第1课时 核外电子排布与元素化合价的周期性变化规律.ppt

1、第一章 物质结构与元素周期律 第二节 元素周期律,第1课时 核外电子排布与元素化合价的周期性变化规律,一、元素原子核外电子排布的周期性变化规律 1电子的运动特征 （1）质量很小(9.10910-31kg)带负电荷的电子的运动具有区别于宏观物体的两大特征: 运动空间范围小(直径约10-10m); 运动速度快(接近光速)。,运动空间范围小(直径约10-10m); 运动速度快(接近光速)。,（2）电子区域与能量关系：运动电子的运动没有确定的轨道。在含有多个电子的原子里,电子分别在能量不同的区域里运动,我们把不同的区域简化为不连续的壳层,也称作电子层,分别用n=1,2,3,4,5,6,7 或K,L,M

2、,N,O,P,Q 来表示由内到外的电子层。 在多电子的原子中,电子的能量不相同。在离核较近的区域里运动的电子能量较低；在离核较远的区域里运动的电子能量较高。,1,2,3,4,5,6,7,K,L,M,N,O,P,Q,较低,较高,（3）核外电子排布的能量最低原理： 电子总是先从内层（能量较低的电子层）排起，当一层充满了再填充下一层。 2原子核外电子排布 （1）核电荷数为120的元素原子原子核外电子排布（表I）,思考与交流：观察1-18号元素的最外层电子数的变化，我们发现从3号元素到10号元素，最外层电子由1增加到8 ，从11号元素到18号元素最外层电子数由1增加到8 。呈周期 性变化。,由1递增到

3、8,周期,由1递增到8,方法引导：为了更直观地观察原子的最外层电子排布随原子序数变化而变化的具体情况，请在下表中根据原子序数与最外层电子数的关系描点，并用光滑的曲线连接各点。,(2)稀有气体元素原子电子层排布的情况(表II),思考与交流： 由表I、表II相关知识，你能找到原子核外电子排布的一般规律吗？ (1)从表中可看出，K层、L层、M层最多能排布的电子数目分别为2、8、18，它们依次为 212、222、232。由此可见，各电子层最多容纳的电子数是2n2(n表示电子层数),2、8、18,12,22,32,2n2,当原子核外只有一个电子层时，最外层电子数由1递增至2；当原子核外不只一个电子层时

4、，最外层电子数由1递增至8。可见，最外层电子数不超过 。次外层电子数不超过1 8；倒数第三层电子数不超过3 2。,1递增至2,1递增至8,8,18,32,能量最低原理：核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层，然后由里向外从能量低的电子层逐步向能量高的电子层排布。 (2)Ca原子核外电子电子排布为K、L、M、N层电子数依次为2、8、8、2，而不是2、8、9 、1，你认为这可能是什么原因？,能量最低,能量低,能量高,核外电子按能量由高到低排列,二、元素化合价的周期性变化规律（见表III）,思考与交流:由表III所提供数据可知元素化合价与原子半径的变化规律吗? （1）金属无负价,O、F无最高正价,稀

5、有气体元素的化合价为零。,负价,最高正价,零,(2) 同周期元素，随着原子序数的递增，元素的最高正价由+1价递增到+7价（稀有气体与氧、氟除外），且最高正价等于最外层电子数；同一元素的最高正价与最低负价的绝对值之和等于8或2。 (3) 同周期元素，随着原子序数的递增，原子半径依次减小；同族元素，随着原子序数的递增，原子半径依次增大。 (4)不同周期的元素 ，随着原子序数的递增，元素化合价与原子半径呈周期性变化。,由+1价递增到+7价,最外层电子数,8或2,依次减小,依次增大,周期性,知识小结：,最外层电子排布、,元素化合价、原子半径,周期性,知识过关： 1某元素的原子核外有3个电子层，最外层有

6、5个电子，该原子核内的质子数为（ B） A14 B15 C16 D17,B,2某元素的原子核外有三个电子层，M层的电子数是L层电子数的1/2，该原子是（B） ALi BSi CAl DK,B,3.与OH具有相同质子数和电子数的微粒(A ) A.F B.NH3 C.H2O D.Na+,A,4两种元素原子的核外电子层数之比与它们的最外层电子数之比相等，在周期表的前10号元素中，满足上述关系的元素共有（B ） A.1对 B.2对 C.3对 D.4对,B,5试分析右表中元素的原子结构(电子层数、最外层电子)并指出 纵行中，三元素的相同点 是最外层电子数相同，三 元素的不同点是电子层数不同。 (2) 横

7、行中，三元素的相同点是电子层数相同 ，三元素的不同点是最外层电子不同。,最外层电子数相同,电子层数不同,电子层数相同,最外层电子不同,6有A、B、C三种元素的原子，它们的核电荷数之和为28。A元素的原子核外只有1个电子；B元素的原子核外有三个电子层，其最外层电子数恰好为稳定结构。则ABC三种元素的元素符号：A是 H ，B是 Ar，C是 F， C元素的原子结构示意图为 。,H,Ar,F,7.下列元素原子半径最大的是（C） A.Li B.F C.Na D.Cl 8.下列各组元素中按微粒半径递增顺序排列的是(AC) A.Li 、Na、 K B.Ba2+ 、Ca2+、 Mg2+ C.Ca2+ 、K+

8、、Cl- D.N、 O 、F,C,AC,9短周期的三种元素分别为X、Y、Z，已知X元素的原子最外层只有一个电子，Y元素原 子的M电子层上的电子数是它的K层和L层电子总数的一半，Z元素原子的L电子层上的电子数比Y元素原子的L电子层上的电子数少2个，则这三种元素所组成的化合物的分子式 不可能的是（A ） AX2YZ4 BXYZ3 CX3YZ4 DX4Y2Z7,A,10.前18号元素的原子结构的特殊性 (1)原子核中无中子的原子:1 H (2)最外层有1个电子的元素原子：H、Li、Na (3)最外层有2个电子的元素原子：Be、Mg、He (4)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar 。,(5

9、)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C ；最外层电子数是次外层电子数3倍的元素 ：O；最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：Ne。,1H,H、Li、Na,Be、Mg、He,Be、Ar,C,O,Ne,(6)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、A1 。 (7)电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be 。 (8)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Si、Li 。 (9)内层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、P 。,H、Be、A1,Be,Si、Li,Li、P,第一章 物质结构与元素周期律 第二节 元素周期律,第2课时 元素的金属性、非金属性变化规律,行知中学张永平,一.科学探究： 1.

10、实验: (1) 取一小段镁带，用砂纸磨去表面的氧化膜，放入试管中。加入2mL水，并滴入2滴酚酞溶液，观察现象。过一会儿加热试管至水沸腾，观察现象。,镁带跟冷水反应缓慢,只在表面产生很小的气泡,溶液颜色不变,当加热至水沸腾时,镁带表面迅速产生气泡,溶液变为红色。,Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2,(2)取一小段镁和一小片铝，用砂纸磨去表面的氧化膜，分别放入两支试管中，再各加入2mL 1mol/L盐酸，观察发生的现象。,2.讨论: (1)回忆钠与水反应的现象,比较镁和钠与水反应的难易程度。 (2)比较镁和铝与酸反应的难易程度。 (3)比较钠、镁、铝最高价氧化物对应的水化物（氢氧化物）碱性强弱。

11、,金属,反应,钠、镁、铝金属性依次减弱,3.资料,硅、磷、硫、氯的氢化物的稳定性依次增强,硅、磷、硫、氯非金属性逐渐增强,4.通过以上对第三周期元素的性质比较,我们可以得出结论: Na Mg Al Si P S Cl (Ar) 金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强 对其它周期元素进行研究,也可以得到类似的结论。,二.元素周期律(通过大量的事实，人们归纳出的一条规律) 1.定义：元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化。这一规律叫元素周期律。 2.实质：元素的性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布的周期性变化的必然结果。,元素的性质,原子序数,周期性,核外电子排布,三.元素的金属性、非金属性强

12、弱判断依据小结 元素金属性强弱判断依据： (1)金属活动顺序表 (2)金属之间的相互置换 (3)金属阳离子的氧化性强弱 (4)原子结构 (5)单质与水（或酸）反应的难易 (6) 元素在周期表的位置 (7)最高价氧化物对应水化物的碱性强弱,金属活动顺序表 金属之间的相互置换 金属阳离子的氧化性强弱 原子结构 单质与水（或酸）反应的难易 元素在周期表的位置 最高价氧化物对应水化物的碱性强弱,2. 元素非金属性强弱判断依据： (1)非金属之间的相互置换 (2)非金属阴离子的还原性强弱 (3)原子结构 (4)单质与氢化合的难易及氢化物的热稳定性 (5) 元素在周期表的位置 (6)最高价氧化物对应水化物

13、的酸性强弱,非金属之间的相互置换 非金属阴离子的还原性强弱 原子结构 单质与氢化合的难易及氢化物的热稳定性 元素在周期表的位置 最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,四微粒半径大小的比较规律（不考虑稀有气体元素） (1)同主族元素的原子电子层数多的半径越大。如：卤素原子半径FClBrI ， 卤素离子半径F-Cl-Br-I- ； 碱金属原子半径LiNaKRb ， 碱金属离子半径Li+Na+K+Rb+ 。,FClBrI， F-Cl-Br-I-； LiNaKRb， Li+Na+K+Rb+,(2)同周期元素的原子核电荷数越大的半径越小。如第三周期元素原子半径： NaMgAlSi PS Cl (3)电子层结

14、构相同离子，核电荷数越多的半径 越小。如：O2-F-Na+Mg2+ (4)同种元素的各种粒子，核外电子数越多的半 径越大。 如：ClCl ，FeFe2+Fe3+， Na Na+,NaMgAlSi PS Cl,O2-F-Na+Mg2+,ClCl ，FeFe2+Fe3+， Na Na+,五与短周期元素相关的三大类粒子 1.核外电子总数为2的粒子： He；Li+、Be2+；H- 等 2.核外电子总数为10的粒子： CH4、NH3、H2O、HF、Ne； H3O+、NH4+、Na+、Mg2+、Al3+； N3-、O2-、F-、OH-、NH2- 等 3.核外电子总数为18的粒子： SiH4、PH3、H2S

15、、HCl、Ar、F2、H2O2； K+、Ca2+; P3-、S2-、HS-、Cl- 等,He；Li+、Be2+；H- 等,CH4、NH3、H2O、HF、Ne； H3O+、NH4+、Na+、Mg2+、Al3+； N3-、O2-、F-、OH-、NH2- 等,SiH4、PH3、H2S、HCl、Ar、F2、H2O2；K+、Ca2+; P3-、S2-、HS-、Cl- 等,知识过关： 1已知X、Y、Z为三种原子序数相连的元素，最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱是：HXO4H2YO4H3ZO4。则下列说法正确的是（ A） A.气态氢化物的稳定性：HXH2YZH3 B.非金属活泼性：YXZ C.原子半径：X

16、YZ D.原子最外电子层上电子数的关系：Y= (X+Z),A,2已知X、Y均为118号之间的元素，X、Y可形成化合物X2Y和X2Y2，又知Y的原子序数小于X的原子序数，则两种元素的原子序数之和为( A ) A.19 B.18C.27D.9 3下列各离子化合物中，阳离子与阴离子的半径之比最小的是(C ) AKCl BNaBr CLiI DKF,A,C,4.下列叙述正确的是(B ) A.同周期元素中，VIIA族元素的原子半径最大 B.现已发现的零族元素的单质在常温常压下都是气体 C.VI A族元素的原子，其半径越大，越容易得到电子 D.所有的主族元素的简单离子的化合价与其族序数相等,B,5下列性质

17、的递变中，正确的是(B ) A.O、S、Na的原子半径依次减小 B.LiOH、KOH、CsOH的碱性依次增强C.HF、NH3、SiH4的稳定性依次增强D.HCl、HBr、HI的还原性依次减弱,B,6某元素X的原子序数为52，下列叙述不正确的是(B ) A.X的主要化合价是-2、+4、+6 B.X可以形成稳定的气态氢化物 C.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比HBrO4的酸性弱 D.X原子的还原性比碘原子强,B,7已知铍(Be)的原子序数为4。下列对铍及其化合物的叙述中，正确的是(C ) A.铍的原子半径小于硼的原子半径 B.氯化铍化学式中铍原子的最外层电子数是8C.氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱

18、 D.单质铍跟冷水反应产生氢气,B,8X、Y是元素周期表中 A族中的两种元素。下列叙述中能说明X的非金属性比Y强的是(C ) AX原子的电子层数比Y原子的电子层数 BX的氢化物的沸点比Y的氢化物沸点低 CX的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定 DY的单质能将X从NaX的溶液中置换出来,C,9下表是元素周期表的一部分：,(1) (填编号) 单质最轻的元素是 ；其最高价氧化物及其水化物既能与强酸反应又能与强碱反应的元素是 ；其气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是 ；地壳中含量最多的元素是 ；最高价氧化物的水化物酸性最强的元素是 。,(2) 表中元素的氢化物的化学式为HCl ，此氢化物的还原性比元素的氢化物

19、的还原性弱(填强或弱) 。 （3）已知某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如与的氢氧化物有相似的性质。 写出元素的氢氧化物NaOH 溶液反应的化学方程式Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O ，又如表中与元素的性质相似的不同族的元素是Li（填元素符号）。,HCl,弱,Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O,Li,10下列不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的事实是（B ） HCl比H2S稳定 HClO的氧化性比H2SO4强 HClO4的酸性比H2SO4强 Cl2能与H2S反应生成S Cl原子最外层有7个电子，S原子最外层只有6个电子 Cl2与Fe反应生成FeCl3，

20、S与Fe反应生成FeS Cl与S为同周期元素，且Cl的核电荷数比的大S A. B. C. D.,B,第一章 物质结构与元素周期律 第二节 元素周期律,第3课时 元素周期表与元素周期律的应用,行知中学张永平,一、元素“位、构、性”之间的关系 元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质。我们可根据元素在周期表中的位置推测其原子结构和性质；或根据元素的原子结构推测它在周期表中的位置。也可用图表示如下：,位置,原子结构,性质,位置,原子结构,反映,位 置: 周期序数 族序数,原子结构： 原子半径 电子层数 最外层电子数,推测,性 质： 主要化合价 得失电子能力,决定,周期序数 族序数,原子

21、半径 电子层数 最外层电子数,主要化合价 得失电子能力,反映,反映,推测,讨论：元素的原子结构与化合价同元素在周期表中的位置有一定关系，你知道哪些呢？ （1）核电荷数=质子数=原子序数； 电子层数=周期数 （3）主族元素：最高正价=族序数=最外层电子数=价电子数。 （3）非金属元素：最高正价最低负价=8（H除外）,质子数=原子序数,周期数,族序数=最外层电,子数=价电子数,最低负价=8,二、主族元素金属性、非金属性变化规律,族 A A A A A A A 周期 B Al Si Ge As Sb Te Po At,族,周期,金属性逐惭减弱，非金属性逐惭增强,金属性遂惭增强,金属性逐惭增强，非金属

22、性逐惭减弱,非金属性遂惭增强,讨论：元素周期表中金属性最强的元素是Cs，非金属性最强的元素是F (不考虑放射性元素) 。,Cs,F,三、元素周期表的重要意义 1、是元素周期律的具体表现形式，是学习和研究化学的重要工具； 2、指导科学研究，如发现新元素； 3、指导生产实践，如：在金属与非金属的分界处，可以找到半导体材料；在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料等；,半导体,过渡,2已知磷元素位于第3周期A族，(1) 画出磷的原子结构示意图 ；(2) 磷元素的最高化学价为 ，其氢化物的化学式为 。,知识过关： 1由A、B两种元素组成的化合物，如果A、B两种元素的原子最外层电子数分别是1和6

23、，则化合物的化学式可能是（BD）。 AAB2 BA2B CAB DA2B2,BD,+5价,PH3,30.5mol 的Y元素的离子得到6.021023个电子被还原成中性原子，0.4gY的氧化物恰好与100ml0.2mol .L-1 的盐酸完全反应，Y原子核内质子数和中子数相等。写出： Y的名称为 ，它在周期表的位置为: ； Y的氧化物与盐酸反应的离子方程式为 。,镁,第三周期、第IIA族,MgO+2H+=Mg2+H2O,4有X、Y、Z三种元素，其中X、Y属于同一主族，加热时，其单质都能与氢气形成气态氢化物H2X，H2Y。常温下，X单质为气态，X与Y可形成两种化合物YX2和YX3，Y、Z均在X的下一周期，而Z可与X生成化合物Z2X和Z2X2。试写出： （1）元素名称X 、Y 、Z ； （2）化合物Z2X2与H2X反应的化学方程式 ； （3）两种由X、Y、Z三种元素所组成物质的化 学式 。,氧 硫 钠,2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,Na2SO4或Na2SO3或Na2S2O3,5.已知元素的电负性与元素的化合价一样，也是元素