2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第1章 物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律 第2節(jié) 元素周期律 課時(shí)1 原子核外電子的排布 元素周期律學(xué)案 新人教版必修2.doc

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第二節(jié)　元素周期律 課時(shí)1　原子核外電子的排布　元素周期律 學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解原子的核外電子能量高低與分層排布的關(guān)系，了解核外電子分層排布規(guī)律及其表示方法。2.了解元素的原子結(jié)構(gòu)和元素性質(zhì)的周期性變化。(重點(diǎn))3.理解元素周期律的內(nèi)容和實(shí)質(zhì)。(難點(diǎn)) [自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知] 1．原子核外電子的排布規(guī)律 (1)電子層： ①概念：原子核外電子運(yùn)動(dòng)的不同區(qū)域。 ②表示及特點(diǎn)。 電子層n 1 2 3 4 5 6 7 表示符號(hào) K L M N O P Q 能量高低 由低到高 離核遠(yuǎn)近 由近到遠(yuǎn) (2)電子分層排布： ①電子總是盡可能地先從內(nèi)層排起，當(dāng)一層充滿后再填充下一層，即原子核外電子排布時(shí)，先排K層，充滿后再填充L層。 ②原子核外各電子層最多容納2n2個(gè)電子。 ③原子最外層電子數(shù)不能超過(guò)8(K層為最外層時(shí)不能超過(guò)2)，次外層電子數(shù)不能超過(guò)18。 2．元素周期律 (1)原子核外電子的周期性變化 ①第一周期最外層電子數(shù)由1→2。 ②第二周期最外層電子數(shù)由1→8。 ③第三周期最外層電子數(shù)由1→8。 結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子的電子層排布呈現(xiàn)周期性變化。 (2)原子半徑的周期性變化 同周期從左到右原子半徑逐漸減小。 結(jié)論：隨著原子序數(shù)的遞增，元素原子半徑呈現(xiàn)由大到小的周期性變化。 (3)元素化合價(jià)的周期性變化 隨著原子序數(shù)的遞增，元素的化合價(jià)呈周期性變化[每周期：最高正價(jià)：＋1→＋7(第二周期為＋5)，負(fù)價(jià)：－4→－1→0]。注意：O無(wú)最高正價(jià)，F(xiàn)無(wú)正價(jià)。 (4)元素周期律 ①內(nèi)容：元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化。 ②實(shí)質(zhì)：元素性質(zhì)的周期性變化是核外電子排布呈周期性變化的必然結(jié)果。 [基礎(chǔ)自測(cè)] 1．判斷對(duì)錯(cuò)(對(duì)的打“√”，錯(cuò)的打“”)。 (1)核外電子的能量不同，能量高的在離核近的區(qū)域運(yùn)動(dòng)(　　) (2)K的M層可以排9個(gè)電子(　　) (3)每一周期的最外層電子均是由1個(gè)至8個(gè)電子(　　) (4)每一周期的化合價(jià)從左到右均是由＋1價(jià)至＋7價(jià)遞增(　　) (5)同周期從ⅠA至ⅦA的原子半徑依次減小(　　) 【答案】　(1)　(2)　(3)　(4)　(5)√ 2．在第三周期元素中，除稀有氣體元素外： (1)原子半徑最小的元素是________(填元素符號(hào))。 (2)元素化合價(jià)最高的是________，其相應(yīng)的氧化物的化學(xué)式為_(kāi)_______________。 (3)元素化合價(jià)最低的是________，其相應(yīng)氫化物的化學(xué)式為_(kāi)_______________。 【答案】　(1)Cl　(2)Cl　Cl2O7　(3)Si　SiH4 [合 作 探 究攻 重 難] 核外電子排布規(guī)律及表示方法 [問(wèn)題思考] (1)核電荷數(shù)1～20的元素的核外電子排布特點(diǎn) ①原子最外層有1個(gè)電子的元素：________。 ②原子最外層有2個(gè)電子的元素：__________。 ③原子最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的元素：________。 ④原子最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的元素：________；最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的元素：________；最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)4倍的元素：________。 ⑤原子電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的元素：________。 ⑥原子電子總數(shù)為最外層電子數(shù)2倍的元素：________。 ⑦原子次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素：_____________。 ⑧原子內(nèi)層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的元素：________。 【提示】?、貶、Li、Na、K?、贐e、Mg、He、Ca?、跙e、Ar?、蹸　O　Ne　⑤H、Be、Al?、轇e　⑦Li、Si　⑧Li、P (2)鉀的原子結(jié)構(gòu)示意圖若畫(huà)為，它違背了核外電子排布的哪條規(guī)律？試畫(huà)出正確的鉀的原子結(jié)構(gòu)示意圖。 【提示】　違背了最外層電子數(shù)不能超過(guò)8個(gè)的規(guī)律；。 (3)舉例說(shuō)明10e－原子、分子和離子。 【提示】　原子：Ne；分子：CH4、NH3、H2O、HF；離子：O2－、F－、N3－、Na＋、Mg2＋、Al3＋ (1)原子核外電子排布規(guī)律的“四最” ①“一個(gè)最低”——能量最低原理：核外電子總是盡可能地先排布在能量最低的電子層。 ②“三個(gè)最多”——各電子層的電子排布規(guī)律： a．各電子層最多容納的電子數(shù)是2n2個(gè)。 b．最外層電子數(shù)最多是8個(gè)(K層是最外層時(shí)，最多不超過(guò)2個(gè))。 c．次外層電子數(shù)最多是18個(gè)。 【注意】　a．以上規(guī)律相互聯(lián)系，不能孤立地去理解，如M層不是最外層時(shí)，其容納的電子數(shù)最多為18，當(dāng)其為最外層時(shí)，其容納的電子數(shù)最多不超過(guò)8。 b．原子最外層電子數(shù)為8(He為2個(gè))時(shí)為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，當(dāng)最外層電子不滿8個(gè)(或2個(gè))時(shí)為不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)在一定條件下可以變?yōu)榉€(wěn)定結(jié)構(gòu)。 (2)原子或離子結(jié)構(gòu)示意圖 (3)常見(jiàn)10電子、18電子的粒子 ①核外有10個(gè)電子的粒子： a．分子：CH4、NH3、H2O、HF、Ne； b．陽(yáng)離子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH、H3O＋； c．陰離子：N3－、O2－、F－、OH－、NH。 ②核外有18個(gè)電子的粒子： a．分子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2等； b．陽(yáng)離子：K＋、Ca2＋； c．陰離子：P3－、S2－、HS－、Cl－。 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 1．X和Y屬短周期元素，X原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的一半，Y位于X的前一周期，且最外層只有一個(gè)電子，下列的說(shuō)法正確的是(　　) A．X可能是第二周期非金屬元素 B．X可能是第三周期金屬元素 C．Y可能與X同主族 D．Y一定是金屬元素 C　[X可能是Li或Si，Y為H或Li。] 2．根據(jù)下列微粒結(jié)構(gòu)示意圖的共同特征，可把、、三種微粒歸為一類，下列微?？梢詺w為此類的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：43722034】 C　[題中三種微粒代表的為陽(yáng)離子，為Mg2＋。] 3．A＋、B＋、C－、D、E五種粒子(分子或離子)，它們都分別含有10個(gè)電子，已知它們有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系： ①A＋＋C－D＋E↑； ②B＋＋C－―→2D。 (1)寫(xiě)出①的離子方程式：____________________________________， 寫(xiě)出②的離子方程式：________________________________________。 (2)除D、E外，請(qǐng)?jiān)賹?xiě)出兩種含10個(gè)電子的分子：____________。 (3)除A＋、B＋外，請(qǐng)?jiān)賹?xiě)出兩種含10個(gè)電子的陽(yáng)離子：________。 【解析】　先列出常見(jiàn)的10電子粒子，對(duì)照分析找出其轉(zhuǎn)化關(guān)系。 (1)分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4； (2)陽(yáng)離子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH、H3O＋； (3)陰離子：F－、O2－、N3－、OH－、NH。其中發(fā)生信息模式的反應(yīng)分別為OH－＋NHNH3↑＋H2O，OH－＋H3O＋===2H2O，故A＋為NH，B＋為H3O＋，C－為OH－，D為H2O，E為NH3。 【答案】　(1)NH＋OH－NH3↑＋H2O H3O＋＋OH－===2H2O　(2)Ne、CH4(合理即可) (3)Na＋、Mg2＋(合理即可) 同周期元素性質(zhì)的周期性變化 [問(wèn)題思考] 以第三周期元素為例思考下列問(wèn)題 (1)Na、Mg、Al金屬性強(qiáng)弱的比較 ①依據(jù) a．Na、Mg、Al置換出水(或酸)中的氫時(shí)，由易到難的順序?yàn)開(kāi)_______。 b．Na、Mg、Al的最高價(jià)氧化物的水化物的堿性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開(kāi)_________________。 ②結(jié)論：鈉、鎂、鋁三種元素的金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開(kāi)_______。 【提示】?、貼a、Mg、Al　NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3　②Na＞Mg＞Al (2)Si、P、S、Cl非金屬性強(qiáng)弱的比較 ①依據(jù) a．Si、P、S、Cl的單質(zhì)與H2化合時(shí)條件由易到難的順序?yàn)開(kāi)_______。 b．Si、P、S、Cl的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開(kāi)___________________。 ②結(jié)論：Si、P、S、Cl的非金屬性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)開(kāi)_______。 【提示】?、貱l、S、P、Si　HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2SiO3?、贑l＞S＞P＞Si (3)同周期元素性質(zhì)遞變規(guī)律 【提示】　減弱　增強(qiáng) (1)同周期、同主族元素原子結(jié)構(gòu)及元素兩種性質(zhì)的遞變規(guī)律 ①電子層數(shù)相同(同周期)時(shí)，核電荷數(shù)越大，原子核對(duì)外層電子的引力越大，原子半徑越小，失電子能力減弱，而得電子能力增強(qiáng)，故隨核電荷數(shù)的遞增，金屬性逐漸減弱，非金屬性逐漸增強(qiáng)。 ②最外層電子數(shù)相同(同主族)時(shí)，電子層數(shù)越多，原子半徑越大，原子核對(duì)最外層電子的引力越小，越易失電子，元素的金屬性越強(qiáng)，非金屬性越弱。 (2)元素單質(zhì)或化合物的遞變性質(zhì) 項(xiàng)目 同周期 (從左至右) 同主族 (從上到下) 金屬單質(zhì)與水或酸 置換出H2的難易 易→難 難→易 最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物 酸性 逐漸增強(qiáng) 逐漸減弱 堿性 逐漸減弱 逐漸增強(qiáng) 非金屬氣態(tài)氫化物 形成難易 難→易 易→難 穩(wěn)定性 逐漸增強(qiáng) 逐漸減弱 還原性 逐漸減弱 逐漸增強(qiáng) 離子 陽(yáng)離子氧化性 逐漸增強(qiáng) 逐漸減弱 陰離子還原性 逐漸減弱 逐漸增強(qiáng) [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 4．短周期金屬元素甲～戊在元素周期表中的相對(duì)位置如表所示，下面判斷正確的是(　　) 甲 乙 丙 丁 戊 A．原子半徑：丙＜?。嘉? B．金屬性：甲＞丙 C．最高價(jià)氫氧化物堿性：丙＞丁＞戊 D．最外層電子數(shù)：甲＞乙 C　[同周期元素原子半徑從左至右是依次減小的，故A錯(cuò)；同主族元素金屬性自上而下是增強(qiáng)的，故B錯(cuò)；同周期元素的金屬性從左至右越來(lái)越弱，故對(duì)應(yīng)最高價(jià)氫氧化物的堿性也是減弱的，C正確；同周期元素的最外層電子數(shù)從左至右越來(lái)越多，故D錯(cuò)。] 5. 已知同周期X、Y、Z三種元素的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性由強(qiáng)到弱的順序是HZO4>H2YO4>H3XO4，下列判斷正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：43722035】 A．原子半徑按X、Y、Z的順序逐漸減小 B．單質(zhì)的氧化性按X、Y、Z的順序減弱 C．三種元素陰離子的還原性按X、Y、Z的順序增強(qiáng) D．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性按X、Y、Z的順序減弱 A　[同周期X、Y、Z三種元素的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性由強(qiáng)到弱的順序是HZO4>H2YO4>H3XO4，知X、Y、Z的原子序數(shù)為XZ>Y>X B．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：Z>W>X>Y C．W的最高正化合價(jià)與負(fù)化合價(jià)的絕對(duì)值可能相等 D．Z的最高價(jià)氧化物的水化物可能為強(qiáng)堿 C　[雖然無(wú)法確定X、Y、Z、W是什么元素，但根據(jù)元素周期律可推知，原子半徑：Z＞W(wǎng)＞X＞Y，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：Y＞X＞W(wǎng)＞Z，若W是Si，Si有＋4價(jià)(SiCl4)，有－4價(jià)(SiH4)，X、Y、Z、W在第ⅢA～ⅦA族區(qū)域，Z不可能是強(qiáng)堿。] 4．已知短周期中兩元素A與B的原子序數(shù)分別為a、b，且原子半徑B＞A，則a與b的相對(duì)大小關(guān)系是(　　) A．a(chǎn)一定大于b B．a(chǎn)一定小于b C．若元素A、B在同一周期，則a一定大于b D．若元素A、B不在同一周期，則a一定大于b C　[根據(jù)元素周期律可知，若A、B在同一周期，而原子半徑B＞A，所以原子序數(shù)a＞b，C正確；若A、B不在同一周期，兩種情況都有可能，故A、B、D錯(cuò)誤。] 5．寫(xiě)出1～18號(hào)元素中符合下列條件的原子(或離子)的微粒符號(hào)，并畫(huà)出其結(jié)構(gòu)示意圖。 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：43722038】 (1)某元素原子L層上的電子數(shù)為K層的3倍： ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (2)某元素原子L層上的電子數(shù)為K層的一半： ____________________________________________________________ ____________________________________________________________。 (3)某元素原子得到2個(gè)電子后所形成的電子總數(shù)與氬原子的電子總數(shù)相同的離子： ____________________________________________________________。 (4)某元素原子的最外層電子數(shù)等于次外層電子數(shù)的2倍： ____________________________________________________________。 【解析】　(1)是O。(2)是Li。(3)是S2－。(4)是C。 【答案】　 (1)核外電子排布時(shí)每一層不一定是2n2，若該層為最外層時(shí)不超過(guò)8個(gè)，若K層為最外層時(shí)不超過(guò)2個(gè)。 (2)金屬?zèng)]有負(fù)價(jià)，非金屬既有正價(jià)也有負(fù)價(jià)(O、F除外)。 (3)比較元素的非金屬性，可以通過(guò)最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性比較，而不是氫化物水溶液的酸性，也不是低價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性。如H2SO3＞HClO(酸性)。 (4)電子層多的原子半徑不一定比電子層少的原子半徑大。