







化学必修2第二节 元素周期律课文内容ppt课件
展开第一章 物质结构 元素周期律
1869年门捷列夫在继承和分析了前人工作的基础上,对大量实验事实进行了订正、分析和概括,成功地对元素进行了科学分类。 他总结出一条规律:元素(以及由它所形成的单质和化合物)的性质随着相对原子质量的递增而呈现周期性的变化。这就是元素周期律。 他还预言了一些未知元素的性质都得到了证实。但是由于时代的局限,门捷列夫揭示的元素内在联系的规律还是初步的,他未能认识到形成元素性质周期性变化的根本原因。
原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数
原子序数与元素的原子结构之间的关系:
思考:元素周期表中有多少横行和纵列?每一横行和纵列有什么特点?
把电子层数相同的元素,按照原子序数递增的顺序从左到右排成一个横行
把最外层电子数相同的元素(个别例外),按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行
7个周期
由短周期和长周期元素共同构成的族(ⅠA~ⅦA)
仅由长周期构成(ⅠB~ⅦB)
由8、9、10纵列构成
以0族元素为基准给元素定位
练习:如果发现第七周期零族元素,则该元素的原子序数是
A. 109 B. 118 C. 173 D. 222
-3、+1、+3、+5
-1、+1、+5、+7
奇偶规律:元素周期表中1.原子序数是奇数的主族元素,位于奇数族, 主要化合价为奇数;2.原子序数是偶数的主族元素,位于偶数族, 主要化合价为偶数;
找规律:每一纵行对应的族
练习:请描述以下元素在周期表中的位置
1.下列对现行元素周期表的说法中正确的是( )
A.元素周期表是按相对原子质量逐渐增大 的顺序从左到右排列的B.最外层电子数相同的元素都是同一族C.同族元素的最外层电子数一定相同D.同周期元素的电子层数相同
2.已知a为第ⅡA族元素,b为第ⅢA族元素,它们的原子序数分别为m和n,且a、b为同一周期元素。下列关系错误的是( ) A.n=m+1 B.n=m+11 C.n=m+25 D.n=m+10
3.下列各表为周期表的一部分(表中为原子 序数),其中正确的是( )(A) (B)(C) (D)
4.下图为元素周期表中的一部分,表中数字为原子序数,其中M的原子序数为37的是( )
5.X、Y、Z是周期表中相邻的三种短周期元素,X和Y同周期,Y和Z同主族,三种元素原子的最外层电子数之和为17,核内质子数之和为31,则X、Y、Z是 A.Mg、Al、Si B.Li、Be、Mg C.N、O、S D.P、S、O
规律:1.周期序数=电子层数2.主族序数=核外电子数3.原子序数=核电荷数=核外电子数
结论: 随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子排布 呈现 变化。
1.原子核外电子排布的变化
第三、四周期元素主要化合价 (最高正价、最低负价)
思考:以下第二周期主族元素主要化合价是否正确?
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar
主族元素主要化合价周期性递变图
-4 → -1 → 0
2.主族元素化合价态的变化
思考:某元素最高价氧化物对应水化物的化学式为HXO4,这种元素的气态氢化物的化学式是( )A、HX B、H2X C、XH3 D、XH4
元素化合价的一般规律:
1. 元素的最高正价 = 最外层电子数 (O、F及稀有 气 体元素除外,F无正化合价,O无最高正化合价)
2. 金属元素无负化合价 非金属元素的负价 = 最外层电子数- 8
4. 非金属元素一般具有可变的化合价,如: C(-4、0 、+2 、+4) N(-3 、0、 +1、 +2 、+3、 +4 、+5) S(-2、 0 、+4 、+6) Cl(-1、0、+1、+2、+3、+4 、+5、 +6、 +7) 与金属或氢形成化合物时显负化合价
3. 元素的最高正价+ ∣最低负化合价 ︳= 8
3.主族元素原子半径的变化
① 同周期主族元素(电子层数相同),从左至右, 原子半径依次减少
② 同主族元素,从上至下,原子半径依次增大
练习:比较下列微粒半径的大小
r(Al)>r(S)>r(Cl)
r(Na)
r(Cl-)>r(K+)
【拓展】微粒半径大小比较
练习2:比较下列微粒半径的大小
Na+、Mg2+、Al3 + 、K+、Cl-、S2- 、 F-
电子层数越多,微粒半径越大
核电荷数越多,微粒半径越小
最外层电子数越多,微粒半径越大
r (S2-) >r (Cl-) > r(K+)> r(F-)>r(Na+) >r(Mg2+) >r(Al3+)
三、原子核外电子的排布
原子是由原子核和核外电子构成的。在含有多个电子的原子里,电子分别在能量不同的区域内运动。
把不同的区域图简化为不连续的壳层,也称作为电子层(分别用 或 表示 的电子层)
在多电子原子中,电子的能量是 ,在离核较近的区域内运动的电子 ,在离核较远的区域内运动的电子 。
n=1、2、3、4、5、6、7
K、L、M、N、O、P、Q
电子层的表示方法及能量变化
原子核外电子总是先排布在能量最低的电子层,然后由里向外,依次排布在能量逐步升高的电子层,即排满了K层才排L层,如此类推。
各电子层的电子分布规律
⑴各电子层最多容纳电子数
以n表示原子核外电子层的序号
⑵当n为最外层时,最多容纳 个电子数 (n=1时最多容纳 个电子)
⑶当n为次外层时,最多容纳 个电子数
特别提醒:⑴核外电子排布的规律是相互联系的,不能孤立地理解,如当M层不是最外层时,最多可以排布 个电子,而当它是最外层时,最多可以排布 个电子
⑵电子不一定排满M层才排N层, 如K和Ca的核外电子排布:
1.下列叙述正确的是( )A.电子的能量越低,运动区域离核越远B.核外电子的分层排布即是核外电子的分层运动C.稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子D.当M层是最外层时,最多可排布18个电子
2.核电荷数分别是16和4的元素原子相比较,前者的 下列数据是后者4倍的是( )①质子数 ②最外层电子数 ③电子层数 ④电子总数 A.①② B.①④ C.②③ D.③④
质量关系:质量数(A)=____________________
数量关系:原子序数=核电荷数=_____=________
质子数(Z)+中子数(N)
2.质量数(A):忽略电子质量,将核内所有_________ 的相对质量取近似整数值相加所得的数值。
1.核素:把具有一定数目的______和一定数目的 ______的一种原子叫做核素。
______相同而______不同的同一元素的不同原子互称为同位素,即同一元素的不同______互称为同位素。
天然存在的同位素,相互间保持一定的比率。
有的元素有多种核素,有的元素只有一种核素,所以元素分单核素元素和多核素元素。
思考:核素与元素之间的关系?
同位素在日常生活、工农业生产和科学研究中有着重要的用途。如:
④ 放射性同位素释放射线用于 、治疗 等。
1.质子数相同而中子数不同的微粒一定互为同位素吗?
2.结合核外电子排布讨论:互称同位素的不同核素 为什么具有几乎完全相同的化学性质?
同种元素的不同核素核内质子数相同,具有完全相同的核外电子排布,因此化学性质几乎完全相同。
不一定。例如:OH-与F-,它们质子数均为9,核外电子数均为10,但不能说它们互为同位素,因为它们不是同一种元素构成的。
【拓展一】10e-微粒
【拓展二】18e-微粒
【拓展三】几种不同的相对原子质量
国际上规定以一种碳原子(12C)质量的作为标准,其他原子的质量跟它相比所得的比值。即:
2.平均相对原子质量(元素的相对原子质量)
按各种天然同位素原子所占的一定百分比计算出的平均值。即:
Ar(E)=Ar(E1)·x(E1)+Ar(E2)·x(E2)+Ar(E3)·x(E3)+…
x(Ei)是E的各种同位素原子所占的百分比。
1.原子的相对原子质量
核素的相对原子质量取整数值即核素的近似相对原子质量,此整数值与核素的质量数相等。 因此,如果用元素的各种核素的质量数代替核素的相对原子质量进行平均相对原子质量计算,则得到元素的近似相对原子质量。
3.元素的近似相对原子质量
Ar(E)=A(E1)·x(E1)+A(E2)·x(E2)+A(E3)·x(E3)+…
1.用 X表示原子:(1)中性原子的中子数:N=________。(2)阳离子的中子数:AXn+有x个电子,则N=____。(3)阴离子的中子数:AXn-有x个电子,则N=____。(4)中性分子或原子团的中子数: 12C16O2分子中,N=____。(5)A2-原子核内有x个中子,其质量数为m, 则n g A2-所含电子的物质的量为________。
2.下列关于指定粒子构成的几种描述中,不正确的是( )A.37Cl与39K具有相同的中子数B.第114号元素的一种核素 X与 Pb具有相同的最外层电子数C.H3O+与OH-具有相同的质子数和电子数D.O22-与S2-具有相同的质子数和电子数
3.氯的原子序数为17,37Cl和35Cl是氯的两种同位素,下列说法正确的是( )A.35Cl原子所含质子数为18B. ml的H35Cl分子所含中子数约为6.02×1023C.3.5 g的35Cl2气体的体积为2.24 LD.35Cl2气体的摩尔质量为70 g
4.(双选题)某元素(X)构成的双原子单质分子有三种, 其相对分子质量分别为158、160、162。在天然的 单质中,这三种单质的物质的量之比为1∶1∶1, 由此推断以下结论中,正确的是( )A.此元素有3种不同的同位素B.其中一种同位素质量数为80C.同位素79X占原子总数的D.X2的平均相对分子质量为160
五、原子结构与元素化学性质
⑤原子核对最外电子的吸引力
从Na到K的相对原子质量增大所起的作用小于原子体积增大所起的作用,因此K的密度比钠的密度反而小。
思考题:为什么钠的密度比钾大?
如何通过实验证明碱金属单质Li(锂)、Na (钠) 、K (钾) 、Rb (铷) 、Cs (铯)的金属性逐渐增强?
① 与非金属的反应——如:与O2的反应
常温: 4Na+O2=2Na2O (白色固体)
在室温时,铷和铯遇到空气就会立即燃烧。钾、铷等碱金属与氧气反应,生成比过氧化物更复杂的氧化物。
2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
2Li+2H2O=2LiOH+H2↑
2K+2H2O=2KOH+H2↑
碱金属单质都能与水反应,生成 氢氧化物并放出氢气。铷、铯与水的反应比锂、钠、钾与水的反应还要剧烈,它们遇水立即燃烧,甚至爆炸。
2R+2H2O=2ROH+H2↑
(R=Li、Na 、K 、Rb 、Cs)
归纳:主族元素金属性强弱的判断方法
②与水(或酸)反应置换出氢气的难易: 金属单质与水(或酸)反应置换出氢气的 速率 ,即反应 , 表明元素金属性越强。
③最高价氧化物对应水合物的碱性强弱: 碱性 ,表明元素金属性越强。
①与氧气反应的难易程度及产物的复杂程度: 与氧反应 ,产物 , 表明元素金属性越强。
-1、0、+1、+3、+5、+7
如何通过实验证明碱金属单质F(氟)、Cl (氯) 、Br (溴) 、I (碘) 、At (砹)的非金属性逐渐减弱?
从卤素单质与同一还原剂反应的产物价态得知: I2的氧化能力比Cl2、Br2弱
H2+F2===2HF (在冷暗处均发生反应)
从卤素单质与同一还原剂反应的条件得知: F2、 Cl2、Br2、I2的氧化能力依次减弱
a. F2与H2O反应
2F2+2H2O==4HF+O2
b. Cl2、Br2、I2与H2O反应
X2+H2O==HX+HXO
(X代表 Cl、Br、I)
由F2、 Cl2、Br2、I2的氧化能力依次减弱得知:
a.Cl2能从KBr、KI溶液中置换出Br2、I2
2Br-+Cl2==Br2+2Cl-
2I-+Cl2==I2+2Cl-
b. Br2能从KI溶液中置换出I2
2I-+Br2==I2+2Br-
归纳:主族元素非金属性强弱的判断方法
①从卤素单质与同一还原剂反应的产物价态得知: 。
I2的氧化能力比Cl2、Br2弱
②与氢气反应生成气态氢化物的难易程度:反应条件 ,表明非金属性越强。
③与氢气反应生成气态氢化物的稳定性:气态氢化物 ,表明非金属性越强。
活动性强的非金属可置换出活动性相对较弱的非金属单质。
(三)第三周期元素的化学性质
实验一:取一小段镁带,用砂纸除去表面的氧化膜,放入试管中,向试管中加入2mL水,并滴入酚酞溶液,观察现象。过一会儿加热试管至水沸腾,观察现象。
加热前,镁条的表面上慢慢地形成了少量的无色气泡,气泡无明显的逸出现象,溶液未变红色。
加热后,镁条的表面上较快地形成无色气泡并逸出,溶液变成为浅红色。
实验二:取一小段镁带和一小片铝,用砂纸磨去它们表面的氧化膜,分别放入两支试管,再各加入2mL1ml/L盐酸,观察发生的现象。
实验二:取大小、厚度和面积相同的镁、铝各一小片,用砂纸磨去它们表面的氧化膜,分别放入两支试管,再各加入2mL1ml/L盐酸,观察发生的现象。
镁片和铝片都产生无色气泡,并且镁片比铝片产生气泡快。
在相同的条件下,镁比铝更易与盐酸反应。
Mg+2HCl==MgCl2+H2↑
2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑
与冷水剧烈反应,放出H2。
与冷水反应缓慢,与热水反应较快,放出H2;与酸反应剧烈,放出H2。
与酸反应较快,放出H2
Na Mg Al
硅、磷、硫、氯的信息及规律总结
较高温反应(磷呈气态)
Si P S Cl
非金属单质形成气态氢化物的稳定性逐渐增强
元素的金属性和非金属性递变小结
元素最高价氧化物对应水化物的酸碱性
【拓展一】金属性强弱比较方法:
①根据金属活动顺序表,金属的位置越靠前,其金属性 越强。
金属阳离子的氧化性逐渐
②金属阳离子的氧化能力越强,则对应金属单质的还原 性越弱
③ 同一周期越靠前,金属性越强, 同一主族越靠下,金属性越强。
④金属与水(或酸)反应越容易,则金属性越强
⑤金属与盐溶液的置换反应。
⑥最高价氧化物对应水合物的碱性越强,则对应金属 单质的还原性越强
【拓展二】非金属性强弱比较方法:
①同一周期越靠后,非金属性越强 同一主族越靠上,非金属性越强
非金属单质的氧化性越强,非金属性越强;对应阴离子的还原性越弱。
非金属单质的氧化性逐渐
对应阴离子的还原性逐渐
②根据非金属活动顺序表进行判断
③非金属单质与氢气化合越容易,则非金属性越强。
④形成的气态氢化物越稳定,则其对应非金属性越强。
⑤非金属之间的置换反应。
⑥最高价氧化物对应水合物的酸性越强,则对应 非金属单质的氧化性越强
在周期表中一定的区域内寻找特定性质的物质
根据周期表预言新元素的存在
元素周期表是元素周期律的具体表现形式,是学习化学的一种重要工具。
三、元素周期表的实际应用
在周期表中一定的 区域内寻找特定性质的物质
寻找用于制取农药的元素
寻找催化剂、耐高温、耐腐蚀的合金材料
元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律
③元素主要化合价的变化规律
④元素对应化学性质的变化规律
元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果。
由于元素原子结构周期性变化引起了元素性质上的周期性变化,这体现结构决定性质的规律。
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