原子核外电子的排布 元素周期律(知识点归纳及典例解析)

第1课时原子核外电子的排布元素周期律[目标导航]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、了解元素的原子结构和元素性质的周期性变化。4、理解元素周期律的内容一、原子核外电子的排布1、核外电子的分层排布在多电子的原子里,电子的能量并不相同。能量低的,通常在离核近的区域运动;能量高的,在离核远的区域运动。核外电子的分层运动,又叫核外电子的分层排布、其关系如下:错误!离核远近能量高低电子层(n)符号2。原子核外电子的排布规律3、(1)原子(离子)结构的表示方法,如下所示:(2)原子结构示意图中,核内质子数等于核外电子数,而离子结构示意图中,二者则不相等。如:阳离子:核外电子数小于核电荷数。阴离子:核外电子数大于核电荷数、点拨(1)电子层实质上是一个“区域”,或者说是一个“空间范围”,它与宏观上层的含义完全不(2)核外电子排布的规律是互相联系的,不能孤立地理解。如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制。其原子结构示意图为而不应该是。议一议判断正误,正确的打“√",错误的打“×”(1)锂的原子结构示意图是()(2)某原子M层电子数为L层电子数的4倍()(3)某离子M层和L层电子数均为K层的4倍()(4)离子的核电荷数一定等于其核外电子数()答案(1)×(2)×(3)√(4)×二、元素周期律1、原子结构的周期性变化(1)元素原子核外电子排布的周期性变化规律:随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子排布呈现由1到8的周期性变化(第一周期(2)元素原子半径的周期性变化规律:随着原子序数的递增,元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化。2、元素性质的周期性变化(1)元素主要化合价的周期性变化规律:随着原子序数的递增,元素的最高正化合价呈现+1→+7,最低负化合价呈现-4→-1的点拨元素化合价的“三个二"(1)二“特别”F无正价,O无最高正价。(2)二“只有”金属只有正价,只有非金属才有负价。最高正价＝最外层电子数,(2)元素金属性、非金属性的周期性变化①Na、Mg、Al与水(或酸)反应的比较规律规律(同周期NaMgAl从左到右)与冷水几乎不反应,从水或酸中置与沸水反应缓慢,放出氢气;与酸反应剧烈,放出氢气最高价氧化物对应的水化物碱性最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐减弱与冷水剧烈反应,产生氢气Al(OH)3两性氢氧化物单质与水(或酸)与酸反应较快,放出氢气换H2能力逐渐减弱NaOH强碱Mg(OH)2①Si、P、S、Cl四种元素性质的比较单质与氢气反应的条件SiP磷蒸气与氢气能反应S加热光照或点燃时发生爆炸而化合规律(同周期从左到右)与H2化合能力逐渐增强形成的气态氢化物的热稳定性定PH3不稳定H2解HCl稳定氢化物稳定性逐渐增强最高价氧化最高价氧化物对应的水HClO4强酸物对应的水H2SO4强酸化物(含氧酸)酸化物酸性逐性强)酸性强弱渐增强结论:随着原子序数的递增,元素的金属性、非金属性呈现周期性的变化。错误!3、元素周期律内容:元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性变化的规律。实质:元素周期律是核外电子排布发生周期性变化的必定结果、点拨(1)元素的性质包括:原子半径、元素的主要化合价、金属性、非金属性等。(2)物质的性质:物理性质:颜色、状态、气味、挥发性、溶解性、密度、硬度、熔沸点、导电性、延展性等、化学性质:氧化性、还原性、稳定性、酸性、碱性等。议一议在第三周期元素中,除稀有气体元素外:(1)原子半径最小的元素是＿_(填元素符号)。(2)金属性最强的元素是＿＿_(填元素符号)。(3)最高价氧化物对应水化物酸性最强的是＿_＿_＿(用化学式回答,下同)。(4)最不稳定的气态氢化物是＿＿__＿。(5)最高价氧化物对应水化物碱性最强的是_＿＿_＿。(6)氧化物中具有两性的是＿。答案(1)Cl(2)Na(3)HClO4(4)SiH4(5)NaOH(6)Al2O3解析(1)第三周期元素从左到右原子半径逐渐减小,原子半径最小的是Cl。(2)金属性最强的元素在最左边,应为Na、(3)非金属性最强的元素,其最高价氧化物对应水化物的酸性最强,氯的非金属性最强,其对应(4)非金属性最弱的元素Si的气态氢化物最不稳定。(5)金属性最强的Na对应的NaOH的碱性最强。一、原子核外电子排布规律的应用例1已知A、B、C三种元素的原子中,质子数为A〈B〈C,且都小于18,A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍;B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半;C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个。试推断:(1)三种元素的名称和符号:A＿＿＿＿＿,B____,C＿。(2)画出三种元素的原子结构示意图:A＿＿,B＿＿,C__。解析由A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍,可知A是碳元素;B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半,可知B为硅元素;C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个,可知C应为氯元素。归纳总结1、确定元素的种类依照原子核外电子排布的某些特点能够确定元素的种类,注意1～20号元素原子结构的特别特别关系最外层电子数等于次外层电子数的一半最外层电子数等于次外层电子数Li、SiBe、Ar最外层电子数等于次外层电子数的2倍最外层电子数等于次外层电子数的3倍最外层电子数等于次外层电子数的4倍最外层电子数等于电子层数最外层有1个电子最外层有2个电子内层电子数之和是最外层电子数2倍的元素电子总数为最外层电子数2倍的元素2。推断元素的性质CONeH、Li、Na、KLi、PBe最外层最外层较稳定,一般不参与化学反应金属性非金属性只有正价,一般又有负价得失电子能力一般不易得失电子稀有气体元素8(He为2)非金属元素化学性质金属元素化合价≥4特别提醒(1)通常把最外层有8个电子(K层为最外层时电子数是2个)的结构,称为相对稳定结构。稀有气体的原子就是上述结构,一般不与其他物质发生化学反应、当元素的原子最外层电子数小于8(K层小于2)时是不稳定结构、在化学反应中,不稳定结构总是通过各种方式(如得失电子、共用电子等)趋向达到相对稳定结构、(2)过渡元素原子最外层电子数不超过2个,若原子最外层有n个电子:①n≥3时,则一定位于第n主族(n＝8时,位于0族)。变式训练1短周期元素中,A元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍;B元素原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍;C元素原子M层电子数等于其L层电子数的一半;D元素原子最外层有1个电子,D的阳离子与B的阴离子电子层结构相同,则4种元素原子序数关系中正确的是()A、C＞D＞B>AﻩB、D>B＞A>CC、A>D>C〉BD、B>A〉C〉D答案A解析A元素原子的次外层电子数只能是2,最外层电子数是4,A的原子序数为6;B元素的内层电子总数只能是2,最外层电子数为6,B的原子序数为8;C元素原子有3个电子层,L层必有8个电子,M层有4个电子,C的原子序数为14;D的阳离子与B的阴离子(即O2－)电子层结构相同,D为Na,原子序数为11;故原子序数:C〉D＞B>A。二、元素周期律Z是三种原子序数相连的元素,最高价氧化物对应水化物酸性相对强弱的顺序是HXO4>H2YO4>H3ZO4,则下列判断正确的是()A、气态氢化物的稳定性:HX>H2Y＞ZH3B。非金属活泼性:Y＜X<ZC、原子半径:X>Y＞ZD、原子最外层电子数:X〈Y<Z解析本题的关键是“最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱”这一信息,由此可推知X、Y、Z为非金属元素,原子序数相连意味着它们属同周期元素,故活泼性:X＞Y〉Z,原子半径:X〈Y＜Z,原子最外层电子数:X>Y＞Z,气态氢化物的稳定性顺序为HX＞H2Y〉ZH3。答案A归纳总结1。元素周期表中元素(主族元素)及其单质和化合物性质的变化规律核电荷数最外层电子数原子半径元素的化合价金属性非金属性逐渐增大相同逐渐减小减弱逐渐增大相同逐渐增大最高正价(O、F除外)、负价数相同,最高正价＝族序数减弱2。元素的金属性、非金属性强弱判断规律(1)金属性强弱的判断依据①元素的单质与水或酸置换出氢气的反应越容易进行,则其金属性越强。①元素的最高价氧化物的水化物的碱性越强,①金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应,若A能置换出B,则A的金属性强于B、①在金属活动性顺序表中,前面的金属性强于后面的金属①金属阳离子的氧化性越强,则其单质的还原性越弱,元素的金属性越弱(注:Fe的阳离子仅指(2)非金属性强弱的判断依据①非金属元素的单质与氢气化合生成气态氢化物的反应越容易进行,则其非金属性越强。①非金属元素气态氢化物的稳定性越强,则元素的非金属性越强。①元素的最高价氧化物的水化物的酸性越强,则其非金属性越①非金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应,若A能置换出B,同时A体现出氧化性,则A的非金属性强于B、①非金属阴离子的还原性越强,则其单质的氧化性越弱,元素的非金属性越弱。变式训练2X、Y两元素是同周期的非金属主族元素,假如X原子半径比Y的大,下面说法正确的是()A、最高价氧化物对应水化物的酸性,X的比Y的强B。X的非金属性比Y的强C、X的阴离子比Y的阴离子还原性强D。X的气态氢化物比Y的稳定答案C解析X原子半径比Y的大,说明X在Y的左边,原子序数X比Y小,X的非金属性比Y的弱,因此最高价氧化物对应水化物的酸性X比Y的弱,X的阴离子比Y的阴离子还原性强,X的气态氢化物不如Y的稳定。例3下列微粒半径大小的比较中,正确的是()A、Na＋Mg2＋Al3+＜O2—－C、Na〈Mg<Al<S解析四种离子核外电子数相同,随着核电荷数的增多,离子半径依次减小,即微粒半径:Al3+Al3＋大,再依照>Cl->Na+＞Al3＋,B项正确;Na、Mg、Al、S的原子半径依次减小,C项错;Na、K、Rb、Cs最外层电子数相同,电子层数依次增答案B①举例:碱金属:r(Li)<r(Na)＜r(K)<r(Rb)〈r(Cs),r(Li+)<r(Na+)<r(K＋)＜r(Rb+)〈r(Cs＋)。某原子与其离子半径比较,其阴离子半径大于该原子半径,阳离子半径小于该原子半径。)〈r(Na);r(Cl－)＞r(Cl)。带电荷数越多,粒子半径越小、如:r(Fe3+)<r(Fe2+)<r(Fe)、①规律:电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小。特别提醒所带电荷、电子层均不同的