元素化合价与原子结构的关系

1、元素周期表的结构
（1）7个周期 周期序数＝电子层数 第1周期 2种元素
三个短周期 第2周期 8种元素 第3周期 8种元素 第4周期 18种元素
三个长周期 第5周期 18种元素
第6周期 32种元素 一个不完全周期 第7周期，应有32种元素，
现有26种元素。
（2）16个族 七个主族：由长周期和短周期元素组成， IA-VIIA 位于第1、2、13、14、15、16、 17纵行 七个副族：仅由长周期元素组成，IB-VIIB 位于第11、12、3、4、5、6、7纵行
( D)
B．它是第六周期元素
C．它的原子核内有 63 个质子
D．它的一种同位素的核内有 89 个中子
高考题组二 原子结构中基本微粒之间的相互关系
6．(2008·全国理综Ⅱ，11)某元素的一种同位素X的原子质量数为
A，含N个中子，它与1H原子组成HmX分子。在a g HmX中所含
质子的物质的量是
()
道尔顿：建立原子学说（原子是实心球体） 汤姆逊：发现电子（原子可以再分） 卢瑟福：原子核和电子 （电子沿轨道运转） 玻尔： 电子分层排布 20世纪20年代后：电子云模型（量子力学模 型）
X a +d c-+-
be
a——代表质量数； b——代表核电荷数； c——代表离子的价态； d——代表化合价； e ——代表原子个数
M M1 a1% M2 a2 % ......
▪ 元素的近似相对原子质量：用同位素的质量数代替其相对 原子量进行计算的结果。
4．(2009·全国理综Ⅱ，9)某元素只存在两种天然同Biblioteka Baidu素，且
在自然界它们的含量相近，其相对原子质量为 152.0，原
子核外的电子数为 63。下列叙述中错误的是 A．它是副族元素
▪ 质量数：质子数与中子数之和，近似等于该核素的相对原 子质量
▪ 核素的相对原子质量：一个原子的质量与一个12C原子质 量的1/12的比值。其数值近似等于该核素的质量数。
▪ 元素的相对原子质量：用该元素的各种天然核素的相对原 子质量及其在自然界中含量算出来的平均值。（该值为周 期表上的元素的相对原子质量）
分子：Ar、 HCl 、 H2S 、PH3 、 F2 、H2O2、 C2H6、CH3OH、N2H4
18电子体之间的反应？ 10e-与18e-之间的反应？
1﹑元素周期表的编排 ㈠编排依据： 元素周期律
㈡编排原则：
⑴ 按原子序数递增的顺序从左到右排列
⑵ 将电子层数相同的元素排列成一个横行. ⑶ 把最外层电子数相同的元素按电子层数递增的顺 序从上到下排成纵行.
NaOH 强碱
12
Mg
热水较快 盐酸剧烈
13
Al
盐酸 较快
Mg(OH)2 Al(OH)3 中强碱 两性氢氧化物
结论：金属性 Na > Mg > Al
比较元素非金属性强弱的方法
▪ ①单质与氢气化合的难易程度以及氢化 物的稳定性；
▪ ②最高价氧化物对应水化物（即最高价 含氧酸）酸性的强弱；
▪ ③非金属间的置换反应； ▪ ④非金属阴离子的还原性的强弱；
元素化合价与原子结构的 关系
1、铝和盐酸反应的离子方程式 2、铝和NaOH溶液反应 3、Al2O3和NaOH反应 4、Al（OH）3和NaOH反应 5、电解氧化铝制铝 6、Al3+和AlO2-反应 7、AlCl3和过量氨水反应 8、NaAlO2溶液中通入过量CO2 9、Al和Fe2O3反应
原子学说的发展
原子之间通过共用电子对所形成的 化学键叫共价键
离子键和共价键的比较
离子键
共价键
成键微粒 阴、阳离子
原子
成键本质 静电作用
表示方法 Na+ [：C·l·：]··
成键元素 活泼金属与活 泼非金属元素
共用电子对
·· ··
H
C··l ··
同种或不同种
非金属元素
3、元素主要化合价的周期性变化
同周期元素结构和性质的递变：
同周期元素，从左向右，随着原子序数的递增， 原子半径依次减__小__，原子核对核外电子的吸引能 力依次_增__强__，故原子得电子能力依次_增__强__，失 电子能力依次_减__弱__，所以金属性依次_减__弱__，非 金属性依次_增__强_。
2．下列离子中，电子数大于质子数且质子数大于中子数
的是
(D )
A．D3O＋ B．Li＋
C．OD－
D．OH－
6．有关H、D、T、HD、H2、D＋、H－这七种微粒的说法
正确的是
( D)
A．互为同位素
B．是七种氢元素
C．电子数相同
D．HD和H2均是单质
4、几种重要的原子量
核素的相对原子质量和元素的相对原子质量
（1）确定元素在周期表中的位置；
（2）预测元素的性质；
（3）启发人们在一定的区域内寻找新物 质，会找不同用途的元素——
▪ 在位于金属和非金属的分界线处寻找半 导体材料；
▪ 在过渡元素中寻找催化剂和合金材料；
▪ 在右上方如氯、磷、硫等处寻找制造农 药的元素；
非金属性逐渐增强
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
元素
核素
核素
同位素
几种常见的同位素：
11H
12H（D）
3 1
H（T）
氕氘
氚
D2O 重水
T2O超重水
C 12 6
C C 13
14
6
6
U U U 23
235
238
492
92
92
核材料
思考：同位素的“同”和“异”分别是什么？“同 位”是什么含义？
同：质子数相同，异：中子数不同。 同位：在周期表中的位置相同。
金属
非金属
判断元素金属性强弱的方法
▪ ①单质与水或酸反应置换出氢气的难易 程度；
▪ ②最高价氧化物对应水化物（即氢氧化 物）碱性的强弱；
▪ ③按金属活动性顺序表 ▪ ④金属间的置换反应； ▪ ⑤金属阳离子的氧化性的强弱；
原子序数 元素符号
单质与水(或 酸)反应情况
氢氧化物 碱 性强弱
11 Na
冷水 剧烈
③某元素的最外层上的电子数是次外层层电子数的2 倍,则该元素是 ( )C.
1－18号元素微粒结构的特点：
①与He原子电子层结构相同的阴、阳离子：
H-、Li＋、Be2+
②与Ne原子电子层结构相同的阴、阳离子：
O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+
③与Ar原子电子层结构相同的阴、阳离子：
S2-、Cl-、K+、Ca2+
2、10电子、18电子微粒及反应
阳离子：Na+、 Mg 2 + 、 Al 3+ 、 NH4+ 、 H3O+ 10e- 阴离子：N3-、 O2- 、 F- 、 OH- 、 NH2-
分子：Ne、 HF 、 H2O 、NH3 、 CH4 、 10电子体之间的反应？
阳离子：K+、 Ca 2 + 18e-阴离子：P3-、 S2- 、 HS- 、Cl-
核外电子排布
原子序数 电子 最外层 达到稳定结构时的 层数 电子数 最外层电子数
1～2 1 1 2
2
3～10 2 1 8
8
11～18 3 1 8
8
结论：随着原子序数的递增，元素原子的最外
层电子排布呈现周期性变化。
元素化合价
原子序数 1～2 3～10 11～18
化合价的变化
＋1
0
＋1
－4＋5 －1
一个第Ⅷ族：位于第8、9、10三个纵行
一个0族：稀有气体元素族，位于第18纵行
主族序数＝最外层电子数＝最高正价数
主族序数＝主族元素的最高正价数 ＝8－最低负价数
周期表中特殊位置的元素：
（1）族序数等于周期数的元素： H、Be、Al
（2）族序数是周期数两倍的元素：C、S
（3）族序数是周期数三倍的元素： O
（4）同位素的两个特征：
①同一元素的各种同位素的化学性质几乎完全相同 ②在天然存在的某种元素里，各种同位素所占的原子个 数百分数一般是不变的
考点二：元素、核素、同位素
2、元素、核素和同位素的概念 （5）元素、核素和同位素的区别
质子
原 原子核 中子 子 核外电子
决定元 素种类
决定原子种类 最外层电子数，决（核素） 定原子化学性质
周期性变化的规律叫做元素周期律。 3、元素周期律的实质 元素性质的周期性变化是元素原子结
构周期性变化的必然结果，这就是元素周 期律的实质。
4、同周期、同主族元素结构、性质的递 变规律及金属元素、非金属元素的分区：
分界线左边是金属元素，分界线右边 是非金属元素，最右一个纵行是稀有气体 元素。见下图：
元素周期表和元素周期律的应用
误区警示
①有质子的微粒不一定有中子如11H。 ②有质子的微粒不一定有电子如H+。 ③质子数相同的微粒不一定属于同一种元素如 Ne、HF、H2O、NH3、CH4等。 ④任何元素都有零价，但不一定都有负价或正价。 如F无正价，Na、Mg、Al等无负价。
考点二：元素、核素、同位素
1、元素、核素和同位素的概念 （1）元素的定义:__具_有__相__同__核__电__荷__数__的__同__一__类__原__子___。 （2）核素的定义:__具_有__一__定__数__目__的__质__子__和__一__定__数__目__的__ ___中__子__的__一__种__原__子___. （3）同位素的定义:_把__质__子__数__相__同__而__中__子__数__不__同__的__同_一__ ____元_素__的__不__同__原__子___.
气态氢化物与最高价氧化物对应水化物能
反应的元素—— S、N 。
元素周期律
一、元素周期律
元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性 变化的规律叫元素周期律。
主要包括： 1、核外电子排布的周期性变化 2、原子半径的周期性变化 3、元素主要化合价的周期性变化
1、核外电子排布的周期性变化
2、元素原子半径的周期性变化
2、各电子层最多能容纳的电子数为 2n2
3、最外层电子数不能超过 8（当K层为最外层 时不能超过 2 ）。
4、次外层电子数不能超过 18 ，倒数第三层 电子数不能超过 32 。
注意：以上四条规律是相互联系的，不能孤
立地理解。
练习 各层的电子数推断元素：
①某元素的M层上的电子数是K层的3倍,则该元 素是( S ). ②某元素的最外层上的电子数是次外层层电子数 的一半,是倒数第三层的2倍,则该元素是( S).i
0
＋1 －4 ＋7 －1
0
结论：随着原子序数的递增，元素化合价呈现 周期性变化。
化合价与原子 结构的关系
元素的最高正化合价=元素原 子的最外层电子数
｜最低负价｜+ 最高正价 = 8
随着原子序数的递增，元素原子的核 外电子层排布、原子半径和化合价均 呈现周期性变化。
2、元素周期律 元素的性质随着原子序数的递增而呈
（4）周期数是族序数两倍的元素：Li、Ca
（5）周期数是族序数两倍的元素： Li
（6）最高正价与最低负价代数和为零的短周期
元素：
Na
常见元素的一些特性：
最活泼的非金属—— F ； 最活泼的金属 —— Cs ； 气态氢化物含氢量最高的非金属——C ；
常温下呈液态的非金属—— Br ;
硬度最大的单质—— C ； 熔点最高的单质—— C ； 地壳中含量最多的元素 —— O ； 地壳中含量最多的金属元素—— Al ；
原子序数
14
15
16
17
元素符号
Si
单质与H2化合 的难易
高温
气态氢化物的 稳定性
很不SiH稳4定
P
磷蒸气 不P稳H定3
S
加热 H2S 不稳定
Cl
光照或点燃 爆炸化合
HCl 稳定
最高价氧化物 对应水化物的
酸性
H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4 极弱酸 中强酸 强酸 最强酸
非金属性 Si < P < S < Cl
同主族元素结构和性质的递变：
同主族元素，从上到下，随着原子序数的递增， 原子半径依次增__大__，原子核对核外电子的吸引能 力依次_减__小__，故原子得电子能力依次_减__弱__，失 电子能力依次_增__强__，所以金属性依次_增__强__，非 金属性依次_减__弱__。
Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl
A.A＋a m(A－N＋m) mol
B.Aa(A－N) mol
C.A＋a m(A－N) mol
D.Aa(A－N＋m) mol
考点三：核外电子排布规律
电子层
电子层的代号
n
123 4567
序号
各
K L MNOPQ
电 子 层
与原子核 的距离
能量
从小到大 从低到高
核外电子的排布规律及表示方法
1、核外电子总是尽先排布在能量最低的电子 层里，然后由里往外，依次排布在能量较高的 电子层里。
1 2 3 4 5
金 属 性 逐 渐 增 强
强 非
零
B Al
非金属区
Si
金
属 性
族
Ge As
金属区 Sb Te
逐
渐 增
元
6
Po At 素
7
金属性逐渐增强
五、化学键
定义：相邻的两个或多个原子(或离子)
之间强烈的相互作用叫做化学键。
化学键
离子键 共价键 金属键
极性键 非极性键
由阴、阳离子之间通过静电作用所 形成的化学键叫离子键