1、第二节 元素周期律,第1课时 原子核外电子的排布 元素周期律,阅读思考,阅读求知,阅读检测,一、原子核外电子的排布 1.电子层的划分 (1)核外电子的能量及运动区域。,阅读思考,阅读求知,阅读检测,(2)电子层及其与能量的关系。2.核外电子的排布规律 电子总是尽可能先从内层排起,当一层充满后再填充下一层。,阅读思考,阅读求知,阅读检测,二、元素周期律 1.原子核外电子排布的周期性变化 (1)图示。(2)规律:随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子数呈现由1到8的周期性变化(第一周期除外)。,阅读思考,阅读求知,阅读检测,2.元素原子半径的周期性变化 (1)图示。(2)规律:同周期元素随着原子
2、序数的递增,元素原子半径呈现由大到小的周期性变化。,阅读思考,阅读求知,阅读检测,3.元素主要化合价的周期性变化 (1)图示。(2)规律:随着原子序数的递增,元素的最高正化合价呈现+1+7,最低负化合价呈现-4-1的周期性变化。,阅读思考,阅读求知,阅读检测,4.元素金属性与非金属性的周期性变化 (1)Na、Mg、Al金属性强弱比较:,阅读思考,阅读求知,阅读检测,(2)Si、P、S、Cl非金属性强弱比较:,阅读思考,阅读求知,阅读检测,(3)同周期元素性质的递变规律:5.元素周期律 (1)内容:元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化。 (2)实质:元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排
3、布周期性变化的必然结果。,阅读思考,阅读求知,阅读检测,1.核外电子排布时,是按照什么分层的? 思考提示:是按照能量高低分层的。 2.元素的性质常见的有哪些?原子的结构与元素的性质有何关系? 思考提示:元素的性质包括原子半径、元素的主要化合价、元素的金属性和非金属性等;原子的结构决定元素的性质。,阅读思考,阅读求知,阅读检测,1.下列粒子的结构示意图中,错误的是( )A. B. C. D. 解析:错误,K层最多只能容纳2个电子;错误,Cl的核电荷数为17;错误,最外层电子不能超过8个;错误,L层上电子应为8个,M层上电子应为5个。 答案:D,阅读思考,阅读求知,阅读检测,2.下列叙述中错误的是
4、( ) A.原子半径:NaSiCl B.酸性:H3PO4MgAl D.稳定性:HClH2SSiH4。 答案:D,探究任务一,探究任务二,探究任务三,知识内容探究1.当N层上有电子时,M层上的电子是否已排满? 探究提示:不一定。因M层排满时是18个电子,但当M层为最外层时不能超过8个电子,故M层电子数多于8个电子时,就会先排布在N层上。例如:钙原子 。,探究任务一,探究任务二,探究任务三,2.M电子层最多可容纳18个电子,为什么钾原子的核外电子排布不是 而是 ? 提示:若钾原子的M层排布9个电子,此时M层就成为最外层,这和电子排布规律中的“最外层上排布的电子数不能超过8个”相矛盾,不符合电子排布
5、的规律,即M层不是最外层时最多排18个电子,而它作为最外层时最多只能排8个电子。,探究任务一,探究任务二,探究任务三,重点考向探究 考向1 核外电子排布规律的应用 【典例1】根据下列叙述,写出元素名称并画出原子结构示意图。,探究任务一,探究任务二,探究任务三,解析:L层有8个电子,则M层有4个电子,故A为硅 。 当次外层为K层时,最外层电子数则为3,是硼 ;当次外层为L层时,最外层电子数为1.58=12违背了排布规律,故不可能。 C元素原子的质子数为10+1=11,故为钠。 当次外层为K层时,D为氧 ;当次外层为L层时,最外层则有24个电子,故不可能。,答案:,探究任务一,探究任务二,探究任务
6、三,规律方法点拨 1.原子核外电子排布规律“四最” (1)“一个最低”。 核外电子总是先排布在能量最低的电子层,然后由内向外从能量较低的电子层逐步向能量较高的电子层排布,即:排满K层再排L层,排满L层再排M层。 (2)“三个最多”。 各电子层最多容纳的电子数是2n2个。如K、L、M、N层最多容纳的电子数分别为2、8、18、32。 最外层电子数最多是8个(K层是最外层时,最多不超过2个)。 次外层电子数最多是18个。,探究任务一,探究任务二,探究任务三,2.粒子核外电子排布的表示方法 (1)原子结构示意图:表示原子的核电荷数和核外电子在原子核外各电子层排布的图示。 如Na原子的原子结构示意图为:
7、,探究任务一,探究任务二,探究任务三,(2)离子结构示意图。 离子结构示意图中各符号与原子结构示意图含义一样,但注意原子结构示意图中质子数等于核外电子数,而离子结构示意图中质子数与核外电子数不相等。,探究任务一,探究任务二,探究任务三,3.常见含2e-、10e-、18e-的微粒 (1)核外有2个电子的粒子:Li+、Be2+、H-、He、H2。 (2)核外有10个电子的粒子 分子:CH4、NH3、H2O、HF、Ne(3)核外有18个电子的粒子 分子:Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4、CH3CH3等 阳离子:K+、Ca2+ 阴离子:P3-、S2-、HS-、Cl-,探
8、究任务一,探究任务二,探究任务三,4.短周期元素原子结构的特点总结 (1)最外层电子数为1的原子有H、Li、Na。 (2)最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg。 (3)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、Ar。 (4)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C。 (5)最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O。 (6)最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne。 (7)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si。 (8)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P。 (9)电子层数与最外层电子数相等的原子有H、Be、Al。 (10)电子层数是最外层电子数2倍的原子是Li。 (
9、11)最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S。 (12)最外层电子数是电子层数3倍的原子是O。,探究任务一,探究任务二,探究任务三,成功体验 1核电荷数小于18的某元素X,其原子核外电子层数为a,最外层电子数为(2a+1)。下列有关元素X的说法中,不正确的是( ) A.元素X的原子核内质子数为(2a2-1) B.元素X形成的单质既能作氧化剂又能作还原剂 C.元素X形成的简单离子,各电子层的电子数均达到2n2(n表示电子层数) D.由元素X形成的某些化合物,可能具有杀菌、消毒的作用,探究任务一,探究任务二,探究任务三,解析:因电子层数不可能为小数,只能为整数,根据题意,1a3,又因最外层
10、电子数小于或等于8,即2a+18,得1a3。当a=1时,不成立;当a=2时,最外层电子数为5,元素X为N;当a=3时,最外层电子数为7,元素X为Cl。当X为N元素时,质子数=2a2-1=222-1=7,当X为Cl元素时,质子数=2a2-1=232-1=17,故A项正确;,答案:C,探究任务一,探究任务二,探究任务三,1.根据P、S、Cl在周期表中位置进行比较 (1)H3PO4、H2SO4、HClO4酸性强弱。 (2)P3-、S2-、Cl-还原性强弱。 探究提示:(1)非金属性:ClSP,酸性:HClO4H2SO4H3PO4。 (2)非金属性:ClSP,还原性:P3-S2-Cl-。,探究任务一,
11、探究任务二,探究任务三,2.试根据同周期元素非金属性的变化规律,比较SiH4、PH3、H2S和HCl的稳定性。 探究提示:元素的非金属性越强,气态氢化物越稳定。同周期元素,随着原子序数的递增,非金属性逐渐增强,故非金属性:SiPSCl,所以它们的氢化物的稳定性顺序为SiH4PH3H2SHCl。,探究任务一,探究任务二,探究任务三,重点考向探究 考向2 原子结构与元素性质关系的应用 【典例2】已知X、Y、Z是三种原子序数相连的元素,最高价氧化物对应水化物酸性相对强弱的顺序是HXO4H2YO4H3ZO4,则下列判断不正确的是( ) A.气态氢化物的稳定性:HXH2YZH3 B.非金属活泼性:XYZ
12、 C.原子半径:XYZ D.原子最外层电子数:XYZ 解析:本题的关键是“最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱”这一信息,由此可推知X、Y、Z为非金属元素,原子序数相连意味着它们属同周期元素,故活泼性:XYZ,原子半径:XH2YZH3。 答案:C,探究任务一,探究任务二,探究任务三,规律方法点拨 1.原子结构与元素性质的周期性变化,探究任务一,探究任务二,探究任务三,探究任务一,探究任务二,探究任务三,2.同周期、同主族元素原子结构及性质的递变规律 (1)电子层数相同(同周期)时,核电荷数越大,原子核对外层电子的引力越大,原子半径越小,失电子能力减弱,而得电子能力增强,故随核电荷数的递增,金属
13、性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。 (2)最外层电子数相同(同主族)时,电子层数越多,原子半径越大,原子核对最外层电子的引力越小,越易失电子,元素的金属性越强,非金属性越弱。,探究任务一,探究任务二,探究任务三,成功体验 2短周期金属元素甲戊在元素周期表中的相对位置如表所示,下面判断正确的是( ) A.原子半径:丙丙 C.最高价氢氧化物碱性:丙丁戊 D.最外层电子数:甲乙 解析:同周期元素原子半径从左至右是依次减小的,故A项错误;同主族元素金属性自上而下是增强的,故B项错误;同周期元素的金属性从左至右越来越弱,故对应最高价氢氧化物的碱性也是减弱的,C项正确;同周期元素的最外层电子数从左至右越来越多
14、,故D项错误。 答案:C,探究任务一,探究任务二,探究任务三,1.根据元素周期表中各元素原子半径的变化规律,比较碳元素和氟元素、氧元素和硫元素的原子半径大小。 探究提示:C和F是同周期元素,同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,故原子半径C大于F;O和S为同主族元素,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,所以原子半径S大于O。,2.如何比较电子层结构相同的微粒的半径大小?以O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+为例说明。 探究提示:电子层结构相同时,核外电子数必定相等,其微粒半径随核电荷数的增加而减小,故离子半径:O2-F-Na+Mg2+Al3+。,知识内容探究,探究任务一,探究任务二,探究任务
15、三,重点考向探究 考向3 微粒半径比较的方法 【典例3】下列微粒半径大小比较正确的是( ) A.Na+Cl-Na+Al3+ C.NaMgAlS D.CsRbKNa,探究任务一,探究任务二,探究任务三,解析:4种离子核外电子数相同,随着核电荷数增大,离子半径依次减小,即Al3+Cl-Na+Al3+,故B项正确。 答案:B,探究任务一,探究任务二,探究任务三,规律方法点拨 1.粒子半径大小的比较“四同”规律 (1)同周期“序大径小”。 规律:同周期,从左往右,原子半径逐渐减小。 举例:第三周期中,r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)。 (2)同主族“序大径大”。 规律
16、:同主族,从上到下,原子(或离子)半径逐渐增大。 举例:碱金属,r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs),r(Li+)r(Na+)r(K+)r(Rb+)r(Cs+)。,探究任务一,探究任务二,探究任务三,(3)同元素。 同种元素的原子和离子半径比较“阴大阳小”。 某原子与其离子半径比较,其阴离子半径大于该原子半径,阳离子半径小于该原子半径。 如:r(Na+)r(Cl)。 同种元素不同价态的阳离子半径比较规律“数大径小”。 带电荷数越多,粒子半径越小。 如:r(Fe3+)r(F-)r(Na+)r(Mg2+)r(Al3+)。,探究任务一,探究任务二,探究任务三,2.“三看”法比较简单粒子的
17、半径大小 “一看”电子层数:当最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大。 “二看”核电荷数:当电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。 “三看”核外电子数:当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大。,探究任务一,探究任务二,探究任务三,成功体验 3已知下列原子的半径:根据以上数据,磷原子的半径可能是( ) A.1.1010-10 m B.0.8010-10 m C.1.2010-10 m D.0.7010-10 m 解析:根据元素周期律可知,磷原子的半径应在Si和S之间,故答案为A项。 答案:A,探究任务一,探究任务二,探究任务三,成功体验 4以下元素都是短周期元素,已知离子a
18、A2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的电子层结构,eE3-比cC3-半径大。则下列叙述中正确的是( ) A.原子半径:ABEDC B.原子序数:dcbae C.离子半径:eE3-cC3-dD-bB+aA2+ D.单质还原性:ABDCE,探究任务一,探究任务二,探究任务三,解析:据eE3-比cC3-半径大可知,E与C同主族,且E在C的下一周期。关键是找出A、B、C、D这四种元素在周期表中的相对位置。根据aA2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的电子层结构及各自所带电荷数,可推出它们在周期表中的相对位置如下表:因此,B项错误;原子半径是BAECD,A项错误;离子半径是eE3-cC3-dD
19、-bB+aA2+,C项正确;单质的还原性为BAECD,D项错误。 答案:C,1,2,3,4,5,1.原子核外每个电子层上均含有2n2个电子的元素是 ( ) A.Be B.C C.Ar D.Ne 解析:n=1,该层电子数=2;n=2,该层电子数=8;即 ,则该元素为Ne。,答案:D,1,2,3,4,5,2.在118号元素中,某元素R的最外层上的电子数与电子层数相同,该元素可能有( ) A.1种 B.2种 C.3种 D.4种 解析:由题意可从以下三种情况进行分析:(1)R有1个电子层,且最外层上有1个电子: ,氢元素。(2)R有2个电子层,且最外层上有2个电子: ,铍元素。(3)R有3个电子层,且
20、最外层上有3个电子: ,铝元素。所以该元素可能有3种。 答案:C,1,2,3,4,5,3.核电荷数为118的元素中,下列说法正确的是( ) A.最外层只有1个电子的元素一定是金属元素 B.最外层有2个电子的元素一定是金属元素 C.原子核外各层电子数相等的元素一定是金属元素 D.最外层电子数为7的原子,最高正价为+7价 解析:A项中最外层只有1个电子的有H、Li、Na;B项中可以是He、Be、Mg;C项中只能是Be;D项中F无正化合价。 答案:C,1,2,3,4,5,4.下列叙述中错误的是( ) A.原子半径:ClSO B.还原性:NaMgAl C.稳定性:HFHClHBr D.酸性:HClO4
21、H2SO4H3PO4 解析:同周期元素,原子序数越大,原子半径越小;同主族元素,原子序数越大,原子半径越大,即原子半径SCl、SO,故A项错误。 答案:A,1,2,3,4,5,5.用118号元素及其形成化合物的化学式填空。 (1)原子半径最小的元素是 。 (2)除稀有气体外,原子半径最大的元素是 ,它的原子结构示意图是 。 (3)与水反应最剧烈的金属是 。 (4)最高价氧化物对应水化物中碱性最强的是 。 (5)气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是 。 (6)最稳定的气态氢化物是 。 (7)金属性最强的元素是 ,非金属性最强的元素是 。 (8)最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是 。 解析:本题是全方位考查对前18号元素的性质及原子结构的掌握程度,并熟练运用元素周期律对相关内容进行推断。,1,2,3,4,5,
