元素周期系

1本节目录第三节元素周期系一、元素周期律二、元素性质的周期性本节内容2设问1.能级组的划分有什么特点？2.周期表中有几个周期？同一周期中元素的结构有何特点？第三节元素周期系3一、周期与能级组1.周期与能级组的关系周期数核外电子层数==能级组数每周期元素数目该能级组容纳电子总数=第三节元素周期系42.周期表的特点3.划分周期表的本质从活泼碱金属开始（从ns1开始），逐渐过渡到稀有气体为止（至np6结束），如此周期性、重复出现。能级组的划分第三节元素周期系51.周期表中的族是如何划分的？2.同族中元素的结构有何特点？第三节元素周期系6二、族与电子层构型1.概念（1）价电子形成化学键的电子（2）价层电子构型价层电子的排布式第三节元素周期系7主族元素副族元素价层电子构型ns1～2或ns2np1～6（n-1）d1～10ns1～2主要特点价电子总数=族数ⅢB到ⅦB和Ⅷ族：最高能级组中的电子总数=族数ⅠB和ⅡB：最外层s电子数=族数举例Na、Al、Cl、OSc、Fe、Cu、Mn第三节元素周期系[Ne]3s1[Ar]3d64s28元素分区第三节元素周期系9思考总结各区域划分的依据，即各区域电子层结构的特点。第三节元素周期系10第三节元素周期系11总结原子的电子层结构与元素表之间有密切的联系：原子序数电子层结构周期和族第三节元素周期系12例题1：已知某元素的原子序数是25，写出该元素原子的价电子层结构式，并指出该元素的名称、符号以及所属的周期和族。解：根据原子序数为25．可知该元素的原子核外有25个电子，其排布式态为[Ar]3d54s2，属d区过渡元素。最高能级组数为4，其中有7个电子，故该元素是第四周期ⅦB族的锰，元素符号为Mn。第三节元素周期系13已知某元素在周期表中位于第五周期、ⅥA族位置上。试写出该元素基态原子的电子结构式、元素的名称、符号和原子序数。解：元素位于第五周期，故电子的最高能级组是第五能级组，即5s4d5p，元素是ⅥA族的，故最外层电子数应为6，故有5s25p4，这时4d一定是全充满的。电子结构式[Kr]4d105s25p4，元素名称是碲，符号Te，核外共有52个电子，原子序数是52。第三节元素周期系14本节目录第三节元素周期系一、原子半径二、电离能三、电子亲和能四、电负性五、元素的金属性和非金属性元素性质的周期性15一、原子半径原子半径的类型金属半径共价半径范德华半径金属原子核间距一半同种原子共价单键连接、核间距一半分子间力连接原子核间距一半第三节元素周期系16一、原子半径1.共价半径:同种元素的两个原子,以两个电子用共价单键相连时,核间距的一半,为共价半径.如:H2、X2等同核单键双原子分子,均可测得其共价半径.第三节元素周期系172.金属半径:金属晶体中,金属原子被视为刚性球体,彼此相切,其核间距的一半,为金属半径..第三节元素周期系183.范德华半径:单原子分子(He,Ne等),原子间靠范德华力即分子间力结合,在低温高压下形成晶体,核间距的一半为范德华半径。第三节元素周期系19(1)同周期中:从左→右,r变小第三节元素周期系4.原子半径在周期表中的变化规律（2)同族中:自上而下,r增大20将15种镧系元素，原子半径共减小11pm这一事实，称为镧系收缩。镧系收缩的结果:由于镧系收缩,不仅使15种镧系元素的半径相似,性质相近,分离困难;而且更主要的是使得第二、第三过渡系的同族元素半径相近,性质相近,分离困难.第三节元素周期系21第三节元素周期系22二、电离能（势）1.定义：第一电离能：基态的气态原子失去1个电子形成+1价气态阳离子时所需的能量M(g)→M+(g)+eⅠ1（＞0）第二电离能：气态+1价阳离子再失去1个电子形成+2价气态阳离子时所需的能量M+(g)→M2+(g)+eI2（＞0）其余类推可定义I3，I4……各级电离能大小Ⅰ1I2I3第三节元素周期系232.影响电离能大小的因素（1）原子的核电荷（2）原子半径（3）电子层结构电离能增大电He电离离能能减增小Cs大电离能减小元素电离能在周期表中的变化规律：第三节元素周期系24第三节元素周期系253.电离能的意义（1）说明气态元素金属性的强弱如：气态活泼性Na＞CaI15.1396.113ev（2）表征金属价态如：Na[Ne]3s1I1=5.139evI2=47.286ev第三节元素周期系26Mg:[Ne]3s2I1=7.646evI2=15.035evI3=80.143evI1与I2相差不大，而I3则突出地升高，表明Mg易失去2个e，第三个e难失去，只形成+2价的阳离子。Al:[Ne]3s23p1I1=5.986evI2=18.828evI3=28.447evI4=119.99evI1、I2和I3相差不大，而I4则突出地升高，表明Al易形成+3价的阳离子。第三节元素周期系27（3）证明核外电子分层排布因为不同级的电离能有突跃性的变化，原子的电子层结构从电子的能量分布看也可以看作是分层的，层与层间电离能相差较大，而同层内电离能差别较小。电离能可通过实验测定得到相当准确和完全的数据，所以通过电离能数据就可以判断出电子层结构，因此说电离能是原子的电子层结构的最好佐证。第三节元素周期系28三.电子亲和势1.定义基态的气态原子得到1个电子形成-1价气态阴离子时所放出的能量叫第一电子亲和势。A(g)+e→A―(g)A1同样有A2，A3，A4……等。单位:ev或kJ/mol292.电子亲合能的变化若原子的核电荷Z大，原子半径r小，核对电子引力大，结合电子后释放的能量多，于是电子亲合能E大。从左向右，电子亲合能A增大.第三节元素周期系303.意义电子亲合能越大，该元素越容易获得电子，表明气态元素的非金属性越强。第三节元素周期系31电离能I，表示元素的原子失去电子，形成正离子的能力的大小；电子亲合能A，表示元素的原子得到电子，形成负离子的能力的大小。而在许多反应中，并非单纯的电子得失，单纯的形成离子。而是电荷的部分转移，或者说是电子的偏移。因而应该有一个量，综合考虑电离能和电子亲合能，可以表示分子中原子拉电子的能力的大小。用它来正确判断元素在化学反应中的行为。四、电负性第三节元素周期系321.电负性标度鲍林的电负性标度:相对值1932年提出一个元素的原子在分子中吸引电子的能力。确定方法：将F的电负性值定为4.0，将其它元素与其相比而得出其它元素的电负性数据第三节元素周期系33周期表中，右上角的F元素电负性最大，左下角的Cs元素电负性最小。一般认为X2.0为金属，X2.0为非金属第三节元素周期系34元素的电负性表第三节元素周期系35五、元素的金属性与非金属性变化规律同周期同族第三节元素周期系36本节目录第三节元素周期系一、原子半径二、电离能三、电子亲和能四、电负性五、元素的金属性和非金属性2.元素性质的周期性1.元素周期律371.已知一元素的价层电子结构为3d54s2，试确定其在周期表中的位置。2.试确定32号元素在周期表中的位置。3.判断处于第三周期，ⅣA族元素的价层电子结构、原子序数。作业:第三节元素周期系38预习：第二章化学键和分子结构2.1化学键