高中化学 第一章 物质结构 元素周期律 第二节 元素周期律 第1课时 原子核外电子排布 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课时原子核外电子排布元素周期律 新课导入 教师用书备用 1865年 英国化学家纽兰兹把当时已知的元素按相对原子质量由小到大的顺序进行排列 发现无论从哪一个元素算起 每到第八个元素就和第一个元素的性质相近 很像音乐上的八度音循环 他把元素的这种周期性叫做 八音律 并画出了标示元素关系的 八音律 表 但是 条件限制了他作进一步的探索 只是机械地按相对原子质量由小到大将元素排列起来 故他没能揭示出元素之间的内在规律 一个伟大的发现与他擦肩而过 那么在现行元素周期表中 一百多种元素之间的内在规律是什么呢 课标要求 1 了解原子的核外电子能量高低与分层排布的关系 2 了解核外电子分层排布的规律 3 了解原子结构与元素性质之间的关系 4 理解元素周期律的内容及实质 知识探究梳理知识 点拨方法 探究点一核外电子排布 1 核外电子排布规律 低 高 2n2 8 2 18 2 原子结构示意图 电子数 核电荷数 3 离子结构示意图 1 当主族中的金属元素失去最外层电子变为离子时 形成与上一周期的稀有气体元素相同的电子层结构 2 非金属元素的原子得电子形成简单离子时 形成和同周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构 如mg2 和cl 的结构示意图 思考 前18号元素中 原子最外层电子数是次外层电子数2倍和3倍的元素分别是什么 答案 碳元素和氧元素 名师点拨 1 应用核外电子排布推断的易错点 1 注意元素范围如短周期 前20号元素等 2 注意看清是 最外层电子数 次外层电子数 还是 内层电子数 3 最外层电子数为次外层电子数的2倍以上时 次外层一定是k层 4 符合某种描述的元素不一定是一种 5 注意原子结构示意图与离子结构示意图的区别 2 10电子微粒 3 18电子微粒 过关演练巩固知识 提升能力 1 核电荷数小于18的某元素x 其原子核外的电子层数为n 最外层电子数为 2n 1 原子核内质子数是 2n2 1 则下列有关x的说法中不正确的是 a 其最高正价为 3价b 其最低负价可能为 1价c 氢化物易溶于水d 是活泼 或较活泼 的非金属元素 a 解析 当n 1时 不合理 当n 2时 最外层电子数是5 核内质子数是7 该元素为n 当n 3时 最外层电子数为7 核内质子数为17 该元素为cl 根据n和cl的性质推知 b c d均正确 a不正确 2 两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等 则在周期表的前10号元素中 满足上述关系的元素共有 a 1对b 2对c 3对d 4对 b 解析 前10号元素核外电子层数之比与最外层电子数之比相等的 1 2为h和be 2 1为c和he 2 2无合适的元素 3 已知 a b c d分别是中学化学中常见的四种不同粒子 它们之间有如图的反应关系 1 如果a b c d均是10电子粒子 请写出a的化学式 2 如果a和c是18电子的粒子 b和d是10电子粒子 请写出a与b在溶液中反应的离子方程式 探究点二元素周期律 知识探究梳理知识 点拨方法 1 元素原子结构的周期性变化 1 原子核外电子排布的变化规律原子序数为1 18的元素原子最外层电子数的变化 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到的周期性变化 1 2号元素除外 1 8 2 原子半径的变化规律规律 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 元素化合价的变化规律以原子序数为1 18的元素为例研究化合价的变化 图示如下 规律 随着原子序数的递增 元素的化合价呈周期性变化 每周期的最高正价 o f除外 负价 1 7 4 1 2 第三周期元素的金属性与非金属性的变化规律 na mg al金属性强弱比较 si p s cl非金属性强弱的比较 同周期元素性质的递变规律 3 元素周期律 1 内容 元素的性质随着原子序数的递增而 2 实质 元素性质的周期性变化是周期性变化的必然结果 思考 与酸反应时 1molmg和1molal分别失去2mole 和3mole 能否说明al的金属性强于mg 答案 不能 比较金属性强弱时不能根据在反应中得失电子的多少 而是根据得失电子的难易 减弱 增强 呈周期性变化 元素原子核外电子排布 名师点拨 1 微粒半径大小比较的思维模型 2 微粒半径比较的方法 过关演练巩固知识 提升能力 1 下列微粒半径大小比较正确的是 a na cl na al3 c na mg al sd cs rb k na b 解析 a项 4种离子核外电子数相同 即电子层结构相同 随着核电荷数增多 离子半径依次减小 即al3 cl na al3 b正确 2 同周期的x y z三种元素 已知最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为hxo4 h2yo4 h3zo4 则下列判断错误的是 a 原子序数 x y zb 非金属性 x y zc 原子半径 x y zd 气态氢化物的稳定性 hx h2y zh3 c 解析 根据元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强 其非金属性越强 结合题干信息 三种元素在周期表中从左往右的顺序为 z y x 故原子序数zy x 气态氢化物的稳定性 zh3 h2y hx 因此a b d正确 c错误 3 几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表 解析 95号元素镅 115号元素 113号元素原子序数都大于86而小于118 所以都在第七周期 115号元素比118号元素原子序数少3 应在第 a族 113号元素在第 a族 113号和115号元素都是金属元素 下列叙述正确的是 a 简单离子半径 wwc 原子序数 x y w zd 最高价氧化物对应水化物的酸性 z y d 课堂检测即学即测 查漏补缺 1 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递增c 元素原子核外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 元素性质周期性变化的决定因素是元素核外电子排布呈周期性变化 c 2 下列事实不能用元素周期律解释的是 a 热稳定性 na2co3 nahco3b 酸性 h2co3 h2sio3c 碱性 naoh liohd 热稳定性 hf hbr 解析 碳酸钠的热稳定性比碳酸氢钠强与元素周期律没有关系 a不能用元素周期律解释 同主族元素自上而下 非金属性逐渐减弱 最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱 同主族元素自上而下 金属性逐渐增强 最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强 同主族元素自上而下 非金属性逐渐减弱 氢化物的热稳定性逐渐减弱 b c d能用元素周期律解释 a 3 下列坐标轴中的x表示元素的核电荷数 其中y能表示f na mg2 al3 s2 cl 的离子半径的是 c 解析 核外电子数相同 则核内质子数越多半径越小 则离子半径为 f na mg2 al3 s2 cl 所以半径 s2 cl f na mg2 al3 则离子半径随着原子序数的递增先减小 后突然增大 再减小 所以c符合 4 2017 山西太原模拟 短周期主族元素x y z r的原子序数依次增大 核电荷数之和为36 x z原子的最外层电子数之和等于y原子的次外层电子数 r原子的质子数是y原子质子数的两倍 下列有关这四种元素的相关叙述正确的是 a x的三种核素中均含有质子和中子b x与r组成的化合物溶于水呈碱性c r的离子结构示意图为d y与z可形成两种氧化物 d 解析 短周期主族元素x y z r的原子序数依次增大 核电荷数之和为36 x z原子的最外层电子数之和等于y原子的次外层电子数 r原子的质子数是y原子质子数的两倍 由原子序数关系可知x z原子的最外层电子数之和应为2 y的次外层电子数为2 则x为h元素 z为na元素 y为o元素 r为s元素 5 2017 湖南长沙月考 a b c d e都是短周期元素 原子序数依次增大 a b处于同一周期 c d e同处另一周期 c b可按原子个数比2 1和1 1分别形成两种化合物甲和乙 火焰颜色均为黄色 a原子的最外层电子数比次外层电子数多3个 e是地壳中含量最高的金属元素 根据以上信息回答下列问题 1 d元素在周期表中的位置是 甲物质是 填化学式 解析 由上述分析可知 a为n b为o c为na d为mg e为al 1 d元素在周期表中的位置是第三周期第 a族 甲物质是na2o 答案 1 第三周期第 a族na2o 2 a b c d e五种元素形成的离子半径由小到大的顺序是 用离子符号填写 3 与c形成的离子电子数相等的三核分子为 双核分子为 填化学式 解析 2 具有相同电子层结构的离子中原子序数大的离子半径小 则a b c d e五种元素形成的离子半径由小到大的顺序是 mg2 na o2 n3 3 与c形成的离子电子数相等的三核分子为h2o 双核分子为hf 答案 2 na o2 n3 3 h2ohf 4 e的单质加入到c的最高价氧化物对应的水化物的溶液中 发生反应的离子方程式是 实验微专题二实验法比较元素金属性和非金属性的强弱 实验法比较元素金属性和非金属性的强弱一般通过三个反应确定 典型例题 2017 湖南长沙月考 某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素非金属性的强弱 甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系 设计了如图1装置来一次性完成n c si三种非金属元素的非金属性强弱比较的实验研究 乙同学设计了如图2装置来验证卤族元素性质的递变规律 a b c三处分别是蘸有nabr溶液的棉花 湿润的淀粉ki试纸 湿润红纸 已知常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气 1 甲同学设计实验的依据是 写出选用物质的名称 a b c 烧杯中的现象为 2 写出烧杯中发生反应的离子方程式 解析 1 根据题干信息 甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系 设计了如图1装置来一次性完成n c si非金属性强弱比较的实验研究 硝酸的酸性强于碳酸 碳酸酸性强于硅酸 最高价氧化物对应水化物酸性越强 则元素的非金属性越强 依据强酸制弱酸来设计反应 所以a为硝酸 b为碳酸钙 c为硅酸钠溶液 烧杯中会有白色沉淀生成 答案 1 强酸制弱酸硝酸碳酸钙硅酸钠溶液有白色沉淀生成 3 乙同学的实验原理是 写出b处的离子方程式 4 根据甲 乙同学的实验 最终得到的结论为 4 氮比碳的非金属性强 碳比硅的非金属性强 氯比溴 碘的非金属性强 所以同周期从左至右 元素非金属性逐渐增强 同主族从上至下 元素非金属性逐渐减弱 变式练习 某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律 设计了如下系列实验 1 将钠 钾 镁 铝各0 1mol分别投入足量的0 1mol l 1的盐酸中 试预测实验结果 与盐酸反应最剧烈 与盐酸反应最慢 2 将naoh溶液与nh4cl溶液混合生成nh3 h2o 从而验证naoh的碱性大于nh3 h2o 继而可以验证na的金属性大于n 你认为此设计是否合理 并说明理由 利用如图装置可以验证元素非金属性的变化规律 1 仪器a的名称为 干燥管d的作用是 2 实验室中现有药品na2s kmno4 浓盐酸 mno2 请选择合适药品设计实验验证氯的非金属性大于硫 装置a b c中所装药品分别为 装置c中的实验现象为有淡黄色沉淀生成 离子方程式为 解析 1 根据金属活动性顺序 钠 钾 镁 铝由强到弱为k na mg al 所以与盐酸反应最剧烈的是钾 与盐酸反应最慢的是铝 2 利用碱性比较元素的金属性强弱时 一定要用金属元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱比较 nh3 h2o不是n元素最高价氧化物对应的水化物 所以根据naoh的碱性大于nh3 h2o 继而验证na的金属性大于n的设计不合理 1 根据实验装置图可知仪器a为分液漏斗 导气管连接球形干燥管进入液体 作用是防止倒吸 2 利用cl2能与na2s反应置换出s 可证明