沣荻了无痕

第五章　物质结构　元素周期中

 

第一节　原子结构

 

一、原子结构

 

1.组成

　　　　　　　　原子核　　　质子（Z）个

　　原子　　　　　　　中子（A－Z）个　　　

　　　　　　　　核外电子　Z个

　　　　注：不含中子的¹H，质子是H^＋

　　例： 的　　　　　　　中子数　　　　　

　　　　质子数是　　　　　　　电子数　　　　　，最外层电子数　　　　

　　　　1g 的质子数是　　　　　中子数　　　　　电子数　　　　

2.各数间关系：

（1）质子数=核电荷数＝原子序数（原子）

（2）质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）　　

（3）核外电子数＝质子数－（带电离子电荷）

　题型：各数（m、n、A、Z、N、电子数、M）之间换算

二、核外电子排布

 

例：某元素阴离子R^n－的原子核中的中子数为(A－x＋n)，其中A为原子的质量数，则

wgR^n－中电子总数为(N_A为阿佛加德罗常数)（　　　）

A.W（A－X）N_A/A　　　　　　　B.W（A－n）N_A/A

C.（A－X－n）N_A/（A－W）　 　D.WXN_A/A

（一）电子特点：

1.质量极小，占原子核质量的1/1840；

2.运动速度快， 接近光速；

3.运动空间“大”　　R＝10^－10m

（二）电子云：电子在核外高速运动就好象带负电荷的云雾宠罩在原子核周围。

（三）核外电子排布规律：

　1.能量最低原理：核外电子尽先排布在能量最低的电子层里，再依次排布在能量较

高的电子层里。

       2.核外电子K、L、M、N、O、P、Q层

       3.每层最多容纳2n²个电子

       4.最外层不超过8个电子

        次外层不超过18个电子

        倒数第三层不超过32个电子

     各稀有气体核外电子排布情况

He:                                           Rn:

Ne:                                         

Ar:                                       

Kr:                                   

Xe:

注：1）除He外，其余稀有气体原子最外层8个e^-，

三、同位数

（一）定义：质子数相同，中子数不同的同一元素的原子互称为同位素

例：H、D、T互为同位素；　　 O₂、O₃互为同素异形体

    H⁺、D⁺、T⁺ 不是同位素； ¹⁸O₂、¹⁶O₃ 互为同素异形体

    H₂、D₂、T₂ 不是同位素； C₂H₅OH与CH₃OH₃ 同分异构体

    CH₄、C₄H₁₀ 互为同系物； C₃H₆、C₄H₈ 关系不确定

（二）特点：

1．同：质子数、元素符号、电子层结构、化学性质；

2．不同：质子数、质量数、摩尔质量、原子结构、ρ（气体）；

3．似：形成物质的物理性质（色、态、水溶性等）如：³⁵Cl₂  ³⁷Cl₂均黄绿色；

4．绝大多数元素存在天然同位素，各种天然同位素原子在自然界所含原子百分比固定不变；

元素的相对原子质量= MiXi%（M为各同位素原子的相对原子质量，X%为各原子在自然界所含原子百分比）

例：现将某文献资料上记载的相对原子质量数据摘录如下：

回答：（1）34.969表示               

     （2）35.453表示               

     （3）35表示                  

     （4）35.485表示                

     （5）24.23%表示               

 

注：做题的几个误区：

1）  元素的原子量≠某原子的相对原子质量（判断）

2）  原子的相对原子质量≠该原子的质量数（判断），但计算时常将相对原子质量求出视为对应质量数继而求质子数

几种题型

 

1．已知 、求各原子个数比或某原子的质量百分比.

例：已知B有两种天然同位素¹⁰B、¹¹B的相对原子质量为10.8，则¹⁰B的质量百分比

=         

2．已知同位素原子组成的各种分子 、求各物质的个数比。

例：某元素M形成气态分子M₂有三种，其相对分子质量分别为70、72、74,它们的物质的量之比为9：6：1，试判断：

1）  M有  2  种同位素

2）  M₂的平均分子量 71 

3）  质量数最小的同位素原子所占原子百分比  75% 

 

 

 

第三节   元素周期律

 

一、元素的性质

 

（一）非金属性：

1．定义：元素的原子得电子能力

2．表现（或实验证明）

1）与H₂化合能力（强）

2）HnX或XHn的稳定性（高）

3）最高价含氧酸的酸性（强）

其它实验证明方法

1）置换（易）

2）与同种元素反应化合价升价（高）

3）单核阴离子失电子能力（弱）

（二）金属性

1．定义：元素的原子失电子能力

2．表现：（或实验证明）

1）与H₂O（或酸）反应剧烈程度（大）

2）最高价碱碱性（强）

其它方法

1）置换（水中）

2）其阳离子得电子能力（弱）

二、原子结构与性质关系

 

1．最外层电子排布饱和的粒子稳定，不易得失电子（如He、Ne、Na⁺、Cl^-等）

2．最外层电子数<4，一般为金属元素，易失电子（除H、B外）

最外层电子数>4，一般为非金属，易得电子（除Sb、Bi、Po等）

最外层电子数=4，不易得失电子，一般以共价金属与其它原子相结合。

3．金属元素一般只显正价，形成阳离子

非金属元素一般显负价时，多为阴离子（除AlCl₃），不能由元素的正价确定族序数。

 

4．R越大，电子离核越远，失电子能力↑，得电子能力↓

      R越小，电子得离核越近，得电子能力↑，失电子能力↓

能量越低越稳定

三、元素周期律

 

（一）定义：元素的性质随原子序数递增而呈周期性变化

（二）根本原因：核外电子排布的周期变化

（三）表现

1．原子半径周期性变化：每隔一定数目原子大原子半径重复出现→小的变化

2．元素主要化合价周期性变化：每隔一定数目原子最高正价↑，最低负价↓

                                    金属性↓

3．元素的性质：

                                     非金属性↑

注：1）O、F无最高正价

    2）希气原子半径特别大，测量标准不同

单核粒子半径规律1）层多径大                      如Cl＞F，Cl^－＞F^－

2）层同、核大径小            如S^2－＞ Cl^－，S＞Cl

3）核同，e^-多径大              如Na＞Na^＋，Cl^－＞Cl

第三节  元素周期表

 

一、结构：（3个7   2个1）

 

                     短周期 一、二、三

（一）周期  长     四、五、六

       （7个） 不     七   （26种）

（二）族     主 ⅠA……ⅦA

16个      副  ⅢB……ⅦB……ⅠBⅡB

（18纵行     零  0

18列）     Ⅷ  （3个纵行）

 

说明：

 

1．镧系：第六周期57-71  15种

 

   锕系：第七……89-103  15种

 

   超铀：92号以后

 

2．过渡元素：ⅢB-ⅡB

 

3．同族相邻周期序数之差：2、8、18、32

 

   同周期相邻主族序数之差：1、11、25

 

4．希气序号：2、10、18、36、54、86、118、168……

 

默写周期表主族元素符号、名称、排列

 

二、位置与结构关系

 

1．周期序数=电子层数

 

2．主族族序数＝最外层电子数＝最高正价，最高正价＋｜最低负价｜＝8.

 

注：1．最外层电子数为1的原子：H及Cu、Cr；

 

最外层电子数为2的原子：He(0族)ⅡA，各副族、第Ⅷ

 

2．次外层电子数为8的原子：除第一、二周期ⅠA、ⅡA；

 

次外层电子数为18的原子：第四周期ⅢA以后元素

 

3．只能由电子层数确定原子的周期序数，不能由最外层电子数确定原子的族序数

 

（仅当>3）

 

4．最外层电子数为3-7定为主族元素。

 

三、位置与性质关系

 

1．→  非↑  金属↓  （递变）

 

2．↓  金↑   非↓    （相似而递变）

 

3．     递变

 

4．     斜线相似

 

5．分界线（金属与非金属）

 

四、周期表应用

 

　　1.推测元素的性质

 

　　2.对发现未知元素起指导作用；

 

　　3.在某些区域选择功能元素（两性元素杀虫剂，半导体材料，催化剂。）

 

各主族氢化物最高价氧化物及对应水化物化学式

 

注：1．全为气体的为O族，全为固态ⅡA、ⅢA、ⅣA过渡元素有各种状态ⅦA

 

2．全为非金属为ⅦAO族，全为金属ⅡA 副族，

 

总表

 

 

＋电子微粒小结