第1章 第2节 第1课时 元素周期律-【金版新学案】2025-2026学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义教师用书word（鲁科版，双选）

第2节　元素周期律和元素周期表 第1课时　元素周期律 课程标准解读 1．了解元素原子核外电子排布、原子半径、主要化合价的周期性变化，认识元素周期律。 2．了解元素性质与原子结构的关系。 3．掌握微粒半径大小比较的规律。 知识点　元素周期律　　　　　　　　　　　　　　　 1．原子序数 概念 元素在元素周期表中的序号，其数值等于该元素原子核内的质子数 数量 关系 原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数 2．1～18号元素原子最外层电子排布的递变规律 图示 递变 规律 随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子数重复出现从1至8的周期性变化。(除H、He元素外) 3．原子半径的递变规律 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(同周期)。 4．元素的化合价的变化规律 图示 递变 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 5．元素周期律 (1)概念：元素的性质随着元素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元素原子核外电子排布周期性变化的必然结果。 (1)元素的性质主要指原子半径和元素的化合价等。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)元素周期律体现了元素原子结构(核外电子排布)决定元素的性质；元素的性质反映了元素原子结构。 (3)这里的周期性变化不是简单的机械重复，而是在不同层次上的重复。　　 [判断正误](正确的打“√”，错误的打“×”) (1)原子序数与原子的核电荷数一定相等。(√) (2)元素周期律的实质是随着原子序数的递增，元素的核外电子排布呈现周期性变化。(√) (3)随着元素相对原子质量的递增，元素的性质呈周期性变化。(×) (4)核外电子排布相同的离子的半径相等。(×) 学生用书第12页 (5)元素原子半径最小的是氢。(√) (6)电子层数相同的元素原子的最低负价总是从－7→－1逐渐升高。(×) (7)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。(×) (8)Na原子结构示意图为，Cl原子结构示意图为，钠原子半径小于氯原子半径。(×) (一)碘元素与氯元素的最外层电子数相同，其原子结构示意图为。 问题1　常见的含有碘元素的含氧酸盐有高碘酸盐、碘酸盐及次碘酸盐，在这些化合物中碘元素的化合价分别是多少？ 提示：　在高碘酸盐中碘元素的化合价为＋7价、碘酸盐中碘元素的化合价为＋5价，次碘酸盐中碘元素的化合价为＋1价。 问题2　根据碘元素的原子结构分析，碘元素的最高正价为多少？最低负价为多少？ 提示：　最高正价为＋7价，最低负价为－1价。 问题3　根据上述两题判断元素在含氧酸或含氧酸盐中是否一定呈现最高正价？ 提示：　不一定。 问题4　元素的最高正价与最低负价之间有什么关系？ 提示：　一般情况下，两者的绝对值之和等于8。 1．元素化合价与原子结构的关系 (1)随着原子序数的递增，元素的主要化合价呈现周期性的变化(正价＋1→＋7，负价－4→－1)。 (2)元素最高正化合价＝原子最外层电子数(O、F除外)。 (3)元素最低负化合价＝原子最外层电子数－8(H、稀有气体除外)。 (4)最高化合价＋|最低化合价|＝8 2．元素化合价与物质类型的关系 (1)元素的最高价往往含在最高价氧化物、最高价氧化物对应的酸或碱及相应的盐中。 (2)元素的最低价含在气态氢化物及其相应的盐中。　　 1．(双选)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、F元素最高正化合价依次增大 C．N、O、F原子半径依次增大 D．P、S、Cl元素的最低负化合价依次为－3、－2、－1 BC　[最外层电子数分别为1、2、3，故A对；氟无正价，故B错；在电子层数相同的情况下，核电荷数越多，半径越小，故C错；最低负化合价分别为－3、－2、－1，故D对。] 2．(2024·张家界慈利县高一期中检测)某元素M的气态氢化物的化学式为MH3，则M的最高价氧化物为(　　) A．MO B．M2O3 C．MO2 D．M2O5 D　[元素M的气态氢化物的化学式为MH3，则M的化合价为－3价，其最外层应有5个电子，则其最高正价为＋5价，对应的最高价氧化物为M2O5，故答案为D。] 3．X元素的最高化合价和最低化合价的绝对值之差为6，Y元素原子的次外层电子数与X元素原子的次外层电子数均为8个，X、Y的离子具有相同的电子排布，X、Y形成的化合物是(　　) A．MgF2 B．MgCl2 C．CaCl2 D．CaBr2 C　[根据题意知X元素最高化合价与最低化合价的关系有，得最高化合价为＋7，X是最外层为7个电子，次外层为8个电子的元素，即氯元素。题中与Cl－具有相同电子层排布的Y元素的离子可能为Ca2＋、K＋，结合选项可知X、Y形成的化合物是CaCl2。] 学生用书第13页 (二) 问题1　核外电子层数多的元素的原子半径一定大于核外电子层数少的元素的原子半径吗？ 答案：　不一定。例如，Cl的原子半径小于Li的原子半径。 问题2　试比较Cl－、N3－和S2－半径的大小。 答案：　最外层电子数相同时，电子层数越多，半径越大，故N3－半径最小；电子层结构相同的不同粒子，核电荷数越大，半径越小，故半径：S2－>Cl－。所以半径：S2－>Cl－>N3－。 问题3　电子层数相同的原子所形成的离子的半径大小规律与原子的半径大小规律一致吗？ 答案：　电子层数相同的原子形成离子后，阴离子将比阳离子多一个电子层，因此阴离子将比阳离子的半径大，所以递变规律不再一致。 粒子半径大小的比较——“四同”规律 1．同层——“序大径小” (1)规律：电子层数相同，从左往右，原子半径逐渐减小。 (2)举例：电子层数均为三层的原子：r(Na)＞r(Mg)＞r(Al)＞r(Si)＞r(P)＞r(S)＞r(Cl)。　　 2．同最外层电子数——“序大径大” (1)规律：最外层电子数相同，从上到下，原子(或离子)半径逐渐增大。 (2)举例：r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs)，r(Li＋)<r(Na＋)<r(K＋)<r(Rb＋)<r(Cs＋)。 3．同元素 (1)同种元素的原子和离子半径比较——“阴大阳小”。 某原子与其离子半径比较，其阴离子半径大于该原子半径，阳离子半径小于该原子半径。 如：r(Na＋)<r(Na)；r(Cl－)>r(Cl)。 (2)同种元素不同价态的阳离子半径比较规律——“数大径小”。 带电荷数越多，粒子半径越小。 如：r(Fe3＋)<r(Fe2＋)<r(Fe)。 4．同结构——“序大径小” (1)规律：电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小。 (2)举例：r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。　　 1．(2024·淄博高一检测)根据原子结构判断，下列元素中原子半径最小的是(　　) A．氧 B．氟 C．碳 D．氮 B　[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。] 2．(2024·冀州高一检测)下列离子中半径最大的是(　　) A．Na＋ B．Mg2＋ C．O2－ D．F－ C　[4种离子的核外电子排布相同，核电荷数越小，离子半径越大。] 3．(2024·江西九江月考)已知下列元素的原子半径： 原子 N S O Si 半径r/10－10m 0．75 1．02 0．74 1．17 根据以上数据，磷原子的半径可能是(　　) A．0．80×10－10m B．1．10×10－10m C．1．20×10－10m D．0．70×10－10m B　[Si、P、S电子层数相同，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，故原子半径：Si>P>S，故磷的原子半径在1．02×10－10～1．17×10－10m之间，所以B项正确。] 　　　　　　　　　　　　　　　　 (1)元素性质呈周期性变化的根本原因不是元素相对原子质量所决定的，而是元素原子核外电子排布呈周期性变化引起的。 (2)主族元素的最高正化合价一般等于最外层电子数，但氧元素没有最高正价，氟元素只有负价和0价， 学生用书第14页 没有正价；最低负化合价一般为最外层电子数减去8，但氢元素的最低负化合价为(1－2)即－1价。 (3)影响微粒半径的因素，不仅与电子层数有关，而且还与核电荷数、核外电子数有关。如Li原子核外电子层数为2，Cl原子电子层数为3，但Li原子半径大于Cl原子半径。　　　　　　　　　　　　　　　　 1．在元素周期表中不呈现周期性变化的是(　　) A．原子半径 B．元素化合价 C．原子序数 D．元素的金属性 C　[C项，原子序数等于原子核内质子数，不呈现周期性变化。] 2．(2024·福建晋江南侨中学高一下学期第二次月考)下列各组微粒半径大小的比较错误的是(　　) A．r(K)>r(Na)>r(Li) B．r(Mg2＋)>r(Na＋)>r(F－) C．r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋) D．r(Br－)>r(Cl－)>r(F－) B　[同主族元素，从上到下，原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，则原子半径：r(K)>r(Na)>r(Li)，A项正确；对于电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径：r(Mg2＋)<r(Na＋)<r(F－)、r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)，B项错误、C项正确；对于同一主族元素形成的阴离子，从上到下，离子核外电子层数逐渐增多，离子半径逐渐增大，则离子半径：r(Br－)>r(Cl－)>r(F－)，D项正确。] 3．如图所示是部分短周期元素的原子半径与原子序数的关系。则下列说法正确的是(　　) A．X、Y的原子序数分别为6、7 B．Z为金属元素，M、N为非金属元素 C．X的单质与Z的单质不能发生化学反应 D．Y、R的最外层电子数相等 D　[根据图中原子半径的变化规律可推知X、Y、Z、M、N、R分别为O、F、Na、Al、Si、Cl。O、F的原子序数分别为8、9，A项错误；Al是金属元素，B项错误；O2与Na可发生反应，C项错误；F、Cl的最外层电子数均为7，D项正确。] 4．图1～18中代表原子的核电荷数。根据原子的电子层数和最外层电子数分析，回答下列问题： (1)核电荷数分别为6和14的原子，它们的____________相同， ___________________不相同，最高正化合价为 ________，最低负化合价为________，二者的代数和为________。 (2)核电荷数分别为15和16的原子，它们的________相同，____________不相同，它们的元素符号分别为________、________，二者的原子半径由大到小的顺序为________。 (3)核电荷数分别为10和18的原子，它们的最外层电子数均为____________，它们的元素符号分别是________、________，一般不与其他物质发生化学反应，通常化合价表现为________价。 (4)某元素的原子核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的，该元素的元素符号是________，原子结构示意图是________，通常化合价为________价，________(填“有”或“无”)负价。 解析：　核电荷数为1～18的原子依次为： (4)根据原子核外有三个电子层，可知该元素的核电荷数在11～18之间。设该元素原子的核外电子数为x，则11≤x≤18，由x为整数可知，x＝12或18(排除)，核电荷数为12的元素是镁，Mg的原子结构示意图为，化合价为＋2价，无负价。 答案：　(1)最外层电子数　电子层数　＋4　－4　0 (2)电子层数　最外层电子数　P　S　r(P)＞r(S) (3)8　Ne　Ar　0 (4)Mg　　＋2　无 (本栏目内容在学生用书中以活页形式分册装订！)　　　　　　　　　　　　　　　　 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 B　[元素的原子序数＝质子数＝核电荷数＝原子的核外电子数，质量数＝质子数＋中子数，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。] 2．(2024·黑龙江牡丹江期中考试)元素性质呈周期性变化的决定因素是(　　) A．元素原子半径大小呈周期性变化 B．元素相对原子质量依次增大 C．元素原子最外层电子排布呈周期性变化 D．元素的最高正化合价呈周期性变化(O、F除外) C　[元素性质呈周期性变化的决定因素是元素原子最外层电子排布呈周期性变化，故C项符合题意。] 3．(双选)下列各组元素原子半径依次增大，且最高正化合价依次降低的是(　　) A．Al、Mg、Na B．N、O、F C．As、S、Cl D．Cl、P、Si AD　[A项，Al、Mg、Na的原子半径依次增大，最高正化合价分别为＋3、＋2、＋1，依次降低，符合题意。B项，N、O、F的原子半径依次减小，N的最高正化合价为＋5，F无正化合价，不符合题意。C项，As、S、Cl的原子半径依次减小，最高正化合价分别为＋5、＋6、＋7，依次升高，不符合题意。D项，Cl、P、Si的原子半径依次增大，最高正化合价分别为＋7、＋5、＋4，依次降低，符合题意。] 4．(2024·河北石家庄二中期中考试)元素X形成的简单离子与钙离子的核外电子排布相同，且X的简单离子的半径小于S2－的半径，则X元素可能为(　　) A．Al B．P C．O D．K D　[由题意可知，元素X形成的离子中K、L、M层上的电子数分别为2、8、8，与S2－的电子层结构相同，对于电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，故X的核电荷数应大于S的核电荷数，题中符合要求的元素是K，故选D。] 5．(2024·广西桂林十八中开学考试)某元素的气态氢化物的化学式为H2X，则此元素最高价氧化物对应的水化物的化学式是(　　) A．H2XO3 B．H2XO4 C．H3XO4 D．HXO4 B　[气态氢化物的化学式为H2X，则此元素的最低负价是－2，最高正价是＋6，因此最高价氧化物对应的水化物的化学式是H2XO4，B项正确。] 6．1～18号元素中，某元素的最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差为4，该元素的离子与和其核外电子排布相同的离子形成的化合物可能是(　　) A．K2S B．MgO C．MgS　 D．NaF A　[1～18号元素中，最高正化合价与最低负化合价的绝对值之差为4的元素是S，与S2－核外电子排布相同的离子有Cl－、K＋等，A项符合题意。] 7．(双选)已知X＋、Y2＋、Z－、W2－四种离子均具有相同的电子层结构。下列关于X、Y、Z、W四种元素的描述正确的是(　　) A．原子半径：X>Y>Z>W B．原子序数：Y>X>Z>W C．原子最外层电子数：Y>X>Z>W D．金属性：X<Y，还原性：W2－>Z－ BD　[X＋、Y2＋、Z－、W2－四种离子均具有相同的电子层结构，则X、Y处于同一周期，为金属元素，X形成＋1价离子，则X处于ⅠA族，Y形成＋2价离子，Y处于ⅡA族；Z、W处于同一周期，为非金属元素，Z形成－1价离子，Z处于ⅦA族，W形成－2价离子，W处于ⅥA族；在周期表中X、Y位于Z、W的下一周期，原子序数：Y>X>Z>W。同周期主族元素原子序数越大，原子半径越小，所以原子半径：X>Y，W>Z，电子层数越多，原子半径越大，所以原子半径：X>Y>W>Z，A错误；由上述分析可知，B正确；由上述分析可知，X处于ⅠA族，Y处于ⅡA族，W处于ⅥA族，Z处于ⅦA族，所以最外层电子数：Z＞W>Y>X，C错误；同周期主族元素随原子序数增大，金属性减弱，非金属性增强，所以金属性：X>Y，非金属性：W<Z，非金属性越强，相应阴离子的还原性越弱，所以还原性：Z－<W2－，D正确。] 8．(2024·北京八中分校月考)A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，现有以下叙述： ①原子半径：A<B　②离子半径：A>B　③原子序数：A>B　④原子最外层电子数：A≤B　⑤A的正价与B的负价的绝对值不一定相等 其中正确的是(　　) A．①② B．③④⑤ C．③⑤ D．③④ B　[A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，则A元素处于B元素的下一周期。①结合A、B在周期表中的位置得原子半径：A>B，错误。②核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：A<B，错误。③原子序数：A>B，正确。④当原子最外层电子数<4时，易失去最外层电子形成阳离子，当原子最外层电子数>4时，易得到电子形成阴离子，原子最外层电子数：A<B；当阳离子为Li＋，阴离子为H－时，原子最外层电子数：A＝B，即原子最外层电子数：A≤B，正确。⑤若A元素原子最外层电子数与B元素原子最外层电子数之和为8，则A的正价与B的负价的绝对值相等(如Na＋与F－)，若A元素原子最外层电子数与B元素原子最外层电子数之和不为8，则A的正价与B的负价的绝对值不相等(如Mg2＋与F－)，正确。] 9．(双选)已知下表是几种常见元素的原子半径数据： 元素 C O Na Mg Si 原子半径/nm 0．077 0．066 0．186 0．160 0．117 下列说法正确的是(　　) A．元素N的原子半径在0．066～0．077 nm之间 B．元素F的原子半径在0．066～0．186 nm之间 C．最外层电子数相同的元素原子，电子层数越多，原子半径越大 D．Mg2＋的半径大于Mg的半径 AC　[元素N的原子半径在0．066～0．077 nm之间，A项正确；F的原子半径比O的小，即小于0．066 nm，B项错误；最外层电子数相同的元素原子，电子层数对原子半径起决定作用，电子层数越多，原子半径越大，C项正确；Mg2＋的半径小于Mg的半径，D项错误。] 10．(双选)图中曲线表示1～18号部分元素的原子序数(按递增顺序连续排列)与常见最高化合价之间的关系，下列叙述不正确的是(　　) A．①②形成的化合物的摩尔质量是44 g·mol－1 B．①③可以按原子个数比1∶1形成化合物 C．②③形成的化合物能溶于稀盐酸 D．简单离子半径大小为②<③ AD　[①的常见最高化合价为＋5价，②的常见最高化合价为0价，③的常见最高化合价为＋3价，结合原子序数知，①为N元素，②为O元素，③为Al元素。①②形成的化合物有多种，摩尔质量也不尽相同，A不正确；①③可以形成化合物AlN，原子个数比为1∶1，B正确；②③形成的化合物Al2O3能与稀盐酸反应，C正确；核外电子排布相同的离子，原子序数越大，离子半径越小，则简单离子半径大小为O2－>Al3＋，D不正确。] 11．(2024·北京期末联考)下表中几种元素的原子序数均小于18，X、Y、Z的原子核外电子层数相等，这些元素的原子半径及主要化合价如下表： 元素代号 X Y Z W 原子半径/pm 186 143 99 66 主要化合价 ＋1 ＋3 ＋7、－1 －2 下列叙述正确的是(　　) A．X、Y元素原子的失电子能力：X<Y B．Y的单质不能与稀硫酸反应 C．四种元素形成的简单离子半径：Z－>X＋>Y3＋>W2－ D．Z的单质与X的最高价氧化物对应的水化物反应的产物之一具有漂白性 D　[Z的主要化合价为＋7、－1，则Z为Cl；W的主要化合价为－2，且原子半径比Z的小，则W为O；X、Y、Z原子核外电子层数相等，且X的主要化合价为＋1，Y的主要化合价为＋3，则X为Na，Y为Al。失电子能力：Na>Al，A项错误；Al能与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，B项错误；离子核外电子层数越多，离子半径越大，当离子核外电子层数相同时，离子的核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：Cl－>O2－>Na＋>Al3＋，C项错误；Cl2与NaOH溶液反应产生的NaClO具有漂白性，D项正确。] 12．在水溶液中，YO和S2－发生反应的离子方程式如下： YO＋3S2－＋6H＋===Y－＋3S↓＋3H2O (1)YO中Y元素的化合价是________； (2)Y元素原子的最外层电子数是________； (3)比较S2－和Y－的还原性：________。 解析：　(1)根据电荷守恒得(－n)＋(－2)×3＋1× 6＝－1，n＝1，代入YO中求得Y的化合价为＋5。(2)由(1)及离子方程式知，Y有＋5、－1两种化合价，但由于Y存在Y－，－1价则是Y元素的最低化合价，其最外层电子数＝8－|最低化合价|＝8－|－1|＝7。(3)在该反应中还原剂为S2－，还原产物为Y－，故还原性S2－>Y－。 答案：　(1)＋5　(2)7　(3)S2－＞Y－ 13．A、B、C、D四种元素原子的核电荷数依次增大，它们的简单离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。A元素原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，D元素原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半。试回答下列问题。 (1)四种元素的符号依次是A_________________________________， B__________，C________，D________；它们的原子半径由大到小的顺序是__________________(用元素符号表示)。 (2)试写出四种元素形成的简单离子的结构示意图：A__________，B__________，C________________________________________________________________________， D________________________________________________________________________。它们的离子半径由大到小的顺序是 __________________(用离子符号表示)。 (3)分别写出四种元素的最高价氧化物对应水化物的化学式：____________________。 (4)分别写出A、B两元素的气态氢化物的化学式：________________。 解析：　A元素原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，所以A元素原子的核电荷数为2×8＝16，A为硫元素。D元素原子的K、L层电子数之和等于其电子总数的一半，所以D元素原子的核电荷数是(2＋8)×2＝20，D为钙元素。根据A、B、C、D元素原子的核电荷数依次增大，并都能形成离子，可得B为氯元素，C为钾元素。 答案：　(1)S　Cl　K　Ca　K＞Ca＞S＞Cl (2)　 S2－＞Cl－＞K＋＞Ca2＋ (3)H2SO4、HClO4、KOH、Ca(OH)2 (4)H2S、HCl 学科网（北京）股份有限公司 $