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周期同一横行
周期序数=电子层数
类别周期序数起止元素
包括元素种数核外电子层数
短周期1H—He21
2Li—Ne82
3Na—Ar83
长周期4K—Kr184
5Rb—Xe185
6Cs—Rn326
7不完全Fr—112号(118)26(32)7
第七周期原子序数1131141**********
个位数=最外层电子数ⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0
族主族元素的族序数
=元素原子的最外层电子数
(或:主族序数=最外层电子数)
18个纵行〖7个主族;7个副族;一个零族;一个Ⅷ族(8、9、10三个纵行)〗
主族A7个由短周期元素和长周期元素共同构成
副族B7个完全由长周期元素构成第Ⅷ族和全部副族通称过渡金属元素
Ⅷ族1个有3个纵行
零族1个稀有气体元素非常不活泼
碱金属锂、钠、钾、铷、铯、钫(Li、Na、K、Rb、Cs、Fr)
结构因最外层都只有一个电子,易失去电子,显+1价,
物理性质密度逐渐增大逐渐升高
熔沸点逐渐降低(反常)
化学性质原子核外电子层数增加,最外层电子离核越远,
失电子能力逐渐增强,金属性逐渐增强,金属越活泼
卤素***、***、溴、碘、砹(F、Cl、Br、I、At)
结构因最外层都有7个电子,易得到电子,显-1价,
物理性质密度逐渐增大
熔沸点逐渐升高(正常)
颜色状态颜色逐渐加深气态~液态~固态
溶解性逐渐减小
化学性质原子核外电子层数增加,最外层电子离核越远,
得电子能力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱,金属越不活泼
与氢气反应剧烈程度:F2>Cl2>Br2>I2
氢化物稳定性HF>HCl>HBr>HI
氢化物水溶液酸性HF<HCl<HBr<HI(HF为弱酸,一弱三强)
氢化物越稳定,在水中越难电离,酸性越弱
一、原子核外电子的排布
层序数1234567
电子层符号KLMNOPQ
离核远近由近到远
能量由低到高
各层最多容纳的电子数2n2
2×12=22×22=82×32=18
2×42=322×52=502×62=72
2×72=98
非金属性与金属性(一般规律):
电外层电子数得失电子趋势元素性质
金属元素<4易失金属性
非金属元素>4易得非金属性
金属的金属性强弱判断:
水(酸)反应放氢气越剧烈越活泼
最高价氧化物水化物碱性越强越活泼
活泼金属置换较不活泼金属
原电池的负极金属比正极活泼
非金属的非金属性强弱判断:
与氢气化合越易,生成氢化物越稳定越活泼
最高价氧化物水化物酸性越强越活泼
活泼非金属置换较不活泼非金属
元素周期律:元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性的变化,这个规律叫做元素周期律
1A、越左越下,金属越活泼,原子半径越大,最外层离核越远,还原性越强。
越易和水(或酸)反应放H2越剧烈,最高价氧化物的水化物的碱性越强
B、越右越上,非金属越活泼,原子半径越小,最外层离核越近,氧化性越强。
越易和H2化合越剧烈,最高价氧化物的水化物的酸性越强
2、推断短周期的元素的方法(第二、第三周期)
A第二周期若A的质子数为z时
CBD第三周期若A的最外层电子数为a
Z2+a
Z+7Z+8Z+99+a10+a11+a
二、元素的性质与元素在周期表中位置的关系
ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0
1HHe
2LiBeBCNOFNe
3NaMgAlSipsClAr
4KCaGeAsSeBr
5RbSbTeI
6CsPoAt
7Fr
元素化合价与元素在周期表中位置的关系:
对于主族元素:最高正价=族序数
最高正化合价+∣最低负价∣=8
元素周期表中:周期序数=电子层数;
主族序数=最外层电子数;
原子中:原子序数=核内质子数=核电荷数=核外电子数
化学键
离子键:阴、阳离子间通过静电作用所形成的化学键(金属与非金属原子间)
共价键:原子间通过共用电子对所形成的化学键(两种非金属原子间)
非极性共价键:同种非金属原子形成共价键(电子对不偏移)(两种相同的非金属原子间)
极性共价键:不同种非金属原子形成共价键(电子对发生偏移)(两种不同的非金属原子间)
He、Ar、Ne、等稀有气体是单原子分子,分子之间不存在化学键
共价化合物有共价键一定不含离子键
离子化合物有离子键可能含共价键
三、核素
原子质量主要由质子和中子的质量决定。
质量数质量数(A)=质子数(Z)+十中子数(N)
核素把一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子称核素
同位素质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素
“同位”是指质子数相同,周期表中位置相同,核素是指单个原子而言,而同位素则是指核素之间关系
特性同一元素的各种同位素化学性质几乎相同,物理性质不同
在天然存在的某种元素中,不论是游离态,还是化合态,各种同位素所占的丰度(原子百分比)一般是不变的
第二章第一节化学能与热能
反应时旧化学键要断裂,吸收能量
在反应后形成新化学键要形成,放出能量
∑E(反应物)>∑E(生成物)——放出能量
∑E(反应物)<∑E(生成物)——吸收能量
两条基本的自然定律质量守恒定律能量守恒定律
常见的放热反应
氧化、燃烧反应
中和反应CO2+C==2CO
铝热反应NH4NO3溶于水(摇摇冰)
常见的吸热反应
Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl==BaCl2+2NH3↑+10H2O
第二节化学能与电能
负极Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)
Zn+2H+=Zn2++H2↑
正极2H++2e-=H2↑(还原反应)
电子流向Zn→Cu电流流向Cu→Zn
原电池:能把化学能转变成电能的装置
组成原电池的条件
①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极,活泼的作负极失电子
②活泼的金属与电解质溶液发生氧化还原反应③两极相连形成闭合电路
二次电池:可充电的电池
二次能源:经过一次能源加工、转换得到的能源
常见电池干电池铅蓄电池银锌电池镉镍电池燃料电池(碱性)
第三节化学反应的速率和极限
化学反应速率的概念:用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
单位:mol/(L·s)或mol/(L·min)
表达式v(B)=△C/△t
同一反应中:用不同的物质所表示的表速率与反应方程式的系数成正比
影响化学反应速率的内因(主要因素):参加反应的物质的化学性质
外因浓度压强温度催化剂颗粒大小
变化大高高加入越小表面积越大
速率影响快快快快快
化学反应的限度:研究可逆反应进行的程度(不能进行到底)
反应所能达到的限度:当可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等时,反应物与生成物浓度不在改变,达到表面上静止的一种“平衡状态”。
影响化学平衡的条件浓度、压强、温度
化学反应条件的控制
尽可能使燃料充分燃烧提高原料利用率,通常需要考虑两点:
一是燃烧时要有足够的空气;二是燃料与空气要有足够大的接触面
第三章有机化合物
第一节最简单的有机化合物甲烷
氧化反应CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l)
取代反应CH4+Cl2(g)→CH3Cl+HCl
烷烃的通式:CnH2n+2n≤4为气体、所有1-4个碳内的烃为气体,都难溶于水,比水轻
碳原子数在十以下的,依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸
同系物:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物
同分异构体:具有同分异构现象的化合物互称为同分异构
同素异形体:同种元素形成不同的单质
同位素:相同的质子数不同的中子数的同一类元素的原子
第二节来自石油和煤的两种重要化工原料
乙烯C2H4(含不饱和的C=C双键,能使KMnO4溶液和溴的溶液褪色)
氧化反应2C2H4+3O2→2CO2+2H2O
加成反应CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br(先断后接,变内接为外接)
加聚反应nCH2=CH2→[CH2-CH2]n(高分子化合物,难降解,白色污染)
石油化工最重要的基本原料,植物生长调节剂和果实的催熟剂,
乙烯的产量是衡量国家石油化工发展水平的标志
苯是一种无色、有特殊气味的液体,有毒,不溶于水,良好的有机溶剂
苯的结构特点:苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种独特的键
氧化反应2C6H6+15O2→12CO2+6H2O
取代反应溴代反应+Br2→-Br+HBr
硝化反应+HNO3→-NO2+H2O
加成反应+3H2→
第三节生活中两种常见的有机物
乙醇
物理性质:无色、透明,具有特殊香味的液体,密度小于水沸点低于水,易挥发。
良好的有机溶剂,溶解多种有机物和无机物,与水以任意比互溶,醇官能团为羟基-OH
与金属钠的反应2CH3CH2OH+Na→2CH3CHONa+H2
氧化反应
完全氧化CH3CH2OH+3O2→2CO2+3H2O
不完全氧化2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O(Cu作催化剂)
乙酸CH3COOH官能团:羧基-COOH无水乙酸又称冰乙酸或冰醋酸。
弱酸性,比碳酸强CH3COOH+NaOH→CH3COONa+H2O2CH3COOH+CaCO3→Ca(CH3COO)2+H2O+CO2↑
酯化反应醇与酸作用生成酯和水的反应称为酯化反应。
原理酸脱羟基醇脱氢。
CH3COOH+C2H5OH→CH3COOC2H5+H2O
第四节基本营养物质
糖类:是绿色植物光合作用的产物,是动植物所需能量的重要来源。又叫碳水化合物
单糖C6H12O6葡萄糖多羟基醛CH2OH-CHOH-CHOH-CHOH-CHOH-CHO
果糖多羟基***
双糖C12H22O11蔗糖无醛基水解生成一分子葡萄糖和一分子果糖:
麦芽糖有醛基水解生成两分子葡萄糖
多糖(C6H10O5)n淀粉无醛基n不同不是同分异构遇碘变蓝水解最终产物为葡萄糖
纤维素无醛基
油脂:比水轻(密度在之间),不溶于水。是产生能量最高的营养物质
植物油C17H33-较多,不饱和液态油脂水解产物为高级脂肪酸和丙三醇(甘油),油脂在碱性条件下的水解反应叫皂化反应
脂肪C17H35、C15H31较多固态
蛋白质是由多种氨基酸脱水缩合而成的天然高分子化合物
蛋白质水解产物是氨基酸,人体必需的氨基酸有8种,非必需的氨基酸有12种
蛋白质的性质
盐析:提纯变性:失去生理活性显色反应:加浓***显黄色灼烧:呈焦羽毛味
误服重金属盐:服用含丰富蛋白质的新鲜牛奶或豆浆
主要用途:组成细胞的基础物质、人类营养物质、工业上有广泛应用、酶是特殊蛋白质
第四章化学与可持续发展
开发利用金属资源
电解法很活泼的金属K-AlMgCl2=Mg+Cl2
热还原法比较活泼的金属Zn-CuFe2O3+3CO=2Fe+3CO2
3Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3铝热反应
热分解法不活泼的金属Hg-Au2HgO=Hg+O2
海水资源的开发和利用
海水淡化的方法蒸馏法电渗析法离子交换法
制盐提钾提溴用***气提碘提取铀和重水、开发海洋药物、利用潮汐能、波浪能
镁盐晶提取Mg2+-----Mg(OH)2-------MgCl2
***碱工业2NaCl+2H2O=H2↑+2NaOH+Cl2↑
化学与资源综合利用
煤由有机物和无机物组成主要含有碳元素
干馏煤隔绝空气加强热使它分解煤焦油焦炭
液化C(s)+H2O(g)→CO(g)+H2(g)
汽化CO(g)+2H2→CH3OH
焦炉气CO、H2、CH4、C2H4水煤气CO、H2
天然气甲烷水合物“可燃冰”水合甲烷晶体(CH4·nH2O)
石油烷烃、环烷烃和环烷烃所组成主要含有碳和氢元素
分馏利用原油中各成分沸点不同,将复杂的混合物分离成较简单更有用的混合物的过程。
裂化在一定条件下,把分子量大、沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。
环境问题不合理开发和利用自然资源,工农业和人类生活造成的环境污染
三废废气、废水、废渣
酸雨:SO2、、NOx、臭氧层空洞:******烃赤潮、水华:水富营养化N、P
绿色化学是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则只有一种产物的反应