高中化学A12-元素周期表

原子结构

原子结构

构成原子的三种微粒：质子、中子、核外电子。

每个质子带一个单位的正电荷，相对质量约为1.

每个中子不带电荷，相对质量约为1.

每个电子带一个负电荷，相对质量可忽略不计。

1. 原子的质量集中在原子核

将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值加起来，所得的数值叫质量数。

质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）

2. 原子的体积由核外电子的运动区域所决定。

原子核半径是原子半径的万分之一，体积占原子体积的几千亿分之一。

3. 电量关系

   • 原子（电中性）

     核外电子数 = 质子数 = 原子序数 = 核电荷数

   • 阳离子

     核外电子数 = 质子数 - 电荷数

   • 阴离子

     核外电子数 = 质子数 + 电荷数

微粒	质量数	质子数	中子数	电子数
氯原子	35	17	18	17
钠离子	23	11	12	10
溴原子	80	35	45	35

溴原子：

元素的种类主要由质子数决定。
元素的化学性质主要由最外层电子数决定。
原子的种类主要由质子数和中子数决定。
原子的质量主要由质子数和中子数决定。

原子结构的表示方法

钠原子核外电子排布

元素及相对原子质量

1. 元素

   质子数相同的一类原子的总称。
   元素以单质或化合态形式存在。

2. 核素

   质子数和中子数都相同的一类原子的总称。

   , , ，因为质子数均为1，均是元素；但是它们的中子数分别为0，1，2，所以是3种不同的核素。

   , , 均是元素，但是3种不同的核素。

3. 同位素

   同一元素的不同核素互为同位素。

   , , 互称同位素。

   同位素化学性质基本相同，但物理性质不同。

   天然存在的某种元素，不论是游离态，还是化合态，其各种同位素所占的原子个数百分比（丰度）一般不变。

   氢(又称氕，), 重氢(又称氘，), 超重氢(又称氚，)互为同位素。

4. 相对原子质量

   核素的相对原子质量是指某元素一种核素的一个原子的实际质量与一个的原子质量的1/12的比值。

   若某元素有三种核素，三种核素的相对原子质量分别为A, B, C，三种核素在自然界的丰度(原子个数所占百分比)分别为a%, b%, c%, 则该元素的相对原子质量可表示为：

   即元素的相对原子质量是其各种同位素相对原子质量的加权平均值。

5. 质量数

   原子的质量数是指核素中原子所含质子数和中子数的和。

   同一元素的不同核素具有不同的质量数。

6. 同位素示踪技术

   核素间的化学性质和生物学性质是相同的，只是具有不同的核物理性质。因此，就可以用同位素作为一种标记，制成含有同位素的标记化合物（如标记药物和代谢物质等）。利用放射性同位素不断地放出特征射线的核物理性质，就可以用核探测器随时追踪它在体内或体外的位置、数量及其转变等。

原子核外电子排布

原子核外电子运动的特征

电子在原子核周围做高速绕核运动，能量低的电子在离核近的区域内运动，能量高的电子在离核远的区域内运动。

⑴ 运动微粒（电子）的质量很小， kg ，约为质子质量的两千分之一。

⑵ 运动速度极高，2200km/s (约为光速的1%）。

⑶ 运动范围极小， m。

不能测定或计算电子在某一时刻所在的位置；无法描述电子运动的轨迹。电子层指的是某些电子出现概率最大的区域。

电子在原子中处于不同的能级状态，粗略说是分层分布的，故电子层又叫能层。

电子层可用（n=1、2、3、4、5、6、7）或K、L、M、N、O、P、Q表示。

随着n值的增加，即按K、L、M、N、O…的顺序，电子的能量逐渐升高、电子离原子核的平均距离也越来越大。

核外电子排布规律

1. 核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层里，然后再由里往外，依次排布在能量逐步升高的电子层里。
2. 各电子层最多容纳的电子数目是，即K层2个，L层8个，M层18个，N层32个。
3. 最外层电子数目不超过8个, 次外层电子数目不超过18个, 倒数第三层电子数目不超过32个。
4. 层数相同而位置不同的电子层中最多容纳的电子数不一定相同。

	K	L	M	N	O
最多容纳	2	8	18	32	50
倒数第三层	2	8	18	32	32
次外层	2	8	18	18	18
最外层	2	8	8	8	8

原子最外层电子与其化学性质

元素的化学性质取决于原子的最外层电子数。

• 最外层电子数小于4的元素，较易失去电子而达到稳定结构，其单质还原性较强，多为金属元素。

• 最外层电子数大于或等于4但不足8的元素，较易获得电子而达到稳定结构，其单质氧化性较强，多为非金属元素。

• 稀有气体最外层电子数有8个电子，已达稳定结构，即不易失去电子也不易获得电子，化学性质不活泼。

• 金属元素只显正价，化合价等于其最外层电子数。

• 非金属元素通常既显正价又显负价。最高正价等于最外层电子数，最低负价等于最外层电子数减8。

第二周期元素常见化合价

元素周期表

元素周期表编排原则

• 把电子层数相同的元素按原子序数递增的顺序从左至右排成横行。

• 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列。

历史上第一张元素周期表由俄国化学家门捷列夫于1869年排成。

短周期元素核外电子排布

短周期元素周期表

元素周期表的结构

周期

• 元素周期表的每个横行称为一个周期。
• 第一、二、三周期是短周期，其余周期是长周期。
• 周期序数 = 电子层数。

族

• 元素周期表的每一纵列称为一个族。
• 0族：稀有气体元素，最外层电子为全满。
• 第Ⅷ族：元素周期表有18个纵列，除了8、9、10三个纵列叫做第Ⅷ族外，其余每个纵列各为一族。
• 主族：主族序数 = 最外层电子数。主族族序数后标"A"，共7个主族。前20号元素除0族元素外，均为主族元素。
• 副族：族序数后标“B”, 完全由长周期元素构成。共7个副族。

最外层为1～2的元素不一定为主族元素；最外层为3～7的元素一定为主族元素。
每一周期元素种类：2，8，8，18，18，32，32。
同一周期主族序数之差即原子序数之差或最外层电子数之差。
七主七副七周期，Ⅷ族零族镧锕系。

元素周期表

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