内容正文:
第1课时 元素周期律(基础课)
第1章 原子结构 元素周期律
第2节 元素周期律和元素周期表
必备知识 自主预习
一、元素性质的变化规律
1.原子序数
(1)含义:元素在__________中的序号。
(2)与其他量的关系
对于原子而言:原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数。
元素周期表
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2.原子核外最外层电子数的变化规律
原子序数 最外层电子数
1~2 1→2
3~10 1→8
11~18 1→8
结论:随着原子序数的递增,元素原子的____________呈现周期性变化
最外层电子数
必备知识
关键能力
学习效果
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3.元素原子半径的变化规律
原子序数 原子半径的变化规律
3~9 __→__
11~17 __→__
结论:随着原子序数的递增,元素原子的________呈现周期性变化
大
小
大
小
原子半径
必备知识
关键能力
学习效果
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4.元素化合价的变化规律
原子序数 元素主要化合价
1~2 +1→0
3~10 ___→___、___→-1→0
11~18 ___→+7、___→-1→0
结论:随着原子序数的递增,元素的主要化合价呈现周期性变化
+1
+5
-4
+1
-4
必备知识
关键能力
学习效果
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判一判 (正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)原子序数相同的原子是同一种原子。 ( )
(2)原子最外层上的电子数随原子序数的递增从1~8呈周期性变化(第1周期除外)。 ( )
(3)电子层数相同的原子的半径随着原子序数的递增逐渐增大。
( )
(4)电子层数相同的元素原子的最低价总是从-7→-1逐渐升高。
( )
×
√
×
×
必备知识
关键能力
学习效果
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二、元素周期律
1.内容:元素的性质随着____________的递增而呈周期性变化。
2.实质:元素性质的周期性变化是____________________周期性变化的必然结果。
元素原子序数
元素原子核外电子排布
必备知识
关键能力
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练一练 (1)元素的性质主要指________和______________等。元素的其他性质,如金属性、非金属性等也随之发生周期性变化。
(2)元素周期律体现了________(核外电子排布)决定元素的性质;元素的性质反映了元素的________。
原子半径
元素的化合价
原子结构
原子结构
必备知识
关键能力
学习效果
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关键能力 情境探究
元素的主要化合价
硒鼓,也称感光鼓,是打印机中很重要的组成部分,决定了打印质量的好坏。硒鼓中用到的感光材料含有元素硒。
第1课时 元素周期律(基础课)
1.判断硒元素的最高正化合价和最低负化合价分别是多少?
提示:+6价和-2价。根据硒的原子结构示意图可以知其原子的最外层电子数为6,因此最高正化合价=最外层电子数=+6,最低负化合价=最外层电子数-8=6-8=-2。
必备知识
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提示:最高正化合价=原子最外层电子数,最高正化合价+最低负化合价的绝对值=8。最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差是6的元素为Cl。
2.分析1~18号元素的最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差为6的元素是什么?
3.金属元素有负化合价吗?它们能否形成简单阴离子?
提示:金属元素无负化合价,所以不能形成简单阴离子。
必备知识
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1.元素的主要化合价与最外层电子数的关系
(1)主族元素最高正化合价=最外层电子数(O、F除外)。
(2)最低负化合价=最外层电子数-8。
(3)最高正化合价+|最低负化合价|=8(H、O、F除外)。
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2.常见元素化合价的特点
(1)氢元素:+1价、-1价、0价,如H2O、NaH、H2。
(2)氟元素:-1价、0价,如NaF、F2,氟无正价。
(3)氧元素:-2价、-1价、0价,如CaO、Na2O2、O2,氧无最高正价。
(4)金属元素没有负价。
(5)非金属元素既有正价又有负价(F除外)。
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√
1.X元素最高价氧化物对应的水化物为H3XO4,则它对应的气态氢化物为( )
A.HX B.H2X
C.XH4 D.XH3
D [X元素最高价氧化物对应的水化物为H3XO4,说明X的最高化合价为+5,则其最低负化合价为5-8=-3,氢化物的化学式是XH3。]
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2.(双选)下列说法正确的是( )
A.非金属元素呈现的最低化合价,其绝对值等于8减去最外层电子数
B.非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素原子的最外层电子数
C.最外层有2个电子的原子都是金属原子
D.金属元素只有正价和0价,而非金属元素既有正价又有负价和0价
√
√
AB [非金属元素最低化合价的绝对值等于8减去最外层电子数,A正确;非金属元素的最高正化合价不超过该元素原子的最外层电子数,B正确;氦原子最外层有2个电子,C错误;并非所有非金属元素都有正价,如F无正价,D错误。]
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3.某短周期元素的最高正价与最低负价的代数和为4,则该元素原子的最外层电子数为( )
A.4 B.5
C.6 D.7
√
C [设该元素的最高正价为x,最低负价为y,则,解得x=6,y=-2,因此该原子的最外层电子数为6,故选C。]
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微粒半径的大小比较
原子半径是原子的一个重要结构参数,它与原子、分子的物理性质和化学性质密切相关,在许多领域都有广泛的应用。
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1.Na、Al原子半径如何比较?
提示:二者电子层数相同,由于Al核电荷数大,吸引电子能力强,故半径Na>Al。
2.F、Cl原子半径如何比较?
提示:二者最外层电子数相同,由于Cl电子层数多,故半径F<Cl。
3.Na+、O2-的离子半径如何比较?
提示:二者电子层结构完全相同,由于核电荷数Na+大,故半径
Na+<O2-。
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微粒半径大小主要是由电子层数、核电荷数和核外电子数决定的。
1.电子层数相同的微粒——“序大径小”(稀有气体元素除外)
电子层数相同的元素,随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小。例:
r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r(P)>r(S)>r(Cl)。
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2.电子层数不同,最外层电子数相同的微粒——“序大径大”
最外层电子数相同,电子层数越多,原子半径越大。例:
r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs),r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+)。
3.同元素的不同微粒
同种元素的微粒——电子数越多,微粒半径越大。例:
r(Na+)<r(Na);r(Cl-)>r(Cl);
r(Fe3+)<r(Fe2+)<r(Fe)。
必备知识
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4.电子层结构完全相同的微粒——“序大径小”
电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小。例:
r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)。
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√
1.下列各组元素中,原子半径依次增大的是( )
A.I、Br、F B.Li、K、Na
C.O、S、Al D.Li、F、Cl
必备知识
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C [I、Br、F为同主族元素,原子序数逐渐减小,所以原子半径应逐渐减小,A错误。Li、K、Na为同主族元素,原子半径由小到大的顺序为Li<Na<K,B错误。O、S为同主族元素,原子序数逐渐增大,原子半径O<S;同周期主族元素从左到右,原子序数逐渐减小,原子半径逐渐增大,故原子半径S<Al,C正确。Li、F为同周期元素,原子序数逐渐增大,原子半径逐渐减小,即Li>F,Li的电子层数小于Cl,则原子半径Li<Cl,所以原子半径Cl>Li>F,D错误。]
2.下列微粒半径之比大于1的是( )
A. B.
C. D.
√
B [电子层结构相同的离子,核电荷数越小,离子半径越大,离子半径r(O2-)>r(Na+),则有>1。]
必备知识
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3.(双选)下列微粒半径大小比较正确的是( )
A.Na+<Mg2+<Al3+<O2-
B.S2->Cl->Na+>Al3+
C.Na<Mg<Al<Si
D.F<Cl<Br<I
√
√
必备知识
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BD [四种离子核外电子排布相同,核电荷数越大半径越小,A错误;S2-与Cl-、Na+与Al3+的核外电子排布分别相同,微粒半径:S2->Cl-、Na+>Al3+,又S2-和Cl-比Na+和Al3+多一个电子层,微粒半径前者大,B正确;电子层数相同,核电荷数越大,原子半径应越小,C错误;最外层电子数相同而电子层数不同,电子层数越多,原子半径越大,D正确。]
方法技巧
(1)微粒半径比较要三看:首先看层,层少半径小;同层看核,核大半径小;同核看价,价高半径小。
(2)核电荷数、电子层数、电子数皆不相同的微粒。
选择一种参照微粒进行比较,如比较r(K+)与r(Mg2+),可选择Na+为参照:r(K+)>r(Na+)>r(Mg2+)
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[教材 活动·探究]
如图是元素原子半径与原子序数之间的关系图。
必备知识
关键能力
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学习效果
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(1)根据图示,可知元素原子半径的变化规律是__________________
___________________________________________________。
(2)从原子结构角度分析,同周期主族元素原子半径随原子序数增大而逐渐减小的原因是_________________________________________
______________________________________________________________________________。
随着原子序数的递增,主族元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化
同周期主族元素随着原子序数的递增,原子核内的核电荷数依次增大,原子核对核外电子引力增强,元素的原子半径逐渐减小
必备知识
关键能力
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学习效果
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[解析] (1)将两图合在一起,可得
由该图可知,从3号到9号元素,即Li到F位于第2周期,其原子半径随着原子序数的递增而减小;从11号到17号元素,即Na到Cl位于第3周期,呈现同样的趋势,其原子半径随着原子序数的递增而减小。由分析可得,原子半径的变化规律是随着原子序数的递增,主族元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化。
(2)从原子结构角度分析,同周期主族元素原子半径随原子序数增大而逐渐减小的原因是同周期主族元素随着原子序数的递增,原子核内的核电荷数依次增大,原子核对核外电子引力增强,元素的原子半径逐渐减小。
学习效果 随堂评估
2
4
3
题号
1
1.下列各组元素性质或原子结构递变情况错误的是( )
A.Li、Be、B原子最外层电子数依次增多
B.P、S、Cl元素最高正化合价依次升高
C.N、O、F原子半径依次增大
D.Na、Mg、Al的最外层电子数依次增多
√
C [N、O、F三种原子具有相同的电子层数,随着原子序数的递增,原子核对核外电子吸引力越大,故原子半径依次减小。]
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2
3
题号
1
4
2.元素X形成的离子与钙离子的核外电子排布相同,且X的离子半径小于负二价硫离子的半径。X元素可能为( )
A.Al B.P C.Ar D.K
√
D [由X形成的离子与Ca2+核外电子排布相同,可排除Al、Ar;由X的离子半径小于S2-的半径,可排除P(半径:P3->S2-)。]
必备知识
关键能力
学习效果
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2
3
题号
4
1
3.X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩原子相同的电子层结构,下列叙述正确的是( )
A.Y原子序数比X的大 B.X原子最外层电子数比Y的多
C.X的原子半径比Y的大 D.X元素的最高化合价比Y的大
√
C [Xn+、Ym-与Ar具有相同的电子层结构,其原子序数:X>Ar>Y,A项错误;X原子最外层电子数比Y的少,B项错误;X的原子半径比Y的大,C项正确;X元素的最高化合价比Y的小,D项错误。]
必备知识
关键能力
学习效果
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2
4
3
题号
1
4.有下列四种微粒:
① ② ③ ④
(1)按原子半径由大到小的顺序排列为_________________(只填序号,下同)。
(2)按离子半径由大到小的顺序排列为_________________。
(3)微粒中质子数小于中子数的是______________。
(4)能形成X2Y2型化合物的是______________。
(5)通常情况下,化合价有0价、正价和负价的是________。
②③④①
④①②③
①②
①②
④
必备知识
关键能力
学习效果
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2
4
3
题号
1
[解析] Na与g具有相同的电子层数,最外层电子数分别为1、与具有相同的电子层数,最外层电子数分别为6、5;原子半径大小顺序为O。(2)四种离子Na+、Mg2+、N3-和O2-核外电子排布相同,半径大小顺序为r(Mg2+)<r(Na+)<r(O2-)<r(N3-)。(3)四种核素质子数和中子数分别是→8、10;a→11、12;→12、12;→7、7。(5)通常情况下O元素不显正价,Na、Mg不显负价,只有N元素有0价、正价和负价。
$$