課時(shí)1 原子結(jié)構(gòu)與元素周期表
一、元素周期律、元素周期系和元素周期表
1．元素周期律
1869年，門捷列夫發(fā)現(xiàn)，按相對(duì)原子質(zhì)量從小到大的順序?qū)⒃嘏帕衅饋?，得到一個(gè)元素序列，并從最輕的元素氫開始進(jìn)行編號(hào)，稱為原子序數(shù)。這個(gè)序列中的元素性質(zhì)隨著原子序數(shù)遞增發(fā)生周期性的重復(fù)，這一規(guī)律被門捷列夫稱作元素周期律。
2．元素周期系
1913年，英國物理學(xué)家莫塞萊證明原子序數(shù)即原子核電荷數(shù)。隨后元素周期律表述為元素的性質(zhì)隨元素原子的核電荷數(shù)遞增發(fā)生周期性遞變。元素的這一按其原子核電荷數(shù)遞增排列的序列稱為元素周期系。
3.元素周期表
（1）含義：元素周期表是呈現(xiàn)元素周期系的表格。
（2）元素周期系與元素周期表的關(guān)系：
注：①門捷列夫提出的原子序數(shù)是按相對(duì)原子質(zhì)量從小到大的順序?qū)υ剡M(jìn)行編號(hào)
②原子序數(shù)是按照元素核電荷數(shù)由小到大的順序給元素編號(hào)而得到的序數(shù)。
③原子序數(shù)=核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)
二、構(gòu)造原理與元素周期表
1.元素周期表的結(jié)構(gòu)
（1）原子核外電子排布與周期的劃分
（2）核外電子排布與族的關(guān)系
①價(jià)電子：主族元素的價(jià)電子為該元素原子的最外層電子。如堿金屬元素原子的價(jià)電子排布為ns1。副族元素的價(jià)電子與其最外層電子和次外層電子有關(guān)(鑭系、錒系元素還與次次外層的f電子有關(guān))。如鐵元素的價(jià)電子排布式為3d64s2。
②主族元素的族序數(shù)=原子的最外層電子數(shù)。同主族元素原子的價(jià)電子排布相同，價(jià)電子全部排布在ns或nsnp能級(jí)上。
③稀有氣體元素的價(jià)電子排布為ns2np6(He為1s2)。
④過渡元素(副族和第Ⅷ族)同一縱列原子的價(jià)電子排布基本相同。
第ⅢB族~ⅦB族可失去ns和(n-1)d能級(jí)上的全部電子，最高正價(jià)數(shù) = 族序數(shù)。
第Ⅷ族可失去最外層的s電子和次外層的部分(n-1)d電子，其最高正價(jià)一般低于族序數(shù)(8)，只有Ru和Os可表現(xiàn)出+8價(jià)。
第ⅠB族可失去ns電子和部分(n-1)d電子，所以第ⅠB族的族數(shù)r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)
②同主族元素，隨著電子層數(shù)遞增，其原子半徑逐漸增大。
例：r(Li)r(Cl)，r(Fe)>r(Fe2＋)>r(Fe3＋)
②電子層結(jié)構(gòu)相同的微粒，核電荷數(shù)越大，半徑越小。
例：r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)
③帶相同電荷的離子，電子層數(shù)越多，半徑越大。
例：r(Li＋)r(Mg2＋)
正誤判斷
1．核外能層結(jié)構(gòu)相同的單核粒子，半徑相同。( × )
2．質(zhì)子數(shù)相同的不同單核粒子，電子數(shù)越多，半徑越大。( √ )
3．各元素的原子半徑總比其離子半徑大。( × )
4．同周期元素從左到右，原子半徑、離子半徑均逐漸減小。( × )
二、電離能
1.第一電離能
（1）定義：氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量叫做第一電離能。
（2）符號(hào)和單位：常用符號(hào)I表示，常用單位是kJ·ml-1。
（3）意義：衡量元素的原子失去一個(gè)電子的難易程度。
第一電離能數(shù)值越小，原子越容易失去一個(gè)電子；第一電離能數(shù)值越大，原子越難失去一個(gè)電子。
（4）變化規(guī)律
①每個(gè)周期的第一種元素(氫和堿金屬)第一電離能最小，稀有氣體元素原子的第一電離能最大，同周期中從左到右元素的第一電離能呈增大的趨勢。
②同主族元素原子的第一電離能從上到下逐漸減小。
③同一周期中，第ⅡA族元素的第一電離能比第ⅢA族元素的第一電離能要大，第ⅤA族元素的第一電離能比第ⅥA族元素的第一電離能要大，這是因?yàn)榈冖駻族元素的最外層p軌道全空，第ⅤA族元素的最外層p軌道半滿，全空和半滿狀態(tài)相對(duì)穩(wěn)定。
總之，第一電離能的周期性遞變是原子半徑、核外電子排布周期性變化的結(jié)果。
2.逐級(jí)電離能
（1）含義：原子的+1價(jià)氣態(tài)基態(tài)離子再失去1個(gè)電子所需要的最低能量叫做第二電離能，依次類推。可以表示為 M(g)=M+(g)+e- I1(第一電離能)
M+(g)=M2+(g)+e- I2(第二電離能)
M2+(g)=M3+(g)+e- I3(第三電離能)
（2）變化規(guī)律
①同一元素的逐級(jí)電離能是逐漸增大的，即I1< I2< I3

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