高中化学1_2_1原子核外电子的排布元素周期律教师用书新人教版必修2.pdf
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1、精品教案可编辑第 1 课时原子核外电子的排布元素周期律目标导航 1.了解原子的核外电子能量高低与分层排布的关系。2.了解核外电子分层排布的规律。3.了解元素的原子结构和元素性质的周期性变化。4.理解元素周期律的内容和实质。一、原子核外电子的排布1核外电子的分层排布在多电子的原子里,电子的能量并不相同。能量低的,通常在离核近的区域运动;能量高的,通常在离核远的区域运动。核外电子的分层运动,又叫核外电子的分层排布。其关系如下:电子层(n)符号1K2L3M4N5O6P7Q离核远近能量高低2.原子核外电子的排布规律3(1)原子(离子)结构的表示方法,如下所示:(2)原子结构示意图中,核内质子数等于核外
2、电子数,而离子结构示意图中,二者则不相等。如:Na;Cl。阳离子:核外电子数小于核电荷数。精品教案可编辑阴离子:核外电子数大于核电荷数。点拨(1)电子层实质上是一个“区域”,或者说是一个“空间范围”,它与宏观上层的含义完全不同。(2)核外电子排布的规律是互相联系的,不能孤立地理解。如钙原子由于受最外层电子数不超过 8 个的限制。其原子结构示意图为而不应该是。议一议判断正误,正确的打“”,错误的打“”(1)锂的原子结构示意图是()(2)某原子 M 层电子数为L 层电子数的4 倍()(3)某离子 M 层和 L 层电子数均为K 层的 4 倍()(4)离子的核电荷数一定等于其核外电子数()答案(1)(
3、2)(3)(4)二、元素周期律1原子结构的周期性变化(1)元素原子核外电子排布的周期性变化规律: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 的周期性变化(第一周期除外)。(2)元素原子半径的周期性变化精品教案可编辑规律:随着原子序数的递增,元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化。2元素性质的周期性变化(1)元素主要化合价的周期性变化规律: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41 的周期性变化。点拨元素化合价的“三个二”(1)二“特殊”F 无正价,O 无最高正价。(2)二“只有”金属只有正价,只有非金属才有负价。(3)二“等式”(主族元素)最高正价
4、最外层电子数,|最低负价数值|最高正价数值|8。(2)元素金属性、非金属性的周期性变化Na、Mg、Al 与水(或酸)反应的比较NaMgAl规律(同周期从左到右)单质与水(或酸)反应与冷水剧烈反应,产生氢气与冷水几乎不反应,与沸水反应缓慢,放出氢气;与酸反应剧烈,放出氢气与酸反应较快,放出氢气从水或酸中置换 H2能力逐渐减弱精品教案可编辑最高价氧化物对应的水化物碱性强弱NaOH 强碱Mg(OH)2中强碱Al(OH)3两性氢氧化物最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐减弱Si、P、S、Cl 四种元素性质的比较SiPSCl规律(同周期从左到右)单质与氢气反应的条件高温磷蒸气与氢气能反应加热光照或点燃时发生
5、爆炸而化合与 H2化合能力逐渐增强形成的气态氢化物的热稳定性SiH4很不稳定PH3不稳定H2S 受热分解HCl 稳定氢化物稳定性逐渐增强最高价氧化物对应的水化物(含氧酸)酸性强弱H2SiO3弱酸H3PO4中强酸H2SO4强酸HClO4强酸(比 H2SO4酸性强)最高价氧化物对应的水化物酸性逐渐增强结论:随着原子序数的递增,元素的金属性、非金属性呈现周期性的变化。Na Mg Al Si P S Cl金属性减弱,非金属性增强3元素周期律内容:元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性变化的规律。实质:元素周期律是核外电子排布发生周期性变化的必然结果。点拨(1)元素的性质包括:原子半径、元素的主要化合
6、价、金属性、非金属性等。(2)物质的性质:物理性质:颜色、状态、气味、挥发性、溶解性、密度、硬度、熔沸点、导电性、延展性等。化学性质:氧化性、还原性、稳定性、酸性、碱性等。精品教案可编辑议一议在第三周期元素中,除稀有气体元素外:(1)原子半径最小的元素是_(填元素符号)。(2)金属性最强的元素是_(填元素符号)。(3)最高价氧化物对应水化物酸性最强的是_(用化学式回答,下同)。(4)最不稳定的气态氢化物是_。(5)最高价氧化物对应水化物碱性最强的是_。(6)氧化物中具有两性的是_。答案(1)Cl(2)Na(3)HClO4(4)SiH4(5)NaOH(6)Al2O3解析(1)第三周期元素从左到右
7、原子半径逐渐减小,原子半径最小的是Cl。(2)金属性最强的元素在最左边,应为Na。(3)非金属性最强的元素,其最高价氧化物对应水化物的酸性最强,氯的非金属性最强,其对应的酸是HClO4。(4)非金属性最弱的元素Si 的气态氢化物最不稳定。(5)金属性最强的Na 对应的 NaOH的碱性最强。(6)铝的氧化物Al2O3具有两性。一、原子核外电子排布规律的应用例 1已知 A、B、C 三种元素的原子中,质子数为ABC,且都小于18,A 元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2 倍;B 元素的原子核外M 层电子数是L 层电子数的一半;C 元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1 个。试推断:(1)三种元
8、素的名称和符号:A_,B_,C_。(2)画出三种元素的原子结构示意图:精品教案可编辑A_,B_,C_。解析由 A 元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2 倍,可知 A 是碳元素;B 元素的原子核外 M 层电子数是L 层电子数的一半,可知B 为硅元素;C 元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1 个,可知C 应为氯元素。答案(1)碳 C 硅 Si 氯 Cl(2)归纳总结1确定元素的种类根据原子核外电子排布的某些特点可以确定元素的种类,注意 120 号元素原子结构的特殊关系。特殊关系元素最外层电子数等于次外层电子数的一半Li、Si最外层电子数等于次外层电子数Be、Ar最外层电子数等于次外层电子数
9、的2 倍C最外层电子数等于次外层电子数的3 倍O最外层电子数等于次外层电子数的4 倍Ne最外层电子数等于电子层数H、Be、Al最外层有1 个电子H、Li、Na、K最外层有2 个电子He、Be、Mg、Ca内层电子数之和是最外层电子数2 倍的元素Li、P电子总数为最外层电子数2 倍的元素Be2.推断元素的性质元素最外层电子数得失电子能力化学性质主要化合价精品教案可编辑稀有气体元素8(He 为 2)一般不易得失电子较稳定,一般不参与化学反应金属元素4易失电子金属性只有正价,一般是 1 3非金属元素4易得电子非金属性既有正价又有负价特别提醒(1)通常把最外层有8 个电子(K 层为最外层时电子数是2 个
10、)的结构,称为相对稳定结构。稀有气体的原子就是上述结构,一般不与其他物质发生化学反应。当元素的原子最外层电子数小于8(K 层小于 2)时是不稳定结构。在化学反应中,不稳定结构总是通过各种方式(如得失电子、共用电子等)趋向达到相对稳定结构。(2)过渡元素原子最外层电子数不超过2 个,若原子最外层有n个电子:n1,位于第 A 族或过渡元素区。n2,位于第 A 族、0 族或过渡元素区。n3 时,则一定位于第n主族(n8 时,位于 0 族)。变式训练1 短周期元素中,A 元素原子最外层电子数是次外层电子数的2 倍;B 元素原子最外层电子数是其内层电子总数的3 倍;C 元素原子M 层电子数等于其L 层电
11、子数的一半;D 元素原子最外层有1 个电子,D 的阳离子与B 的阴离子电子层结构相同,则 4 种元素原子序数关系中正确的是()ACDBA BD BACCADCB D B ACD答案A解析A 元素原子的次外层电子数只能是2,最外层电子数是4,A 的原子序数为6;B 元素的内层电子总数只能是2,最外层电子数为6,B 的原子序数为8;C 元素原子有3 个电子层,L 层必有8 个电子,M 层有 4 个电子,C 的原子序数为14;D 的阳离子与B 的阴离子(即O2)电子层结构相同,D 为 Na,原子序数为11;故原子序数:CDBA。二、元素周期律精品教案可编辑例 2已知 X、Y、Z 是三种原子序数相连的
12、元素,最高价氧化物对应水化物酸性相对强弱的顺序是HXO4H2YO4 H3ZO4,则下列判断正确的是()A气态氢化物的稳定性:HX H2YZH3B非金属活泼性:YX ZC原子半径:X YZD原子最外层电子数:XYYZ,气态氢化物的稳定性顺序为HX H2YZH3。答案A归纳总结1元素周期表中元素(主族元素)及其单质和化合物性质的变化规律项目同周期(左右)同主族(上下)原子结构核电荷数逐渐增大逐渐增大电子层数相同增多最外层电子数增多相同原子半径逐渐减小逐渐增大元素的化合价最高正价:1 7负价数族序数8最高正价(O、F 除外)、负价数相同,最高正价族序数金属性减弱增强非金属性增强减弱2.元素的金属性、
13、非金属性强弱判断规律(1)金属性强弱的判断依据元素的单质与水或酸置换出氢气的反应越容易进行,则其金属性越强。元素的最高价氧化物的水化物的碱性越强,则其金属性越强。精品教案可编辑金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应,若A 能置换出B,则 A 的金属性强于B。在金属活动性顺序表中,前面的金属性强于后面的金属性。金属阳离子的氧化性越强,则其单质的还原性越弱,元素的金属性越弱(注:Fe 的阳离子仅指 Fe2)。(2)非金属性强弱的判断依据非金属元素的单质与氢气化合生成气态氢化物的反应越容易进行,则其非金属性越强。非金属元素气态氢化物的稳定性越强,则元素的非金属性越强。元素的最高价氧化物的水化物的酸
14、性越强,则其非金属性越强。非金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应,若 A 能置换出 B,并且 A 体现出氧化性,则 A 的非金属性强于B。非金属阴离子的还原性越强,则其单质的氧化性越弱,元素的非金属性越弱。变式训练2 X、Y 两元素是同周期的非金属主族元素,如果X 原子半径比Y 的大,下面说法正确的是()A最高价氧化物对应水化物的酸性,X 的比 Y 的强BX 的非金属性比Y 的强CX 的阴离子比Y 的阴离子还原性强DX 的气态氢化物比Y 的稳定答案C解析X 原子半径比Y 的大,说明X 在 Y 的左边,原子序数X 比 Y 小,X 的非金属性比Y的弱,因此最高价氧化物对应水化物的酸性X 比 Y
15、 的弱,X 的阴离子比Y 的阴离子还原性强,X 的气态氢化物不如Y的稳定。三、微粒半径大小的比较“四同”规律例 3下列微粒半径大小的比较中,正确的是()ANaMg2Al3O2BS2ClNaAl3CNa Mg AlS精品教案可编辑DCsRb KNa解析四种离子核外电子数相同,随着核电荷数的增多,离子半径依次减小,即微粒半径:Al3 Mg2NaO2,A 项错;因 S2、Cl比 Na、Al3多一个电子层,则S2、Cl半径比Na、Al3大,再根据“序小径大”的规则,则微粒半径:S2ClNaAl3,B 项正确;Na、Mg、Al、S的原子半径依次减小,C 项错;Na、K、Rb、Cs 最外层电子数相同,电子
16、层数依次增多,半径依次增大,D 项错。答案B规律总结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: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)。(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(Na);r(Cl)r(Cl
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