高中化学第一章物质结构元素周期律第2节元素周期律第一课时课件新人教版必修

第1课时

原子核外电子的排布

元素周期律知识铺垫新知预习自主预测1.元素周期表中,第三周期主族元素的名称是钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯。2.元素周期表中的周期数等于该周期元素原子的电子层数,主族元素族序数等于原子的最外层电子数。同一主族自上而下,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。3.镁、铝、硫、氯的原子结构示意图分别为:4.什么核外电子排布结构是稳定的结构?提示最外层达到8电子(只有1层电子时是2电子)结构。知识铺垫新知预习自主预测一、原子核外电子的排布1.电子层的划分(1)核外电子的能量及运动区域。知识铺垫新知预习自主预测(2)电子层及其与能量的关系。

2.核外电子的排布规律电子总是尽可能先从内层排起,当一层充满后再填充下一层。知识铺垫新知预习自主预测二、元素周期律1.原子核外电子排布的周期性变化(1)图示。(2)规律:随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子数呈现

由1到8的周期性变化(第一周期除外)。知识铺垫新知预习自主预测2.元素原子半径的周期性变化(1)图示。(2)规律:同周期元素随着原子序数的递增,元素原子半径呈现

由大到小的周期性变化。知识铺垫新知预习自主预测3.元素主要化合价的周期性变化(1)图示。(2)规律:随着原子序数的递增,元素的最高正化合价呈现+1→+7,最低负化合价呈现-4→-1的周期性变化。知识铺垫新知预习自主预测4.元素金属性与非金属性的周期性变化(1)Na、Mg、Al金属性强弱比较:知识铺垫新知预习自主预测(2)Si、P、S、Cl非金属性强弱比较:知识铺垫新知预习自主预测(3)同周期元素性质的递变规律:5.元素周期律(1)内容:元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化。(2)实质:元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果。知识铺垫新知预习自主预测1.核电荷数小于或等于18的元素中,原子的最外层电子数是其余电子总数一半的元素种类有(

)A.1种 B.2种 C.3种 D.4种解析在1~18号元素中,符合题给要求的元素原子的电子排布依次为2、1和2、8、5。答案B2.下列叙述中错误的是(

)A.原子半径:Na>Si>ClB.酸性:H3PO4<H2SO4<HClO4C.金属性:Na>Mg>AlD.稳定性:HCl<H2S<SiH4解析D项中气态氢化物的稳定性应该是HCl>H2S>SiH4。答案D探究一探究二探究三原子核外电子排布的规律问题探究1.K层、L层最多容纳多少个电子?试总结各电子层(n)中最多容纳的电子数。最外层最多容纳多少个电子?答案2个、8个;2n2;8个(K层为最外层时最多容纳2个)。2.核外电子在排布时,是不是一定要先排满低能层再排高能层?答案不一定,要满足最外层电子不超过8个(K层为最外层时不超过2个),次外层不超过18个的原则,如K:,M层只排8个电子,N层排1个电子。3.分别违背了什么规律?答案K层最多容纳2个电子;最外层不超过8个电子。4.写出硫原子和硫离子的结构示意图。答案探究一探究二探究三思维建模1.原子核外电子排布规律——“四最”(1)“一个最低”。核外电子总是先排布在能量最低的电子层,然后由内向外从能量较低的电子层逐步向能量较高的电子层排布,即排满K层再排L层,排满L层再排M层,依此类推。(2)“三个最多”。①各电子层最多容纳的电子数是2n2。如K、L、M、N层最多容纳的电子数分别为2、8、18、32。②最外层电子数最多是8(K层是最外层时,最多不超过2)。③次外层电子数最多是18。探究一探究二探究三2.粒子核外电子排布的表示方法(1)原子结构示意图:表示原子的核电荷数和核外电子在原子核外各电子层排布的图示。如Na原子的原子结构示意图为:探究一探究二探究三(2)离子结构示意图。离子结构示意图中各符号与原子结构示意图含义一样,但注意原子结构示意图中质子数等于核外电子数,而离子结构示意图中质子数与核外电子数不相等。如Cl-:探究一探究二探究三3.常见含2e-、10e-、18e-的微粒(1)核外有2个电子的粒子:Li+、Be2+、H-、He、H2。(2)核外有10个电子的粒子分子:CH4、NH3、H2O、HF、Ne阳离子:Na+、Mg2+、Al3+、

、H3O+阴离子:N3-、O2-、F-、OH-、(3)核外有18个电子的粒子分子:Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4、CH3CH3等阳离子:K+、Ca2+阴离子:P3-、S2-、HS-、Cl-探究一探究二探究三4.短周期元素原子结构的特点总结(1)最外层电子数为1的原子有H、Li、Na。(2)最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg。(3)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、Ar。(4)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C。(5)最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O。(6)最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne。(7)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si。(8)内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P。(9)电子层数与最外层电子数相等的原子有H、Be、Al。(10)电子层数是最外层电子数2倍的原子是Li。(11)最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S。(12)最外层电子数是电子层数3倍的原子是O。(13)原子核中无中子的原子是

。探究一探究二探究三素能应用【典例1】

下列说法中正确的是(

)A.钾原子的结构示意图为

B.某原子M层电子数为L层电子数的4倍C.某离子M层和L层电子数均为K层的4倍D.短周期元素中,内层电子总数是最外层电子数2倍的元素只有P解析钾原子的结构示意图为

,A项错误;L层能容纳8个电子,M层最多容纳18个电子,无法是L层电子数的4倍,B项错误;S2-、K+等L层、M层均有8个电子,是K层的4倍,C项正确;短周期元素中,内层电子总数是最外层电子数2倍的元素除P外,还有Li,D项错误。答案C探究一探究二探究三提能训练1某元素原子的核电荷数是电子层数的5倍,其质子数是最外层电子数的3倍,该元素的原子核外电子排布是(

)A.2、5 B.2、7 C.2、8、5 D.2、8、7解析第一层最多排2个电子,第二层最多排8个电子,第三层最多排18个电子,某元素原子的核电荷数是电子层数的5倍,则电子层数为2、3或4。若含有2个电子层,则电子数为10,不满足质子数是最外层电子数的3倍;若含有3个电子层,则电子数为15,满足质子数是最外层电子数的3倍,则该元素为P,其原子核外电子排布是2、8、5;若含有4个电子层,则电子数为20,不满足质子数是最外层电子数的3倍。答案C探究一探究二探究三同周期元素性质的比较问题探究1.同周期主族元素从左到右,元素的金属性和非金属性如何变化?原子半径如何变化?答案金属性依次减弱,非金属性依次增强;原子半径依次减小。2.能说明非金属性:Cl>S的事实有哪些?答案(1)氯气与氢气反应更容易进行,氯气在光照或点燃条件下与氢气反应,而硫需要在加热条件下与氢气反应;(2)氯化氢比硫化氢稳定;(3)高氯酸的酸性强于硫酸的。探究一探究二探究三思维建模1.原子结构与元素性质的周期性变化探究一探究二探究三探究一探究二探究三2.同周期、同主族元素原子结构及性质的递变规律(1)电子层数相同(同周期)时,核电荷数越大,原子核对外层电子的引力越大,原子半径越小(稀有气体元素原子除外),失电子能力减弱,而得电子能力增强,故随核电荷数的递增,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。(2)最外层电子数相同(同主族)时,电子层数越多,原子半径越大,原子核对最外层电子的引力越小,越易失电子,元素的金属性越强,非金属性越弱。探究一探究二探究三素能应用【典例2】

下列性质的递变关系正确的是(

)A.氢化物的稳定性:NH3>H2O>HFB.碱性:NaOH>KOH>Mg(OH)2C.离子半径:O2->F->Al3+>Mg2+>Na+D.最高正价:Cl>Si>Al>Na解析氢化物的稳定性:NH3<H2O<HF,A项错误;碱性:KOH>NaOH>Mg(OH)2,B项错误;离子半径:O2->F->Na+>Mg2+>Al3+,C项错误。答案D探究一探究二探究三提能训练2短周期主族元素甲~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(

)A.原子半径:丙<丁<戊B.金属性:甲>丙C.最高价氧化物对应水化物的碱性:丙>丁>戊D.最外层电子数:甲>乙解析同周期元素原子半径从左至右是依次减小的(稀有气体元素原子除外),故A项错误;同主族元素的金属性自上而下是逐渐增强的,故B项错误;同周期元素的金属性从左至右逐渐减弱,故最高价氧化物对应水化物的碱性也逐渐减弱,C项正确;同周期元素的最外层电子数从左至右逐渐增多,故D项错误。答案C探究一探究二探究三微粒半径大小的比较问题探究1.第三周期元素中,哪种元素的简单离子的半径最小?答案铝元素。2.氧元素和钠元素的简单离子半径大小关系如何?答案O2->Na+。探究一探究二探究三思维建模1.粒子半径大小的比较——“四同”规律(1)同周期——“序大径小”。①规律:同周期从左往右,原子半径逐渐减小(稀有气体元素原子除外)。②举例:第三周期元素中,r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。(2)同主族——“序大径大”。①规律:同主族从上到下,原子(或离子)半径逐渐增大。②举例:碱金属元素中,r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs),r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+)。探究一探究二探究三(3)同元素。①同种元素的原子和离子半径比较——“阴大阳小”。某原子与其离子半径比较,其阴离子半径大于该原子半径,阳离子半径小于该原子半径。如:r(Na+)<r(Na);r(Cl-)>r(Cl)。②同种元素不同价态的阳离子半径比较规律——“数大径小”。带电荷数越多,粒子半径越小。如:r(Fe3+)<r(Fe2+)<r(Fe)。(4)同结构——“序大径小”。①规律:电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小。②举例:r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)。探究一探究二探究三2.“三看”法比较简单粒子的半径大小“一看”电子层数:当最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大。“二看”核电荷数:当电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小。“三看”核外电子数:当电子层数和核电荷数均相同时,核外电子数越多,半径越大。探究一探究二探究三素能应用【典例3】下列微粒半径大小比较正确的是(

)A.Na+<Mg2+<Al3+<O2-B.S2->Cl->Na+>Al3+C.Na<Mg<Al<SD.Cs<Rb<K<Na解析4种离子核外电子数相同,随着核电荷数增大,离子半径依次减小,即Al3+<Mg2+<Na+<O2-,故A项错误;Na、Mg、Al、S的原子半径依次减小,故C项错误;Na、K、Rb、Cs最外层电子数相同,电子层数依次增多,原子半径依次增大,故D项错误;因S2-、Cl-比Na+、Al3+多一个电子层,则S2-、Cl-的半径比Na+、Al3+的大,而S2-、Cl-和Na+、Al3+也分别适用“序小径大”的原则,则微粒半径:S2->Cl->Na+>Al3+,故B项正确。答案B探究一探究二探究三提能训练3下列各组微粒半径比较,错误的是(

)A.Cl-<Br-<I- B.Al3+>Mg2+>Na+C.Rb>K>Na D.P>S>O解析Cl-、Br-、I-最外层电子数相同,Cl-、Br-、I-电子层数依次增多,所以离子半径:Cl-<Br-<I-,A项正确;Al3+、Mg2+、Na+核外电子排布相同,Al3+、Mg2+、Na+核电荷数依次减小,所以离子半径:Al3+<Mg2+<Na+,B项错误;Rb、K、Na最外层电子数相同,Rb、K、Na电子层数依次减少,所以原子半径:Rb>K>Na,C项正确;P、S电子层数相同,核电荷数:P<S,所以原子半径:P>S;S、O最外层电子数相同,电子层数:S>O,所以原子半径:S>O,所以原子半径:P>S>O,D项正确。答案B123451.原子核外每个电子层上均含有2n2个电子的元素是

(

)A.Be B.C C.Ar

D.Ne解析n=1,该层电子数=2;n=2,该层电子数=8,即

,则该元素为Ne。答案D123452.下列各组元素性质的递变规律错误的是(

)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.Na、K、Rb的电子层数依次增多D.N、O、F原子半径依次增大解析此题考查元素性质的递变规律,随着原子序数的递增,原子结构、原子半径、元素的金属性和非金属性呈周期性的变化,A、B、C三项均正确;D项中原子半径应是依次减小。答案D123453.核电荷数为1~18的元素中,下列说法正确的是(

)A.最外层只有1个电子的元素一定是金属元素B.最外层有2个电子