公司工业化研究项目可行性报告 项目名称：二羟甲基丁酸(DMBA)的工业化研究 领域：新材料 主管部门：**市**区科技局 主要承担单位：我公司 主要协作单位：某化工研究院 起止时间：XX、01-XX、12 填报日期：XX 年4月20 日 立项的背景和意义 传统涂料是溶剂型的，在生产、使用过程中对环境造成不同程度的污染。随着全球经济的发展，人类日益注重保护环境、关爱生命健康，传统涂料的制造和使用受到环境保护法律和法规的限制。对于水溶性涂料的环保要求，发达国家已有立法，我国“十五”规划也列为发展重点。近二十年来，制造水溶性聚氨酯涂料的中间体是2，2-二羟甲基丙酸，直到XX年5月，日本化成公司将2，2-二羟甲基丁酸规模生产。2，2-二羟甲基丁酸的亲油性好、熔点低，制备水溶性聚氨酯时的可操作性能优异，有望取代2，2-二羟甲基丙酸而成为新一代绿色环保型化学品。 2，2-二羟甲基丁酸是一种多用途的有机原料。新戊基结构使它有良好的耐热性、耐水性和颜色稳定性。带有羧基
的二元醇结构使其具有独特的溶解特性，赋予它一些特殊用途： ⑴本产品在水性聚氨酯制造中既是扩链剂，又能使聚氨酯获得自乳化性能，还用于制备聚氨酯水乳液型皮革涂饰剂，是传统的水乳性聚丙烯酸酯皮革涂饰剂的升级换代产品。 ⑵2，2-二羟甲基丁酸的两个羟基易与二异氰酸酯等发生酯化反应，分子中的羧基经中和可实现整个化合物的水性化，利用这种特性，可用于制备水溶性聚氨酯、环氧树脂，还可用于水性涂料。 ⑶在医药工业中，可以制备各种功能材料，如补牙剂。这种补牙剂固化快，强度高，附着力强。 ⑷可作为聚氨基甲酸乙酯等高分子材料的合成原料，增加材料的抗老化性、耐磨性、易降解等性能。 无溶剂污染的水性涂料将成为市场的宠儿，DMBA有着良好的市场前景，及时开发工业化生产技术满足市场需求十分必要，经济效益、社会效益显著。 国内目前生产的水乳性聚氨酯皮革涂饰剂已采用DMBA 作为自乳化剂。目前国内虽有报道开发，但都停留在实验室技术还没有形成DMBA的规模化工业产品。 化学工业饲料添加剂工程技术中心**科技公司根据行业发展动态及市场需求，公司发挥自身优势研究开发本项
第一章物质结构与性质教案 教材分析： 一、本章教学目标 1．了解原子结构的构造原理，知道原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外电子的排布。 2．了解能量最低原理，知道基态与激发态，知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁产生原子光谱。 3．了解原子核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道。 4．认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值。 5．能说出元素电离能、电负性的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质。 6．从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，在抽象思维、理论分析的过程中逐步形成科学的价值观。 本章知识分析： 本章是在学生已有原子结构知识的基础上，进一步深入地研究原子的结构，从构造原理和能量最低原理介绍了原子的核外电子排布以及原子光谱等，并图文并茂地描述了电子云和原子轨道；在原子结构知识的基础上，介绍了元素周期系、元素周期表及元素周期律。总之，本章按照课程标准要求比较系统而深入地介绍了原子结构与元素的性质，为后续章节内容的学习奠定基础。尽管本章内容比较抽象，是学习难点，但作为本书的第一章，教科书从内容和形式上都比较注意激发和保持学生的学习兴趣，重视培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学的兴趣。 通过本章的学习，学生能够比较系统地掌握原子结构的知识，在原子水平上认识物质构成的规律，并能运用原子结构知识解释一些化学现象。 注意本章不能挖得很深，属于略微展开。 第一节原子结构 第一课时 知识与技能： 1、进一步认识原子核外电子的分层排布 2、知道原子核外电子的能层分布及其能量关系 3、知道原子核外电子的能级分布及其能量关系 4、能用符号表示原子核外的不同能级，初步知道量子数的涵义 5、了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布 6、能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布 方法和过程： 复习和沿伸、类比和归纳、能层类比楼层，能级类比楼梯。 情感和价值观：充分认识原子结构理论发展的过程是一个逐步深入完美的过程。 教学过程： 1、原子结构理论发展 从古代希腊哲学家留基伯和德谟克利特的朴素原子说到现代量子力学模型，人类思想中的原子结构模型经过多次演变，给我们多方面的启迪。 现代大爆炸宇宙学理论认为，我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸。大爆炸后约两小时，诞生了大量的氢、少量的氦以及极少量的锂。其后，经过或长或短的发展过程，氢、氦等发生原子核的熔合反应，分期分批地合成其他元素。 〖复习〗必修中学习的原子核外电子排布规律：
化学中间体--英语名称大全Acetaldehyde 乙醛 Acetals 缩醛类\ Acetic acid 乙酸\ Acetic acid n-butyl ester 乙酸正丁酯 Acetic acid ethyl ester 乙酸乙酯 Acetic acid isobutyl ester 乙酸异丁酯 Acetic acid isopropyl ester 乙酸异丙酯 Acetic acid methyl amyl ester 乙酸甲基戊酯 Acetic acid methyl ester 乙酸甲酯 Acetic acid-n-propyl ester 乙酸正丙酯 Acetic acid vinyl ester 乙酸乙烯酯 Acetic anhydride 乙酸酐\ Acrylic acid 丙烯酸\ Acrylic acid butyl ester 丙烯酸正丁酯 Acrylic acid ethyl ester 丙烯酸乙酯 Acrylic acid 2-ethylhexyl ester 丙烯酸2-乙基己酯 Acrylic acid methyl ester 丙烯酸甲酯 Alcohols 醇类\ Aldehydes 醛类\ Allylamine 烯丙胺 Amines 胺类\
1-Aminobutane 1-氨基丁烷\ 2-Aminobutane 2-氨基丁烷\ Aminocyclohexane 氨基环己烷\ 1-Amino-3-methyl butane 1-氨基-3-甲基丁烷\ 2-Aminomethylfurane 2-氨甲基呋喃 3-Aminomethylheptane 3-氨甲基庚烷\ 1-Aminooctane 1-氨基辛烷\ 1-Aminopropane 1-氨基丙烷\ 2-Aminopropane 2-氨基丙烷\ B 3(4),8(9)-Bis-(aminomethyl)-tricyclo [5.2.1.02.6] decane 3(4),8(9)-二-(氨甲基)-三环- [5.2.1.02.6] 癸烷\ 1,2-Bis(tert-butylamino)ethane 1.2-二（特丁基氨基）乙烷\ 2,2-Bis-(hydroxymethyl)- 1,3-propanediol 2,2-二-（羟甲基）-1,3-丙二醇 3(4).8(9)-Bis-(hydroxymethyl)- tricyclo [5.2.1.02.6]decane 3(4),8(9)二(羟甲基)-三环- [5.2.1.02.6] 癸烷\ n-Butanal 正丁醛 1,3-Butanediol 1,3-丁二醇
一、填空题 1. 已知:类氢离子He +的某一状态Ψ=0202/30)22()2(241a r e a r a -?-?π此状态的n ，l ，m 值分别为_____________________.其能量为_____________________,角动量平方为_________________.角动量在Z 轴方向分量为_________. 2. He +的3p z 轨道有_____个径向节面， 有_____个角度节面。 3. 如一原子轨道的磁量子数m=0，主量子数n ≤2，则可能的轨道为__________。 二、选择题 1. 在外磁场下，多电子原子的能量与下列哪些量子数有关（ ） A. n,l B. n,l,m C. n D. n,m 2. 用来表示核外某电子运动状况的下列各组量子数（n ，l ，m ，ms ）中，哪一组是合理的（） A. （2，1，-1，-1/2） B. （0，0，0，1/2） C. （3，1，2，1/2） D.（2，1，0，0） 3. 如果一个原子的主量子数是4，则它（ ） A. 只有s 、p 电子 B. 只有s 、p 、d 电子 C. 只有s 、p 、d 和f 电子 D. 有s 、p 电子 4. 对氢原子Φ方程求解,下列叙述有错的是( ). A. 可得复函数解Φ=ΦΦim m Ae )(. B. 由Φ方程复函数解进行线性组合,可得到实函数解. C. 根据Φm (Φ)函数的单值性,可确定|m|=0.1.2…………I D. 根据归一化条件1)(220=ΦΦΦ?d m π求得π21 =A 5. He +的一个电子处于总节面数为3的d 态问电子的能量应为 ( ). A.1 B.1/9 C.1/4 D.1/16 6. 电子在核附近有非零几率密度的原子轨道是( ). A.Ψ3P B. Ψ3d C.Ψ2P D.Ψ2S 7. 氢原子处于下列各状态 (1)ψ2px (2) ψ3dxz (3) ψ3pz (4) ψ3dz 2 (5)ψ322 ，问哪些状态既是M 2算符的本征函数，又是M z 算符的本征函数? A. (1) (3) B. (2) (4) C. (3) (4) (5) D. (1) (2) (5)
二羟甲基丁酸（DMBA）和二羟甲基丙酸（DMPA）二羟甲基丁酸可以使水溶性涂料以及水溶性聚氨酯，聚酯，环氧树脂等聚合物获得极强的亲水性，使聚合物在工艺过程中操作性能优良，反应速度快，可以取代DMPA成为新一代绿色环保产品。 对水溶性涂料及水溶性聚氨酯、聚酯、环氧树脂等的环保要求,发达国家已有立法,我国“十五”计划中也将其列为发展的重点。2,22二羟甲基丁酸可使上述聚合物质获得强亲水性,使其在工艺过程中操作性能优良,反应速度快,可望取代现用的2,22二羟甲基丙酸而成为新一代绿色环保用品[1]。目前有关2,22二羟甲基丁酸合成的研究报道很少,全球也只有日本化成公司独家生产。由于国际上最新的合成技术中尚存在催化剂选择性与反应性差、工艺路线复杂、能耗高、环境污染严重等问题,不符合从源头有效减少污染的绿色化学设计思想,造成了产品成本昂贵的现状,也限制了这种环保材料的推广使用。 金腾龙化工是国内最大的二羟甲基丁酸和二羟甲基丙酸的供应商，拥有制作二羟甲基丁酸和二羟甲基丙酸最好的工艺方法，且二羟甲基丁酸和二羟甲基丙酸以获得国家专利。 2,2-二羟甲基丁酸（DMBA） CAS ：10097-02-6 英文名：Dimethylolbutanoic acid [2,2-Bis(hydroxymethyl)butyric Acid] 分子式：C6H12O4 分子量：148.16
用途: DMBA是带有两个活性的羟甲基团的新戊基羧酸，因此可以被用作合成水性高分子体系，可广泛用于水溶性聚氨酯、聚酯、环氧树脂等方面。DMBA在不同溶剂中具有比DMPA更好的溶解性能，因此可以使工作效率得到很大的改善。DMBA被视为水性聚氨酯用新一代绿色环保型扩链剂和内乳化剂，生产水性聚氨酯胶黏剂，无需使用有机溶剂，有机残留物为零。不存在使用DMPA熔点高、溶解慢、反应时间长、能耗高、产品性能差、需要加入有机溶剂、溶剂残留量大等问题。还可用于水性环氧树脂、聚酯等胶黏剂的制造。目前水性聚氨酯、水性树脂、水性胶粘剂、水性涂料等水性产品最好的多用途改性助剂（亲水扩链剂），作为单体，改性过程中，二羟甲基丁酸（DMBA)无需添加任何有机溶剂（以水代替），生产工艺更加简单，性能稳定，效果最好.其中二羟甲基丙酸(DMPA)以优越的性价比使得其在水性领域应用较为普遍！ 包装：25kg/包纸板桶装或纸箱装，内衬铝塑薄膜袋。25kg/桶 2,2-二羟甲基丙酸(DMPA) CAS NO：4767-03-7 英文名称:2,2-Dimethylol Propionic Acid 结构式:CH3-C(CH2OH)2-COOH 分子式:C5H10O4 分子量:134.13 溶于丙酮、甲醇，不溶于苯、甲苯。新戊基结构使它有良好的耐热性、耐水性和颜色稳定性，带有羧基的二元醇结
水的基本物理化学性质 一. 水的物理性质（形态、冰点、沸点）： 常温下（0~100℃），水可以出现固、液、气三相变化，利用水的相热转换能量是很方便的。 纯净的水是无色、无味、无臭的透明液体。水在1个大气压时（105Pa），温度 1)在0℃以下为固体，0℃为水的冰点。 2)从0℃-100℃之间为液体（通常情况下水呈液态）。 3)100℃以上为气体（气态水），100℃为水的沸点。 4)水是无色、无臭、无味液体，在浅薄时是清澈透明，深厚时呈蓝绿色。 5)在1atm时，水的凝固点(f.p.)为0℃，沸点(b.p.)为100℃。 6)水在0℃的凝固热为5.99 kJ/mole(或80 cal/g)。 7)水在100℃的汽化热为40.6 kJ/mole(或540 cal/g)。 8)由於水分子间具有氢键，故沸点高、莫耳汽化热大，蒸气压小。 9)沸点： (1)沸点：液体的饱和蒸气压等於液面上大气压之温度，此时液体各点均呈剧烈汽 化现象，且液气相可共存若液面上为1 atm(76 mmHg)时，则该沸点称为「正常沸点」，水的正常沸点为100℃。 (2)若液面的气压加大，则液体需更高的蒸气压才可沸腾；而更高的温度使得更高 的蒸气压，故液体的沸点会上升。液面上蒸气压愈大，液体的沸点会愈高。 (3)反之，若液面上气压变小，则液面的沸点将会下降。 10)水在4℃(精确值为3.98℃)时的体积最小、密度最大，D = 1g/mL。 11)三相点：指在热力学里，可使一种物质三相（气相，液相，固相）共存的一个温度 和压力的数值。举例来说，水的三相点在0.01℃（273.16K）及611.73Pa 出现。 12)临界点（critical point）：物理学中因为能量的不同而会有相的改变(例如：冰 →水→水蒸气),相的改变代表界的不同,故当一事物到达相变前一刻时我们称它临 界了,而临界时的值则称为临界点。之温度为临界温度，压力为临界压力。 13)临界温度：加压力使气体液化之最高温度称为临界温度。如水之临界温度为374℃， 若温度高於374℃，则不可能加压使水蒸气液化。 14)临界压力：在临界温度时，加压力使气体液化的最小压力称之。临界压力等於该液 体在临界温度之饱和蒸气压。 二. 水的比热： 把单位质量的水升高1℃所吸收的热量，叫做水的比热容，简称比热，水的比热为4.18xKJ/Kg.K。 在所有的液体中，水的比热容最大。因此水可作为优质的热交换介质，用于冷却、储热、传热等方面。 三. 水的汽化热： 在一定温度下单位质量的水完全变成同温度的气态水（水蒸气）所需的热量，叫做水的汽化热。 水从液态转变为气态的过程叫做汽化，水表面的汽化现象叫做蒸发，蒸发在任何温度下都能进行。 水的汽化热为2257KJ/Kg。一般地：使水在其沸点蒸发所需要的热量五倍于把等量水从1℃加热到100℃所需要的热量。
《原子结构与元素的性质》说课设计 高二年级化学组xx 一、教学分析： （一）分析教材 本节课是在必修2第一章《物质结构元素周期律》,选修3第一章第一节《原子结构》基础上进一步认识原子结构与元素性质的关系。在复习原子结构及元素周期表相关知识的基础上，从原子核外电子排布的特点出发，结合元素周期表进一步探究元素在周期表中的位置与原子结构的关系。按照课程标准要求比较系统而深入地介绍了原子结构与元素性质的关系，为后阶段学习元素周期律和分子结构奠定了基础。尽管本节内容比较抽象，学生学起来有困难，但教科书在内容编排上注重了由易到难层层深入，能够激发和保持学生的学习兴趣。 （二）分析学生 1、知识技能方面：学生已学习了原子结构及元素周期表的相关知识和元素的核外电子排布、元素的主要化合价、元素的金属性与非金属性变化等知识，为学习本节奠定了一定的知识基础。 2、学法方面：在必修2第一章《物质结构元素周期律》的学习过程中已经初步掌握了理论知识的学习方法——逻辑推理法、抽象思维法、总结归纳法，具有一定的学习方法基础。根据以上两个分析，我确定本课教学目标如下 二、教学目标： （一）知识与技能目标 1、了解元素原子核外电子排布的周期性变化规律。 2、进一步认识元素周期表与原子结构的关系。 （二）过程与方法目标通过问题探究和讨论交流，进一步掌握化学理论知识的学习方法──结构决定性质。
（三）情感态度与价值观目标学生在问题探究的过程中，同时把自己融入科学活动和科学思维中，体验科学研究的过程和认知的规律性，在认识上和思想方法上都得到提升。根据以上两个分析，我确定了本节课的教学重点和难点：（四）教学的重点和难点 1、教学重点：元素的原子结构与元素周期表的关系 2、教学难点：元素周期表的分区为了有用地达成教学目标，突出教学重点，突破难点，我准备采用以下教学策略，下面说教学策略的设计 三、教学策略： （一）教学模式 在建构主义学习理论指导下，采用“复习引入——自主探究——合作交流——巩固练习”的教学模式。 （二）教学方法与手段讲授法与讨论法相结合，其中运用多媒体等教学手段。 （三）教学流程图 教学策略是有针对性的，必须把例外的教学策略运用到相应的教学环节中，要想使一堂课优化，只有把有用的教学策略恰当地运用到优化的教学过程中，才能更有用地达成教学目标下面，我重点说教学过程的设计。 四、说教学过程 （一）创设情境，温故导新1．创设情景：展示门捷列夫的第一张元素周期表和例外形式排列的几种元素周期表，激发学生学习的兴趣，扩展学生知识面。 2．温故导新：通过复习元素周期表的结构如何？元素的原子结构与元素在周期表中的位置有什么关系等问题？很自然的导入新课。 （二）活动探究、探索新知为了让学生参与活动探究，使生疏的化学概念变得栩栩如生，易于理解，同时也使学生对化学学习，尤其是微观领域的学习
原子结构与元素的性质 1.原子核外电子排布与周期的划分 周期外围电子排布 各周期增加的能级元素种数ⅠA族0族最外层最多容纳电子数 一1s11s221s2 二2s12s22p682s、2p8 三3s13s23p683s、3p8 四4s14s24p684s、3d、4p18 五5s15s25p685s、4d、5p18 六6s16s26p686s、4f、5d、6p32 七7s187s、5f、6d(未完)…… (2)观察分析上表，讨论原子核外电子排布与周期划分的关系 ①元素周期系形成的原因：元素原子核外电子排布发生周期性的变化。 ②元素周期系的形成过程 ③元素周期系的特点：每一周期(除第一周期外)从碱金属元素开始，到稀有气体元素结束，外围电子排布从n s1递增至n s2n p6；元素周期系的周期不是单调的，而是随周期序号的递增逐渐增多，同时，金属元素的数目也逐渐增多。 2.原子核外电子排布与族的划分 族数ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA 价电子排布式n s1n s2n s2n p1n s2n p2n s2n p3n s2n p4n s2n p5 列数121314151617 价电子数1234567 副族元素21Sc22Ti23V24Cr25Mn29Cu30Zn 族数ⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅠBⅡB 价电子排布式3d14s23d24s23d34s23d54s13d54s23d104s13d104s2 价电子数目34567 (3)依据上述表格，讨论族的划分与原子核外电子排布的关系 ①同主族元素原子的价层电子排布完全相同，价电子全部排布在n s或n s n p轨道上。价电子数与族序数相同。 ②稀有气体的价电子排布为1s2或n s2n p6。 ③过渡元素(副族和Ⅷ族)同一纵行原子的价层电子排布基本相同。价电子排布为(n－1)d1～10n s1～2，ⅢB～ⅦB族的价电子数与族序数相同，第ⅠB、ⅡB族和第Ⅷ族不相同。
第二节原子结构与元素的性质
教学步骤、内容 教学方法、手段、 师生活动 ［引入］我们明白元素性质是由元素原子结构决定的，那具体阻碍哪些性质呢？ ［讲］元素的性质指元素的金属性和非金属性、元素的要紧化合价、原子半径、 元素的第一电离能和电负性。 ［学与咨询］元素周期表中，同周期的主族元素从左到右，最高化合价和最低 化合价、金属性和非金属性的变化规律是什么？ ［投影小结］同周期主族元素从左到右，元素最高化合价和最低化合价逐步升 高，金属性逐步减弱，非金属性逐步增强。 ［讲］元素的性质随核电荷数递增发生周期性的递变，称为元素周期律。元素 周期律的内涵丰富多样，下面，我们来讨论原子半径、电离能和电负性的周期 性变化。 ［板书］二、元素周期律 1、原子半径 ［投影］观看图1—20分析： ［学与咨询］1．元素周期表中同周期主族元素从左到右，原子半径的变化趋 势如何？应如何明白得这种趋势？ 2．元素周期表中，同主族元素从上到下，原子半径的变化趋势如何？应 如何明白得这种趋势？ ［小结］同周期主族元素从左到右，原子半径逐步减小。其要紧缘故是由于核 电荷数的增加使核对电子的引力增加而带来原子半径减小的趋势大于增加电子 后电子间斥力增大带来原子半径增大的趋势。 同主族元素从上到下，原子半径逐步增大。其要紧缘故是由于电子能层增 加，电子间的斥力使原子的半径增大。 ［讲］原子半径的大小取决于两个相反的因素：一是电子的能层数，另一个是 核电荷数。明显电子的能层数越大，电子间的负电排斥将使原子半径增大，因
此同主族元素随着原子序数的增加，电子层数逐步增多，原子半径逐步增大。而当电子能层相同时，核电荷数越大，核对电子的吸引力也越大，将使原子半径缩小，因此同周期元素，从左往右，原子半径逐步减小。 ［咨询］那么，粒子半径大小的比较有什么规律呢？ ［投影小结］1、原子半径大小比较：电子层数越多，其原子半径越大。当电子层数相同时，随着核电荷数增加，原子半径逐步减小。最外层电子数目相同的原子，原子半径随核电荷数的增大而增大 2、核外电子排布相同的离子，随核电荷数的增大，半径减小。 3、同种元素的不同粒子半径关系为：阳离子<原子<阴离子，同时价态越高的粒子半径越小。 ［过渡］那么，什么叫电离能呢，电离能与元素的金属性间有什么样的关系呢？［板书］2、电离能 〔1〕定义：气态原子或气态离子失去一个电子所需要的最小能量叫做电离能. ①常用符号I表示，单位为KJ?mol－1 ②意义：通常用电离能来表示原子或离子失去电子的难易程度。［讲］原子为基态原子，保证失去电子时消耗能量最低。电离能用来表示原子或分子失去电子的难易程度。电离能越大，表示原子或离子越难失电子；电离能越小，表示原子或离子易失电子， ［点击试题］Na元素的I1=496 KJ·mol-1,那么Na (g) -e-→Na +(g) 时所需最低能量为 . ［板书］〔2〕元素的第一电离能：处于基态的气态原子失去1个电子，生成+1价气态阳离子所需要的能量称为第一电离能，常用符号I1表示。 ［讲］气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。上述表述中的〝气态〞〝基态〞〝电中性〞〝失去一个电子〞等差不多上保证〝最低能量〞的条件。 ［投影］ ［咨询］读图l—21。碱金属原子的第一电离能随核电荷数递增有什么规律呢? ［讲］从图l—2l可见，每个周期的第一个元素(氢和碱金属)第一电离能最小，最后一个元素(稀有气体)的第一电离能最大；同族元素从上到下第一电离能变小(如He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn的第一电离能依次下降，H、Li、Na、K、Rb、
第二节原子结构与元素的性质 一、元素周期表的编排原则 1.将电子层数相同的元素按原子序数递增的顺序从左到右排成横行。 2.把最外层电子数相同的元素(个别例外)按电子层数递增的顺序从上到下排成纵行。 二、周期表的结构 周期：具有相同的电子层数的元素按照原子序数递增的顺序排成一个横行。 主族：由短周期和长周期元素共同构成的族。 副族：仅由长周期元素构成的族。 1.核外电子排布与族序数之间的关系 可以按照下列方法进行判断：按电子填充顺序由最后一个电子进入的情况决定，具体情况如下：
(3)进入(n －1)d ①(n －1)d 1～5为ⅢB～ⅦB ?族数＝[(n －1)d ＋n s]电子数 ②(n －1)d 6～8为Ⅷ ③(n －1)d 10为ⅠB、ⅡB ?族数＝n s 的电子数 ④进入(n －2)f ? ?????????4f ——La 系元素5f ——Ac 系元素ⅢB 2. 3.(1)主族(ⅠA～ⅦA)和副族ⅠB、ⅡB 的族序数＝原子最外层电子数(n s ＋n p 或n s)。 (2)副族ⅢB～ⅦB 的族序数＝最外层(s)电子数＋次外层(d)电子数。 (3)零族：最外层电子数等于8或2。 (4)Ⅷ族：最外层(s)电子数＋次外层(d)电子数。若之和分别为8、9、10，则分别是Ⅷ族第1、2、3列。 1.同周期，从左到右，原子半径依次减小。 2.同主族，从上到下，原子或同价态离子半径均增大。 3.阳离子半径小于对应的原子半径，阴离子半径大于对应的原子半径，如r (Na ＋) 4.电子层结构相同的离子，随核电荷数增大，离子半径减小，如r(S2－)>r(Cl－)>r(K＋)>r(Ca2＋)。 5.不同价态的同种元素的离子，核外电子多的半径大，如r(Fe2＋)>r(Fe3＋)，r(Cu＋)>r(Cu2＋)。 特别提醒 在中学要求的畴可按“三看”规律来比较微粒半径的大小 “一看”能层数：当能层数不同时，能层越多，半径越大。 “二看”核电荷数：当能层数相同时，核电荷数越大，半径越小。 “三看”核外电子数：当能层数和核电荷数均相同时，核外电子数越多，半径越大。 七、电离能 1.第一电离能 (1)每个周期的第一个元素(氢和碱金属)第一电离能最小，稀有气体元素原子的第一电离能最大，同周期中自左至右元素的第一电离能呈增大的趋势。 (2)同主族元素原子的第一电离能从上到下逐渐减小。 2.逐级电离能 (1)原子的逐级电离能越来越大 首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离能较小，以后再失去电子都是能级较低的电子，所需要的能量多；同时，失去电子后离子所带正电荷对电子吸引更强，从而电离能越来越大。 (2)金属元素原子的电离能与其化合价的关系 一般来讲，在电离能较低时，原子失去电子形成阳离子的价态为该元素的常见价态。如Na的第一电离能较小，第二电离能突然增大(相当于第一电离能的10倍)，故Na的化合价为＋1，而Mg在第三电离能、Al在第四电离能发生突变，故Mg、Al的化合价分别为＋2、＋3。 八、元素电负性的应用 1.元素的金属性和非金属性及其强弱的判断 (1)金属的电负性一般小于 1.8，非金属的电负性一般大于 1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右，它们既有金属性，又有非金属性。 (2)金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。 (3)同周期自左到右，电负性逐渐增大，同主族自上而下，电负性逐渐减小。 (4)电负性较大的元素集中在元素周期表的右上角。 2.化学键的类型的判断 一般认为：如果两个成键元素原子间的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成离子键；如果两个成键元素原子间的电负性差小于1.7，它们之间通常形成共价键。 第二节原子结构与元素地性质 第三课时 【学习目标】 1.能说出元素电负性地涵义，能应用元素地电负性说明元素地某些性质 2.能根据元素地电负性资料，解释元素地“对角线”规则，列举实例予以说明 3.能从物质结构决定性质地视角解释一些化学现象，预测物质地有关性质 4.进一步认识物质结构与性质之间地关系，提高分析问题和解决问题地能力 【学习过程】 【课前预习】 1. 叫键合电子；我们用电负性描述. 2.电负性地大小可以作为判断元素金属性和非金属性强弱地尺度. 地电负性一般小于1.8，地电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界地“类金属”地电负性则在1.8左右，他们既有性又 有性. 【知识梳理】 【复习】1.什么是电离能？它与元素地金属性、非金属性有什么关系？ 2.同周期元素、同主族元素地电离能变化有什么规律？ (3)电负性： 【思考与交流】1. 什么是电负性？电负性地大小体现了什么性质？阅读教材p20页表同周期元素、同主族元素电负性如何变化规律？如何理解这些规律？根据电负性大小，判断氧地非金属性与氯地非金属性哪个强？ 【科学探究】 1.根据数据制作地第三周期元素地电负性变化图，请用类似地方法制作IA、VIIA元素 地电负性变化图. 2.电负性地周期性变化示例 【归纳与总结】 1. 金属元素越容易失电子，对键合电子地吸引能力越，电负性越小，其金属性越；非金属元素越容易得电子，对键合电子地吸引能力 越，电负性越，其非金属性越强；故可以用电负性来度量金属性与非金属性地强弱.周期表从左到右，元素地电负性逐渐变；周期表从上到下，元素地电负性逐渐变. 2. 同周期元素从左往右，电负性逐渐增，表明金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增.同主族元素从上往下，电负性逐渐减，表明元素地金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强. 【思考】对角线规则：某些主族元素与右下方地主族元素地有些性质相似，被称为对角线原则.请查阅电负性表给出相应地解释？ 3. 在元素周期表中，某些主族元素与右下方地主族元素地性质有些相似，被称为“对角线规则”.查阅资料，比较锂和镁在空气中燃烧地产物，铍和铝地氢氧化物地酸碱性以及硼和硅地含氧酸酸性地强弱，说明对角线规则，并用这些元素地电负性解释对角线规则. 4. 对角线规则 【典题解悟】 例题1.下列有关电负性地说法中正确地是（） A.主族元素地电负性越大，元素原子地第一电离能一定越大. B.在元素周期表中，元素电负性从左到右越来越大 C.金属元素电负性一定小于非金属元素电负性. D.在形成化合物时，电负性越小地元素越容易显示正价 解析：电负性地变化规律： （1）同一周期，从左到右，元素电负性递增. （2）同一主族，自上而下，元素电负性递减.（3）副族元素地电负性变化趋势和主族类似.主族元素原子地电离能、电负性变化趋势基本相同，但电离能有特例，如电负性：O ＞N，但第一电离能：N＞O，A错误.B、C选项没有考虑过渡元素地情况. 答案：D 例2.能够证明电子在核外是分层排布地事实是（） A、电负性 B、电离能 C、电子亲和能 D、电势能 【当堂检测】 1. 电负性地大小也可以作为判断金属性和非金属性强弱地尺度下列关于电负性地变化规律正确地 是（） 第一章原子结构与性质 第一节原子结构 【知识点梳理】 1、原子的诞生： 现代大爆炸理论认为：宇宙大爆炸诞生了大量的氢、少量的氦、以及极少量的锂。如今，宇宙中最丰富的元素是氢、其次是氦。地球上的元素大多数是金属，非金属仅22种。 2、能层、能级 （1）能层 ①原子核外的电子是分层排布的。根据电子的能级差异，可将核外电子分成不同的能层。 ②每一能层最多能容纳的电子数不同：最多容纳的电子数为2n2个。 ③离核越近的能层具有的能量越低。 能层序数 1 2 3 4 5 能层符号 能级符号 轨道数 电子数 离核远近由近————————→远 能量高低由低————————→高 （2）能级 在多电子的原子中，同一能层的电子，能量也可以不同。不同能量的电子分成不同的能级。 规律：①每个能层所包含的能级数等于该能层的序数n，且能级总是从s能级开始，如：第一能层只有1个能级1s，第二能层有2个能级2s和2p，第三能层有3个能级3s、3p、3d，第四能层有4个能级4s、4p、4d和4f，依此类推。 ②不同能层上的符号相同的能级中最多所能容纳的电子数相同，即每个能级中最多所能容纳的电子数只与能级有关，而与能层无关。如s能级上最多容纳2个电子，无论是1s还是2s；p能级上最多容纳6个电子，无论是2p还是3p、4p能级。 ③在每一个能层（n）中，能级符号的排列顺序依次是ns、np、nd、nf…… ④按s、p、d、f……顺序排列的各能级最多可容纳的电子数分别是1、3、5、7……的两倍，即分别是2、6、10、14…… 原子轨道 轨道形状 轨道数 最多电子数 （1）基态原子与激发态原子 ①基态原子为能量最低的原子。基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。 ②基态原子与激发态原子相互转化与能量转化关系： 水的基本特性 在自然界中，几乎水的全部物理性质，要么是独特的，要么是处于这种性质范围的极端状态。由此，导致了它在化学上的特殊性。这些在物理及化学上的特点，又使得它在生物学上具有不可代替的作用。这就可以清楚的看出，水在自然地理研究中的价值。 让我们首先来熟悉一下水分子的结构。由两个氢原子和一个氧原子所组成的水分子，呈非对称分布，共形状略作V字形，这是依据水分子的电子云分布决定的。现已清楚的是，氧原子居于中心，两个氢原子位于类似正方体之一个面的两个对角。H—O—H之间的角度（也就是V字形结构之角度）为104°31′，而不是真正的正方体所应有的109°30′。氧原子的8个电子分布是：两个靠近原子核，两个包含在与氢原子结合的键中。另外两对孤对电子则形成两个臂，伸向与包含氢原子那个面相对的另一个面中，分别位于该面的两个对角（见图7.1）。这两个臂的电子云，特别引起人们的关注，因为它们显示出了一个带负电区，能吸引邻近水分子中氢原子的局部正电区，借此力量把水分子互相连接起来，这就是水分子所表现出来的“极性”。 正因极性作用的缘故，水聚结在一起而不轻易地汽化，就是说在通常气压下，水不致在较低的温度时就沸腾。由于水分子中电荷的分布，它产生了1.84×10-18静电单位的偶极矩。如果水分子没有带负电的电子云臂及偶极矩，水分子之间的结合就不会如现在这样，海洋中所有液态水势必完全汽化，生命的形成必然是不可能的。借助于极性，水分子能连接起来一直升高到近百米高的树顶，光靠毛管力及大气压力是无法解释的。 我们已经提到，液态水几乎在其所有的物理化学性质方面都是异乎寻常的。例如仅从它发生相变时的温度来说，就十分独特。元素周期表中第ⅥA族各元素的氢化物，随着分子量由H2S、H2Se，到H2Te的增大，其熔点也按照这样的序列 原子结构与元素的性质 编稿：宋杰审稿：于冬梅 【学习目标】 1、进一步认识周期表中原子结构和位置、价态、元素数目等之间的关系； 2、知道外围电子排布和价电子层的涵义，认识周期表中各区、周期、族元素的原子核外电子排布的规律； 3、掌握原子半径的变化规律； 4、了解元素电离能的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质、主族元素电离能的变化与核外电子排布的关系； 5、了解元素电负性的涵义，能应用元素的电负性说明元素的某些性质，根据元素的电负性资料，解释元素的“对角线”规则； 6、认识原子结构与元素周期系的关系，形成有关物质结构的基本观念，认识物质的结构与性质之间的关系，提高分析问题和解决问题的能力。 【要点梳理】 【高清课堂：原子结构与性质#原子结构与周期表】要点一：原子结构与周期表 1、元素周期系：（元素的原子核外电子的排布发生周期性的重复的结果） 随着元素原子的核电荷数递增，每到出现碱金属，就开始建立一个新的电子层，随后最外层上的电子逐渐增多，最后达到8个电子，出现稀有气体。然后又开始由碱金属到稀有气体，这就是元素周期系中的一个个周期。这也是原子核外电子排布规律中为什么最外层的电子数不超过8个电子的原因。 2、元素周期表：(体现元素原子结构、元素性质的周期性变化) ⑴元素周期表的结构 在第一周期中元素只有一个电子层即第一个能层，而第一能层只有一个能级，该能级最多只容纳2个电子，所以第一周期只有两种元素。因此元素周期系的发展就像螺壳上的螺纹一样螺旋上升的。 ⑵、原子结构与元素在周期表中的位置关系（元素在周期表中的位置由原子结构决定） 原子核外电子层数决定元素所在的周期： 周期序数=原子核外电子层数； 原子的价电子总数决定元素所在的族，周期表上的外围电子排布称为“价电子层”，这是由于这些能级上的电子数可在化学反应中发生变化，“价电子”即与元素化合价有关的电子，元素周期表的每个纵列的价电子层上电子总数相同，对于主族元素，价电子指的就是最外层电子，所以： 主族元素其族序数=价电子数=最外层电子数。 而副族元素的族序数不等于其最外层电子数，其族序数跟核外电子的排布有关。 要点诠释：价电子数与族序数的关系 S区元素价电子特征排布为ｎS1~2，价电子数等于族序数。ｄ区元素价电子排布特征为（ｎ-1）d1~10ns1~2，价电子总数等于副族序数；ds区元素特征电子排布为(n-1)d10ns1~2，价电子总数等于所在的列序数；p区元素特征电子排布为ns2np1~6；价电子总数等于主族序数。 外围电子总数决定排在哪一族如：29Cu3d104s1，10+1=11尾数是1所以，是IB。 原子结构与性质 重点知识梳理 1.了解原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原子核外 电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。 2.了解元素电离能的含义，并能用以说明元素的某种性质。 3.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁，了解其简单应用。 4.了解电负性的概念，知道元素的性质与电负性的关系。 一.原子结构 1.能级与能层 2.原子轨道 3.原子核外电子排布规律 (1)遵守能量最低原理、泡利原理、洪特规则。 (2)能级交错现象：核外电子的能量并不是完全按能层序数的增加而升高，不同能层的能 级之间的能量高低有交错现象，如E(3d)>E(4s)、E(4d)>E(5s)、E(5d)>E(6s)、 E(6d)>E(7s)、E(4f)>E(5p)、E(4f)>E(6s)等。 (3)当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0) 状态时，体系的能量最低。如24Cr的基态原子电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，而不是：1s22s22p63s23p63d44s2。 4. 基态原子核外电子排布的表示方法 (1)电子排布式 例如K：1s22s22p63s23p64s1 或 [Ar]4s1。 (2)电子排布图(轨道表示式) 用方框表示原子轨道，用“↑”或“↓”表示自旋方向不同的 电子，按排入各电子层中各能级的先后顺序和在轨道中的排布情况书写。 二.原子结构与元素周期表 1.原子的电子构型与周期的关系 (1)每周期第一种元素的最外层电子的排布式为_________。每周期结尾元素的最外层电子 排布式除He为_________外，其余为_________。He核外只有_________个电子，只有1个_________轨道，还未出现p轨道，所以第一周期结尾元素的电子排布跟其他周期不同。 (2)一个能级组最多所容纳的电子数等于一个周期所包含的元素种类。但一个能级组不一 定全部是能量相同的能级，而是能量相近的能级。 (3)周期表中，周期序数=该周期元素基态原子的__________________。 2.元素周期表的分区 若已知元素的外围电子排布，可直接判断该元素在周期表中的位置。如：某元素的外围电子排布为4s24p4，由此可知，该元素位于p区，为第四周期ⅥA族元素。即最大能层为其周期数，最外层电子数为其族序数，但应注意过渡元素(副族与第Ⅷ族)的最大能层为其周期数，外围电子数应为其纵列数而不是其族序数(镧系、锕系除外)。 三.元素周期律 初中趣味物理知识：趣谈水的几个物理特性 在我们人类生活的地球表面上，有70%的地方由液态水覆盖着，可以说地球是个名副其实的水球。几乎所有的生命形式的主要构成成分都是水，没有水就没有生命的存在，也不会有今天有滋有味的生活。水有很多我们熟知的特性，如无色、无味、能溶解许多物质、在0℃时结冰、100℃时汽化、能吸收大量的热能、能形成晶莹的水珠等等。虽然一般人对水都比较了解，但仍有很多值得研究的地方，即使是它那些熟知的特性也显得是如此地巧妙，因而让人类居住的这个神秘的星球有了无比丰富的生命与多姿多彩的生活。 水比其他任何液体都能溶解更多的物质，这要得力于它独特的分子结构，特别是水分子的有极性。我们都知道水的分子式是H2O.水的分子结构非常简单，由两个氢原子和一个氧原子呈一定对称性组成V字型分子。这种结构导致水分子在氧的一边出现微弱的负电，而在氢的一边形成微弱正电，所以水分子很容易相互形成立体的连接，也使它很容易与其他物质的原子因电荷的吸引而相互接合，因而使水有很强的溶解其他物质的能力。比如当我们将盐加到水中时，水分子的有极性使它与盐分子间形成微弱结合，使得晶体盐粒均匀分散到水中。正是这一特性才使得我们的生活中有那么多的美味，我们每一天都在不知不觉中喝下了各种水溶液，酸甜 苦辣样样都有。水的这种强溶解性，使得动物体内的水溶液携带着各种所需要的物质在体内循环，从而也为生命的代谢起了重要的作用。 在地球环境条件下，水是已知惟一三态共存的自然物质。水的不同状态对应分子的不同排列形式，在固体状态下分子呈高度有序态存在。大多数物质在一定压力下，随着温度的下降，其密度会上升；而水却比较特殊，在温度大于4℃时，水是遵循这一规律的，包括从气态水到液态的过程。但在低于4℃后，水的密度反而开始减小，即水在4℃时的密度最大。水的这种固态密度大于液态密度的特性在自然界中几乎是独一无二的。在地球的大部分能结冰的地方，冬天来临时，水开始结冰，然后浮在水面上，这样将冰下方的液态水与冰上方的冷空气隔离开，从而阻止或是减缓了冰下液态水的固化，也保证了水中以液态水为生活条件的生命形式比如鱼类、水草等的存活。当第二年春天到来时，上升的气温会熔化掉浮在水面上的冰，水又重新回到流动的液态。试想一下，如果水没有这一特殊的物理性质会是什么样的结果？上面的水结冰后往下沉，涌上来的水又结成冰，如此反复，最终是一条河或整个湖都变成硕大的冰疙瘩，水中的生命也就无法生存下去了。果真如此，生命形式是否还这样丰富多彩也就很难说了。 对液态的水来说，它的水分子由于有极性会处于一种半 1．了解原子结构的构造原理，知道原子核外电子的能级分布，能用电子排布式表示常见元素(1～36号)原 子 核 外 电 子 的 排 布 。 2．了解能量最低原理，知道基态与激发态，知道原子核外电子在一定条件下会发生跃迁产生原子光谱。 3．了解原子核外电子的运动状态，知道电子云和原子轨道。 4．认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值。 5．能说出元素电离能、电负性的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质。 6．从科学家探索物质构成奥秘的史实中体会科学探究的过程和方法，在抽象思维、理论分析的过程中逐步形成科学的价值观。 复习回顾 1. 原子序数：含义： （1） 原子序数与构成原子的粒子间的关系： 原子序数＝＝＝＝。 （2） 表示的意示：ABCDE 2. 元素周期表：（1）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到右排成横行叫 周期；再把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序有上到下排成纵行，叫族。 （2）结构：各周期元素的种数0族元素的原子序数 第一周期 第二周期 第三周期 第四周期 第五周期 第六周期 不完全周期第七周期 ②族族序数罗马数字用表示；主族用A 表示；副族用B 表示。 主族7个 副族7个 第VIII 族是第8、9、10纵行 零族是第18纵行 罗马数字： （3）元素周期表与原子结构的关系： ①周期序数＝电子层数②主族序数＝原子最外层电子数＝元素最高正化合价数 (4)元素族的别称：①第ⅠA 族：碱金属第ⅠIA 族：碱土金属②第ⅦA 族：卤族元素 ③第0族：稀有气体元素 3、 有关概念： 短周 期 周期 （共七个） 长周期 族 （共18个）原子结构与元素的性质时优秀教案
1原子结构和性质知识点
水的特性
知识讲解_原子结构与元素的性质_基础
原子结构与性质
初中趣味物理知识：趣谈水的几个物理特性
选修 原子结构与性质 教案
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