第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與化學(xué)周期表

一、原子結(jié)構(gòu)

1、原子的構(gòu)成

原子由原子核和核外電子組成(原子核包括質(zhì)子和中子)，質(zhì)子帶，電子帶

,中子中立____O

2、質(zhì)量數(shù)

(1)概念：將核內(nèi)所有和的相對質(zhì)量取近似整數(shù)值相加，所得的數(shù)值。

⑵構(gòu)成原子的粒子間的兩個關(guān)系

①質(zhì)量數(shù)(A)=+中子數(shù)(M

②質(zhì)子數(shù)==核外電子數(shù)

3、原子的表示方法

質(zhì)子數(shù)

如作為相對原子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的表示質(zhì)子數(shù)為，質(zhì)量數(shù)為的碳原子。

4、粒子符號(斑力中各數(shù)字的含義

5、原子核外電子排布的表示方法

(1)原子結(jié)構(gòu)示意圖

用小圓圈和圓圈內(nèi)的符號及數(shù)字表示及,弧線表示各電子層，弧

線上的數(shù)字表示該電子層上的電子數(shù)。以鈉原子為例：

(2)離子結(jié)構(gòu)示意圖

①金屬元素原子失去最外層所有目子變?yōu)殡x子時，電子層數(shù)減。?層，形成與.匕一周期的稀有氣體元素原

(+12)2^

子相同的電子層結(jié)構(gòu)(電子層數(shù)相同，每層上所排的電子數(shù)也相同)。如:/〃

一:@)z

②非金屬元素的原子得電了?形成簡單離子時，形成和同周期的稀有氣體元素原子相同的電了一層結(jié)構(gòu)。

(+17)28^

體Ne的核外電子排布相同；/〃與稀有氣體Ar的核外電子排布相同。

二、元素在周期表

1、周期的分類與包含元素

類別周期序數(shù)行序數(shù)核外電子層數(shù)包含元素種數(shù)起止元素

111—H?He

短周期222—Li?Ne

333—Na?Ar

444—K?Kr

55518Rb?Xe

長周期

66632Cs?Rn

77732Fr?Og

2、族的分類

16個族分為個主族、個副族、］個第族和1個

_________________族。

3、元素周期表中的方格中各符號的意義

橫行叫周期，現(xiàn)有一至七;

三四分長短，四長副族現(xiàn)；

豎行稱作族，總共十六族；

印族最特殊，三列是一族；

二三分主副，先主后副族；

錮鋼各十五，均屬川B族。

4、元素在周期表中的位置與原子結(jié)構(gòu)的相互推斷

(1)元素的位置與原子結(jié)構(gòu)的關(guān)系

(2)短周期元素原子結(jié)構(gòu)與位置的關(guān)系

①族序數(shù)等于周期數(shù)的元素有。

②族序數(shù)是周期數(shù)2倍的元素有

③族序數(shù)是周期數(shù)3倍的元素是

④周期數(shù)是族序數(shù)2倍的元素是

⑤周期數(shù)是族序數(shù)3倍的元素是

5、由元素的原子序數(shù)推斷元素在周期表中的位置

常用0族元素定位法：

(1)明確。族元素信息

0族元素HeNeArKrXeRnOg

所在周期序數(shù)———————

原子序數(shù)———————

(2)比大小定周期

比較該元素的原子序數(shù)與0族元素的原子序數(shù)大小，找出與其相鄰近的0族元素，若該元素的原子序

數(shù)小于相鄰近0族元素的原子序數(shù)，那么該元素就和原子序數(shù)大的0族元素處于同一周期，反之則在下一

周期。

(3)求差值定族數(shù)

①若某元素的原子序數(shù)比相應(yīng)的0族元素多,則該元素應(yīng)處在該0族元素所在周期

的下一個周期的IA族或HA族。

②若某元素的原子序數(shù)比相應(yīng)的0族元素少時，則該元素處在同周期的第HIA?VIIA

族。

③若某元素的原子序數(shù)與相應(yīng)的0族元素相差__________________，則由相應(yīng)差數(shù)找出把應(yīng)的族。

三、核素

1、核素

⑴概念：具有一定數(shù)目蚯和一定數(shù)目生壬的一種原子。

⑵實例

①氫元素的三種核素

原子符號氫元素的原子核

原子名稱

(為質(zhì)子數(shù)(Z)中子數(shù)(N)

IH10

泡或D笊11

泡或T12

②氧元素的三種核素：段O、和劈O。

③碳元素的三種核素：旨c、9c和。

④鈾元素有鑼U、錯U、贊U等核素。

2、同位素

⑴概念：質(zhì)子數(shù)相同而不同的同一元素的不同原子互為同位素。

(2)性質(zhì)

①同一元素的各同位素雖然不同，但它們的化學(xué)性質(zhì)基本相同。

②天然存在的同位素?，相互間保持一定的比率。

⑶用途

①考古時利用測定一些文物的年代。

②陰和用于制造氫彈。

③利用放射性釋放的射線育種、給金屬菜傷、診斷和治療疾病等。

3、“四素”的區(qū)別

\名稱

元素核素同位素同素異形體

項目

質(zhì)子數(shù)相同、

同種元素形成的不同

本質(zhì)相同的一類原子—_________________不

的總稱同的核素

范疇同類原子原子原子單質(zhì)

化學(xué)性質(zhì)幾乎完

只有種類，沒芍化學(xué)反應(yīng)中的最小

特性_____________________________________9元素相同，性質(zhì)不同

個數(shù)微粒

物理性質(zhì)不同

決定因素質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)組成元素、結(jié)構(gòu)

H、C、0三種元Wc、Fc、4c三種意、赳、此互為同。2與

舉例

素核素位素互為同素異形體

四、原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)

(一)堿金屬元素

1、鈉、鉀與氧氣反應(yīng)的實驗

比較項目鈉鉀

實驗

操作

實驗先熔化成小球，后燃燒，反應(yīng)劇烈，火焰先熔化成小球，后燃燒，反應(yīng)比鈉更劇烈，

現(xiàn)象呈黃色,生成_________________固體火焰呈__________________

實驗原理

—_________________(超氧億鉀)

(化學(xué)方程式)

結(jié)論金屬活潑性：

(1)總結(jié)：相同條件下，堿金屬從Li到Cs,與反應(yīng)越來越劇烈，越來

越復(fù)雜，說明金屬越來越。

(2)結(jié)論為與水反應(yīng)的劇烈程度：；金屬活潑性：。

2、堿金屬單質(zhì)的主要物理性質(zhì)

3、堿金屬元素化學(xué)性質(zhì)的相似性和遞變性

(I)相似性(用R表示堿金屬元素)

(2)遞變性

具體表現(xiàn)如下（按Li-Cs的順序）

①與。2的反應(yīng)越來越劇烈，產(chǎn)物越來越復(fù)雜，如Li與02反應(yīng)只能生成,Na與02反應(yīng)

生成,而K與02反應(yīng)能夠生成,Rb、Cs遇空氣立即

,生成更復(fù)雜的產(chǎn)物。

②與HzO的反應(yīng)越來越劇烈，如K與HzO反應(yīng)可能會發(fā)生輕微,Rb和Cs遇水會發(fā)生

爆炸。

③最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性逐漸增強，即堿性：o

4、從原子結(jié)構(gòu)角度認(rèn)識堿金屬元素性質(zhì)的遞變規(guī)律

5、元素金屬性強弱的判斷依據(jù)

依據(jù)結(jié)論

根據(jù)單質(zhì)與水（或酸）反應(yīng)置換出__________________

越易者金屬性越強

的難易程度

根據(jù)最高價氧化物對應(yīng)水化物的_

堿性越強者金屬性越強

_________________的金屬能把活動性弱的金屬從

根據(jù)金屬之間的置換反應(yīng)

其_________________液中置換出來

（二）鹵族元素

1、鹵素單質(zhì)的主要物理性質(zhì)

鹵素單質(zhì)顏色和狀態(tài)密度熔點/℃沸點/℃

_________氣體℃

F21.69g/L(15)-219.6-188.1

C12_________氣體3.214g/L(0℃)-101-34.6

3

Br2_________液體3.119g/cm(20°C)-7.258.78

I2_________固體4.93g/cm3113.5184.4

分析上表可知，從F?到L，顏色逐漸加深,熔、沸點逐漸升高,密度逐漸增大。

2、鹵素單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)

⑴鹵索單質(zhì)（X2）與H2的反應(yīng)

①X2與H2反應(yīng)的比較

反應(yīng)條件產(chǎn)物穩(wěn)定性化學(xué)方程式

F2暗處很穩(wěn)定—

光照或點燃較________

Cl2—

Bra加熱穩(wěn)定性差—

不斷加熱不________

I2—

②結(jié)論

a.從F2到L，與H2反應(yīng)的難易程度：逐漸變難;

b.從F?到H生成氫化物的粒定性：逐漸減弱。

(2)鹵素單質(zhì)間的置換反應(yīng)

實驗操作反應(yīng)現(xiàn)象離子方程式

,氯水1mL

振蕩靜置后，液體_________________，上

If]

M溶液u層接近無色，下層呈_________________

，乳水1n】LkCL1振蕩靜置后，液體_________________，上

—

層接近無色，下層呈_________________

|濱水1mL|CC1

4振蕩靜置后，液體_________________，上

由＜1溶液y—

層接近無色，下層呈_________________

巴1mL2

實驗結(jié)論從以上三個實驗可知，。2、B「2、b的氧化性逐漸減弱

(3)鹵素單質(zhì)物理性質(zhì)的記憶口訣

3、鹵族單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的相似性和遞變性

⑴相似性

(2)遞變性

具體表現(xiàn)如下：

①與比反應(yīng)越來越難，對應(yīng)氫化物的穩(wěn)定性,還原性逐漸增強，其水溶液的酸性逐漸

增強,即：

穩(wěn)定性：;

還原性：：

酸性：O

②最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性，即O

(3)痔殊性

①溟是常溫常壓下唯一的液態(tài)的。

②鹵素單質(zhì)都有,浪有很強的，保存液澳時要加一些水進行

，碘單質(zhì)遇淀粉溶液變(檢驗I2)o

③。2、B「2、卜易溶于(如笨、C04、汽油等)，

④F無正化合價。

(4)從原子結(jié)構(gòu)角度認(rèn)識鹵族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律

第二節(jié)元素周期律

1\探究Na、Mg、Al金屬性強弱

(l)Na、Mg與水的反應(yīng)

實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論

與冷水發(fā)生劇烈反應(yīng)，有

將綠豆大小的鈉投入水

Na_________________產(chǎn)生，溶與鈉和水的反應(yīng)相比，鎂和水的

中，滴加2滴酚猷溶液

液變_______________反__應(yīng)_更難，鎂在冷水口反應(yīng)很緩

取一小段鎂條，用砂紙除慢，與沸水反應(yīng)加快，反應(yīng)生成

去表面的氧化膜，放入水與冷水反應(yīng)緩慢了_________________；Mg與水

Mg中，滴加2滴酚獻溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：

在之前的基礎(chǔ)上加熱至反應(yīng)加快，有____________產(chǎn)

液體沸騰生，溶液變______________

(2)探究NaOH、Mg(OH)2、AI(OH)?堿性強弱

A1Mg

實驗

操作

沉淀溶解沉淀沉淀沉淀

沉淀_________________

情況

楣關(guān)反應(yīng)的化

學(xué)方程式

NaOH是__________________,Mg(OH)2是中___________________，A1(OH)3是

實驗結(jié)論

_________________,三者的堿性_________________

(3)結(jié)論

即隨著原子序數(shù)的遞增，同周期的Na、Mg、Al失去電子的能力，金屬性

2、SixP、S、Cl非金屬性強弱的比較

SiPSC1

高溫加熱光照或點燃

判斷依據(jù)與氫氣化合

由易到難的順序是_________________

H2S1O3H3P。4H2SO4HCICh強酸(酸性比

最高價氧化物對應(yīng)

判斷依據(jù)弱酸中強酸強酸H2s。4強)

水化物的酸性強弱

酸性：_________________

結(jié)論P's、C)隨著原子序數(shù)的_________________,同周期的Si、P、S、Cl得電子的能力

_________________,非金屬性_________________

3、同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律

同周期（從左到右）同主族（自上而下）

最高價：+1價一+7價（O、F除外）；

最高價相同（0、F除外）；最低價

化合價最低價：一4價一＞一1價；最低價=

相同：最高價=族序數(shù)（0、F除外）

主族序數(shù)一8（H除外）

得電子能力

失電子能力

單質(zhì)氧化性

單質(zhì)還原性

金屬性

非金屬性

最高價氧化物對應(yīng)水化物

的酸、堿性

形成氣態(tài)氫化物的難易

簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性

第三節(jié)化學(xué)鍵

一、離子鍵

1、離子鍵和離子化合物

2、電子式的書寫

⑴一個，，.，，或，，X，，代表一個電子，原子的電子式中“，（或“x”）的個數(shù)即原子的。

（2）同一原子的電子式不能既用“X，，又用表示。

（3）“[]”在所有的陰離子、復(fù)雜的陽離子中出現(xiàn)。

（4）在化合物中，如果有多個陰、陽離子，陰、陽離子必須是間隔的，即不能將兩個陰離子或兩個陽離子寫

????

在一起，如CaF2要寫成[：￡義卜心2+[文￡:]一，不能寫成,也不能寫成

Ca2+[：Fx]~[：Fx]-

????o

（5）用電子式表示化合物形成過程時，由于不是化學(xué)方程式，不能出現(xiàn)“=="」一/前是原子的電子式,“一＞”

后是化合物的。

二、離子鍵

1、共價鍵

（I）概念：原子間通過對所形成的相互作用。

（2）成鍵三要素

①成鍵粒子：:

②成鍵本質(zhì)：;

③成鍵元素：一般是同種或不同種元素。

(3)分類

2、共價化合物

(1)概念：以對■形成分子的化合物。

(2)四類常見物質(zhì)

①非金屬氫化物，如HC1、H?0等：②非金屬氯化物，如CO?、S03等：③含氧酸，如H2so八HNO3

等；④大多數(shù)有機化合物，如甲烷、酒精等。

3、常見的以共價鍵形成的分子及其結(jié)構(gòu)

I.離子鍵與共價鍵的區(qū)別

離子鍵