化学选修化学选修3物质结构与性质物质结构与性质上课课件上课课件1第二单元第二单元元素性质的递变规律元素性质的递变规律2完成下表完成下表:主族元素原子核外电子排布和元素性质的周期性变化主族元素原子核外电子排布和元素性质的周期性变化主族主族AAAAAAA原子核外电原子核外电子排布子排布ns1最高正化合最高正化合价价+1最低负化最低负化化合价的变化合价的变化规律化规律金属性和非金属性和非金属性金属性原子半径的原子半径的变化规律变化规律ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np5+2+3+4+5+6+7没有负化合价没有负化合价-4-3-2-1正价从正价从+1+7,负价从负价从-4-1(从左到右从左到右)金属性逐渐减弱金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强非金属性逐渐增强(从左到右从左到右)从大到小从大到小(从左到右从左到右)3比较元素金属性相对强弱的方法1、单质和酸或水反应放出氢气的快慢：反应剧烈，放出氢气快，则金属性较强2、最高价氧化物的水化物（即氢氧化物）碱性的相对强弱：碱性强者，其金属性就较强。3、单质之间的相互置换：比较强的可以置换出比较弱的。复复习习4比较元素非金属性相对强弱的方法1、单质和氢气反应生成气态氢化物的难易程度及生成的气态氢化物的稳定性：比较容易生成气态氢化物，生成的气态氢化物比较稳定，则其元素非金属性比较强。2、最高价氧化物对应水化物（即酸）的酸性相对强弱：酸性比较强的，其非金属性就比较强。5比较元素非金属性相对强弱的方法3、单质之间的相互置换：比较强的可以置换出比较弱的。结论：结论：随着原子序数的递增，元素性随着原子序数的递增，元素性质呈现：金属性由强到弱，非金属质呈现：金属性由强到弱，非金属性由弱到强的周期性变化。性由弱到强的周期性变化。6练习练习:1:1、写出锂、钠、钾元素原子的电子排布式写出锂、钠、钾元素原子的电子排布式碱金属碱金属原子序数原子序数周期周期电子排布式电子排布式锂锂3二二ls22s1或或He2s1钠钠11三三1s22s22p63s1或或Ne3s1钾钾19四四1s22s22p63s23p64s1或或Ar4s1答案：答案：7 2 2、判判断断下下列列各各元元素素原原子子的的电电子子排排布布式式是是正正确确还还是是 错错 误误 ， 如如 果果 错错 误误 在在 空空 格格 中中 改改 正正 。 （1 1）LiLi：1s1s2 2 _； （2 2）BeBe：1s1s2 22s2s1 12p2p1 1 _； （3 3）O O： 1s 1s2 22s2s2 2 2p 2p4 4 _ _；（4 4）K K：1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d1 1 _； （5 5）CuCu：1s1s2 22s2s2 2 2p 2p6 63s3s2 2 3p 3p6 63d3d9 94s4s1 1 。 8一、原子核外电子排布的周期性一、原子核外电子排布的周期性16周期元素的外围电子排布周期元素的外围电子排布P18表2-5周期周期元素元素数目数目外围电子排布外围电子排布最多可容最多可容纳的外围纳的外围电子数电子数A族族0族族121s11s222345688181832888882s13s14s15s16s12s22p63s23p64s24p65s25p66s26p69结论：随着原子序数的增加，元素原子随着原子序数的增加，元素原子的外围电子呈现周期性的变化：的外围电子呈现周期性的变化：每隔一定数目的元素，元素原子每隔一定数目的元素，元素原子的外围电子排布重复出现从的外围电子排布重复出现从ns1到到ns2np6的周期性变化。（见课的周期性变化。（见课本本P18）10按按电电子子排排布布，可可把把周周期期表表里里的的元元素素划划分分成成5 5个个区区，如如课课本本P18P18图图211211所所示示。除除dsds区区外外， 区区的的名称按最后填入电子的能级的符号来命名。名称按最后填入电子的能级的符号来命名。思考：思考：s s区、区、d d区和区和p p区分别有几个纵列区分别有几个纵列? ?为什么为什么s s区、区、d d区和区和dsds区的元素都是金属区的元素都是金属? ?s区元素区元素：A和和A族；族；p区元区元；AA族元素。族元素。0族稀有气体也属于族稀有气体也属于p区。区。d区元素区元素：B族元素；族元素；ds区元素区元素：包括：包括B和和B族。族。f区元素区元素：包括镧系和锕系元素。：包括镧系和锕系元素。都是金属都是金属1112练习练习3 3、已知某原子的电子排布式是：、已知某原子的电子排布式是： 1s1s2 22s2s2 22p2p6 63s3s2 23p3p6 63d3d10104s4s2 24p4p1 1。 （ 1 1） 这这 元元 素素 的的 原原 子子 序序 数数 是是 多多 少少 ？ （2 2）这元素属第几周期？）这元素属第几周期？ 第几族？第几族？是是 主主 族族 元元 素素 还还 是是 过过 渡渡 元元 素素 ？ （3 3）哪些电子是这个原子的价电子。）哪些电子是这个原子的价电子。答案：答案：(1) 31(2) 4(1) 31(2) 4；IIIAIIIA；主族元素；主族元素.(3) 4s.(3) 4s2 24p4p1 113二、元素第一电离能的周期性变化二、元素第一电离能的周期性变化 电电离离能能：气气态态电电中中性性原原子子失失去去一一个个电电子子转转化化为为+1+1价价气气态态阳阳离离子子所所需需要要的的最最低低能能量量，叫叫做做该该元元素素的第一电离能。符号：的第一电离能。符号：I I1 1 M M（g g）- - e e- - M M+ +（g g）元元素素的的第第一一电电离离能能可可以以衡衡量量元元素素的原子失去一个电子的难易。的原子失去一个电子的难易。141 1、同主族元素、同周期元素的第一电离能随、同主族元素、同周期元素的第一电离能随核电荷数递增有什么规律呢核电荷数递增有什么规律呢? ? 2 2、如何解释某些元素的第一电离能的反常变、如何解释某些元素的第一电离能的反常变化？化？3 3、为什么原子的逐级电离能越来越大、为什么原子的逐级电离能越来越大? ?151617三、元素电负性的周期性变化181、电电负负性性：用用来来描描述述不不同同元元素素的的原原子子在在化化合合物物中中吸吸引引电电子子的的能能力力。电电负负性性越越大大的的原原子子，吸吸引引电电子子的的能能力力越越大大。2、电负性的应用：、电负性的应用：（1）、一般地，电负性）、一般地，电负性1.8为金属元素；电负性为金属元素；电负性1.8为金属元素。为金属元素。（2）电负性之差）电负性之差1.7的两种元素原子之间形成的的两种元素原子之间形成的化学键为共价健；电负性之差化学键为共价健；电负性之差1.7的两种元素原子的两种元素原子之间形成的化学键为离子健。之间形成的化学键为离子健。3、元素电负性的周期性变化：、元素电负性的周期性变化：同一周期同一周期,从左从左到右到右,主族元素电负性逐渐增大主族元素电负性逐渐增大;同一主族从上到同一主族从上到下下,主族元素电负性逐渐减小主族元素电负性逐渐减小.19元素电负性20元素周期律元素周期律元素周期表的应用元素周期表的应用1.推断元素位置、结构和性质推断元素位置、结构和性质元元素素名名称称元素特征元素特征周期数、周期数、族数族数原子序数原子序数原子量原子量物理或化学特性物理或化学特性原子结构特征含量等其它原子结构特征含量等其它特征特征元素的性质元素的性质原子或离子结构原子或离子结构最高或最低化合价最高或最低化合价根据分子式的计算根据分子式的计算根据化学方程式的计算根据化学方程式的计算课本阅读与理解课本阅读与理解21比较同族元素的比较同族元素的金属性金属性BaCaMg非金属性非金属性FClBr最高价氧化物的水化物的酸碱性最高价氧化物的水化物的酸碱性KOHNaOHLiOH氢化物的稳定性氢化物的稳定性CH4SiH4比较同周期元素及其化合物的性质比较同周期元素及其化合物的性质碱性碱性:NaOHMg(OH)2Al(OH)3稳定性稳定性:HFH2ONH3比较不同周期元素的性质（先找出与其同比较不同周期元素的性质（先找出与其同周期元素参照）周期元素参照）推断一些未知元素及其化合物的性质推断一些未知元素及其化合物的性质2.比较或推断某些性质比较或推断某些性质22找找元元素素之之最最最活泼金属最活泼金属Cs、最活泼非金属、最活泼非金属F2最稳定的气态氢化物最稳定的气态氢化物HF，含，含H%最大最大的是的是CH4最强酸最强酸HClO4、最强碱、最强碱CsOH地壳中含量最多的金属和非金属地壳中含量最多的金属和非金属AlO找半导体：在分界线附近找半导体：在分界线附近SiGeGa制农药：制农药：在磷附近在磷附近PAsSClF找催化剂、耐高温、耐腐蚀材料：找催化剂、耐高温、耐腐蚀材料：过渡元素过渡元素FeNiPtPdRh3.寻找特定性质的物质23在在元元素素周周期期表表中中，某某些些主主族族元元素素与与右右下下方方的的主主族族元元素素(如如图图l27)的的有有些些性性质质是是相相似似的的(如如硼硼和和硅硅的的含含氧氧酸酸盐盐都都能能形形成成玻玻璃璃且且互互熔熔)，被被称称为为“对对角角线线规规则则”。查查阅阅资资料料，比比较较锂锂和和镁镁在在空空气气中中燃燃烧烧的的产产物物，铍铍和和铝铝的的氢氢氧氧化化物物的的酸酸碱碱性性以以及及硼硼和和硅硅的的含含氧氧酸酸酸酸性性的的强强弱弱，说说明明对对角角线线规规则则，并并用用这些元素的电负性解释对角线规则。这些元素的电负性解释对角线规则。查阅资料：查阅资料：1 1、锂和镁的相似性、锂和镁的相似性 （1 1）锂、镁在氧气中燃烧，均生成氧化物（）锂、镁在氧气中燃烧，均生成氧化物（LiLi2 2O O和和MgOMgO），不生成过氧化物。），不生成过氧化物。 （2 2）锂、镁在加热时直接和氮反应生成氮化物（）锂、镁在加热时直接和氮反应生成氮化物（LiLi3 3N N和和MgMg3 3N N2 2），而其他碱金），而其他碱金属不能和氮作用。属不能和氮作用。 （3 3）. .锂、镁和氟化物（锂、镁和氟化物（LiFLiF、MgFMgF2 2）、碳酸盐（）、碳酸盐（LiLi2 2COCO3 3、MgCOMgCO3 3）、磷酸盐）、磷酸盐（LiLi3 3POPO4 4、MgMg3 3（POPO4 4）2 2）均难（或微）溶于水，其他相应化合物为易溶盐。）均难（或微）溶于水，其他相应化合物为易溶盐。 （4 4）水合锂、镁氯化物晶体受热发生水解。）水合锂、镁氯化物晶体受热发生水解。 （5 5）锂和镁、硝酸盐分解产物相似。）锂和镁、硝酸盐分解产物相似。 （6 6）IAIA中只有锂能直接和碳生成中只有锂能直接和碳生成LiLi2 2C C2 2镁和碳生成镁和碳生成MgMg2 2C C3 3(C=C=C)(C=C=C)4-4-) ) （7 7）锂、镁的氯化物均溶于有机溶剂中表现出共价特性。）锂、镁的氯化物均溶于有机溶剂中表现出共价特性。 “对角线规则对角线规则”24科学史话：科学史话： 第一张元素周期表第一张元素周期表 课外阅读课外阅读1829年年德德国国化化学学家家德德贝贝菜菜纳纳发发现现当当时时已已知知的的44种种元元素素中中有有15种种元元素素可可分分成成5组组，每每组组的的三三个个元元素素性性质质相相似似，而而且且中中间间元元素素的的相相对对原原子子质质量量约约为为较较轻轻和和较较重重的的两两个个元元素素相相对对原原子子质质量量之之和和的的一一半半。例例如如，钙钙、锶锶、钡钡性性质质相相似似，锶锶的的相相对对原原子子质质量量大大约约是是钙钙和和钡钡的的相相对对原原子子质质量量之之和和的的一一半半。氯氯、溴溴、碘碘，锂锂、钠钠、钾钾等等组组元元素素的的情情况况类类似似，由由此此提提出出了了“三三素素组组”的的概概念念，为为发发现现元元素素性性质质的的规规律律性性打打下下了了基基础础。1859年年，24罗罗的的俄俄国国彼彼得得堡堡大大学学年年轻轻讲讲师师门门捷捷列列夫夫来来到到德德国国海海德德堡堡大大学学本本生生的的实实验验室室进进修修。当当年年，本本生生和和基基尔尔霍霍夫夫发发明明了了光光谱谱仪仪，用用光光谱谱发发现现了了一一些些新新元元素素，掀掀起起一一股股发发现现新新元元素素热热。次次年年，门门捷捷列列夫夫出出席席了了在在化化学学史史土土具具有有里里程程碑碑意意义义的的德德国国卡卡尔尔斯斯鲁鲁厄厄化化学学大大会会。门门捷捷列列夫夫回回忆忆道道：“我我的的周周期期律律的的决决定定性性时时刻刻在在1860年年，我我在在会会土土我我聆聆听听了了意意大大利利化化学学家家康康尼尼查查罗罗的的演演讲讲正正是是当当时时，元元素素的的性性质质随随原原子子量量(相相对对原原子子质质量量)递递增增而而呈呈现现周周期期性性变变化化的的基基本本思思想想冲冲击击了了我我。”此此后后，门门捷捷列列夫夫为为使使他他的的思思想想信信念念转转化化为为科科学学理理论论，作作出出了了10年年艰艰苦苦卓卓绝绝的的努努力力，系系统统地地研研究究了了元元素素的的性性质质，按按照照相相对对原原子子质质量量的的大大小小，将将元元素素排排成成序序，终终于于发发现现了了元元素素周周期期律律。25元素周期表手稿元素周期表手稿26