第1章 第2节 第1课时 元素周期律-【优化探究】2025-2026学年新教材高中化学必修第二册同步导学案配套PPT课件（鲁科版）单选

第2节　元素周期律和元素周期表 第1课时　元素周期律 优化探究 第1章　原子结构　元素周期律 [学习目标]　1.结合有关数据和实验认识原子结构、元素性质呈周期性变化的规律,构建元素周期律。2.体会元素周期律(表)在学习元素及其化合物知识及科学研究中的重要作用。 任务一　元素周期律 任务二　微粒半径大小的比较 课时作业　巩固提升 任务一　元素周期律 1.原子序数 (1)含义:元素在　　　　　　　　　中的序号。  (2)与其他量的关系: 原子序数=该元素原子核内的　　　　　数。  元素周期表 质子 2.元素性质变化规律的研究方法——构建变量关系模型 (1)确定自变量:研究元素周期律以　　　　　为自变量。  (2)选取因变量:寻找自变量和因变量之间的关系,如因变量有原子 　　　　电子数、原子　　　、主要　　　　等。  (3)选择表达形式:用　　　图或　　　图表示自变量与因变量间的关系。  (4)正确描述规律,表达　　　　和　　　　之间的关系。例如,可用“随着温度的升高,硝酸钾的溶解度增大”来描述温度与硝酸钾的溶解度之间的关系,其中,温度是自变量,硝酸钾的溶解度是因变量。  原子序数 最外层 半径 化合价 柱状 折线 自变量 因变量 3.最外层电子排布规律 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 1―→2 2 3~10 2 1―→8 　  11~18 3 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  8 8 最外层电子数 4.原子半径的变化规律 原子序数 原子半径的变化 3~9 0.152 nm―→0.064 nm ____―→_____ 11~17 0.186 nm―→0.099 nm ____―→_____ 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 5.化合价的变化规律 原子序数 化合价的变化 1~2 +1―→0 3~10 最高化合价:+1―→　  最低化合价:-4―→-1―→0 11~18 最高化合价:+1―→　  最低化合价:　 ―→-1―→0 结论:随着原子序数的递增,元素原子的　　　　呈现周期性变化  +5 +7　 -4 化合价 6.元素周期律 (1)内容:随着原子序数的递增,元素原子的　　 　　　　、　　　　、 　　　　　　　　等均呈现周期性变化。  (2)含义:元素的性质随着　　　　　　　　的递增而呈周期性变化,这个规律叫作元素周期律。  (3)实质:元素性质的周期性变化是元素原子　　　　　　　周期性变化的必然结果。  最外层电子数 原子半径 元素的化合价 元素原子序数 核外电子排布 1.元素的性质随着原子序数的递增呈现周期性变化。(　　) 2.元素的性质随着原子序数的递增呈周期性变化的根本原因是原子核外电子数目的增多。(　　) 3.H、O、Al元素的最高正化合价与最低负化合价代数和均为0。 (　　) √　 × × 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价(氧、氟除外)、最低负化合价呈现-4到-1价的周期性变化 对于1~18号元素: (1)写出元素的最高化合价与最外层电子数的关系: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)写出非金属元素的最高化合价与最低化合价的关系并说明理由: ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。  元素的最高化合价=最外层电子数(O、F及稀有气体元素除外) 元素的最高化合价+|元素的最低化合价|=8(H、O、F除外)。非金属元素的最高化合价等于原子所失去的最外层电子数;而它的最低化合价等于使原子达到稳定结构所需得到的电子数 归纳总结 1.最高价与最低价的计算 (1)元素的最高正化合价=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。 2.常见元素化合价的特点 (1)H元素:+1、-1、0价,如H2O、NaH、H2。 (2)F元素:-1、0价,如NaF、F2,氟元素无正价。 (3)O元素:常见有-2、-1、0价,如CaO、Na2O2、O2,氧元素无最高正价。 (4)金属元素只有正价。 (5)非金属元素既有正价又有负价(F和稀有气体元素除外)。 1.根据元素的原子序数,可推知原子的(　　) ①质子数　②中子数　③质量数　④核电荷数　⑤核外电子数 A.①②③　　　　　　　　　 B.①④⑤ C.②③④ D.①③⑤ 解析:元素的原子序数=质子数=核电荷数=核外电子数,所以由原子序数可以推知原子的质子数、核电荷数、核外电子数,B项正确。 B 2.下列各组元素中,按元素最高正化合价递增顺序排列的是(　　) A.C、N、O、F B.K、Mg、C、S C.F、Cl、Br、I D.Li、Na、K、Rb 解析:由于主族元素的最高正化合价在数值上一般等于最外层电子数(除氧、氟外),因此可通过比较各原子最外层电子数的多少来确定元素最高正化合价的高低。根据分析可知,只有B项中各元素的最高正化合价依次增大:K为+1价,Mg为+2价,C为+4价,S为+6价。 B 3.元素周期律的实质是(　　) A.相对原子质量逐渐增大 B.核电荷数逐渐增大 C.元素原子核外电子排布呈现周期性变化 D.元素的化合价呈现周期性变化 解析:结构决定性质,原子核外电子排布的周期性变化,决定了元素性质的周期性变化,即为元素周期律的实质。 C 任务二　微粒半径大小的比较 　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——“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(Li)>r(Be)>r(B)>r(C)>r(N)>r(O)>r(F)。 2.最外层电子数相同——“序大径大” 最外层电子数相同的元素,电子层数越多,原子半径越大,相应的离子半径也越大。例:r(F)<r(Cl)<r(Br)<r(I);r(F-)<r(Cl-)<r(Br-)<r(I-)。 3.同电子层结构——“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(H-)>r(Li+),r(O2-)>r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+)>r(Al3+)。 4.元素相同的不同微粒 同种元素的粒子——电子数越多,粒子半径越大。例:r(M)<r(Mg);r(O2-)>r(O);r(Fe3+)<r(Fe2+)<r(Fe)。 名师点拨 (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。 1.原子核外电子数目越多,原子半径就越大。(　　) 2.金属元素的原子半径一定大于非金属元素的原子半径。 (　　) 3.铜元素粒子半径大小为r(Cu)>r(Cu+)>r(Cu2+)。(　　) × × √ 已知前18号元素的离子aA2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的电子层结构。 (1)四种离子半径由大到小的顺序为　 。  (2)a、b、c、d由大到小的顺序为　　　　　　　　。  (3)A、B、C、D原子半径由大到小的顺序为　　　　　　　　　。  C3->D->B+>A2+ a>b>d>c B>A>C>D 归纳总结 比较简单粒子半径大小的一般方法 (1)电子层数相同时,原子序数越大,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)核电荷数相同时,电子数越多,半径越大。 (4)核外电子总数相同时,原子序数越大,半径越小。 1.下列微粒半径的比较中,正确的是(　　) A.r(Na+)>r(Na) B.r(Cl―)>r(Cl) C.r(Ca2+)>r(Cl―) D.r(Mg)>r(Na) B 解析:Na+核外有2层电子层,Na核外有3层电子层,所以r(Na+)<r(Na),A错误;Cl―与Cl核外都是3层电子层,核外电子数越多,半径越大,则r(Cl-)> r(Cl),B正确;Ca2+与Cl―核外电子层数相同,核电荷数越大,半径越小,则r(Ca2+)<r(Cl―),C错误;电子层数相同时,原子序数越大,其半径越小,则r(Mg)<r(Na),D错误。 2.已知下列元素的原子半径: B 原子 N S O Si 半径r/10-10 m 0.70 1.06 0.66 1.17 根据以上数据,而不查阅资料,请推测磷原子的半径可能是(　　) A.0.80×10-10 m B.1.10×10-10 m C.1.20×10-10 m D.0.60×10-10 m 解析:根据1~18号元素原子的半径变化规律可知,11~17号元素,原子序数越大,半径反而越小。P的原子半径要大于S而小于Si,只有B项符合。 3.有7种短周期元素,原子半径及主要化合价如表,下列说法正确的是(　　) 元素 代号 X Y Z M W Q R 原子半 径/nm 0.186 0.143 0.104 0.099 0.070 0.066 0.032 主要 化合价 +1 +3 +6, -2 +7, -1 +5, -3 -2 +1 A.R可能为金属元素 B.X、Z可以形成多种化合物 C.离子半径:Z2->X+>Y3+>Q2- D.原子半径:X<Y<Z<M 答案:B 解析:由题干和元素的化合价可知,Q只有-2价,则Q为O元素,Z有+6、-2价,Z是S元素;M有最高价+7价,最低价-1价,则M为Cl元素;W有+5、-3价,处于ⅤA族,原子半径小于Cl,且与O元素相近,说明与O元素同周期,则W为N元素;Y的最高化合价为+3价,没有负化合价,且原子半径大于Cl元素,则Y为Al元素;X、R均有最高正价+1价,处于ⅠA族,X的原子半径比Al的大,X为Na元素,R为H元素,据此解答。根据上述分析可知:X是Na,Y是Al,Z是S,M是Cl,W是N,Q是O,R是H元素,为非金属,故A错误;钠和硫可以形成多种硫化物,故B正确;核外电子层数越大,离子半径越大,核外电子排布相同时离子半径随原子序数的增大而减小,则S2->O2->Na+>Al3+,故C错误;电子层数相同时,原子序数越大,半径越小,原子半径:X>Y>Z>M,故D错误。 课时作业　巩固提升 2 3 4 5 6 7 8 1 [基础对点练] 题组一　元素周期律 1.(2024·内蒙古兴安盟高一检测)元素性质的周期性变化不包括(　　) A.原子半径 B.主要化合价 C.原子核内中子数 D.金属性和非金属性 9 10 11 C 解析:元素性质的周期性变化包括原子半径、主要化合价、金属性和非金属性,因此原子核内中子数的变化不属于元素性质周期性变化,故C符合题意。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 2.下列各组元素中,按最高正价递增的顺序排列的是(　　) A.C、O、S、Cl　　　　　　　 B.Na、Mg、Al、Cl C.H、He、Li、Be D.P、S、Cl、Ar 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 B 3.X元素的最高价氧化物对应的水化物为HXO3,它的气态氢化物为(　　) A.HX B.H2X C.XH3 D.XH4 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 C 4.如图中横坐标均表示11~17号元素顺序排列的原子序数。根据图像变化趋势判断,纵坐标表示其最高化合价的是(　　) 解析:11~17号元素,随原子序数的递增,最高化合价从+1→+7。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 C 题组二　微粒半径大小的比较 5.根据元素周期律判断,下列元素的原子半径最小的是(　　) A.Cl B.S C.Na D.Mg 解析:电子层数相同时原子序数越大,原子半径越小,所以原子半径最小的是Cl。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 A 6.(2024·山东济南高一检测)关于H+、H、H-的半径由大到小的顺序是 (　　) A.H+、H、H- B.H、H+、H- C.H-、H、H+ D.H-、H+、H 解析:核电荷数相同的粒子,核外电子数越多半径越大。 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 C 7.a元素的阴离子、b元素的阴离子和c元素的阳离子具有相同的电子层结构,已知a的原子序数大于b的原子序数,则a、b、c三种原子的半径大小的顺序为(　　) A.a>b>c B.b>a>c C.c>a>b D.c>b>a 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 D 8.(2024·广东广州高一检测)已知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,则下列叙述正确的是(　　) A.X的原子序数比Y的小 B.X原子的最外层电子数比Y的多 C.X的原子半径比Y的大 D.X元素的最高正化合价比Y的大 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:X元素可能为钾(或钙)元素,Y元素可能为氯(或硫)元素,则钾(或钙)的原子序数、原子半径均大于氯(或硫),氯(或硫)的最外层电子数、最高正化合价大于钾(或钙)。 11 [综合强化练] 9.下列关于元素周期律的叙述正确的是(　　) A.随着元素原子序数的递增,原子最外层电子数总是从1到8重复出现 B.元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化 C.随着元素原子序数的递增,元素的最高化合价从+1到+7,最低化合价 从-7到-1重复出现 D.元素性质的周期性变化的根本原因是原子核外电子排布的周期性变化、原子半径的周期性变化及元素主要化合价的周期性变化 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 B 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:K层为最外层时,原子最外层电子数只能从1到2,而不是从1到8,A项错误;最低化合价一般是从-4到-1,而不是从-7到-1,C项错误;原子核外电子排布的周期性变化是元素性质周期性变化的根本原因,D项错误。 11 10.下列各组元素性质的递变情况错误的是(　　) A.Li、Be、B原子最外层电子数依次增多 B.P、S、Cl元素最高正价依次升高 C.N、O、F原子半径依次增大 D.Li、Na、K的电子层数依次增多 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11 C 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 11.元素周期表是学习化学的重要工具,它隐含着许多信息和规律。下表所列是五种元素的原子半径及主要化合价(已知铍的原子半径为0.111 nm): 11 元素代号 A B C D E 原子半径/nm 0.160 0.143 0.106 0.099 0.066 主要化合价 +2 +3 +6、 -2 +7、 -1 -2 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 (1)离子半径:B3+　　　　(填“>”或“<”)C2-。  (2)D的单质和NaOH溶液反应的离子方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　。  (3)A的最高价氧化物对应的水化物与C的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为  　。  11 < Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O 2 3 4 5 6 7 8 1 9 10 解析:D元素有+7价和-1价,则D应该是Cl,C元素有+6价和-2价,则C应该是S,E元素有-2价,原子半径小于C,则E是O,A元素和B元素的原子半径均大于硫,分别有+2价和+3价,所以A是Mg,B是Al。(1)离子的核外电子层数越多,离子半径越大,则离子半径:Al3+<S2-。(2)氯气和NaOH溶液反应的离子方程式为Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。(3)A的最高价氧化物对应的水化物是氢氧化镁,C的最高价氧化物对应的水化物是硫酸,二者反应的离子方程式为Mg(OH)2+2H+===Mg2++2H2O。 11 $$