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文档简介
第2节元素周期律和元素周期表第1课时元素周期律1.掌握元素周期律的实质。2.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。知识清单元素周期律及其实质
1.原子序数(1)含义:元素在________中的符号。(2)与其他量的关系原子序数=____________=________=________。2.元素周期律的内容随着原子序数的递增,元素原子的____________、________、__________等均呈周期性变化。1.(1)元素周期表(2)原子核内质子数核电荷数核外电子数2.最外层电子排布原子半径元素化合价3.元素周期律的含义元素的性质随着元素_____的递增而呈周期性变化的规律。4.变化规律(1)随着原子序数的递增,原子的核外电子排布呈现以下规律性变化: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1~2__________→__________3~10__________→__________11~18__________→__________结论:随着原子序数的递增,元素原子的____________呈现从1个递增到8个(第一周期例外)即达到稳定结构的周期性变化3.原子序数4.(1)112221883188最外层电子数(2)随着原子序数的递增,元素原子半径呈现出以下变化规律
原子序数原子半径的变化3~90.152nm→0.071nm____→小11~170.186nm→0.099nm____→____结论:随着原子序数的递增,元素原子____呈现周期性变化说明:由于稀有气体的原子半径和其他元素的原子半径测量的标准不同,所以课本中没有给出其半径数值。(2)大大小半径(3)随着原子序数的递增,元素主要化合价变化的规律性原子序数化合价的变化1~2____→____3~10正化合价:____→____负化合价:____→-1→011~18正化合价:____→____负化合价:____→-1→0结论:随着原子序数的递增,元素的主要______呈现依次升高的周期性变化(3)+10+1+5-4+1+7-4化合价特别提示:①稀有气体原子核外电子排布已达到稳定结构,既不易得到电子也不易失电子,故其常见化合价为零。②氧无最高正价,氟无正价,金属全部显正价。③同一周期从中间开始出现负价,最低负价数=8-最外层电子数。应用思考:根据元素周期律的内容,试比较K原子和Ca原子的半径大小?提示:根据原子半径的周期性变化规律,可判断r(K)>r(Ca)
综合合拓拓展展原子子(离离子子)半半径径大大小小的的规规律律(1)电电子子层层数数相相同同的的原原子子,,最最外外层层电电子子数数越越少少,,原原子子半半径径越越大大(稀稀有有气气体体除除外外)。。如如钠钠、、镁镁、、铝铝、、硅硅、、磷磷、、硫硫、、氯氯原原子子的的电电子子层层数数相相同同,,最最外外层层电电子子数数依依次次增增多多,,则则原原子子半半径径::r(Na)>>r(Mg)>>r(Al)>>r(Si)>>r(P)>>r(S)>>r(Cl)。。(2)最最外外层层电电子子数数相相同同的的原原子子或或离离子子,,电电子子层层数数越越多多,,原原子子半半径径或或离离子子半半径径越越大大。。如如氢氢、、锂锂、、钠钠、、钾钾、、铷铷、、铯铯、、钫钫原原子子或或离离子子的的最最外外层层电电子子数数相相同同,,电电子子层层数数依依次次增增多多,,则则原原子子半半径径::r(H)<<r(Li)<<r(Na)<<r(K)<<r(Rb)<<r(Cs)<<r(Fr);;离离子子半半径径::r(H+)<<r(Li+)<<r(Na+)<<r(K+)<<r(Rb+)<<r(Cs+)<<r(Fr+)。。(3)径径小小序序大大规规律律(或或序序小小径径大大规规律律)::核核外外电电子子排排布布相相同同的的微微粒粒,,核核电电荷荷数数(或或原原子子序序数数)越越小小,,微微粒粒半半径径越越大大;;核核电电荷荷数数(或或原原子子序序数数)越越大大,,微微粒粒半半径径越越小小;;这这个个规规律律叫叫做做径径小小序序大大规规律律(或或叫叫做做序序小小径径大大规规律律)。。如如氮氮离离子子、、氧氧离离子子、、氟氟离离子子、、氖氖原原子子、、钠钠离离子子、、镁镁离离子子、、铝铝离离子子的的核核外外电电子子排排布布相相同同,,核核电电荷荷数数依依次次增增大大,,则则r(N3--)>>r(O2--)>>r(F-)>>r(Na+)>>r(Mg2++)>>r(Al3++)。。(4)价价高高径径小小规规律律::核核电电荷荷数数相相同同的的微微粒粒,,价价态态越越高高,,半半径径越越小小。。如如铁铁原原子子、、亚亚铁铁离离子子和和铁铁离离子子,,核核电电荷荷数数相相同同,,价价态态依依次次升升高高,,则则半半径径::r(Fe)>>r(Fe2++)>>r(Fe3++)。。又又如如氯氯离离子子和和氯氯原原子子,,核核电电荷荷数数相相同同,,价价态态依依次次升升高高,,则则半半径径::r(Cl-)>>r(Cl)。。(5)所所有有原原子子中中,,H的的原原子子半半径径最最小小;;所所有有离离子子中中,,H+的离离子子半半径径最最小小。。特别别提提示示比较较微微粒粒半半径径大大小小时时,,首首先先要要确确定定微微粒粒间间的的相相同同点点,,即即微微粒粒间间的的电电子子层层数数、、核核电电荷荷数数、、核核外外电电子子排排布布是是否否相相同同,,然然后后再再利利用用规规律律进进行行比比较较大大小小。。尝试应用1.下列各种种说法中,正正确的是(())A.元素的性性质随着相对对原子质量的的递增呈周期期性变化B.从Na到到Ar,随着着原子序数的的递增原子半半径逐渐变小小C.11号到到17号元素素化合价的变变化,与3号号到9号元素素化合价的变变化完全相同同D.没有元素素原子核外电电子排布的周周期性变化,,就没有元素素性质的周期期性变化解析:元素的性质应应是随着核电电荷数的递增增而呈周期性性变化,A项项不正确;原原子半径的周周期性变化,,不包含稀有有气体元素的的原子,因为为稀有气体元元素的原子半半径的测定与与相邻非金属属元素的依据据不同,其数数字不具有可可比性,故B项不正确;;11号到17号元素的的最高正价从从+1递增到到+7,而3号到9号元元素的最高正正价从+1递递增到+5,,故C项不正正确;由于元元素原子核外外电子排布的的周期性变化化,才有原子子半径、元素素的主要化合合价呈周期性性变化,故D项正确。答案:D2.下图为一一些元素原子子半径规律性性变化的示意意图。由此图图不能得出的的下列结论是是(不考虑稀稀有气体元素素)()A.当电子层层数相同时,,核电荷数越越小,原子半半径越大B.当最外层层电子数相同同时,质子数数越多,原子子半径越大C.r(F-)<r(Cl-)<r(Br-)<r(I-),r(K+)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)D.原子电子子层数越多,,对应的原子子半径越大解析:本题以图片的的形式展示原原子的结构与与性质,比较较直观。“电子层数越多多,原子半径径越大”是一种普通的的错误认识。。理解这类问问题,最好的的方法是列举举反例。根据据图像知,上上一周期的最最左边原子半半径比下一周周最右边的原原子半径大,,如r(Na)>r(Br),r(K)>r(I)。所以以,不能根据据电子层数的的多少判断原原子半径的大大小。答案:D知识清单元素周期律的的意义元素周期律的的发现是19世纪化学科科学的重要成成就之一,它它极大地推动动了人们对物物质世界的认认识,指导着着人们开展诸诸如预测元素素及其化合物物的性质,寻寻找或合成具具有特殊性质质的新物质等等科学研究工工作。如门捷捷列夫根据元元素周期律预预言了三种新新元素及其有有关性质,这这三种元素随随后皆被发现现,它们分别别是1875年发现的镓镓(Ga)、、1879年年发现的钪(Sc)和1886年发发现的锗(Ge),它们们的原子量、、密度和有关关性质都与门门捷列夫的预预言惊人的相相似。元素周周期律极大地地推动了现代代科学技术的的发展。应用思考:门捷列夫根据据元素周期律律,预言的元元素成为现实实,请说明元元素周期律作作用?提示:在科学研究和和实际生产中中,可以运用用元素周期律律做指导来寻寻找和合成具具有特殊性质质的新元素。。综合拓展元素周期律的的探究思路::特别提示元素种类多,,逐一分析有有困难,可以以按照以上思思路,找出规规律,便于理理解和掌握。。尝试应用1.下列有关关元素性质递递变的叙述中中,不正确的的是())A.Na、Mg、Al最最外层电子数数依次增多B.P、S、、Cl最高正正化合价依次次升高C.C、N、、O原子半径径依次增大D.N、O、、F负化合价价依次为-3、-2、、-1解析:本题主要考查查对原子结构构、原子半径径、元素的最最高正化合价价和负化合价价的变化规律律。分析如下下:答案:C2.随着原子子序数的递增增,原子最外外层电子数增增多的是()A.H、Be、AlB.He、O、NaC.C、F、、SD.N、P、、Cl解析:写出每个原子子的核外电子子排布,便可可找出答案。。答案:A有关原子序数数的考查原子序数小于于20的X元元素能形成H2X和XO2两种化合物,,该元素的原原子序数为()A.8B.12C.15D.16名师点睛:当同一种元素素既有正化合合价又有负化化合价时,一一般是以负化化合价为依据据展开分析,,原因是非金金属元素的正正化合价往往往有变价情况况,而负化合合价只有特殊殊情况下才有有变化。变式训练1.下列各项项给定原子序序数的元素,,不能形成原原子数之比为为1∶1稳定化合物物的是()A.3和17B.1和8C.11和8D.7和12解析:各选项对应的的元素和构成成符合要求的的化合物依次次是:A选项项,Li和cl,LiCl;B选项项,H和O,,H2O2;C选项,Na和O,Na2O2。只有D选项项,N和Mg不能形成原原子数之比为为1∶1的稳定化合合物,而是形形成Mg3N2。答案:D微粒半径大小小的比较下列微粒半径径大小比较正正确的是(())A.Na+<Mg2+<Al3+<O2-B.S2->Cl->Na+>Al3+C.Na<Mg<Al<SD.Cs<Rb<K<Na解析:四种离子核外外电子数相同同,随着核电电荷数增多,,离子半径依依次减小,即即微粒半径::Al3+<Mg2+<Na+<O2-,A项项错误误;因因S2-、Cl-比Na+、Al3+多一个个电子子层,,则S2-、Cl-半径比比Na+、Al3+大,再再根据据“序序小径径大””的原原则,,则微微粒半半径::S2->Cl->Na+>A答案:B变式训训练2.已已知An+、B(n+1)+、Cn-、D(n+1)-具有相相同的的电子子层结结构,,则A、B、C、D的原原子半半径由由大到到小的的顺序序是,离子子半径径由大大到小小的顺顺序是是,原子子序数数由大大到小小的顺顺序是是。解析::根据An+、B(n+1)+、Cn-、D(n+1)-四种离离子具具有相相同的的电子子层结结构及及离子子所带带的电电荷数数可确确定出出A、、B、、C、、D在在周期期表中中的位位置关关系::故原子子序数数由大大到小小的顺顺序为为B>A>C>D;;原子子半径径A>B>D′′>C′,,又因因原子子半径径D′′>D,C′>C,,且D>C,故故原子子半径径A>B>D>C;根据据具有有相同同的电电子层层结构构的微微粒,,质子子数越越大,,半径径越小小的规规律可可知,,离子子半径径D(n+1)->Cn->An+>B(n+1)+。答案::A>B>D>CD(n+1)->Cn->An1.下下列关关于元元素周周期律律的叙叙述正正确的的是(())A.随随着元元素原原子序序数的的递增增,原原子最最外层层电子子总是是从1到8重复复出现现B.随随着元元素原原子序序数的的递增增,原原子半半径从从大到到小((稀有有气体体除外外)发发生周周期性性变化化C.随随着元元素原原子序序数的的递增增,元元素最最高正正价从从+1到+7、、负价价从--7到到-1重复复出现现D.元元素性性质的的周期期性变变化是是指原原子核核外电电子排排布的的周期期性变变化、、原子子半径径的周周期性性变化化及元元素主主要化化合价价的周周期性性变化化解析::A项错错误,,第一一周期期He元素素的最最外层层电子子数为为2个个(所所以应应说除除第一一周期期外为为好));C项错错误,,负价价是从从-4价开始到到-1价;D项项错误,原原子核外电电子排布的的周期性变变化是结构构上的变化化,决定了了元素的性性质的周期期性
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