第1课时 原子核外电子排布元素周期律.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 新课导入导入一 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 教师参考 导入二 1 第三周期元素包括哪些 Na Mg Al Si P S Cl Ar 2 元素周期表中的周期数和该周期元素原子的电子层数有何关系 主族元素原子的最外层电子数与该族的族序数有何关系 周期数 原子的电子层数 主族元素原子最外层电子数 族序数 你知道元素原子核外电子排布有哪些规律吗 你会书写前20号元素原子的原子结构示意图吗 让我们在本节课探索中寻找答案吧 自主学习 课堂探究 自主学习读教材 学基础 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 知识衔接 1 碱金属元素 2 卤族元素 知识梳理 一 原子核外电子的排布 阅读教材P13 14 学习下列内容 1 电子层的表示方法及能量变化 由低到高 2 原子核外电子排布规律 1 能量规律 核外电子总是先排布在能量的电子层里 2 数量规律 每个电子层最多容纳的电子数为 最外层不超过 K层为最外层时不超过 次外层不超过 倒数第三层不超过32 3 原子核外电子排布的表示方法 原子或离子结构示意图 1 原子结构示意图 2n2 最低 8 2 18 电子层 层内电子数 质子数 2 离子结构示意图 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 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1 Na原子 H2O分子和Na Cl 核外电子数分别等于多少 并以此总结核外电子数与质子数和离子所带电荷数的关系 答案 Na原子 10e H2O分子 10e Na 10e Cl 18e 原子 分子 核内质子数 核外电子数 阳离子 核外电子数 核内质子数 离子所带电荷数 阴离子 核外电子数 核内质子数 离子所带电荷数 自我检测 1 下列说法中肯定错误的是 A 某原子K层上只有一个电子B 某原子M层上电子数为L层上的电子数的4倍C 某离子L层和M层上的电子数均为K层的4倍D 某离子的核电荷数与最外层电子数相等2 下列微粒结构示意图中正确的是 B A 二 元素原子结构的周期性变化 阅读教材P13 15 学习下列内容 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 三 元素性质的周期性变化及元素周期律 阅读教材P14 16 学习下列内容 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 元素金属性和非金属性的周期性变化 1 钠 镁 铝的金属性强弱 与酸或水反应置换出氢气由易到难的顺序为 最高价氧化物对应水化物的碱性由强到弱的顺序为 结论 金属性由强到弱的顺序为 2 硅 磷 硫 氯元素的非金属性强弱 单质与氢气化合由易到难的顺序为 气态氢化物的热稳定性由强到弱的顺序为 最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为 结论 非金属性由强到弱的顺序为 3 同周期元素性质的递变规律随着原子序数的递增 金属性逐渐 非金属性逐渐 Na Mg Al NaOH Mg OH 2 Al OH 3 Na Mg Al Cl2 S P Si HCl H2S PH3 SiH4 HClO4 H2SO4 H3PO4 Cl S P Si 减弱 增强 H4SiO4 3 元素周期律 1 内容 元素的性质随着的递增而呈周期性的变化 2 实质 呈周期性变化的必然结果 思考2 请结合原子结构解释同周期元素 随着原子序数的递增 元素金属性减弱 非金属性增强的原因 答案 因同周期元素原子的电子层数相同 随着原子序数的递增 原子半径逐渐减小 原子核对最外层电子的吸引能力依次增强 失电子能力依次减弱 得电子能力依次增强 故金属性依次减弱 非金属性依次增强 原子序数 核外电子排布 自我检测 1 元素的性质呈周期性变化的根本原因是 A 随着元素相对原子质量的递增 量变引起质变B 元素的原子半径呈周期性变化C 元素原子的核外电子排布呈周期性变化D 元素的金属性和非金属性呈周期性变化2 下列叙述中 不正确的是 A P S Cl三种元素的最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强B Na Mg Al三种元素的原子半径依次减小C F Cl Br三种原子的核外电子层数依次增多D N O F三种元素的非金属性依次减弱 C D 探究一 教师参考 1 20号元素原子的核外电子排布和10e 18e 微粒的推断 课堂探究解疑难 提能力 问题导引 1 你能说一下10e 微粒有哪些吗 2 你能说一下18e 微粒有哪些吗 典例1 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 借题发挥寻找10电子微粒和18电子微粒的方法 1 10电子微粒 2 18电子微粒 备选例题 有V W X Y Z五种元素 它们的核电荷数依次增大 且都小于20 其中 只有X Z是金属元素 V和Z元素原子的最外层只有一个电子 W和Y元素原子的最外层电子数相同 且W元素原子L层电子数是K层电子数的3倍 X元素原子的最外层电子数是Y元素原子最外层电子数的一半 由此推知 填元素符号 V是 W是 X是 Y是 Z是 解析 W元素原子L层电子数是K层电子数的3倍 L层电子数为6 W为氧元素 W和Y元素原子的最外层电子数相同 则Y元素原子的最外层电子数也为6 Y核电荷数比W大 且小于20 Y为硫 Z是金属元素且原子的最外层只有一个电子 Z为钾 V是非金属元素且原子的最外层只有一个电子 V是氢 X元素原子的最外层电子数是Y元素原子最外层电子数的一半 即为3 X为铝 答案 HOAlSK 跟踪训练 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 下列叙述中正确的是 A 核外电子排布完全相同的两种微粒 其化学性质一定相同B 凡单原子形成的离子 一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布C 核外电子排布相同的两原子一定属于同种元素D 阴离子的核外电子排布一定与上一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同 C 解析 Na 与Ne的结构示意图分别为和 核外电子排布相同 但两者核电荷数不同 其化学性质也不同 A错 主族元素单原子形成的离子不一定达到8电子或2电子稳定结构 如H B错 核外电子排布相同的两原子一定属于同种元素 C正确 阴离子是非金属元素原子得电子之后形成的 比上一周期稀有气体元素原子多一个电子层 与同周期的稀有气体元素原子的核外电子排布相同 D错 3 已知X Y Z都是短周期元素 它们的原子序数依次增大 X原子的电子层数与它的核外电子总数相等 而Z原子的最外层电子数是次外层的3倍 Y和Z可以形成两种以上气态化合物 则下列说法错误的是 A Y和Z可以组成一种Y和Z的质量比为7 8的化合物B X Y Z可以组成一种盐C X和Z可以组成原子个数比分别为1 1和2 1常温下呈液态的两种化合物D 由X Y Z三种元素中的任意两种组成的10电子微粒有2种 D 解析 由题中信息易推出X Y Z分别是H N O N O可以组成NO 其中N O两种元素的质量比为7 8 A正确 H N O可组成NH4NO3 B正确 H O可组成H2O H2O2两种常温下呈液态的化合物 C正确 H N O中的任意两种元素组成的10电子微粒有H2O NH3 OH H3O 等 D错误 探究二 教师参考 问题导引 1 根据元素在周期表中的相对位置 如何比较Na与Mg Na与K Mg与K原子半径的大小 2 如何比较Cl 和Cl Fe2 和Fe3 的半径大小 3 O2 F Na Mg2 Al3 的电子层结构有何特点 如何比较这些微粒半径的大小 微粒半径大小的比较 典例2 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 答案 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项正确 借题发挥微粒半径大小比较的思维模型 一看 电子层数当电子层数不同时 一般电子层数越多 半径越大 二看 核电荷数当电子层数相同时 如电子层结构相同的离子 核电荷数越大 半径越小 三看 核外电子数当核电荷数相同时 核外电子数越多 半径越大 备选例题 下列化合物中 阴离子半径和阳离子半径之比最大的是 A LiIB NaBrC KClD CsF 解析 电子层数越多 半径越大 故阴离子半径大小顺序是I Br Cl F 阳离子半径大小顺序是Cs K Na Li 故阴离子半径和阳离子半径之比最大的是LiI A 跟踪训练 1 下列离子中半径最大的是 A Na B Mg2 C O2 D F 解析 具有相同电子层结构的粒子 离子半径随着原子序数的递增逐渐减小 Na Mg2 O2 F 都是10电子微粒 因此离子半径最大的是O2 最小的是Mg2 C 2 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 C项的图像符合 3 A B C D是四种短周期元素 已知A C同主族 B D同周期 A的气态氢化物比C的气态氢化物稳定 B的阳离子比D的阳离子氧化性强 若B的阳离子比C的阴离子少一个电子层 下列比较中正确的是 A 原子序数 A B C DB 原子半径 D B C AC 离子半径 r Dx r By D 离子半径 r Am r Cm r Am r Dx 解析 由A的气态氢化物比C的气态氢化物稳定 可知A非金属性较强 A在C的上一周期 B的阳离子比D的阳离子氧化性强 可知B金属性较D弱 排在D的后面 由B的阳离子比C的阴离子少一个电子层 可知B C在同一周期 且B在元素周期表的左边 C在元素周期表的右边 综上所述 确定A B C D在元素周期表中的位置如图 B正确 B 实验提能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 下列实验设计不能达到实验目的的是 解析 A项 Cl2 Br2分别与H2反应 根据反应条件的难易 即可判断出氯 溴的非金属性强弱 B项 向MgCl2 AlCl3溶液中分别滴加氨水 MgCl2与NH3 H2O反应生成Mg OH 2 AlCl3与NH3 H2O反应生成Al OH 3 无法比较镁 铝的金属性强弱 C项 测定相同物质的量浓度的H2CO3 H2SO4的溶液的酸性强弱 即判断出酸性H2CO3 H2SO4 从而判断出碳 硫的非金属性强弱 D项 利用Fe Cu与稀盐酸反应现象的不同即可判断出Fe Cu的金属性强弱 答案 B 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 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1mol分别投入足量的0 1mol L 1的