内容正文:
第02讲 元素周期律
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一、元素周期律的探究
1.原子序数
(1)含义:元素在元素周期表中的序号。
(2)与其他量的关系
原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。
2.【活动·探究】元素周期律初探
元素符号
元素名称
原子序数
核电荷数
电子层数
原子最外层电子数
原子半径/nm
相对原子质量
最高化合价和最低化合价(常见)
H
氢
1
1
1
1
0.037
1.008
+1
He
氦
2
2
1
2
—
4.003
0
Li
锂
3
3
2
1
0.152
6.941
+1
Be
铍
4
4
2
2
0.089
9.012
+2
B
硼
5
5
2
3
0.082
10.81
+3
C
碳
6
6
2
4
0.077
12.01
+4;-4
N
氮
7
7
2
5
0.075
14.01
+5;-3
O
氧
8
8
2
6
0.074
16.00
-2
F
氟
9
9
2
7
0.071
19.00
-1
Ne
氖
10
10
2
8
—
20.18
0
Na
钠
11
11
3
1
0.186
22.99
+1
Mg
镁
12
12
3
2
0.160
24.31
+2
Al
铝
13
13
3
3
0.143
26.98
+3
Si
硅
14
14
3
4
0.117
28.09
+4;-4
P
磷
15
15
3
5
0.110
30.97
+5;-3
S
硫
16
16
3
6
0.102
32.06
+6;-2
Cl
氯
17
17
3
7
0.099
35.45
+7;-1
Ar
氩
18
18
3
8
—
39.95
0
(1)原子核外电子排布及元素性质的递变规律
①以元素的原子序数为横坐标、原子的最外层电子数为纵坐标,绘出直方图。
②以元素的原子序数为横坐标、元素的原子半径为纵坐标,绘出折线图。
③以元素的原子序数为横坐标、元素的常见最高化合价和最低化合价为纵坐标,用不同颜色的笔绘出折线图。
(2)随着原子序数的递增,元素性质变化的规律性。
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
1—2
1
12
2
3—10
2
18
8
11—18
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
原子序数
原子半径的变化
3—9
0.152 nm0.071 nm
大小
11—17
0.186 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
原子序数
化合价的变化
1—2
+10
3—10
正价:+1+5
负价:-4-10
11—18
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
点拨:(1)氢原子的半径在所有原子半径中最小。
(2)稀有气体元素原子半径的测量依据与其他原子半径的测量依据不同,数据没有比较的价值。
(3)最外层电子数的周期性变化规律
随着原子序数的递增,原子的最外层电子排布从电子数最少(1个)逐渐达到稳定结构(2个或8个),呈现周期性变化。
(4)原子半径的周期性变化规律
随着原子序数的递增,元素的原子半径从大到小(稀有气体除外),呈现周期性变化。
二、原子的最外层电子排布与元素化学性质的关系
元素
结构与性质
金属元素
非金属元素
一般非金属元素
稀有气
体元素
最外层电子数
一般小于4
一般大于
或等于4
8(He为2)
单质氧化性(还原性)
只具有还原性
既具有氧化性又具有还原性
一般不与其他物质反应
得失电子能力
易失电子
易得电子
不易得、失电子
化合价
只显正价和0价
既有正价,又有负价和0价
0价
注意:元素显示正价还是负价及其数值与其原子的最外层电子数关系密切。如稀有气体元素原子最外层电子数为8(He为2),已达稳定结构,既不易失电子也不易得电子,稀有气体元素的化合价通常为零。金属元素原子最外层电子数较少,只能失去电子而显正价。非金属元素原子的最外层电子数较多,易获得电子或电子发生偏移,既可显正价又可显负价。
金属元素,正价一般等于元素原子的最外层电子数;非金属元素,最高正价=最外层电子数,负价=最外层电子数-8。
成离子变成稳定结构之后均不是8电子稳