原子和分子*1.3化學(xué)鍵和分子的極性1.1原子結(jié)構(gòu)核外電子排布1.2元素周期表和元素周期律原子和分子

*1.4放射性污染及其防治1.說出質(zhì)量數(shù)、質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之間的關(guān)系，會認(rèn)原子的表示方法，說出同位素的概念和應(yīng)用；2.說明原子序數(shù)的概念與原子序數(shù)、核電荷數(shù)、核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核外電子數(shù)之間的關(guān)系；3.會認(rèn)原子結(jié)構(gòu)示意圖；4.知道元素周期表的結(jié)構(gòu)，指出元素周期律對化學(xué)學(xué)習(xí)的指導(dǎo)作用；5.說明化學(xué)鍵可以分為離子鍵、共價鍵和金屬鍵；6.回憶起分子的極性與分子間作用力；7.記憶放射物品的種類和性質(zhì)與放射性指標(biāo)，指出放射性物質(zhì)的來源及對人體的危害學(xué)習(xí)目標(biāo)

原子和分子

原子結(jié)構(gòu)

核外電子排布第一節(jié)

硅原子

放大三百萬倍

原子和分子

原子和分子在化學(xué)反應(yīng)里分子可以分為原子，原子不能再分，那么用其它方法能不能將原子再分呢？思考：

原子和分子1897年，英國科學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子（來自原子內(nèi)部），證明原子可分的；盧瑟福提出原子結(jié)構(gòu)的“核式模型”又叫“行星模型”

原子和分子1.原子核的組成原子是由位于原子中心帶正電荷的原子核和核外帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成的，原子很小，而原子核更小，其體積只占原子體積的幾千萬億分之一。一、原子的組成和同位素

原子和分子1.原子核的組成原子核雖小，但它們一般由質(zhì)子和中子兩種粒子構(gòu)成，1個質(zhì)子帶1個單位正電荷，中子不帶電，原子核的核電荷數(shù)是由質(zhì)子數(shù)決定的。

原子和分子1.原子核的組成1個質(zhì)子帶一個單位正電荷；中子不帶電；1個電子帶一個單位負(fù)電荷。原子核帶正電原子核所帶的正電荷數(shù)目叫做核電荷數(shù)（Z)

原子和分子1.原子核的組成因此：核電荷數(shù)（Z）=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)（Z）+核外電子數(shù)（E）原子種類原子核核外電子數(shù)核電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)中子數(shù)氫1101碳6666氧8888鈉11111211鐵26263026

原子和分子1.原子核的組成構(gòu)成原子的質(zhì)子、中子、電子都具有一定的質(zhì)量，但絕對質(zhì)量太小，一般用相對質(zhì)量表示。

原子和分子1.原子核的組成表1—1 構(gòu)成原子的粒子的相對質(zhì)量構(gòu)成原子的粒子原子核

電子質(zhì)子中子

電性和電量1個質(zhì)子帶1個單位正電荷

不帶電1個電子帶1個單位負(fù)電荷質(zhì)量（kg）1.673×10-271.675×10-279.109×10-31相對質(zhì)量1.0071.0081/1838

原子和分子1.原子核的組成在原子中，電子的質(zhì)量很小，原子的質(zhì)量集中在原子核上。質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量都近似為1，如果忽略電子的質(zhì)量，而將原子核內(nèi)的所有質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量取近似整數(shù)值相加所得的數(shù)值，稱為質(zhì)量數(shù)，用符號A表示。質(zhì)子數(shù)用符號Z表示，中子數(shù)用符號N表示，則：質(zhì)量數(shù)（A）=質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）

原子和分子2．原子的表示方法質(zhì)量數(shù)（A）=質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）

原子核AZX核外電（E=Z）質(zhì)子Z中子N=A-Z

原子和分子3．同位素我們把具有相同核電荷數(shù)（即質(zhì)子數(shù)）的同一類原子總稱為元素。同一元素的不同原子質(zhì)量數(shù)不同，是由于原子核內(nèi)的中子數(shù)不同。人們把具有相同質(zhì)子數(shù)和不同中子數(shù)的原子互稱為同位素。

原子和分子3．同位素如氫元素的原子核內(nèi)都含有1個質(zhì)子，但不同的原子內(nèi)含有的中子數(shù)不同（表1—2）。表

1—2 氫元素的三種原子的構(gòu)成名稱符號俗稱質(zhì)子數(shù)中子數(shù)電子數(shù)質(zhì)量數(shù)氕氫1011氘重氫1112氚超重氫1213

原子和分子1.電子層電子是帶有負(fù)電荷的質(zhì)量很小、體積很小的微粒，在原子核外直徑約為10-10m的極小空間內(nèi)繞核以極高速率（>106m/s）運(yùn)動，它的運(yùn)動規(guī)律與常見的宏觀物體不同，沒有確定的軌道，無法同時準(zhǔn)確測出電子在某一瞬間的位置和速度，不能描繪出它們的運(yùn)動軌跡。二、核外電子排布的初步知識

原子和分子1.電子層原子核外電子運(yùn)動的特征：核外電子的運(yùn)動有自己的特點，沒有固定的軌道，但卻有經(jīng)常出現(xiàn)的區(qū)域。電子在原子核外一定區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)，這些區(qū)域叫做“電子層”,核外電子是在不同的電子層內(nèi)運(yùn)動的，此現(xiàn)象叫做核外電子的分層排布。

原子和分子原子核外電子的運(yùn)動與排布

原子和分子1.電子層按照現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)說，在有多個電子的原子中，各電子之間的能量是不同的，能量低的電子通常在離核近的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動，能量高的電子在離核遠(yuǎn)的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動。這些離核距離遠(yuǎn)近不等的電子運(yùn)動區(qū)域，叫做電子層。把離核最近、能量最低的叫第一電子層，離核稍遠(yuǎn)、能量稍高的叫第二層，由里向外依次類推。

原子和分子1.電子層電子層的編號有兩種方法，用數(shù)字n表示和用字母表示，其對應(yīng)關(guān)系以及各層電子的能量變化如下：電子層數(shù)n：1

2

3

4

5

6

7……對應(yīng)符號：K

L

M

N

O

P

Q……——————————————————→

原子和分子1.電子層電子的能量：電子離核由近到遠(yuǎn)，電子的能量由低到高。這樣，電子就可以看成是在能量不同的電子層上運(yùn)動，目前已知最復(fù)雜的原子，其電子層不超過7層。

原子和分子2．原子核外電子的分層排布核外電子的分層排布是有一定的規(guī)律的：科學(xué)研究證明，電子總是盡先排布在能量最低的電子層里，然后再由里向外，依次排布在能量逐步升高的電子層里，這個規(guī)律叫做能量最低原理。

原子和分子2．原子核外電子的分層排布我們以稀有氣體元素原子電子層排布的情況來說明核外電子的分層排布規(guī)律（表1—3）：表

1—3 稀有氣體元素原子的電子層排布從上述表格可以看出什么規(guī)律嗎？

原子和分子2．原子核外電子的分層排布從表1—3中可以看出如下規(guī)律：（1）K層（n=1）為2個電子、L層（n=2）為8個電子、M層（n=3）為18個電子、N層（n=4）為32個電子，即各電子層最多能夠容納的電子數(shù)為2n2個。（2）最外層最多為8個電子（氦最外層只有2個），次外層最多為18個電子。（4）由于稀有氣體原子電子層排布的結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定，稀有氣體的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。依據(jù)上述規(guī)律，可以將核電荷數(shù)為1～20的元素的原子核外電子分層排布的情況列出來（表1—4）

原子和分子2．原子核外電子的分層排布表

1—4 核電荷數(shù)為1～20的元素原子的核外電子排布

原子和分子2．原子核外電子的分層排布了解原子的核電荷數(shù)和電子層排布后，可以畫出原子結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1—1所示：。圖1—1鈉原子和氯原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖注：圓圈表示原子核，“+”表示原子核帶有的正電荷，數(shù)字表示核內(nèi)質(zhì)子數(shù)，弧線表示電子層，弧線上面的數(shù)字表示該層的電子數(shù)。

元素周期表和元素周期律

原子和分子第二節(jié)

原子和分子為了研究的方便，將目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的元素按核電荷數(shù)由小到大的順序給元素編號，這種編號稱為原子序數(shù)。很顯然，原子序數(shù)在數(shù)值上等于原子的核電荷數(shù)。原子序數(shù)=核電荷數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)

原子和分子注：元素周期表的種類很多，本書介紹的是一種常用的周期表。元素周期表是由俄國化學(xué)家門捷列夫，最早于1869年編制的。一、元素周期表的結(jié)構(gòu)周期ⅠAⅡAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦB

ⅧⅠBⅡBⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA

0一

二

三

四

五

六

七

錒系元素鑭系元素

原子和分子1.周期具有相同的電子層數(shù)的元素，按原子序數(shù)遞增的順序從左向右排列成的一個橫行稱為一個周期。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的元素核外最多有7個電子層，所以一共有7個周期。周期的序數(shù)=元素原子具有的電子層數(shù)

原子和分子1.周期通常將第一到第三周期稱為短周期，第四到第七周期稱為長周期。

原子和分子2.族族分為主族（A族）和副族（B族）。周期表里有18個縱列，除第8、9、10三個縱列合稱為第Ⅷ族外，其余15個縱列，每一個縱列標(biāo)作一族。由短周期元素和長周期元素共同構(gòu)成的族，稱為主族；完全由長周期元素組成的族，稱為副族。

原子和分子2.族主族元素在族序數(shù)（習(xí)慣用羅馬數(shù)字表示）后面標(biāo)一個A字，如ⅠA、ⅡA……ⅦA；副族元素在族序數(shù)后面標(biāo)一個B字，如ⅠB、ⅡB……ⅦB。稀有氣體元素的化學(xué)性質(zhì)非常不活潑，通常狀況下難以與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，把它們的化合價看成是0價，因而叫做0族（有時也稱ⅧA族）。

原子和分子2.族主族元素的核外電子排布時最后的電子排在最外層，因此將它們排在周期表的兩端。而副族元素的核外電子排布時最后的電子一般排在次外層，7個副族元素和第Ⅷ族元素位于周期表的中部，處于ⅠA、ⅡA與ⅢA～ⅦA兩部分主族元素之間，又稱為過渡元素。過渡元素都是金屬。主族元素的族序數(shù)=元素原子最外層電子數(shù)

原子和分子3．鑭系和錒系元素第六周期中從57號元素鑭La到71號元素镥Lu，這15種元素的性質(zhì)非常相似，稱為鑭系元素。第七周期中從89號元素錒Ac到103號元素鐒Lr，這15種元素的性質(zhì)也非常相似，稱為錒系元素。注：鑭系元素為主要的稀土元素，我國的稀土存儲量和種類在世界上都處于領(lǐng)先位置。錒系元素中鈾后面的元素都是人工合成的元素，叫做超鈾元素。錒系元素都具有放射性。

原子和分子二、元素周期律隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的核外電子排布呈現(xiàn)周期性的變化，元素的單質(zhì)及其化合物的性質(zhì)也呈現(xiàn)周期性的變化，這一規(guī)律叫做元素周期律。

原子和分子表1—5 原子序數(shù)3～18的各元素及其化合物性質(zhì)注：酸或堿：元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物。

原子和分子1.同周期元素的金屬性和非金屬性的遞變元素的金屬性指的是它的原子失去電子的能力，元素的非金屬性指的是它的原子獲得電子的能力。

原子和分子1.同周期元素的金屬性和非金屬性的遞變從上表1—5中可以看出，除0族的稀有氣體外，同一周期的主族元素，電子層數(shù)相同，從左向右，核電荷數(shù)增大，最外層電子數(shù)增多，原子半徑減小，失電子能力減弱，得電子能力增強(qiáng)，因此金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。

原子和分子1.同周期元素的金屬性和非金屬性的遞變元素的金屬性和非金屬性的強(qiáng)弱，還可以通過一些物質(zhì)的性質(zhì)來進(jìn)行比較。

原子和分子金屬單質(zhì)與水或酸的反應(yīng)與冷水劇烈反應(yīng)與沸水反應(yīng)與沸水反應(yīng)很緩慢劇烈反應(yīng)，且發(fā)生燃燒劇烈反應(yīng)反應(yīng)比鎂慢結(jié)論：Na、Mg、Al從水或酸中置換氫氣的能力依次減弱

原子和分子最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性結(jié)論：Na、Mg、Al的最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性依次減弱NaOHMg(OH)2Al(OH)3中強(qiáng)堿（）強(qiáng)堿兩性氫氧化物

原子和分子1.同周期元素的金屬性和非金屬性的遞變小結(jié)：同周期中，隨著原子序數(shù)的增加，元素的金屬性逐漸減弱，元素的非金屬性逐漸增強(qiáng)。

原子和分子2．同主族元素金屬性和非金屬性的遞變（表1—6）表1—6 同一主族元素（ⅠA、ⅦA）性質(zhì)的遞變規(guī)律性質(zhì)變化

元素

核電荷數(shù)

電子層數(shù)原子半徑（nm）

元素

核電荷數(shù)

電子層數(shù)原子半徑（nm）

性質(zhì)變化

金屬性增強(qiáng)Li320.152F920.064

非金屬性增強(qiáng)Na1130.186Cl1730.099K1940.227Br3540.114Rb3750.248I5350.133Cs5560.265At856---Fr877---

原子和分子表1—7 主族元素金屬性和非金屬性的變化規(guī)律2．同主族元素金屬性和非金屬性的遞變

原子和分子3．元素化合價的遞變元素的化合價與原子的電子層結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系，特別是最外層電子數(shù)目有關(guān)，過渡元素的化合價還與它們原子的次外層或倒數(shù)第三層有關(guān)。把元素原子核外參加化學(xué)反應(yīng)，能夠決定化合價的電子稱為價電子。對于主族元素：價電子數(shù)＝最外層電子數(shù)＝族序數(shù)＝最高正化合價

原子和分子3．元素化合價的遞變對于ⅣA-ⅦA的非金屬元素：價電子數(shù)＝最外層電子數(shù)＝族序數(shù)＝最高正化合價如硫元素的最外層電子數(shù)為6，是第ⅥA族元素，它的最高正價為+6，負(fù)化合價為-2。注：氧和氟不適用上兩式，它們在化合物中一般只有負(fù)化合價。副族元素的化合價比較復(fù)雜，這里不作討論。

原子和分子三、元素周期表和元素周期律的指導(dǎo)意義元素周期律是自然界最基本的規(guī)律之一，元素周期表把上百種元素作了科學(xué)的分類，把有關(guān)元素的知識系統(tǒng)化。元素周期律和元素周期表闡明各元素之間內(nèi)在的聯(lián)系和元素性質(zhì)周期性變化的本質(zhì)，有力地論證了自然界從量變到質(zhì)變的轉(zhuǎn)化規(guī)律。

原子和分子表1—8 人工合成元素的新進(jìn)展元素合成時間（年）元素合成時間（年）109Mt1982114Fl1999110Ds1994115Mc2004111Rg1994116Lv2000112Cn1996117Ts2010113Nh2004118Og2006

化學(xué)鍵和分子的極性

原子和分子*第三節(jié)

原子和分子分子是物質(zhì)中能獨立存在的相對穩(wěn)定并保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小微粒。物質(zhì)的性質(zhì)主要由組成分子的原子和分子的空間結(jié)構(gòu)所決定?；瘜W(xué)鍵說明的是分子中的原子是怎樣相互結(jié)合成分子的，分子的空間結(jié)構(gòu)說明的是分子間如何相互作用的

原子和分子一、化學(xué)鍵分子是由原子構(gòu)成的，說明分子內(nèi)部的原子之間存在著相互作用力，這種作用力既存在于相鄰的原子之間，也存在于非相鄰的原子之間，前者作用力比較強(qiáng)烈，破壞它要消耗較大的能量。分子中相鄰的原子之間直接的、強(qiáng)烈的相互作用力稱為化學(xué)鍵。根據(jù)作用力的不同，化學(xué)鍵可以分為離子鍵、共價鍵和金屬鍵。

原子和分子1.離子鍵離子鍵的形成過程可以電子式表示，原子最外層電子用“?”或“×”表示，以NaCl（圖1—4）的形成過程為例：圖1—4NaCl的晶體結(jié)構(gòu)

原子和分子1.離子鍵離子鍵沒有飽和性和方向性。在氯化鈉晶體中，每個Na+周圍可以吸引6個Cl-，同樣每個Cl-周圍可以吸引6個Na+。而在CsCl晶體中每個Cs+周圍吸引8個Cl-，每個Cl-周圍可以吸引8個Cs+。由離子鍵形成的化合物稱為離子化合物。

原子和分子2．共價鍵（1）共價鍵的形成在非金屬元素的原子之間，由于相互之間不能形成得失電子的關(guān)系，因此在形成化學(xué)鍵時，兩個原子各提供一定的電子形成共用電子對，共用電子對屬于兩個原子，使兩個原子的最外層電子數(shù)都達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。這種原子之間由于共用電子對的作用而形成的化學(xué)鍵叫做共價鍵。

原子和分子2．共價鍵（1）共價鍵的形成同種元素形成的雙原子單質(zhì)分子，形成共價鍵時，由于兩個原子對共用電子對的吸引能力相同，共用電子對處于兩個原子中間，原子不帶電荷，化合價為零。如Cl2的形成：

原子和分子2．共價鍵（1）共價鍵的形成對于不同種元素的原子形成的共價鍵，由于各原子對電子的吸引能力不同，共用電子對偏向非金屬性強(qiáng)的原子，而偏離非金屬性相對較弱的原子，如HCl分子的形成：為了簡便起見，共用電子對用“—”表示，如Cl—Cl，H—H，H—Cl，N≡N等。

原子和分子2．共價鍵（2）共價鍵的特征①共價鍵具有飽和性：由于原子最外層電子數(shù)不能超過8個，因此各原子形成共用電子對的數(shù)目是一定的，即共價鍵具有飽和性。②共價鍵具有方向性：由于核外不同電子層上運(yùn)動的電子的電子云形狀不同，當(dāng)它們形成共用電子對時，總是向著電子云重疊密度最大的方向，這樣形成的共價鍵才牢固。

原子和分子2．共價鍵（2）共價鍵的特征在多原子分子中，共價鍵之間的夾角稱為鍵角。鍵角可以推測分子的空間結(jié)構(gòu)：如：CO2分子中，O=C=O的鍵角為180°，分子為直線型。H2O分子中，H—O—H的鍵角為104.5°，分子為折角型。不同原子之間形成共價鍵的穩(wěn)定性不一樣，可以用鍵能來表示，即破壞1mol共價鍵所需要提供的能量，鍵能一般為幾百個KJ/mol。

原子和分子（3）共價鍵的極性由于形成共價鍵的原子對于電子的吸引能力不同，共價鍵分為極性鍵和非極性鍵。

原子和分子（3）共價鍵的極性①非極性共價鍵（非極性鍵）②極性共價鍵（為極性鍵）

原子和分子二、分子的極性和分子間力1．分子的極性以共價鍵結(jié)合形成的分子，分子的極性主要取決于鍵的極性和分子的空間構(gòu)型。

原子和分子2．分子間力組成物質(zhì)的分子與分子之間存在著一定的作用力，因此物質(zhì)才能夠發(fā)生氣

液

固的三態(tài)變化。分子之間的這種作用力稱為分子間力，又稱為范德華力。

原子和分子2．分子間力一般來說，組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量越大，分子間力越大，熔點越高、沸點越高（表1—9）。。表

1—9 鹵素單質(zhì)的熔點和沸點鹵素單質(zhì)F2Cl2Br2I2相對分子質(zhì)量3871160254熔點（K）53.4172266386沸點（K）85238332457相對分子質(zhì)量越大，熔點、沸點越高

原子和分子3．氫鍵有些氫化物的熔點、沸點的遞變