必修2第1章 原子结构与元素周期律导学案.doc

第一节 原子结构 一、原子组成： 1、原子是由 和 构成的， 带正电荷位于原子的中心，其电荷集中在 上； 带负电荷，在原子核外空间做高速运转。 带电情况:2、数量关系：核电荷数 数 数 = 原子序数电子的质量可以忽略不计，所以原子的质量主要决定于 和 的质量。如果忽略电子的质量，分别用一个12C原子质量的1/12做标准相比较，可得质子的相对质量为1.007，中子的质量为1.008，分别取整，将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值加起来所得的数值，叫做质量数，符号A。质子数记为Z，中子数记为N。得到如下的关系：质量数（A） 思考：某原子的质量数能否为小数？以质子数为11，中子数为12的钠原子为例讨论。思考：质量数表示原子的质量关系，质子数、中子数是数量关系，为何二者能画等号？ 3、的含义： 练习：1. 已知 五种简单离子的核外电子数相等，与它们对应的原子的核电荷数由大到小的顺序是 。2现有 和 两种离子，它们的电子层结构相同，则 与下列式子有相等关系的是（ ）A B C D 3某元素的阳离子 ，核外共有x个电子，原子的质量数为A，则该元素原子里的中子数为（ ）A B C D 4某微粒用 表示，下列关于该微粒的叙述正确的是（ ）A所含质子数An B所含中子数AZC所含电子数Zn D质量数ZA5科学家发现了一种新元素，它的原子核内有161个中子，质量数272。该元素的原子序数为（ ）A111 B161 C272 D433二、核素、同位素1、人们把 叫做核素。2、元素：元素：具有相同 的同一类 的总称。元素的种类取决于 ；原子的种类取决于 。3、同位素： 相同， 不同的原子间互称为同位素。同位素原子之间的区别与联系 。 同一元素的不同核素之间互称 。同位素的特征：同一元素的各种同位素 性质不同， 性质几乎完全相同。在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，各种同位素所占的原子个数百分比一般是不变的。核素1核素2元素同位素元素、核素、同位素之间关系：(如右图所示)4、放射性同位素的应用（1）作为放射源和同位素示踪。（2）用于疾病诊断和治疗。练习1、在63Li、147N、2311N、2412Mg、73Li、146C中：（1） 和 互为同位素。（2） 和 质量数相等，但不能互称同位素。（3） 和 的中子数相等，但质子数不相等，所以不是同一种元素2、用NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（ ）18g D2O含有的电子数为10NA 同温、同压下，相同体积的氟气和氩气所含的原子数相等 标准状况下，11.2L以任意比例混合的氮气和氧气所含的原子数为NA 在标准状况下，22.4LSO3的物质的量为1mol 4时5.4mL的水所含的原子总数为0.9NA 0.1molOH含0.1NA个电子1mol Na2O2与水完全反应时转移电子数为2NAABCD3、某元素一种同位素的原子的质子数为m，中子数为n，则下列说法正确的是 ( )A不能由此确定该元素的相对原子质量 B这种元素的相对原子质量为（m+n）C若碳原子质量为Wg，此原子的质量为（m+n）WgD核内中子的总质量小于质子的总质量3、在饮用水中添加含钙、镁、锌、硒等的矿物质，可以改善人体营养，增强体质。其中的“钙、镁、锌、硒”是指（ ）A分子 B原子 C离子 D元素 4、元素的种类和原子的种类（）A.前者多B.后者多C.相等D.不能确定5、下列离子中，电子数大于质子数且质子数大于中子数的是 （ ）AD3O+ BLi+ COD DOH6、含有相同质子数和电子数的两种微粒之间的关系不正确的是 （）A.它们可能是同位素B.可能是不同分子C.可能是不同离子 D.可能是一种分子和一种离子11根据下列几种粒子的结构示意图，回答问题：（填编号）A B C D （1）其中属于阴离子的是 ，（2）属于金属元素的是 ，（3）具有相似化学性质的是 。12、“原子结构模型”是科学家根据自己的认识，对原子结构的形象描摹，一种模型代表了人类某一阶段对原子结构的认识。人们对原子结构的描摹，按现代向过去顺序排列为： 原子模型、汤姆生原子模型、 原子模型、电子云模型、玻尔原子模型。三、核外电子排布1. 核外电子运动的特殊性：质量小带负电荷，运动范围小，速度快，与宏观物体不同，无法描述其运动轨迹。核外单位体积空间中出现机会的多少与离核远近有什么关系？能量最低原理：电子总是尽先填充在 的电子层上，当能量较低的电子层填满后，按能量高低逐步向能量较高的电子层填充。这样就形成核外电子按 排布的规律。在多电子原子中，电子分别从从距原子核较近的K层、 层、 层、 层、 层、 层、 层、 层排布在不同层中，也叫作第一、第 、第 、第 、第 、第 、第 电子层。2.核外电子排布的规律:（1）电子是在原子核外距核由近及远、能量由低至高的不同电子层上分层排布；（2）每层最多容纳的电子数为 (n代表 )；（3）电子一般总是尽先排在能量最低的电子层里，即最先排第一层，当第一层排满后，再排第二层，等等。（4）最外层电子数则不超过 个(第一层为最外层时,电子数不超过 个)。次外层不超过 个，倒数第三层不超过 个。思考：1、第N层最多能容纳多少电子？那么教材中氙原子核外电子排布为2、8、18、18、8。N层只有18个电子，为什么？2、 原子结构示意图错在哪里？练习：1、某元素原子的最外层电子数为次外层电子数的3倍，则该元素原子核内质子数为（ ）A3 B7 C8 D102、下列各组微粒中，核外电子总数相等的是（ ）（A） （B） （C） （D） 第二节元素周期律和元素周期表一、元素周期律完成教材要求的规律图像绘制。（1）随原子序数的递增，原子核外电子排布的变化规律： 。（2）随原子序数递增，原子半径变化的规律： 。（3）随原子序数递增，元素主要化合价变化的规律： 。 1. 元素周期律： 。 2. 实质： 。二、元素周期表的结构 1. 元素周期表的含义及编排原则 编排原则：将元素按 由小到大的顺序排列，将原子 相同的元素从左到右排成一横行；将不同横行中原子的 的元素按 的顺序排成一纵行，这样得到的表叫 。关系：元素周期表是元素周期律的具体表示形式。 2. 元素周期表的结构 （1）周期 （2）族 （3）格 元素周期表由若干个格组成，以Ag元素所在的格为例,指出每个格内都标出了哪些信息： 等。 （4）区 找出元素周期表中金属元素区域与非金属元素区域的分界线，指出不同区域元素表现出来的性质： 左侧金属元素表现出：金属性；右侧非金属元素表现出：非金属性； 分界线附近元素表现出： 。 （5）系 镧系：从57号元素镧（La）到71号元素镥（Lu）原子结构和元素化学性质十分相似，这15种元素总称为镧系元素。 锕系：从89号元素锕（Ac）到103号元素铑（Lr）原子结构和元素化学性质十分相似，这15种元素总称为锕系元素。 3. 元素周期表与原子结构的关系（1）在同一周期内的元素，分析原子结构的变化规律： 。（2）在同一主族内的元素，原子结构的变化规律： 。 几条重要规律： 周期的序数= 主族的序数= 非金属元素最高价和最底价的绝对值之和等于 原子序数= 副族和族最外层只有 电子；最外层电子数是次外层电子数的2倍或3倍的元素，位于 周期；次外层电子数是8的元素位于 周期和 族（其中H、 Li、Be除外） 归纳：原子半径、离子半径的大小如何判断？ （1）同周期原子半径： 。（稀有气体除外） 同周期阴离子半径： 。 同周期阳离子半径： 。 例如：Na Mg Al Si ； Na+ Mg2+ S Cl ； S2- Cl （2）同主族原子半径： 。 同主族阳离子半径： 。 同主族阴离子半径： 。 例：Li Na K Rb Cs ；F Cl Br I ；Li + Na+ K+ Rb+ Cs+ ；F- Cl- Br- Fe2+ Fe3+； Na Na+； S F-Na+ Mg2+ Al3+ 练习：1、下列各组元素性质的递变错误的是（ ）A.Li、Be、B原子最外层电子数依次增多B.P、S、Cl元素的最高正化合价依次升高C.B、C、N、O、F原子半径依次增大D.Be、Mg、Ca、Sr、Ba的金属性依次增强2、在下列各元素组中，除一种元素外，其余都可以按照某种共性归属一类，请选出各组的例外元素，并将该组其他元素的可能归属按所给六种类型的编号填入表内。元素组例外元素其他元素所属编号(1)N、S、Na、Mg(2)N、P、Sn、As(3)K、Ca、Al、Zn(4)Cu、Fe、Ag、Ca其他元素所属类型编号:主族元素；过渡元素；同周期元素；同主族元素；金属元素；非金属元素。3、周期表中16号元素和4号元素的原子相比较，前者的下列数据是后者的4倍的是（ ）A.电子数 B.最外层电子数C.电子层数D.次外层电子数4、已知下列元素的原子半径为:：原子NSOSi半径/1010m0.751.020.741.17根据以上数据，磷原子的半径可能是（ ）A.0.801010 mB.1.101010 mC.1.201010 mD.0.701010 m5、曾经合成的最重的元素是112号元素，它是用Zn高能原子轰击Pb的靶子，使锌核与铅核熔合而得，每生成一个112号元素的原子的同时向外释放出一个中子。下列说法错误的是（ ）A.112号元素是金属元素B.112号元素位于第七周期第A族C.科学家合成的112号元素的原子的中子数为166D.112号元素为放射性元素，第12列，故为第B族，是过渡元素6、下列说法错误的是（ ）A.原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数B.元素周期表中从B族到B族10个纵行的元素都是金属元素C.除氦以外的稀有气体原子的最外层电子数都是8D.同周期元素中A族元素的相对原子质量大7、在短周期元素中，属于非金属元素的有（ ）A.9种B.10种C.12种D.13种 6.19世纪中叶，门捷列夫的突出贡献是（ ）A.提出原子学说B.发现元素周期律C.提出分子学说D.发现氧气8、将正确的答案填入下列空格中。在原子序数120的元素中:(1)与水反应最剧烈的金属是 _。(2)与水反应最剧烈的非金属是 _。(3)硬度最大的单质是 _ 。(4)常温下有颜色的气体是 _。(5)原子半径最小的元素是 _。9、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子层数相同，Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。X、Y、Z三种元素原子序数关系是 _。第三节 元素周期表的应用认识同周期元素性质的递变规律【问题】1、第三周期元素原子的核外电子排布、原子半径是如何递变的？【问题】2、从最外层电子排布和元素性质的关系预测第三周期元素原子失电子能力或得电子能力的相对强弱。为什么会有此规律？【问题】3、如何设计实验验证你预测的钠、镁、铝三种元素原子失电子能力的相对强弱？【理论指导】课本P21方法导引一、同周期元素性质的递变【复习】写出第3周期元素的名称和元素符号及其原子结构示意图【交流与研讨】（1）第3周期元素原子的核外电子排布、原子半径是如何递变的？（2）尝试用元素原子的核外电子排布规律预测第3周期元素原子失电子或得电子能力的相对强弱。归纳总结如下：【设问】如何用实验验证你的结论？讨论设计实验方案，论证钠、镁、铝三种元素原子失去电子能力相对强弱。【实验探究】取一小段镁带，用砂纸磨去表面的氧化膜，放入试管中。向试管中加入2mL水，并滴入2滴酚酞溶液。观察现象。过一会儿加热试管至水沸腾。观察现象。【讨论】回忆钠与水反应的现象，并与镁和水反应的现象相比，你得出什么结论？【实验探究】取一小段镁带和一小片铝，用砂纸磨去表面的氧化膜，分别放入两支试管中。向试管中各加入1mL1mol/L盐酸。观察现象。【讨论】比较镁和铝分别与盐酸反应的难易程度，你又得出什么结论？【实验探究】向盛有AlCl3溶液的试管中加入NaOH溶液，直到产生大量白色絮状沉淀为止。将所得沉淀分盛在两支试管中，再分别加入HCl和NaOH溶液，观察现象。【问题】Al(OH)3既能和 发生反应,又能和 发生反应,我们把它称 氢氧化物。【讨论】从上述实验中能否比较NaOH、Mg(OH) 2和Al(OH)3的碱性强弱？【总结】如何判断硅、磷、硫、氯四种非金属元素原子得电子能力的相对强弱呢？【阅读】教材P21页“方法导引”和P20页“阅读探究”。请完成表格：元 素硅磷硫氯单质与氢气反应难易气态氢化物化学式稳定性最高价氧化物对应水化物化学式酸 性结 论练习：1、下述事实能够说明硫原子得电子能力比氯弱的是（ ）（A）硫酸比盐酸稳定 （B）氯化氢比硫化氢稳定（C）盐酸酸性比氢硫酸强 （D）硫酸酸性比高氯酸弱2、电子层数相同的三种元素X、Y、Z，它们最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱顺序为：HXO4H2YO4H3ZO4，下列判断错误的是（ ）（A）原子半径 XYZ （B）气态氢化物稳定性XYZ（C）元素原子得电子能力XYZ （D）单质与氢气反应难易XYZ3、按C、N、O、F的顺序，下列递变规律错误的是（ ）（A）原子半径逐渐增大 （B）元素原子得电子能力逐渐增强（C）最高化合价逐渐升高 （D）气态氢化物稳定性逐渐增强【自测填表】 A族元素元素符号原子结构示意图单质与H2化合最高价氧化物对应的水化物原子得电子能力条件难易氢化物稳定性化学式酸性强弱FClBrI 结论： 第A族元素最外层都有 个电子，在化学反应中都易 电子，它们原子得电子能力都 ，都是 的非金属元素。它们都能形成气态氢化物，最高价氧化物的水化物都是 ，能与大多数金属 ，其单质常做 剂。但是从氟到碘，原子电子层数 ，原子半径 ，失电子能力 ，得电子能力 。 单质的氧化性实验探究（F2、Cl2、Br2、I2）实验步骤实验现象离子方程式向1mL溴化钠溶液中加入1mL氯水，再加入2mL四氯化碳用力振荡向1mL碘化钠溶液中加入1mL氯水，再加入2mL四氯化碳用力振荡向1mL碘化钠溶液中加入1mL溴水，再加入2mL四氯化碳用力振荡结论： 注意：氧族、氮族等非金属主族元素性质的递变规律类似A族元素，但原子得电子能力比同周期的A族元素 。二、根据同主族元素性质的相似性和递变规律预测某种元素单质和化合物的性质【自学课本P23观察思考】预测金属钾的性质【实验设计】（1）钠、钾跟水反应的实验(请填写课本上的表)注意：实验时，剩余的钠钾要 。（2）预测A族元素（又称碱金属元素）性质的递变元素符号原子结构示意图原子半径原子失电子能力最高价氧化物水化物的碱性单质反应的剧烈程度与水与O2三、元素周期表对生产实践的指导作用1、预测新元素 2、寻找半导体材料 3、催化剂的选择4、耐高温、耐腐蚀的特种合金材料的制取5、寻找合适的超导材料、磁性材料 6、矿物的寻找练习：1某主族元素最外层只有1个电子，则该元素一定是：( )A第A族元素B第A元素C第三周期元素D金属元素2现在含有元素硒（Se）的保健品开始进入市场，已知硒元素与氧元素同主族，与钾元素同周期，则下列关于硒的叙述中不正确的是 ( )A原子序数为34B最高价氧化物的化学式为SeO3 C原子得电子能力SeS D气态氢化物化学式为H2Se3砷为第4周期第A族元素，根据它在元素周期表中的位置推测，砷不可能具有的性质是( ) AAsH3比NH3稳定 B可以存在-3、+3、+5等多种化合价CAs2O5对应水化物的酸性比H3PO4弱 D单质的氧化性磷比砷强 4已知W、X、Y、Z四种短周期元素的原子序数XWZY,W原子最外层电子数不超过最内层电子数，X原子第二层电子数是其它各层电子数之和的2倍，Y原子形成的气态氢化物分子与形成的最高价氧化物分子的电子数之比为5：11，Z是地壳中含量最多的元素。（1） Y和Z形成的化合物可与W和Z形成的化合物反应，其化学方程式可能是 ： 或 。 （2） X、W元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱为： (用化学式表示)（3）这四种元素原子半径的大小： （填元素符号）5、 若Q、E是同周期的非金属元素，如果Q原子半径比E大，则下列叙述正确的是（ ）A、 Q的最高价氧化物对应水化物的酸性比E的最高价氧化物对应水化物的酸性强。B、 Q的阴离子比E的阴离子还原性强C、 Q原子得电子的能力比E原子得电子的能力强D、 Q的气态氢化物比E的气态氢化物稳定6、 下列叙述中，能肯定金属A比金属B活泼的是（ ）A、 A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少B、 A原子的电子层数比B原子的电子层数多C、 1molA从酸中置换出的H2比1molB从酸中置换出的H2多D、 常温时，A能从水中置换出H2，而B不能7、列关于铷的说法错误的是（ ） 原子半径比Na、K大 原子失电子能力比Na、K强还原性比Na、K强 跟水反应比Na、K缓和其最高价氧化物对应的水化物能与Al(OH)3反应 A、+ B、+ C、 D、+8、下列关于各组元素性质递变说法错误的是（ ） A Li、Be、B原子最外层电子数逐渐增多B P、S、Cl最高化合价依次升高C N、O、F原子半径依次增大D Li、Na、K、Rb原子失电子能力逐渐增强9、3.72g过氧化钠、氧化钠和钠的混合物与足量的水反应，在标准状况下生成672mL混合气体，该混合气体在一定条件下恰好完全反应，则混合物中Na，Na2O2，Na2O2的物质的量之比为 （ ） A、2：1：1 B、1：1：1 C、1：2：1 D、1：2：410、.某元素X的气态氢化物的化学式为H2X，下面的叙述不正确的的是（ ） A 该元素最外电子层上有4个电子B 该元素最高价氧化物的化学式为XO2C 该元素是非金属元素D 该元素最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2XO411、下列关于物质性质的比较，错误的是 （ ）a) 酸性强弱：H2SO4H2SeO4b) 原子半径：NaSOc) 碱性强弱：KOHNaOHLiOHd) 还原性强弱：F-Cl-I- 12、X、Y、Z三种元素的原子具有相同的电子层数，而Y的核电荷数比X大2，Z的质子数比Y多4，1摩尔X的单质跟足量的酸起反应能置换出1克氢气，这时X转为具有与氖原子相同的电子层结构的离子，根据上述条件推测：(1)X Y Z ；(2)X、Y最高价氧化物对应水化物跟Z的气态氢化物的水溶液反应的离子方程式