1、第二节元素周期律(第1课时)内容标准活动与探究建议1.在初中有关原子结构知识的基础上，了解元素原子核外电子排布。2.通过有关数据和实验事实，了解原子结构与元素性质(金属性、非金属性)之间的关系。3.理解元素周期律的含义和实质。查阅资料并讨论：第三周期元素及其化合物的性质变化规律。1869年，俄国科学家门捷列夫在继承和分析前人工作的基础上总结出了一条规律：元素的性质随着元素相对原子质量的递增而呈周期性变化。这在当时已是非常科学的了。但从我们现今的科学知识来看，这种观点是否正确？提示：不正确。一、原子核外电子的排布1电子的能量(1)在多电子原子里，电子的能量_。(2)在离核较近的区域内运动的电子能
2、量_，在离核较远的区域内运动的电子能量_。2电子层(1)概念：在多电子原子里，电子分别在_的区域内运动，我们将这些不同的区域简化为_的壳层，称作电子层。(2)不同电子层的表示及能量关系：各电子层(由内到外)序号(n)1234567符号KLMNOPQ与原子核的距离由小到大能量由低到高(3)电子分层排布：电子总是尽可能先从_排起，当一层_后再填充下一层。二、元素周期律1元素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周期序数原子序数电子层数最外层电子数一12112二310三1118结论：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现_的周期性变化(第一周期除外)(2)元素原子半径的
3、周期性变化周期序数原子序数原子半径的变化二39三1117结论：随着原子序数的递增，元素原子半径呈现_的周期性变化2.元素性质的周期性变化(1)元素化合价的周期性变化周期序数原子序数化合价(最高价、最低价)的变化一1210二310最高正价：_最低负价：_三1118最高正价：_最低负价：_结论：随着原子序数的递增，元素的最高正价呈现_、最低负价呈现_的周期性变化(2)元素金属性与非金属性的周期性变化Na、Mg、Al金属性强弱比较：Si、P、S、Cl非金属性强弱的比较：同周期元素性质的递变规律：随着原子序数的递增3元素周期律(1)内容：元素的性质随着原子序数的递增而_。(2)实质：元素性质的周期性变
4、化是_周期性变化的必然结果。自主思考：与酸反应时，1 mol Mg和1 mol Al分别失去2 mol e和3 mol e，能否说明Al的金属性强于Mg？答案：一、1.(1)不同(2)较低较高2(1)能量不同不连续(3)内层充满二、1.(1)218318由1到8(2)逐渐减小逐渐减小由大到小2(1)15411741由1到7由4到1(2)NaMgAlNaOHMg(OH)2Al(OH)3NaMgAlClSPSiHClO4H2SO4H3PO4H2SiO3ClSPSi减弱增强3(1)呈周期性变化(2)元素原子核外电子排布自主思考提示：不能。比较金属性强弱时不能根据在反应中得失电子的多少，而是根据得失电
5、子的难易。一、核外电子排布1核外电子排布的规律(1)能量最低原理原子核外电子总是先排布在能量最低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的电子层(能量最低原理)，即排满了K层才排L层，排满了L层才排M层；(2)原子核外各电子层最多容纳2n2个电子；(3)原子最外层电子数不超过8(K层为最外层时不超过2)；(4)次外层最多能容纳的电子数不超过18。(1)核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解，如当M层不是最外层时，最多可以排布18个电子，而当它是最外层时，最多可以排布8个电子。(2)电子不一定排满M层才排N层，如K和Ca的核外电子排布情况分别为：K Ca 2粒子核外电子排布的表示方
6、法(1)原子结构示意图：表示原子的核电荷数和核外电子在原子核外各电子层排布的图示。如Na原子的原子结构示意图为：(2)离子结构示意图当主族中的金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构(电子层数相同，每层上所排的电子数也相同)。如Mg: Mg2：。非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。如F: F：。二、同周期、同主族元素性质的变化规律项目同周期(从左到右)同主族(从上到下)最外层电子数由1逐渐增到7(第一周期由1到2)相同主要化合价最高正价：17，负价：41最高正价相同(O、F除外
7、)原子半径逐渐减小(稀有气体除外)逐渐增大得失电子能力得电子能力增强，失电子能力减弱得电子能力减弱，失电子能力增强单质的氧化性、还原性还原性减弱，氧化性增强氧化性减弱，还原性增强最高价氧化物对应水化物的酸碱性碱性减弱，酸性增强酸性减弱，碱性增强非金属氢化物的生成难易生成由难到易，稳定性由弱到强生成由易到难，稳定性由强到弱(1)短周期中金属元素的最外层电子数3。(2)金属元素无负价，F元素无正价。 三、粒子半径大小的比较原子半径(1)电子层数相同(即同周期)时，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小。例如：r(Na)r(Mg)r(Al)r(Si)r(P)r(S)r(Cl) (2)最外层电子数相同(
8、即同主族)时，随着电子层数的递增，原子半径逐渐增大。例如：r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)离子半径(1)同种元素的离子半径：r阴离子r原子r阳离子，r低价阳离子r高价阳离子。例如：r(Cl)r(Cl)，r(Fe)r(Fe2)r(Fe3) (2)电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小。例如：r(O2)r(F)r(Na)r(Mg2)r(Al3) (3)同主族带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。例如：r(Li)r(Na)r(K)r(Rb)r(Cs)；r(O2)r(S2)r(Se2)r(Te2) (4)所带电荷、电子层数均不同的离子可选一种离子参照比较。例如：比较r(K)与
9、r(Mg2)可选r(Na)为参照，可知：r(K)r(Na)r(Mg2)四、元素金属性、非金属性强弱的判断分类判断的依据规律元素金属性强弱的判断单质的还原性单质与水或酸反应置换出氢气的难易金属单质与水或酸(非氧化性酸)反应置换出氢气越容易(反应越剧烈)，表明元素的金属性越强金属单质之间的置换反应一种金属能把另一种金属从它的盐溶液里置换出来，表明前一种金属元素的金属性较强其他条件相同时与同一种非金属单质反应反应条件越苛刻，金属元素的金属性越弱；反应越剧烈，金属元素的金属性越强金属阳离子的氧化性金属阳离子的氧化性越弱，其对应金属元素的金属性越强最高价氧化物对应水化物的碱性最高价氧化物对应水化物的碱性
10、越强，表明元素的金属性越强元素在周期表中的位置同一周期，从左到右，金属性逐渐减弱；同一主族，从上到下，金属性逐渐增强元素非金属性强弱的判断单质的氧化性单质与氢气化合的难易程度非金属单质与氢气化合越容易，元素的非金属性越强非金属单质之间的置换反应对于特定的置换反应，一种非金属单质能把另一种非金属单质从它的盐溶液或酸溶液中置换出来，表明前一种元素的非金属性较强在其他条件相同的情况下，与同一种金属单质反应反应条件越苛刻，非金属元素的非金属性就越弱；反应越剧烈，非金属元素的非金属性就越强与同种变价金属反应被氧化后的金属价态越高，非金属元素的非金属性越强气态氢化物的稳定性气态氢化物越稳定，元素的非金属性
11、越强气态氢化物或非金属阴离子的还原性气态氢化物或非金属阴离子的还原性越弱，元素非金属性越强最高价氧化物对应水化物的酸性最高价氧化物对应水化物的酸性越强，表明元素的非金属性越强元素在周期表中的位置同一周期，从左到右，非金属性逐渐增强；同一主族，从上到下，非金属性逐渐减弱知识点1 原子核外电子排布规律【例题1】 核电荷数小于18的某元素X，其原子核外电子层数为a，最外层电子数为(2a1)。下列有关元素X的说法中，不正确的是()。A元素X的原子核内质子数为(2a21)B元素X形成的单质既能作氧化剂又能作还原剂C元素X形成的简单离子，各电子层的电子数均达到2n2(n表示电子层数)D由元素X形成的某些化
12、合物，可能具有杀菌、消毒的作用解析：因电子层数不可能为小数，只能为整数，根据题意，1a3，又因最外层电子数小于或等于8，即2a18，得1a3。当a1时，不成立；当a2时，最外层电子数为5，元素X为N；当a3时，最外层电子数为7，元素X为Cl。当X为N元素时，质子数2a2122217，当X为Cl元素时，质子数2a21232117，故A选项正确；由Cl2H2OHClHClO，N23H22NH3，N2O22NO知，B选项正确；Cl的核外电子排布为，最外层电子数达不到2n2，C选项错误；如果X为Cl，则可形成HClO，具有杀菌、消毒作用，D选项正确。答案：C点拨：短周期元素原子结构的特殊性。(1)原子
13、核内无中子的原子：H。(2)原子最外层有1个电子的元素：H、Li、Na。(3)原子最外层有2个电子的元素：Be、Mg、He。(4)原子最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。(5)原子最外层电子数是次外层电子数2倍的元素是C；最外层电子数是次外层电子数3倍的元素是O；最外层电子数是次外层电子数4倍的元素是Ne。(6)原子电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。(7)原子电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be。(8)原子次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si。(9)原子内层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、P。知识点2 元素金属性和非金属性强弱的判断【例题2】 下
14、列事实不能作为实验判断依据的是()。A钠和镁分别与冷水反应，判断金属活动性强弱B铁投入CuSO4溶液中，能置换出铜，钠投入CuSO4溶液中不能置换出铜，判断钠与铁的金属活动性强弱C酸性：H2CO3H2SO4，判断硫与碳的非金属活动性强弱DBr2与I2分别与足量的H2反应，判断溴与碘的非金属活动性强弱解析：A项符合金属与水反应判断金属活动性强弱的依据；因Na的金属活动性太强，与溶液反应时会先与H2O反应，故B项不能作为判断依据；C项中根据H2CO3、H2SO4都是最高价含氧酸，由它们的酸性强弱可以推知硫的非金属性比碳强；D项所述符合根据非金属单质与H2反应难易判断非金属活动性强弱的依据。答案：B
15、点拨：(1)金属性和非金属性讨论的对象是元素，具体表现为该元素的单质或特定化合物的性质。(2)氧化性和还原性讨论的对象是具体物质或某物质中的特定微粒，具体表现在该物质中某元素得失电子的能力 。知识点3 微粒半径大小的比较【例题3】 下列微粒半径大小比较正确的是()。ANaMg2Al3O2BS2ClNaAl3CNaMgAlSDCsRbKNa解析：A项中，四种离子核外电子数相同，随着核电荷数增大，离子半径依次减小，即Al3Mg2NaO2，故A项错误；C项中，Na、Mg、Al、S的原子半径依次减小，故C项错误；D项中，Na、K、Rb、Cs最外层电子数相同，电子层数依次增多，半径依次增大，故D项错误。
16、而B项中，因S2、Cl比Na、Al3多一个电子层，则S2、Cl半径比Na、Al3大，而S2、Cl和Na、Al3也分别适用“序小径大”的原则，则微粒半径：S2ClNaAl3，故B项正确。答案：B点拨：比较原子半径大小时，对同周期或同主族元素的原子，按其递变规律进行比较；对具有相同电子层结构的离子要按其核电荷数的大小进行判断。知识点4 元素推断【例题4】 X、Y、Z、W、R是五种短周期元素，其原子序数依次增大。X是周期表中原子半径最小的元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z、W、R处于同一周期，R与Y处于同一主族，Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的
17、是()。A元素Y、Z、W具有相同电子层结构的离子，其半径依次增大B元素X不能与元素Y形成化合物X2Y2C元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性：XmYXmRD元素W、R的最高价氧化物对应的水化物都是强酸解析：X是周期表中原子半径最小的元素，即为H元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，则为O元素，R、Y处于同一主族，则R为S元素；Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等，结合Z、W、R处于同一周期，且原子序数Z、W、R依次增大，推出Z为Na元素，W为Al元素。A项，离子半径应为依次减小，不正确；B项，X可与Y形成H2O2，不正确；C项，正确；D项，元素W的最高价氧
18、化物对应的水化物是两性物质，不正确。答案：C点拨：解答元素推断题时，要充分利用已知条件，先“化整为零，各个击破”，确定出具体的元素；再“化零为整，纵横比较”。比较元素的性质时，要注意位置。同一周期“看左右”递变，同一主族“看上下”递变。1在118号元素中，某元素R的最外层上的电子数与电子层数相同，该元素可能有()。A1种 B2种 C3种 D4种2关于多电子原子的核外电子运动的说法正确的是()。A原子核外电子的能量没有差别，电子的运动也是杂乱无章的B原子核外电子的能量是不同的，能量低的在离核近的区域运动C原子核外电子的能量是不同的，能量高的在离核近的区域运动D原子核外电子的能量是不同的，能量低的
19、、能量高的都有可能在离核近的区域运动3A、B、C三种元素的原子序数依次为a、b、c，它们的离子An、Bn、Cm具有相同的电子层结构，且nm，则下列关系正确的是()。Aabc BacbCabmn Dacnm4(2012江苏栟茶中学高一下学期学情调研)下列各元素的氧化物中，既能与盐酸反应生成盐和水，又能够与NaOH溶液反应生成盐和水的是()。A元素X：它的原子中M层比L层少2个电子B元素Z：位于元素周期表中的第三周期第A族C元素Y：它的二价阳离子核外电子总数与氩原子相同D元素W：它的焰色反应颜色呈紫色5下列说法正确的是()。A原子序数越大，原子半径一定越大B电子层数多的原子的半径一定比电子层数少的
20、原子的半径大C原子序数大的原子，最外层电子数也多D元素原子最外层电子数越多(除稀有气体)，显示的化合价不一定越高6用118号元素及其形成化合物的化学式填空。(1)原子半径最小的元素是_。(2)除稀有气体外，原子半径最大的元素是_，它的原子结构示意图是_。(3)与水反应最剧烈的金属是_。(4)最高价氧化物对应水化物碱性最强的是_。(5)气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是_。(6)最稳定的气态氢化物是_。(7)金属性最强的元素是_，非金属性最强的元素是_。(8)最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是_。答案：1C由题意可从以下三种情况进行分析：(1)R有1个电子层，且最外层上有1个电子： ，氢元素。(
21、2)R有2个电子层，且最外层上有2个电子： ，铍元素。(3)R有3个电子层，且最外层上有3个电子：，铝元素。所以该元素可能有3种。2B在多电子原子中，核外电子的能量不同，能量低的在离核近的区域运动，能量高的在离核远的区域运动。3B根据题意可知A、B、C三种元素在元素周期表中的相对位置为，故原子序数的关系为acb，B正确。ab2ncmn，C、D均错误。4B既能与盐酸反应生成盐和水，又能够与NaOH溶液反应生成盐和水的氧化物是两性氧化物。元素X为S，元素Z为Al，元素Y为Ca，元素W为K，只有Al2O3为两性氧化物，故选B。5D随着原子序数的递增，元素的化合价、元素原子的最外层电子排布、原子半径等均呈周期性变化，故A、B、C均错误。但元素原子的最外层电子数越多，显示的化合价不一定越高，如N、O、F原子最外层电子数分别为5、6、7，其中最高化合价N为5，而F无正价，O无最高正价，故D正确。6答案：(1)H(2)Na (3)Na(4)NaOH (5)N(6)HF(7)NaF(8)HClO4解析：本题是全方位考查对前18号元素的性质及原子结构的掌握程度，并熟练运用元素周期律对相关内容进行推断。