第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性第五章第五章 原子结构和元素周期性原子结构和元素周期性 5.4原子性质的周期性原子性质的周期性第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性原子的电子层结构随核电荷的递原子的电子层结构随核电荷的递增呈周期性变化，促使原子的某些增呈周期性变化，促使原子的某些性质呈周期性变化性质呈周期性变化如如 原子半径、电离能、原子半径、电离能、 电子亲合能、电子亲合能、 电负性电负性第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性共价半径共价半径两个相同原子形成共价键两个相同原子形成共价键 时，其核间距离的一半时，其核间距离的一半定义定义5.4.1 原子半径原子半径d=198pmr(Cl)=99pmd=154pmr(C)=77pm第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性金属半径金属半径金属单质晶体中，两个相邻金属单质晶体中，两个相邻金属原子核间距离的一半金属原子核间距离的一半定义定义d=256pmr(Cu)=128pm5.4.1 原子半径原子半径第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性范德华半径范德华半径分子晶体中，两个相邻分子晶体中，两个相邻分子核间距离的一半分子核间距离的一半定义定义d=320pmr(Ne)=160pm5.4.1 原子半径原子半径第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性IAIA0一一 H37IIAAIVIVAA VIAVIA AHe122二二 Li152Be111B88C77N70O66F64Ne160三三Na168Mg160BIVIVB VB VIB BIB IIBAl143Si117P110S104Cl99Ar191四四 K227Ca197Sc161Ti145V132Cr125Mn124Fe124Co125Ni125Cu128Zn133Ga122Ge122As121Se117Br114Kr198五五Rb248Sr215Y181Zr160Nb143Mo136Tc136Ru133Rh135Pd138Ag144Cd149In163Sn141Sb141Te137I133Xe217六六 Cs265Ba217La173Hf159Ta143W137Re137Os134Ir136Pt136Au144Hg160Tl170Pb175Bi155Po153At Rn变化规律变化规律非金属为共价半径、金属为金属半径、非金属为共价半径、金属为金属半径、稀有气体为范德华半径稀有气体为范德华半径第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性260210160110 60原子半径原子半径/pm族号族号同一周期的主族元素同一周期的主族元素, 自左到右自左到右, 随随核电荷的增加核电荷的增加, 原子半径逐渐减小原子半径逐渐减小第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性260210160110 60原子半径原子半径/pm族号族号同一周期的同一周期的d区元素区元素, 自左到右自左到右, 随随核电荷的增加核电荷的增加, 原子半径略有减小。原子半径略有减小。IB族开始，反而有所增加族开始，反而有所增加AABBBBB BBAAAAA0第二周期第二周期第三周期第三周期第四周期第四周期第五周期第五周期第六周期第六周期第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性镧系元素镧系元素, 自左到右自左到右, 随核电荷的增加随核电荷的增加, 原子半径原子半径总的趋势缓慢减小总的趋势缓慢减小，即镧系收缩，即镧系收缩210200190180170原子半径原子半径/pm原子序数原子序数第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性260210160110 60原子半径原子半径/pm族号族号由于镧系收缩，至使后面五、六周由于镧系收缩，至使后面五、六周期同族元素期同族元素(如如Zr与与Hf、Nb与与Ta、 Mo与与W)性质极为相似性质极为相似第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性260210160110 60原子半径原子半径/pm族号族号同一主族元素，自上往下，原子半同一主族元素，自上往下，原子半径逐渐增大径逐渐增大第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性260210160110 60原子半径原子半径/pm族号族号同一副族元素同一副族元素(除除BB外外),自上往下自上往下,原子半径一般略有增大。五原子半径一般略有增大。五、六周六周期同族元素原子半径十分相似期同族元素原子半径十分相似第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性第一电离能第一电离能(I1)基态的中性气态原子基态的中性气态原子失去一个电子形成气态阳离子所需的能量失去一个电子形成气态阳离子所需的能量Mg(g) - e- Mg+(g) I1=H1=738kJmol-1第二电离能第二电离能(I2)氧化数为氧化数为+1的气态阳的气态阳离子失去一个电子形成氧化数为离子失去一个电子形成氧化数为 +2的气态的气态阳离子所需的能量阳离子所需的能量Mg+(g) - e- Mg2+(g) I2=H2=1451kJmol-1 其余依次类推其余依次类推.基态气态原子失去电子变为气态阳离子，基态气态原子失去电子变为气态阳离子，克服核电荷对电子的引力所消耗的能量克服核电荷对电子的引力所消耗的能量电离能电离能(I)5.4.2 电离能和电子亲和能电离能和电子亲和能第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性气态原子失去电子变为气态阳离子，克服气态原子失去电子变为气态阳离子，克服核电荷对电子的引力所消耗的能量核电荷对电子的引力所消耗的能量电离能电离能(I)Mg(g) - e- Mg+(g)InIn/(kJmol-1)I1738I21451I37733I410540I513629I617994I1 I2 I3 I4.Mg+(g) - e- Mg2+(g).电离能用来衡量电离能用来衡量气态气态原子原子失去失去电子的难易电子的难易电离能越电离能越小小，原子越，原子越易易失去电子失去电子电离能越电离能越大大，原子越，原子越难难失去电子失去电子第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性电离能电离能(I)2160186015601260 960 660 360I1/(kJmol-1)原子序数原子序数HeNeLiXeNaArKrKRbCsHNPSbAs同一周期主族元素，从左同一周期主族元素，从左到右，电离能逐渐增大到右，电离能逐渐增大第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性电离能电离能(I)2160186015601260 960 660 360I1/(kJmol-1)原子序数原子序数HeNeLiXeNaArKrKRbCsHNPSbAs同一周期副族元素，从左到同一周期副族元素，从左到右，电离能变化不规律右，电离能变化不规律第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性电离能电离能(I)2160186015601260 960 660 360I1/(kJmol-1)原子序数原子序数HeNeLiXeNaArKrKRbCsHNPSbAs同一主族元素，从上往下，同一主族元素，从上往下，电离能逐渐减小电离能逐渐减小第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性电离能电离能(I)2160186015601260 960 660 360I1/(kJmol-1)原子序数原子序数HeNeLiXeNaArKrKRbCsHNPSbAs同一副族元素，从上往下，同一副族元素，从上往下，电离能略有增大电离能略有增大第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性第一电子亲合能第一电子亲合能(EA1)基态气态原子得基态气态原子得到一个电子形成气态阴离子所放出的能量到一个电子形成气态阴离子所放出的能量O(g) + e- O- -(g) EA1= -141 kJmol-1第二电子亲合能第二电子亲合能(EA2)氧化数为氧化数为-1的气的气态阴离子得到一个电子形成氧化数为态阴离子得到一个电子形成氧化数为-2的的气态阴离子所放出的能量气态阴离子所放出的能量O-(g) + e- O2-(g) EA2=+780 kJmol-1其余依次类推其余依次类推.基态气态原子得到电子变为气态阴离子，基态气态原子得到电子变为气态阴离子，所放出的能量所放出的能量电子亲合能电子亲合能(EA)电子亲合能用来衡量电子亲合能用来衡量气态气态原子得电子的难易原子得电子的难易电子亲合能代数值越电子亲合能代数值越小小, 原子越原子越易易得到电子得到电子第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性分子中元素原子吸引电子的能力分子中元素原子吸引电子的能力以最活泼非金属元素原子以最活泼非金属元素原子p(F)=4.0为基为基础，计算其它元素原子的电负性值础，计算其它元素原子的电负性值电负性越电负性越大大, 元素原子吸引电子能力越元素原子吸引电子能力越强强,即元素原子越即元素原子越易易得到电子得到电子,越越难难失去电子失去电子电负性越电负性越小小, 元素原子吸引电子能力越元素原子吸引电子能力越弱弱,即元素原子越即元素原子越难难得到电子得到电子,越越易易失去电子失去电子5.4.3 电负性电负性第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性AA一一 H2.1AAA A A A二二 Li1.0Be1.5B2.0C2.5N3.0O3.5F4.0三三 Na0.9Mg1.2BBB B BB BAl1.5Si1.8P2.1S2.5Cl3.0四四 K0.8Ca1.0Sc1.3Ti1.5V1.6Cr1.6Mn1.5Fe1.8Co1.9Ni1.9Cu1.9Zn1.6Ga1.6Ge1.8As2.0Se2.4Br2.8五五 Rb0.8Sr1.0Y1.2Zr1.4Nb1.6Mo1.8Tc1.9Ru2.2Rh2.2Pd2.2Ag1.9Cd1.7In1.7Sn1.8Sb1.9Te2.1I2.5六六 Cs0.7Ba0.9Lu1.2Hf1.3Ta1.5W1.7Re1.9Os2.2Ir2.2Pt2.2Au2.4Hg1.9Tl1.8Pb1.9Bi1.9Po2.0At2.2电负性电负性说明：说明：1. 鲍林电负性是一个相对值鲍林电负性是一个相对值, 无单位无单位 2. 现已有多套电负性数据现已有多套电负性数据, 应尽可能采用应尽可能采用 同一套数据同一套数据第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性4.03.53.02.52.01.51.00.5p原子序数原子序数HLiFNaBrClKIRbAtCs 同一周期，从左到右同一周期，从左到右, 电负性逐渐增大电负性逐渐增大第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性4.03.53.02.52.01.51.00.5p原子序数原子序数HLiFNaBrClKIRbAtCs 同一主族，从上到下同一主族，从上到下, 电负性逐渐减小电负性逐渐减小第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性4.03.53.02.52.01.51.00.5p原子序数原子序数HLiFNaBrClKIRbAtCs 同一副族，从上到下同一副族，从上到下, BB BB电负性逐渐减小，电负性逐渐减小，BBBB电负性逐渐增大电负性逐渐增大第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性主族元素氧化数主族元素氧化数:最高氧化数价电子数族号最高氧化数价电子数族号族族 价层电价层电子构型子构型价电子价电子总数总数主要氧化数主要氧化数最高氧最高氧化数化数AAns11+1+1AAns22+2+2AA ns2 np13+3+3AA ns2 np24+4、+2+4AA ns2 np35+5 、+3+5AA ns2 np46+6 、+4 、-2+6AA ns2 np57+7、+5、+3、+1、-1+75.4.4 元素的氧化数元素的氧化数第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性副族元素氧化数副族元素氧化数族族BBBBBBBBBB第四周期第四周期ScTiV VCrMn价层电子构型价层电子构型 3d14s23d24s23d34s23d44s23d54s2价电子数价电子数34567最高氧化数最高氧化数+3+4+5+6+7BB族：最高氧化数价电子数族：最高氧化数价电子数族族数数族、族、BB族：氧化数变化族：氧化数变化不规律不规律B族：最高氧化数价电子数族：最高氧化数价电子数族数族数=+25.4.4 元素的氧化数元素的氧化数第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性金属性金属性在化学反应中失去电子在化学反应中失去电子,变为低变为低 正氧化数阳离子的特性正氧化数阳离子的特性非金属性非金属性在化学反应中得到电子，变在化学反应中得到电子，变 为阴离子的特性为阴离子的特性判断判断金属性：电负性、电离能金属性：电负性、电离能元素的电负性越小或电离能越小元素的电负性越小或电离能越小金属性越强金属性越强非金属性：电负性、电子亲合能非金属性：电负性、电子亲合能元素的电负性越大或电子亲合能越小元素的电负性越大或电子亲合能越小非金属性越强非金属性越强5.4.5 元素的金属性和非金属性元素的金属性和非金属性第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性变化规律变化规律同一周期同一周期,从左到右从左到右,元素原子的电负性增大元素原子的电负性增大,元素的金属性逐渐减弱元素的金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。非金属性逐渐增强。同一主族同一主族,自上而下自上而下,元素原子的电负性减小元素原子的电负性减小,元素的金属性逐渐增强元素的金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。非金属性逐渐减弱。BB, 同一副族同一副族, 自上而下自上而下, 元素原子的元素原子的 电负性减小电负性减小, 金属性增强金属性增强;BB, 同一副族同一副族, 自上而下自上而下, 元素原子的元素原子的 电负性增大电负性增大, 金属性减弱。金属性减弱。第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性小结小结原子性质原子性质rI金属性金属性非金属性非金属性主主族族元元素素同周期同周期从左向右从左向右减减小小增增大大增增大大减减弱弱增增强强同族同族自上而下自上而下显著显著增大增大减减小小减减小小增增强强减减弱弱原子性质原子性质rI金属性金属性副副族族元元素素同周期同周期从左向右从左向右略有略有减小减小不不规律规律增增大大减减弱弱同族同族自上而下自上而下略有略有增大增大不不规律规律BBBB减小减小增强增强BBBB增大增大减弱减弱第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性 第第5 5章章 原子结构与元素周期性原子结构与元素周期性