原子結構和週期律
一、原子的構成
1.原子的構成
2.微粒間數目關係
質子數(z)= 核電荷數 = 原子數序
原子序數:按質子數由小大到的順序給元素排序,所得序號為元素的原子序數。
質量數(a)= 質子數(z)+ 中子數(n)
中性原子:質子數 = 核外電子數
陽離子:質子數 = 核外電子數 + 所帶電荷數
陰離子:質子數 = 核外電子數 - 所帶電荷數
3.原子表示式及其含義
a 表示x原子的質量數;z 表示元素x的質子數;
d 表示微粒中x原子的個數;c± 表示微粒所帶的電荷數;
±b 表示微粒中x元素的化合價。
二、原子及原子團
1.原子:是化學變化中的最小微粒。在化學反應中,核外電子數可變,但原子核不變。
2.原子團:兩個或兩個以上原子結成的集團,作為乙個整體參加化學反應。它可以是中性的基(如—ch3),也可以是帶正電的陽離子(如nh+ 4)或帶負電的陰離子(如no- 3)。
三、「三素」的比較
1.元素:具有相同的核電荷數(即質子數)的同類原子的總稱
2.核素:人們把具有一定數目的質子和一定數目的中子的一種原子叫做核素。換言之,核素是一種具體原子的另一稱呼。
3.同位素:具有相同質子數和不同中子數的同種元素的原子,互稱同位素。換言之,同一元素的不同核素,互稱同位素。
⑴同位素中「同」的含義
是指元素符號、質子數、電子數、電子排布、在週期表中位置相同、原子的化學性質等相同,它們的物質性質略有差異。
⑵同位素的特徵
①同一元素的不同同位素原子的化學性質基本相同。
②天然存在的元素裡,不論是游離態還是化合態,各種天然同位素原子所佔的百分比一般是不變的。
四、相對原子質量、相對分子質量的概念和有關計算
1.(同位素)原子的相對原子質量(精確值)
⑴概念:某元素乙個(同位素)原子的質量與乙個12c原子的質量的1/12的比值(所以12c原子的相對原子質量恰好為12)。其單位為1,或說沒有單位,因為是兩個質量的比值。
⑵近似相對原子質量:數值上等於該原子的質量數(質子數和中子數之和)。(近似值)
2.元素的(平均)相對原子質量(平均值)
⑴概念:某元素各種同位素原子的相對原子質量與其原子百分數(原子個數百分比,豐度)乘積的和。元素週期表中的數值就是元素的(平均)相對原子質量。(加權平均)
⑵元素的近似(平均)相對原子質量:某元素的各種同位素原子的質量數與其原子百分數乘積的和。(近似平均值)
3.相對分子質量:組成分子的各原子的相對原子質量的總和。
4.理解。對於有同位素的元素來說
⑴原子的相對原子質量≠原子的質量數≠元素的(近似)相對原子質量。
⑵只有具體的原子才有質量數,元素沒有質量數。
⑶元素的相對原子質量不僅與其各同位素原子的相對原子質量有關,還與其在自然界中所佔的原子百分數(豐度)有關
⑷原子百分數(a1%、a2%…):在自然界中,某元素的某種同位素原子的數目占該元素所有同位素原子總數的百分比。指各種原子的個數百分比或物質的量百分比,而非質量百分比,但兩者可通過原子的相對原子質量來換算。
五、原子結構的特殊性(1~18號元素)
1.原子核中沒有中子的原子:1 1h。
2.最外層電子數與次外層電子數的倍數關係。
①最外層電子數與次外層電子數相等:4be、18ar; ②最外層電子數是次外層電子數2倍:6c;③最外層電子數是次外層電子數3倍:
8o;④最外層電子數是次外層電子數4倍:10ne;⑤最外層電子數是次外層電子數1/2倍:3li、14si。
3.電子層數與最外層電子數相等:1h、4be、13al。
4.電子總數為最外層電子數2倍:4be。
5.次外層電子數為最外層電子數2倍:3li、14si
6.內層電子總數是最外層電子數2倍:3li、15p。
六、1~20號元素組成的微粒的結構特點
1.常見的等電子體
①2個電子的微粒。分子:he、h2;離子:li+、h-、be2+。
②10個電子的微粒。分子:ne、hf、h2o、nh3、ch4;離子:na+、 mg2+、al3+、
nh+ 4、h3o+、n3-、o2-、f-、oh-、nh- 2等。
③18個電子的微粒。分子:ar、sih4、ph3、h2s、hcl、f2、h2o2、n2h4(聯氨)、c2h6(ch3ch3)、ch3nh2、ch3oh、ch3f、nh2oh(羥氨);離子:
k+、ca2+、cl-、s2-、hs-、p3-、o2- 2等。
2.等質子數的微粒
分子。14個質子:n2、co、c2h2;16個質子:s、o2。
離子。9個質子:f-、oh-、nh- 2;11個質子:na+、h3o+、nh+ 4;17個質子:hs-、cl-。
3.等式量的微粒
式量為28:n2、co、c2h4;式量為46:ch3ch2oh、hcooh;式量為98:
h**o4、h2so4;式量為32:s、o2;式量為100:caco3、khco3、mg3n2。
七、元素週期律及其實質
1.定義:元素的性質隨著元素原子序數的遞增而呈週期性變化的規律叫做元素週期律。
2.實質:是元素原子的核外電子排布的週期性變化的必然結果。
核外電子排布的週期性變化,決定了元素原子半徑、最外層電子數出現週期性變化,進而影響元素的性質出現週期性變化(見本考點「
三、2.原子結構與元素性質的關係」)。
3.具體例項:以第3週期或第viia族為例,隨著原子序數的遞增
注意:元素各項性質的週期性變化不是簡單的重複,而是在新的發展的基礎上重複。隨著原子序數的增大,元素間性質的差異也在逐漸增大,並且由量變引起質變。
八、元素週期表及其結構
1.元素週期表:電子層數相同的元素按原子序數遞增的順序從左到右排成橫行;最外層電子數相同的元素按電子層數遞增的順序從上到下排成縱行,得到的表叫元素週期表。
元素週期表是元素週期律的具體表現形式,它反映了元素之間相互聯絡的規律。
2.元素週期表的結構
⑴週期:具有相同的電子層數的元素按原子序數遞增的順序排列成的橫行叫週期。
長式週期表有 7 個週期:1、2、3 週期為短週期 ;4、5、6週期為長週期 ;7為不完全週期 。
目前1~7週期元素數目分別為2、8、8、18、18、32、26。
週期序數 = 電子層數。
⑵族:最外層電子數相同的元素按電子層數遞增的順序排成的縱行叫族(除8、9、10列)。長式元素週期表有 18 縱行,分為 16 個族。
主族:由短週期元素和長週期元素共同構成的族。用族序數後加字母a表示。7個。
副族:完全由長週期元素構成的族。用族序數(羅馬數字)後加字母b表示。7個。
第ⅷ族:第 8、9、10 縱行。 0族:第 18 列稀有氣體元素。
⑶鑭系元素:週期表中[行6,列3]的位置,共15種元素。
⑷錒系元素:週期表中[行7,列3]的位置,共15種元素。均為放射性元素
⑸過渡元素:第ⅷ族加全部副族共六十多種元素的通稱,因都是金屬,又叫過渡金屬。
九、原子結構、元素的性質、元素在週期表中的位置間的相互關係
1. 元素在週期表中位置與元素性質的關係
⑴分割槽線附近元素,既表現出一定的金屬性,又表現出一定的非金屬性。
⑵對角線規則:在元素週期表中,某些主族元素與右下方的主族元素的性質有些相似,其相似性甚至超過了同主族元素,被稱為「對角線規則」。
例項:① 鋰與鎂的相似性超過了它和鈉的相似性,如:lioh為中強鹼而不是強鹼,li2co3難溶於水等等。
② be、al的單質、氧化物、氫氧化物均表現出明顯的「兩性」;be 和al單質在常溫下均能被濃h2s04鈍化;a1c13和becl2均為共價化合物等。 ③ 晶體硼與晶體矽一樣,屬於堅硬難熔的原子晶體。
2.原子結構與元素性質的關係
⑴與原子半徑的關係:原子半徑越大,元素原子失電子的能力越強,還原性越強,氧化性越弱;反之,原子半徑越小,元素原子得電子的能力越強,氧化性越強,還原性越弱。
⑵與最外層電子數的關係:最外層電子數越多,元素原子得電子能力越強,氧化性越強;反之,最外層電子數越少,元素原子失電子能力越強,還原性越強。
⑶分析某種元素的性質,要把以上兩種因素要綜合起來考慮。即:元素原子半徑越小,最外層電子數越多,則元素原子得電子能力越強,氧化性越強,因此,氧化性最強的元素是氟f ;元素原子半徑越大,最外層電子數越少,則元素原子失電子能力越強,還原性越強,因此,還原性最強的元素是銫cs(排除放射性元素)。
⑷最外層電子數≥4,一般為非金屬元素,易得電子,難失電子;
最外層電子數≤3,一般為金屬元素,易失電子,難得電子;
最外層電子數=8(只有二個電子層時=2),一般不易得失電子,性質不活潑。如he、ne、ar等稀有氣體。
3.原子結構與元素在週期表中位置的關係
(1)電子層數等週期序數; (2)主族元素的族序數=最外層電子數;
(3)根據元素原子序數判斷其在週期表中位置的方法
記住每個週期的元素種類數目(2、8、8、18、18、32、32);用元素的原子序數依次減去各週期的元素數目,得到元素所在的週期序數,最後的差值(注意:如果越過了鑭系或錒系,還要再減去14)就是該元素在週期表中的縱行序數(從左向右數)。記住每個縱行的族序數知道該元素所在的族及族序數。
4.元素週期表的用途
⑴**元素的性質:根據原子結構、元素性質及表中位置的關係**元素的性質;
第五章物質結構元素週期律
第一課時原子結構 一 原子的構成 1 原子的構成 2 元素符號周圍各個數字的含義 3 組成原子的各種微粒及其相互關係 核電荷數 z質量數 a 陽離子的核外電子數 質子數 所帶電荷數 陰離子的核外電子數 質子數 所帶電荷數 2 元素 核素 同位素 注意 同位素的化學性質幾乎完全相同 自然界中穩定同位素...
第五章物質結構元素週期律
第1講原子結構與化學鍵 基礎全掃瞄 1 原子的構成 原子2 原子中各粒子之間的數量關係 1 18o中的質子數為8,中子數為10。2 i中的中子數與質子數之差為25。3 d3o 中的質子數為11,電子數為10,中子數為11。4 co中的質子數為30,電子數為32。3 元素 核素 同位素 1 基本概念 ...
第五章物質結構元素週期律
第一節原子結構學案 一 學習目標 一 知識目標 1 認識原子核的結構 2 理解質量數和azx的含義,3 掌握質量數 質子數 中子數 電子數間的關係。能進行質量數 質子數 中子數 電子數間的簡單計算 4 理解元素 同位素的含義,會判斷同位素 二 能力情感目標 1 培養學生對資料的分析處理 概括總結能力...