第三节原子的电子层结构和元素周期律
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结论：电离能的大小反映了原子 失去电子的难易。
电子亲和能 (EA )
元素的气态原子在基态时得到一个电子形成气态 阴离子所放出的能量，叫电子亲和能。
电子亲和能的大小反映原子获得电子的难易；电 子亲和能越负，原子获得电子的能力越强。
递变规律： 主族：左→右，减小；上→下，增大。
电离能、电子亲和能都只从一个侧面 反映了原子得失电子的能力。1932年鲍林 首先提出元素电负性的概念，可全面衡量 分子中原子争夺电子的能力 。
元素基本性质的周期性
元素周期表
原子半径减小 电离能增加 电子亲和能增加 电负性增加
原子半径增大 电离能减小 电子亲和能减小 电负性减小
课堂练习
一（一）8 三，2
质量数(A) ＝ 质子数(Z) + 中子数(N)
原子（
A
Z
X
）原子核
质子 Z个 中子 ( A
核外电子 Z个
Z
)个
2.原子核外的电子排布
随原子序数的递增，元素原子的最外 层电子排布呈现出周期性变化。
一、原子结构与元素周期律的关系
1.原子的电子层结构和周期的划分
（1）适用金属元素 （2）固体中测定两个最邻 近原子 的核间距一半
共价半径
同种元素两个原子以共价单键结合时，其核间距离的一半， 称为该原子的共价半径。
（1）适用非金属元素 （2）测定单质分子中两个相 邻原子的核间距一半
范德华半径
分子晶体中，粒子之间以范德华力结合，非键的相临 两个同种原子核间距离的一半，称为该原子的范德华半径。
ⅢA、… 最外层电子数=族序数 副族：完全由长周期元素构成的族。 表示方法：在族序数后标“B”字。如ⅠB、ⅡB、
ⅢB、… 第VⅢ族： （“八、九、十” 三个纵行） 0族：稀有气体元素
七主七副零八族
小结:
短周期
第一周期 第二周期
—— 2 种 —— 8 种
周期
（7个） 长周期
第三周期 第四周期
第一章 原子结构
第三节 原子的电子层结构 和元素周期律
1、掌握能级组与周期、价电子构型与族的关系。
本
2、掌握有效核电荷数、原子半径、电离能、电负 性、氧化值与元素性质的变化关系。
节 3、理解周期表中元素的分区。
基 重点：
本 1、能级组与周期、价电子构型与族的关系
要
2、电负性、氧化值；周期表中元素性质的递变关 系；金属性、非金属性强弱的判别依据
元素原子的电子层结构呈周期性变化，元 素性质也呈周期性变化吗？
元素性质的周期性
原子半径 电离能 电子亲和能 电负性 元素的金属性和非金属性 ……
原子半径
严格地讲，由于电子云没有边界，原子半径也就无一定数。 迄今所有的原子半径都是在结合状态下测定的。
金属半径
金属单质晶体中两相邻金属原子核间距离的一半， 称为该金属原子的金属半径。
a、主族元素的族数=原子最外层的电子数 特点：次外层的电子数为8或18
b、副族元素：主族元素以外的其它元素 特点：8<次外层的电子数<18 族数=(n-1)d+ns的电子数（第Ⅷ族外）
c、ⅠB、ⅡB副族元素的特点(n-1)d10ns1~2 族数=最外层的电子数
d、第Ⅷ族的特点: (n-1)d6~8ns2
电负性
指在分子中原子吸引成键电子的能力。指定最活泼的非 金属元素氟的电负性为4.0，然后通过计算得出其他元素电负 性的相对值。
同周期：左→右，χ增大； 递变规律： 同主族：上→下，χ减小。
应用： ①判断元素的种类： 金属元素多在2.0以下，铯（钫）最小；非金属
元素的电负性大于2.0，氟最大。 ②化学键的种类。
E (g) == E+ (g) + e- I 1
E+ (g) ==E 2+ (g) + e- I 2
● ● ●
I1<I2<I3<I4
同周期总趋势： 自左至右增大
同族总趋势： 自上至下减小
影响因素：
有效核电荷、原子半径和原子的电子层结构。
递变规律： ①同元素原子： I1＜I2＜I3 ②同族元素： 主族：从上到下减小； 副族：从上到下增大。 ③同周期：总体从左到右增大，但有 起伏变化。
第五周期 第六周期
—— 8 种 —— 18 种 —— 18 种
—— 32 种
不完全周期 第七周期 —— 26 种
主族 ———共 7个主族，包括短周期和长周期元素
族
（16个）
0 族 ————稀有气体元素 副族 ———共 7个副族，只包括在长周期中
第VIII族 ——包括第8、9、10 纵行
3. 区
元素周期表中价电子排布类似的元素集中在一起，分为5个 区，并以最后填入的电子的能级代号作为区号。
求 难点：
价电子构型与族的关系；电离能、电子亲和能、
电负性ห้องสมุดไป่ตู้
复习提问
❖1、什么是元素的原子序数？ ❖2、原子结构中存在哪些关系？
一、原子的结构
将已发现的116种元素按核电荷数从小到大依 次排列起来，得到的顺序号称为元素的原子序数。
1.原子结构中的关系
原子序数＝核电荷数(Z)＝核内质子数＝核外电子数
同周期原子半径的变化趋势 (一)
总趋势：随着原子序数的增大,原子半径自左至右减小. 解 释: 电子层数不变的情况下，有效核电荷的增大导致 核对外层电子的引力增大.
同周期原子半径的变化趋势 (二)
相邻元素的减小幅度：主族元素 > 过渡元素 > 内过渡元素
◆ 第3周期前7个元素平均减小: [ r(Na) - r(Cl)]/6 = [191 pm - 99 pm]/6 =
核电荷(Z*) 迅速增大。例如, 由Na(Z=11)至Cl (Z=17), 核电荷增加6, 最外层3s电子
感受到的有效核电荷则增加4.56(由2.51增加至7.07)。
◆ 过渡元素: 电子逐个填加在次外层, 增加的次外层电子对原来最外层上电子的屏蔽
较强, 有效核电荷增加较小。
◆ 内过渡元素: 电子逐个填加在外数第三层, 增加的电子对原来最外层上电子的屏蔽
若形成化合物的两种原子电负性相差(∆χ)： 离子键 >1.7，共价键<1.7。
电负性变化的形象表示
元素的氧化值
元素的氧化值与其价层电子构型有关；元素 原子参加化学反应时：
最高氧化值=该原子的价电子总数(O、F除外) 非金属元素最低负氧化值 = 最高正氧化值- 8
元素的金属性与非金属性
元素的金属性：原子失去电子成为阳离子的能 力电离能
元素最高价氧化物的水化物 （含氧酸）
的酸性强弱
（强～强）
元素单质与氢气反应的难易 （易～强）
气态氢化物的稳定性 （稳定～强）
✓同一周期元素金属性和非金属变化
非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强
Li Be B C N O F Ne
3锂 4铍 5硼 6碳 7氮 8氧 9氟 10氖
Na Mg Al Si
P
S Cl Ar
11钠 12镁 13铝 14硅 15磷 16硫 17氯 18氩
非金属性逐渐增强，金属性逐渐减弱
✓同一主族元素金属性和非金属变化
Li
3锂
金
属
Na
性 11钠
逐
K
渐
增 19钾
强
Rb
37铷 Cs
55铯
F
金
属 性
9氟
逐
Cl
渐
增 强
17氯
， 非
Br
金
属 35溴
性
逐
I
渐
减 弱
53碘
At
金 属 性 逐 渐 减 弱 ， 非 金 属 性 逐 渐 增 强
周期（横行） 具有相同的电子层数而又按原子序数递增的顺
序排列的一系列元素，称为一个周期。
周期数=电子层数。
动态元素周期表
周期
短周期： 第一、二、三周期 长周期： 第四、五、六周期 不完全周期： 第七周期
三长 三短 一不全
2.原子电子层结构和族的划分
族（纵行） 主族：由短周期元素和长周期元素共同构成的族。 表示方法：在族序数后面标一“A”字。ⅠA、ⅡA、
课堂练习
书19页，二、2 课后作业：复习本次课重点内容 预习：二、元素某些性质的周期性
周期表新的划分规则
1988年IUPAC建议以长周期为分族基础，共 分18个族，不分A、B族，用阿拉伯数字代替罗马 数字作为族号，使外围电子构型与之密切地联系 起来，称为现代周期表。
引入
[问题探究]同一周期，同一族电子层结构的 周期性变化规律？图示
元素的非金属性：原子得到电子成为阴离子的 能力电子亲和能
一般来说，金属电负性小于2，非金属的电负 性大于2
元素的金属性和非金属性强弱的判断依据
元素 金属性
元素单质与酸反应的难易 （易～强）
元素单质与水反应的难易 （易～强）
元素最高价氧化物的水化物（氢氧化物）
的碱性强弱
（强～强）
元素 非金属性
85砹
元素的金属性和非金属性递变小结
非金属性逐渐增强
H
金 Li Be B C N O F
属
性 Na Mg Al Si P S Cl
逐
渐 K Ca Ga Ge As Se Br
增
强 Rb Sr In Sn Sb Te I
非 金 属 性 逐 渐 增 强
Cs Ba Tl Pb Bi Po At
金属性逐渐增强
很强, 有效核电荷增加甚小。
镧系收缩 镧系元素的原子半径和离子半径随着原子序数
的增加而逐渐减小的现象称为镧系收缩。
镧系收缩的结果 ⅣB Zr和Hf ⅤB Nb和Ta ⅥB Mo和W
每对原子的原子半径和离子半径较 接近，化学性质也十分相似，造成这 三对元素在分离上十分困难。
电离能 I
电离能涉及分级概念。基态气体原子失去最外层一个电子成 为气态+1价离子所需的最小能量叫第一电离能, 再从正离子相继 逐个失去电子所需的最小能量则叫第二、第三 … 电离能。各级 电离能符号分别用I1、I2、I3 等表示, 它们的数值关系为I1＜I2＜ I3…. 这种关系不难理解, 因为从正离子离出电子比从电中性原子 离出电子难得多, 而且离子电荷越高越困难。
15.3 pm ◆ 第一过渡系10个元素平均减小: [ r(Sc) - r(Zn)]/9 = [164 pm - 137 pm]/9 =
◆ 镧系15个元素平均减小:
3.0 pm [ r(La) - r(Lu)]/14 = [188 pm - 173pm]/14 =
1.1 pm
解 释:
◆ 主族元素: 电子逐个填加在最外层, 对原来最外层上的电子的屏蔽参数(σ)小, 有效
电子亲和能 (EA )
元素的气态原子在基态时得到一个电子形成气态 阴离子所放出的能量，叫电子亲和能。
电子亲和能的大小反映原子获得电子的难易；电 子亲和能越负，原子获得电子的能力越强。
递变规律： 主族：左→右，减小；上→下，增大。
电离能、电子亲和能都只从一个侧面 反映了原子得失电子的能力。1932年鲍林 首先提出元素电负性的概念，可全面衡量 分子中原子争夺电子的能力 。
元素基本性质的周期性
元素周期表
原子半径减小 电离能增加 电子亲和能增加 电负性增加
原子半径增大 电离能减小 电子亲和能减小 电负性减小
课堂练习
一（一）8 三，2
质量数(A) ＝ 质子数(Z) + 中子数(N)
原子（
A
Z
X
）原子核
质子 Z个 中子 ( A
核外电子 Z个
Z
)个
2.原子核外的电子排布
随原子序数的递增，元素原子的最外 层电子排布呈现出周期性变化。
一、原子结构与元素周期律的关系
1.原子的电子层结构和周期的划分
（1）适用金属元素 （2）固体中测定两个最邻 近原子 的核间距一半
共价半径
同种元素两个原子以共价单键结合时，其核间距离的一半， 称为该原子的共价半径。
（1）适用非金属元素 （2）测定单质分子中两个相 邻原子的核间距一半
范德华半径
分子晶体中，粒子之间以范德华力结合，非键的相临 两个同种原子核间距离的一半，称为该原子的范德华半径。
ⅢA、… 最外层电子数=族序数 副族：完全由长周期元素构成的族。 表示方法：在族序数后标“B”字。如ⅠB、ⅡB、
ⅢB、… 第VⅢ族： （“八、九、十” 三个纵行） 0族：稀有气体元素
七主七副零八族
小结:
短周期
第一周期 第二周期
—— 2 种 —— 8 种
周期
（7个） 长周期
第三周期 第四周期
第一章 原子结构
第三节 原子的电子层结构 和元素周期律
1、掌握能级组与周期、价电子构型与族的关系。
本
2、掌握有效核电荷数、原子半径、电离能、电负 性、氧化值与元素性质的变化关系。
节 3、理解周期表中元素的分区。
基 重点：
本 1、能级组与周期、价电子构型与族的关系
要
2、电负性、氧化值；周期表中元素性质的递变关 系；金属性、非金属性强弱的判别依据
元素原子的电子层结构呈周期性变化，元 素性质也呈周期性变化吗？
元素性质的周期性
原子半径 电离能 电子亲和能 电负性 元素的金属性和非金属性 ……
原子半径
严格地讲，由于电子云没有边界，原子半径也就无一定数。 迄今所有的原子半径都是在结合状态下测定的。
金属半径
金属单质晶体中两相邻金属原子核间距离的一半， 称为该金属原子的金属半径。
a、主族元素的族数=原子最外层的电子数 特点：次外层的电子数为8或18
b、副族元素：主族元素以外的其它元素 特点：8<次外层的电子数<18 族数=(n-1)d+ns的电子数（第Ⅷ族外）
c、ⅠB、ⅡB副族元素的特点(n-1)d10ns1~2 族数=最外层的电子数
d、第Ⅷ族的特点: (n-1)d6~8ns2
电负性
指在分子中原子吸引成键电子的能力。指定最活泼的非 金属元素氟的电负性为4.0，然后通过计算得出其他元素电负 性的相对值。
同周期：左→右，χ增大； 递变规律： 同主族：上→下，χ减小。
应用： ①判断元素的种类： 金属元素多在2.0以下，铯（钫）最小；非金属
元素的电负性大于2.0，氟最大。 ②化学键的种类。
E (g) == E+ (g) + e- I 1
E+ (g) ==E 2+ (g) + e- I 2
● ● ●
I1<I2<I3<I4
同周期总趋势： 自左至右增大
同族总趋势： 自上至下减小
影响因素：
有效核电荷、原子半径和原子的电子层结构。
递变规律： ①同元素原子： I1＜I2＜I3 ②同族元素： 主族：从上到下减小； 副族：从上到下增大。 ③同周期：总体从左到右增大，但有 起伏变化。
第五周期 第六周期
—— 8 种 —— 18 种 —— 18 种
—— 32 种
不完全周期 第七周期 —— 26 种
主族 ———共 7个主族，包括短周期和长周期元素
族
（16个）
0 族 ————稀有气体元素 副族 ———共 7个副族，只包括在长周期中
第VIII族 ——包括第8、9、10 纵行
3. 区
元素周期表中价电子排布类似的元素集中在一起，分为5个 区，并以最后填入的电子的能级代号作为区号。
求 难点：
价电子构型与族的关系；电离能、电子亲和能、
电负性ห้องสมุดไป่ตู้
复习提问
❖1、什么是元素的原子序数？ ❖2、原子结构中存在哪些关系？
一、原子的结构
将已发现的116种元素按核电荷数从小到大依 次排列起来，得到的顺序号称为元素的原子序数。
1.原子结构中的关系
原子序数＝核电荷数(Z)＝核内质子数＝核外电子数
同周期原子半径的变化趋势 (一)
总趋势：随着原子序数的增大,原子半径自左至右减小. 解 释: 电子层数不变的情况下，有效核电荷的增大导致 核对外层电子的引力增大.
同周期原子半径的变化趋势 (二)
相邻元素的减小幅度：主族元素 > 过渡元素 > 内过渡元素
◆ 第3周期前7个元素平均减小: [ r(Na) - r(Cl)]/6 = [191 pm - 99 pm]/6 =
核电荷(Z*) 迅速增大。例如, 由Na(Z=11)至Cl (Z=17), 核电荷增加6, 最外层3s电子
感受到的有效核电荷则增加4.56(由2.51增加至7.07)。
◆ 过渡元素: 电子逐个填加在次外层, 增加的次外层电子对原来最外层上电子的屏蔽
较强, 有效核电荷增加较小。
◆ 内过渡元素: 电子逐个填加在外数第三层, 增加的电子对原来最外层上电子的屏蔽
若形成化合物的两种原子电负性相差(∆χ)： 离子键 >1.7，共价键<1.7。
电负性变化的形象表示
元素的氧化值
元素的氧化值与其价层电子构型有关；元素 原子参加化学反应时：
最高氧化值=该原子的价电子总数(O、F除外) 非金属元素最低负氧化值 = 最高正氧化值- 8
元素的金属性与非金属性
元素的金属性：原子失去电子成为阳离子的能 力电离能
元素最高价氧化物的水化物 （含氧酸）
的酸性强弱
（强～强）
元素单质与氢气反应的难易 （易～强）
气态氢化物的稳定性 （稳定～强）
✓同一周期元素金属性和非金属变化
非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强
Li Be B C N O F Ne
3锂 4铍 5硼 6碳 7氮 8氧 9氟 10氖
Na Mg Al Si
P
S Cl Ar
11钠 12镁 13铝 14硅 15磷 16硫 17氯 18氩
非金属性逐渐增强，金属性逐渐减弱
✓同一主族元素金属性和非金属变化
Li
3锂
金
属
Na
性 11钠
逐
K
渐
增 19钾
强
Rb
37铷 Cs
55铯
F
金
属 性
9氟
逐
Cl
渐
增 强
17氯
， 非
Br
金
属 35溴
性
逐
I
渐
减 弱
53碘
At
金 属 性 逐 渐 减 弱 ， 非 金 属 性 逐 渐 增 强
周期（横行） 具有相同的电子层数而又按原子序数递增的顺
序排列的一系列元素，称为一个周期。
周期数=电子层数。
动态元素周期表
周期
短周期： 第一、二、三周期 长周期： 第四、五、六周期 不完全周期： 第七周期
三长 三短 一不全
2.原子电子层结构和族的划分
族（纵行） 主族：由短周期元素和长周期元素共同构成的族。 表示方法：在族序数后面标一“A”字。ⅠA、ⅡA、
课堂练习
书19页，二、2 课后作业：复习本次课重点内容 预习：二、元素某些性质的周期性
周期表新的划分规则
1988年IUPAC建议以长周期为分族基础，共 分18个族，不分A、B族，用阿拉伯数字代替罗马 数字作为族号，使外围电子构型与之密切地联系 起来，称为现代周期表。
引入
[问题探究]同一周期，同一族电子层结构的 周期性变化规律？图示
元素的非金属性：原子得到电子成为阴离子的 能力电子亲和能
一般来说，金属电负性小于2，非金属的电负 性大于2
元素的金属性和非金属性强弱的判断依据
元素 金属性
元素单质与酸反应的难易 （易～强）
元素单质与水反应的难易 （易～强）
元素最高价氧化物的水化物（氢氧化物）
的碱性强弱
（强～强）
元素 非金属性
85砹
元素的金属性和非金属性递变小结
非金属性逐渐增强
H
金 Li Be B C N O F
属
性 Na Mg Al Si P S Cl
逐
渐 K Ca Ga Ge As Se Br
增
强 Rb Sr In Sn Sb Te I
非 金 属 性 逐 渐 增 强
Cs Ba Tl Pb Bi Po At
金属性逐渐增强
很强, 有效核电荷增加甚小。
镧系收缩 镧系元素的原子半径和离子半径随着原子序数
的增加而逐渐减小的现象称为镧系收缩。
镧系收缩的结果 ⅣB Zr和Hf ⅤB Nb和Ta ⅥB Mo和W
每对原子的原子半径和离子半径较 接近，化学性质也十分相似，造成这 三对元素在分离上十分困难。
电离能 I
电离能涉及分级概念。基态气体原子失去最外层一个电子成 为气态+1价离子所需的最小能量叫第一电离能, 再从正离子相继 逐个失去电子所需的最小能量则叫第二、第三 … 电离能。各级 电离能符号分别用I1、I2、I3 等表示, 它们的数值关系为I1＜I2＜ I3…. 这种关系不难理解, 因为从正离子离出电子比从电中性原子 离出电子难得多, 而且离子电荷越高越困难。
15.3 pm ◆ 第一过渡系10个元素平均减小: [ r(Sc) - r(Zn)]/9 = [164 pm - 137 pm]/9 =
◆ 镧系15个元素平均减小:
3.0 pm [ r(La) - r(Lu)]/14 = [188 pm - 173pm]/14 =
1.1 pm
解 释:
◆ 主族元素: 电子逐个填加在最外层, 对原来最外层上的电子的屏蔽参数(σ)小, 有效