专题5 第一单元 第1课时 元素周期律-【精讲精练】2023-2024学年高中化学必修第1册苏教版(河北专用)(教师用书)

# 第一单元　元素周期律和元素周期表 第1课时　元素周期律 [学习目标] 1．理解元素周期律的内容和实质。 2．掌握原子结构与元素性质的关系。 知识点一　原子结构周期性变化 一、原子序数 1．概念：按__核电荷数__由小到大的顺序给元素编号，这种编号叫原子序数。 2．数量关系：原子序数＝__核电荷数__＝质子数＝__核外电子数__ 二、原子结构周期性变化规律 1．原子核外电子排布的周期性变化 以原子序数为1～18的元素为例，探究原子最外层电子数的变化，图示如下： 规律：随着核电荷数的递增，除H、He外，元素原子最外层电子数重复出现从__1到8__周期性变化。 2．原子半径的周期性变化 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。 [思考探究] 1．电子层相同的原子，随着核电荷数的递增，最外层电子数均是从1递增到8? 提示　不是，H、He电子层相同，随着核电荷数的递增，最外层电子数是从1递增到2。 2．电子层数多的原子的半径一定比电子层数少的原子的半径大？ 提示　不一定。如氯原子三个电子层，锂原子二个电子层，氯原子半径小于锂原子半径。 [归纳提升] 粒子半径大小比较的方法 1．同种元素的微粒半径比较 核外电子数越多，微粒半径越大： (1)阳离子半径小于相应原子半径：如r(Na＋)＜r(Na)。 (2)阴离子半径大于相应原子半径：如r(Cl－)＞r(Cl)。 (3)不同价态的离子，价态越高，离子半径越小：如r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)。 2．不同元素的微粒半径比较 (1)具有相同电子层数而原子序数不同的原子，原子序数越大，半径越小(稀有气体除外)。如r(Na)＞r(Mg)＞r(Al)＞r(Si)＞r(P)＞r(S)＞r(Cl)。 (2)最外层电子数相同而电子层数不同的原子，电子层数越多，原子半径越大；其同价态的离子半径也是如此。如r(F)＜r(Cl)＜r(Br)＜r(I)，r(F－)＜r(Cl－)＜r(Br－)＜r(I－)。 (3)电子层结构相同的不同微粒，原子序数越大，半径越小。如O2－＞F－＞Na＋＞Mg2＋＞Al3＋；S2－＞Cl－＞K＋＞Ca2＋。 1．下列粒子半径大小顺序正确的是(　　) A．Na＋＜Mg2＋＜Al3＋＜O2－ B．S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋ C．Na＜Mg＜Al＜S D．Cs＜Rb＜K＜Na 解析　四种离子核外电子排布相同，随着核电荷数的增加，离子半径依次减小，即Al3＋＜Mg2＋＜Na＋＜O2－，A错误；由于S2－、Cl－比Na＋、Al3＋多一个电子层，则S2－、Cl－的半径比Na＋、Al3＋的大，而S2－、Cl－和Na＋、Al3＋分别为核外电子排布相同的离子，则核电荷数越大，离子半径越小，故S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋，B正确；Na、Mg、Al、S属于同周期元素，随着核电荷数的增加，原子半径依次减小，C错误；Cs、Rb、K、Na属于同主族元素，同主族元素随着核电荷数增加，原子半径依次增大，D错误。 答案　B 2．下图表示一些元素原子半径规律性的变化示意图。由此图不能得出的结论是(不考虑稀有气体元素)(　　) A．当电子层数相同时，核电荷数越小，原子半径越大 B．当最外层电子数相同时，质子数越多，原子半径越大 C．r(F－)＜r(Cl－)＜r(Br－)＜r(I－)， r(K＋)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋) D．电子层数多的原子半径一定比电子层数少的原子半径大 答案　D 知识点二　元素性质变化规律 一、元素主要化合价(最高化合价和最低化合价)的周期性变化 以原子序数为1～18的元素为例，探究元素主要化合价的变化，图示如下： 规律：随着核电荷数的递增，元素的主要化合价呈__周期性__变化，即最高化合价：__＋1→＋7__(O无最高化合价、F无正价)，最低化合价：__－4→－1__，重复出现。 最高化合价＝__原子最外层电子数__，最低化合价＝__8－最高化合价__，最高化合价＋|最低化合价|＝__8__。 二、元素的金属性与非金属性周期性变化 以11～17号元素为例，研究元素的金属性与非金属性随核电荷数的变化规律。 1．钠、镁、铝金属性强弱比较 (1)实验①中，钠熔成小球，浮于水面，四处游动，有“嘶嘶”的响声，反应后溶液加酚酞变红。该实验说明钠与冷水反应剧烈，反应的化学方程式为　2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑　。 (2)实验②中，加热前，镁条表面附着了少量无色气泡，加热至沸腾后，有较多的无色气泡冒出，滴加酚酞溶液变为粉红色。该实验说明镁与冷水几乎不反应，能与热水反应，反应的化学方程式为　Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑　。 (3)实验③和④中的两支试管内都有无色气泡产生，但实验③中试管放出气体的速率较快。反应的化学方程式为　Mg