渐减从左到右，核电荷数依次增多，原子半径逐渐减小，
17、失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强。小，失电子能力逐渐减弱，得电子能力逐渐增强。本讲稿第二十七页，共三十七页定义：定义：元素的性质随着元素原子序数的递增而呈元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化的规律叫元素周期律。周期性变化的规律叫元素周期律。元素周期律元素周期律实质：实质：元素性质的周期性变化是元素原子的核外电元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布呈周期性变化的必然结果。子排布呈周期性变化的必然结果。本讲稿第二十八页，共三十七页三、元素周期表与元素周期律的应用三、元素周期表与元素周期律的应用 预测预测 锗锗相对原子质量相对原子质量 72 72.6密度密度/5.5 5.32氧
18、化物氧化物 MO2 GeO2氧化物密度氧化物密度/4.7 4.72氯化物氯化物 MCl4 GeCl4氯化物熔点氯化物熔点/100 84 门捷列夫预言了锗的存在和性质，多年后得到证实。门捷列夫预言了锗的存在和性质，多年后得到证实。门捷列夫预言了锗的存在和性质，多年后得到证实。门捷列夫预言了锗的存在和性质，多年后得到证实。本讲稿第二十九页，共三十七页 1、根据元素在周期表中的位置推测其原子结根据元素在周期表中的位置推测其原子结构和性质。构和性质。例：预测原子序数为例：预测原子序数为 116的元素的原子结构和性质的元素的原子结构和性质？周期表中位置周期表中位置:第七周期第七周期 VI A族族核外电子
19、层数核外电子层数:7最外层电子数最外层电子数:6最高正价最高正价:+6最高价氧化物最高价氧化物:MO3最高价氯化物最高价氯化物:MCl6应为放射性元素应为放射性元素本讲稿第三十页，共三十七页2、根据原子结构推测元素在周期表中的位置。、根据原子结构推测元素在周期表中的位置。该元素应在周期表中的第六周期，第该元素应在周期表中的第六周期，第该元素应在周期表中的第六周期，第该元素应在周期表中的第六周期，第AA族族族族例：例：本讲稿第三十一页，共三十七页3 3、在周期表中给金属元素和非金属元素分区、在周期表中给金属元素和非金属元素分区、在周期表中给金属元素和非金属元素分区、在周期表中给金属元素和非金属元
20、素分区A A A A A A A 01234567 BSiAs TeAlGeSbPoAt 金金属属性性逐逐渐渐增增强强非非金金属属性性逐逐渐渐增增强强金属性逐渐增强金属性逐渐增强非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强本讲稿第三十二页，共三十七页学与问学与问学与问学与问 元素周期表中金属性最强的元素是？它在元素元素周期表中金属性最强的元素是？它在元素周期表中的位置？（不考虑放射性元素）周期表中的位置？（不考虑放射性元素）元素周期表中非金属性最强的元素是？它在元素周期元素周期表中非金属性最强的元素是？它在元素周期表中的位置？（不考虑放射性元素）表中的位置？（不考虑放射性元素）答案：答案：Cs、第六周期、
21、第六周期 A族族答案：答案：F、第二周期、第二周期 A族族本讲稿第三十三页，共三十七页制造新农药制造新农药制造新农药制造新农药非金属非金属F、Cl、S、P等等寻找新半导体材料寻找新半导体材料金属与非金属分界线附金属与非金属分界线附近近Si、Ge等等寻找新催化剂寻找新催化剂过渡金属过渡金属寻找耐高温、耐腐蚀材料寻找耐高温、耐腐蚀材料寻找耐高温、耐腐蚀材料寻找耐高温、耐腐蚀材料过渡金属工业过渡金属工业致冷剂的研制致冷剂的研制致冷剂的研制致冷剂的研制4、指导科学研究和生产实践、指导科学研究和生产实践本讲稿第三十四页，共三十七页课堂小结课堂小结元素元素“位、构、性位、构、性”之间的关系之间的关系位置：
22、位置：周期序数周期序数族序数族序数原子结构：原子结构：原子半径原子半径电子层数电子层数最外层电子数最外层电子数性质：性质：主要化合价主要化合价得失电子能力得失电子能力反映反映反映反映决定决定推测推测推测推测反映反映本讲稿第三十五页，共三十七页 元素周期律的定义：元素周期律的定义：元素的性质随着元素原子元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化的规律叫元素周期律序数的递增而呈周期性变化的规律叫元素周期律元素周期律的内容：元素周期律的内容：随着原子序数的递增：随着原子序数的递增：核外电子排布的周期性变化核外电子排布的周期性变化核外电子排布的周期性变化核外电子排布的周期性变化 原子半径的周期性变
23、化原子半径的周期性变化原子半径的周期性变化原子半径的周期性变化元素化合价的周期性变化元素化合价的周期性变化元素化合价的周期性变化元素化合价的周期性变化本讲稿第三十六页，共三十七页 元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布呈周期性变化的必然结果。呈周期性变化的必然结果。元素周期律的实质：元素周期律的实质：元素化合价与元素在周期表中的位置的关系元素化合价与元素在周期表中的位置的关系:元素的最高正价元素的最高正价=最外层电子数最外层电子数=族序数族序数最低负价与最高正价的关系为：最低负价与最高正价的关系为：最高正价最高正价+|最低负价最低负价|=8本讲稿第三十七页，共三十七页