原子结构复习讲义.ppt

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1、化学必修2专题1和专题2复习讲义夏 泉,一、原子结构,原子(),原子核,核外电子(Z个),中子(A-Z个),质子(Z个),(带正电，决定元素种类),(不带电),决定原子种类决定质量数(近似原子量),（带负电，电子核外排布决定元素的性质),一、原子结构,有关量的关系：质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数 质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）阳离子质子数=阳离子的核外电子数+阳离子的电荷数 阴离子质子数=阴离子的核外电子数-阴离子的电荷数 质量数相对原子质量（原子量）,二、元素周期律和元素周期表1、元素周期律 元素的性质随着元素核电荷数的递增而呈现周期性变化的规律叫做元素周期律。元素周期律是

2、元素原子核外电子排布随着元素核电荷数的递增发生周期性变化的必然结果。,二、元素周期律和元素周期表1、元素周期律随着核电荷数的增大而呈现周期性变化 最外层电子数 18 原子半径(稀有气体除外)依次减小 金属性 依次减弱 非金属性 依次增强 最高化合价+1+7 最低化合价-4-1,2、原子核外电子排布 核外电子排布用原子结构示意图表示，如：,核电荷数,各电子层排布的电子数,电子层数,3、原子核外电子排布规律 核外电子分层排布，从内到外的序数n依次为1、2、3 分别称为K、L、M、N电子层。内层电子能量低，外层电子能量高，电子总是尽量先排在能量最低的电子层里。,3、原子核外电子排布规律 每个电子层最

3、多能容纳2n2个电子。最外层电子数最多不超过8个；次外层电子数不超过18个。主族元素内层电子数只能是2、8、18、32等数。,4、元素周期表 编排原则 电子层数相同的各种元素，按原子序数递增的顺序从左到右排成横行。不同横行中最外层电子数相同的元素，按照电子层数递增的顺序由上到下排成纵行。,4、元素周期表结构周期 具有相同电子层数的元素按照原子序数递增顺序排列成一个横行称为一个周期。元素周期表有7个横行，也就是7个周期。,周期的序数=电子层数,4、元素周期表结构族 周期表有18个纵行。除第8、9、10三个纵行叫做第族元素外，其余15个纵行，每个纵行标作一个族。族分为主族(7个)、副族(7个)和0

4、族(1个)。,族 主族元素在族序数（习惯用罗马数字表示）后标一个A来表示，如A、A；副族元素在族序数后标一个B来表示，如B、B。主族序数=最外层电子数=最高化合价=8-|最低化合价|,4、元素周期表结构 纵数十八横数七，横称周期纵称族。三长三短一不全，七主七副0族。八九锕系五七镧，一一二种装表中。主族二五两边分，0族跟在最右边。副族前五后一二，族三列在中间。主族元素电子层，它和周期数相等。主族最外电子数，等于主族族序数。,4、元素周期表元素位、构、性关系,同主族相似性同周期递变性,位,性,构,原子序数=质子数周期数=电子层数主族数=最外层电子数,电子层结构 电子得失难易 原子半径 化合价,4、

5、元素周期表递变规律,同周期规律 从左到右,4、元素周期表递变规律,同主族规律 从上到下,4、元素周期表递变规律 同周期元素左右变，规律“四增与四减”。最外层电子数增多，原子半径减小；非金属性增强，金属性减弱；元素最高价氧化物对应水化物的酸性增强，碱性减弱；非金属元素气态氢化物的稳定性增强，还原性减弱。,4、元素周期表递变规律 同主族元素上下变，“四同三增与三减”。四同：最高正化合价相同(最外层电子数=最高正化合价)；气态氢化物的通式相同(第A族H2O、H2S，通式H2R)；最高价氧化物的通式相同(第A族N2O5、P2O5，通式R2O5)；最高价氧化物对应水化物的通式相同(第A族H2CO3、H2

6、SiO3,通式H2RO3)。三增与三减：金属性增强，非金属性减弱；元素最高价氧化物对应水化物的碱性增强，酸性减弱；非金属元素气态氢化物的还原性增强，稳定性减弱。如：还原性Cl-Br-I-，但稳定性HClHBr HI。,4、元素周期表金属与非金属分界线,B,Sb,As,Te,Si,Ge,Al,Po,Li,H,At,Be,1234567,A A A A A A A 0,5、金属性与非金属性强弱比较金属性强弱判断 根据原子结构判断。原子半径越大，最外层电子数越少，金属性越强。根据元素周期表同周期、同主族规律判断。根据金属活动顺序判断。,5、金属性与非金属性强弱比较金属性强弱判断 通过实验判断。a、与

7、水或酸反应的难易程度。反应越容易，金属性越强，反之越弱。b、最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。碱性越强，金属性越强，反之越弱。c、盐溶液中的相互置换反应。金属性强的置换金属性弱的。d、原电池中的电极。金属性强的做负极。,5、金属性与非金属性强弱比较非金属性强弱判断 根据原子结构判断。原子半径越小，最外层电子数越多，非金属性越强。根据元素周期表同周期、同主族规律判断。,5、金属性与非金属性强弱比较非金属性强弱判断 通过实验判断。a、与氢气反应的难易程度。越容易，非金属性越强，反之越弱。b、生成气态氢化物的稳定性。越稳定，非金属性越强，反之越弱。c、最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。酸性越强，非金

8、属性越强，反之越弱。d、盐溶液中的相互置换反应。非金属性强的置换非金属性弱的。,6、原子、离子半径比较 根据元素周期表同周期、同主族规律判断。同种元素的微粒核外电子数越多半径越大。如NaNa+。具有相同核外电子排布的离子，原子序数越大，离子半径越小。如O2-F-Na+Al3+。,三、微粒之间的相互作用力 构成物质的基本微粒有原子、离子和分子。不同的物质含有不同的微粒，这些微粒间通过一定的作用力彼此结合。我们把物质中直接相邻的原子或离子之间存在的强烈的相互作用叫做化学键。,三、微粒之间的相互作用力 化学键分为离子键、共价键和金属键(金属单质、金属合金)三种。1、离子键 定义：阴、阳离子结合成化合

9、物的静电作用叫离子键。构成微粒：阴、阳离子,三、微粒之间的相互作用力1、离子键 活泼的金属(A、A)和活泼的非金属(A、A)之间容易形成离子键。如：NaCl、K2S、CaF2、MgO等。绝大多数的盐、金属氧化物、碱等中含有离子键。,三、微粒之间的相互作用力1、离子键 含有离子键的化合物一定是离子化合物，离子化合物中一定含有离子键，可能含有共价键。如：NaOH。含有金属离子或NH4+的化合物一般为离子化合物。,三、微粒之间的相互作用力2、共价键 定义：原子之间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键。构成微粒：原子 非金属原子之间容易形成共价键。如：CO2、HCl、N2、,三、微粒之间的相互作用

10、力2、共价键CCl4等。极个别金属原子和非金属之间也能形成共价键。如：AlCl3、AlN。酸(HCl)、非金属氧化物(CO2)、碱、许多盐(Na2CO3、NH4Cl)中含有共价键。,三、微粒之间的相互作用力2、共价键 共价化合物中只含共价键，含有共价键的化合物可能是离子化合物，也可能是共价化合物。同种原子间形成非极性键，不同种原子间形成极性键。,三、微粒之间的相互作用力3、电子式 在元素符号的周围用“”或“”表示最外层电子个数的式子叫做电子式。原子：Na、Mg、离子：Na+、Mg2+、,三、微粒之间的相互作用力3、电子式离子化合物：,三、微粒之间的相互作用力4、结构式 用一个短线表示一对共用电

11、子对的式子叫做结构式。常见物质的电子式和结构式：H2 Cl2,HH,HH,常见物质的电子式和结构式：N2 HCl H2O NH3,常见物质的电子式和结构式：CO2CH4CCl4,三、微粒之间的相互作用力5、电子式正误判断 离子键的阳离子要带电荷数，阴离子要带“”和电荷数。共价键不带“”和电荷数。注意计算电子总数。原子周围满足8电子稳定结构，H满足2电子稳定结构。,判断下列电子式的正误：,错误,错误,正确：,正确：,错误,正确：,判断下列电子式的正误：,错误,错误,正确：,正确：,三、微粒之间的相互作用力6、结构式书写注意事项 切勿“画蛇添足”。碳原子(A)能形成4个共价键,即结构式中连有4个短

12、线。同样的A元素在结构式中连3个短线，A元素连2个短线，A元素及氢元素连1个短线。,三、微粒之间的相互作用力7、分子间作用力 将分子聚集在一起的作用力称为分子间作用力。又称为范德华力、范德瓦尔斯力。分子间作用力比化学键弱很多。影响物质熔沸点和溶解性。,三、微粒之间的相互作用力8、氢键 氢键是一种特殊的分子间作用力。它的存在会引起物质性质的反常现象。比如：水的熔沸点较高，水的比热容较大，水结成冰后密度变小 NH3、H2O、HF中含有氢键。,四、物质的多样性1、同素异形体 由同种元素形成几种性质不同的单质的现象叫做同素异形现象。具有同素异形现象的物质互称为该元素的同素异形体。,四、物质的多样性1、

13、同素异形体常见的同素异形体：碳元素的同素异形体 金刚石、石墨、足球烯(C60、C70等)、纳米碳管等。氧元素的同素异形体 氧气(O2)、臭氧(O3)。,臭氧通常状况下是淡蓝色气体，有鱼腥味，氧化性极强。氟氯烃(氟利昂)破坏臭氧层。磷元素的同素异形体 白磷(P4)、红磷等。白磷常温下是蜡状固体，有剧毒，在空气中能自燃，故少,量的保存在冷水中，大量的用石蜡封存。硫元素的同素异形体 单斜硫、斜方硫等。硅元素的同素异形体 晶体硅、无定型硅等。,四、物质的多样性2、同分异构体 化合物具有相同的分子式，而有不同的分子结构的现象叫做同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。,四、物质的多样性2

14、、同分异构体,H H H H HCCCCH H H H H,H H H HCCCH H HHCHH,异丁烷,正丁烷,四、物质的多样性2、同分异构体,H H HCCOH H H,H H HCOCH H H,二甲醚,乙醇,CH3CH2NO2,H2NCH2COOH,硝基乙烷,甘氨酸,3、晶体类型,离子晶体,阴、阳离子,原子,分子,金属离子自由电子,原子晶体,分子晶体,金属晶体,离子键,晶体硅、SiC、金刚石、SiO2、AlN等,较大,较高,固态不导电熔融状态导电可溶的溶液导电,NaCl、KOH等离子化合物,冰、干冰、I2、稀有气体等非金属单质共价化合物,均不导电,高,很大,共价键,固态、熔融一般不导

15、电可溶的溶液导电,较低,较小,分子间作用力,金属键,差异大,差异大,良导体,Na、Mg、Fe、Cu等金属单质金属合金,离子键强弱,共价键强弱,分子间作用力的大小及氢键,金属键强弱,4、物质熔沸点高低的比较 根据状态比较。固态液态气态 根据晶体类型比较 原子晶体离子晶体分子晶体 金属晶体的熔沸点差异很大，有的很高，如钨、铂等；有的则很低，如汞、铯等。,五、化学反应速率 物理意义：用来描述化学反应快慢的物理量。定义：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。数学表达式：,五、化学反应速率 单位：molL-1s-1 同一化学反应，用不同物质表示该反应的化学反应速率，大小可能不相等，但各物

16、质表示的化学反应速率之比等于各物质化学方程式的计量系数之比。例如：,五、化学反应速率 影响化学反应速率的因素内因：物质本身性质决定,主要因素,五、化学反应速率影响化学反应速率的因素外因：a、浓度：增大反应物浓度，化学(正)反应速率加快。b、温度：升高温度，化学反应速率加快。,五、化学反应速率影响化学反应速率的因素外因：c、催化剂：加入(正)催化剂，化学反应速率加快。d、其它：增大压强（有气体参加的反应）,五、化学反应速率影响化学反应速率的因素外因：化学反应速率加快；接触面积增大化学反应速率加快；能形成原电池，化学反应速率加快；光波、电磁波、超声波、溶剂等也能影响化学反应速率。,六、化学反应限度

17、1、可逆反应 在相同条件下能同时向正、反两个方向进行的化学反应称为可逆反应。通常把从左到右进行的反应称为正反应，并有可逆符号表示。,六、化学反应限度2、化学平衡状态 在一定条件下的可逆反应经过一定的时间后，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态。,六、化学反应限度2、化学平衡状态,化学平衡状态,七、化学反应中的热量 化学反应过程中总是伴随着能量的变化。这种能量变化主要表现为热量的变化。1、反应的分类 有热量放出的反应称为放热反应；吸收热量的反应称为吸热反应。,七、化学反应中的热量2、反应中的能量变化,吸热反应,放热反应,七、化学反应中的热量2、反

18、应中的能量变化 E反+Q吸=E生+Q放 E反-E生=Q放-Q吸 E反E生 放热反应 Q放Q吸 E反E生 吸热反应 Q放Q吸 物质发生化学变化时，需要断开反应物中的化学键，并形成生成物的化学键。断开化学键吸收的能量大于(小于)形成化学键放出的能量，反应为吸热(放热)反应。,七、化学反应中的热量3、热化学方程式 用热化学方程式可以表示化学反应中放出或吸收的热量。热化学方程式中要标明各物质的状态，分别表示为气体(g)、液体(l)、固体(s);在热化学方程式中用H标明反应放出或吸收的热量。例如：,七、化学反应中的热量3、热化学方程式 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g);H=-565.2kJmol

19、-1表示：2molCO气体与1molO2完全反应，生成2molCO2气体，放出565.2kJ的热量。CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);H=-282.6kJmol-1表示：1molCO气体与1/2molO2完全反应，生成1molCO2气体，放出282.6kJ的热量。,七、化学反应中的热量4、利用键能计算反应热 3H2(g)+N2(g)=2NH3(g)436kJmol-1 946kJmol-1 391kJmol-1 H=反应物的总键能-生成物的总键能=（3436kJmol-1+946kJmol-1）-23391kJmol-1=-92kJmol-1,H=-92kJmol-1,HH,NN,H

20、NH|H,3mol,1mol,2mol,七、化学反应中的热量5、热化学方程式计算14克CO(g)完成燃烧放出的热量？2CO(g)+O2(g)=2CO2(g);H=-565.2kJmol-1 565.2kJ 14g x x=141.3kJ11.2LCO(g)完成燃烧放出141.3kJ的热量，请写出热化学方程式？CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);H=-kJmol-1 y kJ 11.2L 141.3kJ y=282.6,2mol,228g,1mol,22.4L,282.6,y,八、化学能与电能的转化1、原电池 定义：把化学能转化为电能的装置。铜锌原电池（如右图）现象:锌片不断溶解 铜片上

21、有大量气泡产生 电流计指针发生偏转,G,稀硫酸,Zn,Cu,八、化学能与电能的转化1、原电池结论：锌片上锌失电子形成离子进入溶液 Zn-2e-=Zn2+电子由锌片流出经导线(外电路)流入铜片。溶液中H+在铜片上得电子生成H2。2H+2e-=H2 锌片做负极发生氧化反应，铜片做正极发生还原反应。,八、化学能与电能的转化1、原电池 钢铁的电化学腐蚀 钢铁在潮湿的空气中会发生电化学腐蚀。钢铁表面吸附一层溶有氧气等气体的水膜做电解质溶液，它与钢铁里的铁和少量的碳形成无数微小的原电池。发生如下反应：负极(Fe)2Fe-4e-=2Fe2+正极(C)2H2O+O2+4e-=4OH-Fe2+与OH-结合成Fe

22、(OH)2后继续被氧化成Fe(OH)3。在一定条件下发生脱水反应生成红色的铁锈。,八、化学能与电能的转化2、电解池定义：把电能转化为化学能的装置。电解CuCl2现象：与电源正极相连的电极上有气泡析出，刺激性气味,能使湿润淀粉碘化钾试纸变蓝；与电源负极相连的电极上有红色物质析出。,八、化学能与电能的转化2、电解池结论：电子流入阴极(与电源负极相连)，溶液中的Cu2+在电极上得电子发生还原反应。阴极：Cu2+2e-=Cu 溶液中的Cl-在电极上失电子发生氧化反应，电子从阳极(与电源正极相连)流出。阳极：2Cl-2e-=Cl2,纯铜,粗铜,CuSO4溶液,八、化学能与电能的转化2、电解池 铜的电解精炼 粗铜做阳极 阳极：Cu-2e-=Cu2+纯铜做阴极 阴极：Cu2+2e-=Cu CuSO4溶液做电解液,八、化学能与电能的转化2、电解池 电镀 镀层金属做阳极 阳极：R-ne-=Rn+镀件做阴极 阴极：Rn+ne-=R 含有镀层金属离子的溶液做电解液,镀件,镀层金属,含镀层金属离子的盐溶液,完,2Na+2H2O=2NaOH+H22K+2H2O=2KOH+H2Cl2+H2O=HCl+HClOBr2+H2O=HBr+HBrO,返回,2Na+2H2O=2NaOH+H2(反应剧烈)Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2(反应缓慢)2Al+6H2O=2Al(OH)3+3H2(不反应),返回,