第一章 第2节 第1课时 元素周期律-【创新教程】2025-2026学年高中化学必修第二册五维课堂教师用书word（鲁科版）

第2节　元素周期律和元素周期表 第1课时　元素周期律 课程标准 核心素养 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 ①宏观辨识与 微观探析 能运用原子结构描述物质及其变化的过程，解释同类的不同物质性质变化的规律 ②证据推理与 模型认知 能从原子结构的相关数据上收集证据，从不同视角分析元素性质的问题，推出合理的结论 [知识梳理] 一、原子序数 1．概念：元素在元素周期表中的序号。 2．原子序数与原子结构的关系：原子序数＝　核电荷数　＝　质子数　＝　核外电子数　。 二、元素周期律 1．1～18号元素核外电子排布的变化规律(最外层电子排布) 原子结构 原子序数 (a的取值) 电子 层数 最外层电子 数(x的取值) 1→2 　1　 1→　2　 3→10 　2　 1→　8　 　11→18　 　3　 1→　8　 结论 随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现　由1到8(第1周期为1到2)的周期性变化　 2．元素性质的递变规律 (1)元素原子半径的周期性变化。 规律：随着原子序数的递增，元素原子的半径呈现　由大到小　的周期性变化。 (2)元素主要化合价的周期性变化。 以1～18号元素为例探究化合价的变化，图示如下： 规律：随着原子序数的递增，元素的最高正化合价呈现　＋1→＋7　(O、F除外)，最低负化合价呈现　－4→－1　的周期性变化。 三、元素周期律 1．内容：元素的性质随着　原子序数　的递增而呈周期性变化。 2．实质：元素性质的周期性变化是　原子核外电子排布　周期性变化的必然结果。 　　 化合价与最外层电子数之间的关系 1．元素的主要化合价与最外层电子数的关系 主族元素最高正化合价＝最外层电子数(O、F除外) 最低负化合价＝最外层电子数－8。 |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)氢元素：＋1、－1、0价，如H2O、NaH、H2。 (2)氟元素：－1、0价，如NaF、F2，氟无正价。 (3)氧元素：－2、－1、0价，如CaO、Na2O2、O2，氧无最高正价。 (4)金属只有正价。 (5)非金属元素既有正价又有负价(O、F除外)。 [易错提醒]　元素化合价的“三个二” (1)二“特殊”：F无正价，O无最高正价。 (2)二“只有”：金属只有正价，只有非金属才有负价。 (3)二“等式”：对于主族元素，最高正价＝最外层电子数，|最低负价数值|＋|最高正价数值|＝8(除O、F外)。 [典例示范] [典例1]　下列各组元素中，按最高正价递增的顺序排列的是(　　) A．C、N、O、F　　　　 B．K、Mg、C、S C．H、He、Li、Be D．P、S、Cl、Ar 解析：B　[根据元素的最高正化合价在数值上一般等于其最外层电子数及特殊元素的化合价来分析各选项。A项，C：＋4价，N：＋5价，F无正价，O无最高正价；B项，K：＋1价，Mg：＋2价，C：＋4价，S：＋6价；C项，H：＋1价，He无最高正价，Li：＋1价，Be：＋2价；D项，P：＋5价，S：＋6价，Cl：＋7价，Ar无最高正价。] [学以致用] 1．某元素X的最高价氧化物对应水化物的化学式是H2XO3，则X的简单气态氢化物的分子式为(　　) A．HX B．H2X C．XH3 D．XH4 解析：D　[X元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2XO3，则X的最高正化合价为＋4价，说明X原子最外层有4个电子，最低负化合价为－4价，形成的简单气态氢化物的分子式为XH4。] 微粒半径大小的比较 1．原子 (1)同一横行，从左到右，核电荷数依次增大，原子半径依次减小。如r(Na)＞r(Mg)＞r(Al)＞r(Si)＞r(P)＞r(S)＞r(Cl)。 (2)同一纵列，自上而下，电子层数依次增多，原子半径依次增大。如r(Li)＜r(Na)＜r(K)＜r(Rb)＜r(Cs)。 2．离子 (1)同一纵列，自上而下，电子层数依次增多，离子半径依次增大。如r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)。 (2)具有相同电子层结构的离子，随核电荷数的增大，离子半径依次减小。如r(S2－)＞r(Cl－)＞r(K＋)＞r(Ca2＋)。 3．同一元素的不同粒子：核外电子数越多，半径越大。 (1)阳离子：r(原子)＞r(阳离子)。 如r(Na)＞r(Na＋)。 (2)阴离子：r(原子)＜r(阴离子)。 如r(Cl)＜r(Cl－)。 (3)多种价态的离子：价态越高，半径越小。 如r(Fe)＞r(Fe2＋)＞r(Fe3＋)。 [典例示范] [典例2] 下列微粒半径大小的比较中，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：B　[四种离子核外电子数相同，随着核电荷数的增多，离子半径依次减小，即微粒半径：Al3＋＜Mg2＋＜Na＋＜O2－，A项错；因S2－、Cl－比Na＋、Al3＋多一个电子层，则S2－、Cl－半径比Na＋、Al3＋大，再根据“序小径大”的规则，则微粒半径：S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋，B项正确；Na、Mg、Al、S的原子半径依次减小，C项错；Na、K、Rb、Cs最外层电子数相同，电子层数依次增多，半径依次增大，D项错。] [规律总结]短周期中具有相同电子层结构的离子的半径大小比较是粒子半径大小比较中最典型的题目。在解题时要先把四种离子(常考形式：一般为两种阳离子和两种阴离子)的相对位置确定好，其中阳离子：正电荷数即为族序数，阴离子：族序数＝8－|负电荷数|，因此题目中四种离子的相对位置为，则所讨论问题随之解决。 [学以致用] 2．下列四种离子化合物中，阳离子与阴离子的离子半径比值最小的是(　　) A．LiI　　　　　　　　 B．NaCl C．KBr D．RbF 解析：A　[Li＋、Na＋、K＋、Rb＋等4种阳离子中，Li＋半径最小，I－、Cl－、Br－、F－4种阴离子中，I－半径最大，所以r(Li＋)/r(I－)最小。] 1．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价到＋7价，最低化合价从－7价到－1价重复出现 D．元素性质的周期性变化是指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 解析：B　[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价到－1价，而不是从－7价到－1价，C项错误；D项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，而不是内容。] 2．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 解析：D　[X元素的最高正价是＋5价，则其最低化合价为－3价，故X元素氢化物的化学式为XH3。] 3．元素X、Y、Z的原子序数依次增大，下列叙述一定正确的是(　　) A．X、Y、Z原子的核内质子数依次增大 B．X、Y、Z的最高正化合价依次升高 C．X、Y、Z原子的原子半径依次增大 D．X、Y、Z单质的金属活动性依次增大 解析：A　[元素的原子序数等于原子核内的质子数，A正确。根据元素性质周期性递变的含义，B和C不一定正确。X、Y、Z中可能含有非金属，仅据此即可断定D不正确。] 4．下列各组微粒，半径大小比较中错误的是(　　) A．K>Na>Li B．Na＋>Mg2＋>Al3＋ C．Mg2＋>Na＋>F－ D．Cl－>F－>F 解析：C　[最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大，A项正确；核外电子排布相同的微粒，核电荷数越大，微粒半径越小，B项正确，C项错误；Cl－比F－多一个电子层，离子半径Cl－>F－，同一元素的不同微粒，核外电子数越多，半径越大，则微粒半径F－>F，则半径Cl－>F－>F，D项正确。] 5．表中列出了部分短周期元素在元素周期表中的位置。 族周期 ⅠA 0 1 ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 2 X E H 3 J M Z 请按要求回答下列问题： (1)X、E中的非金属性较强的是　________　。(填元素符号) (2)上述元素中，金属性最强的元素是　________　(填元素符号)；最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是　________　。(填化学式) (3)M、J的最高价氧化物对应的水化物之间反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________。 (4)H、J、M元素的离子半径由大到小的顺序是　________________　。(用离子符号表示) 解析：由元素在周期表的位置可知，X为C，E为N，H为F，J为Na，M为Al，Z为Cl， (1)同周期从左向右元素非金属性逐渐增强，所以N的非金属性强于C； (2)同周期从左向右元素金属性逐渐减弱，同主族从上到下金属性逐渐增强，所以金属性最强的元素是Na，非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，上述元素中，非金属性最强的元素是F元素，但氟元素不存在正价，则最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是HClO4； (3)Na和Al的最高价氧化物的水化物分别为NaOH、Al(OH)3，两者反应的离子方程式为：Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O； (4)F－、Na＋、Al3＋电子层数都为2层，原子序数越小，离子半径越大，所以离子半径由大到小的顺序是：F－＞Na＋＞Al3＋。 答案：(1)N　(2)Na　HClO4　(3)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O　(4)F－＞Na＋＞Al3＋ 1．下列元素的原子半径依次增大是(　　) A．Na、Mg、Al　　　　 B．Na、O、F C．P、Si、Al D．C、Si、P 解析：C　[比较元素原子半径的大小有两条规律：①具有相同电子层数的元素，随着原子序数的递增，原子半径递减；②具有相同最外层电子数的元素，随着电子层数的增加，原子半径增大。A项，r(Na)>r(Mg)>r(Al)；B项，r(Na)>r(O)>r(F)；D项，r(Si)>r(P)。] 2．短周期主族元素X，Y，Z，W的原子序数依次增大，X原子核外最外层电子数是其电子层数的2倍，X，Y的核电荷数之比为3∶4，W－的最外层为8电子结构，金属单质Z在空气中燃烧生成的化合物可与水发生氧化还原反应，下列说法正确的是(　　) A．X与Y能形成多种化合物，一般条件下都能与Z的最高价氧化物的水化物发生反应 B．原子半径大小：X＜Y，Z＞W C．化合物Z2Y和ZWY3都只存在离子键 D．Y、W的某些单质或两元素之间形成的某些化合物可作水的消毒剂 解析：D　[A.X与Y形成的化合物有CO、CO2等，Z的最高价氧化物的水化物为NaOH，CO和NaOH不反应，故A错误；B.一般说来，电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同，质子数越多，半径越小，则原子半径大小X＞Y，Z＞W，故B错误；C.化合物Z2Y和ZWY3分别为Na2O、NaClO3，NaClO3存在离子键和共价键，故C错误；D.Y的单质臭氧，W的单质氯气，对应的化合物ClO2，可作为水的消毒剂，故D正确。故选：D。] 3．短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如表所示，其中X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半，则下列说法正确的是(　　) X Y Z W Q A.钠与W可能形成Na2W2化合物 B．Z是地壳中含量最多的非金属元素 C．W得电子能力比Q强 D．X的单质有多种同素异形体，而Y的单质不存在同素异形体 解析：A　[由短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置可知，X、Y处于第2周期，Z、W、Q处于第3周期，X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半，则最外层电子数为4，故X为C元素，则Z为Si元素、Y为O元素、W为S元素、Q为Cl元素，以此解答该题。由以上分析可知X为C元素，Y为O元素，Z为Si元素，W为S元素，Q为Cl元素，A.钠与W可能形成Na2S2化合物，类似过氧化钠，故A正确；B.Y为地壳中含量最多的非金属元素，故B错误；C.同周期从左向右非金属性增强，则W得电子能力比Q弱，故C错误；D.X、Y均存在多种同素异形体，如金刚石、石墨为碳元素的不同单质，氧气、臭氧为氧元素的不同单质，故D错误；故选：A。] 4.I是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水中I的含量变化来监测核电站是否发生放射性物质泄漏。下列有关I的叙述中正确的是(　　) A.I的化学性质与I相同 B.I的原子序数为53 C.I的原子核外电子数为78 D.I的原子核内质子数多于中子数 解析：B　[A.I与I核外电子数相同，质子数相同，最外层电子数相同，化学性质相同，故A错误；B.原子序数＝核电荷数＝核外电子数＝质子数＝53，故B正确；C.质子数＝核外电子数＝原子序数＝核电荷数，原子核外电子数53，故C错误；D.原子核内质子数＝53，中子数＝质量数－质子数＝131－53＝78，原子核内质子数少于中子数，故D错误；] 5．下列说法中正确的是(　　) A．非金属元素呈现的最低化合价，其绝对值等于该元素原子的最外层电子数 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零价，而非金属元素既有正价又有负价和零价 解析：B　[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错误；非金属元素的最高化合价等于该元素原子的最外层电子数，不会超过该数值，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。] 6．下列各元素性质递变情况中，错误的是(　　) A．Li、Be、B原子最外层电子数依次增多 B．P、S、Cl元素最高化合价依次升高 C．N、O、F原子半径依次增大 D．P、S、Cl元素的最低化合价依次为－3价、－2价、－1价 解析：C　[根据原子的核外电子排布可知，A项正确；P、S、Cl的最高化合价依次为＋5价、＋6价、＋7价，B项正确；在电子层数相同的情况下，核电荷数越大，半径越小，C项错误；P、S、Cl的最低化合价依次为－3价、－2价、－1价，D项正确。] 7．原子序数小于20的X元素能形成H2X和XO2两种化合物，该元素的原子序数是(　　) A．13 B．14 C．15 D．16 解析：D　[X元素在H2X中呈－2价，在XO2中呈＋4价，一般在氢化物中呈现最低负价，该元素的最高正价为＋6价，即最外层电子数为6，只有原子序数为16时符合条件。] 8．X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有与氩离子相同的电子层结构，下列叙述正确的是(　　) A．X原子序数比Y的小 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元素的最高正价比Y的大 解析：C　[Xn＋、Ym－和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元素的最高正价比Y的小，D项错误。] 9．已知原子序数小于18的元素的离子aA2＋、bB＋、cC2－、dD－都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．离子半径：C2－>D－>B＋>A2＋ C．原子序数：d>c>b>a D．原子的最外层电子数目：A>B>D>C 解析：B　[由4种离子具有相同的电子层结构可得a－2＝b－1＝c＋2＝d＋1，a>b>d>c，故C项错误；原子的最外层电子数目：D>C>A>B，故D项错误；原子半径B>A>C>D，故A项错误。] 10．(双选)A、B、C均为1～18号元素，A、B原子具有相同的电子层数，A、C的最低价阴离子分别为A2－、C－，A2－半径大于C－，B2＋与C－具有相同的电子层结构。下列叙述中一定不正确的是(　　) A．原子序数：C>A>B B．离子半径：A2－>C－>B2＋ C．原子半径：C>B>A D．最外层电子数：C>A>B 解析：AC　[由A、C的最低价阴离子分别为A2－和C－知A为ⅥA 族元素，C为ⅦA族元素，B2＋和C－具有相同的电子层结构，则B在C的下一周期，且A、B、C均为短周期元素，B处于第3周期ⅡA族，故B为Mg，C为F，A、B同周期，则A为S。原子序数：A>B>C，故A错误；离子的电子层数越多，半径越大，电子层数相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小(0族元素除外)，所以离子半径A2－>C－>B2＋，故B正确；同周期主族元素的原子半径从左到右逐渐减小，同主族元素自上而下原子半径逐渐增大，原子半径：B>A>C，故C错误；A为S，B为Mg，C为F，原子最外层电子数分别为6、2、7，故最外层电子数：C>A>B，故D正确。] 11．有下列四种微粒：①O　②Na　③Mg　④N。 (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　________　。 解析：(1)Na与Mg具有相同的电子层数，最外层电子数分别为1、2，O与N具有相同的电子层数，最外层电子数分别为6、5；原子半径大小为Na>Mg>N>O。(2)四种离子Na＋、Mg2＋、N3－和O2－核外电子排布相同，半径大小为r(Mg2＋)<r(Na＋)<r(O2－)<r(N3－)。(3)四种核素质子数和中子数分别是：O→8、10；Na→11、12；Mg→12、12；N→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。 答案：(1)②③④①　(2)④①②③　(3)①②　(4)①②　(5)④ 12．有A、B、C、D、E五种元素，它们的原子序数按E、C、D、A、B依次增大，E原子最外层有4个电子；A－与B＋的核外电子排布相同；D的气态氢化物的化学式为H2D，最高价氧化物中D的质量分数为40%，且D原子核内质子数和中子数相等；C的原子序数比D少9，比B少12，其气态氢化物中氢元素的质量分数约为17.65%。 (1)写出五种元素的符号：A　______　，B　________　，C　________　，D　________　，E　________　 (2)画出A－、B＋的结构示意图：　________　，　________　。 (3)A、D最高价氧化物对应的水化物的化学式分别为　________　、　________　。 (4)写出E的最高价氧化物与过量的B的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式：________________________________________________________________________。 (5)写出B、C最高价氧化物对应的水化物之间相互反应的化学方程式：________________________________________________________________________。 解析：D的气态氢化物的化学式为H2D，最高价氧化物中D的质量分数为40%，可推出D的相对原子质量为32，从而推出D为S元素；C原子序数比D少9，比B少12，则C为N元素，B为K元素；A－与B＋核外电子排布相同，则A为Cl元素；E原子最外层有4个电子，且原子序数按E、C、D、A、B依次增大，则E为C元素。 答案：(1)Cl　K　N　S　C (2)　(3)HClO4　H2SO4 (4)CO2＋2OH－===CO＋H2O (5)KOH＋HNO3===KNO3＋H2O 13．在1～18号的短周期主族元素中，表中的字母代表一种元素，回答下列问题： C D A B E F (1)金属性最强的元素是　________　。 (2)画出D的原子结构示意图　________　。 (3)地壳中含量最多的元素是　________　。 (4)Ne原子的最外层电子数是　________　。 (5)E和F分别形成的气态氢化物中最稳定的是　________　。(填写氢化物的化学式) (6)Mg(OH)2与Al(OH)3能与强碱反应的是 ________________________________________________________________________。 (7)用于制造光导纤维的物质是　________　。(填“Si”或“SiO2”) (8)肼(N2H4)中氮元素和氢元素的质量比m(N)∶m(H)＝　________　。(相对原子质量：N－14，H－1) (9)次氯酸(HClO)具有杀菌漂白作用，其中Cl元素的化合价为　________　，HClO不稳定，易分解生成HCl和O2，写出其在光照条件下分解的化学方程式：　________　。 解析：(1)上述元素中，金属性最强的是Na元素； (2)D为N元素，原子核外有2个电子层，最外层电子数为5，N的原子结构示意图为：； (3)地壳中含量最多的元素是O元素； (4)Ne原子为10号元素，核电荷数为10，最外层电子8；(5)E和F分别形成的气态氢化物为H2S、HCl，非金属性Cl＞S，氢化物稳定性中最稳定的是HCl；(6)Mg(OH)2与Al(OH)3能与强碱反应的是Al(OH)3；(7)用于制造光导纤维的物质是：SiO2；(8)肼(N2H4)中氮元素和氢元素的质量比m(N)：m(H)＝2×1∶4×1＝7∶1；(9)次氯酸(HClO)具有杀菌漂白作用，氢元素化合价＋1价，氧元素化合价－2，其中Cl元素的化合价为＋1价，HClO不稳定，易分解生成HCl和O2，反应的化学方程式为：2HClOO2↑＋2HCl。 答案：(1)Na　(2)　(3)O　(4)8　(5)HCl (6)Al(OH)3　(7)SiO2　(8)7∶1　(9)＋1　2HClO2HCl＋O2↑ 学科网（北京）股份有限公司 $