第二章元素周期性和非周期性幻灯片.ppt

第二章 元素的周期性和周期性 的非规则性;具体分析;57-70; 现代周期表中共18列，分为18族，镧系和锕系 不编号，且不再包含镥铑 。 第1、第2族是碱金属和碱土金属； 第3至第12族为过渡系金属 第13族至18族为p区元素，不再有零族元素。;ns1和ns2 ;8;;;农药多数是含Cl、P、S、N、As等元素的化合物。 ;对探矿具有指导意义： 地球上化学元素的分布跟它们在元素周期表里的位置有密切的联系。发现如下规律： 相对原子质量较小的元素在地壳中含量较多，相对原子质量较大的元素在地壳中含量较少； 偶数原子序的元素较多，奇数原子序的元素较少。 处于地球表面的元素多数呈现高价，处于岩石深处的元素多数呈现低价； 在岩浆演化过程中，电负性小的、离子半径较小的、熔点较高的元素和化合物往往首先析出，进入晶格，分布在地壳的外表面。碱金属主要富集于岩石圈的最上部 熔点、离子半径、电负性大小相近的元素往往共生在一起，同处于一种矿石中。 ;有的科学家把周期表中性质相似的元素分为十个区域，并认为同一区域的元素往往是伴生矿. ;; 原子半径;电离能(I);;元素电负性（electronegativity);Pauling电负性概念的热化学基础;R.Millken电负性标度 分子中原子吸引共用电子对的倾向与原子保持外层电子的能 力 I 及吸引更多电子的能力 E 有关. 电负性： ?m=1/2(I1+E1) （1-2） ?m与?p的关系： ?p= ?m/2.7ev 或 ?p= 1.35?m1/2-1.37; ① 原子的杂化状态 原子的杂化状态对电负性的影响是因为s电子的钻穿效应比较强，s轨道的能量比较低，有较大的吸引电子的能力。所以杂化轨道中含s成分越多，原子的电负性也就越大。例如，碳和氮原子在杂化轨道sp3、sp2和sp中s成分分别为25%、33%、50%，相应的电负性分别为2.48、2.75、3.29和3.08、3.94、4.67。 一般所取碳的电负性为2.55，氮为3.04，分别相当于sp3杂化轨道的电负性。当以sp杂化时，碳的电负性值约接近于氧(3.44)，氮的电负性甚至比氟(3.98)还要大。; ② 键联原子的诱导作用 一个原子的电负性可因受周围原子诱导作用的影响而发生变???。例如，在CH3I中的碳的电负性就小于CF3I中碳的电负性。其原因在于，F(3.98)的电负性远大于H(2.2)，在F的诱导作用下，CF3I中C的电负性增加，甚至超过了I(2.66)。结果使得在两种化合物中C－I键的极性有着完全相反的方向: 在 中碳带正电，而在 中碳带负电。 ; 考虑到如上述CH3和CF3基团的中心原子受其它原子影响而改变了电负性值，从而提出了基团电负性的概念。 一个特定的基团有一个特定的电负性值(表)。 ;电负性变化规律;;元素电负性的应用;判断元素的超导性 研究发现：一切超导元素的电负性值都在1.3~1.9 之间。 对于NbTi, TiNbTa,NbZrTi等类型的合金，用通式 AmBnCp表示，则超导体的电负性平均效应与元素电 负性之间的关系为：; 在OF2、OCl2 对中，键长：O－F＜O－Cl，原因是r(Cl)＞r(F)，而△χ(O 与F)又比△χ(O 与Cl)差得大；键角：∠FOF＜∠ClOCl，原因是电负性F＞Cl，成键电子将偏向F，从而降低成键电子对间的斥力，键角变小。 ;在NH3、NF3 对中，键长：N－H＜N－F，原因是r(F)＞r(H)， 尽管是△χ(N 与H)＜△χ(NF)，但△χ(N 与H)同△χ(N 与F)相差并不太多；键角：∠FNF＜∠HNH，原因是电负性 χ(F)＞χ(H)，成键电子将偏向F，从而降低成键电子对间的 斥力，键角变小。 ;作业： 1写出下列离子的基态原子构型，并指出未成对电子的数目 K+,Ti+3、Cr+3、Fe+2、Lu+3、Ce+4、Sb+4;电子层结构变化规律 同一主族元素, 从上到下随着原于序数的递增电子层数逐渐增多, 但最外层电子数相同，即价电子数相同。 同一周期的主族元素(除第一周期外) 从左到右随着原子序数的递 增, 最外层电子数由1 逐渐增加到7 , 最后稀有气体元素的最外层为 8 个电子的稳定结构。;化合价的变化规律 同一主族元素最高正化合价相同, 并且等于族序数(除电