1、第一单元 核外电子排布与周期律知识梳理一、原子核外电子的排布1.原子核外电子的排布 原子核外电子是分层排布的。含多个核外电子的原子中，能量较低的电子排布在离原子核近的区域里(电子层)，能量较高的电子排布在离原子核远的区域(电子层)里。各电子层由内向外的层序数n依次为1、2、3、4、5、6、7，分别称为K、L、M、N、O、P、Q电子层。2.原子结构简图以钠原子结构示意图为例，见下图：钠原子结构示意图3.核外电子排布一般规律含多个核外电子的原子中，电子以能量的不同分层排布，其主要规律是：(1)各电子层最多能容纳的电子数为2n2个(n为各电子层由内向外的层序数)。(2)最外层电子数最多不超过8个(只
2、有一个电子层时，不超过 2个)，次外层电子数最多不超过18个，倒数第三层电子数最多不超过32个。(3)核外电子一般总是尽先排布在能量最低的电子层里，即最先排布K层，K层排满后，再排布L层，依次类推。二、元素周期律1.原子序数人们按核电荷数(或说质子数)从小到大给元素编号,这种编号叫做原子序数。2.元素周期律的含义元素的性质随着元素的原子序数递增而呈周期性变化的规律,即元素周期律。(1)元素原子最外层电子排布的变化规律：随着原子序数的递增，元素原子最外层电子排布呈现周期性变化，表现在每隔一定数目的元素，元素原子的最外电子层上的电子数从1个递增到8个。(2)元素的原子半径变化规律：随着原子序数的递
3、增，元素的原子半径呈现周期性变化，表现在每隔一定数目的元素，元素的原子半径从大到小(又突然增大)。(3)元素的金属性和非金属性变化规律：随着原子序数的递增，元素的性质呈现周期性变化，表现在每隔一定数目的元素，元素的金属性逐渐减弱，而非金属性逐渐增强。(4)元素的主要化合价变化规律：随着原子序数的递增，元素的主要化合价呈现周期性变化，表现在每隔一定数目的元素，元素的主要化合价中最高价从+1价逐渐递增到+7(氧和氟例外)，最低价态从-4递增到-1价。3.元素周期律的实质 元素性质的周期性递变是元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果。即元素原子核外电子排布周期性变化决定着元素性质的周期性变化。三、
4、元素周期表及其应用1.表的结构2.元素周期表和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。3.元素在周期表中的位置、原子结构、元素的性质之间的关系和递变规律(1)同周期中，元素的原子电子层数相同。除了惰性元素以外，随着核电荷数的递增，虽然电子数增多，但是原子核对外层电子的吸引能力却逐渐增强，使原子半径逐渐减小，元素原子得到电子的能力逐渐增强，失去电子的能力逐渐减弱。即同周期元素，从左到右(除了惰性元素)，原子半径逐渐减小，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。(2)同主族中，元素的最外层电子数相同，随着核电荷数的递增，电子层数增多，原子半径逐渐
5、增大，原子核对外层电子的吸引能力逐渐减小，元素原子失去电子的能力逐渐增强，获得电子的能力逐渐减弱。即同主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。(3)位、构、性的关系 元素的原子结构决定了元素在周期表中的位置，元素在周期表中的位置体现(或反映)了元素原子结构和性质的特点。因此，我们可以根据元素在周期表中的位置，推测元素的原子结构特点(核外电子排布)，预测其主要性质。4.周期表的应用(1)根据元素在周期表中的位置，可以判断它的金属性和非金属性的相对强弱、原子核外电子排布、主要化合价以及单质及其重要化合物的性质。或根据元素的性质可以判断其在周期表中的位置和主要化
6、合价、核外电子排布、元素的金属性和非金属性的强弱。(2)在金属与非金属的分界线附近寻找半导体材料，如锗、硅、硒等。(3)在过渡元素中寻找各种优良的催化剂(如铂、镍等)和耐高温、耐腐蚀的合金材料(如制造火箭和飞机的钛、钼等元素)。(4)合成农药用的元素在周期表的右上角，如S、P、Cl、N、F等元素。(5)还可以预测新元素、新物质等。知识导学一、原子核外电子的排布学习本单元知识前应该先复习初中化学所学的关于原子结构的初步知识。1.原子核外电子排布的知识是元素周期律和周期表知识以及以后学习物质结构知识和分析物质化学性质的基础和依据。2.学习时应掌握好核外电子排布的一般规律,并熟练书写118号元素的核
7、外电子排布情况,特别是它们的原子结构示意图的书写。学习了元素周期表和周期律的知识后，还要能够将主族和零族元素原子结构示意图能够准确地书写出来。3.该规律可记忆为“一低四不超”。学习时需要注意的是,该规律内容中的各项既相互联系，又相互牵制，不能孤立片面理解,必须同时满足各项要求。二、元素周期律1.原子序数=质子数=核电荷数=原子的核外电子数(适应所有中性原子和原子团)2.“周期性变化”是指事物发展过程中，每隔一定的数量间隔，又重现前面出现过的情况，这种性质的变化称为周期性变化。3.原子半径由电子层数和核电荷数以及核外电子数多少决定，它是反映结构的一个参考数据；也是决定元素性质的重要因素之一。4.
8、元素原子失电子的性质即元素的金属性，元素原子得到电子的性质即元素的非金属性。元素的金属性强弱常借助于单质跟水或酸反应置换出氢的难易、最高价氧化物对应水化物的碱性的强弱来体现；元素的非金属性常借助于单质与氢气化合生成气态氢化物的难易、气态氢化物的稳定性以及最高价氧化物对应的水化物的酸性的强弱来体现。三、元素周期表及其应用1.把握元素周期表的结构可按以下要领：(1)横：三短、三长、一不全，镧系、锕系列下边。(2)纵：七主七副八与零，镧系锕系挤当中。2.注意从以下几个角度理解把握该关系：(1)层次关系：“同周期”“同主族”“从左到右”“从上到下”，这些都是“位置”内涵；“电子层数”“核电荷数”“核外
9、电子排布”“原子半径”都是“原子结构”的内涵；“化合价”“吸引电子的能力”“得失电子的能力”“金属性、非金属性”，这些都是“元素性质”的内容，学习时既要明白层次关系，又要融和在一起。(2)因果关系：(3)定量关系：电子层数周期数，最外层电子数=主族序数，原子序数=质子数，主族序数最高正价数，负价的绝对值=8-主族序数，3.常见的应用：(1)比较同主族元素的金属性、非金属性、最高价氧化物对应的水化物的酸碱性、氢化物的稳定性等。如碱性：Ba(OH)2Ca(OH)2；气态氢化物稳定性：CH4SiH4。(2)比较同周期元素及其化合物的性质。如酸性：HClO4H2SO4；稳定性：HClH2S。(3)比较
10、不同周期、不同主族元素性质时，要找出参照物。例如，比较氢氧化镁和氢氧化钾的碱性，可以把氢氧化钠作为参照物得出氢氧化钾的碱性强于氢氧化镁。(4)推断一些未学过的元素的某些性质。疑难突破1.单质的性质就是对应元素的性质吗？剖析：解决该问题的方法和思路应该是先要区分开“单质的性质”与“元素的性质”的内涵；然后很自然地就明白二者之间的联系和不同点了。元素的性质是一种微观的、理论的、本质的属性，由原子结构本身直接决定。元素不是一种具体物质，它只是一类原子的总称，本身是以单质或化合物的形式出现的，所以需要通过宏观具体物质如单质和化合物等间接体现和反映。单质是一具体物质，其性质要受该单质微粒的各个结构特点的
11、影响，有时可以从某一角度反映其元素的某些性质，并不一定都能反映其元素的性质。 单质的性质是宏观物质所表现出来的物理性质(色、态、熔、沸点等)和化学性质(单质与水、酸、氧气或氢气反应等)。元素的性质是指理论上由元素原子的原子半径、核外电子排布等微观基本结构特点所决定的元素原子本身得到或失去电子而表现的金属性或非金属性，常借助于该元素对应单质与水、酸、氧气或氢气反应的难易以及气态氢化物的稳定性、元素的最高价氧化物对应水化物的酸碱性等来间接说明。 对有些单质来讲，元素的性质与单质的化学性质变化是趋于一致的，此时是因为它们的化学性质主要是由原子结构来决定的，如碳、硅的单质，金属单质和由单原子分子构成的
12、稀有气体等。 但对多原子分子的单质，其性质与元素的性质就不一定一致了。如氮元素，由其原子核外只有两个电子层、最外层有5个电子、原子半径小等基本性质决定氮元素是一种活泼的非金属。但实际上N2的化学性质很不活泼，这是因为它的化学性质主要由分子结构决定。所以，这类物质的单质性质与元素性质就显得不一致了。2.如何比较简单微粒半径的大小？剖析：要比较微粒半径的大小，必须要知道决定微粒半径大小的因素以及类型和规律。一般情况下，原子或离子半径大小主要是由三个因素决定的：一是电子层数；二是核电荷数；三是电子数。 各因素对半径的单一影响规律是： 电子层数越多，则半径越大；核电荷数越多，则半径越小；电子数越多，则
13、半径越大。 需要注意的是，在微粒半径的比较中，当有多个不同因素影响时，要注意抓住矛盾的主要方面，找出决定性的主要影响因素而得出正确的结论。例如同主族元素原子从上到下，虽然核电荷数的增多会使半径减小，但电子层数的增多使半径增大起了主要的决定性影响作用；同周期元素原子从左到右，虽然电子数增多会使半径增大，但核电荷数的增大使半径减小起决定性的影响作用。 要学会使用抓住矛盾的主要方面来说明问题的方法。 解决该类问题的一般思路是：从多个条件或关系中找出明显的突破口，然后依据相互之间的联系或学过的有关知识层层递进，反复关联，便可以解决。(1)对于不同原子，比较半径大小分为如下情况：电子层数相同时，随原子序
14、数递增，原子半径减小。例：rNarMgrAlrSirPrSrCl最外层电子数相同时，随电子层数递增，原子半径增大。例：rLirNarKrRbrCs(2)对于不同的离子，比较半径大小分为如下情况：对于同种元素的离子：阴离子半径大于原子半径，原子半径大于阳离子半径，低价阳离子半径大于高价阳离子半径。例：,对于电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小。例：对于带相同电荷的离子，电子层越多，半径越大。例：;对于所带电荷、电子层均不同的离子，可选一种离子参照比较。例：比较与可选为参照，可知3.解答元素推断题一般有哪些规律和方法？剖析：要熟练记住这几种重要定量关系以及各自的使用条件。已知原子序数确定元
15、素在周期表中的位置，也可用“递减法”：用原子序数依次减去各周期元素的种数，但要有余数，且余数不够一个周期的元素数目，且余数就是该元素所在最后周期的第几号元素。如78号元素的位置的求法：78-2-8-8-18-18=28，由于第六周期共有32种元素，所以，余数28表示该元素是第六周期的第28种，应该在自右边数第五列即第A族。 要善于积累总结归纳，以备应用。例如：形成化合物种类最多的元素或单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最大的元素：C。空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。地壳中含量最多的元素或气态氢化物的沸点最高的元素或气态氢化物在通常情况下呈现液
16、态的元素：O。最活泼的非金属元素：F；最活泼的金属元素：Cs；最轻的单质的元素：H；最轻的金属元素：Li；单质的着火点最低的非金属元素是：P等。 元素的推断多为文字叙述题。考查该知识点的题型主要有选择题、填空题、推断题等，涉及知识面广，常给出如下条件：结构特点，性质特点，定量计算。常需运用相关的基础知识去解决问题。(1)根据原子结构与元素在周期表中的位置关系的规律电子层数周期数，主族序数最外层电子数原子序数质子数，主族序数最高正价数负价的绝对值=8-主族序数(2)根据原子序数推断元素在周期表中的位置记住稀有气体元素的原子序数：2、10、18、36、54、86。用原子序数减去比它小而相近的稀有气
17、体元素的原子序数，即得该元素所在的纵行数。再运用纵行数与族序数的关系确定元素所在的族；这种元素的周期数比相应的稀有气体元素的周期数大1。(3)根据位置上的特殊性确定元素在周期表中的位置。主族序数等于周期数的短周期元素：H、Be、Al。主族序数等于周期数2倍的元素：C、S。最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素：C、Si短周期中最高正价是最低负价绝对值3倍的元素：S。(4)根据元素性质、存在、用途的特殊性。(5)确定元素性质的方法先确定元素在周期表中的位置。通常情况下，主族序数-2本主族中非金属元素的种数(A除外)。若主族元素的族序数为m，周期数为n，则：m/n1时，为金属，m/n值越小，金属性越强；m/n1时，为非金属，m/n值越大，非金属性越强；m/n1时是两性元素。