物质结构与元素周期律学习知识要点

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原子结构与元素周期律知识要点

一、必修（2）知识网络

中子N（不带电荷） 同位素 （核素）

原子核 → 质量数（A=N+Z） 近似相对原子质量

质子Z（带正电荷） → 核电荷数 元素 → 元素符号

原子结构 ： 最外层电子数决定主族元素的 决定原子呈电中性 (AZX)决定原子种类 电子数（Z个）： 化学性质及最高正价和族序数 体积小，运动速率高（近光速），无固定轨道

核外电子 运动特征

电子云（比喻） 小黑点的意义、小黑点密度的意义。

排布规律 → 电子层数 决定 周期序数及原子半径 表示方法 → 原子（离子）的电子式、原子结构示意图

随着原子序数（核电荷数）的递增：元素的性质呈现周期性变化： ①、原子最外层电子数呈周期性变化

元素周期律 ②、原子半径呈周期性变化

③、元素主要化合价呈周期性变化 ④、元素的金属性与非金属性呈周期性变化

①、按原子序数递增的顺序从左到右排列；

具元素周期律和 排列原则 ②、将电子层数相同的元素排成一个横行； 编体排表元素周期表 ③、把最外层电子数相同的元素（个别除外）排成一个纵行。 依现据形①、短周期（一、二、三周期） 式周期（7个横行） ②、长周期（四、五、六周期） 三七长主周期表结构 ③、不完全周期（第七周期） 三七短副①、主族（ⅠA～ⅦA共7个）

一零不和元素周期表 族（18个纵行） ②、副族（ⅠB～ⅦB共7个）

全八③、Ⅷ族（8、9、10纵行）

④、零族（稀有气体）

同周期同主族元素性质的递变规律

①、核电荷数，电子层结构，最外层电子数 ②、原子半径

性质递变 ③、主要化合价

④、金属性与非金属性 ⑤、气态氢化物的稳定性

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⑥、最高价氧化物的水化物酸碱性

电子层数： 相同条件下，电子层数越多，半径越大。

判断的依据 核电荷数 相同条件下，核电荷数越多，半径越小。

核外电子数 核电荷数相同条件下，核外电子数越多，半径越大。

微粒半径的比较 1、同周期元素的原子半径随核电荷数的增大而减小（稀有气体除外）如：

Na>Mg>Al>Si>P>S>Cl.

2、同主族元素的原子半径随核电荷数的增大而增大。如：Li

具体规律： 3、同主族元素的离子半径随核电荷数的增大而增大。如：F

4、电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增大而减小。如：F> Na>Mg>Al 5、同一元素不同价态的微粒半径，价态越高离子半径越小。如Fe>Fe>Fe

①与水反应置换氢的难易 ②最高价氧化物的水化物碱性强弱

金属性强弱 ③单质的还原性或离子的氧化性（电解中在阴极上得电子的先后）

④互相置换反应

依据： ⑤原电池反应中正负极

①与H2化合的难易及氢化物的稳定性

元素的 非金属性强弱 ②最高价氧化物的水化物酸性强弱 金属性或非金属 ③单质的氧化性或离子的还原性 性强弱的判断 ④互相置换反应

①、同周期元素的金属性，随荷电荷数的增加而减小，如：Na>Mg>Al;非金属性，

随荷电荷数的增加而增大，如：Si

规律： ②、同主族元素的金属性，随荷电荷数的增加而增大，如：Li

属性，随荷电荷数的增加而减小，如：F>Cl>Br>I。

③、金属活动性顺序表：K>Ca>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au

定义：以C原子质量的1/12（约1.66×10kg）作为标准，其它原子的质量跟它比较所得

的值。其国际单位制（SI）单位为一，符号为1（单位1一般不写）

原子质量：指原子的真实质量，也称绝对质量，是通过精密的实验测得的。

如：一个Cl2分子的m(Cl2)=2.657×10kg。

核素的相对原子质量：各核素的质量与C的质量的1/12的比值。一种元素有几

种同位素，就应有几种不同的核素的相对原子质量，

相对原子质量 诸量比较： 如Cl为34.969,Cl为36.966。

（原子量） 核素的近似相对原子质量：是对核素的相对原子质量取近似整数值，数值上与该

核素的质量数相等。如：Cl为35,Cl为37。

元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的

平均值。如：Ar(Cl)=Ar(35Cl)×a% + Ar(37Cl)×b%

元素的近似相对原子质量：用元素同位素的质量数代替同位素相对原子质量与其

丰度的乘积之和。

注意： ①、核素相对原子质量不是元素的相对原子质量。

35

37

35

3712

-26

12

-27

2+

3+

-+

2+

3+

--------

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②、通常可以用元素近似相对原子质量代替元素相对原子质量进行必要的计算。

定义：核电荷数相同，中子数不同的核素，互称为同位素。（即：同种元素的不同原子或核素）

同位素 ①、结构上，质子数相同而中子数不同；

特点： ②、性质上，化学性质几乎完全相同，只是某些物理性质略有不同；

③、存在上，在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，同位素的原子（个数不是质量）百分含量一般是不变的（即丰度一定）。

本学期知识要点

一、能层与能级：

多电子原子的核外电子的能量是不同的，按电子的能量差异可以将核外电子分成不同的能层，并用符号K、L、M、N、O、P、Q表示相应的第一、二、三、四、寺、六、七……能层。 同一能层中的电子，能量也可能不同，还可将它们分成不同的能级。 二、电子云与轨道：

电子云：电子在原子核外空间的一定范围内出现，好像带负电荷的云雾笼罩在原子核的周围，我们形象地称它为电子云。

原子轨道：电子云轮廓图。可以理解为，核外一定能级上的电子运动的空间区域。

S电子的原子轨道都是球形对称的，而p电子的原子轨道是 形的，每个p能级有 个原子轨道，它们相互 ，分别以 、 和 为符号。

注意下列关系：

（1） 能层序数＝能级数

（2） s、p、d、f能级分别有1、3、5、7个轨道，每个轨道最多容纳的电子数为2个 （3） 能层最多容纳的电子数为： 2n 个。 以上各项的关系为：

2

能层n 符 号 能级 轨道数 最多容纳的电子数 能量

1 K s 1 2 2 2 L 3 M d 5 s p 1 3 4 N d 5 f 7 s 1 2 5 O p … 3 6 50 6 P 7 Q s p s p 2 3 1 3 2 6 2 6 10 2 6 10 14 8 18 32 K＜L＜M＜N＜O＜P＜Q ^`

三、核外电子的排布规律：

①能量最低原理：

②构造原理： 。一定要记住电子排入轨道的顺序，这是本章最重要的内容。关键点：从第四能层开始，该能层的ns与np能级之间插入了(n-1)层的d能级，第六能层开始还插入（n-2）f，甚至如果第八周期有元素的话，第八能层开始还插入（n-3）g能级。其能量关系是：

ns＜（n-3）g<（n-2）f （n-1）d ＜np

③泡利原理： ④洪特规则：（1） （2） 以上使得原子核外电子排布最外层不超过8个电子，次外层最多不超过18个电子等。 四、原子结构与元素周期律

1、 原子半径：原子半径的大小取决于两个相反的因素；一是

， 另一个因素是核电荷数。显然，电子的能层越多，电子之间的 将使原子的半径增大，而核电荷数越大， 也就越大，将使原子半径缩小。 2、 电离能：

第一电离能： 。 电离能反映了不同元素的原子失电子的难易， 同时也与元素的金属性密切相关。 每个周期的第一个元素第一电离能最 最后一个元素的第一电离能最 。 同族元素从上至下，元素的第一电离能逐渐 。 3、 电负性：用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。

以氟的电负性为4.0，锂的电负性为1.0作为相对标准,得出了各元素的电负性。

电负性的大小也可以作为判断金属性和非金属性强弱的尺度，金属的电负性一般小于1.8，非金属的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”电负性的电负性在1.8左右。它们既有金属性，又有非金属性。 4、对角线规则：

五、电子排布式、原子实、外围电子排布

元素的分区：除ds区 外，区的名称来自按构造原理最后填入的电子的能级的符号。

物质结构、元素周期表特殊小问题

一、在1～ 20号元素中：

1．最外层电子数==次外层电子数的元素有：Be、Ar。

2．最外层电子数等于次外层电子数的n倍的元素(n=1 、2、3、4)：次外层就是第一层。 3．次外层电子数是最外层电子数的2倍的元素：Li、Si。 4．内层电子数是最外层电子数的2倍： Li、Si。 5．最外层电子数是电子层数的2倍：He、C、S。

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6．与水反应最剧烈的金属单质是： K ，最剧烈的非金属单质是 F2。 7．原子半径最大的是 K 最小的是 H 。

8．正负化合价代数和为0，一种单质硬度最大，形成化合物种类最多的元素：C。 9．单质气体密度最小，原子核中只有1个质子，原子序数等于电子层数的是：H。 10．气态氢化物最稳定，只有负化合价，没有正价的元素是： F。 11．最高价氧化物的水化物酸性最强的元素是：Cl。 12．其气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是：N。 13．最轻的金属单质是：Li。（不能保存在煤油中） 14．含有非极性键的离子化合物：Na2O2。

15．含有极性键和非极性键的共价化合物：H2O2等。 16．两性氢氧化物有：Al(OH)3 、 Be(OH)2 。

二、在元素周期表中：

17．含元素种数最多的族是： IIIB族，含元素种数最多的周期是：六 周期。 18．形成化合物种类最多的族是：IVA族。

19．自然界中含量最多的元素是 O，其次是 Si、 Al。 20．常温下呈液态的金属单质是：Hg 非金属单质是： Br2

21．碱金属的燃烧产物：

--

LiO

Na2O2 KO2

-

22．具有10个电子的化合物：CH4 、 NH3 、H2O 、HF 。

原子：Ne 离子：O2 、F 、OH 、Na+ 、Mg2+ 、Al3+ 、NH4+ 等。 23．部分原子没有满足8电子稳定结构的常见化合物有：H2O 、BF3 、PCl5 。 24．同周期元素的阳离子比阴离子少1个电子层。

25．第三周期元素的离子中，半径最小的是 Al3+。其它周期元素也有相似情况。 26．有负化合价的元素肯定是非金属元素，非金属元素不一定有负化合价（如 B）。

27．最高价氧化物的水化物呈碱性的一定是金属元素，最高价氧化物的水化物呈酸性的不一定是非金属元素。（许多的金属元素的最高价氧化物的水化物呈酸性，如：高锰酸等）

28、所在元素中第一电离能最大的是He，电负性最大的是F，原子半径最小的是H。

[练习]：

1.某元素原子的核电荷数是电子层数的5倍,其质子数是最外层电子数的3倍,该元素基态原子的电子排布式 。 2、写出下列元素的电子排布式：

Al Cu Fe K 4、 写出下列元素的外围电子排布式：