山东省冠县一中高中化学 原子核外电子的排布元素周期律课件 新人教版必修2.ppt

第二节元素周期律第1课时原子核外电子的排布元素周期律 1 了解原子的核外电子能量高低与分层排布的关系 了解核外电子分层排布规律 2 了解元素的原子结构和元素性质的周期性变化 3 理解元素周期律的内容和实质 一 原子核外电子的排布1 电子层 能量不同 k l m n o p q 近 远 低 高 2 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 2 三个最多 各电子层最多容纳的电子数是2n2个 如k l m n层最多容纳的电子数分别为2 8 18 32 最外层电子数最多是8个 k层是最外层时 最多不超过2个 次外层电子数最多是18个 3 原子核外电子排布的表示方法 1 原子结构示意图 用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数 弧线表示电子层 弧线上数字表示该层上的电子数 如 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 4 核外电子排布的应用 1 确定元素的种类 根据原子核外电子排布的某些特点可以确定元素的种类 注意1号 18号元素原子结构的特殊关系 li si be ar c o ne h be al h li na he be mg 2 推断元素的性质 二 原子结构和元素性质的周期性变化1 原子结构的周期性变化 1 元素原子核外电子排布的周期性变化 规律 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 第1周期除外 由1到8 2 元素原子半径的周期性变化 规律 随着原子序数的递增 元素的原子半径呈现 的周期性变化 由大到小 2 元素性质的周期性变化 1 元素主要化合价 的周期性变化 规律 随着原子序数的递增 元素的最高正化合价呈现 最低负化合价呈现 的周期性变化 1 7 4 1 2 元素金属性和非金属性的周期性变化 钠 镁 铝的金属性的递变规律 剧烈反应 反应迅 速 放出氢气 无明显现象 极为迅速 剧烈 剧烈 强碱 中强碱 两性氢氧化物 减弱 硅 磷 硫 氯的非金属性的递变规律 cl s p si hclo4 h2so4 h3po4 h2sio3 增强 3 同周期元素性质递变规律 减弱 增强 三 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变化的规律 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 周期性变化的基本内容是 随原子序数递增 元素周期性地从金属渐变成非金属 以稀有气体结束 然后又从金属渐变成非金属 以稀有气体结束 如此循环反复 其实就是从左往右 元素的金属性逐渐减弱 元素的非金属性逐渐增强 从上往下 元素的金属性逐渐增强 元素的非金属性逐渐减弱 思考辨析 1 元素周期表中元素性质的变化规律 思考辨析 2 判断正误 1 原子核外电子先排内层再排外层 由内到外电子的能量越来越低 分析 由内到外电子层的能量越来越高 电子先排内层再排外层 故由内到外电子的能量越来越高 2 从li f na cl 元素的最高化合价均呈现从 1价 7价的变化 分析 第2周期中的氧元素无最高正价 氟元素无正价 3 第3周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强 分析 第3周期非金属元素的最高价含氧酸的酸性从左到右依次增强 而非所有含氧酸 4 同周期中 第 a族元素金属性最强 第 a族元素的非金属性最强 分析 同周期中 随原子序数递增 元素金属性逐渐减弱 非金属性逐渐增强 3 问题思考 1 19号元素k的原子结构能否写成 请利用原子核外电子的排布规律作出解释 分析 不能 写成违反了最外层电子数不超过8个的规律 核外电子排布规律是相互联系的 不能孤立地 机械地理解和套用 2 同周期元素的原子半径从左到右一定依次减小吗 分析 不一定 同周期主族元素的原子半径从左到右依次减小 稀有气体元素的原子半径与同周期中相邻非金属元素的原子半径因测定依据不同 不具有可比性 知识备选 10电子微粒和18电子微粒 1 10电子微粒 2 18电子微粒 学而后思 1 离子结构示意图的最外层电子一定达到8电子稳定结构吗 提示 不一定 如h 最外层没有电子 再如li 最外层只有2个电子 它们的最外层电子都不是8电子稳定结构 2 原子的第三个电子层 m层 在不同情况下容纳电子的最大值分别是多少 提示 根据核外电子的排布规律知 当m层作最外层时 最多不超过8个 当m层作次外层时 最多不超过18个 当m层作倒数第三层时 由于m层最多容纳电子数为2 32 18 故最多不超过18个 而不是32个 学而后思 1 试用元素周期表中元素性质的变化规律分析钾和镁的金属性的强弱 提示 根据元素周期表中元素性质的变化规律可知 同主族元素从上到下金属性逐渐增强 即金属性k na 同周期从左到右金属性逐渐减弱 即金属性na mg 故金属性k na mg 2 已知hf是弱酸 酸性hcl hf 能否说明非金属性cl f 提示 不能 不能依据氢化物水溶液的酸性强弱判断元素的非金属性强弱 应该依据氢化物的稳定性或还原性判断 四 粒子半径大小的比较1 同周期 序大径小 1 规律 同周期 从左到右 随着原子序数的递增 原子半径逐渐减小 2 举例 11 17号元素 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 最外层电子数相同时 随着原子序数的递增 原子半径逐渐增大 2 举例 r li r na r k r rb r cs r li r na r k r rb r cs 3 同元素 1 同种元素的原子和离子半径比较规律 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 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 学而后思 1 电子层数越多 原子半径越大吗 提示 不一定 如原子半径clr na mg2 和na 属于同一周期 r na r mg2 故r k r mg2 类型一核外电子排布规律的应用 典例 2013 泉州高一检测 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 解题指南 解答本题要注意以下两点 1 熟练掌握1号 18号元素的核外电子排布情况 2 明确元素核外电子的排布规律 解析 选b 在1号 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 互动探究 1 若把题干改成 原子的最外层电子数是次外层电子数一半的元素种类 答案选什么 提示 在1号 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 4 答案仍选b 2 若把题干改成 原子的最外层电子数是电子总数的一半 答案选什么 提示 在1号 18号元素中 符合题给要求的元素原子的电子排布只有2 2 所以选a 变式训练 下列微粒结构示意图中 不正确的是 解析 选b a中核电荷数和核外电子数都是8 这是8o的原子结构示意图 正确 b中核电荷数为11 这是na的原子核 钠原子的核外有11个电子 钠元素的最高化合价为 1价 na 的核外应有10个电子 而图中核外只有9个电子 错误 c中核电荷数和核外电子数都是17 这是17cl的原子结构示意图 正确 d中核电荷数和核外电子数分别是17和18 这是17cl 的结构示意图 正确 变式备选 在原子的第n电子层中 当n为最外层时 最多容纳的电子数与 n 1 层相同 当n为次外层时 其最多容纳的电子数比 n 1 层最多容纳的电子数多10 则n层是 a n层b m层c l层d k层 解析 选b 当n为最外层时 最多容纳的电子数为8 则 n 1 层最多容纳8个电子 应为l层 当n为次外层时 其最多容纳的电子数比 n 1 层最多容纳的电子数多10 说明 n 1 层不是k层 而是l层 则n为m层 类型二元素性质的递变规律的应用 典例 2012 北京高考 已知33as 35br位于同一周期 下列关系正确的是 a 原子半径 as cl pb 热稳定性 hcl ash3 hbrc 还原性 as3 s2 cl d 酸性 h3aso4 h2so4 h3po4 解题指南 解答本题时应注意以下3点 1 明确同一周期 同一主族元素性质的递变性 2 掌握金属性 非金属性强弱的判断依据 3 单质的还原性 氧化性 越强 对应简单阳离子 阴离子 的氧化性 还原性 越弱 解析 选c 题中所涉及元素在周期表中有如下位置 a项 原子半径as p cl a项错误 b项 非金属性cl br as 热稳定性 hcl hbr ash3 b项错误 c项 非金属性cl s p as 对应阴离子的还原性as3 s2 cl c项正确 d项 非金属性s p as 其最高价氧化物对应水化物的酸性是h2so4 h3po4 h3aso4 d项错误 方法规律 解答元素性质的变化规律题目的一般思路 1 首先判断所给元素的相对位置 即是同周期还是同主族 2 然后根据元素周期律得出相应的结论 3 最后考虑应用一般规律解答的对象是否有特殊性 变式训练 2013 南京高一检测 下列排列顺序不正确的是 a 原子半径 钠 硫 氯b 最高价氧化物对应的水化物的酸性 hclo4 h2so4 h3po4c 最高正化合价 氯 硫 磷d 热稳定性 碘化氢 溴化氢 氯化氢 解析 选d 钠 磷 硫 氯是具有相同电子层数的元素 随着原子序数的递增 原子半径逐渐减小 最外层电子数逐渐增多 最高正化合价逐渐增大 最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐增强 碱性逐渐减弱 因为非金属性cl br i 所以气态氢化物的热稳定性hcl hbr hi 变式备选 x y为同周期元素 如果x的原子半径大于y 则下列判断不正确的是 a 若x y均为金属元素 则x的金属性强于yb 若x y均为金属元素 则x的阳离子氧化性比y的阳离子氧化性强c 若x y均为非金属元素 则y的气态氢化物比x的稳定d 若x y均为非金属元素 则最高价含氧酸的酸性y强于x 解析 选b 由x y为同周期元素且x的原子半径大于y得 x的原子序数比y的小 依据同周期元素性质的递变性非常容易得出b项错误 类型三微粒半径大小的比较 典例 2013 武汉高一检测 下列各组微粒半径比较 错误的是 a cl mg2 na c rb k nad p s o 解题指南 解答本题时应注意以下两点 1 最外层电子数相同的微粒 电子层数越多 粒子半径越大 2 相同核外电子排布的微粒 随核电荷数递增 离子半径减小 解析 选b 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 k na 故c正确 p s电子层数相同 核电荷数ps 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p s o 故d正确 误区警示 微粒半径大小比较的 不一定 1 原子序数大 原子半径不一定大 如半径s cl 2 原子序数大 离子半径不一定大 如半径o2 na 3 同周期原子序数大 离子半径不一定小 如半径cl na 变式训练 已知短周期元素的离子aa3 bb cc2 dd 都具有相同的电子层结构 则下列叙述中正确的是 a 原子半径 a b d cb 原子序数 d c b ac 离子半径 c2 d b a3 d 单质的还原性 a b d c 解析 选c 根据题意 该题中四种元素在周期表中的相对位置应为 则原子序数关系应为a b d c 根据同一周期元素原子半径从左到右逐渐减小 同一主族元素原子半径从上到下逐渐增大的规律 则原子半径关系应为b a c d 因为相同电子层结构的离子 核电荷数越大 离子半径越小 所以离子半径关系应为c2 d b a3 同一周期元素金属性从左到右逐渐减弱 非金属性逐渐增强 同一主族元素金属性从上到下逐渐增强 非金属性逐渐减弱 所以单质的还原性关系为b a c d 变式备选 已知两元素a与b的原子序数分别为a b 且原子半径b a 则a与b的相对大小关系是 a a一定大于bb a一定小于bc 若元素a b在同一周期 则a一定大于bd 若元素a b不在同一周期 则a一定大于b 解析 选c 根据元素周期律可知 若a b在同一周期 而原子半径b a 所以原子序数a b c正确 若在同一主族中 当原子半径b a时 原子序数b a 两种情况都有可能 所以a b d错误 1 2013 大连高一检测 下列叙述中正确的是 a 电子的能量越低 运动区域离原子核越远b 核外电子的分层排布即是核外电子的分层运动c 稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子d 当m层是最外层时 最多可排布18个电子 解析 选b 在离核较近区域内运动的电子能量较低 a错误 核外电子的分层排布即是核外电子的分层运动 b正确 氦原子最外层只有2个电子 c错误 任何电子层作最外层时 所容纳的电子均不超过8个 d错误 2 元素性质呈周期性变化的决定因素是 a 元素原子半径大小呈周期性变化b 元素相对原子质量依次增加c 元素原子最外层电子排布呈周期性变化d 元素的最高正化合价呈周期性变化 解析 选c 元素性质的周期性变化是原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果 3 下图微粒的结构示意图 正确的是 解析 选a b中微粒结构示意图是cl 而不是cl c中ar的原子结构示意图应为 d中k的原子结构示意图应为 4 双选 下列微粒半径大小比较正确的是 a na cl na al3 c na mg al sd na k rb cs 解析 选b d a项 4种离子核外电子数相同 随着核电荷数增多 离子半径依次减小 即al3 cl na al3 b项正确 5 2013 黄山高一检测 短周期相邻的三种元素 它们的最外层电子数之和为16 电子层数之和为7 不属于这三种元素的是 a sb oc nd p 解析 选a 由于是短周期三种相邻的元素且电子层数之和为7 所以这三种元素只能是两种位于第2周期 一种位于第3周期 所以三种元素的排列方式可能是或者 再根据最外层电子数之和为16得 若是第一种情况 则设1的最外层电子数为x 可得3x 1 16 则x 5 所以1 2 3分别是n o p 若是第二种情况 则设2的最外层电子数为x 则可得3x 1 16 则x 17 3 不符合题意 6 在原子序数为1 18的元素中 用化学用语回答 1 与水反应最剧烈的金属是 2 原子半径最大的是 3 无正化合价的元素是 4 气态氢化物水溶液呈碱性的是 5 气态氢化物最稳定的是 6 最高价氧化物对应水化物的酸性最强的酸是 解析 1号 18号的元素中na的金属性最强 与水反应最剧烈 根据原子半径递变规律可知 na的原子半径最大 氟元素无正化合价 气态氢化物水溶液呈碱性的是nh3 元素的非金属性越强 气态氢化物就越稳定 即hf 最高价氧化物对应水化物的酸性越强 即hclo4 答案 1 na 2 na 3 f