基础第1讲原子结构和元素周期律.

原子结构与元素周期律主讲人：陆惊帆课程提纲一、知识网络二、重点知识梳理三、范例精讲四、巩固练习一、知识网络原子结构元素、同位素相对原子质量核外电子核外电子运动状态核外电子排布规律核外电子排布的表示方法元素周期律元素性质递变的周期性化合价、原子半径和金属性、非金属性元素周期表元素周期表的构造元素周期表的应用化合物性质递变的周期性气态氢化物的稳定性和最高价氧化水化物的酸碱性一、知识网络※元素的原子随核电荷数递增，原子核外最外层电子数依次呈现1个到8个（第一层为2个）的周期性排布，使元素的性质随原子序数的递增呈现从较强金属性到较强非金属性，稀有元素的周期性变化。※元素周期律包括原子结构和元素性质的周期性变化。元素周期表是元素周期律的表现形式。※结构决定性质：物质性质是结构的外显，物质结构是性质的内化。二、重点知识梳理1、同位素同位素：具有相同质子数、不同中子数的同一元素的不同原子互称为同位素。元素：具有相同质子数的同一类原子总称。如：1H、2H、3H。质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)质量数：123中子数：012二、重点知识梳理1、同位素要点：①同一元素的不同同位素原子，因核外电子数相同，化学性质几乎相同。②天然存在的某种元素，不论游离态还是化合态，各同位素原子的占全部原子的百分数几乎不变（又叫丰度）。③同种元素的不同同位素构成的物质，它们的物理性质不同，化学性质几乎相同。如H2O和D2O(重水)，H2和D2(重氢气)化学性质几乎相同。二、重点知识梳理2、相对原子质量同位素相对原子质量(M)=同位素原子质量(g)12C原子质量的(g)112=同位素原子质量(g)×NA元素相对原子质量(Ar)=M1a1%+M2a2%+……=A1a1%+A2a2%+……(近似)二、重点知识梳理3、核外电子运动状态核外电子运动的特征：质量小、运动快、空间小，无法用牛顿力学加以描述。电子云：用小黑点的疏密表示电子在核外某空间出现可能性大小的形象化图形。核外电子运动状态：电子层、电子亚层、原子轨道伸展方向和电子自旋。电子运动能量：由电子层、电子亚层决定。原子轨道：由电子层、电子亚层、原子轨道伸展方向决定。原子轨道能量：1s2s2p3s3p4s3d二、重点知识梳理3、核外电子运动状态如：N原子1s22s22p3，原子轨道能量1s2s2p轨道数，电子进入1s,2s,2p共5个轨道核外电子排布规律：能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则。各电子层的轨道数为n2。各电子层的最多电子容纳数为2n2。最外层电子数不超过8（第一层不超过2）。次外层电子数不超过18（第二层不超过8）。要求：掌握1～20号元素的电子排布二、重点知识梳理4、核外电子排布表示式：(以Na、Cl为例）电子式：Na·Cl:::原子结构简图：Na原子Cl原子+17287+11281电子排布式：1s22s22p63s11s22s22p63s23p5轨道表示式：1s2s2p3s1s2s2p3s3p·二、重点知识梳理5、元素周期律元素周期律：元素的性质随原子序数的递增而呈现周期性变化的规律。元素的性质同周期（从左到右）同主族（从上到下）原子半径减小(稀有气体除外)增大最高正价最低负价最高正价=主族数最低负价=(8－主族数)金属性非金属性金属性渐弱非金属性渐强金属性渐强非金属性渐弱最高氧化物水化物酸碱性碱性渐弱酸性渐强碱性渐强酸性渐弱气态氢化物稳定性渐强渐弱+1+7－4－1二、重点知识梳理5、元素周期律元素周期律：元素的性质随原子序数的递增而呈现周期性变化的规律。例如：非金属性ClBrI(原子半径ClBrI)则：酸性：HClO4HBrO4HIO4稳定性：HClHBrHIH－X共用电子对偏向：H－ClH－BrH－I氧化性：Cl2Br2I2(X2中X原子性质与X2性质统一)还原性：Cl－Br－I－二、重点知识梳理6、元素周期表7个横行，7个周期：3个短周期，3个长周期，1个不完全周期。18个纵行，16个族：7个主族，7个副族，1个零族，1个Ⅷ族。每一个周期的元素数目：2、8、8、18、18……稀有气体的原子序数：He2、Ne10、Ar18、Kr36……金属、非金属的分界线(在ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族中划分。)三、范例精讲[例题1]下列说法一定错误的是：()①质子数相同的微粒一定属于同一种元素②质子数、电子数均相同的两种微粒，不可能一种是分子，另一种是离子③一种元素只有一种质量数④同位素的性质相同⑤某种元素的相对原子质量取整数，就是质量数A、②③⑤B、①③④⑤C、①②④⑤D、③④⑤三、范例精讲[例题1]下列说法一定错误的是：()①质子数相同的微粒一定属于同一种元素②质子数、电子数均相同的两种微粒，不可能一种是分子，另一种是离子③一种元素只有一种质量数分析：①微粒的种类很多，有原子、分子、离子等。如HF、H2O、NH3分子中的质子数都是10，故错误。②离子是带电的原子或原子团，分子是不带电的，故质子数、电子数均相同的两种微粒，不可能一种是分子，另一种是离子，故正确。③大多数元素都存在同位素，一种元素有多种质量不同的原子，故错误。三、范例精讲[例题1]下列说法一定错误的是：()④同位素的性质相同⑤某种元素的相对原子质量取整数，就是质量数A、②③⑤B、①③④⑤C、①②④⑤D、③④⑤分析：①③错误，②正确。④同位素原子的化学性质相同，但物理性质是有差异的，故错误。⑤元素的相对原子质量是多种同位素的相对原子质量的加权平均值，而质量数指某一种同位素的质子数和中子数之和，数值上没有必然的联系，故错误。答案：B三、范例精讲[例题2]已知某元素为AR，其Rn－的原子核中有中子数为A－x+n。则mgRn－的离子中的电子的物质的量为：()m(Ax)AmolA、m(An)BmolA、AxnCmolAm、mxDmolA、因为质量数=质子数+中子数分析：即：A=质子数+(A－x+n)所以质子数=x－n三、范例精讲[例题2]已知某元素为AR，其Rn－的原子核中有中子数为A－x+n。则mgRn－的离子中的电子的物质的量为：()m(Ax)AmolA、m(An)BmolA、AxnCmolAm、mxDmolA、分析：Rn－为阴离子故Rn－核外电子数=质子数+n=x－n+n=xm(Rn－)=mgn(Rn－)=mmolA所以电子的物质的量为mxmolA答案：D三、范例精讲[例题3]X、Y、Z和R分别代表四种元素，若aXm+、bYn+、cZn－、dRm－四种离子的电子层数相同，则下列关系正确的是：()A、a－c=m－nB、a－b=n－mC、b－d=m+nD、c－d=m+n分析：注意a、b、c、d分别是元素的原子序数，即质子数阳离子的电子数=质子数－离子电荷数阴离子的电子数=质子数+离子电荷数由此可得a－m=b－n=c+n=d+m三、范例精讲[例题3]X、Y、Z和R分别代表四种元素，若aXm+、bYn+、cZn－、dRm－四种离子的电子层数相同，则下列关系正确的是：()A、a－c=m－nB、a－b=n－mC、b－d=m+nD、c－d=m+n分析：a－m=b－n=c+n=d+mA项涉及a－m=c+n，变形后为a－c=m+n，故A错误。B项涉及a－m=b－n，变形后为a－b=m－n，故B错误。三、范例精讲[例题3]X、Y、Z和R分别代表四种元素，若aXm+、bYn+、cZn－、dRm－四种离子的电子层数相同，则下列关系正确的是：()A、a－c=m－nB、a－b=n－mC、b－d=m+nD、c－d=m+n分析：a－m=b－n=c+n=d+mC项涉及b－n=d+m，变形后为b－d=m+n，恰为C项表述，正确。D项涉及c+n=d+m，变形后为c－d=m－n，故D错误。答案：C三、范例精讲[例题4](2008上海)在一定条件下，完全分解下列某化合物2g，产生氧气16g，此化合物是：()A、1H216OB、2H216OC、1H218OD、2H218O分析：设相对原子质量氢为n，氧为m。根据：2222HO2HO2(2n+m)2m2(g)1.6(g)得：m:n=8:1则氢为2H，氧为16O。答案：B三、范例精讲[例题5](2008江苏)下列排列顺序正确的是：()①热稳定性：H2OHFH2S②原子半径：NaMgO③酸性：H3PO4H2SO4HClO4④结合质子能力：OH－CH3COO－Cl－A、①③B、②④C、①④D、②③分析：①非金属性：FOS，故热稳定性：HFH2OH2S，故错误。②同周期元素原子半径自左至右减小，NaMgS。同主族元素原子半径自上至下增大，SO。则NaMgO，故正确。三、范例精讲[例题5](2008江苏)下列排列顺序正确的是：()①热稳定性：H2OHFH2S②原子半径：NaMgO③酸性：H3PO4H2SO4HClO4④结合质子能力：OH－CH3COO－Cl－A、①③B、②④C、①④D、②③分析：③非金属性：ClSP，故酸性：HClO4H2SO4H3PO4，故错误。④质子即H+，结合质子能力(可视作碱性)越强，则微粒结合质子后形成的物质(酸)越难电离(酸性越弱)，电离出H+能力H2OCH3COOHHCl，故结合H+能力OH－CH3COO－Cl－，故正确。答案：B[例题6]（上海05-18）下列离子中，电子数大于质子数且质子数大于中子数的是：()A、D3O+B、Li+C、OD¯D、OH¯三、范例精讲分析：电子带负电，质子带正电，当电子数大于质子数时，改微粒带负电荷为阴离子，故A、B错。氧原子的原子核内的质子数和中子数相等，D原子的原子核内质子数等于电子数，故C错误。H原子中没有中子，故OH－中满足题意两个条件，故D正确。答案：D三、范例精讲[例题7](2007上海)部分短周期元素的性质或原子结构如下表：元素编号元素性质或原子结构TM层上有2对成对电子X最外层电子数是次外层电子数的2倍Y常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性Z元素最高正价是+7价分析：首先判断出4种元素。元素T的M层(即第3层)上有2对成对电子，该元素原子最外层电子排布式为，故T是硫元素。2211xyz3s3p3p3p元素X的最外层电子是次外层的2倍，只能有2层电子，第一层2个，第二层4个，故X为碳元素。三、范例精讲[例题7](2007上海)部分短周期元素的性质或原子结构如下表：元素编号元素性质或原子结构TM层上有2对成对电子X最外层电子数是次外层电子数的2倍Y常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性Z元素最高正价是+7价分析：首先判断出4种元素。元素Y氢化物水溶液呈碱性，是氮元素。元素Z的最高正价是+7价，是氯元素。三、范例精讲[例题7](2007上海)T为硫元素；X为碳元素；Y为氮元素；Z是氯元素(1)元素T的原子最外层共有_____种不同运动状态的电子。元素X的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是_______。分析：硫原子最外层有6个电子，而每个电子的运动状态都是不同的，故最外层有6种不同运动状态的电子。碳原子中，可测定文物年代的同位素是。答案：6；。146C146C三、范例精讲[例题7](2007上海)T为硫元素；X为碳元素；Y为氮元素；Z是氯元素(2)元素Y与氢元素形成一种离子YH4+，写出该微粒的电子式__________（用元素符号表示）分析：Y为氮元素。YH4+即铵根离子。答案：N::::HHHH[]+三、范例精讲[例题7](2007上海)T为硫元素；X为碳元素；Y为氮元素；Z是氯元素(3)元素Z与元素T相比，非金属性较强的是______（用元素符号表示），下列表述中能证明这一事实的是______。a、常温下Z的单质和T的单质状态不同b、Z的氢化物比T的氢化物稳定c、一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应分析：Cl的非金属性比S强。答案：Cl；b要比较非金属性，可以根据气态氢化物的稳定性来比较，即b选项。ac都不能比较出非金属性的差异。三、范例精讲[例题7](2007上海)T为硫元素