5.1.1元素周期律-2023-2024学年初升高化学衔接精品讲义（苏教版2019必修第一册）

5.1.1元素周期律 【学习目标】 1.了解元素的原子核外电子排布、原子半径、主要化合价、金属性、非金属性的周期性变化，认识元素周期律并理解其实质。 2.能从物质变化的实验事实和有关数据中提取证据，能从宏观和微观结合的视角进行分析、比较、得出规律性的结论。 【知识梳理】 一、原子结构与元素化合价的变化规律 1．原子序数 (1)概念：按照核电荷数由小到大的顺序给元素依次编号，这种编号叫作原子序数。 (2)与其他量的关系 原子序数＝核电荷数＝核内质子数＝核外电子数。 2．原子结构的变化规律 (1)核外电子排布的变化规律 观察上图回答问题： 从3～18号元素随着原子序数的递增，最外层上的电子数重复出现从1递增到8的变化，说明元素原子的最外层电子排布呈现周期性变化。 (2)原子半径的变化规律(稀有气体除外) 以元素的原子序数为横轴，元素的原子半径为纵轴，绘制折线图如下： 数据分析 规律 随着核电荷数的递增，元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化。 3～9号元素、11～17号元素原子半径随着核电荷数的递增都逐渐减小。 ①原子电子层数相同时，最外层电子数越多，半径越小。 ②最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大。 3．元素性质的变化规律 以元素的原子序数为横轴，元素的最高正化合价或最低负化合价为纵轴，绘制折线图如图所示： 数据 分析 规律 随着核电荷数的递增，元素的最高正化合价呈现＋1到＋7(氧、氟除外)、最低负化合价呈现－4到－1的周期性变化 对于1～18号元素： (1)元素的最高正化合价＝最外层电子数(O、F及稀有气体除外) (2)|元素的最低负化合价(非金属具有)|＝8－最外层电子数 (3)元素的最高正化合价＋|元素的最低负化合价|＝8 (4)根本原因：随着核电荷数的递增，原子的最外层电子数排布呈周期性变化。 [辨析]　 【能力达成】 1．已知下列原子的半径： 原子 N S O Si 半径r/10－10 m 0.75 1.02 0.73 1.11 根据以上数据，P原子的半径可能是(　　) A．1.10×10－10 m B．0.80×10－10 m C．1.20×10－10 m D．0.70×10－10 m 答案：A 解析：根据原子半径的变化规律应为r(Si)＞r(P)＞r(S)，故选A。 2．某元素的气态氢化物化学式为H2R，此元素最高价氧化物对应水化物的化学式可能为(　　) A．H2RO3 B．H2RO4 C．HRO3 D．H3RO4 答案：B 解析：由H2R知R元素最低价为－2价，则最高价为8－2＝＋6，故最高价氧化物对应水化物的化学式可能为H2RO4。 3．美国化学家研制出了一种新型液态储氢材料——硼氮­甲基环戊烷。该材料能在室温下工作，适用于由燃料电池提供能量的便携式设备。组成该新材料的各原子中，原子半径最大的是(　　) A．硼 B．氮 C．氢 D．碳 答案：A 解析：同周期从左到右，原子半径逐渐减小，故原子半径：B>C>N>H，故A正确。 4．核电荷数为1～18的元素中，下列说法正确的是(　　) A．最外层只有1个电子的元素一定是金属元素 B．最外层有2个电子的元素一定是金属元素 C．原子核外各层电子数相等的元素一定是金属元素 D．最外层电子数为7的原子，最高正价为＋7 答案：C 解析：A项中最外层只有1个电子的有H、Li、Na等；B项中可以是He、Be、Mg等；C项中只能是Be；D项中F无正化合价。 5．核电荷数为16的元素和核电荷数为4的元素的原子相比较，下列数据前者是后者4倍的是(　　) ①电子数　②最外层电子数　③电子层数　④次外层电子数 A．①④　　　 B．①③④ C．①②④ D．①②③④ 答案：A 6．已知下列原子的半径： 元素 N S O Si 原子半径/(10－10 m) 0.70 1.04 0.66 1.17 根据以上数据，P原子的半径可能是(　 　) A．1.10×10－10 m B．0.80×10－10 m C．1.20×10－10 m D．0.70×10－10 m 答案：A 解析：根据原子半径的变化规律应为r(Si)＞r(P)＞r(S)，故选A。 7．某元素的原子L层电子数比M层电子数多5个，(M层电子数大于0)，该元素的最高正化合价为(　　) A．＋3 B．＋4 C．＋5 D．＋6 答案：A 解析：根据原子核外电子的排布规律可知，该元素是铝元素，最高正价为＋3价。故选A。 8．元素的以下变化随着原子序数的递增不呈现周期性变化的是(　　) A．化合价 B．原子半径 C．原子的最外层电子排布 D．相对原子质量 答案：D 9．下列元素的原子半径依次增大的是(　　)