2020高中化学第1章原子结构与元素周期律第2节第1课时元素周期律讲义+素养练含解析鲁科版必修2.doc

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1、第1课时元素周期律目标导航1.了解元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价的周期性变化。2.认识元素周期律。理解元素周期律的实质。一、原子序数1.概念按照元素核电荷数由小到大的顺序给元素编号，这种序号叫做原子序数。2.关系原子序数质子数核电荷数核外电子数。议一议下列关于原子序数的说法是否正确？(1)原子序数与原子的核电荷数一定相等()(2)原子序数与离子的核外电子数一定相等()(3)原子序数相同的原子是同一种原子()(4)原子序数为16，核外电子数为16的原子，其质量数为32()答案(1)(2)(3)(4)解析(2)对于阴、阳离子，原子序数质子数核电荷数核外电子数。(3)同种原子是指质子数和

2、中子数都相同的原子，原子序数相同的原子，中子数不一定相同，故不一定是同种原子。(4)质量数质子数中子数，由于没有提供中子数，所以无法确定其质量数。二、元素周期律1.118号元素性质变化的规律(1)原子最外层电子排布变化规律原子结构原子序数(a的取值)电子层数最外层电子数(x的取值)121123102181118318结论随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现由1到8(第1周期为1到2)的周期性变化(2)元素原子半径的变化规律(稀有气体除外)周期序数原子序数原子半径的变化239逐渐减小31117逐渐减小结论随着原子序数的递增，元素原子半径呈现由大到小的周期性变化(3)元素化合价的变化规

3、律(稀有气体除外)周期序数原子序数化合价(最高价、最低价)的变化239最高正价：15最低负价：4131117最高正价：17最低负价：41结论随着原子序数的递增，元素的最高正价呈现17、最低负价呈现41的周期性变化2.元素周期律(1)元素周期律的内容是元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性的变化。(2)元素周期律的实质是元素性质周期性变化是核外电子排布呈现周期性变化的必然结果。【议一议】1.对于电子层数相同的原子，为什么其核电荷数越多原子半径越小？答案原子核带正电荷，核电荷数越多，原子对核外电子的引力越大，原子半径越小。2.原子最外层电子数相同时，原子半径的大小与什么因素有关？答案原子最外层

4、电子数相同时，原子电子层数越多，原子半径越大。3.为什么氟元素只有0价和负价，没有正价？答案氟是最活泼的非金属元素，只能得到电子，不能失去电子，所以氟元素只有0价和1价，没有正价。4.分析118号元素的最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差是6、4、2时分别是什么元素？答案最高正化合价原子最外层电子数，最高正化合价最低负化合价的绝对值8。最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差是6、4、2时分别对应的元素为Cl、S、N和P元素。5.元素的性质为什么会随着元素原子序数的递增而呈周期性变化？答案元素性质周期性变化是核外电子排布呈现周期性变化的必然结果。一、微粒半径大小的比较微粒半径大小主要由电子层数

5、、核电荷数和核外电子数决定。1.核电荷数相同，核外电子数越多，微粒半径越大。(1)r(阴离子)r(原子)：r(Cl)r(Cl)；(2)r(原子)r(低价阳离子)r(高价阳离子)：r(Fe)r(Fe2)r(Fe3)。2.电子层数相同，核电荷数越多，原子半径越小。r(Li)r(Be)r(B)r(C)r(N)r(O)r(F)；r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)。3.最外层电子数相同，电子层数越多，原子或离子半径越大。r(Li)r(Na)；r(F)r(Cl)。r(Li)r(Na)；r(O2)r(S2)。4.核外电子数相同，核电荷数越多，离子半径越小。r(O2)r(F)r

6、(Na)r(Mg2)r(Al3)；r(S2)r(Cl)r(K)r(Ca2)。【关键提醒】微粒半径比较要三看：首先看层，层少半径小；同层看核，核大半径小；同核看价，价高半径小。【例1】下列各组微粒，按半径由小到大顺序排列的是()N、O、F、NaAl3、Mg2、KNa、Cl、S2F、Cl、BrMg、Na、F、OA.只有 B.只有C.只有 D.只有解析同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，同主族元素的原子半径从上到下逐渐增大。电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小。答案D【方法总结】“三看”比较微粒的半径大小(1)一看电子层数电子层数不同、最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大：如r(F)

7、r(Cl)r(Br)r(I)，r(F)r(Cl)r(Br)r(I)。(2)二看核电荷数电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小：如r(Na)r(Mg)r(Al)r(S)r(Cl)，r(S2)r(Cl)r(K)r(Ca2)。(3)三看电子数核电荷数相同时，电子数越多，半径越大；如r(Na)r(Na)，r(Cl)r(Cl)。变式训练1已知120号元素的离子aA2、bB、cC2、dD都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是()A.原子半径：ABCDB.离子半径：C2DBA2C.原子序数：dcbaD.原子最外层电子数：ABDC答案B解析原子序数核电荷数原子核外电子数，aA2、bB、cC2、dD的电子层

8、结构相同，即核外电子数相同，根据离子电荷的多少及正负，推知电子层数：ABCD，原子序数： abdc，原子最外层电子数： BACCD，所以原子半径：BACD。当电子层结构相同时，核电荷数越多，离子半径越小，推知离子半径C2DBA2。只有B正确。【方法总结】离子半径比较时，先确定相关离子是属于哪种情况，再依据相关规律比较。(1)离子所带电荷相同、电子层数不同：电子层数越多半径越大。(2)离子电子层结构相同、核电荷数不同：核电荷数越多半径越小。(3)离子所带电荷、电子层结构均不相同：找对照离子进行比较。二、元素化合价与原子结构1.元素化合价与原子结构的关系(1)随着原子序数的递增，元素的主要化合价呈

9、现周期性的变化(正价17，负价41)。(2)主族元素最高正化合价数原子最外层电子数(O、F除外)。(3)非金属元素：最低负化合价原子最外层电子数8(H、稀有气体除外)。(4)非金属元素：最高正化合价|最低负化合价|8(氢元素是2，稀有气体、O、F除外)。2.一些典型元素的化合价(1)H元素的化合价有1、1、0价。如H2O、NaH、H2。(2)F元素只有负价无正价，O元素没有最高正价。(3)金属元素只有正价，无负价；非金属元素既有正价，又有负价(F除外)。(4)若主族元素原子的最外层电子数(元素族序数)为奇数，则变价元素的化合价一般为一系列的奇数，如：Cl有1、1、3、5、7；N有3、1、3、5

10、，但还有2、4。(5)若主族元素原子的最外层电子数(元素族序数)为偶数，则变价元素的化合价一般为一系列的偶数，如：S有2、4、6；C有4、2、4。(6)多数非金属有变价，如O元素常见化合价为2、1、0价。【例2】下列各组元素中，按最高正价递增顺序排列的是()A.C、N、O、F B.K、Mg、C、SC.F、Cl、Br、I D.Li、Na、K、Rb解析由于元素的最高化合价在数值上一般等于最外层电子数，我们可以通过比较各原子最外层电子数的大小来确定化合价的高低。据分析知，只有B项中各元素的化合价为K：1，Mg：2，C：4，S：6依次递增。而A项中虽然最外层电子数依次增多，但由于O无最高正价，F无正价

11、，因而不选。答案B变式训练2下列有关元素化合价的说法正确的是()A.原子核外最外层电子数相同的元素，最高化合价一定相等B.元素的最高化合价一定等于其原子核外最外层电子数C.所有元素的最高化合价与最低化合价的绝对值之和都等于8D.随着核电荷数的递增，主族元素的最高正化合价和最低负化合价呈现周期性变化答案D解析例如O和S的最外层电子数相同，但O最高价为2，S最高价为6，A错误；Fe原子的最外层有2个电子，但其最高化合价不是2，O的最高化合价为2，不等于其最外层电子数，B错误。H的最高化合价为1，最低化合价为1，其绝对值之和为2，C错误。【知识总结】(1)F没有正价，O没有最高正价，OF2中O为2价

12、。(2)除原子半径和元素的化合价以外，元素的其他性质，如金属单质的还原性、非金属单质的氧化性、气态氢化物的稳定性等也呈现周期性变化。(3)原子核外电子排布的周期性变化决定了元素性质的周期性变化。1.元素的以下性质，随着原子序数的递增不呈现周期性变化的是()A.化合价 B.原子半径C.最外层电子排布 D.相对原子质量答案D解析元素的化合价、原子半径、最外层电子排布都随着原子序数递增呈现周期性变化，而相对原子质量一般随原子序数的递增呈现增大的变化趋势(有反常现象)，绝不会出现周期性的变化。2.下列关于原子序数从39的元素的变化关系不正确的是()A.原子电子层数不变B.原子半径逐渐减小C.最高正价依

13、次升高D.原子最外层电子数依次增多答案C解析F无正价，O没有最高正价。3.元素性质随原子序数的递增呈周期性变化的原因是()A.元素原子的相对原子质量逐渐增大B.元素的化合价呈周期性变化C.元素原子的核外电子排布呈周期性变化D.元素原子的半径呈周期性变化答案C解析元素原子半径、元素主要化合价等元素性质的周期性变化取决于原子核外电子排布周期性的变化。4.某元素R的最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差为2，其气态氢化物中含氢的质量分数为8.8%，试推断该元素是 ()A.N B.PC.S D.O答案B解析由题意知，最高正化合价|最低负化合价|2，又已知最高正化合价|最低负化合价|8，则可得|最低负化

14、合价|3，即该元素的最低负化合价为3，故元素R的气态氢化物的化学式是RH3，氢元素的质量分数为100%8.8%，Ar(R)31，可得R是磷元素。5.下列说法中不正确的是()A.非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素的最外层电子数B.非金属元素呈现的最低化合价，其绝对值等于该元素原子的最外层电子数C.金属元素在化合物中只显正价D.同种元素的最高正价和最低负价的绝对值之和为8(O、F除外)答案B解析元素的最低负化合价的绝对值等于使原子达到8电子稳定结构所需的电子数。6.填空：(1)A元素的阴离子、B元素的阴离子和C元素的阳离子具有相同的电子层结构。已知A的原子序数大于B的原子序数。则A、B、C三种

15、元素的离子半径由大到小的顺序是_。(2)X元素最高价氧化物对应的水化物为H3XO4，则它对应的气态氢化物为_。(3)1118号元素中：原子半径最小的是_(填元素符号，下同)，只有正化合价的是_，最高正化合价与最低负化合价绝对值之差为4的元素是_。与水反应能生成具有漂白性物质的是_(填名称)，反应的离子方程式是_。元素A原子获得2个电子，元素B原子失去1个电子后形成的离子都与OH具有相同的电子数。则离子半径大小A2_(填“”或“AC(2)XH3(3)ClNa、Mg、AlS氯气Cl2H2OClHClOH 2Na2O22H2O=4NaOHO2、Na2OH2O=2NaOH(4)P3S2Cl解析(1)由

16、题干条件可知A、B、C的原子序数CAB，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径由大到小顺序为BAC。(2)H3XO4中X为5价，所以其最低负价为3价，所以其氢化物为XH3。(3)电子层数相同，原子序数越大，原子半径越小，所以Cl的原子半径最小；若最高正价为x，则最低负价为(8x)，由x|(8x)|4，得x6，该元素为S。Cl2H2OHClHClO，HClO具有漂白作用。A2为O2，B为Na，电子层结构相同，核电荷数越多，离子半径越小，所以离子半径O2Na，A和B形成的化合物有Na2O和Na2O2两种。(4)Ar原子的电子层结构与同周期的非金属元素形成的阴离子的电子层结构

17、相同，与下一周期的金属元素形成的阳离子的电子层结构相同。Si原子最外层有4个电子，既难得到又难失去电子，难以形成离子，符合条件的有P3、S2、Cl。电子层数相同的离子，核电荷数越多，离子半径越小，即离子半径大小顺序为P3S2Cl。分层训练基础过关1.X、Y、Z的原子序数依次增大，下列叙述一定正确的是()A.X、Y、Z的核内质子数依次增大B.X、Y、Z的最高正价依次升高C.X、Y、Z的原子半径依次增大D.X、Y、Z单质的金属活动性依次增强答案A解析元素的原子序数等于原子核内的质子数，A正确；B和C不一定正确；X、Y、Z不一定是金属元素，D不正确。2.下列关于元素周期律的叙述正确的是()A.随着元

18、素原子序数的递增，原子最外层电子数总是从1到8重复出现B.元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化C.随着元素原子序数的递增，元素的最高化合价从1到7，最低化合价从7到1 重复出现D.元素性质的周期性变化是指原子核外电子排布、原子半径及元素主要化合价的周期性变化答案B解析K层为最外层时，原子最外层电子数只能从1到2，而不是从1到8，A不正确、B正确；元素的最低化合价一般是从4到1，而不是从7到1，C不正确；核外电子排布不属于元素性质，D不正确。3.(易错题)下列关于元素周期律和元素周期表的论述中正确的是()A.同一主族的元素从上到下单质熔点逐渐升高B.元素周期表是元素周期律的具体表现形式C.

19、同一周期从左到右，元素原子半径逐渐增大D.所有非金属元素的最高正化合价等于它的负化合价的绝对值答案B解析碱金属元素从上到下单质熔点逐渐降低，A错；同周期元素从左到右，元素原子半径逐渐减小，C错；只有A族元素的最高正化合价才等于它的负化合价的绝对值，D错。4.下列各组粒子，按半径由大到小顺序排列正确的是()A.Mg、Ca、K、Na B.S2、Cl、K、NaC.Br、Br、Cl、S D.Na、Al3、Cl、F答案B解析K、Ca比Na、Mg多1个电子层，故有r(K)r(Ca)r(Na)r(Mg)，A错；S2、Cl、K三离子核外电子排布相同，核电荷数越小，离子半径越大，又因K比Na多1个电子层，故有r

20、(S2)r(Cl)r(K)r(Na)，B正确；Br比Br多1个电子，半径大，Br比Cl多1个电子层，故r(Br)r(Br)r(Cl)，但r(Cl)XZ，原子序数之和为16。三种元素的常见单质在适当条件下可发生如图所示的反应，其中A为X、Y组成的双原子分子，B和C均为10电子分子。下列判断错误的是()A.X元素位于第A族B.A和C之间不可能发生氧化还原反应C.B的沸点高于C的沸点D.A不能溶于B中答案B解析B和C均为10电子分子，可先考虑它们为氢化物，由图示转化关系可知Z为氢，X、Y、Z的原子序数之和为16，则X、Y的原子序数之和为15，原子半径：YX，且A为X、Y组成的双原子分子，则Y为氮元素

21、，X为氧元素，A项正确；由图示转化关系可知，A为NO、B为H2O、C为NH3，C项正确；氨气与NO可以发生氧化还原反应生成氮气与水，B项错误；NO不溶于水，D项正确。6.X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径；Z和Y两元素的原子核外电层数相同，Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。X、Y、Z三种元素原子序数的关系是()A.XYZ B.YXZC.ZXY D.ZYX答案D解析电子层结构相同的离子，核电荷数多的半径小，具有相同电子层数的原子，原子序数大的原子半径小。根据题给信息，X的原子序数小于Y的原子序数；Z的原子序数大于Y的原子序数。由此得出三种元素原

22、子序数的关系为ZYX。7.下列粒子半径大小比较正确的是()A.原子半径：FCl B.原子半径：钠硫氯 C.离子半径：S2ClKCa2D.第3周期元素的离子半径从左到右逐渐减小答案B解析F原子与Cl原子最外层电子数相同，随着电子层数的递增原子半径逐渐增大，所以Cl的原子半径大，A错；钠、硫、氯是具有相同电子层数的元素，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，B正确；电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，C错；第3周期元素的阳离子半径从左到右逐渐减小，但阴离子半径大于阳离子半径，D错。8.某元素R的原子序数小于18，该元素的原子得到1个电子后形成具有稀有气体元素原子的电子层结构的离子，该元素

23、可形成含氧酸HRO3，下列说法中正确的是()R元素的最高正价是5价R元素还可形成其他含氧酸R元素原子的最外层电子数为7R元素的原子序数为7A. B. C. D.答案B解析根据题意，R元素的原子获得1个电子后变成具有稀有气体元素原子的电子层结构的离子，且原子序数小于18，表明R可能为F或者Cl，最外层电子数为7，最高正价为7价(此时R为Cl)。又由于R元素可形成含氧酸HRO3，可见R元素只能是Cl，HRO3为HClO3，还可形成HClO4、HClO等含氧酸。9.(易错题)以下有关元素化合价的说法不正确的是()A.元素的化合价主要取决于元素原子的最外层电子数B.非金属元素的最高正价等于原子所能失去

24、或偏移的最外层电子数C.稀有气体元素化学性质很不活泼，很难与其他物质反应，通常把它们的化合价看作零D.第二、三周期元素的化合价中都是正价从17，负价从41答案D解析第二周期中的O元素的最高正价不是6价，而F元素无正价。 10.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：元素代号LMXRT原子半径(mm)0.1600.1430.1020.0890.074主要化合价236，222下列叙述正确的是()A.离子半径大小：r(M3)r(T2)B.M的最高价氧化物对应的水化物具有两性C.X单质在氧气中燃烧生成XO3D.L、X形成的简单离子核外电子数相等答案B解析根据表格中元素的主要化合价和原子半径，可以推

25、断出：L为镁，M为铝，X为硫，R为铍，T为氧。A项中r(Al3)S2；C不符合，Ar原子最外层电子数为8，不能形成简单离子；D符合，K核外电子数为18，且离子半径KY ，Zn阴离子半径大于Yn阴离子半径，则原子序数ZY，则三种元素的原子序数由大到小的顺序是ZXY。(4)当微粒具有相同电子层时，核电荷数越大，核对最外层电子的吸引力就越大，其微粒半径就越小。设An、B(n1)、Cn、D(n1)具有的电子数为x，则质子数分别为 xn、x(n1)、xn、x(n1)，故离子半径由大到小的顺序为D(n1)CnAnB(n1)。12.R为118号元素中的一种非金属元素，若其最高价氧化物对应水化物的化学式为Hn

26、ROm，则此时R元素的化合价为_，R原子的最外层电子数为_，其气态氢化物的化学式为_。答案(2mn)2mnH82mnR解析R元素的最高正化合价为(2mn)，则R原子的最外层电子数为2mn，最低负价的绝对值为82mn，其气态氢化物的化学式为H82mnR。13.A、B、C、D四种元素原子的核电荷数依次增加，它们的简单离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。A元素原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，D元素原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半。试回答下列问题。(1)四种元素的符号依次是A_，B_，C_，D_；它们的原子半径由大到小的顺序是_。(2)试写出四种元素的离子结构示意图：A_，B_

27、，C_，D_。它们的离子半径由大到小的顺序是_(用离子符号表示)。(3)分别写出四种元素的最高价氧化物对应水化物的化学式：_。(4)分别写出A、B两元素的气态氢化物的化学式：_。答案(1)SClKCaKCaSCl(2)S2ClKCa2(3)H2SO4、HClO4、KOH、Ca(OH)2(4)H2S、HCl解析A元素原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，所以A元素原子的核电荷数为2816，A为硫元素。D元素原子的K、L层电子数之和等于其电子总数的一半，所以D元素原子的核电荷数是(28)220，D为钙元素。根据A、B、C、D元素原子的核电荷数依次增大，并都能形成离子，可得B为氯元素，C为钾元素

28、。14.下表是118号部分元素的原子半径及主要化合价：元素代号WRXYZ原子半径/nm0.0370.1570.0660.0700.077主要化合价1123，52，4试回答下列问题：(1)五种元素的原子中原子半径最大的元素是_(填元素符号)。(2)写出下列有关反应的化学方程式：Z的单质与Y的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式：_；R2X2与ZX2反应的化学方程式：_。答案(1)Na(2)C4HNO3(浓)CO24NO22H2O2Na2O22CO2=2Na2CO3O2解析先根据化合价、原子半径的大小确定元素，再根据元素及其化合物的性质解答问题。W、R为1价，最外层都只有一个电子，根据元素是前18号元素，观察数据：R的原子半径最大，W的原子半径最小，推出W是H，R是Na。根据X、Y均有负化合价，推出X、Y为非金属，且X只有2价，则X一定为O；Y的原子半径略大于X的原子半径，根据原子半径的变化规律及主要化合价，推出Y是N。根据Z具有变价2和4价，结合元素所在位置，推出Z是非金属元素，根据Z的原子半径略大于Y的原子半径，推出Z是C。- 15 -