2018年秋高中化學(xué) 第一章 物質(zhì)結(jié)構(gòu) 元素周期律 1.2.1 原子核外電子的排布 元素周期律課件 新人教版必修2.ppt

第二節(jié)元素周期律,第1課時(shí)原子核外電子的排布元素周期律,閱讀思考,閱讀求知,閱讀檢測,一、原子核外電子的排布 1.電子層的劃分 (1)核外電子的能量及運(yùn)動(dòng)區(qū)域。,閱讀思考,閱讀求知,閱讀檢測,(2)電子層及其與能量的關(guān)系。 2.核外電子的排布規(guī)律 電子總是盡可能先從內(nèi)層排起,當(dāng)一層充滿后再填充下一層。,閱讀思考,閱讀求知,閱讀檢測,二、元素周期律 1.原子核外電子排布的周期性變化 (1)圖示。 (2)規(guī)律:隨著原子序數(shù)的遞增,元素原子的最外層電子數(shù)呈現(xiàn)由1到8的周期性變化(第一周期除外)。,閱讀思考,閱讀求知,閱讀檢測,2.元素原子半徑的周期性變化 (1)圖示。 (2)規(guī)律:同周期元素隨著原子序數(shù)的遞增,元素原子半徑呈現(xiàn)由大到小的周期性變化。,閱讀思考,閱讀求知,閱讀檢測,3.元素主要化合價(jià)的周期性變化 (1)圖示。 (2)規(guī)律:隨著原子序數(shù)的遞增,元素的最高正化合價(jià)呈現(xiàn)+1+7,最低負(fù)化合價(jià)呈現(xiàn)-4-1的周期性變化。,閱讀思考,閱讀求知,閱讀檢測,4.元素金屬性與非金屬性的周期性變化 (1)Na、Mg、Al金屬性強(qiáng)弱比較:,閱讀思考,閱讀求知,閱讀檢測,(2)Si、P、S、Cl非金屬性強(qiáng)弱比較:,閱讀思考,閱讀求知,閱讀檢測,(3)同周期元素性質(zhì)的遞變規(guī)律: 5.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)的周期性變化是元素原子核外電子排布周期性變化的必然結(jié)果。,閱讀思考,閱讀求知,閱讀檢測,1.核外電子排布時(shí),是按照什么分層的? 思考提示:是按照能量高低分層的。 2.元素的性質(zhì)常見的有哪些?原子的結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)有何關(guān)系? 思考提示:元素的性質(zhì)包括原子半徑、元素的主要化合價(jià)、元素的金屬性和非金屬性等;原子的結(jié)構(gòu)決定元素的性質(zhì)。,閱讀思考,閱讀求知,閱讀檢測,1.下列粒子的結(jié)構(gòu)示意圖中,錯(cuò)誤的是() A.B.C.D. 解析:錯(cuò)誤,K層最多只能容納2個(gè)電子;錯(cuò)誤,Cl的核電荷數(shù)為17;錯(cuò)誤,最外層電子不能超過8個(gè);錯(cuò)誤,L層上電子應(yīng)為8個(gè),M層上電子應(yīng)為5個(gè)。 答案:D,閱讀思考,閱讀求知,閱讀檢測,2.下列敘述中錯(cuò)誤的是() A.原子半徑:NaSiCl B.酸性:H3PO4MgAl D.穩(wěn)定性:HClH2SSiH4。 答案:D,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,知識(shí)內(nèi)容探究 1.當(dāng)N層上有電子時(shí),M層上的電子是否已排滿? 探究提示:不一定。因M層排滿時(shí)是18個(gè)電子,但當(dāng)M層為最外層時(shí)不能超過8個(gè)電子,故M層電子數(shù)多于8個(gè)電子時(shí),就會(huì)先排布在N層上。例如:鈣原子 。,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,2.M電子層最多可容納18個(gè)電子,為什么鉀原子的核外電子排布不是 而是 ? 提示:若鉀原子的M層排布9個(gè)電子,此時(shí)M層就成為最外層,這和電子排布規(guī)律中的“最外層上排布的電子數(shù)不能超過8個(gè)”相矛盾,不符合電子排布的規(guī)律,即M層不是最外層時(shí)最多排18個(gè)電子,而它作為最外層時(shí)最多只能排8個(gè)電子。,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,重點(diǎn)考向探究 考向1核外電子排布規(guī)律的應(yīng)用 【典例1】根據(jù)下列敘述,寫出元素名稱并畫出原子結(jié)構(gòu)示意圖。,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,解析:L層有8個(gè)電子,則M層有4個(gè)電子,故A為硅 。 當(dāng)次外層為K層時(shí),最外層電子數(shù)則為3,是硼 ;當(dāng)次外層為L層時(shí),最外層電子數(shù)為1.58=12違背了排布規(guī)律,故不可能。 C元素原子的質(zhì)子數(shù)為10+1=11,故為鈉。 當(dāng)次外層為K層時(shí),D為氧 ;當(dāng)次外層為L層時(shí),最外層則有24個(gè)電子,故不可能。,答案:,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,規(guī)律方法點(diǎn)撥 1.原子核外電子排布規(guī)律“四最” (1)“一個(gè)最低”。 核外電子總是先排布在能量最低的電子層,然后由內(nèi)向外從能量較低的電子層逐步向能量較高的電子層排布,即:排滿K層再排L層,排滿L層再排M層。 (2)“三個(gè)最多”。 各電子層最多容納的電子數(shù)是2n2個(gè)。如K、L、M、N層最多容納的電子數(shù)分別為2、8、18、32。 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2個(gè))。 次外層電子數(shù)最多是18個(gè)。,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,2.粒子核外電子排布的表示方法 (1)原子結(jié)構(gòu)示意圖:表示原子的核電荷數(shù)和核外電子在原子核外各電子層排布的圖示。 如Na原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為:,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,(2)離子結(jié)構(gòu)示意圖。 離子結(jié)構(gòu)示意圖中各符號(hào)與原子結(jié)構(gòu)示意圖含義一樣,但注意原子結(jié)構(gòu)示意圖中質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù),而離子結(jié)構(gòu)示意圖中質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)不相等。,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,3.常見含2e-、10e-、18e-的微粒 (1)核外有2個(gè)電子的粒子:Li+、Be2+、H-、He、H2。 (2)核外有10個(gè)電子的粒子 分子:CH4、NH3、H2O、HF、Ne (3)核外有18個(gè)電子的粒子 分子:Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4、CH3CH3等 陽離子:K+、Ca2+ 陰離子:P3-、S2-、HS-、Cl-,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,4.短周期元素原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)總結(jié) (1)最外層電子數(shù)為1的原子有H、Li、Na。 (2)最外層電子數(shù)為2的原子有He、Be、Mg。 (3)最外層電子數(shù)與次外層電子數(shù)相等的原子有Be、Ar。 (4)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)2倍的原子是C。 (5)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)3倍的原子是O。 (6)最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)4倍的原子是Ne。 (7)次外層電子數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有Li、Si。 (8)內(nèi)層電子總數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子有Li、P。 (9)電子層數(shù)與最外層電子數(shù)相等的原子有H、Be、Al。 (10)電子層數(shù)是最外層電子數(shù)2倍的原子是Li。 (11)最外層電子數(shù)是電子層數(shù)2倍的原子有He、C、S。 (12)最外層電子數(shù)是電子層數(shù)3倍的原子是O。,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,成功體驗(yàn) 1核電荷數(shù)小于18的某元素X,其原子核外電子層數(shù)為a,最外層電子數(shù)為(2a+1)。下列有關(guān)元素X的說法中,不正確的是() A.元素X的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為(2a2-1) B.元素X形成的單質(zhì)既能作氧化劑又能作還原劑 C.元素X形成的簡單離子,各電子層的電子數(shù)均達(dá)到2n2(n表示電子層數(shù)) D.由元素X形成的某些化合物,可能具有殺菌、消毒的作用,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,解析:因電子層數(shù)不可能為小數(shù),只能為整數(shù),根據(jù)題意,1a3,又因最外層電子數(shù)小于或等于8,即2a+18,得1a3。當(dāng)a=1時(shí),不成立;當(dāng)a=2時(shí),最外層電子數(shù)為5,元素X為N;當(dāng)a=3時(shí),最外層電子數(shù)為7,元素X為Cl。當(dāng)X為N元素時(shí),質(zhì)子數(shù)=2a2-1=222-1=7,當(dāng)X為Cl元素時(shí),質(zhì)子數(shù)=2a2-1=232-1=17,故A項(xiàng)正確;,答案:C,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,1.根據(jù)P、S、Cl在周期表中位置進(jìn)行比較 (1)H3PO4、H2SO4、HClO4酸性強(qiáng)弱。 (2)P3-、S2-、Cl-還原性強(qiáng)弱。 探究提示:(1)非金屬性:ClSP,酸性:HClO4H2SO4H3PO4。 (2)非金屬性:ClSP,還原性:P3-S2-Cl-。,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,2.試根據(jù)同周期元素非金屬性的變化規(guī)律,比較SiH4、PH3、H2S和HCl的穩(wěn)定性。 探究提示:元素的非金屬性越強(qiáng),氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定。同周期元素,隨著原子序數(shù)的遞增,非金屬性逐漸增強(qiáng),故非金屬性:Si<P<S<Cl,所以它們的氫化物的穩(wěn)定性順序?yàn)镾iH4<PH3<H2S<HCl。,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,重點(diǎn)考向探究 考向2原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)關(guān)系的應(yīng)用 【典例2】已知X、Y、Z是三種原子序數(shù)相連的元素,最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物酸性相對強(qiáng)弱的順序是HXO4H2YO4H3ZO4,則下列判斷不正確的是() A.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:HXH2YZH3 B.非金屬活潑性:XYZ C.原子半徑:XYZ D.原子最外層電子數(shù):XYZ 解析:本題的關(guān)鍵是“最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性相對強(qiáng)弱”這一信息,由此可推知X、Y、Z為非金屬元素,原子序數(shù)相連意味著它們屬同周期元素,故活潑性:XYZ,原子半徑:XH2YZH3。 答案:C,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,規(guī)律方法點(diǎn)撥 1.原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的周期性變化,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,2.同周期、同主族元素原子結(jié)構(gòu)及性質(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。,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,成功體驗(yàn) 2短周期金屬元素甲戊在元素周期表中的相對位置如表所示,下面判斷正確的是() A.原子半徑:丙丙 C.最高價(jià)氫氧化物堿性:丙丁戊 D.最外層電子數(shù):甲乙 解析:同周期元素原子半徑從左至右是依次減小的,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;同主族元素金屬性自上而下是增強(qiáng)的,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;同周期元素的金屬性從左至右越來越弱,故對應(yīng)最高價(jià)氫氧化物的堿性也是減弱的,C項(xiàng)正確;同周期元素的最外層電子數(shù)從左至右越來越多,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:C,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,1.根據(jù)元素周期表中各元素原子半徑的變化規(guī)律,比較碳元素和氟元素、氧元素和硫元素的原子半徑大小。 探究提示:C和F是同周期元素,同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小,故原子半徑C大于F;O和S為同主族元素,同主族元素從上到下原子半徑逐漸增大,所以原子半徑S大于O。,2.如何比較電子層結(jié)構(gòu)相同的微粒的半徑大小?以O(shè)2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+為例說明。 探究提示:電子層結(jié)構(gòu)相同時(shí),核外電子數(shù)必定相等,其微粒半徑隨核電荷數(shù)的增加而減小,故離子半徑:O2-F-Na+Mg2+Al3+。,知識(shí)內(nèi)容探究,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,重點(diǎn)考向探究 考向3微粒半徑比較的方法 【典例3】下列微粒半徑大小比較正確的是() A.Na+Cl-Na+Al3+ C.Na<Mg<Al<S D.Cs<Rb<K<Na,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,解析:4種離子核外電子數(shù)相同,隨著核電荷數(shù)增大,離子半徑依次減小,即Al3+Cl-Na+Al3+,故B項(xiàng)正確。 答案:B,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,規(guī)律方法點(diǎn)撥 1.粒子半徑大小的比較“四同”規(guī)律 (1)同周期“序大徑小”。 規(guī)律:同周期,從左往右,原子半徑逐漸減小。 舉例:第三周期中,r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl)。 (2)同主族“序大徑大”。 規(guī)律:同主族,從上到下,原子(或離子)半徑逐漸增大。 舉例:堿金屬,r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs),r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+)。,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,(3)同元素。 同種元素的原子和離子半徑比較“陰大陽小”。 某原子與其離子半徑比較,其陰離子半徑大于該原子半徑,陽離子半徑小于該原子半徑。 如:r(Na+)r(Cl)。 同種元素不同價(jià)態(tài)的陽離子半徑比較規(guī)律“數(shù)大徑小”。 帶電荷數(shù)越多,粒子半徑越小。 如:r(Fe3+)r(F-)r(Na+)r(Mg2+)r(Al3+)。,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,2.“三看”法比較簡單粒子的半徑大小 “一看”電子層數(shù):當(dāng)最外層電子數(shù)相同時(shí),電子層數(shù)越多,半徑越大。 “二看”核電荷數(shù):當(dāng)電子層數(shù)相同時(shí),核電荷數(shù)越大,半徑越小。 “三看”核外電子數(shù):當(dāng)電子層數(shù)和核電荷數(shù)均相同時(shí),核外電子數(shù)越多,半徑越大。,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,成功體驗(yàn) 3已知下列原子的半徑: 根據(jù)以上數(shù)據(jù),磷原子的半徑可能是() A.1.1010-10 mB.0.8010-10 m C.1.2010-10 mD.0.7010-10 m 解析:根據(jù)元素周期律可知,磷原子的半徑應(yīng)在Si和S之間,故答案為A項(xiàng)。 答案:A,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,成功體驗(yàn) 4以下元素都是短周期元素,已知離子aA2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的電子層結(jié)構(gòu),eE3-比cC3-半徑大。則下列敘述中正確的是() A.原子半徑:ABEDC B.原子序數(shù):dcbae C.離子半徑:eE3-cC3-dD-bB+aA2+ D.單質(zhì)還原性:ABDCE,探究任務(wù)一,探究任務(wù)二,探究任務(wù)三,解析:據(jù)eE3-比cC3-半徑大可知,E與C同主族,且E在C的下一周期。關(guān)鍵是找出A、B、C、D這四種元素在周期表中的相對位置。根據(jù)aA2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的電子層結(jié)構(gòu)及各自所帶電荷數(shù),可推出它們在周期表中的相對位置如下表: 因此,B項(xiàng)錯(cuò)誤;原子半徑是BAECD,A項(xiàng)錯(cuò)誤;離子半徑是eE3-cC3-dD-bB+aA2+,C項(xiàng)正確;單質(zhì)的還原性為BAECD,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:C,1,2,3,4,5,1.原子核外每個(gè)電子層上均含有2n2個(gè)電子的元素是 () A.BeB.CC.ArD.Ne 解析:n=1,該層電子數(shù)=2;n=2,該層電子數(shù)=8;即 ,則該元素為Ne。,答案:D,1,2,3,4,5,2.在118號(hào)元素中,某元素R的最外層上的電子數(shù)與電子層數(shù)相同,該元素可能有() A.1種B.2種C.3種D.4種 解析:由題意可從以下三種情況進(jìn)行分析:(1)R有1個(gè)電子層,且最外層上有1個(gè)電子: ,氫元素。(2)R有2個(gè)電子層,且最外層上有2個(gè)電子: ,鈹元素。(3)R有3個(gè)電子層,且最外層上有3個(gè)電子: ,鋁元素。所以該元素可能有3種。 答案:C,1,2,3,4,5,3.核電荷數(shù)為118的元素中,下列說法正確的是() A.最外層只有1個(gè)電子的元素一定是金屬元素 B.最外層有2個(gè)電子的元素一定是金屬元素 C.原子核外各層電子數(shù)相等的元素一定是金屬元素 D.最外層電子數(shù)為7的原子,最高正價(jià)為+7價(jià) 解析:A項(xiàng)中最外層只有1個(gè)電子的有H、Li、Na;B項(xiàng)中可以是He、Be、Mg;C項(xiàng)中只能是Be;D項(xiàng)中F無正化合價(jià)。 答案:C,1,2,3,4,5,4.下列敘述中錯(cuò)誤的是() A.原子半徑:ClSO B.還原性:NaMgAl C.穩(wěn)定性:HFHClHBr D.酸性:HClO4H2SO4H3PO4 解析:同周期元素,原子序數(shù)越大,原子半徑越小;同主族元素,原子序數(shù)越大,原子半徑越大,即原子半徑SCl、SO,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案:A,1,2,3,4,5,5.用118號(hào)元素及其形成化合物的化學(xué)式填空。 (1)原子半徑最小的元素是。 (2)除稀有氣體外,原子半徑最大的元素是,它的原子結(jié)構(gòu)示意圖是。 (3)與水反應(yīng)最劇烈的金屬是。 (4)最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物中堿性最強(qiáng)的是。 (5)氣態(tài)氫化物的水溶液呈堿性的元素是。 (6)最穩(wěn)定的氣態(tài)氫化物是。 (7)金屬性最強(qiáng)的元素是,非金屬性最強(qiáng)的元素是。 (8)最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物中酸性最強(qiáng)的是。 解析:本題是全方位考查對前18號(hào)元素的性質(zhì)及原子結(jié)構(gòu)的掌握程度,并熟練運(yùn)用元素周期律對相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行推斷。,1,2,3,4,5,