高一化学第1章第2节元素周期律和元素周期表鲁科版知识精讲

高一化学第高一化学第 1 章章 第第 2 节节 元素周期律和元素周期表元素周期律和元素周期表鲁科版鲁科版 【本讲教育信息本讲教育信息】 一. 教学内容： 第 1 章 第 2 节 元素周期律和元素周期表 二. 教学目的 1、通过比较 1 18 号元素原子半径、相对原子质量、最外层电子数、主要化合价等元素 性质内容，进行归纳总结，寻找其中变化规律。 2、明确元素周期律的实质及性质周期性变化的具体体现。 3、认识元素周期表的结构。 4、了解A 族、A 族和过渡金属的某些性质和用途。 三. 教学重点、难点 元素周期律内容和元素周期表的结构 四. 知识分析 在长期的生产活动和科学研究实验中，人们逐渐认识了元素间的内在联系和性质变化 的规律性。这个规律是什么呢？ （一）元素周期律（一）元素周期律 （1）随原子序数的递增，原子核外电子排布的变化规律 原子序数电子层数最外层电子数达稳定结构时最外层的电子数 121122 3102188 11183188 结论：随着原子序数的递增，原子最外层电子数呈从 1 递增到 2 或 8 的周期性变化。 （2）随原子序数递增，原子半径变化的规律 原子序数原子半径的变化 39由大逐渐变小 1117由大逐渐变小 结论：随着原子序数的递增，原子半径呈从大到小的周期性变化。 （3）随原子序数递增，元素主要化合价变化的规律 原子序数主要化合价的变化 121、0 31015(O、F 无正价)，负价先无后有，41、0 111815(O、F 无正价)，负价先无后有，41、0 结论：随着原子序数的递增，元素的最高化合价呈从17（O、F 例外） ，负价从 无到有，从41、0 的周期性变化。 1、元素周期律：元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化。 2、实质：元素原子结构的周期性变化决定了元素性质周期性变化。 （二）元素周期表（二）元素周期表 1、元素周期表的含义及编排原则 编排原则：将元素按原子序数递增由大到小的顺序排列，将原子电子层数 相同的元素从左到右排成一横行；将不同横行中原子的 最外层电子数的 相同的 元素按电子层数递增的顺序排成一纵行，这样得到的表叫元素周期表。 含义：元素周期表是元素周期律的具体表示形式。 2、元素周期表的结构 （1）周期 每个周期所含的元素种数 短周期 第 1、2、3 周期 2、8、8 周期（共 7 个） 长周期 第 4、5、6 周期 18、18、32 不完全周期 第 7 周期 26（满 32） （2）族 主族 IAVIIA 族共 7 个 副族 IBVIIB 族共 7 个 族（共 16 个） 族是第 8、9、10 三列 零族是第 18 列 由左到 右列数 123456789101112131415161718 名 称 罗 马 IAIIAIIIBIVBVBVIBVIIBVIIIIBIIBIIIAIV A V A VIAVIIAO 元素 种数 763244441244555556 （3）格 元素周期表由若干个格组成，以 Cl 元素所在的格为例，指出每个格内都标出了哪些信 息:原子序数、元素符号、元素名称、元素的相对原子质量等。 （4）区 找出元素周期表中金属元素区域与非金属元素区域的分界线， B Al Si Ge As Sb Te Po At 指出不同区域元素表现出来的性质？ 左侧金属元素表现出： 金属性 ； 右侧非金属元素表现出： 非金属性 ； 分界线附近元素表现出：即表现出一定的金属性，又表现出一定的非金属性 。 （5）系 镧系：从 57 号元素镧（La）到 71 号元素镥（Lu）原子结构和元素化学性质十分相似， 这 15 种元素总称为镧系元素。 锕系：从 89 号元素锕（Ac）到 103 号元素铑（Lr）原子结构和元素化学性质十分相 似，这 15 种元素总称为锕系元素。 3、元素周期表与原子结构的关系 （1）在同一周期内的元素，分析原子结构的变化规律： 元素符号及原子 序数 LiBeBCNOFNe 电子层结构22222222 第 2 周 期 最外层电子数12345678 元素符号及原子 序数 NaMgAlSiPSClAr 电子层结构33333333 第 3 周 期 最外层电子数12345678 结论：同周期，随着原子序数的递增，原子最外层电子数从 1 递增到 2 或 8。 （2）在同一主族内的元素，原子结构的变化规律 A A 元素符 号及原 子序数 各层电子数最外层结构 (电子数) 元素符 号及原 子序数 各层电子数最外层结 构 1H 11 9F 2 77 3Li 2 11 17Cl 2 8 77 11Na 2 8 11 35Br 2 8 18 77 19K 2 8 8 11 53I 2 8 18 18 77 37Rb 2 8 18 8 11 85At 2 8 18 32 18 77 55Cs 2 8 18 18 8 11 87Fr 2 8 18 32 18 8 11 结论：同主族元素，原子的最外层电子数相同，随着原子序数的增大，电子层数递增。 周期的序数电子层数 主族的序数原子最外层电子数 非金属元素最高价和最底价的绝对值之和等于 8 原子序数 质子数核电荷数 副族和族最外层只有 12 个电子；最外层电子数是次外层电子数的 2 倍或 3 倍的 元素，位于 2 周期；次外层电子数是 8 的元素位于 3 周期和 第 IA 、IIA 族 （其中 H 、 Li 、 Be 除外） 思考：1、原子半径、离子半径的大小如何判断？ （1）Na Mg Al Si ； Na Cl ； S2 Cl （2）同周期原子半径：随着原子序数的递增，原子半径依次减小。 （稀有气体除外） 同周期阴离子半径：随着原子序数的递增，阴离子半径依次减小。 同周期阳离子半径：随着原子序数的递增，阳离子半径依次减小。 （3）Li Na K Rb Cs ； F Cl Br I Li Na K Rb Cs ； F Cl Fe3 ； Na Na； S FNa Mg2 Al3 电子层结构相同的离子半径：核电荷数越大，半径越小。 2、周期表中的递变规律： 若 A、B、C 三元素位于周期表中如图位置，则原子半径：CAB 金属性： CAB (原子得电子的性质) C D A B 周期表中的相似规律： 同主族元素性质相似 相邻元素性质相似 对角线规则：如上图 A 与 D 位置的元素性质相似 （三）几种重要的元素族简介（三）几种重要的元素族简介 1. 碱土金属： 元素组成： Be Mg Ca Sr Ba Ra 原子结构上的异同点：最外层电子数相同，都为 2；从上到下，电子层数递增，原子 半径增大。 试从结构的角度分析A 族元素由 Be 到 Ra 的金属性、非金属性变化情况： 从 Be 到 Ra，随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，核对外层电子的吸引力逐渐 减弱，故得电子能力减弱，失电子能力增强；即非金属性减弱，金属性增强。 自然界中的存在形态及单质的物理性质：均以化合态存在；单质都呈银白色，有良好 的导电、导热性，随原子序数的增加熔沸点降低、密度增大。 重要用途：（略） 2. A 族元素： 元素组成：N P As Sb Bi 原子结构上的异同点： 最外层电子数相同，都为 5；从上到下，电子层数递增，原子 半径增大。 从结构的角度分析A 族元素由 N 到 Bi 的金属性、非金属性变化情况：从 N 到 Bi， 随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，核对外层电子的吸引力逐渐减弱，故得电子能 力减弱，失电子能力增强；即非金属性减弱，金属性增强。 自然界中的存在形态及单质的物理性质：主要元素 N 在自然界中既有游离态、又有化 合态；P 只有游离态；P 通常有红磷和白磷两种同素异形体，在室温下均为固体，前者无 毒，后者剧毒，且着火点低，易自燃。 重要用途：（略） 3. 过渡元素简介 元素组成：周期表中第 312 列中的元素称为过渡元素。 过渡元素的单质的性质：大部分过渡元素有独特的色泽，都具有良好的导电、导热性， 单质的化学性质稳定。 【典型例题典型例题】 例 1. 元素的以下性质，随着原子序数递增不呈现周期性变化的是（ ） A、化合价B、原子半径 C、元素的金属性和非金属性D、相对原子质量 答案：D 解析：据元素周期律的内容知，元素的化合价、原子半径、金属性和非金属性都随着 原子序数递增呈现周期性变化，而相对原子质量一般随原子序数的递增呈现增大的变化趋 势，绝不会出现周期性的变化。 点评：应该说相对原子质量的大小与原子的实际质量的大小是一致的，而原子质量主要 集中在原子核上，即主要由质子数和中子数决定，则随原子序数的递增相对原子质量一直 呈现增大的变化趋势就不难理解了。 例 2. 在现在的长式元素周期表中，所含元素种数最多的族或周期是（ ） A、族B、B 族C、第 4 周期D、第 6 周期 答案 ：BD 解析：VIII 族 中有 12 种元素，IIIB 族 中有 32 种元素，第 4 周期有 18 种元素，第 6 周期中有 32 种元素。 点评：镧系包括 15 种元素，它在 IIIB 族的第六周期，锕系也包括 15 种元素，它在 IIIB 族的第七周期。 例 3. 在长式元素周期表中，元素 A，B 位于同周期，A 在 IIA 族，B 在 IIIA 族。A 的原 子序数为 x，B 的原子序数为 y，y 不可能是（ ） A、 x1B、x10C、 x11D、 x25 答案：B 解析：若 A.B 同在第二周期，yx1；若 A.B 同在第三或第四、第五周期， yx11；若 A.B 同在第六周期，yx25。 点评：现在的长式元素周期表，其结构特点有“两性”：一是“残缺”性，即第一，第 二周期中缺少副族和 VIII 族元素；第七周期缺少 IIIA 族及其右边的元素。二是“隐含”性， 即 IIIB 族与第六第七周期的交界处分别隐含着镧系元素和锕系元素，这两系中各有 15 种 元素。 例 4. 下列关于 IIA 族元素的说法中，不正确的是（ ） A、元素的主要化合价都是2 价 B、元素的单质都呈银白色 C、有的元素的单质可在自然界中稳定存在 D、其中包括被誉为国防金属的元素 答案：C 解析：第 IIA 族元素的原子都有 2 个最外层电子，这部分电子易失去。因此，第 IIA 族元素的主要化合价都是2 价；元素的金属性较强，单质的性质活泼，在自然界中都以 化合态存在。镁的合金大量用于制造飞机导弹等的材料，因此被誉为“国防金属” 。镁元素 位于元素周期表的第三周期 IIA 族。 点评：注意学习 IIA 族元素的性质和重要用途。 【模拟试题模拟试题】 （答题时间：40 分钟） 一、选择题 1、元素的以下性质，随着原子序数递增不呈现周期性变化的是（ ） A、化合价B、原子半径 C、元素的金属性和非金属性D、相对原子质量 2、下列各组元素中，按最高正价递增的顺序排列的是（ ） A、C、N、FB、K、Mg、C、S C、F、Cl、Br、ID、Li、Na、K、Rb 3、下列各组内的两种元素，在金属性或非金属性方面最有相似性的是（ ） A、铝和氯B、硅和锗C、镁和氧D、钾和氟 4、下列原子序数所代表的元素中，全部属于主族元素的是 （ ） A、22、26、11B、13、15、37 C、29、34、16D、18、12、14 5、下列离子所带电荷数与该离子的核外电子层数相等的是 （ ） A、Al3B、Mg2C、Be2D、H 6、R 是长式周期表的前 5 周期、A 族中某种元素，R 的同族下邻元素是 M。若 R 的 原子序数为 a，M 的原子序数为 b，则 a 与 b 的关系可能是（ ） A、a8bB、ab8C、ab32D、ba32 7、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有（ ） A、1 对B、2 对C、3 对D、4 对 8、已知某元素的最高化合价的值是其最低化合价绝对值的 3 倍，且其最高价氧化物的相 对分子质量与其气态氢化物的相对分子质量之比是 2.35:1，则该元素是 （ ） A、碳B、磷C、硫D、氧 9、下列元素中，不属于过渡元素的是（ ） A、汞元素B、铀元素C、镧系元素D、铅元素 10、下列说法中错误的是 （ ） A、任何原子及其离子，都是核外电子层数等于该元素在元素周期表中的周期序数 B、在元素周期表中，从B 族到B 族的 10 个纵行中，所有的元素都是金属元素 C、除氦以外的所有稀有气体，原子的最外层电子数都是 8 D、凡是同种元素的同位素，其各项物理性质、化学性质都相同 二、填空题： 11、在下列各元素组中，除一种元素外，其余都可以按某种共性归属一类。请选出各组 的例外元素，并将该组其它元素的可能归属，按所给类型的编号填入表内。 元素组例外元素其它元素所属类型编号 （1）S、N、Na、Mg （2）P、Sb、Sn、As （3） Rb、B、Te、Fe 归属类型：主族元素 过渡元素 同周期元素 同族元素 金属元素 非金属元素 12、A、B 两元素，A 的原子序数为 X，A 和 B 所在周期包含的元素种类分别为 m 种和 n 种。 （1）如果 A 和 B 同在 IA 族，当 B 在 A 的上一周期时，B 的原子序数为_； 当 B 在 A 的下一周期时，B 的原子序数为_。 （2）如果 A 和 B 同在 VIIA 族，当 B 在 A 的上一周期时，B 的原子序数为 _；当 B 在 A 的下一周期时，B 的原子序数为_。 13、元素周期表中有相邻元素 A、B、C， A 与 B 同周期， B 与 C 同主族，它们的原子 最外层电子数之和为 19，原子序数之和为 41， 则这三种元素的名称分别为： A_，B_，C_。 14、下表是元素周期表的一部分： （1）表中元素的氢化物的化学式为_，此氢化物的还原性比元素的氢化 物的还原性_(填“强”或“弱”)。 （2）某元素的核外 K 层电子数比 L 层