人教版化学必修二第一章第二节元素周期律.ppt

第二节元素周期律第1课时原子核外电子的排布三维目标 思维激活电子的质量很小 9 1095 10 31kg 运动的空间范围很小 直径约为10 10m 运动的速度极快 接近光速 核外电子运动没有确定的路线 不能测量或计算出它在某一时刻所处的位置 也不能准确描绘出它的运动轨迹 那么核外电子是如何排布的呢 自学导引 一 核外电子的分层排布在多电子的原子里 电子分别在能量不同的区域内运动 在离核较近的区域内运动的电子能量较低 在离核较远的区域内运动的电子能量较高 把不同的区域简化为不连续的壳层 也称作电子层 如右图 电子总是先从内层排起 这又叫核外电子的分层排布 其关系如下表 一 原子核外电子的排布 1 核外电子的分层排布 电子层数 n 1234567 电子层符号 KLMNOPQ 离核越近 能量越低 二 1 20号元素原子核外电子排布 核外电子先排布遵循能量最低的原则 2 电子排布顺序 先排布能量低的电子层后排布能量高的电子层 3 核外电子排布规则 每个电子层最多排布2n2个电子 最外层最多排布8个电子 次外层最多排布18个电子倒第三层不超过32个电子 作业 熟练排布前36号元素以及碱金属 卤素 稀有气体 有哪些微粒具有10电子 有哪些微粒具有18电子 Na Mg2 Al3 H3O NH4 O2 F OH CH4 NH3 H2O HF Ne Ar H2S HCl F2 H2O2 CH3CH3N2H4 CH3OH K Ca2 S2 Cl 三 结构示意图结构示意图包括原子结构示意图和离子结构示意图 在原子结构示意图中 圈 表示原子核及核内质子数 弧 表示各电子层 弧线上的数字表示该电子层上的电子数 核内质子数与核外电子数相等 在离子结构示意图中 核内质子数与核外电子数不相等 思考题试用结构示意图表示下列粒子 Na S Mg2 Cl 答案 名师解惑一 核外电子的排布规律1 核外电子总是最先排布在能量最低的电子层里 然后依次排布在能量较高的电子层里 2 各电子层最多容纳2n2 n代表电子层 个电子 3 最外层电子数不超过8个 K层不超过2个 4 次外层电子数不超过18个 倒数第三层不超过32个 特别提醒 以上四条规律相互联系和制约 一般以少为准 如K原子为而不能写成 因为尽管第三层最多可排2 32 18个 但作为最外层不能超过8个 二 1 20号元素原子核外电子排布的特殊性1 最外层电子数为1的原子有H Li Na K 2 最外层电子数为2的原子有He Be Mg Ca 3 最外层电子数和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 电子层数和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 典例导析知识点1 电子排布规律的应用例1某原子核外的M电子层和L电子层的电子数的关系是 A 大于B 小于C 等于D 不能确定解析当M层为最外层时 电子数最多不超过8个 当M层不是最外层时 电子数最多不超过18个 L层电子数一定为8个 所以它们实际容纳的电子数的大小关系不能确定 答案D跟踪练习1某元素的原子核外有3个电子层 最外层电子数是核外电子总数的1 6 则该元素的符号是 原子结构示意图是 答案Mg 知识点2 粒子结构示意图的书写例2下列粒子的结构示意图是否正确 不正确的请指出错因 并改正 答案 不正确 K层最多排2个电子 应改为 不正确 圆圈内应为核电荷数 不能写元素符号 应改为 不正确 Na 为Na原子失去最外层的1个电子而得到的粒子 应改为 不正确 K层最多排2个电子 L层最多排8个电子 应改为 不正确 Cl 的核电荷数为17 应改为 不正确 最外层最多排8个电子 应改为 不正确 圆圈内 20 的 不能省略 不正确 次外层最多排18个电子 应改为 跟踪练习2下列粒子的结构示意图中正确的是 答案A 知识点3 1 20号元素核外电子排布的特点例3现有X Y两种原子 X原子的M层比Y原子的M层少3个电子 Y原子L层的电子数为X原子L层电子数的2倍 则X和Y分别是 A 硅原子和钠原子B 硼原子和氦原子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规律知识的运用 由于Y原子的M层比X原子的M层多3个电子 说明Y的M层的电子数至少为3个 那么Y的L层必为8个电子 X的L层只有4个电子 M层无电子 由此推出Y的核外电子总数为13 X的核外电子总数为6 所以X Y的核电荷数依次为6和13 应选D 答案D 跟踪练习3根据下列叙述 分别写出元素名称并画出其原子结构示意图 1 A元素原子核外M层电子数是L层电子数的 2 B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的倍 3 C元素的单质在常温下就能与水剧烈反应 产生的气体能使带火星的木条复燃 4 D元素原子的次外层电子数是最外层电子数的 答案 1 硅 2 硼 3 氟 4 氖 第2课时元素周期律三维目标 思维激活化学元素周期律是自然界的一条客观规律 它揭示了物质世界的一个秘密 即这些似乎互不相关的元素间存在相互依存的关系 它们组成了一个完整的自然体系 从此新元素的寻找 新物质 新材料的探索有了一条可遵循的规律 前面我们通过实验研究了同一主族元素性质的变化规律 那么同一周期元素性质是否也呈一定规律性的变化呢 自学导引一 核外电子排布 原子半径和元素常见化合价的变化规律1 元素原子核外电子排布的周期性随着原子序数的递增 每隔一定数目的元素 会重复出现原子最外层电子从1个递增到8个的情况 第一周期从1增至2 2 元素原子半径的周期性变化稀有气体除外 电子层数相同的原子 随着原子序数的递增 原子半径逐渐减小 且呈现周期性变化 3 元素主要化合价的周期性变化电子层数相同的原子 随着原子序数的递增 元素的最高正价从 1递变到 7 中部元素开始有负价 并从 4递变到 1 注意 氧 氟无正价 二 第三周期元素金属性 非金属性变化规律的实验探究1 钠 镁 铝的金属性比较 1 与水或酸的反应 2Na 2H2O 冷水 2NaOH H2 反应剧烈 不需要加热 Mg 2H2O 沸水 Mg OH 2 H2 冷水反应缓慢 加热至沸腾反应迅速 Mg 2HCl MgCl2 H2 反应剧烈 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 反应较剧烈 2 最高价氧化物对应水化物的碱性强弱NaOH 使酚酞变红色 属强碱Mg OH 2 使酚酞变浅红色 属中强碱Al OH 3 不能使酚酞变红色 属两性氢氧化物 3 实验结论Na Mg Al三种元素的金属性逐渐减弱 2 硅 磷 硫 氯的非金属性比较 1 与H2反应的难易 2 最高价氧化物对应水化物的酸性思考题设计实验说明H2SO4的酸性比H2SiO3的酸性强 答案将硫酸滴加到Na2SiO3溶液中 有白色沉淀生成 说明H2SO4的酸性比H2SiO3的酸性强 3 结论Si P S Cl四种元素的非金属性逐渐增强 3 第三周期元素的金属性和非金属性变化规律Na Mg Al Si P S Cl金属性逐渐减弱 非金属性逐渐增强 名师解惑一 粒子半径大小的比较规律1 同种元素的阳离子半径小于相应的原子半径 如 r Na r Cl r S2 r S 3 同周期从左往右原子半径逐渐减小 如 r Na r Mg r Al r Si r P r S r Cl 4 同主族从上到下原子半径逐渐增大 相同价态的离子半径逐渐增大 如 r Li r O2 r F r Na r Mg2 r Al3 二 元素周期律 1 原子结构与元素周期律 同周期的主族元素随原子序数递增 从左至右 电子层数 最外层电子数 相同 依次递增 原子半径 递减 同主族元素随原子序数递增 从上至下 电子层数 相同 最外层电子数 依次递增 原子半径 递增 完成P14 科学探究 表1 主族同 最外层电子数同 周期同 电子层数同 若电子层结构相同的离子 谁的半径大 电子层结构相同的离子原子序数小的半径大 练习 按照原子半径由小到大的顺序排序A F C O N BB Mg Al Na P SiC Mg Al P F OD F O2 Na Al3 Mg2 特别提醒 稀有气体元素的原子半径因测量方式不同 不参与比较 二 元素周期律及其本质元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律叫做元素周期律 元素性质 包括金属性 非金属性 化合价 和原子半径的周期性变化是元素原子核外电子排布的周期性变化的必然结果 元素原子的化学性质主要由最外层电子数决定 同时也受原子半径的影响 也就是说 由于原子结构上的周期性变化必然引起元素性质上的周期性变化 这体现了结构决定性质的规律 典例导析知识点1 粒子半径大小的比较例1下列化合物中 阴离子半径与阳离子半径之比最小的是 A LiIB NaBrC KClD CsF解析题目中的碱金属离子Li 的半径是最小的 Cs 的半径是最大的 4种卤素阴离子中F 的半径是最小的 I 的半径是最大的 显然 阴离子与阳离子半径之比最小的应是CsF 答案D跟踪练习1下列粒子半径大小的比较中正确的是 A r S2 r O2 r O B r Al r Mg r Na C r Na r O2 r F D r Na r Na r Cl 答案A 知识点2 对元素周期律及其本质的理解例2下列说法中正确的是 A 原子半径越小 其原子序数越大B 最外层电子数少的原子一定比最外层电子数多的原子易失电子C 元素原子的金属性 非金属性的强弱从根本上取决于其原子核外电子的排布情况D 元素的化合价越高 其金属性越强解析A项 随着原子序数的递增 原子半径由大到小呈周期性变化 不要只考虑由大到小 还要理解 周期性 三个字的含义 B项考虑太片面 要从原子核外电子排布的整体考虑 即从电子层数和最外层电子数两方面考虑 如Ca的最外层电子数比Na多 但Ca比Na易失电子 C项正确 D项 化合价是元素原子在发生化学反应时所表现出的性质 取决于原子的核外电子排布 对主族元素而言 化合价越高 表明原子的最外层电子数越多 非金属性可能越强 答案C 跟踪练习2现代无机化学理论的基石之一 元素周期律 是1869年门捷列夫在总结前人经验的基础上发现的 对新元素的发现 化学理论和实验等研究工作起到了指导作用 有人提出以下说法 其中正确的是 元素的性质随相对原子质量的递增呈周期性变化 元素的性质随元素原子序数的递增呈周期性变化 事物的量变可以引起质变 元素性质的递变只取决于元素原子电子层数的递变 与原子最外层电子数无关A B C D 答案B 第3课时元素周期表和元素周期律的应用三维目标 思维激活1875年 法国化学家布瓦博德朗在分析比利牛斯山的闪锌矿时发现了一种新元素 他将这种新元素命名为镓 以表达他对他的祖国法兰西的热爱 并公布了测得的关于镓的主要性质 不久他收到了门捷列夫的来信 门捷列夫在信中指出 关于镓的比重不应该是4 7 而是5 9 6 0 当时布瓦博德朗很是疑惑 他是唯一掌握金属镓的人 门捷列夫是怎样知道镓的比重的呢 自学导引一 元素的金属性和非金属性的递变情况图表中虚线表示金属元素和非金属元素的分界线 其左下角区域为金属元素 右上角区域为非金属元素 思考题1元素周期表中除放射性元素外 什么元素的金属性最强 什么元素的非金属性最强 答案Cs F 二 元素常见化合价与元素在周期表中位置的关系1 主族元素 最高正价 最外层电子数 价电子数 主族序数 2 非金属主族元素化合价一般规律 1 最低负价 族序数 8 2 最高正价 最低负价 8思考题2氢元素的最高正价为 1 最低负价是否应为 7 答案不是 氢元素的最低负价应为1 2 1 三 元素周期表与元素周期律的关系元素周期表是元素周期律的具体表现形式 即元素周期表是依据元素周期律而编排出来的 四 元素周期表和周期律的应用1 便于对元素性质进行系统研究 2 为发现新元素及预测它们的原子结构和性质提供了线索 3 在周期表中金属与非金属的分界处寻找半导体材料 4 农药中含有的As F Cl S P等元素集中在周期表右上角区域 5 在过渡元素中寻找催化剂和耐高温 耐腐蚀的合金材料 6 在周期表一定区域内寻找元素 发现物质的新用途 思考题3钫 Fr 是碱金属元素中原子序数最大的元素 根据它在周期表中的位置预言其性质 写出两点即可 答案 在已知元素中具有最大的原子半径 氧化物对应的水化物是极强的碱 其他合理答案均正确 名师解惑一 元素周期表中同周期 同主族元素原子结构和元素性质的递变规律 特别提醒 以上变化规律中 不包括稀有气体元素 二 元素周期表中 位 构 性 三者的辩证关系 三 1 20号元素中某些元素的特性1 与水反应最剧烈的非金属单质是F2 即非金属性最强的元素是F元素 所形成的气态氢化物最稳定的是HF 2 与水反应最剧烈的金属单质是K 原子半径最大的主族元素是K元素 3 自然界中硬度最大的单质是含C元素的金刚石 最高正价与最低负价的代数和为零 且气态氢化物中含氢的百分含量最高的元素是C元素 4 常温下有颜色的气体单质是F2 Cl2 5 原子半径最小 它的阳离子就是质子的元素为H元素 同位素之一的原子核中只有质子而没有中子的是H元素 6 最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是Cl元素 7 密度最小的金属单质是Li 8 最高价氧化物及其水化物具有两性的元素是Al元素 地壳中含量最高的金属元素是Al元素 9 地壳中含量最高的元素是O元素 次者是Si元素 典例导析知识点1 元素化合价与化学式的考查例1如图为元素周期表中短周期的一部分 其中b元素原子的最外层电子数为电子层数的两倍 则下列叙述中正确的是 A b的元素符号为CB a元素的最高正化合价为 6C c元素的最高正化合价为 5D b元素的气态氢化物的化学式为H2S解析b元素原子的最外层电子数为电子层数的两倍 则b可能为He C或S 由b元素在短周期中的位置 可知 b只能为S 故a为O c为Cl 答案D 跟踪练习1元素M的最高正价和负价的绝对值之差为6 M N的离子具有相同的电子排布 则M N所形成的化合物可能是 A MgF2B MgCl2C CaCl2D CaBr2答案C知识点2 应用元素周期表和周期律比较和推断物质的性质例2超重元素 稳定岛 的假设预言 自然界中可能存在着原子序数为114号的元素的稳定同位素208X 请根据原子结构理论和元素周期律预测 1 它在周期表的哪一周期哪一族 是金属还是非金属 2 写出它的最高价氧化物 氢氧化物 或含氧酸 的化学式 解析根据元素周期表的结构中 各周期内包含的元素的种数以及同周期元素的排列 需先用递减法确定114号元素在周期表中的位置 然后再确定是金属还是非金属 114 2 8 8 18 18 32 28 注 6个减数依次是第一周期至第六周期中包含的元素的总数 递减法最终要求有个余数 该余数可以看做依次排列在第七周期中的第28种元素 依据第七周期排满为32种元素来推 该元素在第七周期 从左边开始 排列为第28种元素 即第 A族 而该族的第六周期为铅元素 是金属 则该元素也为金属 然后 再依据同主族元素原子的结构和性质的递变规律可知 它的最高价为 4价 还有常见 2价化合物 所以可确定它的最高价氧化物及其水化物的化学式为XO2 X OH 4 答案 1 第七周期 A族 金属 2 XO2 X OH 4 跟踪练习2下列有关性质的递变性的叙述中正确的是 A O S Na的原子半径依次减小B LiOH