2012年优化设计配套课件1.2

1、第2节元素周期律和元素周期表第1课时元素周期律内容标准活动与探究建议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,认识元素周期律。2.认识元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子周期性排布的结果,从而理解元素周期律的实质。3.学会利用各种图表(直方图、折线图)分析、处理数据,掌握从大量的事实和数据中分析总结规律、透过现象看本质等科学抽象的方法。1.查阅资料了解化学史(如元素周期律的发展、元素周期表的发展、门捷列夫的贡献等)内容,开拓视野。2.通过“活动探究”讨论总结元素周期律。门捷列夫门捷列夫做过很多大胆的预测,如他预测在硅和锡之间存在一种元素“类硅”,15年后该元素被德国化

2、学家文克勒发现并命名为“锗”。它的相对原子质量、密度和有关性质都与门捷列夫的预言惊人的相似: 相对原子质量原子体积单质密度二氧化物四氯化物 密度体积沸点密度体积类硅72135.54.722100 1.9113锗72.613.225.474.70322.1686 1.887113.35你知道门捷列夫是根据什么规律而“算”出如此准确的结果吗?提示:元素周期律。一、元素周期律1.原子序数(1)含义:元素在元素周期表中的序号。(2)与其他量的关系:原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。2.元素周期律的内容随着元素原子序数的递增,元素原子的_、_、_等均呈现周期性变化。3.元素周期律的含义元素的性质随

3、着_的递增而呈周期性变化,这个规律叫做元素周期律。最外层电子排布原子半径元素化合价元素原子序数二、变化规律1.随着原子序数的递增,原子核外电子排布变化的规律性结论:随着原子序数的递增,原子的_呈现周期性变化。原子序数电子层数最外层电子数达到稳定结构时的最外层电子数1211_31021_或8111831_228288最外层电子数2.随着原子序数的递增,元素原子半径变化的规律性结论:随着原子序数的递增,原子的_呈现周期性变化。原子序数原子半径的变化390.134 nm0.071 nm_11170.154 nm0.099 nm_大小大小半径3.随着原子序数的递增,元素主要化合价变化的规律性结论:随着

4、原子序数的递增,_呈现周期性的变化。原子序数主要化合价的变化12_0310正化合价:_+5负化合价:_1118正化合价:_负化合价:_+1+1-4-1+1+7-4-1元素主要化合价4.元素周期律的实质元素的原子核外电子排布呈周期性变化的必然结果。思考感悟:同周期元素的原子半径为什么从左到右依次减小?提示:同周期元素的原子电子层数相同,从左到右,核电荷数依次增大,原子核对外层电子的吸引力依次增强,所以半径依次减小。一、微粒半径大小的比较规律微粒半径主要是由核电荷数、电子层数和核外电子数决定的。按“三看”规律进行比较。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(

5、F)r(Cl)r(Br)r(I),r(F-)r(Cl-)r(Br-)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(Cl)。(1)此规律对于原子、离子之间的半径比较均适用。(2)稀有气体元素的原子半径不具有可比性,因为测定依据不同。二、元素化合价与最外层电子数的关系随着原子序数的递增,元素的主要化合价一般呈现周期性变化(正价+1+7,负价-4-1)。元素的主要化合价最高正价和最低负价是由原子的最外层电子数决定的。1.关系主族元素最高正化合价=最外层电子数(O、F除外)=主族族序数最低

6、负化合价=最外层电子数-8|最高正化合价|+|最低负化合价|=8(只有非金属元素才有负价)最高正价与最低负价绝对值之差为0、2、4、6的主族分别为A、A、A、A族。2.元素化合价(1)H元素的化合价有+1、-1、0价。(2)F元素只有负价无正价。(3)O元素常见化合价为-2、-1、0价。(4)金属元素只有正价无负价。(5)非金属元素既有正价又有负价(F除外),非金属元素的正价一般相差2,如Cl有:+1、+3、+5、+7价;S有:+4、+6价;C有:+2、+4价。的电子数。(2)对于稀有气体,由于它们的化学性质不活泼,在通常状况下难以与其他物质发生化学反应,因此,通常把它们的化合价看作零。(1)

7、非金属元素的最高正化合价等于原子所能失去或偏移的最外层电子数,而它的负化合价则等于使原子达到8电子稳定结构所需得到三、正确理解核外电子排布的周期性变化我们应该从以下几个方面来掌握核外电子排布的周期性变化:1.核外电子排布的周期性变化的内容:随着原子序数的递增,元素最外层电子数重复出现18个的变化规律。2.核外电子排布的周期性变化是由核外电子排布的规律决定的。由于核外电子总是优先排在能量较低的内层,只有当内层排满后,剩下的电子才会排在下一层,直至排完,同时,由于最外层电子数不能超过8个,所以,当某元素的最外层排满8个后,原子序数增加1的原子,其多出的1个电子就应该排在下一层,这一层也就成了最外层

8、,然后再增加的电子也就排在这一层,从而重复出现18个电子的最外层电子数变化。3.核外电子排布的周期性变化决定了元素化合价的周期性变化。由于元素的最高正化合价=最外层电子数,而最低负化合价=最外层电子数-8,因此,当最外层电子数呈现18个的周期性变化时,元素的化合价也呈现出最高正价+1+7,最低负价-4-1的周期性变化。4.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。元素的性质与元素原子的最外层电子数和原子半径(主要取决于电子层数)密切相关,因此,当核外电子排布呈现出周期性变化时,元素的化学性质也会发生周期性变化。(1)元素原子的核外电子排布的周期性变化是元素性质周期性变化的根本原因。(

9、2)元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果。知识点1微粒半径的比较【例题1】 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三种元素原子序数的关系是()。A.XYZB.YXZC.ZXYD.ZYX解析:已知电子层结构相同的阳离子,核电荷数多的则半径小,具有相同电子层数的原子,随着原子序数增大,原子半径减小。根据题意,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,则X的原子序数小于Y的原子序数;Z和Y元素的原子核

10、外电子层数相同,且Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径,则Z的原子序数大于Y的原子序数。由此得出三种元素原子序数的关系为ZYX。答案:D点拨:注意以下两点。(1)X、Y、Z在周期表中的相对位置关系。(2)微粒半径的比较规律:比较微粒半径时,首先要确定微粒间的相同点,即电子层数、核电荷数、核外电子排布是否相同,再利用规律进行比较,反之,亦可由微粒半径大小推断元素关系。知识点2元素的化合价【例题2】 某元素R的最高价氧化物的水化物是HnRO2n-2,则在气态氢化物中R元素的化合价是()。A.3n-10B.12-3nC.3n-4D.3n-12解析:R的氧化物中R显正价,氢化物中R显负价。设R的最高正

11、价为+x,由化合物中正负化合价代数和为零,有(+1)n+x+(-2)(2n-2)=0,解得x=3n-4。R元素的最高正价+|最低负价|=8,所以氢化物中R的化合价为-8-(3n-4)=-12-3n=3n-12。答案:D点拨:大部分非金属元素既有正价又有负价,在氧化物及氧化物的水化物中非金属元素显正价,而在其氢化物中,非金属元素显负价,注意负化合价的表示是在其绝对值前加“-”号,此处易错。知识点3元素周期律【例题3】 下列各组元素性质的递变情况错误的是()。A.Li、Be、B原子最外层电子数依次增多B.P、S、Cl元素最高正价依次升高C.N、O、F原子半径依次增大D.Li、Na、K的电子层数逐渐

12、增多解析:根据元素周期律可知,随着原子序数的递增,原子的核外电子排布、原子半径、元素的化合价等都呈现出规律性的变化。选项A中,Li、Be、B的最外层电子数分别为1、2、3,依次增多;选项B中,P、S、Cl的最高正价分别是+5、+6、+7,依次升高;选项D中,Li、Na、K的电子层数分别为2、3、4,逐渐增多;而选项C中,N、O、F的原子半径分别是0.075 nm、0.073 nm、0.071 nm,依次减小(或依N、O、F顺序,核电荷数逐渐增加,核对外层电子的引力增大,使其原子半径逐渐减小)。答案:C1下列关于元素周期律的说法中,正确的是()。A.随着元素原子序数的递增,原子最外层电子数总是从

13、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,元素的最高正价从+1到+7,负价从-7到-1重复出现D.随着元素原子序数的递增,元素的原子半径从小到大呈现周期性变化随着原子序数的递增,元素的原子半径一般是从大小呈现周期性变化,选项D不正确,选项B即是元素周期律。答案:B解析:随着原子序数的递增,元素原子最外层电子数由最初的12到后来的18重复出现,选项A说法不正确;随着原子序数的递增,元素的负价一般是从-4-1,而不是从-7-1重复出现,选项C说法不正确;2元素周期律的实质是()。A.相对原子质量逐渐增大B.核电荷数逐渐增大C.核外电子排布呈周期性变化D

14、.元素的化合价呈周期性变化解析:由于元素的原子半径主要由核电荷数和电子层结构决定,因此原子核外电子排布的周期性变化决定了元素原子半径的周期性变化,而原子结构(包括电子层结构和原子半径)又直接决定了元素性质的周期性变化,所以原子核外电子排布呈周期性变化是元素周期律的实质。答案:C3元素的以下性质,随着原子序数的递增不呈周期性变化的是()。A.化合价B.原子半径C.元素的失电子性和得电子性D.相对原子质量解析:元素的化合价、原子半径等许多性质都随元素的原子序数的递增而呈周期性变化,但由于相对原子质量的决定因素是原子中质子数、中子数及同一元素的同位素原子在自然界中的物质的量分数,所以相对原子质量不呈

15、周期性变化。答案:D4X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构,下列叙述正确的是()。A.X原子序数比Y的小B.X原子最外层电子数比Y的多C.X的原子半径比Y的大D.X元素的最高正价比Y的大解析:Xn+、Ym-和Ar具有相同的电子层结构,对于简单的阴离子和阳离子与原子具有相同的电子层结构,其原子序数:XArY,A错误;X原子的最外层电子数比Y的少,B错误;X的原子半径比Y的大,C正确;X元素的最高正价比Y的小,D错误。答案:C5下列说法中正确的是()。A.非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素原子的最外层电子数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

16、数C.最外层有2个电子的原子都是金属原子D.最外层有5个电子的原子都是非金属原子最外层都是5个电子,但它们都是金属,D错误。答案:A解析:非金属元素(一般是主族元素)的最高正价等于它的最外层电子数,A正确;非金属元素的最低化合价的绝对值等于它形成8电子稳定结构所需的电子数,也就是8减去最外层电子数,B错误;He原子的最外层有2个电子,但He不是金属,C错误;第A族元素中的Sb、Bi的6请你将118号元素的原子结构示意图画出,分析其异同点,根据某些共同点将它们按一定顺序排列起来,并思考下列问题。(1)你能排出几种方式?排出每种方式的理由是什么?(2)通过对你所排出方式的对比,你认为哪种最合理?理由是什么?(3)在你所选出的最佳排布方式中,元素的原子结构的变化规律是怎样的?解析:(1)根据电子层数相同的元素排成行,最外层电子数相等的元素排成列可以得到A方式;He的最外层电子数虽然也是2,与Be、Mg相同,但意义却不一样,第一层上填充2个电子已经达到了稳定结构,而其他层上填充2个电子就都没有达到稳定结构,这样即得到D方式;H也有类似于F和Cl的结构,即得到1个电子就可以达到稳定结构,这样就可以得到B方式或者C方式。A方式HHe LiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClArB方式 HHeLiBeBCNOFNeNa