【创新设计】2014-2015学年高中化学 第1-3章课件（打包21套）鲁科版必修2
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【创新设计】2014-2015学年高中化学 第1-3章课件（打包21套）鲁科版必修2,创新,立异,设计,学年,高中化学,课件,打包,21,鲁科,必修
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1 认识原子核的结构；理解质量数和 2 掌握构成原子的各微粒间的关系；知道元素 、 核素 、 同位素的含义 。 3 了解核外电子的排布规律 ， 能画出 1 18号元素的原子结构示意图 。 4 了解原子的最外层电子排布与元素的原子得 、 失电子能力和化合价的关系 。 第一节 原子结构 1 什么是原子 ？ 什么是分子 ？ 提示 原子是化学变化中的最小微粒；分子是保持物质化学性质的一种微粒 。 2 什么是元素 ？ 提示 具有相同核电荷数的同一类原子的总称 。 3 核变是否属于化学变化 ？ 提示 不属于 。 第 1课时 原子核 核素 笃学一 原子核的构成 1. 原子的构成 ( 1) 构成的微粒 原子原子核 质子 中子 核外电子 (2)带电特点 每个质子带 个单位 电荷 ， 不带电 ， 每个电子带 个单位 电荷 。 (3)质量特点 质子相对质量近似为 ， 中子相对质量近似为 ， 由于电子的质量 ， 相对于质子 、 中子的质量 ， 可以忽略不计 ，因此原子的质量几乎全部集中在 上 。 1 正 中子 1 负 1 1 很小 原子核 2 质量数 原子的质量可以看做原子核中的质子的质量和中子的质量之和 。 人们将原子核中 和 之和称为质量数 。 3 各微粒间的基本关系 (1)原子的核内质子数 (2)质量数 (A) (Z) (N) 4 原子的表示方法 一般用符号 、 质子数为 的原子 ， 其中该原子的中子数为 。 质子数 中子数 核电荷数 核外电子数 质子数 中子数 A Z A Z 具有相同 的同一类原子的总称 。 决定元素种类的因素是 。 笃学二 核素 核电荷数 核内质子数 2 核素 具有一定数目 和一定数目 的一种原子 。 决定核素种类的因素是 、 。 (1)核素与原子的关系：一种核素就是一种原子 。 (2)核素与元素的关系：多数元素具有多种核素 ， 少数元素只有 1种核素 。 (3)元素的相对原子质量：元素的各种天然核素 _ _与其 的代数和 。 质子 中子 质子数 中子数 相对原子 质量 原子百分组成乘积 3 同位素 同一元素的 核素之间的互称 。 决定同位素的因素是 相同 ， 不同 。 不同 质子数 中子数 ( 1) 同位素的种类 同位素稳定同位素 放射性同位素 (2)同位素的性质 互为同位素的原子化学性质几乎 ， 物理性质有所不同 。 同一元素天然存在的各同位素的原子百分组成是 的 。 (3)放射性同位素的用途 作为放射源：用于 等 。 进行同位素示踪： 等 。 完全相同 不变 金属制品探究、食品保鲜和肿瘤治疗 用于疾病的诊断 【 慎思 1】 是不是所有的原子都是由质子 、 中子 、 电子三种粒子构成的 ？ 提示 所有的原子中必须有质子和电子，不一定都有中子，如 11 H 。 【 慎思 2】 原子很小 ， 原子核更小 。 你知道吗 ， 如果把一个原子 “ 放大 ” 到可容纳数万观众的巨大体育场那么大 ， 而原子核相应 “ 放大 ” 后 ， 也只不过是体育场中心的一只蚂蚁 ， 而原子核是由质子和中子构成 ， 中子的相对质量 这个数值是怎样得来的 ？ 提示 是以一个12C 原子质量的112作标准，一个质子的质量与这个标准的比值即为 一个中子的质量与这个标准的比值为 提示 【慎思 3 】 请写出符号 中各数字的含义。 【 慎思 4】 图示元素 、 核素 、 同位素之间的关系 。 提示 【 慎思 5】 “ 原子核一定是由质子和中子构成的 ” 这句话正确吗 ？ 可以把质量数作为判断核素的标准吗 ？ 提示 不正确。例如 11 H 中没有中子。不可以。例如 14 6 4 7 N 质量数相同，但并非同一核素。 1 原子的构成 一般用符号 、 质子数为 那么组成原子的粒子间的关系可以表达为： 要点一 |原子的构成及微粒间的数量关系 说明： (1) 质子：是决定元素种类的粒子，在化学反应中保持不变，每个质子带 1 个单位正电荷，相对质量约为1 。在原子中质子数核外电子数。 (2) 中子：是决定元素的同位素的粒子。不带电荷，相对质量约为 1 。 (3) 电子：原子核外电 子排布，特别是最外层电子数决定元素的化学性质。每个电子带 1 个单位负电荷，质量约为1 个质子质量的11 836。 2 数量关系 ( 1) 质量关系：质量数 ( A ) 质子数 ( Z ) 中子数 ( N ) ( 2) 电荷关系： 中性原子：质子数 ( Z ) 核外电子数核电荷数 阳离子 () ：质子数核外电子数 n ( 质子数电子数 ) 阴离子 () ：质子数核外电子数 n ( 质子数电子数 ) 【例 1 】 2 3 592 U 是重要的核工业原料，在自然界的丰度很低。2 3 592 U 的浓缩一直为国际社会关注。下列有关2 3 592 U 说法正确的是 ( ) 。 A. 2 3 592 U 原子核内含有 92 个中子 B. 2 3 592 U 原子核外有 143 个电子 C. 2 3 592 U 原子的质量数为 235 D. 2 3 592 U 原子的核内中子数与质子数之差是 143 解析 本题考查的是元素及原子结构知识。对于原子 2 3 592 U ,92 表示的是质子数， 235 表示的是质量数 ( 质子数中子数质量数 ) ，故 A 、 D 项错误， C 项正确；对于原子而言，质子数等于核外电子数，故 B 项错误。 答案 C 各数量间的关系与互求一直是考查的重点和热点，属化学学科的基础知识内容。题目往往以信息题的形式给出，给出的信息大多是化学学科的新发展。起点虽高，但落点很低，只要细心就能得出正确答案。 另外，对原子及离子中核电荷数 ( 质子数 ) 与电子数关系的考查也常出现在某一个选择题的选项中，学习时也应引起重视。 【体验 1 】 在离子 3 中共有 x 个核外电子， R 原子的质量数为 A ，则 R 原子核内含有的中子数目是 ( ) 。 A A x n 48 B A x n 24 C A x n 24 D A x n 24 解析 x n 24， 则中子数为 A(x n 24) A x n 24。 故答案选 C。 答案 C 1 从概念上辨别 (1)元素：具有相同质子数 (核电荷数 )的同一类原子的总称 。 (2)核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素 。 (3)同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素 。 要点二 |元素、核素、同位素的多角度比较 2 从决定因素上辨别 (1)元素的种类由核电荷数 (即质子数 )决定 。 同种元素的核电荷数相同 ， 但带电情况 、 电子数及化学性质可能不同 。 (2)核素由原子的质子数和中子数共同决定 。 核素也就是我们平时所说的原子 ， 核素一定是电中性的粒子 。 同种元素的不同核素的物理性质有所不同 ， 但化学性质基本相同 。 (3)同位素由中子数决定 。 同位素可以这样理解： “ 素 ”指核素 ， “ 同位 ” 指一种元素的几种核素在元素周期表中占据同一位置 。 3 从量和种类上辨别 (1)元素是宏观概念 ， 在描述物质时只可论种类 ， 不可论个数 ， 如 H、 C、 没有两个 (2)核素是微观概念 ， 在描述物质时既可论种类 ， 也可论个数 ， 如氕 、 氘 、 氚是三种不同的核素 ， 2D、 2 (3) 同位素也是微观概念，要描述物质时只可论种类，不可论个数，如 11 H 、 21 H 、 31 H 均是氢的核素，三者互为同位素。 4 从实物举例上辨别 (1)H、 D、 (2)H、 D、 (3)H、 D、 5 “ 元素 ” 、 “ 核素 ” 、 “ 同位素 ” 之间的联系 在化学式中，元素符号既可表示原子，又可表示元素，如 可表示水由氢元素和氧元素组成，又可表示一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成。 一种元素可以有多种核素，也可以只有一种核素，同种元素的多种核素之间互为同位素。如钠元素只有一种核素2311氧元素有 3 种核素168O 、178O 、188 O ，且168O 、178O 、188 O 互为同位素。 【 例 2】 下列说法中 ， 错误的是 ( )。 A 134 它们互为同位素 B 1 它们的质子数相同 C 144 它们的中子数不同 D 6 中子数也相同 解析 答案 D 选项 分析 ) 二者质子数相同，中子数不同，互为同位素 ) 二者属于质子数相同、中子数不同的两种核素 ) 二者的质量数相同，质子数不同，故中子数不同 ) 二者的电子数相同，质量数不相同，故中子数不同 对于不同单核粒子，如 ，只要 Z 相同，就是同种元素；Z 和 A 均相同，是同种核素； Z 相同、 A 不相同的互为同位素； Z 不相同的，无论 A 是否相同，均不是同种元素，更不能称为同位素。 【体验 2 】 201 1 年 3 月 28 日晚，日本东京电力公司宣布福岛第一核电站厂区采集的土壤样本首次检测出放射性元素钚 ( P u ) 。钚有 20 种放射性同位素，下列关于2 4 094 2 4 194说法正确的是 ( ) 。 A. 2 4 094 2 4 194P u 都含有 94 个中子 B. 2 4 094 2 4 194为同位素 C. 2 4 094 2 4 194核外电子数不同 D. 2 4 094 2 4 194别含有 146 和 147 个质子 解析 2 4 094 2 4 19 4 两种不同核素，它们互称为同位素。 A 项，2 4 094 2 4 19 4 含有 94 个质子，中子数不同； C 项，2 4 094 2 4 19 4 核外电子数相同； 4 094 2 4 19 4 子数相同，中子数分别是 146 和 1 47 ，故选 B 项。 答案 B 规律探究一 相对原子质量的求法 【 知识支持 】 1 三 “ 量 ” 比较 原子的相对原子质量 元素的相对原子质量 质量数 定义 该原子一个原子的质量与一个12C 原子质量的112相比所得的比值 该元素各种核素原子的相对原子质量与其在自然界中所占原子个数百分比的乘积之和 一个原子核内质子数与中子数的和 2. 常 见相对原子质量的求法 ( 1) 原子 ( 核素 ) 的相对原子质量：以一个12C 原子质量的112作为标准， X 原子的质量跟它相比所得的数值即为 X 的相对原子质量。即原子 ( 核素 ) 的相对原子质量一个该原子的质量 m 一个12C 原子质量的112。 ( 2) 原子 ( 核素 ) 的近似相对原子质量质量数。 ( 3) 元素的相对原子质量是该元素的各种核素的原子数百分比与其相对原子质量的乘积所得的平均值。 计算公式a % b % c % a % b % c % 1其中 A 、 B 、 C 为某元素的不同核素，其原子数百分比分别为 a % 、 b % 、 c % ， 分别表示核素 A 、 B 、 C 的相对原子质量。 ( 4) 元素的近似相对原子质量是该元素各核素的质量数与其原子数百分比的乘积所得的平均值。 计算公式A r A 1 a % A 2 b % a % b % 1其中 A 1 、 A 2 分别表示各核素的质量数， a % ， b % 分别表示各核素原子个数百分比。 【 问题探究 】 某元素原子核内的质子数为 m， 中子数为 n， 则下列叙述正确的是 ( )。 A 不能由此确定该元素的相对原子质量 B 这种元素的相对原子质量为 (m n) C 若碳原子的质量为 w g， 此原子的质量为 (m n)w g D 核内中子的总质量小于质子的总质量 解析 元素的相对原子质量是某元素的各种天然核素按它的原子数目在自然界的百分比计算出来的平均值，故A 项正确；原子核内，质子数中子数质量数，故 素的相对原子质量是指一个核素原子的质量与一个12C 原子质量的112的比值，结合质量数近似等 于核素的相对原子质量，并把此处的碳原子的质量近似看成12C 原子的质量，则此原子的质量应近似等于w m n 12g ，故 C 项错误；由于 m ， n 均 未知，不能确定中子的总质量与质子的总质量的大小，故 D 项错误。 答案 A 名师点评 元素的相对原子质量、核素的相对原子质量在意义上是完全不同的。元素的相对原子质量是我们在元素周期表中经常用到的，它是由该元素的各种核素的原子数百分比与其相对原子质量的乘积计算出来的一个平均值，而原子的相对原子质量与其他同位素并无关系。质子数和中子数的关系要根据具体情况而 定，如1136C 中的中子数大于质子数，21H 中的中子数等于质子数。 第 2课时 核外电子排布 现代物质结构理论认为 ， 在含有多电子原子中 ， 能量低的电子通常在 的区域运动 ， 能量高的电子通常在 的区域运动 ， 据此可以认为 ， 电子是在原子核外距核 、 能量 的不同的电子层上的 。 通常把 、 的电子层叫做第一层； 、 的电子层叫做第二层；由里向外依次类推 ， 共有 个电子层 。 即： 笃学一 核外电子排布 离核较近 离核较远 由近及远 由低到高 分层排布 能量最低 离核最近 能量稍高 离核稍远 7 电子层序数 1 2 3 4 5 6 7 电子层符号 K L M N O P Q 电子离核距离 电子能量 由近及远 由低到高 (1)核外电子总是尽先排在能量最 的电子层里 ， 即最先排 层 ， 当其排满后 ， 再排 层；然后依次类推 ，逐渐排布在能量稍 的电子层里 。 (2)每层最多容纳的电子数为 个 。 (3)最外层电子数不超过 个 (第一层为最外层时 ， 电子数不超过 个 )。 低 K L 高 2 2 3 核外电子排布的表示方法 (1)原子结构示意图 用小圆圈表示原子核 ， 圆圈内的数字表示核内质子数 ， 弧线表示各电子层 ， 弧线上的数字表示该电子层上的电子数 ，这样的图示称为原子结构示意图 。 例如 ， 钠原子的结构示意图为 (2)离子结构示意图 离子结构示意图与原子结构示意图写法相同 ， 只是在原子结构示意图中 ， 核内质子数等于 ；离子结构示意图中 ， 二者 相等 。 请写出 、 的结构示意图： ： ： . 核外电子数 不 (1)稀有气体元素原子最外层电子数为 (氦除外 ， 它的最外层只有 个电子 )， 结构 ， 既不容易 电子 ，也不容易 电子； (2)金属元素原子最外层电子数一般 ， 较易 电子形成阳离子； (3)非金属元素原子最外层电子数一般 ， 有较强的 电子的倾向 ， 活泼非金属元素的原子则较易 电子形成阴离子 。 笃学二 原子结构与元素性质的关系 8 2 稳定 获得 失去 小于 4 失去 大于或等于 4 获得 获得 2 元素化合价与原子的最外层电子排布的关系 (1)稀有气体元素原子核外电子排布已达 ， 既不容易获得电子也不容易失去电子 ， 所以稀有气体元素通常表现为 价； (2)金属钠原子最外层只有 1个电子 ， 容易失去这个电子形成 而达到 ， 因此钠元素在化合物中显 价； (3)非金属氯原子最外层有 7个电子 ， 只需获得 1个电子形成 而达到 。 因此氯元素在化合物中显 价 。 稳定结构 0 稳定结构 1 稳定结构 1 【 慎思 1】 核外电子排布相同的微粒化学性质一定相同吗 ？ 提示 不一定 ， 因为：核外电子排布相同的微粒化学性质不一定相同 ， 如同位素之间化学性质几乎完全相同；又如与 F 与 之间化学性质不同 。 【 慎思 2】 通过小组讨论判断：两种微粒的质子数和核外电子数分别相等 ， 它们可能的关系 。 提示 若两种微粒的质子数和核外电子数分别相等，则它们的关系可能是 ( 1) 两种原子 ( 同位素 ) 如：11 H 、21 H 、31 H 。 ( 2) 两种分子如： 、 、 H 2 O 、 ( 3) 两种带电荷数相同的阳离子，如： 、 ( 4) 两种带电荷数相同的阴离子，如： F。 【 慎思 3】 金属元素的最外层电子数一定小于 4吗 ？ 最外层电子数小于 4的原子金属性就强吗 ？ 提示 不一定 。 有些金属元素原子的最外层电子数超过4， 如锡和锑的最外层电子数为 5。 有些元素 ， 如氢 、 氦 ，最外层电子数虽小于 4， 但却不是金属 。 【慎思 4 】 判断下列说法是否正确，如不正确请说明理由。 硫原子的原子结构示意图： 质量数为 37 的氯原子表示为1737 电子数相同的微粒不一定是同种元素。 某原子 M 层上电子数为 L 层电子数的 4 倍。 1 18 号元素中电 子总数为外层电子数 2 倍的元素只有 提示 错误，应为 错误，应为3717 正确 错误， M 层上有电子时， L 层上一定排满电子 (8 个 ) ，而 M 层最多容纳电子数为 18 个，故错误 正确 1 核外电子的分层排布又叫核外电子的分层运动 ， 核外电子的运动具有的特征 质量很小 (10 31 带负电； 运动空间范围小 (直径约 10 10 m) ； 运动速度快 (接近光速 )。 因此 ，电子的运动特征就与宏观物体的运动有着极大的不同 ， 宏观物体的运动有固定的方向 ， 电子没有确定的轨道 。 要点一 |核外电子排布及其规律的理解 2 核外电子的排布规律的理解 核外电子的排布规律是相互联系的，不能孤立地理解和应用其中的一项，必须同时满足各项要求。 (1) 核外电子按能量由低到高依次排布在各电子层里。每层最多容纳的电子数为 2 满能量低的电子层，再排能量高的电子层，但当某层为最外层时，则最多可容纳电子数为 8 个 (K 层为最外层时，最多容纳 2 个 ) 。如钾原子的核外电子排布： M 层最多可容纳 18 个电子，但若排布为 ，则违背了最外层不超过 8 个电子的规律，所以钾原子结构示意图为 。 ( 2) 最外电子层中排满 8 个电子 ( 2 个 ) 时，这种电子层结构为相对稳定结构，其他的电子层结构为相对不稳定结构。不稳定的电子层结构在一定条件下要变为稳定的电子层结构。如 ( 易失去电子变为( ， ( O) 易得到电子变为 () 。 【 例 1】 根据有关题目的要求完成下列各题： (1)画出最外层电子数是次外层电子数 4倍的二价金属阳离子结构示意图： _。 (2)下列数字是有关原子最外层的电子数 ， 它们的对应元素最有可能是非金属元素的是 ( )。 A 1 B 2 C 4 D 7 (3)倍 ，元素的原子最外层电子数相同且 X、 8 ， 则 X 元素常见的化合价为_， _。 解析 (1)由于最外层电子数不超过 8个 ， 及信息：最外层电子数是次外层电子数 4倍的金属阳离子 ， 可得出该元素原子次外层电子数为 2个 ， 故该阳离子为 ， 其离子的结构示意图为 ； (2)由非金属元素的最外层电子数一般大于 4， 金属元素的最外层电子数一般小于 4， 故 个电子最有可能是非金属元素； (3)由题意可知 ， 故 2价 ， 6价 。 答案 (1) (2)D (3) 2价 6价 1 20号元素原子核外电子排布的特点 (1)最外层电子数和次外层电子数相等的原子有 (2)最外层电子数是次外层电子数 2倍的原子是 C。 (3)最外层电子数是次外层电子数 3倍的原子是 O。 (4)最外层电子数是次外层电子数 4倍的原子是 (5)次外层电子数是最外层电子数 2倍的原子有 (6)内层电子总数是最外层电子数 2倍的原子有 P。 (7)电子层数和最外层电子数相等的原子有 H、 (8)电子层数是最外层电子数 2倍的原子有 (9)最外层电子数是电子层数 2倍的原子有 C、 S。 (10)最外层电子数是电子层数 3倍的原子是 O。 【 体验 1】 今有 A、 层比 层少 3个电子 ， 层电子数恰为 层电子数的 2倍 ， 分别是 ( )。 A 硅原子和钠原子 B 硼原子和氢原子 C 氯原子和碳原子 D 碳原子和铝原子 解析 本题考查核外电子排布的规律 。 设 、 x、 y， 依题意 ， A、 层至少有 3个电子 ， 因而其 求得 x 4。 对 个电子时只能是最外层 ， 即 y 0， y 3 3。 因此 ， A、 答案 D 电子层 K L M 2 x y 2 2x y 3 元素的性质如得失电子的能力和元素化合价的数值 ， 与元素原子的核外电子特别是最外层电子数有关 。 如： 要点二 |元素性质与原子结构的关系 元素 结构与性质 稀有气体 金属元素 非金属元素 最外层电子数 8() 一般小于 4 一般大于或等于 4 原子得失电子能力 不易得失电子 易失电子 易得电子 单质氧化或还原性 一般不跟其他物质反应 只具有还原性 具有氧化性 化合价 0价 只显正价，且一般等于最外层电子数 一般显负价，其化合价的绝对值与最外层电子数之和为 8 说明：核外电子排布与元素性质的关系如下图 【 例 2】 核电荷数为 1 18的元素中 ， 下列叙述正确的是 ( )。 A 最外层只有 1个电子的元素一定是金属元素 B 最外层只有 2个电子的元素一定是金属元素 C 原子核外各层电子数相等的元素一定是金属元素 D 核电荷数为 17的元素容易失去 1个电子 解析 在核电荷数为 1 18的元素中 ， 最外层只有 1个电子的元素有 H、 其中 故 外层只有 2个电子的元素有 其中 故 子核外各层电子数相等的元素只有 它是金属元素 ， 故 电荷数为 17的元素是 其最外层电子数为 7， 很容易获得 1个电子达到 8电子的稳定结构 ， 故 答案 C 【 体验 2】 下列说法正确的是 ( )。 A 最外层电子达到稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子 B 最外层电子多于 4个的元素一定是非金属元素 C F 、 、 与 D 既不容易获得电子也不容易失去电子的原子 ， 最外层电子已达稳定结构 解析 最外层电子达到稳定结构的微粒除了稀有气体的原子外 ， 还有一些阴离子和阳离子 ， 故 外层电子多于 4个的元素也有金属元素 ， 如铋元素 ， 最外层电子数是 5，故 F 、 、 与 0个电子 ，故其电子层结构相同 ， 不容易获得电子也不容易失去电子的原子 ， 可能最外层电子排布已达稳定结构 ， 也可能是最外层电子数为 4的碳原子 ， 故 答案 C 规律探究二 常见的等电子粒子 【知识支持】 1 2 电子粒子 H、 2 10 电子粒子 ( 1) 分子： 2) 阳离子： 、 、 、 3) 阴离子： 、 、 F、 等 3 14电子 4 18电子粒子 (1)分子： 2)阳离子： K 、 (3)阴离子： 、 、 等 5 22电子 等 【 问题探究 】 有 X、 Y、 Z、 V、 已知： Z 、 均与 2 、 Y 与 ； 的气态氢化物相遇时有白烟生成 。 请回答： (1)的结构示意图为 _。 (2) 元素 Z 的 单 质 在 空 气 中 燃 烧 产 物 的 化 学 式 为_。 (3)元素 写出元素 _ _。 (4) 向 Y 单质的水溶液中通入过量气体 R 的现象为_；反应的离子方程式为 _ _。 解析 由题目中的已知 “ 的气态氢化物相遇时有白烟生成 ” 及已知 中 “ Y ” 得出 则 由已知 得出 l、 ， 由已知 知 (2)钠单质在空气中燃烧产物为 (3)26= 2l( 3 ( 4) 向氯水中通入过量 气体的现象为溶液由淡黄绿色逐渐退至无色，反应的离子方程式为 2H 2 O = = 4H 4 2C l。 答案 ( 1) ( 2) O 2 ( 3) 2A l 2 H 6H 2 O = =2N a 4 3H 2 ( 4) 溶液由淡黄绿色逐渐退至无色 2H 2 O = =4H 4 2C l1 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 认识元素周期表的结构以及周期和族的概念 。 3 理解原子结构与元素在周期表中的位置间的关系 。 4 了解 第二节 元素周期律和元素周期表 1 比较 提示 P、 S、 提示 5、 6、 7 3 试写出我们必修一教材后面元素周期表的前 20号元素符号 。 提示 H i C N O F a l S r K 第 1课时 元素周期律 为了方便 ， 人们按 由 到 的顺序给元素编号 ，这种序号叫做原子序数 。 原子序数与元素原子的核电荷数 、 质子数 、 核外电子数之间的关系为 。 笃学一 原子序数 核电荷数 小 大 原子序数 质子数 核电荷数 核外电子数 根据教材所给出的 1 18号元素的原子半径 、 相对原子质量 、 最高化合价和最低化合价的有关变化规律 ， 填写下列表格内容 。 笃学二 元素周期律初探 1 元素原子核外电子排布的周期性变化 周期序数 原子序数 电子层数 最外层电子数 1 1 2 1 1 2 2 3 10 2 1 8 3 11 18 3 1 8 结论：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现 的周期性变化 (H、 从 1递增到 8 周期序数 原子序数 原子半径的变化 2 3 9 逐渐 . 3 11 17 逐渐 . 结论：随着原子序数的递增，元素原子半径呈现 的周期性变化 减小 减小 由大到小 微粒半径大小比较的方法 (1)电子层数相同 (即同周期 )时 ， 随原子序数的递增 ， 原子半径逐渐 。 (2)最外层电子数相同 (即同主族 )时 ， 随电子层数 (原子序数 )的递增 ， 原子半径逐渐 。 (3)电子层结构相同的不同离子 ， 原子序数越大 ， 离子半径 。 减小 增大 越小 3 元素化合价的周期性变化 周期序数 原子序数 化合价 (最高价、 最低价 )的变化 1 1 2 1 0 2 3 19 最高正价： . 最低负价： . 3 11 17 最高正价： . 最低负价： . 结论：随着原子序数的递增，元素的最高正价呈现1 7、最低负价呈现 4 1的周期性变化 1 5 4 1 1 7 4 1 主族元素化合价变化规律与原子结构的关系： 元素的最高正价数值上等于该元素原子的最外层 ，随元素原子序数的递增 ， 最外层电子数增多 ， 最高化合价的数值 ；最低负价的绝对值与最外层电子数之和等于 ， 随最外层电子数的增加 ， 最低负价的绝对值 。一般认为 ， 第 2周期的氧元素和氟元素只有负价没有正价 。 电子数 增大 减小 8 随着元素 而呈 的变化 ， 这个规律叫做元素周期律 。 2 元素性质的周期性变化是元素原子的 的周期性变化的必然结果 ， 即元素原子 的周期性变化决定了元素性质的周期性变化 。 笃学三 元素周期律 性质 原子序数的递增 周期性 核外电子排布 核外电子排布 【 慎思 1】 单核微粒中 ， 原子序数核内质子数核外电子数均成立吗 ？ 提示 不一定 。 对于原子 ， 上述等式均成立；对于阴 、 阳离子上述等式不成立 ， 只有原子序数核内质子数成立 。 【 慎思 2】 同周期元素的原子半径从左向右依次递减 ， 那么稀有气体元素的原子半径最小吗 ？ 提示 不是 ， 因为稀有气体 、 原子核外达到 2个或 8个电子的稳定结构 ， 其半径的测量方法不一样 ， 所以不能比较 。 【 慎思 3】 原子半径为什么存在周期性变化 ？ 提示 当电子层数相同时 ， 随着核电荷数的增加 ， 原子核对核外电子的吸引力越来越大 ， 导致原子半径越来越小；最外层电子数相同时 ， 原子序数增大 ， 则电子层数增大 ，核电荷数增加 ， 吸引核外电子使半径减小的趋势小于电子层数增加使半径增大的趋势 ， 故原子半径逐渐增大 。 【 慎思 4】 金属元素有负化合价吗 ？ 它们能否形成简单阴离子 ？ 提示 金属元素无负化合价 ， 所以不能形成简单阴离子 。 【 慎思 5】 分小组讨论 ， 判断下列说法是否正确 ？ 随着元素原子序数的递增 ， 原子最外层电子数总是从 1到 8重复出现 ( )。 元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化 ( )。 随着元素原子序数的递增 ， 元素的最高化合价从 1到 7， 最低化合价从 7到 1重复出现 ( )。 元素性质的周期性变化是指原子核外电子排布的周期性变化 、 原子半径的周期性变化及元素主要化合价的周期性变化( )。 原子序数为 15的元素的最高化合价为 3 ( )。 元素周期律是元素原子核外电子排布周期性变化的结果 ( )。 同一元素不可能既表现金属性 ， 又表现非金属性 ( )。 提示 1 原子核外电子排布 、 原子半径 、 元素主要化合价的变化规律 (1)原子核外电子排布的变化规律 随着原子序数的递增 ， 元素原子的最外层电子数呈现从1 2或从 1 8的周期性变化 。 要点一 |元素周期律的相关规律探究 (2)原子半径的变化规律 随着原子序数的递增 ， 元素原子的半径呈现周期性变化： 电子层数相同 (即同周期 )时 ， 随着原子序数的递增 ， 原子半径逐渐减小； 最外层电子数相同 (即同主族 )时 ， 随着电子层数的递增 ，原子半径逐渐增大 。 (3)元素主要化合价的变化规律 随着原子序数的递增 ， 元素的最高正化合价呈现从 1 7、最低负化合价呈现从 4 1的周期性变化 。 2 元素性质周期性变化的规律 元素性质的周期性变化不是简单的重复 ， 而是在新的发展基础上重复前面元素的相似性质 。 并且随着原子序数的增大 ， 元素间性质的差异也在逐渐增大 ， 并且由量变引起质变 。 例如 ， 元素原子半径的周期性变化是在增大的基础上重复从大到小的变化规律 ， 如下图所示： 3 元素化合价的规律 (1)最高正化合价最外层电子数 (2)最高正化合价 |最低负化合价 | 8 (3)最外层电子数大于或等于 4时 ， 则出现负价 。 (4)氟元素无正价 ， 氧元素无最高正价 。 稀有气体化学性质不活泼 ， 看做 0价 。 【 例 1】 下列各组元素性质的递变错误的是 ( )。 A B C B、 C、 N、 O、 D P、 S、 解析 依据元素周期律知 ， 随着原子序数的递增 ， 元素原子的最外层电子排布 、 原子半径 、 元素的化合价等均呈现周期性变化 。 而 自左向右依次排列 ， 其最外层电子数依次增多 ， ， 不会出现原子最外层电子数依次增多 ， 故 B、 C、 N、 O、 自左向右依次排列 ， 其原子半径依次减小 ， P、 S、 且自左向右依次排列 ， 则最外层电子数依次增多 ， 最高正价依次增大 ， 故 答案 B 元素周期律的实质 元素的性质是由元素原子核外电子决定的 ， 随原子序数的递增 ， 元素原子的核外电子排布呈现周期性变化 (特别是元素原子的最外层电子数的变化 )， 因而元素原子半径呈现周期性变化 、 元素主要化合价呈现周期性变化 。 故元素性质呈现周期性变化是元素原子的核外电子的排布呈现周期性变化的必然结果 。 【 体验 1】 依据元素周期律判断下列有关的叙述正确的是 ( )。 A 同周期元素中 ， B 零族元素的原子半径最大 ， 其最易得到电子 C P、 S、 D K、 解析 随着原子序数的递增 ， 每周期元素的原子最外层电子数从 1递增至 8、 原子半径从大逐渐到小 (稀有气体除外 )、 最高正化合价从 1价递增到 7价 ， 故 于测量的依据不同 ， 稀有气体的半径最大 ， 但其最外层电子数已达稳定结构 ， 不易得电子也不易失电子 ， 故 a、 K、 个 ， 故 答案 C 要点二 |粒子半径的大小比较 比较规则 实例 原子与原子 电子层数相同的原子，随着原子序数的递增，原子半径依次减小 r( r( r(B) r(C) r(N) r(O) r(F)； r( r( r(r( r(P) r(S) r(最外层电子数相同的原子，随着电子层数的递增，原子半径依次增大 r( r( r(K)r( r( r(F) r( r( r(I) 比较规则 实例 离子与离子 电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小 (“ 序大径小 ” 规则 ) r() r(F ) r()r() r()； r() r() r(K ) r() 带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大 r() r() r(K )r() r()； r() r() r() r() 不同种元素的微粒，寻找一种离子参照比较 比较 r(K )和 r()，以r()做参照： r(K )r() r() 原子与离子 同种元素的不同微粒， r(阴离子 )r(原子 ) r(低价阳离子 ) r(高价阳离子 ) r() r( r( r() r() 【 例 2】 下列微粒半径大小的比较中 ， 正确的是 ( )。 A B C S D K 析 答案 B 选项 分析 ) 四种离子核外电子数相同，随着核电荷数的增多，离子半径依次减小，即微粒半径： ) 因 、 比 、 多一个电子层，则 、 半径比 、 大，再根据 “ 序小径大 ” 的规则，则微粒半径： ) ) K、 子层数依次增多，原子半径依次增大 短周期中具有相同电子层结构的离子的半径大小比较是粒子半径大小比较中最典型的题目。在解题时要先把四种离子 常考形式：一般为两种阳离子和两种阴离子 的相对位置确定好，其中阳离子的正电荷数即为族序数，阴离子的族序数 8 | 负电荷数 | ，因此题目中四种离子的相对位置为，则所讨论问题随之解决。 【 体验 2】 已知下列元素原子的半径： 根据以上数据 ， 推测磷原子的半径可能是 ( )。 A B D 子 N S O 径 /解析 i、 原子序数的关系是 P S， 根据 “ 同周期元素 (惰性气体元素除外 )， 原子序数越大 ， 原子半径越小 ” 可知 ， 原子半径的关系为 r(S) r(P) r( 即磷原子的半径介于 不难得出正确答案 。 答案 B 规律探究三 元素化合价的变化规律 【 知识支持 】 1 元素的化合价随着原子序数的递增最高正价从 1到 7， 最低负价从 4到 1呈现出周期性变化规律 。 2 最外层电子数主族序数最高正化合价 。 3 |最低负化合价 |最高正化合价 8。 4 金属元素无负价 ， (一般 )无正价 ， 其他非金属元素既有正价也有负价 ， 稀有气体元素化合价一般为零价 。 5 有些非金属元素有多种化合价：如 2， 4， 4(也可形成 3， 2， 1价化合物 )； 4， 6， 2价； 1， 1， 3， 5， 7价； 3， 1， 2， 3， 4， 5价 。 6 一般最外层电子数 (或原子序数 )为偶数者 ， 其主要化合价也为偶数；最外层电子数或原子序数为奇数者 ， 其主要化合价也为奇数 。 【 问题探究 】 元素 2， 则在气态氢化物中 ( )。 A 12 3n B 3n 12 C 3n 10 D 6 3n 解析 由元素 2， 可计算出 n x (4n 4) 0， x 3n 4， 再根据同种元素 |最高正价 | |最低负价 | 8，则 |最低负价 | 8 |最高正价 | 8 (3n 4) 12 3n， 故气态氢化物中 n 12。 答案 B 第 2课时 元素周期表 笃学一 元素周期表的结构 2 金属元素区和非金属元素区的划分 3 周期 (1)周期的编排原则 在元素周期表中 ， 将具有相同的 而又按照原子序数 的顺序从左向右排列的一横行元素 ， 称为一个周期 ， 共 个周期 。 电子层数 递增 7 ( 2) 周期的划分 周期短周期周期，共 种元素周期，共 种元素周期，共 种元素长周期周期，共 种元素周期，共 种元素周期，共 种元素不完全周期， 周期，目前已发现 26 种元素1 2 2 8 3 8 4 18 5 18 6 32 7 4 族 (1)族的编排原则 在周期表中 ， 将最外电子层的电子数 的元素按电子层数 的顺序由上而下排成 1个纵列 ， 共排 个纵列 ， 个族 。 相同 递增 18 16 (2)族的划分 族 18 个纵行 主族 符号 _ _ ：共 _ 个主族，包括 _ 周期和 _ 周期元素副族 符号 _ ：共 _ 个副族，只包括 _ 周期元素第 族：包括 _ 、 _ 、 _ 三个纵列的元素零族： _ 元素A 7 长 短 B 7 长 8 9 10 稀有气体 1. 碱土金属元素 ) (1)包括： 、 、 、 、 等元素 。 (2)存在：在自然界中均以 存在 。 (3)物理性质： 形成的单质都呈 色 ， 具有良好的 性 。 含钙 、 锶 、 钡等元素的物质 时会产生绚丽的颜色 ， 因此这些元素的化合物可用于制造 。 (4)化学性质：该族元素的原子容易 两个电子 ， 因此它们的化学性质比较 。 笃学二 元素周期表中的重要元素 铍 (镁 (钙 (锶 (钡 (镭 (化合态 亮白 亮白 灼烧 焰火 失去 活泼 2 (1)包括： 、 、 、 、 等元素 。 (2)存在： _和 _是典型的非金属元素 。 单质磷在空气中易被 _， 因此自然界中没有 _的磷元素 ，磷元素主要以 _的形式存在于矿石中 。 氮元素被称为 “ ” 。 氮 (N) 磷 (P) 砷 (锑 (铋 (氮 磷 氧化 游离态 磷酸盐 生命元素 3 过渡元素 (1)包括：元素周期表中第 列 ( 和 )中的元素 ， 包括了大部分 元素 。 (2)物理性质：大部分过渡元素的单质既 又有 ，所有过渡元素的单质都具有良好的 。 (3)化学性质：多数过渡元素的单质比较 ， 与空气和水的反应 或根本 。 3 12 副族 族 金属 坚硬 坚硬 导电性 稳定 缓慢 不反应 【 慎思 1】 你知道第一张元素周期表是谁制出的吗 ？ 他排列依据是什么 ？ 现行周期表中元素的排序依据又是什么呢 ？ 提示 第一张元素周期表是由门捷列夫制出的 ， 它是按相对原子质量大小排列的 ， 现行周期表中元素排序依据是： 按原子序数递增顺序从左到右排列； 将电子层数相同的元素排成一横行； 把最外层电子数相同的元素按电子层数递增顺序从上到下排成一纵列 。 【 慎思 2】 最外层有两个电子的元素一定是第 提示 不一定 。 原子最外层电子数为 2的元素包括 A、零族元素的氦及部分过渡元素 。 【 慎思 3】 主族序数最高正价 ， 这一关系有例外吗 ？ 请举出 。 提示 这个关系对除 O、 【 慎思 4】 非金属性最强的元素和金属性最强的元素分别是什么元素 ？ 判断依据是什么 ？ 最强的含氧酸是什么酸 ？ 提示 非金属性最强的元素是氟 ， 金属性最强的元素是钫 ，按照周期表的位置及元素周期律 ， 非金属性最强的元素应该在元素周期表右上方的主族元素 ， 金属性最强的元素应该在元素周期表的左下方 ， 最强的含氧酸是高氯酸( 理论上讲本应是高氟酸 ( 但由于氟没有 7价 ， 故目前最强的含氧酸是 1 表格归纳： 要点一 |元素周期表的结构 周期 (或族序数 ) 元素的种类 构造方式 周 期 短周期 第 1周期 2种 将具有相同的电子层数而又按照原子序数递增的顺序从左向右排列成横行，形成周期 第 2周期 8种 第 3周期 8种 长周期 第 4周期 18种 第 5周期 18种 第 6周期 32种 不完全周期 第 7周期 若排满有 32种 周期 (或族序数 ) 元素的种类 构造方式 族 主族 由长、短周期共同组成的族 将不同横行中最外电子层的电子数相同的元素按电子层数递增的顺序自上而下排成纵列，形成族 副族 只由长周期组成的族 零族 6种 第 族 8、 9、 10三个纵行 第 、 同主族相邻两种元素的原子序数的关系 (1)同周期第 在第 2、 3周期 ， 第 ，如 45B； 在第 4、 5周期 ， 第 1，如 3849 在第 6、 7周期 ， 第 5，如 5681 (2)同主族相邻两种元素的原子序数的关系 位于副族元素左边的第 A、 同主族相邻的两种元素原子序数之差为上一周期元素所在周期的元素的种数 。 如 1220原子序数之差为 周期的元素种数 8。 位于副族元素右边的第 A、 A、 A、 A、 同族相邻的两种元素原子序数之差为下一周期元素所在周期的元素的种数 。 如 1331原子序数之差为 周期的元素种数 18。 【 例 1】 甲 、 乙是周期表中同主族的相邻元素 ， 若甲的原子序数为 x， 则乙的原子序数不可能是 ( )。 A x 2 B x 4 C x 8 D x 18 解析 本题考查同主族相邻元素的原子序数之差的规律 。若元素在 A、 若元素在 A 又因为每一周期所含元素种类可以是 2、 8、 18、 32， 所以同主族相邻元素原子序数之差可能为 2、 8、 18、 32。 答案 B (1)第 2、 3周期同主族元素原子序数相差 8； (2)第 3、 4周期同主族元素中 ， A、 ， 其他族元素原子序数相差 18； (3)第 4、 5周期同主族元素原子序数相差 18； (4)第 5、 6周期同主族元素中 ， A、 8， 其他族元素原子序数相差 32； (5)第 6、 7周期同主族元素原子序数相差 32。 【 体验 1】 国际无机化学命名委员会在 1989年作出决定 ， 把长式周期表原先的主 、 副族及族号取消 ， 由左到右改为第1 18列 ， 碱金属族为第 1列 ， 稀有气体为第 18列 。 按这个规定 ， 下列说法正确的是 ( )。 A 只有第 2列元素的原子最外层有 2个电子 B
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