苏教版高中化学必修二第1讲：-原子核外排布与元素周期律(教师版)

原子核外排布与元素周期律____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________了解原子核外电子排布；理解元素周期律及元素位、构、性之间的关系；了解元素周期表的结构了解元素周期表和元素周期律的应用知识点一.原子核外电子排布1．核外电子的排布规律（1）．电子层的划分电子层序数1234567……电子层符号KLMNOPQ……电子离核距离由近到远电子能量由低到高（2）．核外电子排布的一般规律．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；电子一般总是尽先排在能量最低的电子层里。．每层最多容纳的电子数为2n2(n代表电子层数)。．最外层最多能容纳的电子数目为8（K层为最外层，不超过2个电子），次外层电子数目不超过18，倒数第三层不超过32个电子。2．“10电子”“和18电子”微粒的组成规律（1）．10电子微粒单核原子或离子N3-、O2-、F-、Ne、Na+、Mg2+、Al3+等双核分子或离子HF、OH-等三核分子或离子H2O等四核分子或离子NH3等五核分子或离子CH4、NH4+（2）．18电子微粒单核原子或离子P3-、S2-、Cl-、Ar、K+、Ca2+等双核分子或离子HCl、F2、HS-三核分子H2S多核分子H2O2等知识点二.元素周期律1．定义：元素的性质随原子序数的递增而呈周期性变化的规律。2．实质：元素原子核外电子排布周期性变化的结果。3．化合价变化规律（主族元素）①同周期元素化合价递变规律：同一周期内，随原子序数的递增，最高正化合价由+1——+7（O、F除外）最低负化合价=主族序数-8②同一主族元素化合价递变规律：同一主族内，随电子层数递增化合价相同，最高正化合价=主族序数（O、F除外）4．粒子半径大小的比较①．同周期元素原子半径递变规律：同一周期内，随原子序数的递增，原子半径逐渐减小如：r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)②．同一主族元素原子半径递变规律：同一主族内，随电子层数递增原子半径逐渐增大如：r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs)③．同种元素的粒子半径：阴离子大于原子，原子大于阳离子；低价阳离子大于高价阳离子如：r(Cl－)>r(Cl)；r(Fe)>r(Fe2+)>r(Fe3+)④．电子层结构相同的简单粒子，核电荷数越大，半径越小如：r(O2-)>r(F－)>r(Ne)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)5．元素金属性强弱比较同周期：从左到右，元素金属性减弱（1）结构比较法：最外层电子数越少，电子层数越多，元素金属性越强同周期：从左到右，元素金属性减弱同主族：从上到下，元素金属性增强同主族：从上到下，元素金属性增强左下右上位：左下方元素金属性较强（2）位置比较法：左下右上位：左下方元素金属性较强①最高价氧化物的水化物的碱性越强①最高价氧化物的水化物的碱性越强②与水和酸反应越易反应或反应越剧烈②与水和酸反应越易反应或反应越剧烈③单质的还原性越强（3）实验比较法：③单质的还原性越强④阳离子的氧化性越弱（金属性强）④阳离子的氧化性越弱6．元素非金属强弱比较同周期：从左到右，元素非金属性增强（1）结构比较法：最外层电子数越多，电子层数越少，元素非金属性越强同周期：从左到右，元素非金属性增强同主族：从上到下，元素非金属性减弱同主族：从上到下，元素非金属性减弱（2）位置比较法：左下右上位：右上方元素非金属性较强左下右上位：右上方元素非金属性较强①最高价氧化物的水化物的酸性越强①最高价氧化物的水化物的酸性越强②与氢气反应越易反应或反应越剧烈，形成的氢化物越稳定②与氢气反应越易反应或反应越剧烈，形成的氢化物越稳定③单质的氧化性越强（3）实验比较法：③单质的氧化性越强④阴离子的还原性越弱（非金属性强）④阴离子的还原性越弱7．元素周期表、元素周期律的应用（1）根据元素周期表中的位置寻找未知元素（2）预测元素的性质(由递变规律推测)①比较不同周期、不同主族元素的性质如金属性Mg＞Al，Ca＞Mg，则碱性Mg(OH)2＞Al(OH)3，Ca(OH)2＞Mg(OH)2②推测未知元素的某些性质如：已知Ca(OH)2微溶，Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶；再如：已知卤族元素的性质递变规律，可推知元素砹(At)应为有色固体，与氢难化合，HAt不稳定，水溶液呈酸性，AgAt不溶于水等。（3）启发人们在一定区域内寻找新物质①半导体元素在金属与非金属分界线附近，如：Si、Ge、Ga等。②农药中常用元素在右上方，如：F、Cl、S、P、As等。③催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找，如：Fe、Ni、Rh、Pt、Pd等。知识点三．元素周期表的结构1．世界上第一张元素周期表是在1869年由俄国化学家门捷列夫绘制完成的，随着科学的不断发展，已逐渐演变为现在的常用形式。2．原子序数：按照元素在周期表中的顺序给元素编号，称之为原子序数，原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。3．编排原则(1)周期：把电子层数相同的元素，按原子序数递增的顺序，从左至右排成的横行。(2)族：把最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序，从上至下排成的纵行。4．元素周期表的结构5．元素周期表中的特殊位置(1)．分区①分界线：沿着元素周期表中铝、锗、锑、钋与硼、硅、砷、碲、砹的交界处画一条斜线，即为金属元素区和非金属元素区分界线(氢元素除外)。②各区位置：分界线左面为金属元素区，分界线右面为非金属元素区。③分界线附近元素的性质：既表现金属元素的性质，又表现非金属元素的性质。(2)．过渡元素：元素周期表中部从ⅢB族到ⅡB族10个纵列共六十多种元素，这些元素都是金属元素。(3)．镧系：元素周期表第六周期中，57号元素镧到71号元素镥共15种元素。(4)．锕系：元素周期表第七周期中，89号元素锕到103号元素铹共15种元素。(5)．超铀元素：在锕系元素中92号元素铀(U)以后的各种元素。知识点四.元素周期表的应用1．根据在元素周期表中位置相近的元素具有相似的性质这一规律，可以利用元素周期表寻找新材料。①在____________________________________寻找半导体材料。②在_________中寻找优良的催化剂。③在元素周期表里，从IIIB族到IVB族的过渡元素如钛（Ti）、钽（Ta）、钼（Mo）、钨（W）等的单质，具有_________等特点，人们利用它们制成的特种合金来制造火箭、导弹、宇宙飞船等。④人们还利用元素周期表寻找合适的_________等。2．科学研究发现，地球上化学元素的分布跟它们在元素周期表里的位置有着密切的关系，这对探矿具有重要的指导意义。例如，相对原子质量较小的元素在地壳中含量_________，相对原子质量较大的元素在地壳中含量_________；原子序数是偶然的元素在地壳中的含量_________，原子序数是奇数的元素在地壳中的含量_________；处于地球表面的元素多数呈现_________，处于岩层深处的元素多数呈现_________；碱金属一般是强烈的亲石元素，主要富集于岩石圈的_________。有的科学家把元素周期表分为_________区（每个区里的元素的性质相似），并认为同一区域的元素往往是同生矿。类型一．核外电子排布规律例1．某元素X，其原子的电子层数为(n－1)，最外层电子数为(2n－1)。下列有关元素X的说法中正确的是()A．X可能是金属元素B．由X形成的含氧酸均为强酸C．X不能形成化学式为KXO4的含氧酸盐D．元素X的气态氢化物一定极易溶于水解析：由X原子的最外层电子数为(2n－1)可以推知n≤4，则X的电子层数≤3，X为短周期元素。当n＝4时，X为Cl元素；当n＝3时，X为N元素；当n＝2时，不符合题意。HNO2和HClO均为弱酸，B项错误；Cl元素能形成KClO4，C错误；NH3和HCl均极易溶于水，D正确。答案：D类型二．微粒半径大小的比较及应用例2．已知短周期元素的四种离子A2＋、B＋、C3－、D－具有相同的电子层结构，则下列叙述中正确的是()A．原子序数：D＞C＞B＞AB．原子半径：B＞A＞C＞DC．离子半径：C3－＞D－＞A2＋＞B＋D．氧化性：A2＋＞B＋，还原性：C3－＜D－解析：由于四种离子具有相同的电子层结构，离子所对应的元素应位于相邻两个周期，根据阴阳离子所带的电荷数，得出元素在周期表中的位置关系：eq\f(CD,BA)。原子序数大小应为A＞B＞D＞C，A项错误；根据原子半径的递变规律，可以判断B正确；C项应为C3－＞D－＞B＋＞A2＋；还原性C3－＞D－，D错误。答案：B类型三．“位、构、性”的应用例3．W、X、Y、Z是短周期元素，其部分性质如下表。W单质是淡黄色固体X在地壳中的含量居第二位Y原子最外层电子数是电子总数的eq\f(2,3)Z第三周期原子半径最小的金属元素下列说法正确的是()A．气态氢化物的热稳定性：X＞WB．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y＞XC．离子半径：Z＞WD．Z的氧化物中含有非极性共价键解析：淡黄色固体单质W为S，地壳中含量第二位的为Si；Y的核外电子排布只能为2、4，为C；第三周期原子半径最小的金属元素为Al。H2S的稳定性大于SiH4的，A选项错误；Si的非金属性小于C的，B选项正确；S2－的半径大于O2－的，O2－的半径大于Al3＋的，C选项错误；Al2O3是离子化合物，无共价键，D选项错误。答案：B类型四．元素周期表的应用例4．科学家们相信，第七周期包含的元素数目与第六周期相同。若118号元素将来被确认，则下列预测合理的是（）A．它的中子数是118 B．它是第八周期元素C．它是活泼的金属元素 D．它的最外层电子数是8解析：根据1-3周期元素种类为2、8、8,4-6元素种类为18、18、32、，可知惰性元素的第一到第六周期原子序数依次为2、10、18、36、54、86，又根据题意知，第七周期的元素种类为32，则第七周期第ⅦA的元素原子序数为118，则B、D项错；第ⅦA全为非金属元素，则C项错；答案：A一．选择题（非单选，存在一个或两个正确答案）1．（2014-2015年北京市海淀区期末考试第2题）下列元素中，原子半径最大的是（）A．NaB．KC．SD．Cl2．0.05mol某金属单质与足量的盐酸反应，放出1.12LH2（标准状况），并转变为具有Ar原子的电子层结构的离子，该金属元素在元素周期表中的位置是（）A．第三周期第IA族B．第四周期第IA族C．第三周期第ⅡA族D．第四周期第ⅡA族3．下列递变规律正确的是（）A．P、S、C1最高正价依次降低B．钠、镁、铝的还原性依次减弱C．HC1、HBr、HI的稳定性依次增强D．HC1O4、H2SO4、H3PO4的酸性依次增强4．（2014-2015年北京市西城区月考第8题）元素X、Y、Z均为短周期元素且原子序数之和为35，X、Y在同一周期，X+与Z2﹣具有相同的核外电子层结构．下列推测不正确的是（）A．三种元素的原子序数Y＞X＞ZB．三种元素的原子半径X＞Y＞ZC．同周期元素中X的金属性最强D．同周期元素中Z的最高价氧化物的水化物酸性最强5．短周期元素X、Y、Z的原子序数依次递增，其原子的最外层电子数之和为14．X与Y、Z位于相邻周期，Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍，是Y原子最外层电子数的3倍．下列说法正确的是（）A．X的氢化物显酸性B．Y的氧化物是离子化合物C．ZX2的水溶液在空气中存放不易变质D．Y和Z的最高价氧化物对应的水化物都是弱酸6．（2014-2015年北京市海淀区期末考试第14题）下列排列顺序正确的是()A．原子半径：O＞N＞CB．热稳定性：H2O＞HF＞H2SC．碱性：KOH＞NaOH＞Mg(OH)2D．酸性：H3PO4＞H2SO4＞HClO47.（2014-2015年北京市大兴区期末考试第16题）如图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图，下列说法正确的是（）A．原子半径：Z＞Y＞XB．气态氢化物的稳定性：R＜WC．WX3和水反应形成的化合物是离子化合物D．Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应填空题8.（2014-2015年北京市海淀区期末考试第21题）元素周期表与元素周期律在学习、研究和生产实践中有很重要的作用。下表是元素周期表的一部分。HHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClAr请回答下列问题。（1）非金属性最强的元素名称为___________，它位于元素周期表中的位置是___________。（2）硅元素的原子结构示意图是 ，其最高价氧化物是 （填“酸性”或“碱性”）氧化物。（3）硼酸（H3BO3）的酸性_________（填“>”或“<”）碳酸（H2CO3）的酸性，说明你判断的理由：______________。（4）第三周期元素的最高价氧化物对应的水化物中，有一种物质既能与强酸反应又能与强碱反应，写出这种物质跟氢氧化钠溶液反应的化学方程式。巩固提高1．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表：下列叙述正确的是（）元素代号LMQRT原子半径/nm0.1600.1430.1020.0740.075主要化合价+2+3+6、﹣2﹣2﹣3A．T的氢化物水溶液呈酸性B．L、M的单质与稀盐酸反应速率：M＞LC．R的氢化物H2R分子中有10个电子D．L、Q形成的简单离子核外电子数相等2．依据元素周期表及元素周期律，下列推断正确的是（）A．H2Se（硒化氢）比H2S稳定B．Si、Ge（锗）均可做半导体材料C．Mg（OH）2的碱性比Be（OH）2的弱D．H3BO3（硼酸）的酸性比H2CO3的强3．电子层数相同的三种元素X、Y、Z，它们最高价氧化物对应的水化物的酸性由强到弱的顺序是：HXO4>H2YO4>H3ZO4。下列判断中不正确的是（）A．阴离子的半径：X>Y>ZB．单质的氧化性：X>Y>ZC．元素的非金属性：X>Y>ZD．气态氢化物的稳定性：X>Y>Z4．短周期元素X、Y、Z的原子序数依次递增，其原子的最外层电子数之和为14．X与Y、Z位于相邻周期，Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍，是Y原子最外层电子数的3倍．下列说法正确的是（）A．X的氢化物显酸性B．Y的氧化物是离子化合物C．ZX2的水溶液在空气中存放不易变质D．Y和Z的最高价氧化物对应的水化物都是弱酸5．下图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图，下列说法正确的是()A．原子半径：Z＞Y＞XB．气态氢化物的稳定性：R﹤WC．WX3和水反应形成的化合物是离子化合物D．Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应填空题：6．A、B、C、D、E都为短周期元素，A是相对原子质量最小的元素；B的+1价阳离子和C的﹣1价阴离子都与氖原子具有相同的电子层结构；D在C的下一周期，可与B形成BD型离子化合物；E和C为同一周期元素，其最高价氧化物对应的水化物为一种强酸．请根据以上信息回答下列问题．（1）B元素在元素周期表中的位置是第周期族．（2）画出D元素的原子结构示意图．（3）与E的氢化物分子所含电子总数相等的分子是（举一例、填化学式，下同）、离子是．（4）D的单质与B的最高价氧化物对应的水化物的溶液发生反应的离子方程式为．7．短周期主族元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大．A和B形成4个原子的分子，A和C形成3个原子的分子，且两种分子均含有10个电子．D的阳离子的电子层结构与氖相同，且与A同主族．E的常见氧化物有两种，其中一种能使品红溶液褪色．（1）F在周期表中的位置是．（2）C和D可形成原子个数比为1：1的化合物甲，甲中含有的化学式是．甲可与CO2反应，若反应中转移电子数为3.01×1023，则所得气体产物的体积在标准状况时是L．（3）C、D、E三种元素可组成质量比为8：5.75：4的某种化合物．实验室检验该化合物中所含阴离子的操作方法及有关实验现象是：取少量含该阴离子的溶液，，则证明原溶液中含有该阴离子．（4）M是一种常见的金属单质，与元素F的单质转化关系如下图所示：FPQ，P→Q反应的离子方程式是．（5）E与F可形成一种相对分子质量是135的共价化合物乙．乙在橡胶硫化时，可以做硫的溶剂．乙遇到水时可以反应生成三种中学常见的物质，其中一种是使品红溶液褪色的E的氧化物，一种是黄色固体．乙和水反应的化学方程式是．一．选择题1．某主族元素R原子的质量为79，已知R离子含有45个中子和36个电子，下列有关R的叙述错误的是（）A．R位于第四周期ⅥA族 B．R最高价氧化物对应的水化物的化学式为H3RO4C．元素R气态氢化物的化学式为H2R D．R的阴离子具有强还原性2．与第二周期稀有气体元素的原子具有相同电子数的微粒是（）A．S2- B．NH4+ C．Al3+ D．K+3．X、Y、Z三种元素在周期表中，X、Y同主族，Y和Z同周期，它们的原子的最外层电子数之和为16，则这三种元素可能是()A．Na、K、CaB．N、P、SC．F、Cl、SD．O、S、Cl4．下列各图为元素周期表的一部分，表中数字为原子序数。其中X为37的是（）1920A．XB．X5556262817C．XD．X535．短周期元素X、Y、Z在周期表中的位置如图所示，则下列说法正确的是（）A．Z一定是活泼的金属B．Y的最高价氧化物的水化物是一种强酸C．Z的最高价氧化物的水化物是强酸D．1molY单质跟足量水反应时，有2mol电子发生转移6．镭是元素周期表中第七周期第ⅡA族元素，关于其叙述不正确的是()A．镭的金属性比钙弱 B．单质能与水反应生成氢气C．在化合物中呈＋2价 D．碳酸镭难溶于水填空题7．A、B、C、D、E、F为短周期主族元素，原子序数依次增大，A是相对原子质量最小的元素；D的+1价阳离子与氖原子具有相同的电子层结构；C和E同主族，C和E的原子序数之和是A和D的原子序数之和的2倍；B和C为同周期元素，B的最高价氧化物对应的水化物是一种强酸。请根据以上信息回答下列问题。(1)．F元素在元素周期表中的位置是______________。(2)．B的氢化物的水溶液呈碱性，用离子方程式表示原因：______________。(3)．A2C2可以制备C2，该反应的化学方程式是______________。(4)．E的单质和E的最高价含氧酸的浓溶液加热发生反应，该反应的化学方程式是______________________________________________________________________。8．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表某一化学元素.(1)．表中所列元素a、b、c、d、e、f、m中：属于短周期元素的有；属于主族元素的有；e元素在元素周期表中的位置是第周期族。(2)．下列哪些元素的单质可能是电的良导体（）A．a，c，h B．b，g，j C．c，h，l D．d，e，f(3)．i元素属于（填“金属”或“非金属”）元素，它的最高化合价是，最低化合价是。它的单质能与氧气反应，生成一种吸水性很强的物质，这种物质在实验室里常用干燥剂，写出它的单质与氧气反应的化学方程式：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________选择题1．在周期表中，第三、四、五、六周期元素的数目分别是（）A．8，18，32，32B．8，18，18，32C．8，18，18，18D．8，8，18，182．下列各组元素都属于短周期的是（）A．Li、Na、K B．C、Si、PC．Mg、A1、FeD．F、C1、Br3．下列各表中的数字代表的是原子序数，表中数字所表示的元素与它们在元素周期表中的位置相符的是（）4．（2014-2015年北京市东城区期末考试）下列关于元素周期表的说法中，错误的是（）A.元素周期表是元素按原子序数大小排列而成的B.元素原子的电子层数等于其所在周期的周期序数C.L层电子为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等D.元素周期表是元素周期律的具体表现形式5．（2014-2015年北京市东城区期末考试）锝（Tc）是核医学临床诊断中应用最广的医用核素，其原子核内中子数与核外电子数之差是（）A.13B.43C.56D.996．（2014-2015年人大附中朝阳学校期末考试）有五种微粒，它们分别有六种微粒，它们分别是：1940X、1840Z、1940Q+、2040R2+、2041M，它们所属元素的种类为() A．2种 B．3种 C．4种 D．5种7．（2014-2015年北京市西城区期末考试）月球上含有丰富的He。关于He的说法不正确的是（）A.是一种核素 B.原子核内有1个中子C.与He互为同位素 D.比He少一个电子8．（2014-2015年北京市西城区期末考试）与OH―具有相同质子数和电子数的粒子是（）A.F― B.C1― C.NH3 D.Na+9．（2014-2015年北京市西城区期末考试）元素周期表中某区域的一些元素多用于制造半导体材料，它们是（）A.金属元素和非金属元素分界线附近的元素B.右上方区域的非金属元素C.过渡元素D.稀有气体元素10．甲、乙是周期表中同一主族的两种元素，若甲原子序数为x，则乙的原子序数不可能是（）A．x+2 B．x+4 C．x+8D．x+18填空题11．短周期元素X、Y、Z在周期表中的位置关系如下图所示，据此回答下列问题：（1）X元素形成单质的分子式是；（2）写出Y元素形成的单质跟水反应的化学方程式