1、第2节 元素周期律和元素周期表 第1课时 元素周期律 目标导航预习导引 1.使学生了解元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价的周期性变化,认识元素周期律。2.通过对元素周期律的初探,使学生学会利用各种图表(柱状图、线状图等)处理数据,提高分析、处理数据的能力。1.能够通过元素的原子半径、主要化合价、原子的最外层电子排布的周期性变化,理解元素周期律的实质。2.学会正确比较微粒半径的大小。目标导航预习导引1.原子序数 元素在元素周期表中的序号,其数值等于原子核内的质子数。预习交流1 根据原子序数的定义思考:它与构成原子的粒子的数量有什么关系?答案:原子序数=核内质子数=核外电子数。目标导航预习
2、导引2.元素周期律(1)元素周期律的含义 元素的性质随着元素原子序数的递增而呈周期性变化。(2)元素周期律的表现 最外层电子排布规律:原子序数 电子层数 最外层电子数 达到稳定结构时的最外层电子数 12 1 12 2 310 2 18 8 1118 3 18 8 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变化 目标导航预习导引原子半径的变化规律:原子序数 原子半径的变化 39 0.134 nm0.071 nm大小 1117 0.154 nm0.099 nm大小 结论:随着原子序数的递增,元素原子半径呈现周期性的变化 目标导航预习导引原子序数 化合价的变化 12+10 310
3、正价:+1+5负价:-4-10 1118 正价:+1+7负价:-4-10 结论:随着原子序数的递增,元素化合价呈现周期性的变化 化合价变化规律:(3)元素周期律的实质 元素性质的周期性变化是原子核外电子排布呈周期性变化的必然结果。目标导航预习导引预习交流2 通过对本课时的预习,你觉得应如何理解“周期性”?答案:简单地讲,所谓“周期性”,就是指同样的现象多次出现、间隔有规律、相同变化随时间增加而增加“发生次数”。该现象从前一次开始的某个“计算点”,到下一次发生时两“点”之间的间隔,就是一个周期。问题导学即时检测一二一、元素周期律 活动与探究(1)下图是表示118号元素最外层电子数的柱状图,请你对
4、图表进行分析、比较,随着原子序数的递增,元素原子的最外层电子排布呈现怎样的变化?问题导学即时检测一二答案:由图像可知,在118号元素的原子核外,随着原子序数的递增,元素原子最外层电子的排布呈现周期性的变化,最外层电子数由1递增到8(若K层为最外层,则由1递增到2)。问题导学即时检测一二(2)下图是118号元素的原子半径示意图,试思考元素原子半径的变化规律(不考虑稀有气体):电子层数相同时,元素原子半径呈现怎样的变化?最外层电子数相同时,元素原子半径呈现怎样的变化?随着原子序数的递增,原子半径呈现怎样的变化?答案:电子层数相同时,元素原子序数越大,原子半径越小;最外层电子数相同时,元素原子序数越
5、大,原子半径越大;随着原子序数的递增,原子半径呈现周期性变化。问题导学即时检测一二(3)下图是表示118号元素化合价的(最高正价或最低负价)柱状图,请你对图表进行分析、比较,随着原子序数的递增,元素的化合价呈现怎样的变化?金属元素与非金属元素的化合价各有什么特点?答案:随着原子序数的递增,元素常见化合价呈现周期性的变化。金属元素只有正价,非金属元素既有正价又有负价(O、F除外)。问题导学即时检测一二(4)通过上述三个问题的分析,元素的性质为什么会随着元素原子序数的递增而呈周期性变化(即元素周期律的实质是什么)?答案:元素性质的周期性变化是元素原子核外电子排布发生周期性变化的必然结果。问题导学即
6、时检测一二迁移与应用 例1下列说法中正确的是()A.元素周期律是指元素性质随原子序数的递增而呈周期性变化的规律 B.元素性质的周期性变化取决于元素原子半径的周期性变化 C.从LiF、NaCl,元素的最高化合价均呈现从+1价+7价的变化 D.电子总是尽量先排在能量较低的电子层上,如排满了K层排L层,排满了M层排N层 解析:元素性质的周期性变化取决于元素原子核外电子排布的周期性变化,B错;F是最强的非金属元素,无正价,C错;由K的电子排布可知,电子在排布时,并不是排满M层才排N层,D错。答案:A 问题导学即时检测一二迁移训练1(2017天津理综,5)根据元素周期表和元素周期律,判断下列叙述不正确的
7、是()A.气态氢化物的稳定性:H2ONH3SiH4 B.氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物 C.如图所示实验可证明元素的非金属性:ClCSi D.用中文“”(o)命名的第118号元素在周期表中位于第7周期0族 答案:C 问题导学即时检测一二解析:气态氢化物的稳定性取决于非金属性的强弱,非金属性:ONSi,故稳定性:H2ONH3SiH4,A项正确;H与非金属元素通常形成共价化合物,也可与活泼金属元素形成离子化合物,B项正确;用最高价氧化物的水化物(即最高价含氧酸)酸性强弱判断非金属性强弱,由实验可知酸性:HClH2CO3H2SiO3,但不能得出非金属性:ClC,C项错误;118号元素的
8、原子结构示意图为,故位于第7周期0族,D项正确。问题导学即时检测一二118号元素化合价一般规律:1.最高正化合价=最外层电子数(F、O除外),最低负化合价=最外层电子数-8。2.|最高正化合价|+|最低负化合价|=8(H除外)。3.最外层电子数大于或等于4的元素则出现负价。4.一般认为氧无最高正价,氟无正价。5.稀有气体元素化学性质不活泼,化合价看作0价。问题导学即时检测一二二、微粒半径大小的比较规律 活动与探究 请你比较下列四组微粒半径的大小:(1)O与S;(2)Na与Mg;(3)F-、Na+与Mg2+;(4)Cl-与Cl。通过上述比较,你能发现什么规律?答案:(1)OMg;(3)F-Na+
9、Mg2+;(4)Cl-Cl。微粒半径大小的比较规律:电子层数不同,最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大;电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;电子层结构相同时,核电荷数越大,半径越小;核电荷数相同时,电子数越多,半径越大。问题导学即时检测一二迁移与应用 例2下列微粒半径大小比较正确的是()A.Na+Mg2+Al3+Cl-Na+Al3+C.NaMgAlSi D.IBrClCl-,Na+Al3+,又S2-与Cl-比Na+与Al3+多一个电子层,微粒半径前者大;C中,电子层数相同,核电荷数越大,半径应越小;D中,最外层电子数相同而电子层数不同,电子层数越多,半径应越大。答案:B 问题导学即时
10、检测一二迁移训练2下列化合物中,阴离子半径与阳离子半径之比最大的是()A.LiI B.NaBr C.KCl D.CsF 答案:A 解析:Li、Na、K、Rb、Cs是同主族元素,随着原子序数的递增,离子半径逐渐增大,即阳离子中Li+的半径最小;F、Cl、Br、I都属于第A族元素,阴离子中I-的半径最大,故LiI中阴离子半径与阳离子半径之比最大。问题导学即时检测一二微粒半径主要是由核电荷数、电子层数和核外电子数决定的。按“三看”规律进行比较 1.一看电子层数 电子层数不同、最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大;如r(F)r(Cl)r(Br)r(I),r(F-)r(Cl-)r(Br-)r(Mg
11、)r(Al)r(S)r(Cl),r(S2-)r(Cl-)r(K+)r(Ca2+)。3.三看电子数 核电荷数相同时,电子数越多,半径越大;如r(Na+)r(Cl)。特别提示核外电子总数相同的简单离子,半径随原子序数的增大而减小。如r(Al3+)r(Mg2+)r(Na+)r(F-)(2)(3)(4)123456问题导学即时检测解析:(1)Na与Mg属于同一周期的元素,从左到右,随着原子序数的递增原子半径逐渐减小,所以Na的原子半径比Mg的大;同理,N的原子半径比O的大。Na与Mg有三个电子层,N和O有两个电子层,电子层数越多,原子半径越大,所以原子半径NaMgNO;(2)中子数=质量数-质子数,质
12、子数小于中子数,质子数等于中子数;(3)氮元素有-3价、0价、+1价、+2价、+3价、+4价、+5价多种化合价;(4)各元素之间可以形成如下化合物:Na2O、Na2O2、Na3N、MgO、Mg3N2、NO、NO2、N2O4等,符合题意的是Na2O2和Mg3N2。123456问题导学即时检测6.有A、B、C、D四种元素,A的最高正价与其负价的绝对值之差为6;A、D次外层都是8个电子,A与D的化合物DA在水溶液中能电离出具有相同电子层结构的阴离子和阳离子;B有两个电子层,其最高正价与最低负价的代数和为零;C2-与Ar原子具有相同的电子层结构。试写出上述各元素的元素符号:A ,B ,C ,D 。答案:Cl C S K 解析:由A的最高正价与其负价的绝对值之差为6,且A次外层有8个电子,可知A为氯元素;又因D的阳离子与Cl-电子层结构相同,且化合物的化学式为DA,可知D为钾元素;由B的最高正价与最低负价代数和为零,可知B最外层有4个电子,且有两个电子层,说明B为碳元素;C2-核外有18个电子,则核电荷数为16,可知C为硫元素。