内容正文:
专题5 微观结构和物质的多样性
第一单元 元素周期律和元素周期表
元素周期律
化学
1
1、能结合有关数据和实验事实认识元素周期律。
2、了解元素原子核外电子排布、元素的金属性和非金属性、元素化合价、原子半径等随元素核电荷数递增而呈周期性变化的规律。
在下列表格中画出核电荷数(原子序数)为1~18的元素原子结构示意图。从中你能发现原子核外电子排布呈现出哪些规律?
1 2
3 4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17 18
结论1:随着原子序数的递增,原子的最外层电子排布呈现从1→8的周期性变化(H、He除外)。
仔细观察下列实验数据,请与同学讨论,随着元素核电荷数的递增,元素的原子半径有怎样的变化规律?
3~9号
元素 Li(锂) Be(铍) B(硼) C(碳) N(氮) O(氧) F(氟) Ne(氖)
原子半径/pm 152 111 88 77 70 66 64 —
11~17号元素 Na(钠) Mg(镁) Al(铝) Si(硅) P(磷) S(硫) Cl(氯) Ar(氩)
原子半径/pm 186 160 143 117 110 104 99 —
提示:
(1)稀有气体元素原子半径的测定依据与其它元素不同,没有可比性。
(2)表中数据的单位是pm(皮米),1pm=10-12m。
原子半径
结论2:随着原子序数的递增,元素原子半径呈现从大→小的周期性变化(稀有气体元素除外)。
仔细观察下图,试分析原子核外电子排布与原子半径的变化规律有何关系?如何判断微粒半径的相对大小?
电子层数相同,核电荷数越大,原子半径越小;
最外层电子数相同,电子层数越大,原子半径越大;
【学以致用】试着比较下列原子半径的大小(提示:先画出原子结构示意图)。
(1) Si与C ,P与Cl。
微粒半径比较1
原子半径大小的比较(除稀有气体)
(2) Al、Si、C 、O
+14
2
8
4
+17
2
8
7
+6
2
4
+13
2
8
3
+14
2
8
4
+6
2
4
+8
2
6
+15
2
8
5
Si > C ,P > Cl
Al > Si > C > O
7
微粒半径比较2
离子半径大小的比较
【交流与讨论1】试着比较:Cl Cl-,Na Na+半径的大小。
【交流与讨论2】试着比较:S2-、Cl-、Mg2+、Na+半径的大小。
>
<
S2- > Cl- > Na+ > Mg2+
原子半径 < 对应阴离子半径;原子半径 > 对应阳离子半径。
电子层数越多,离子半径越大。
电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小。
+16
2
8
8
+17
2
8
8
+12
2
8
+11
2
8
观察3~10、11~18号元素的化合价,从中你能发现哪些规律?
3~10
号元素 Li(锂) Be(铍) B(硼) C(碳) N(氮) O(氧) F(氟) Ne(氖)
最高正化合价
最低负化合价 +1
— +2
— +3
— +4
- 4 +5
- 3 —
-2 —
-1 0
11~18号元素 Na(钠) Mg(镁) Al(铝) Si(硅) P(磷) S(硫) Cl(氯) Ar(氩)
最高正化合价
最低负化合价 +1
— +2
— +3
— +4
-4 +5
-3 +6
-2 +7
-1 0
结论3:随着原子序数的递增,元素的最高正价呈现+1 → +7、最低负价呈现-4 → -1的周期性变化。(氧、氟元素无最高正价,金属无负价。)
9
元素 11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar
核外电子排布
主要化合价 +1 +2 +3 +4
-4 +5
-3 +6
-2 +7
-1 0
观察元素最高正价与最低负价,结合元素原子的核外电子排布,分析两者之间存在怎样的联系? (稀有气体除外)
最高正价=最外层电子数、最高正价+|最低负价|=8
元素化合价与最外层电子排布的关系
元素性质分为金属性和非金属性,金属性指的是元素原子失电子的能力,非金属性指的是元素原子得电子的能力。
阅读教材P117“方法导引”,归纳:判断金属性和非金属性强弱的依据。
1、金属性强弱判断依据
①元素金属性越强,其单质与酸或水反应的越剧烈,越容易释放出氢气;
②元素金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强。
③置换反应,强置弱。(金属活动顺序表)
2、非金属性强弱判断依据
①元素非金属性越强,与H2结合越易结合,生成的气态氢化物越稳定。
②元素非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强。
③置换反应,强置弱。
元素 11Na 12Mg 13Al
单质和水(或酸)反应
与冷水剧烈反应
与沸水反应
与