时 原子核外电子排布元素周期律PPT课件

1、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?教师参考第1页/共36页导入二:(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

2、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!第2页/共36页自主学习自主学习课堂探究课堂探究第3页/共36页自主学习自主学习 读教材读教材学基础学基础【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。第4页/共36页知识衔接1.碱金属元素2.卤族元素第5页/共36页知识

3、梳理一、原子核外电子的排布(阅读教材P1314,学习下列内容)1.电子层的表示方法及能量变化由低到高 第6页/共36页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8218电子层 层内电子数 质子数 第7页/共36页(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

4、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1Na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。第8页/共36页【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

5、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 第9页/共36页二、元素原子结构的周期性变化(阅读教材P1315,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118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。(12号元素除外)18第10页/共36页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。由大到小第11页/共36页三、元素性质的周期性变化及元素周期律(阅读教材P1416,学习下列内容)1.元素化合价的变化规律以原子序数为118的元素为例研究化合价的变化,图示

6、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第12页/共36页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

7、金属性逐渐 。NaMgAlNaOHMg(OH)2Al(OH)3NaMgAlCl2SPSiHClH2SPH3SiH4HClO4H2SO4H3PO4ClSPSi减弱增强H4SiO4第13页/共36页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

8、布第14页/共36页【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第15页/共36页探究一探究一教师参考120号元素原子的核外电子排布和10e-、18e-微粒的推断课堂探究课堂探究 解疑难解疑难提能力提能

9、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?第16页/共36页【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: 。 第17页/共36页借题发挥 寻找10电子微粒和18电子微粒的方法1.10电子微粒2.18电子微粒第18页/共36页备选例题有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

10、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第19页/共36页【跟踪训练】1.

11、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。第20页/共36页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

12、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。第21页/共36页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

13、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78,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、 、

14、OH-、H3O+等,D 错误。4NH第22页/共36页探究二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第23页/共36页【典例2】 下列微粒半径大小比较正确的是()A.Na+Mg2+Al3+Cl-Na+Al3+C.NaMgAlSD.CsRbKNa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+Mg2+

15、Na+Cl-Na+Al3+,B项正确。第24页/共36页借题发挥 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。第25页/共36页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.NaBr C.KCl D.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 第

16、26页/共36页【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 第27页/共36页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

17、突然增大,再减小,C项的图像符合。第28页/共36页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:ABCDB.原子半径:DBCAC.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

18、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第29页/共36页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:第30页/共36页【典型例题】 下列实验设计不能达到实验目的的是()序号序号实验设计实验设计实验目的实验目的A AClCl2 2、BrBr2 2分别与分别与H H2 2反应反应比较氯、溴的非金属性强弱比较氯、溴的非金属性强弱B B向向MgClMgCl2 2、AlClAlCl3 3溶液中分别滴加氨水溶液中分别滴加氨水比较镁、铝的金属性强弱比较镁、铝的金属性强弱C

19、 C测定相同物质的量浓度的测定相同物质的量浓度的H H2 2COCO3 3、H H2 2SOSO4 4的溶液的酸性强弱的溶液的酸性强弱比较碳、硫的非金属性强弱比较碳、硫的非金属性强弱D DFeFe、CuCu分别与稀盐酸反应分别与稀盐酸反应比较铁、铜的金属性强弱比较铁、铜的金属性强弱解析: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NH3H2O反应生成 Mg(OH)2,AlCl3与NH3H2O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H2CO3NaMgAl,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,NH3H2O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NH3H2O,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1 mol分别投入足量的 0.1 molL-1 的盐酸中,试预测实验结果