1、互动课堂疏导引导一、原子核外电子的排布规律1.核外电子的分层运动又叫核外电子的分层排布。科学研究证明：核外电子总是尽可能地先排布在能量最低的电子层里，然后再由里往外，依次排布在能量逐步升高的电子层里，即先排K层，排满了K层再排L层，排满了L层再排M层，以此类推。2.各核外电子层中最多容纳的电子数为2n2个(n为电子层数)。3.最外层电子数目不超过8个(K层为最外层时不超过2个)，即不论最外层是M层还是N、O、P、Q层，都是最多排8个电子。4.次外层(由外向里数第二层)电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不超过32个。注意：以上四条规律是互相联系的，不能独立地理解。例如，当M层不是最外层时，
2、则最多可以排布18个电子，而当它是最外层时，则最多可以排布8个电子。又如，当O层为次外层时，就不是最多排布252=50个，而是最多排布18个电子。再如质子数为19的钾原子，核外有19个电子，按每层最多容纳2n2个电子，第一层可排2个电子，第二层可排8个电子，第三层可排18个电子，19-2-8=9，这9个电子可都排布在第三层上，但这违背了第二条规律即最外层电子数不超过8个，电子排布时必须都满足这四条规律，因此只能在第三层上排8个电子，第四层上排1个电子。二、元素周期律1.定义：元素的性质随着元素核电荷数(原子序数)的递增而呈周期性变化的规律叫做元素周期律。2.实质：元素性质的周期性变化是元素原子
3、的核外电子排布的周期性变化的必然结果。也就是说，由于原子结构上的周期性变化，必然引起元素性质上的周期性变化，这体现了结构决定性质的规律。3.原子结构的变化规律如下表：原子序数电子层数最外层电子数达稳定结构时的最外层电子数121122310218811183188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周期性的变化。4.原子半径39号元素LiBeBCNOFNe原子半径/pm1521118877706664变化趋势1117号元素NaMgAlSiPSClAr原子半径/pm18616014311711010499变化趋势结论：随着原子序数的递增，元素原子半径呈现周期性变化。 注意：稀有气
4、体元素原子半径跟邻近的非金属元素相比显得特别大，这是由于测定稀有气体元素原子半径的根据与其他元素不同,不便与其他元素的原子半径作比较,故其原子半径没有列出。5.元素主要化学性质的周期性变化(以11号17号元素性质为例)元素符号 Na Mg Al Si P S Cl原子序数 11 12 13 14 15 16 17最外层电子数 1 2 3 4 5 6 7原子半径 最高正价 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 负价 - - - -4 -3 -2 -1 即元素的金属性和非金属性(主要化合价、最高价氧化物的水化物的酸碱性、气态氢化物的稳定性等)都随着元素原子序数的递增而呈周期性的变化。 注意：由
5、于氧(O)、氟(F)具有很强的非金属性，通常没有最高正价和相应的氧化物及含氧酸。三、常见元素化合价的一般规律1.金属元素无负价。因为金属元素最外层电子数目少，易失去电子变为稳定结构，故金属无负价，除零价外，在反应中只显正价。2.氟无正价，氧无最高正价。氟、氧得电子能力特别强，尤其是氟元素，只能夺取电子而成为稳定结构，除零价外，只显负价。氧只跟氟结合时，才显正价，如在OF2中氧呈+2价。3.在120号元素中，除O、F外，元素的最高正价等于最外层电子数；元素的最低负价与最高正价的关系为：最高正价+最低负价=8。注意：最高正价+最低负价=8(仅对部分非金属元素成立)。所有元素都有零价，既有正价又有负
6、价的元素一定是非金属元素。4.除个别元素(如氮元素)外，原子序数为奇数的元素，其化合价也常呈奇数价；原子序数为偶数的元素，其化合价也常呈偶数价，即序奇价奇，序偶价偶。 若原子的最外层电子数为奇数(m)，则元素的正常化合价为一系列连续的奇数，从+1到+m，若出现偶数则为非正常化合价，其氧化物是不成盐氧化物，例如NO2、NO；若原子的最外层电子数为偶数(m)，则正常化合价为一系列连接的偶数，从-2价到+m，例如：。四、元素的“位、构、性”关系的应用 同一元素的“位、构、性”关系可表示如下：1.结构与位置互推问题是解题的基础。(1)掌握四个关系式：质子数=原子序数。电子层数=周期数。最外层电子数=主
7、族序数。主族元素的最高正价=族序数，负价=主族序数-8。(2)熟练掌握周期表中的一些特殊规律，如各周期元素种数；稀有气体的原子序数及在周期表中的位置；同族上下相邻元素原子序数的关系等。2.性质与位置互推问题是解题的关键。熟悉元素周期表中同周期、同主族元素性质的递变规律，主要包括：(1)元素的金属性、非金属性。(2)气态氢化物的稳定性。(3)最高价氧化物对应水化物的酸碱性。3.结构和性质的互推问题是解题的要素。(1)最外层电子数决定元素原子的氧化性和还原性。(2)原子半径决定了元素单质的性质；离子半径决定了元素组成化合物的性质。(3)同主族元素最外层电子数相同，性质相似。(4)判断元素金属性和非
8、金属性的方法。五、元素周期律和元素周期表的意义1.元素周期表是学习和研究化学的一种重要工具。(1)由元素在周期表中的位置，可确定其结构。如铅(Pb)位于第六周期第A族，则可推知铅(Pb)有6层电子，最外层电子数为4。(2)由位置比较元素的性质。如同主族中元素性质的比较，同周期元素性质的比较等。(3)由位置推测元素的性质。如已知砹为第六周期第A族元素，试推测其性质。联想卤素，结合同主族元素性质的递变性可知砹是非金属元素，其单质是有色固体，常显-1价等。2.为发展物质结构理论提供客观依据。如指导新元素的合成，预测新元素的结构和性质等。3.指导工农业生产，启发人们在周期表中的一定区域内寻找新的物质。
9、4.在哲学方面，体现量变和质变的辩证关系。活学巧用1.核电荷数分别是16和4的元素的原子相比较，前者的下列数据是后者的4倍的是( ）A.电子数 B.最外层电子数C.电子层数 D.次外层电子数思路解析：首先应确定核电荷数是16和4的元素分别是什么元素，然后再画出其原子结构示意图对比判断。核电荷数是16的元素是S：。核电荷数是4的元素是Be：。答案：AD2.下列各组指定原子序数的元素中，不能形成AB2型化合物的是( ）A.6和8 B.16和8 C.12和9 D.11和16思路解析：首先将给定的原子序数所对应的元素搞清，再结合两元素间形成化合物的形式或从化合价规律分析即可。A项中是C和O可形成CO2
10、；B项中是S和O可形成SO2；C项中是Mg和F可形成MgF2；D项中是Na和S，形成的是Na2S是A2B型，而非AB2型。答案：D3.X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构，下列叙述正确的是( ）A.X的原子序数比Y的小 B.X原子的最外层电子数比Y的多C.X的原子半径比Y的大 D.X元素的最高正价比Y的小思路解析：本题主要考查元素周期律和元素周期表知识的应用和逻辑推理能力。根据X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有和Ar相同的电子层结构，结合阴离子与其原子具有相同的电子层，而阳离子比它的原子少一个电子层，则X、Y、Ar三原子在周期表中的位置为：从上图知：X、Y在相邻的周期，Y
11、在X元素的上一周期，是非金属；X的原子序数比Y大，X是金属元素，其原子的最外层电子数比Y少。X原子比Y原子的电子层结构多一层，故半径XY。X原子处在第四周期，可能为钾、钙等，阳离子的电子层结构与Ar的相同，X的最高正价可能是+1、+2等；Y元素处于第三周期，可能是P、S、Cl等，其最高正价可能是+5、+6、+7等。显然，X元素的最高正价比Y的小。答案：CD4.下列叙述中能肯定A比B的金属性强的是( ）A.A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少B.A原子的电子层数比B原子的电子层数多C.1 mol A与酸反应生成的H2比1 mol B与酸反应生成的H2多D.常温时，A能从水中置换出氢，而B
12、不能思路解析：元素金属性的强弱，可以从它的单质与水(或酸)反应置换出氢的难易程度以及元素的最高价氧化物的水化物即氢氧化物的碱性强弱来判断。如果元素的单质与水(或酸)反应置换出氢容易，或它的氢氧化物碱性强，则元素的金属性就强，反之则弱。选项A只指出A、B两种元素原子的最外层电子数的多少，而没有指明它们的电子层数的多少，因而不能确定A、B的金属性强弱，如Ag呈+1价，最外层有1个电子，而Mg最外层电子数比Ag多，金属性却是MgAg。选项B中指出了A、B原子电子层数的多少，但电子层数少的不一定的比电子层数多的原子的金属性弱，如Na比Cu少一个电子层，但Na比Cu活泼。选项C中说明了等物质的量的金属A
13、、B与酸反应生成H2的多少，未说明与酸反应的快慢，而与酸反应生成的H2多的金属活泼性不一定强，如1 mol Al比1 mol Na与足量酸反应时生成的H2多，但Al没有Na活泼。金属的活泼性与其在反应中失电子的难易有关，而与其失去电子的数量无关。选项D正确，因为只有很活泼的金属(如K、Ca、Na等)在常温下才与水反应，而较不活泼的金属在常温下与水不反应。答案：D5.下列各种说法中，正确的是( ）A.元素的性质随着相对原子质量的递增呈周期性变化B.从Na到Ar，随着原子序数的递增原子半径逐渐变小C.11号到17号元素化合价的变化，与3号到9号元素化合价的变化完全相同D.没有元素原子核外电子排布的
14、周期性变化，就没有元素性质的周期性变化思路解析：元素的性质应是随着原子序数的递增而呈周期性变化，故A选项不正确；原子半径的周期性变化，不包含稀有气体元素的原子，因为稀有气体元素的原子半径的测定与相邻非金属元素的依据不同，其数字不具有可比性，故B选项不正确；11号到17号元素的最高正价从+1递增到+7，而3号到9号元素的最高正价从+1递增到+5，故C选项不正确；由于元素原子核外电子排布的周期性变化，才有原子半径、元素的主要化合价呈周期性变化，故D选项正确。答案：D点评：元素周期律是化学的一般规律，规律都有其例外和特殊的一面。“周期性变化”也不是一成不变地重复，在“周期性”中存在“变化”。我们应该
15、掌握这些特殊点并能辩证地理解规律。6.今有三种短周期元素X、Y、Z，已知其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱是H2XO3H3YO4HZO3，则X、Y、Z的非金属性强弱顺序是( ）A.XYZ B.XZYC.YXZ D.ZYX思路解析：本题主要考查元素的最高价氧化物对应水化物酸性的强弱与非金属性强弱的递变规律。由于非金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强，因此，三种元素的非金属性强弱顺序是ZYX。答案：D7.在元素周期表中金属元素与非金属元素分界线附近，能找到( ）A.耐高温的合金材料 B.制农药的元素C.做催化剂的元素 D.作半导体材料的元素思路解析：耐高温、耐腐蚀的合金材料及催化剂一
16、般是过渡元素及其化合物。制农药的元素，位于元素周期表的右上角。主要含F、Cl、S、P、As等非金属元素。半导体材料主要有锗、硅、镓、硒等，它们均在金属与非金属的分界线附近。答案：D8.19世纪中叶，门捷列夫曾根据他发现的周期律，预言过第4周期A族的锗(当时它称为类硅)元素的性质。试根据周期律推测：(1)锗的金属性和非金属性，锗能否与酸或碱作用。(2)GeO2在水中的溶解性。(3)Ge(OH)4的酸碱性。(4)GeH4的热稳定性。答案：(1)先看Ge的位置及相邻元素：A A A3周期 Si 4周期Ga Ge As5周期 Sn 根据元素“位”“构”“性”的关系及性质递变规律，锗兼有金属与非金属的性质，即为准金属；锗是半导体，它与硅相似，但金属性比硅强，比锡弱，锗应既能与酸作用又能与碱作用，分别生成如Ge(SO4)2和Na2GeO3形式的盐。(2)GeO2在水中的溶解性和SiO2类似，也难溶于水。(3)Ge(OH)4兼有酸、碱性，为两性氢氧化物，既能溶于强酸，也能溶于强碱，生成相应的盐如Ge(SO4)2、Na2GeO3和水。(4)GeH4的稳定性较CH4、SiH4要差，受热时更易分解。