2.2 元素性质的递变规律（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二化学选择性必修第二册（苏教版2019）

第二单元　元素性质的递变规律 必备知识 清单破 知识点 1　主族元素原子核外电子排布与性质的周期性变化 主族 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 原子核外外围电子 排布 ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 最高正化合价 +1 +2 +3 +4 +5 +6 (氧元素 除外) +7 (氟元素 除外) 最低负化合价 — — — -4 -3 -2 -1 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 性质递 变 规律 化合价 同主族 一般,最高正价相同,且等于主族序数 同周期 最高正价逐渐升高,从+1递增到+7(第一、二周期除外) 金属 性、非金属性 同主族 从上到下,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱 同周期 从左到右,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强 原子半 径 同主族 从上到下,原子半径逐渐增大 同周期 从左到右,原子半径逐渐减小 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 1.2~5周期元素原子的外围电子排布 (1)第2、3周期,从左到右外围电子排布呈现从ns1到ns2np6的变化。 (2)第4周期,从左到右外围电子排布呈现从4s1经过3d1~104s1~2逐渐过渡到4s24p6,第5周期类似第 4周期变化规律。 2.周期表的分区 　　根据元素原子的外围电子排布的特征,可将元素周期表分成五个区域:s区、p区、d区、 ds区和f区。五个区的位置关系如图所示。 知识点 2　元素周期表的分区 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 1.第一电离能的含义 某元素的气态原子失去一个电子形成+1价气态阳离子所需要的最低能量,叫做该元素的第 一电离能,用符号I1表示,单位:kJ·mol-1。 2.第一电离能的意义 第一电离能数值越小,原子越容易失去一个电子;第一电离能数值越大,原子越难失去一个电 子。 3.电离能的变化规律(详见定点3) 知识点 3　元素第一电离能的周期性变化 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 1.电负性的意义 　　电负性用来衡量元素在化合物中吸引电子的能力。元素的电负性越大,表明元素原子在 化合物中吸引电子的能力越大,反之,电负性越小,相应元素原子在化合物中吸引电子的能力 越小。 2.电负性的标准 　　氟元素的电负性为4.0,并以此为标准确定其他元素的电负性。 3.元素电负性的周期性变化规律(详见定点3) 知识点 4　元素电负性的周期性变化 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 1.基态原子的外围电子排布式为ns2的元素一定在ⅡA族。这种说法对吗? (　    ) 氦原子外围电子排布式为1s2,位于0族。 2.次外层全充满而最外层有未成对电子的元素一定是主族元素。这种说法对吗? (　    ) 如ⅠB族元素的外围电子排布为(n-1)d10ns1,次外层全充满而最外层有一个未成对电 子。 3.铝的第一电离能比镁的第一电离能大。这种说法对吗? (　    ) ⅡA族元素的第一电离能比同周期与之相邻的主族元素的第一电离能大,镁的第一 电离能大于钠、铝。 4.电负性差值大于1.7的元素形成的化合物都为离子化合物。这种说法对吗? (　    ) 电负性差值大于1.7的元素形成的化合物不一定为离子化合物,如F的电负性与H的 电负性差值为1.9,但HF为共价化合物。 知识辨析 判断正误，正确的画“ √” ，错误的画“ ✕” 。 ✕ ✕ ✕ ✕ 提示 提示 提示 提示 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 关键能力 定点破   (1)元素周期表的分区 可把元素周期表划分成五个区域:s区、d区、ds区、p区、f区。 定点 1　元素性质与元素周期表的分区 包括的元素在 周期表中的位置 外围电子排布(一般 情况) 化学性质 s区 ⅠA、ⅡA族 ns1~2(最后的电子填在 ns上) 除氢外,其余都是活泼金属元素(碱金属 和碱土金属元素) p区 ⅢA~ⅦA族、0族 ns2np1~6(除氦元素最 后的电子填在1s上, 其他元素填在np上) 同周期主族元素随着最外层电子数目的增加,非金属性增强,金属性减弱(不讨论第一周期) 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 d区 ⅢB~ⅦB族、Ⅷ族 (镧系、锕系除外) (n-1)d1~9ns1~2[最后的 电子填在(n-1)d上] (如Fe:3d64s2) 均为过渡金属元素,d轨道可以不同程度地参与化学键的形成 ds区 ⅠB、ⅡB族 (n-1)d10ns1~2[(n-1)d轨 道全充满](如Cu:3d104s1) 均为过渡金属元素,d轨道已充满电子,因此d轨道一般不参与化学键的形成 f区 镧系、锕系 (n-2)f0~14(n-1)d0~2ns2 镧系元素的化学性质非常相近,锕系元素的化学性质也非常相近 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 (2)核外电子排布与族的划分 a.主族元素原子的外围电子全部排布在ns或ns、np轨道上。外围电子数与族序数相同。 b.稀有气体的外围电子排布为1s2或ns2np6。 c.过渡元素(副族和第Ⅷ族)同一纵列原子的外围电子排布通式基本相同,外围电子排布为(n- 1)d1~10ns0~2(镧系、锕系除外)。ⅢB~ⅦB族的外围电子数与族序数相同(镧系、锕系除外), ⅠB、ⅡB族的外围电子数与族序数不相同。 (3)原子结构与元素在周期表中位置的关系 a.原子核外电子层数决定元素所在周期数:周期数=最大电子层数(钯除外,46Pd:[Kr]4d10,最大 电子层数是4,但是在第5周期)。 b.每周期起始元素和结束元素的价电子排布为ns1和ns2np6(第1周期为1s2)。 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 典例 元素周期表中共有18个纵列,第2列为碱土金属元素,第18列为稀有气体元素,则下列说 法正确的是 (　    ) A.第9列元素中没有非金属元素 B.第15列元素原子的最外层电子排布可用ns2np5表示 C.最外层电子排布为ns2的元素一定在第2列 D.第11、12列的元素为d区元素 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 思路点拨    最外层只有两个电子的原子有很多,除了ⅡA族元素原子,还有He、Fe、Co、 Ni、Mn等,最外层只有一个电子的元素原子也有很多,除了第ⅠA族元素原子,还有Cr、Cu 等。 解析    A项,第9列属于Ⅷ族,全部为金属元素,正确;B项,第15列为ⅤA族,其元素原子的最外层 电子排布为ns2np3,错误;C项,He的最外层电子排布式为1s2,却在第18列,错误;D项,第11、12列 分别为ⅠB族、ⅡB族,ⅠB族、ⅡB族元素为ds区元素,错误。 答案    A 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念   1.三看法比较粒子半径大小 (1)“一看层”:先看电子层数,电子层数越多,一般粒子半径越大。 (2)“二看核”:若电子层数相同,则看核电荷数,一般核电荷数越大,粒子半径越小。 (3)“三看电子”:若电子层数、核电荷数均相同,则看核外电子数,电子数多的半径大。 2.具体方法 (1)同周期主族元素,从碱金属元素到卤素,原子半径逐渐减小。如r(Na)>r(Mg)>r(Al)>r(Si)>r (P)>r(S)>r(Cl)。 (2)同主族元素,从上到下,原子或同价态简单离子半径逐渐增大。如r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)< r(Cs);r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+)。 定点 2　粒子半径大小的比较 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 (3)电子层结构相同的离子,随着核电荷数的递增,简单离子半径逐渐减小,如r(S2-)>r(Cl-)>r(K +)>r(Ca2+)。 (4)同种元素形成的粒子的半径 　　规律:简单阳离子的半径<原子的半径<简单阴离子的半径,且简单阳离子所带电荷数越 多,半径越小。如r(Fe3+)<r(Fe2+)<r(Fe);r(Cl)<r(Cl-);r(H+)<r(H)<r(H-)。 (5)电子层结构和所带电荷数都不同的粒子,一般要找参照物进行比较。如比较Al3+和S2-半径 的大小,可找出与Al3+电子层结构相同,且与S2-所带电荷数相同的O2-来比较,因为r(Al3+)<r(O2-), r(O2-)<r(S2-),故r(Al3+)<r(S2-)。 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 典例 已知短周期元素的离子aA2+、bB+、 D-具有相同的电子层结构,则下列叙述正确的 是 (　    ) A.原子半径:A>B>D>C B.原子序数:d>c>b>a C.离子半径:C3->D->B+>A2+ D.单质的还原性:A>B 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 解析    四种粒子的电子层结构相同,A、B、C、D在周期表中的相对位置如下图:   由此可得出A、B、C、D的原子半径大小为B>A>C>D,A项错误;由A、B、C、D在周期表中 的相对位置,不难判断出它们的原子序数的关系为a>b>d>c,B项错误;电子层结构相同的离 子,原子序数越大,半径越小,C项正确;A、B位于同一周期,随着原子序数增大,金属性减弱,单 质的还原性:B>A,D项错误。 答案    C 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念   1.电离能的变化规律 (1)第一电离能递变规律   定点 3　电离能和电负性的变化规律及应用 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 ①每个周期的第一种元素(氢元素或碱金属元素)第一电离能最小,稀有气体元素的第一电离 能最大,同周期中从左至右元素的第一电离能呈增大的趋势。 ②同主族元素原子的第一电离能从上到下逐渐减小。 (2)逐级电离能 ①原子的逐级电离能越来越大 元素的一个基态的气态原子失去一个电子,变成气态基态正离子后,半径减小,原子核对电子 的吸引力增大,所以再失去第二个、第三个电子更加不易,所需要的能量依次增大。 ②当电离能突然变大时说明电子的电子层发生了变化,即同一电子层中电离能相近,不同电 子层中电离能有很大的差距。如Al:I1<I2<I3≪I4<I5…… 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 2.第一电离能与原子核外电子排布 (1)通常情况下,当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半充满(p3、 d5、f7)和全充满(p6、d10、f14)的结构时,原子的能量较低,该元素具有较大的第一电离能。 (2)在同周期元素中,稀有气体的第一电离能最大。一般,金属越活泼,金属元素的第一电离能 越小;非金属越活泼,非金属元素的第一电离能越大。 3.电离能的应用 (1)根据电离能数据,推断元素原子核外电子排布 当一个电子层的所有电子均失去之后,换新的电子层再失去电子时,由于内层是稳定结构,难 失去,故电离能数值在层与层之间呈现突跃性变化,而层内电离能数值差别相对较小。如Li 的逐级电离能I1≪I2<I3,表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层(K、L能层)上,且最外层 上只有一个电子。 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 (2)判断主族元素的外围电子数或最高化合价 通常用电离能来表示原子或离子失去电子的难易程度。如K的I1比I2小很多,电离能差值很 大,说明失去第一个电子比失去第二个电子容易得多,所以K容易失去一个电子形成带1个单 位正电荷的阳离子;Mg的I1和I2相差不多,而I2比I3小很多,所以Mg容易失去两个电子形成带2 个单位正电荷的阳离子……一般来说,如果某元素的电离能在In与In+1之间发生突跃,则该元素 的原子易形成带n个单位正电荷的阳离子而不易形成带n+1个单位正电荷的阳离子。 (3)判断元素的金属性与非金属性强弱 除稀有气体外,一般,I1越大,元素的非金属性越强,I1越小,元素的金属性越强。 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 4.电负性的规律 一般来说,同周期从左到右,主族元素的电负性逐渐变大;同主族元素从上到下,元素的电负性 呈现变小的趋势。 规律小结    电负性越大,元素原子对电子吸引能力越强,越容易得电子,元素的非金属性越 强。 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 5.电负性的应用 (1)判断元素类型 判断一种元素是金属元素还是非金属元素以及元素的活泼性。   专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 (2)判断元素在化合物中的化合价正负 ①电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力弱,元素的化合价为正值。 ②电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力强,元素的化合价为负值。 (3)判断化学键及化合物类型   专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 如H的电负性为2.1,Cl的电负性为3.0,Cl的电负性与H的电负性之差为3.0-2.1=0.9,小于1.7,HCl为共价化合物;Al的电负性为1.5,Cl的电负性与Al的电负性之差为3.0-1.5=1.5,小于1.7, AlCl3为共价化合物;同理,BeCl2也是共价化合物。 6.电负性、第一电离能与金属性和非金属性的关系   专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 (1)稀有气体的第一电离能为同周期中最大的。 (2)同一周期,第一电离能:ⅡA族>ⅢA族,ⅤA族>ⅥA族。 拓展视野　“对角线”规则 在元素周期表中,某一元素及其化合物的性质与它左上方或右下方的另一元素及其化合物的 性质类似,这种现象称为“对角线”规则。具有典型“对角线”规则的元素有:Li-Mg、Be- Al、B-Si,因为它们的电负性值接近,所以它们对键合电子的吸引力相当,表现出的性质相 似。如Be和Al,二者的电负性数值都为1.5,二者的单质、氧化物、氢氧化物都能与强酸和强 碱反应。   专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 典例 X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y、Z均可与X形成含10个电子 的分子,且第一电离能Y>Z。W原子的逐级电离能I1=500 kJ·mol-1、I2=4 600 kJ·mol-1、I3=6 900 kJ·mol-1、I4=9 500 kJ·mol-1、I5……下列说法错误的是(　    ) A.Y、Z还均可与X形成含18个电子的分子 B.X、Y、W位于不同周期 C.简单离子半径:Y>Z>W D.电负性:Y>Z>X 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 思路点拨    比较第一电离能大小时,需要注意同周期主族元素的第一电离能从左到右呈增大 趋势,但ⅡA族,ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素。 解析    X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y、Z均可与X形成含10个电 子的分子,X是H元素;第一电离能Y>Z,Y是N元素、Z是O元素;W原子的逐级电离能I1=500 kJ· mol-1、I2=4 600 kJ·mol-1、I3=6 900 kJ·mol-1、I4=9 500 kJ·mol-1、I5……可推测W原子最外层有1个电子,W是Na元素。N、O可与H分别形成N2H4、H2O2,二者均为含18个电子的分子,A正确; H位于第一周期,N位于第二周期,Na位于第三周期,B正确;核外电子排布相同,核电荷数越大, 简单离子半径越小,即离子半径:N3->O2->Na+,C正确;电负性:O>N>H,D错误。 答案    D 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 情境探究 储氢材料是一类能吸收和释放氢气的材料。配位金属氢化物是一种储氢容量比较高的化合 物,可作为优良的储氢介质。Ti(BH4)3是一种配位金属氢化物,可由TiCl4和LiBH4反应制得。 学科素养 情境破 素养　宏观辨识与微观探析——新情境下原子结构与性质的应用 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 问题1 基态Ti3+的未成对电子有几个?Li、B、H元素的电负性由大到小的排列顺序是什么? 钛是22号元素,基态Ti3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d1,未成对电子数为1;Li和H同 主族,Li和B同周期,由元素周期律可知,锂元素的电负性最小,B 中B显+3价,H显-1价,说明H 的电负性比B大,则电负性由大到小排列顺序为H>B>Li。 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 问题2 LiH常用作干燥剂,氢气发生剂,有机合成还原剂等。LiH中,Li+和H-谁的半径大?  Li+和H-具有相同的电子层结构,核电荷数:Li>H,则离子半径:Li+<H-。 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 问题3 某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物。M的部分电离能如下表所示: I1/kJ· mol-1 I2/kJ· mol-1 I3/kJ· mol-1 I4/kJ· mol-1 I5/kJ· mol-1 738 1 451 7 733 10 540 13 630 M是什么元素? 该元素的第三电离能剧增,则该元素容易失去2个电子,再由表知该元素基态原子核外 电子数多于4,故该元素为第ⅡA族元素Mg。 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 例题 我国科研人员发现了一种新型超导体,化学式为Bi3O2S2Cl,由[Bi2O2]2+和[BiS2Cl]2-交替堆 叠构成。已知Bi位于第六周期第ⅤA族,下列有关说法错误的是(　    ) A.Bi的外围电子排布式为5d106s26p3 B.有关元素的电负性:O>Cl>S C.Bi3O2S2Cl属于含共价键的离子化合物 D.该新型超导体的组成元素全部位于元素周期表p区 典例呈现 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 素养解读    本题以“新型超导体”为情境素材,考查陌生元素外围电子排布、电负性的比较 以及元素周期表的分区等知识,提升学生学以致用的能力,培养宏观辨识与微观探析的化学 学科核心素养。 信息提取   Bi位于第六周期第ⅤA族,第ⅤA族元素原子的外围电子排布表示为ns2np3,Bi的外 围电子排布式为6s26p3;Bi3O2S2Cl由[Bi2O2]2+和[BiS2Cl]2-交替堆叠构成,故Bi3O2S2Cl属于含共价 键的离子化合物。 解题思路    Bi的外围电子排布式为6s26p3,A错误;电负性:O>Cl>S,B正确;Bi3O2S2Cl由[Bi2O2]2+ 和[BiS2Cl]2-交替堆叠构成,原子团[Bi2O2]2+和[BiS2Cl]2-内含共价键,Bi3O2S2Cl属于含共价键的 离子化合物,C正确;Bi、O、S、Cl都是p区元素,D正确。 答案    A     专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 思维升华 新情境下解答原子结构与性质问题的思维方法 (1)先根据材料或题目信息确定具体元素和元素在元素周期表中的位置,然后根据元素在元 素周期表中的位置及元素周期律对元素原子及其化合物的结构或性质进行比较,得出答案。 (2)解答相关题目,关键是看清题目要求,重点注意:基态原子的电子排布式或轨道表示式、基 态原子的外围电子排布式或轨道表示式、简化电子排布式的书写,电子式的书写,离子化合 物和共价化合物的判断,结构简式、结构式的区别等。 专题2　原子结构与元素性质 第1讲　描述运动的基本概念 $$