《原子核外电子排布与元素周期律》课件

c. 最外层不超过8个（K层不超过2个） 次外层不超过18个，
倒数第三层不超过32个。
上述规律相互制约，相互联系!
前20号元素的原子结构的特殊性
（1）原子核中无中子的原子：__11_H____ （2）最外层有1个电子的元素：L_i_、__N__a_、__K__、 H
（3）最外层有2个电子的元素：B_e_、__M__g_、__C__a_、__H_e__ （4）最外层电子数等于次外层电子数的元素：B__e_、__A_r__ （5）最外层电子数是次外层电子数的2倍的元素：_C____
单元原子核外电子排布与元素周期律
一、原子核外电子排布
1、原子结构
问题1：原子是怎样构成的? 质子 Z
A
原子 Z X
原子核 中子 N 核外电子
质子：决定元素的种类， 与中子共同决定原子的相对原子质量
电子：核外电子的排布，尤其是最外层电子数决定 元素的化学性质
中子：决定同位素的种类， 与质子共同决定原子的相对原子质量
〔观察思考3〕观察下表：3~9、11~17号元素的最高正化合价 与最低化合价。
3~9号 元素
Li（锂）Be（铍）B（硼）C（碳） N（氮） O（氧） F（氟）
Ne （氖）
最高正价 +1 +2 +3 +4 +5 — —
最低负价 —
—
—
-4
-3
-2
-1
0
11~17号 元素
Na （钠）
Mg （镁）
Al（铝）Si（硅） P（磷）
交流与讨论： 根据图像思考随着核电荷数的递增，原子半径有什么样 的变化规律？与最外层电子数和电子层数有什么关系？
结论2：随着核电荷数的递增， 元素原子半径呈周期性变化， 每隔一定数目，元素原子半径 重复由大到小的变化趋势（稀 有气体元素除外）
原子半径的比较方法： 从左到右，逐渐减小； 从上到下，逐渐增大。 （稀有气体元素除外）
二、元素周期律
〔观察思考2〕观察下表：原子序数为3~9、11~17的 元素的原子半径。用横坐标表示元素原子核外最外层 电子数，以纵坐标表示原子半径，根据数据表作图，
表示出3～9、11～17的元素的原子最外层电子数与原 子半径的函数图像。
3~9号 元素
原子半 径/pm
Li（锂） Be（铍） B（硼） C（碳）
＋1 ＋2
＋3
＋4 ＋5 ＋6 ＋7
NaOH Mg(OH)2 Al(OH)3 H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4
强碱 中强碱 两性 弱酸 中强酸 强酸 最强酸
小结：
原子核外电子排布；
随原子序 原子半径； 数递增 元素化合价；
均呈周期 性变化
元素的金属性、非金属性。
二、元素周期律
1、概念：
组成的化合物的分子式不可能是（ D ）
A．X3YZ4 B．XYZ2 C．XYZ3 D．X2YZ4
随堂练习：
6、用相应化学式回答原子序数1-18号元素的有关问题:
① 除稀有气体外，原子半径最大的是 Na 。 ② 最高价氧化物的水化物碱性最强的是 NaOH 。 ③ 最高价氧化物的水化物呈两性的是 Al(OH)3。 ④ 最高价氧化物的水化物酸性最强的是 HClO4 。 ⑤ 能形成气态氢化物且最稳定的是 HF 。 ⑥ 元素化合价最高的是 Cl 。
A 电子数
B 最外层电子数
C 电子层数 D 次外层电子数
随堂练习：
4、已知R2+核内共有N个中子，R的质量数为A，
m g R2+中含电子的物质的量为( D )
A. m(A N) mol
A (A N 2)
C. A m mol
B. m(AN 2)mol
A
D. m(AN 2) mol
含义： Z n
A：代表质量数； Z：代表核电荷数或质子数；
P：代表离子的价态；m：代表化合价 n：代表原子个数
关系：①质量数A=质子数Z+中子数N
②原子：Z=质子数=核电荷数=原子序数 =原子核外电子数
离子：Z=质子数=核电荷数=原子序数 =原子的核外电子数±离子所带电荷数
阳离子ZMn+： 核外电子数=Z-n 阴离子ZMm-： 核外电子数=Z+m
一、原子核外电子排布 2、原子结构示意图
各电子层排布的电子数
电子层(从里到外依次为K、L、M······层) 核电荷数
原子核
1－18号原子结构示意图
思考： 你能由上述原子结构示意图总结出原
子核外电子排布的规律吗？
一、原子核外电子排布 2、原子核外电子排布
(1)核外电子按能量高低分层排布（运动）
2、在下列元素中，最高正化合价数值最大的是 ( C )
A．Na B．F C．S
D．Ar
随堂练习：
3、从原子序数11依次增加到17，下列所述递变关系中， 错误的是（ ） A．电子层数逐渐增多 B．原子半径逐渐增大 C．最高正化合价数值逐渐增大 D．从硅到氯，最低负化合价从-4到-1
4、元素X原子的最外层有3个电子，Y的最高价
S（硫） Cl（氯）
Ar （氩）
最高正价 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7
最低负价 —
—
—
-4
-3
-2
-1
0
思考： 观察元素最高正化合价与最低负化合价，结
合元素原子的核外电子排布，思考它们之间
是否存在一定的联系？O和F无最高正价！
结论：（1）元素最高正化合价=元素原子最外层电子数
（2）元素最高正化合价+|元素最低负化合价|=8
元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性 的变化的规律叫做元素周期律。
2、本质：
元素性质的周期性变化规律是元素原子核外 电子排布周期性变化的必然结果。
随堂练习：
1、R元素形成的化合物RH3，其中R的化合价是其 最低负化合价，则R元素最高价氧化物的化学式是：
( C)
A．RO2
B．RO3
C．R2O5
D．R2O7
电子层:
根据电子的能量差异和通常运动区域离 核的远近不同，将核外电子运动的不同
区域称为电子层。
电子层数n 1 2 3 4 5 6 7
电子层符号 K L M N O P Q
电子能量 低
高
离核距离 近
远
小结：
n越大，电子离核越远， 其能量也越高！
表1—1 稀有气体元素原子核外电子排布
元素
各电子层的电子数 KLMN O P
随堂练习：
1、根据核外电子排布规律，画出下列微粒的结构 示意图。
（1）3Li、55Cs
（2）9F、53I
（3）11Na+ 16S2-
2、与OH-具有相同质子数和电子数的微粒是（ A）
A、F- B、NH3 C、H2O D、Na+ 3、核电荷数分别为16的元素和4的元素的原子相比
较，前者的下列数据是后者的4倍的是( AD )
一、原子核外电子排布
1、原子结构
A
原子 X Z
(不带电)
质子 Z (＋)
原子核
(＋)
中子 N (不带电)
核外电子 (－)
问题2： 质子、中子、电子的电性和电量怎样？
1个质子带一个单位正电荷 中子不带电 1个电子带一个单位负电荷
一、原子核外电子排布
1、原子结构
+--p
X 问题3： A m+-- 中各个字母的含义、关系是什么？
A
5、已知A2－、B－、C＋、D2＋、E3＋五种简单离子的核
外电子数相等，与它们对应的原子的核电荷数由大
到小的顺序是E>D>C>B>A 。
二、元素周期律
〔观察思考1〕观察下表，请说出随着核电荷数的递 增，核电荷数为1~18的元素原子最外层电子的排布呈 现了怎样的周期性的变化？
结论1：随着核电荷数的递增，元素原子最外层电 子数从1到8（或2）依次递增，呈周期性变化。
纵行：将最外层电子数相同的元素， 按核电荷数递增的顺序从上到下排列。
3。周期
（1）周期是指一横行，共分7个周期 （2）周期的分类及所含元素特点
类别
周期序 数
起止元素
包括元素种 类
短
1
H →He
2
周
2
Li→Ne
8
期
3
Leabharlann Baidu
Na→Ar
8
长
4
K →Kr
18
周
5
Rb→Xe
18
期
6
Cs→Rn
知识拓展
你能否比较下列微粒半径的大小呢？
K＋ < Cs＋，O2- > F-， Na＋ >Mg2＋ ，Na＋ < ClNa > Na＋，Cl < Cl-, Na＋ <F-
〔观察思考3〕观察下表：3~9、11~17号元素的最高 正化合价与最低化合价。
3~9号 元素
Li（锂）Be（铍）B（硼）C（碳） N（氮） O（氧） F（氟）
原子半径的比较方法：从左到右，逐渐减小；从上到下， 逐渐增大。（稀有气体元素除外）
思考 在1~18号元素原子中半径最小的原子和半
径最大的原子分别是什么？
1~18号元素原子中半径最小的原子是氢原子，
[练习]
半径最大的原子为钠原子。
比较原子半径的大小（填“>”或“<”）
K <Cs，O >F，Na >Mg，Na > Cl，Na > F
152
111
88
77
N（氮） 70
O（氧） 66
F（氟） 64
Ne（氖） —
11~17 号元素 Na（钠） Mg（镁） Al（铝） Si（硅） P（磷）
原子半
径/pm
186
160
143
117
110
S（硫） 104
Cl（氯） Ar（氩）
99
—
提示：（1）稀有气体元素原子半径的测定依据与其它元素不同，没有可比性。 （2）表中数据的单位是pm（皮米），1pm=10-12m。
氧化物的化学式为YO3，则它们形成的化合
物可能是：（ B ）
A．XY2
B．X2Y3
C．X3Y2
D．XY
随堂练习：
5、X、Y、Z是1~18号元素中的三种。X元素的原 子最外层有1个电子；Y元素原子的M层电子数 只有K层和L层电子总数的一半；Z元素原子的L 层电子数比Y原子L层电子数少2个。这3种元素
Ne （氖）
最高正价 +1 +2 +3 +4 +5 — —
最低负价 —
—
—
-4
-3
-2
-1
0
11~17号 元素
Na （钠）
Mg （镁）
Al（铝）Si（硅） P（磷）
S（硫） Cl（氯）
Ar （氩）
最高正价 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7
最低负价 —
—
—
-4
-3
-2
-1
0
结论3：随着核电荷数的递增，元素的主要化合价呈周 期性变化，每隔一定数目，元素的最高正化合价重复 出现由+1到+7递增，最低负化合价由-4到-1递增的变 化。（稀有气体元素除外）
是次外层3倍的是：_O_;是次外层4倍的是：_N_e_. （6）电子层数与最外层电子数相等的元素：H__、__B_e_、__A_l__ （7）电子总数为最外层电子数的2倍的是：__B_e______ （8）次外层电子数是最外层电子数的2倍的元素：_S_i、___L_i _ （9）内层电子数之和是最外层电子数2倍的元素:_L__i、__P___
K
Ca
动
金属
非金属
元素周期律
门捷列夫（ 1834-
1907），俄国化学家。
31
三、元素周期表及其应用
（一）元素周期表的结构
1。元素周期表是元素周期律的具体表现形式
2。元素周期表的编排原则
原子序数 ＝核电荷数 ＝质子数 ＝核外电子数（电中性原子）
横行：将电子层数相同的元素， 按核电荷数递增的顺序从左到右排列。
〔探究活动1〕
物质
Na
实验
与水 冷水 反应剧烈 反应
（剧烈 程度） 热水
与盐酸反应 （剧烈程度）
Mg 无明显现象 热水较快
剧烈
Al 较剧烈
整合与反思
通过本课的学习, 你有什么收获？
科学方法 (归纳法)
元素 周期律
科学精神
29
交流与讨论
②根据最外层电子数与核电荷数的关系, 尝试排出原
子序数为1-18号元素化学元素表。
思考： 随着原子序数递增，元素的化学性质是否
也会有相应的周期性变化规律呢？
信息提示！
1、元素金属性强弱的判断依据：
① 单质还原性越强
② 与水或酸置换氢气越容易
金属性越强
③ 最高价氧化物水化物碱性越强
2、元素非金属性强弱的判断依据：
① 单质氧化性越强
② 与氢气反应越容易 ③ 气态氢化物越稳定 ④ 最高价氧化物水化物酸性越强
非金属性越 强
[探究活动]11—17号元素的金属性、非金属性的变化规律：
11Na 12Mg 13Al 金属性 减弱
与水反应的剧烈程度 减弱
与酸反应的剧烈程度 减弱
14Si 15P 16S 17Cl 非金属性 增强 与H2反应难易程度 容易 气态氢化物稳定性 增强
SiH4 < PH3 < H2S< HCl 最高价氧化物水化物 碱性减弱 最高价含氧酸 酸性增强
2He（氦） 2 10Ne（氖） 2 8 18Ar（氩） 2 8 8 36Kr（氪） 2 8 18 8 54Xe（氙） 2 8 18 18 8 86Rn（氡） 2 8 18 32 18 8
稀有气体最外层都已达8电子(或He 2电子)稳定结构!
一、原子核外电子排布 2、原子核外电子排布
(2)核外电子排布规律（一低四不超） a.能量最低原理 电子一般总是尽先排布在能量最低的电子层 里， 即最先排布K层；当K层排满后，再排布 L层；当L层排满后，再排布M层；…… b.各层最多容纳2n2 个电子