浙江省2013届高考化学一轮复习导航 第4单元第15讲 核外电子排布和元素周期律课件 新课标

1、 一、原子核外电子的排布一、原子核外电子的排布 原子核外电子是分层排布的。含多个核外电子的原子中，能量较低的电子排布在离原子核近的区域里(电子层)，能量较高的电子排布在离原子核远的区域(电子层)里。各电子层由内向外的层序数n依次为1、2、3、4、5、6、7，分别称为K、L、M、N、O、P、Q电子层。 特别提醒：特别提醒：含多个核外电子的原子中，电子以能量的不同分层排布，其主要规律是： (1)各电子层最多能容纳的电子数为2n2个(n为各电子层由内向外的层序数)。 (2)最外层电子数最多不超过8个(只有一个电子层时，不超过2个)，次外层电子数最多不超过18个，倒数第三层电子数最多不超过32个。 (

2、3)核外电子一般总是尽先排布在能量最低的电子层里，即最先排布K层，K层排满后，再排布L层，依次类推。 二、元素周期律二、元素周期律 1原子序数 人们按核电荷数(或说质子数)从小到大给元素编号，这种编号叫做原子序数。 2元素周期律的涵义 元素的性质随着元素的原子序数递增而呈周期性变化的规律，即元素周期律。 (1)元素原子最外层电子排布的变化规律：随着原子序数的递增，元素原子最外层电子排布呈现周期性变化，表现在每隔一定数目的元素，元素原子的最外电子层上的电子数从1个递增到8个。 (2)元素的原子半径变化规律：随着原子序数的递增，元素的原子半径呈现周期性变化，表现在每隔一定数目的元素，元素的原子半径

3、从大到小(又突然增大)。 (3)元素的金属性和非金属性变化规律：随着原子序数的递增，元素的性质呈现周期性变化，表现在每隔一定数目的元素，元素的金属性逐渐减弱，而非金属性逐渐增强。 (4)元素的主要化合价变化规律：随着原子序数的递增，元素的主要化合价呈现周期性变化，表现在每隔一定数目的元素，元素的主要化合价中最高价从+1价逐渐递增到+7(氧和氟例外)，最低价态从-4递增到-1价。 3元素周期律的实质 元素性质的周期性递变是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果。即元素原子核外电子排布周期性变化决定着元素性质的周期性变化。 三、元素周期表及其应用三、元素周期表及其应用 1表的结构 2元素周期表和

4、周期律的关系 元素周期表是元素周期律的具体表现形式；即元素周期表是依据了元素周期律而编排出来的。 3元素在周期表中的位置、原子结构、元素的性质的关系和递变规律 (1)同周期中，元素的原子电子层数相同。除了惰性元素以外，随着核电荷数的递增，虽然电子数增多，但是原子核对外层电子的吸引能力却逐渐增强，使原子半径逐渐减小，元素原子得到电子的能力逐渐增强，失去电子的能力逐渐减弱。即，同周期元素，从左到右(除了惰性元素)，原子半径逐渐减小，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。 (2)同主族中，元素的最外层电子数相同，随着核电荷数的递增，电子层数增多，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的吸引能力逐渐减小

5、，元素原子失去电子的能力逐渐增强，获得电子的能力逐渐减弱。即，同主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。 (3)位、构、性的关系 元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置，元素在周期表中的位置体现(或反映)了元素原子结构和性质的特点。因此，我们可以根据元素在周期表中的位置，推测元素的原子结构特点(核外电子排布)，预测其主要性质。 4周期表的应用 (1)根据元素在周期表中的位置，可以判断它的金属性和非金属性的相对强弱、原子核外电子排布、主要化合价以及单质极其重要化合物的性质。或根据元素的性质可以判断其在周期表中的位置和主要化合价、核外电子排布、元素的金属性和

6、非金属性的强弱 (2)在金属与非金属的分界线附近寻找半导体材料，如锗、硅、硒等。 (3)在过渡元素中寻找各种优良的催化剂(如铂、镍等)和耐高温、耐腐蚀的合金材料(如制造火箭和飞机的钛、钼等元素)。 (4)合成农药用的元素在周期表的右上角，如S、P、Cl、N、F等元素。 (5)还可以预测新元素、新物质等。考点一 电子排布规律的应用 例例1 根据下列叙述，写出元素名称并画出原子结构示意图： (1)A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半：_。 (2)B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍：_。 (3)C元素的单质在常温下可与水剧烈反应，产生的气体能使带火星的木条复燃：_。 (4)D元素

7、的次外层电子数是最外层电子数的1/4：_。 【解析】(1)L层有8个电子，则M层有4个电子，故A为硅。 (2)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。 (3)单质在常温下与水剧烈反应产生O2的是F2。 (4)当次外层为K层时，D为氖；当次外层为L层时，最外层则有32个电子，故不可能。 【方法技巧点拨】本题除要考虑每层最多容纳电子数外，还要考虑最外层电子数不超过8个，次外层电子数不超过18等规律，此类题中常常要根据结构决定性质，性质也能反映结构特征这一关系进行推断。 【答案】(1)硅 (2)硼 (3)氟 (4)氖 考点

8、二 原子序数的推断 例例2 X、Y是短周期元素，二者能形成化合物X2Y3若已知X的原子序数为n，则Y的原子序数不可能是() An+11 Bn-5 Cn+3 Dn+4D 【解析】从化学式X2Y3可知，X的化合价为+3价，Y的化合价为-2价，又知X、Y均是短周期元素，可推知X为第A族元素，Y为第A族元素，因此X只能是5B或13Al，Y只能是8O或16S。若X是5B，则Y的核电荷数是n+3或n+11；若X是13Al，则Y的核电荷数是n-5或n+3。 【方法技巧点拨】本题有另一巧解：元素周期表中，原子序数为奇数的主族元素其所在族数也为奇数，其主要化合价也为奇数。X的化合价为+3价，其原子序数以应为奇数

9、，Y的化合价为-2价，其原子序数应为偶数，奇数n加上一个偶数不可能为偶数，故D肯定错误。 例例3 X、Y、Z三种原子的M电子层上的电子数均为奇数，三种原子形成的离子分别为Xn+、Ym+、Zn-，已知它们各自带有的电荷数mn。若按XYZ的顺序，下列有关说法中正确的是() A最高价氧化物的水化物碱性依次减弱，酸性依次增强 B原子半径依次增大 C常温常压下的密度依次减小 DX单质有强还原性，Y单质既有还原性，又有氧化性，Z单质具有强氧化性 考点三 元素性质的推断 A 【解析】M电子层最多容纳18个电子，若为最外层也可容纳8个电子，现在M电子层上电子数为奇数，说明M层上电子数少于8，只能为1、3、5、

10、7，对应的元素分别为Na、Al、P、Cl，它们形成的离子分别为Na+、Al3+、P3-、Cl-，由mn知，X、Y、Z分别为Na、Al、Cl，最高价氧化物的水化物分别为NaOH、Al(OH)3、HClO4，NaOH是强碱，Al(OH)3是两性氢氧化物，HClO4是最强的酸，A项正确。根据原子半径递变关系知，Na原子半径最大，Cl原子半径最小，B项错误。Na的密度比Al的密度小，C项错误。Na有强还原性，Cl2有强氧化性，而铝是金属，只有还原性没有氧化性，D项错误。 【方法技巧点拨】比较元素的某种性质时，应先将元素按原子的电子层数相同、最外层电子数依次增多进行排序，然后按照元素周期律进行比较、判断

11、，特别要注意某些性质的递变范围，如Na、Mg、Al还原性减弱但无氧化性，Si、P、S既有氧化性又有还原性，且还原性减弱，氧化性增强，而Cl2通常情况显示强氧化性。 例例4 X元素的原子核外有2个电子层，其中L层有5个电子，该元素的气态氢化物的化学式为_，最高价氧化物的化学式为_，该元素最高价氧化物水化物的化学式为_。R元素为118号元素中的一种非金属元素，若其最高价氧化物水化物的化学式为HnROm，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_。考点四 元素周期律的应用 NH3 N2O5 HNO3 +(2m-n) 2m-n H8-2m+nR 【解析】对于118号元

12、素，元素最高化合价的数值等于元素原子最外层电子数，最低价和最高价的绝对值的代数和为8。X为氮元素，其气态氢化物的化学式为NH3，其最高价氧化物的化学式为N2O5，该元素最高价氧化物水化物的化学式为HNO3，R元素的化合价为+(2m-n)，R原子的最外层电子数为2m-n，其气态氢化物的化学式为H8-2m+nR。 【方法技巧点拨】元素周期律是元素及其化合物的综合总结，学好元素周期律知识是学习元素化合物知识的前提和理论保证。 例例5 A、B、C、D四种短周期元素的原子序数依次增大。A、D同族，B、C同周期。A、B组成的化合物甲为气态，其中A、B原子个数之比为4 1。由A、C组成的两种化合物乙和丙都为

13、液态，乙中A、C原子个数之比为1 1，丙中为2 1。由D、C组成的两种化合物丁和戊都为固态，丁中D、C原子数之比为1 1，戊中为2 1。(1)写出化学式：甲_，乙_，丙_，丁_，戊_。(2)写出B元素的最高价氧化物跟丁发生反应的化学方程式：_。考点五 元素周期表的应用 CH4 H2O2 H2O Na2O2 Na2O 2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2 【解析】题给信息十分丰富，善于抓住具有突破口的信息，有时也可以带一点猜想。你看化合物甲为气态，且A、B的原子个数为4 1，是不是像CH4。根据A、B、C、D在周期表中的位置关系，可知四种元素在周期表中的位置为： ，A、B组成化合物为气体

14、是BA4，可能是CH4，A、C组成的两种化合物乙中可能为A2C2，丙中可能为A2C，则乙为H2O2，丙为H2O，D、C组成的两种化合物丁和戊都是固体，丁中为D2C2，可能为Na2O2，戊中为D2C，可能为Na2O。所以A为H，B为C，C为O，D为Na。 【方法技巧点拨】难以将题中所给信息与所要解决的问题建立相应的联系而误答，是解这类题常见的错误，值得大家注意。试题中考查的内容经常是将元素周期表的知识和元素及化合物的内容联系起来，综合考查。 例例6 化合物A由周期不同的短周期元素X、Y组成，是良好的耐热冲击材料。 (1)X的单质既可与盐酸反应，又可与NaOH溶液反应，X的原子结构示意图为_。 (

15、2)X的硫酸盐溶液与过量NaOH溶液反应的离子方程式为_。 (3)一定条件下，A和水缓慢作用生成含Y的化合物Z，Z分子含有10个电子。 Z与H2O2反应，其产物之一是Y的单质，Y单质的电子式为_；Z分子的结构呈_。考点六 结合元素周期表考查元素和化合物的有关性质 A的化学式是_。 (4)X的单质、石墨和二氧化钛(TiO2)按比例混合，高温下反应得到的化合物均由两种元素组成，且都是新型陶瓷材料(在火箭和导弹上有重要应用)，其反应的化学方程式是_。 【解析】本题结合元素周期表等考查元素和化合物的有关性质。根据X的性质可以确定X为Al，其硫酸盐为Al2(SO4)3，与过量的NaOH反应生成的是偏铝酸

16、盐，据此可以写出离子反应方程式；由于Al是第三周期元素，则Y是第二周期元素，根据Z中含有10个电子和Z能与H2O2反应，则Z有较强的还原性，Z应该是NH3，Y是N，那么A是AlN。由于生成的化合物中均含有两种元素且都是新型陶瓷材料，则生成的分别是Al2O3和TiC，并根据氧化还原反应中转移电子守恒可以写出化学反应方程式。 【答案】 (1) (2)Al3+4OH-= +2H2O (3) 三角锥形 AlN (4)4Al+3TiO2+3C=2Al2O3+3TiC-2AlO高温 【方法技巧点拨】解答这类试题要抓住题中的有关信息，如短周期中只有单质Al既能与酸又能与碱反应，且均为短周期元素，那么Y应为第

17、二周期元素，Z又能与H2O2发生反应，说明Z具有还原性，根据Z是10电子，可以确定Y，有些考生对无机非金属材料等内容不够重视，也会导致不会书写(4)的化学反应。因此，复习时不要顾此失彼，做到全面复习；解答这类问题时还要从多角度抓住不同信息。 1.(2010广东广东)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()C甲乙丙丁戊A.原子半径：丙丁戊B金属性：甲丙C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由左到右逐渐减小，故A错。同主族金属性自上而下增强，B错。同周期从左至右金属性减弱，对应碱的碱性也是减弱的，C正确。同周期元素最外层电子数由左至右

18、逐渐增多，D错。 2.(2011江苏江苏)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是()A A.元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8 B原子半径的大小顺序为：rXrYrZrWRq C离子Y2-和Z3+的核外电子数和电子层数都不相同 D元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强 【解析】根据周期表的结构可推出元素分别为：X：N；Y：O；Z：Al；W：S；Q：Cl。元素最高正化合价一般等于其主族数，A项正确；同周期原子半径从左到右依次减小，同主族从上到下依次增大，B项错误；离子Y2-和Z3+都为10电子微粒，核外电子数和电子层数都相同，C项错误；元素

19、最高价氧化物对应的水化物的酸性是与非金属性一致的，因此酸性Q的强，D项错误。 3.(2011银川一中银川一中)J、M、R、T是原子序数依次增大的短周期主族元素，J、R在周期表中的相对位置如下表。已知：J元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等，M是地壳中含量最多的金属元素。下列说法错误的是() A.J和氢组成的化合物分子中只含有极性共价键 B工业上用电解熔融的M的氧化物方法来制备M CR、T两元素的气态氢化物中，T的气态氢化物更稳定 DJ、M、R、T元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是HTO4 【解析】已知四种元素均是短周期元素，故J必为第二周期元素，由于J元素最低负化合价的绝对

20、值与其原子最外层电子数相等，故J为第二周期第A元素碳，由此可知R为S，考虑到J、M、R、T是原子序数依次增大的短周期主族元素，故T必为Cl。由M是地壳中含量最多的金属元素，故M为Al。对于选项A，考虑到碳和氢可组成种类繁多的烃类，如C2H4、C2H6等，它们的分子中既存在极性键又存在非极性键，故A错。 【答案】 A 4.(2011盐城模拟盐城模拟)某高校化学工作者创建了“元素立体周期律”，在原来二维周期表横列(X轴)和纵列(Y轴)基础上，增加了一个竖列(Z轴)。Z轴按“中质差”(中子数和质子数之差Z=N-P)自上而下，递增顺序排列。原“二维元素表”中的相对原子质量由同位素“中质和”(中子数和质

21、子数之和A=N+P)替代。下列说法正确的是() A“中质和”相同的核素一定是同一元素 B“中质差”相同的核素一定是同一元素 CN2-P2=AZ D至2008年，人们发现108种元素有m种核素，说明中质差一定有m种C 【解析】同一元素具有相同的质子数，“中质和”及“中质差”相同不能说明质子数一定相同，所以A和B选项错误；一种原子即为一种核素，它们的“中质差”可能相同，如 和 的“中质差”都是2，所以D选项错误。146C188O 5.已知：A、B、C、D四种短周期元素，A与D的原子序数之和等于B与C的原子序数之和，由D元素组成的单质在通常状况下呈淡黄绿色，B、C、D三种元素位于同一周期，A、B、C

22、三种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为X、Y、Z，且存在如下转化关系，下列分析错误的是() AD元素原子的结构示意图为 BA、B、C三种元素的原子半径由小到大的顺序为由小到大的顺序为NAlNa CY与C元素的最高价氧化物可以发生反应，该 反 应 的 离 子 反 应 方 程 式 为 A l2O3+ 2 O H-+3H2O=2Al(OH)4或Al2O3+2OH-=2 +H2O DA与D元素的气态氢化物之间可以反应生成一种盐，该盐的水溶液呈碱性-2AlO 【解析】题目图中的内容可以“翻译”为：X+Y盐和水；Y+Z盐和水；X+Z盐和水，或者进一步根据题干信息表述为：A、B、C三元素的最高价氧化物对应

23、的水化物两两之间反应生成盐和水，可以推断其中有一种是两性氢氧化物，在短周期元素中必有一种是铝。因为“由D元素组成的单质在通常状况下呈淡黄绿色”，则D元素是氯。因为“B、C、D三种元素位于同一周期”，则B元素是钠，C元素是铝。“A与D的原子序数之和等于B与C的原子序数之和”，可推知，A元素是氮。据此可完成题目中的各问题。 氯元素的原子结构示意图为： A、B、C三种元素分别是N、Na、Al，其原子半径由小到大的顺序为NAlNa。 Y是NaOH溶液，C元素的最高价氧化物是Al2O3。 A与D元素的气态氢化物之间可以反应生成的盐是氯化铵，在水溶液中水解，使溶液显酸性。【答案】D 6.有关元素X、Y、Z

24、、D、E的信息如下： 元素有关信息X元素主要化合价为-2，原子半径为0.074 nmY所在主族序数与所在周期序数之差为4Z原子半径为0.102 nm，其单质在X的单质中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰D最高价氧化物对应的水化物，能电离出电子数相等的阴、阳离子E单质是生活中常见金属，其制品在潮湿空气中易被腐蚀或损坏 下列分析错误的是() AX的一种氢化物可用于实验室制取X的单质，其反应的化学方程式为2H2O2=2H2O+O2 BEY2只能通过置换反应生成，EY3只能通过化合反应生成 C铜片、碳棒和EY3溶液组成原电池，电子由铜片沿导线流向碳棒 DD2Z的水溶液中粒子的浓度关系是：c(Z2-)=c(D+)+c(H+)-c(HZ-)-c(OH-)或c(Z2-)=c(D+)-c(HZ-)-c(H2Z)B 【解析】本题考查的是元素周期律的有关知识，根据X、Z的有关信息及硫在氧气中燃烧产生明亮的那紫色火焰可知，X是氧，Z是硫；Y所在主族序数与所在周期序数之差为4，可能是：第五主族第一周期，不存在；第六主族第二周期，是氧，而X是氧，题目说E元素与Y元素可形成EY2和EY3两种化合物，Y不是氧；第七主族第三周期，是氯，满足题意。E单质是生活中常见金属，其制品在潮湿空气中易被腐蚀或损坏，E元素与Y元素可形成EY2和EY3两